第5章汽车照明与信号系统课件.ppt

第五章,照明与信号系统,汽车灯具的两大类：照明灯、标识灯1、照明灯：前照灯、雾灯、顶灯、牌照灯(1)前照灯：俗称大灯，装在汽车头部的两侧，用来照亮车前的道路。有两灯制和四灯制之分。 (2)雾灯：在有雾、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下，用来改善道路的照明情况。装于汽车前部比前照灯稍低的位置，用于雨雾天气行车时照明道路。光色为黄色或橙色(黄色光波较长，透雾性能好)。 (3)顶灯：装在车厢或驾驶室内顶部，作为内部照明之用。(4)牌照灯：用来照亮汽车牌照。,汽车灯具的两大类：照明灯、标识灯2、标识灯：示廓灯、尾灯、制动灯、转向灯、倒车灯(1)示宽灯：(俗称前小灯)装在汽车前部两侧的边缘，在汽车夜间行驶时，标示汽车的宽度。(2)尾灯：装在汽车的尾部，夜间行驶时，用来警示后面的车辆，以便保持一定的距离。(3)制动灯：每当踏下制动踏板时，便发出较强的红光，以示制动。 (4)转向信号灯：汽车转弯时，发出明暗交替的闪光信号，以表明汽车向左或向右转向行驶，它有前、后、侧转向信号灯之分。一般为橙色。(5)倒车灯：用来照亮车后路面，并警告车后的车辆和行人，表示该车正在倒车。,汽车灯具 动画演示,5.1 前照灯和标识灯,5.1.1 前照灯 1、对前照灯的基本要求世界各国交通管理部门一般都以法律形式规定了汽车前照灯的照明标准，以确保夜间行车的安全，基本要求如下：(1).前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能看清车前100m以内路面上的任何障碍物。随着高速公路的建成，汽车行驶速度的提高，要求汽车前照灯的照明距离也相应的增长，现代有些汽车的前照灯照明距离已达到200250m。 (2).应具有防止眩目的装置，确保夜间两车迎面相遇时，不使对方驾驶员因产生眩目而造成事故。,2、前照灯的结构 包括灯泡、配光镜、反射镜。 灯泡 a、充气灯泡：氩86 氮14其灯丝是钨丝，把玻璃泡内的空气抽出后，再充满情性混合气体。一般充入的惰性气体为86的氩气和14的氮气。充入灯泡的惰性气体可以在灯丝受热时膨胀，增大压力，减少钨的蒸发，提高灯丝的温度和发光效率，节省电能，延长灯泡的使用寿命。,b、卤钨灯泡：利用卤钨再生循环反应原理制成。虽然充气灯泡的周围抽成真空并充满了惰性气体。但是灯丝的钨质点仍然要蒸发，使灯丝损耗。而蒸发出来的钨沉积在灯泡上，使灯泡发黑。国内外已使用了一种新型的卤钨灯泡（即在灯泡内充以惰性气体中渗入某种卤族元素）。从灯丝蒸发出来的气态钨与卤族反应生成了一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨重新回到灯丝上，被释放出来的卤素继续扩散参与下一次循环反应，如此周而复始地循环下去，从而防止了钨的蒸发和灯泡的发黑现象。卤钨灯泡尺寸小，泡壳用耐高温，机械强度较高的石英玻璃制成，所以充入惰性气体的压力较高。因工作温度高，灯内的工作气压将比其它灯泡高得多，故钨的蒸发也受到更为有力的抑制。,配光镜：配光镜又称散光玻璃，它是用透光玻璃压制而成，是很多块特殊的棱镜和透镜的组合。其几何形状比较复杂，外形一般为圆形和短形。配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射，使车前路面和路线都有良好而均匀的照明。,由于前照灯灯泡灯丝发出的光度有限，功率仅4560W。如无反射镜，那只能照清汽车灯前6m左右的路面。而有了反射镜之后，使前照灯照距可达到150m或更远。因此，反射镜的作用就是将灯泡的光线聚合并导向前方。前照灯按反射镜的结构形式分为可拆卸式、半封闭式、全封闭式。 a、可拆卸式：气密性不良，已淘汰。 b、半封闭式：配光镜与反光镜紧咬，气密性增强，目前广泛应用。 c、全封闭式：反射镜和配光镜做成一体，不受灰尘和潮气污染，发光率高，寿命长，目前大量采用，其缺点是更换成本高。