豐田威馳汽車電器實驗臺設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,豐田,汽車電器,實驗,試驗,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 本科學生畢業(yè)設計 威馳汽車電器實驗臺的設計 院系名稱： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 職 稱： The Graduation Design for Bachelors Degree Electric Appliances Experiment of the VIOS Car Pedestal Design Candidate Specialty Class：B Superviso I 摘 要 本設計的目的是用威馳汽車的車身電器制作一個實驗臺，此實驗臺可以模擬電源 及起動系、照明系、信號系統(tǒng)及輔助電器系統(tǒng)的實際工作情況。通過實際的演示和排 除故障的過程使學生對每個電器元件和整個電器系統(tǒng)更加深刻的理解，從而達到理論 聯(lián)系實際的目的。 本設計首先在符合本次設計基本要求的基礎上，確定了總體設計方案。采用威馳 汽車電器系統(tǒng)，電動機和蓄電池為實驗臺提供電源。本次設計中，主要完成了臺架及 板面的設計、充電系統(tǒng)動力源設計、元件布局、實驗臺電器元件接線等工作。 關鍵詞：電器；實驗臺；設計；模擬；故障 II ABSTRACT This design with the purpose of making a carriage with the electronic of the Corolla car, the function of this set is that imitate the actual work circumstance of the charging system, the illumination system, the signal system and the meter system .by practice demonstrate and the process of expel breakdown, student can deepen the knowledge of each electronic component and entire electronic system, thereby attain the goal of integrate theory with practice. This design is based on the basic requirements first,and then confirm the total design project.Adopt the electric appliances system of the corolla car, electric motor and storage battery to provide power supply for the experiment pedestal.In this design,mainly complete the design of experiment pedestal and flat piece, charging system , the composition of component and the connection of electric appliances component. Keywords: Electric appliances；Design；Calculation；Imitate ；Material III IV 目錄 摘 要 ....................................................................................................................................I Abstract .................................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................................1 1.1 電器實驗臺設計的目的和意義 ................................................................................1 1.1.1 目的 ..................................................................................................................1 1.1.2 實驗臺設計的意義 ..........................................................................................1 1.2 研究和發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................................1 1.3 設計的主要內(nèi)容 ........................................................................................................2 第 2 章 威馳汽車電器系統(tǒng)應用及工作原理 ...........................................................3 2.1 威馳汽車電氣系統(tǒng)及原理 ........................................................................................3 2.1.1 電器系統(tǒng)的組成 ..............................................................................................3 2.1.2 工作原理 ...........................................................................................................3 2.2 電路的讀圖和實驗臺線路分析 ................................................................................6 2.2.1 汽車線路遵循的一般原則 ..............................................................................6 2.2.2 豐田威馳汽車電路圖的讀法實例 ..................................................................7 2.3 本章小結 ....................................................................................................................9 第 3 章 電器實驗臺的設計 ..........................................................................................10 3.1 實驗臺的總體設計要求 ..........................................................................................10 3.2 威馳汽車電器實驗臺的設計 ..................................................................................10 3.2.1 臺面設計 ........................................................................................................10 3.2.2 臺架的選材 ....................................................................................................10 3.2.3 臺架的設計 ....................................................................................................11 3.3 實驗臺面板設計 ......................................................................................................12 3.4 附屬件的定位與設計 ..............................................................................................13 3.4.1 電動機的選擇 ................................................................................................13 3.4.2 V 帶及帶輪的設計 .........................................................................................13 3.4.3 鍵的選擇.......................................................................................................20 3.5 本章小結 ..................................................................................................................20 第 4 章 電器實驗臺的故障檢修 .................................................................................21 4.1 基本測量技術 ..........................................................................................................21 4.1.1 電阻檢測法 ....................................................................................................21 4.1.2 電壓檢測法 ....................................................................................................21 4.2 汽車電路檢修方法 ..................................................................................................22 4.2.1 直觀診斷法 ....................................................................................................22 4.2.2 斷路法 ............................................................................................................22 4.2.3 短路法 ............................................................................................................22 4.2.4 試燈法 ............................................................................................................22 4.2.5 儀表法 ............................................................................................................22 4.3 本章小結 ..................................................................................................................22 第 5 章 威馳電器實驗臺的功能開發(fā) .......................................................................23 結論 ......................................................................................................................................25 參考文獻 .............................................................................................................................26 致謝 ......................................................................................................................................27 附 錄 1:英文文獻 .........................................................................................................28 0 第 1 章 緒 論 1.1 電器實驗臺設計的目的和意義 1.1.1 目的 隨著轎車產(chǎn)量和保有量日益增大，相關的使用與維修問題也接踵而來，而現(xiàn)代轎 車是以廣泛采用電子技術為標志的,其結構比較復雜,且汽車運行中電器故障所占的比 重遠遠高于其他故障,約占 40% 60% ,這對從事汽車工程相關專業(yè)的人員提出了更 高的要求 1。先進的汽車實驗臺可以培養(yǎng)學生實踐動手能力，分析處理問題能力，工 程實踐能力和創(chuàng)新能力及商品意識，很好的滿足專業(yè)技術人才培養(yǎng)的要求。因此，設 計出的汽車電器系統(tǒng)實驗臺作為實驗設備，在教學的過程中可以為學生及汽車專業(yè)技 術人才營造良好的學習氛圍，起到理論聯(lián)系實際的一個紐帶，為實驗教學提供了有利 的條件，在滿足教學實驗的基礎上提高了學生及汽車故障診斷、維修能力。學生掌握 汽車電器的故障診斷這項技能，對學生未來的發(fā)展是有很大幫助的。如何設計一個使 學生容易理解、操作簡單、經(jīng)濟、方便維修的實驗臺是這次設計的主要目的。 1.1.2 實驗臺設計的意義 、先進的汽車實驗、實訓臺設計與制作可以培養(yǎng)學生實踐動手能力、分析處理 問題的能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力及商品意識,滿足專業(yè)技術人才培養(yǎng)的要求。 可以提高汽車的使用壽命和經(jīng)濟效益,推動汽車工業(yè)及國民經(jīng)濟的發(fā)展。 、與實踐相結合,提高學生的實際操作能力。 、伴隨汽車電器技術的進步,實驗臺還可以進行更新?lián)Q代,節(jié)約研制經(jīng)費。 、對實驗臺的開發(fā)和設計,可以建立一種科研環(huán)境,給學生營造良好的學習氛圍。 在設計過程中,需要對以往學過的知識進行復習,還有很多的理論需要深入的研究,以便 同實際操作結合。 