第2天 汽车电路基础元件识别与检修

任务目标

1.了解常见汽车电路基础元件的功用和类型。

2.能够识别常见汽车电路基础元件。

3.学会典型汽车电路基础元件检测方法。

知识准备

现代汽车用电设备繁多，电路密集。在汽车电路中，除导线、连接器以外，还包括许多电路基础元件。下面介绍常见汽车电路基础元件，主要包括熔断器、易熔线、继电器、开关、电阻、二极管和三极管等。

1.熔断器

每个电路在电源与用电设备之间均配备有一个或多个电路保护装置，以防止过载或短路时，损坏导线和用电设备。常见保护装置就是熔断器，俗称“保险丝”，熔断器的作用就是保护电路（线路）及用电设备。

熔断器是一种薄的金属条，当大于所设定的电流流过它时即会烧毁，从而切断电流保护电路不受损坏。按结构形式不同，熔断器可分为插片式熔断器、叉栓式熔断器、玻璃管熔断器（见图2-1），其中插片式熔断器应用最为广泛。

在汽车上，线路的保险装置都是集中在一起的，用一个俗称熔断器盒固定在汽车的某一位置上。熔断器盒实际上就是一个对各用电设备具有过载保护作用的配电板，在熔断器盒的前部安装有许多熔断器。当电路短路时，能保护用电设备和线路免遭损坏。有的熔断器盒上还装有其他电器装置，如喇叭继电器、灯光继电器、转向灯闪光继电器、雨刮电动机继电器、中控继电器等。不同的车型，使用的熔断器盒不同，上面的电器数量也不同。

随着汽车上使用的电器设备不断增加，汽车线路的保护装置也随之增多，已有不少汽车上装有2～3个熔断器盒。如图2-2所示为熔断器常见安装方式。一般情况下，在熔断器盒的盒盖上正面或是背面以及在熔断器的旁边，都贴有标注，注明了各个标号的熔断器的保护范围以及各熔断器的名称（或是标号）。

注意

熔断器容量大小用颜色编码，其额定电流值标示在塑料封套的上端。

2.易熔线

易熔线是另一种形式的线路保护装置，它实际上就是一小段标准的铜绞线，但在它的表面有较厚的不易燃烧的绝缘层，所以看起来要比同规格的线粗。易熔线不得捆扎在线束内，也不得被车内其他部件包裹。选用时一般比它保护的线号大4个号码，如14号线需要18号易熔线保护。

易熔线是电路保护的后备保险（双保险）系统，主要用于保护电源电路和大电流电路，因此通常接在蓄电池正极端（见图2-3）或集中安装在中央接线盒内。除起动机供电电路外，其他电路的电流都要先经过易熔线后再通过各自的熔断器。因此，有时可能易熔线已断而熔断器没被烧断。

易熔线的绝缘层能承受较高的温度。一般情况下，如表层已膨胀或鼓泡，说明易熔线已熔断。但有时易熔线已断，而表层仍完好。因此，为判断易熔线的状况，还要用仪表测试。易熔线熔断时，要检查电路有无短路故障。

3.继电器

继电器是一种常用控制器件，它可以用较小电流来控制较大电流，用低电压来控制高电压等，并且可实现控制电路与被控电路之间的隔离，在自动控制、遥控、保护电路等方面得到广泛应用。

车用继电器一般为电磁式继电器，通常由电磁线圈和带复位弹簧的触点构成，通过电磁线圈产生的电磁力来改变触点的原始状态，实现对回路的控制。如图2-4所示，当1和2之间的电磁线圈通电时，触点将在电磁力作用下闭合，接通3、4之间的电路。

继电器通常分为常开继电器、常闭继电器和混合型继电器三种类型，其内部原理如图2-5所示。

注意

继电器的工作电压有12V和24V两种，使用时注意与电系相匹配，不能互换使用。

4.开关

开关的词语解释为开启和关闭，是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元件。最简单的开关有两片名叫“触点”的金属，两触点接触时使电流形成回路，两触点不接触时电流开路。汽车开关为满足汽车发展需要，其结构形式多种多样，可分为推拉式、旋转式、翘板式、压力式、组合式等。如图2-6所示为翘板式开关，如图2-7所示为开关安装位置图。