,3、前照灯的防眩目,为了防眩，普遍采用双灯丝灯泡远光：放在反射镜的焦点上近光：放在反射镜焦点的上方和前方双丝灯泡的结构形式：(1)、常用双丝灯泡远光灯丝在焦点上，近光灯丝在焦点上方,图5-4 常用双丝灯(a)远光灯 (b)近光灯,(2)、具有配光屏的双丝灯泡,图5-5 具有配光屏的双丝灯泡1近光灯丝 2配光屏 3远光灯丝,远光灯丝位于反射镜的焦点处，近光灯丝位于焦点前方且稍高出光学轴线，其下方装有金属配光屏，其工作情况如图所示。由近光灯丝射向反射镜上部的光线，反射后倾向路面，而配光屏挡住了灯丝射向反射镜下半部的光线，故没有向上反射能引起眩目的光线。,(3)、非对称配光屏双丝灯配光屏安装时偏转一定的角度，使近光的光形分布不对称，不仅可以防止驾驶员眩目，还可以防止迎面而来的行人眩目，并且照亮同方向的人行道路，更加保证了汽车行驶的安全。,图5-6 非对称近光配光图(尺寸：cm：测定距离25 m),4、安全式前照灯在夜间行车时，若一个前照灯的灯丝坏了，只有另一个前照灯亮时，驾驶员就不能准确地看清在 以外面来车的轮廓，容易造成碰撞事故。在全封闭前照灯的主灯丝上并联了一个高阻值的备用灯丝，正常情况下由于电阻较大，不发光，当主灯丝烧断后起作用。,5、前照灯的保护电路,图5-7 电路工作原理图,(a)EQF-140前照灯保护电路图1电源总开关(K1) 2电流表 3远光开关(K3)4近光灯开关(K4) 5发电机 6左前照灯7右前照灯 8保险丝 9继电路 10常闭触点 11常开触点,型汽车采用灯光继电器，保证前照灯远光在发电机短路状态下，也能正常工作，从而提高了前照灯工作的可靠性。，为前照 灯 的 远 光 和 近 光 灯 开关，为电源总开关。其工作原理如下： ）发电机正常工作状态由发电机供电时，若 ，断开，前照灯远光灯丝和近光灯丝都不工作。由于继电器线圈两边电位相等没有电流通过，常闭触点不动作，保持闭合状态，常开触点保持常开状态。若闭合K3，则接通远光灯：发电机正极 K3 触点10 远光灯丝发电机负极。若闭合K4，则前照灯近光灯丝工作。,5、前照灯的保护电路,图5-7 电路工作原理图,(a)EQF-140前照灯保护电路图1电源总开关(K1) 2电流表 3远光开关(K3)4近光灯开关(K4) 5发电机 6左前照灯7右前照灯 8保险丝 9继电路 10常闭触点 11常开触点,）当发电机短路状态时 发电机短路时， 熔断丝快速熔断，此时蓄电池供电。供电电路为：蓄电池正极线圈发电机短路蓄电池负极。由于继电器线圈通电，常闭触点断开，常开触点闭合。此时前照灯供电电路为：蓄电池正极触点远光灯丝蓄电池负极，前照灯远光灯丝工作。此外，由于继电器触点断开，从而保证了前照灯远光灯丝不被短路，对线路起到保护作用。,6、前照灯的控制电路（1）前大灯关闭延时控制电路,6、前照灯的控制电路,（2）提醒关灯电路,有时白天行车时，在细雨蒙蒙或雾天阴沉的早晨，驾驶员开灯，不是为了照明，而是为了安全，或者在通过较长的隧洞而打开前照灯等。图示为提醒关灯装置电路图。它在点火开关断开而前照灯（或停车灯）仍然亮着的情况下，电流经二极管（或），使 产生基极电流而导通，蜂鸣器发出声音提醒驾驶员关灯；当接通点火开关时， 的基极电位提高， 截止，蜂鸣器不发出声音。,（3）前照灯自动减光电路,继电器K的常闭触点与远光灯丝相接，常开触点与近光灯丝相接光敏电阻PC，其电阻值反比于光的强度。在黑暗中，PC具有高阻值，一旦被照明，其电阻值便迅速下降，和R7、1，2，3以及VT6、R11一起，组成了分压器。,将变光开关处于远光位置，如果迎面无来车，PC1呈高阻态，a点电位低，VT1截止，VT2截止，VT3导通，VT4截止，VT5截止。继电器K线圈无电流流过，常闭触点接通远光灯。如果对面有来车，灯光照射使PC1阻值下降，使a点电位升高， VT1导通，VT2导通，VT3截止，VT4导通，VT5导通。继电器K线圈得电，常开触点闭合。,如果对面来车变为近光，PC1接收的光线少了，阻值会提高。但是由于此时VT6处于截止状态，从而使R3从并联回路中被隔除，从而使a点处于高电位，从而VT1保持导通，VT5保持导通，从而保持近光灯。