2009汽车电器课程设计指导书

1汽车电器与电子技术课程设计指导书课程设计名称：华夏HX7180轿车汽车电器与电子设备线路设计1华夏HX7180轿车汽车的相关技术数据华夏HX7180轿车汽车与电器与电子设备线路设计相关的基本技术数据见表1-1。表1-1线路设计相关的基本技术数据车型华夏HX7180轮距（前/后）mm1480/1485驱动形式4×2前轮驱动最高车速km/h150自重kg1000功率(kw/r/min)65/5200总重kg1600排量L1.8整车外形尺寸（长×宽×高）mm4770×1800×1450发动机型号/压缩比481Q/8.5:1轴距mm2700电源系统电压V122起动系统、充电系统计算、线路设计和分析2.1起动机和蓄电池的参数选择2.1.1起动机功率的选择起动机的选择应根据发动机的功率、起动机与发动机曲轴的最佳传动比、蓄电池容量这三个参数来确定。起动机必须具有足够的的功率才能保证迅速、可靠地起动发动机。功率的大小由发动机的最低起动转速qn和发动机的起动阻力矩qM决定，即9550qqnMP式中：qM的单位为N·m，qn的单位为r/min发动机的起动阻力矩有摩擦力矩、压缩损失力矩和发动机附件损失力矩三部分组成。其中摩擦力矩是活塞与缸壁的摩擦、曲轴轴承摩擦及搅油阻力等产生，占起动阻力矩的60%。压缩力矩与气缸容积和压缩比有关，约占起动阻力矩的25%。发动机附件阻力矩是发动机用于驱动发电机、分电器、汽油泵、风扇、水泵等所消耗的力矩，约占起动阻力矩的15%。qM一般由试验测定，也可用式CLMq来计算，即CLMq式中：C表示系数，取30～40，L为发动机排量。发动机的最低起动转速qn是保证发动机可靠起动曲轴的最低转速。汽油机在0～20℃时，根据汽油机的雾化条件，最低起动转速为应30～40r/min。为保证低温起动，通常取起动转速为50～70r/min。即9550qqnMP考虑到要有一定的功率储备，合理选取P。2.1.2起动机的传动比选择（1）最佳传动比的计算。所谓最佳传动比，即起动机工作在最大功率时，对应的起动机转速sn与发动机能可靠起动的曲轴转速fn之比，即2ZsZnniffs式中：fZ—表示飞轮齿圈齿数；sZ—表示起动机驱动齿轮齿数。（2）传动比的实际选择根据计算的最佳传动比，结合飞轮齿圈的节圆直径和齿轮模数(m)，确定实际传动比。2.1.3蓄电池容量的选择汽车蓄电池的容量主要由起动机的功率确定，一般可按下式来选择蓄电池的额定容量：UPQ)810~610(式中：Q为蓄电池的额定容量（Ah）；P为起动机的额定功率（kW）；U为起动机的额定电压(V)。则UPQ)810~610(选取蓄电池额定容量并确定蓄电池的型号。2.3充电系统的计算2.3.1汽车用电设备及其功率汽车上的用电设备数量较多,大致可分为起动装置、点火装置、照明信号装置、仪表和辅助装置以及电子控制装置等。汽车上的各用电设备及其功率见表2-1。表2-1汽车上的各用电设备及其功率灯泡名称数量功率灯泡名称数量功率前大灯265W油压报警灯13W前雾灯275W仪表灯13W倒车灯221W远光指示灯13W牌照灯15W开关照明灯13W前小灯25W制动液位指示灯13W前转向灯221W暖风/空调设备1240W后转向灯221W刮水电动机140W制动灯/尾灯221/5W点火系统150W室内灯110W音响系统112W示宽灯45W发动机电子控制系统170W充电指示灯13WABS与其它电子控制系统130W制动报警灯13W其他设备110W2.3.2发电机的计算（1）整车用电设备负载电流的计算。汽车用电设备按其工作性质不同可分为长期用电负荷、连续工作用电负荷和短时间歇用电负荷；按其运行条件不同可分为冬季和夏季，白天和夜间，晴天和雨天等情况。因此计算整车用电设备负载电流时，应根据各个用电设备的工作性质确定其权值K（即用电设备的工作时间与发动机工作时间之比），然后再进行加权计算。表2-2列出了部分汽车用电设备的权值。另外，用电设备标定的额定电压（U），和其实际工作电压（即发电机的输出的电压eU）还有差别，所以要计算每个用电设备的负载电流时应考虑其电压系数UUKev。综上所述，整车用电设备负载电流fI的计算公式为：3miiivfUPKKI1式中：m—整车用电设备的数量；vK—电压系数；iK—第i个用电设备的权值；iP—第i个用电设备的额定功率（W）；U—用电设备的额定电压（V）。表2-2部分汽车用电设备的权值负荷类型部件名称权值负荷类型部件名称权值长期工作点火系1.0连续工作空调0.5仪表1.0刮水器0.3发动机电子控制系统1.0ABS与其它电子控制系统0.5夜间长期工作小灯1.0收音机0.5前照灯近光0.2短时间歇工作电喇叭0.1前照灯远光0.8转向信号0.1尾牌照灯1.0制动灯0.1辅助前照灯0.3SRS系统0.1（2）发电机功率的计算。