注意

开关是控制电路通断的关键，特别注意，继电器不但是控制开关，也是被控制对象。

5.电阻

电阻是电路元件中应用最广泛的基础元件，在电子设备中约占元件总数的30%以上。电阻器的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻、可变电阻、特种电阻。汽车上常用的特种电阻为热敏电阻。固定电阻器在电路图中的标号一般为R，电位器的标号为W。

1）固定电阻：固定电阻是目前电子、电器、设备、资讯产品的最基本零部件。固定电阻器有多种类型，选择哪一种材料和结构的电阻器，应根据应用电路的具体要求而定，所选电阻器的电阻值应优先选用标准系列的电阻器。

固定电阻的测量如图2-8所示，将万用表两表笔（不分正负）分别与电阻器的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻器标称阻值的大小来选择量程。根据电阻值误差等级不同，读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻变值了。

2）可变电阻：可变电阻也是一种电阻，它与一般电阻的不同之处是它的阻值可以在一定范围内连续变化。汽车用可变电阻多为电位器，通常是靠轴带动一个动触点在电阻体上移动，通过改变电阻值获得不同的电压输出。

检查可变电阻时，首先要看看轴旋转时是否平顺，听一听电位器内部接触点和电阻体是否有摩擦的声音，如果有则说明品质不好。接着，用万用表欧姆挡进行电阻的测量。测量时，先测电位器两端，其读数应为电位器的标称阻值；其次通过不断旋转动触点位置来测对应不同位置的电阻，电阻值应该呈现有规律的递增或者递减的变化。如万用表的读数在电位器轴柄的转动过程中有跳动现象，说明动触点有接触不良的故障。

3）热敏电阻：热敏电阻是一种半导体，它的电阻是随着温度的变化而变化的。车用最常见的热敏电阻是负温度系数热敏电阻，它的电阻值随温度升高而降低。

检测热敏电阻时，可分两步进行：第一步测量标称电阻值。测量方法与测量普通固定电阻的方法相同。第二步加温检测。在常温测试正常的基础上，利用热源（如电烙铁、热水等）使热敏电阻温度升高，用万用表实时监测其电阻值的变化。如果随温度升高能够呈现规律的阻值升高或下降，则说明热敏电阻正常；否则，说明其性能变差，已不能继续使用。

注意

测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。

6.二极管

二极管是一种具有两个电极的装置，由N型和P型半导体结合成一个PN结（见图2-9）。其只允许电流从P侧到N侧，单一方向流过。在车用交流发电机中，二极管主要用于整流。

汽车上采用的二极管可分为普通二极管、稳压二极管、LED发光二极管与光电二极管等。

1）普通二极管：只有在对普通二极管施加正向电压时（从P侧到N侧），电流才能流通；如果对其反向施加电压，则电流不能流通。但是，如果对其施加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿，二极管被击穿时所施加的反向电压称为击穿电压。普通二极管主要用于交流发电机的整流器。

一般情况下，二极管都有一定的标注，塑料封装二极管有标记环的一侧是负极；国产二极管带色点的一端为正极。无标记的二极管，如果要检测二极管的好坏可以用万用表二极管挡或电阻挡来判断二极管的正负极和好坏。根据二极管正向电阻小、反向电阻大的特点，用万用表表笔分别与二极管的两极相接测出两个电阻值。如图2-10所示，在所测得阻值较小时，与黑表笔（正表笔）相接的一端为二极管正极；在所测得电阻值较大的一次，与黑表笔（正表笔）相接的是二极管负极（如果采用数字式万用表，则红黑表笔所接极性刚好与上述判断相反）。如果测得的正反向电阻值均很小，说明二极管内部短路；若正反向电阻值均很大，说明二极管内部断路，这两种情况下，二极管都不能使用。

注意

用数字式万用表检测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的电阻才是二极管的正向导通电阻，与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

2）稳压二极管：稳压二极管又称齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路中起稳定电压的作用。它是利用二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。但若反向电流增大到一定数值后，稳压二极管则会被彻底击穿而损坏。在汽车上，稳压二极管最重要的用途就是用于交流发电机稳压器。