当对面来车完全驶过之后，PC1无光照，呈高阻态，从而 VT1截止，VT5截止。继电器K线圈失电，常闭触点闭合，恢复远光。,5.1.2 其他灯具,包括停车灯、尾灯、示廓灯、牌照灯、倒车灯、转弯照明灯、内部照明灯等。5.1.3 信号灯通常用4种主要的信号灯：制动信号灯、转向信号灯、倒车信号灯、报警信号灯。,5.3 转向信号灯的闪光器,当汽车要转弯时，由驾驶员打开相应的转弯灯开关，转向信号灯亮并按一定频率闪烁，以告知前后车辆驾驶员、行人和交通警察。闪光器是控制转向信号灯闪烁频率的装置。闪光器按结构和工作原理分为： 热丝式、翼片式、电容式、电子式 热丝式、翼片式闪光器 结构简单，成本低，但闪光频率不稳定，使用寿命短，信号灯亮暗不明显，不能兼作危险报警闪光器，趋于淘汰（一般掌握） 电容式、电子式闪光器 工作频率稳定，灯光亮暗明显，可兼作危险报警闪光器，应用日益广泛（重点掌握）,5.3.1 热丝式闪光器,图5-13 热丝式闪光器1铁心 2线圈 3定触点 4动触点5镍铬丝 6调节片 7玻璃球 8附加电阻9接线柱 10转向指示灯 11后转向灯12转向开关 13前转向灯,转向开关未接通时，活动触点在镍铬丝的拉紧下，与固定触点分开。汽车转弯前，接通转向开关12，则电流便从蓄电池正极接线柱9活动触点臂镍铬丝附加电阻8转向开关12相应的转向信号灯和转向指示灯搭铁蓄电池负极，形成回路。,图5-14 具有监视装置的旁热翼片式闪光器1主触点 2铁心 3副触点臂 4副触点 5、6转向指示灯7、8转向信号灯 9线圈 10热胀条 11电阻丝 12翼片 13支架,5.3.2 翼片式闪光器,5.3.3 电容式闪光器,电流型,电压型,图5-15 电容式闪光器(a)电流型 (b)电压型,电容式闪光器，根据衔铁线圈的接线不同分为电流型和电压型。所谓电流型，就是衔铁线圈与转向灯泡串联工作，如图（）所示。电压型是闪光器的衔铁线圈与转向信号灯并联，如图（）所示。电容式闪光器，主要是利用向电容器的充电和放电来控制转向信号灯的闪烁频率。,电流型,电压型,图5-15 电容式闪光器(a)电流型 (b)电压型,接通电源开关K，电流经过触点K1，经过L2向电容C充电。当接通转向开关S时，电流通过串联线圈L1到转向灯和转向指示灯，L1产生磁力，将常闭触点K1打开，灯泡不亮。触点K1断开，电容开始放电，L1、L2两个线圈的磁力使触点K1继续断开，直到放电电流基本消失。放电电流消失后，K1在自身的弹力下，恢复闭合状态，此时L1、L2流过的电流方向相反，磁力相互抵消，K1继续闭合，灯泡继续亮，当C接近充满电时，电流减小，两线圈磁力不平衡，K1被吸下，灯泡熄灭。如此反复。,5.3.4 电子式闪光器,随着电子技术的发展，电子式闪光器已逐渐应用在汽车上。它的发展分两个阶段，第一阶段是采用电子节拍定时器，但电流较大的转向信号灯仍由继电器控制，称为电子控制的闪光器；第二阶段是用电子功率开关代替继电器，称为全电子式闪光器。,实例1：非稳态多谐振荡闪光器,非稳态多谐振荡器的两种状态是不稳定的，经过一定的时间，电路自动从一种状态转换为另一种状态，然后再经过一定的时间又重新返回原始状态。电阻R3通过转向开关S和转向灯搭铁。当开关S未接通时，多谐振荡器不翻转。接通开关S后，电流经VT2的发射极-基极，信号灯开始周期闪烁。调整C1、R3、C2、R2的值，可以调整闪光频率和占空比。,实例2：,接通电源前，所有元件处在不工作状态。接通电源后，电容C1经R4、R3充电。由于充电电流小，M点电位低，VT1不导通，则VT2导通，继电器J得电，触点闭合，同时向C1充电。当M点电位升高后，VT1导通，则VT2截止，继电器J断电，触点打开。电容C1经R4、R3保持充电。,当接通转向开关S，信号灯电流流过R4，所以不足以使信号灯亮。同时C1通过R3和转向灯放电，M点电位下降，VT1截止，VT2导通，触点闭合，信号灯亮，同时向C1充电。M点电位提高后，VT1导通，则VT2截止，继电器J断电，触点打开，信号灯灭。