确定的发电机输出电流eI即发电机功率只是达到发电机供电系统的电能平衡（即feII=0）但是，为了保证蓄电池可靠地充电，使蓄电池的充、放电达到平衡，通常取一个蓄电池的充电系数τ，于是发电机的输出电流eI应为：1feIIτ一般取0.15左右。求取eI(A)，从而所需发电机功率为：eeeUIP（3）发动机与发电机传动比的计算。通过合理确定发动机与发电机之间的传动比ei，使汽车常用车速与发电机的额定转速en相对应。即取该车型的常用车速v，求出对应的发动机转速n，则发动机与发电机之间的传动比ei为：nniee求出传动比后，还应根据所的转动比，求出发动机怠速时对应的发电机转速，对照所选发电机的电流——转速特性，检查是否满足发动机怠速时发电机电流达到额定电流的60%～80%的设计要求，另外还应校对在发动机最高转速maxn时，发电机对应转速maxmaxninee是否会超过发电机的最高许可转速。现选择发电机型号。2.3.3进行充电系统、启动系统的线路设计和分析1、绘制充电系统、启动系统的线路图。要求线路图的图形符号符合国家标准或国际标准，表明电路元件的名称、规格型号，表明导线的线色、标称面积。2、分析充电系统、启动系统的电路，分析系统的组成、电路原理和工作过程。3照明系统、信号系统的控制线路设计和分析3.1分析照明系统、信号系统的组成、控制要求和特点。43.2进行照明系统、信号系统的控制线路设计。3.3绘制照明系统、信号系统的控制线路。要求线路图的图形符号符合国家标准或国际标准，表明电路元件的名称、规格型号，表明导线的线色、标称面积。3.4分析的电路，分析照明系统、信号系统的控制线路。4发动机电控系统线路设计与分析4.1分析发动机电控系统的组成、类型的特点。4.2分析发动机电控系统的各主要传感器、电控单元、执行元件的作用及其工作原理。4.3绘制电控系统的线路图。要求线路图的图形符号符合国家标准或国际标准，表明电路元件的名称、规格型号，表明导线的线色、标称面积。4.4分析的电控系统的电路。5ABS电控系统线路设计与分析5.1分析ABS电控系统的组成、类型的特点。5.2分析ABS电控系统的各主要传感器、电控单元、执行元件的作用及其工作原理。5.3绘制电控系统的线路图。要求线路图的图形符号符合国家标准或国际标准，表明电路元件的名称、规格型号，表明导线的线色、标称面积。5.4分析的电控系统的电路。6汽车线路的导线与线束6.1导线汽车用导线均为绝缘包层多股铜质软线，通常分为低压导线和高压导线。低压导线又分为普通低压导线与低压电源导线。普通低压导线是除起动机用电源导线以外的所有低压导线。根据各用电设备的工作电流选择相应标称截面规格的低压导线，选用1、1.5、2.5、3、4mm2五种，其线芯均有多股细铜丝绞制而成。低压电源导线包括蓄电池连接线、起动机导线、蓄电池搭铁线。起动机导线是指起动开关主接线柱与蓄电池之间的连接线，其标称截面一般在25～70mm2范围内，允许电流达200～1000A，国产常用的起动机导线标称截面为43mm2。高压导线是点火系统中传送高压点火电流的导线，其工作电压一般在15000V左右，电流较小。所以，高压导线的绝缘包层厚，而线芯截面较小。高压阻尼线的线芯有聚氯乙烯树脂、葵二酸二辛脂、二盐基性苯二甲酸铅、硬质酸钙、导电炭黑、硬质酸丁脂酸配制而成，具有不大于20kΩ/m的电阻值。高压阻尼线无辐射，可以衰减点火的电磁干扰。6.2线束为了使汽车上复杂的电气线路排列整齐，便于装配和维修，以及保证绝缘良好，保证线路工作可靠，将导线选择最短的路径，把同一路径的若干导线用绝缘带包扎成一束，形成线束。线束应用卡簧式线束夹子固定，以免松动磨坏绝缘层。7电路保护装置电路保护装置，连接在电源与用电设备之间，当用电设备或线路发生短路或过载时，切断电源电路，以免电源、用电设备和线路损坏。汽车上使用的电路保护装置有易熔线、熔断器和继电器等。易熔线用于保护总体线路或较重要电路。熔断器用于局部电路进行保护，可在额定电流条件下长时间工作。为满足电路控制的要求，对大功率用电设备如前照灯、电喇叭和空调设备，电路中均设计继电器。为便于检查和更换熔断器，将各电路的熔断器和继电器集中安装在一起，制成熔断器和继电器盒。主要参考文献1.吴扬主编..ProtelDXP电设计教程.北京：中国铁道出版社，20042.舒华,姚国平主编.桑塔纳轿车电控与电气系统结构原理检修.北京：人民邮电出版社，20033.娄云主编.汽车电路分析.北京：机械工业出版社，20054.麻友良主编.汽车电器与电子技术.北京：机械工业出版社，2002