一般情况下，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同。若测得稳压二极管的正反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或断路损坏。

3）发光二极管：与普通二极管不同的是，当发光二极管正向导通时能够发光。它可以发出各种颜色的光，如红、黄、绿等。其特点是比普通灯泡发热小，寿命长。以低功率消耗发出亮光，只需较低电压便可工作且反应速度快。一般用于高位刹车灯和指示灯。

如图2-11所示，将发光二极管放在一个光源下，观察两个金属片的大小，通常金属片大的一端为负极，金属片小的一端为正极；引脚一长一短，长得一端为正极，短的一端为负极。

发光二极管种类繁多，不同的发光二极管有不同的管压降，不同颜色的发光二极管也有不同的管压降。同时，不同的发光二极管还有不同的工作电流，一般为5～20mA（具体应用请参考管子的实际情况来确定）。“管压降”和“工作电流”为发光二极管最为重要的两项电参数，只有同时满足这两项电参数才可能使发光二极管正常发光。

4）光电二极管：光电二极管又称光敏二极管。它是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。管芯常使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。一般用于空调光感传感器等。

在检测光电二极管时，可用黑纸或黑布遮住光电二极管的光信号接收窗口，然后用万用表×1kΩ挡测量光电二极管的正反向电阻值。正常时，正向电阻值为 10～20kΩ，反向电阻值为∞（无穷大）。若测得正反向电阻值均很小或均为无穷大，则是该光电二极管漏电或断路损坏。再去掉黑纸或黑布，使光电二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正反向电阻值的变化。正常时，正反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光电二极管的灵敏度越高。

7.三极管

三极管又称为晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号，也用作无触点开关。如图2-12、图2-13所示，三极管内部含有两个PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，公用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示），其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。中间部分是基区，两侧部分分别是发射区和集电区。PN结不同的组合方式，形成NPN型三极管和PNP型三极管，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补。在汽车电路中，晶体三极管主要起电流放大作用和开关作用，是电子电路的核心元件。

三极管上一般都有识别电极（管脚）的标记，在半导体器件手册上可以查到b、c、e三个电极的位置。当没有手册或标记模糊不清时，可将三极管看作两只二极管，用万用表进行检测判定。

实际操作

1.汽车电路基础元件的识别

如表2-1所示，以汽车电路基础元件图片与符号为例，介绍汽车电路基础元件识别。

2.汽车电路基础元件的检修

汽车电路常见基础元件的检修如表2-2所示。

拓展学习

汽车电路故障类型

（1）按故障发生的具体部位分类

按故障发生的具体部位，汽车电路故障可分为电器设备故障和线路故障。

1）电器设备故障：电器设备故障是指自身丧失其原有机能，包括电器设备机械损坏、烧毁、电子元件击穿、老化、性能减退等。电器设备的故障一般是可修复的，但对于不可拆的电子元件出现故障，只能进行更换。在实际使用与维修中，常常因为线路故障而造成电器设备故障。

2）线路故障：线路故障包括断路、短路、接触不良等，要借助于仪器或设备逐一排查。

（2）按发生时间的长短分类

按发生时间的长短，汽车电器故障可以分为渐发性故障和突发性故障。

1）渐发性故障：渐发性故障所发生的周期较长，故障程度有从轻到重、从弱到强的过程，它们多是由于零件运行中的摩擦和磨损引起的。

2）突发性故障：突发性故障多由电路的短路或断路引起，如前照灯突然不亮、发动机突然熄火等。

（3）按其对电器设备功能影响的程度分类

按对电器设备功能影响的程度，汽车电器故障分为破坏性故障与功能性故障。

1）破坏性故障：破坏性故障是电器总成或部件因故障而完全丧失工作能力，不更换不能继续工作，如灯泡灯丝被烧断时必须更换灯泡。

2）功能性故障：功能性故障是指电器总成功能降低但未完全丧失工作能力，属于非破坏性故障，经过调整或局部检修可恢复其功能，如继电器触点烧蚀后可通过打磨与调整而恢复其功能。