电容C1又经R3放电。如此反复。,实例2：,监视电路主要用于了解转向信号灯有无损坏。通过R5、R6控制VT3的基极P点电位，由R4和转向信号灯组成分压器，控制VT3的发射极N点电位。通过P、N两点电位监控指示灯。通过合理搭配电路，在信号灯熄灭时，如果信号灯状态良好，则P点电位高于N点电位，VT3通，VT4通，监视灯亮。信号灯亮时，N点电位高于P点电位，VT3、VT4截止，监视灯熄灭。因此监视灯与转向灯频率相同，但异步工作。,如果某个转向灯损坏，则电阻增大，N点电位升高，高于P点电位，使VT3、VT4一直处于截止状态，表明转向灯有损坏。,实例3：,C1、C2、C3、R2组成定时网络。当转向开关S未接通时，VT1的发射极经R4、R5分压，约为6.5V，VT1的基极经R1、R2、VD3分压，约为6.2V，故VT1截止，继电器J1无电流。当转向开关接通时，流过R4的电流中一部分经由R3、VD2、开关S、转向灯形成回路。相当于把R3、R5并联，从而VT1发射极电位下降至3.5V左右。VT1导通，VT2、VT3导通，继电器动作，触点K闭合，转向灯亮。,实例3：,K闭合，则VD2反向截止。VT1发射极恢复高电位。但是，此时C1、C2、C3对突变的电压相当于短路，所以它们的右端得到电源电压，故VD3反向偏置截止，R1的电流全部通过VT1的基极，VT1导通。当电容经过R2放电导致右端电位下降到一定值时，VD3导通，VT1截止。以上过程反复，使信号灯闪烁。,实例4：,图5-20 西门子全电子闪光器电路图,开关S未接通时，整个电路不工作。S闭合时，电容C2充电电流，使VT2导通，充电回路：电源正极 VT2的发射极、基极VD1 C2 R5 R9 R8 VD2 S 转向灯电源负极。由此，VT2导通，VT4、VT3导通，灯亮。VT5截止。C2充电结束，VT2基极电位提高，截止。VT4、VT3截止，灯灭。VT5导通。电容C2经R4放电，放电到一定程度，电位下降，VT2导通，VT4、VT3导通，灯亮。 以上过程反复，使信号灯闪烁。,5.4 信号灯的监控电路,5.4.1 制动信号灯监视电路,踩下制动踏板时，电源经保险丝，线圈L2到制动信号灯形成回路，制动灯亮。但L2产生的磁场不足以使干簧管继电器触点闭合。在点火开关接通的情况下，经电阻R、L1线圈，形成回路。在L1、L2的共同作用下，继电器触点闭合，制动指示灯亮，表示制动灯工作正常。当制动灯损坏时，流过L2的电流减少，继电器触点不闭合，指示灯不亮，表示制动灯有故障。,5.4.3 报警灯电路,图5-24 作危险报警器时的电路1报警闪光器 2报警开关 3点火开关,5.5 音响信号,1、筒形、螺旋形电喇叭,图5-26 筒形、螺旋形电喇叭1喇叭筒 2共鸣板 3振动膜 4底板 5山形铁心6螺柱 7弹簧片 8衔铁 9线圈 10、12锁紧螺母11调整螺母 13中心杆 14固定触点臂 15活动触点臂 16电容器 17触点支架 18接线柱 19按钮 20蓄电池,按下按钮19，电流从电源正极线圈9 触点臂14、15 按钮19 搭铁 负极。当电流流过线圈9时，产生电磁吸引力，吸下衔铁8，中心杆上的调整螺母11压下活动触点臂15，触点分开，电流断开，线圈9断电，磁力消失，在弹簧7和膜片3的弹力作用下，衔铁回位，触点又闭合。如此反复，从而使膜片振动发声。,2、盆形电喇叭,图5-27 盆形电喇叭 1下铁心 2线圈 3上铁心 4膜片5共鸣板 6衔铁 7触点 8调整螺钉 9铁心 10按钮 11锁紧螺母,3、喇叭继电器,图5-28 喇叭继电器1触点臂 2线圈 3按钮 4触点 5支架 6喇叭 7蓄电池,4、无触点电喇叭,VT1、VT2、VT3组成多谐振荡器。如果VT2截止，则VT3、VT4、VT5截止，喇叭线圈中无电流流过，一定时间间隔后，电路翻转，VT2导通，则VT3、VT4、VT5导通，喇叭线圈有电流流过，吸动喇叭膜片。通过电路的不断翻转，使喇叭线圈电流时通时断，膜片反复振动，发声。R6、R7、C1的控制着线圈通电时间，调整R6即可调整喇叭音量大小。,本章结束,