1.2 研究和發(fā)展現(xiàn)狀 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車作為一種代步工具，已經(jīng)進入普及時代。目前，平均 每輛汽車上的電子裝備已經(jīng)占到整車成本的 20%30%，一些高檔轎車上電器產(chǎn)品 所占比重更高，電器產(chǎn)品的費用已經(jīng)占到整車成本的 50%以上。據(jù)美國汽車工業(yè)界的 預測，2003 年全球汽車電器產(chǎn)品的總銷售額將達 800 億美元。 汽車電器是汽車的重要組成部分，其自身的性能對汽車的動力性、 經(jīng)濟性、可 靠性、安全性、操縱性、舒適性、娛樂性等各種性能 都會產(chǎn)生直接而重要的影響。 現(xiàn)代汽車已不再是傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品， 其中汽車機械部分的發(fā)展已經(jīng)達到了極致，汽 1 車電器還有廣泛的發(fā)展空間，汽車上 70%的革新來自汽車電子技術及產(chǎn)品。汽車電子 屬于典型的高技術、高附加值、高增長的新興產(chǎn)業(yè)，具有巨大的市場容量和很強的技 術滲透性與產(chǎn)業(yè)帶動性，是我國占領產(chǎn)業(yè)技術制高點、大力推進高新技術產(chǎn)業(yè)化的良 好機遇。在發(fā)達國家，汽車已經(jīng)進入電子時代，汽車電器技術已經(jīng)成為當代汽車技術 領域關注和研究的重點問題。 在教學中，汽車電器課不同于一般的理論課, 它不是通過在黑板上進行理論證明、 公式推導所能夠解決的。因此，學生很難真正理解汽車電器的組成、工作原理，要解 決電器設備的故障更加困難。只有設計一個直觀的實驗臺才能滿足教學的需要,目前 市場上銷售的電器實驗臺，雖然可以滿足教學要求，但是價格都比較昂貴、維修困難 不適合中小型學校教學。 1.3 設計的主要內(nèi)容 由以上論述可知，威馳電器實驗臺主要由臺架和臺面組成。主要內(nèi)容如下： 、電器實驗臺總體設計：要求實驗臺可以演示汽車電器系統(tǒng)（起動，充電，照 明，儀表，音響，刮水器等輔助電器系統(tǒng)）的工作原理，電器元件依據(jù)豐田威馳轎車 實際元件布局，實驗臺可以實現(xiàn)汽車電器系統(tǒng)功能演示，并可以設置不同教學故障。 、臺架及面板的設計：方便實驗教學，具有便于實驗測試操作。預留出汽車電 器故障檢測診斷接口。 、元件布局：符合汽車電器系統(tǒng)工作要求，具有規(guī)范性，方便理解汽車電器系 統(tǒng)結構原理。 、充電系統(tǒng)動力源設計：實現(xiàn)對汽車發(fā)電機的工作驅傳動，完成他激到自激過 渡。 2 第 2 章 威馳汽車電器系統(tǒng)應用及工作原理 2.1 威馳汽車電氣系統(tǒng)及原理 2.1.1 電器系統(tǒng)的組成 1）電源系 包括蓄電池、發(fā)電機及其調(diào)節(jié)器，二者并聯(lián)，提供汽車用電設備所需的電能 2）啟動系 主要由起動機及其控制電路組成 3）點火系 汽油機所使用，是指在氣缸內(nèi)產(chǎn)生電火花的全部設備，左右是在氣缸內(nèi)形成高壓 電火花，以點燃混合氣 4）照明與信號系統(tǒng) 由各種照明燈和信號燈及聲音信號裝備組成，完成各種照明任務和向環(huán)境發(fā)出行 車信號，保障行車安全。 5）儀表和報警系統(tǒng) 包括各種儀表和報警裝置，用來檢測汽車、發(fā)動機的工作情況。 6）電子控制系統(tǒng) 包括發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、汽車懸掛系統(tǒng)等，主要由相應的傳感 器、電子控制單元、執(zhí)行器組成，完成相應對象或過程的控制。 7）輔助電器 車身電器及其他輔助電器。 2.1.2 工作原理 導線 表 2.1 導線顏色 B-黑 L-藍 R-紅 BR-棕 LG-淺綠 V-紫 G-綠 O-橙 W-白 GR-灰 P-粉紅 Y-黃 第一個字母表示基色 第二個字母表示條紋顏色 例如導線顏色編號為 L-V，則在實際電路中，導線的基本顏色為藍色，條紋顏色 為紫色。 3 汽車電氣系統(tǒng)的導線采用低壓導線，隨著汽車用電設備的增加,安裝在汽車上的 導線也越來越多,為了便于識別和檢修汽車電器設備,通常將電線束中的低壓線采用不 同顏色組成，不同的車系導線的顏色不同。導線顏色用字母代號表示，字母代號的含 義見下表。 汽車線路由于車型結構、電氣設備的數(shù)量、安裝位置和接線方法的不同而各有差 異，但其線路都應遵循一定的原則，了解這些原則對讀圖是很有幫助的。 (1)汽車線路為單線制。單線連接是汽車線路的特殊性，它是指汽車上所有電氣 設備的正極均采用導線互相連接，而所有的負極則分別與車架或車身金屬部分相連， 即搭鐵。任何一個電路中的電流都是從電源的正極出發(fā)經(jīng)導線流入用電設備后，由電 器設備自身或負極導線（全車有統(tǒng)一的顏色標識）搭鐵，通過車架或車身流回電源負 極而形成回路 6。 (2)各用電設備均采用并聯(lián)。汽車上的兩個電源（蓄電池與發(fā)電機）之間以及所 有用電設備之間，都是正極接正極，負極接負極，并聯(lián)連接。 (3)汽車線路為負極搭鐵。一般說來，汽車線路都是負極搭鐵，負極搭鐵對車架 或車身的化學腐蝕較輕，對無線電干擾較小。 (4)汽車線路有顏色和編號特征。為了便于區(qū)別各線路的連接，汽車所有低壓導 線，必須選用不同顏色的單色或雙色線，并在每根導線上編號，編號由生產(chǎn)廠家統(tǒng)一 編定。 (5)將導線做成線束。為了不使全車電線零亂，便于安裝和絕緣保護，將導線做 成線束。一輛車可以有多個線束。 1、熔斷器 熔斷器俗稱保險管，在電路中起保護作用。當電路中流過超過規(guī)定的過大電流時， 熔斷器的熔絲自身發(fā)熱而熔斷，切斷電路，以防止燒壞電路連接導線和用電設備，并 把故障限制在最小范圍內(nèi)。通常情況下，將很多熔斷器組合在一起安裝字熔斷器盒內(nèi)， 并在熔斷器盒蓋上注明熔斷器的名稱、額定容量和位置。 一般情況下，環(huán)境溫度在 180320C 時，當流過熔斷器的電流為額定電流的 1.1 倍時，熔斷器不熔斷；達到 1.35 倍時，熔絲在 60s 內(nèi)熔斷；達到 1.5 倍時，20A 以內(nèi) 的熔絲在 15s 內(nèi)熔斷，30A 以內(nèi)的熔絲在 30s 內(nèi)熔斷。 熔斷器在使用中應注意一下幾點： (1)熔斷器熔斷后，必須真正找到故障原因，徹底排除故障。 (2)更換熔斷器時，一定要與原規(guī)格相同。 2、連接器 4 連接器就是通常所說的連接插頭和插座，用于線束或導線與導線間的相互連接。 為了防止連接器在汽車行駛中脫開，所有的連接器均采用了閉鎖裝置。 要拆開連接器時，不允許在未解除閉鎖的情況下用力拉導線，這樣會損壞閉鎖或 連接導線。正確的拆卸方法是先壓下閉鎖，再把連接器拉開。 本次設計用到的連接器如圖 2.13. C9、組合開關 J1、J2、J22、J28、J29、J34、J35、J37、J38、J39、中繼接線器 圖2.1 連接器圖 3.繼電器 一般用于操縱開關的觸點電容量較小，不能直接控制工作電流較大的用電設備， 常采用繼電器來控制它的接通和斷開 4。 汽車上的繼電器有很多，常見的有三類：常開繼電器、常閉繼電器和常開、常閉 混合型繼電器。 常開繼電器平時觸點是斷開的，繼電器動作后觸點才接通；常閉繼電器平時觸點 是閉合的，繼電器動作后觸點斷開；混合型繼電器平時常閉觸點接通，常開觸點斷開， 如果繼電器線圈通電，則變成相反狀態(tài)。 4、電源及起動系統(tǒng)電路 電源及起動系統(tǒng)由蓄電池電路、發(fā)電機工作電路、儀表板中的發(fā)電機警報燈電路 及起動機工作電路組成。 發(fā)電機是汽車上的主要供電設備，它與蓄電池并聯(lián)。其作用是：在汽車正常行使 時，向各用電設備供電，并及時對蓄電池進行補充充電。 5、輔助電器系統(tǒng) (1) 電動刮水器 威馳轎車電動刮水器采用了電動三連桿機構，并沒有多個球頭活結，轉動和換向 非常自如。 刮水器電機由一個永磁直流電機和一個蝸輪蝸桿減速器組成。為了確保擺桿與雨 5 刷器能在正常工作結束后回到前風窗玻璃下邊沿，在減速器蝸輪輸出軸的 背面裝有 自動復位導電片，并在減速器蓋板上帶有與導電片相接觸的導電觸點，再通過刮水器 開關的關閉檔位，共同完成刮水器的自動復位功能。 2.2 電路的讀圖和實驗臺線路分析 2.2.1 汽車線路遵循的一般原則 汽車線路由于車型結構、電氣設備的數(shù)量、安裝位置和接線方法的不同而各有差 異，但其線路都應遵循一定的原則，了解這些原則對讀圖是很有幫助的。 1、汽車線路為單線制。單線連接是汽車線路的特殊性，它是指汽車上所有電氣 設備的正極均采用導線互相連接，而所有的負極則分別與車架或車身金屬部分相連， 即搭鐵。任何一個電路中的電流都是從電源的正極出發(fā)經(jīng)導線流入用電設備后，由電 器設備自身或負極導線（全車有統(tǒng)一的顏色標識）搭鐵，通過車架或車身流回電源負 極而形成回路 6。 2、各用電設備均采用并聯(lián)。汽車上的兩個電源（蓄電池與發(fā)電機）之間以及所 有用電設備之間，都是正極接正極，負極接負極，并聯(lián)連接。 3、汽車線路為負極搭鐵。一般說來，汽車線路都是負極搭鐵，負極搭鐵對車架 或車身的化學腐蝕較輕，對無線電干擾較小。 4、汽車線路有顏色和編號特征。為了便于區(qū)別各線路的連接，汽車所有低壓導 線，必須選用不同顏色的單色或雙色線，并在每根導線上編號，編號由生產(chǎn)廠家統(tǒng)一 編定。 下面介紹一些閱讀整車電路圖的基本方法： 1、按整車電路系統(tǒng)的各功能及工作原理把整車電氣系統(tǒng)劃分成若干個獨立的電 路系統(tǒng)，分別進行分析。這樣化整體為部分，可以有重點地進行分析。為了閱讀方便， 現(xiàn)在多數(shù)汽車的電路原理圖是按各個電路系統(tǒng)進行繪制的。 2、在分析某個電路系統(tǒng)前，要清楚該電路中所包括的各部件的功能、作用和技 術參數(shù)等。例如電路中的各種自動控制開關在什么樣的條件下閉合或斷開等等。 3、在閱讀電路圖時，應掌握回路原則，即電路中工作電流是由電源正極流出， 經(jīng)用電設備后流回電源負極。電路中只有當電流流過用電設備時，用電設備才能工作。 4、按操縱開關的功能及不同工作狀態(tài)來分析電路的工作原理。如點火系供電， 點火開關應處于點火擋或啟動擋。在標準畫法的電路圖中，開關總是處于零位，即開 關處于斷開狀態(tài)；電子開關的狀態(tài)則視具體情形而定。所說的電子開關主要包括晶體 管及晶閘管等具有開關特性的電子元件。 6 5、閱讀電路圖時，把含有線圈和觸點的繼電器看成是由線圈工作的控制電路和 觸點工作的主電路兩部分。主電路中的觸點只有在線圈電路中有工作電流流過后才能 動作。在電路圖中畫出的是繼電器線圈處于失電狀態(tài)。 6、讀接線圖時，要正確判斷接點標記、線型和色碼標志。相關知識已介紹。需 指出的是，標記顏色的字母因母語不同而有區(qū)別，美國、日本及我國采用英文字母； 德國采用德語字母；前蘇聯(lián)采用俄語字母。 總之，掌握這些讀圖的基本方法，只是為讀圖打下一定基礎。要達到快速準確的 讀圖，還需要不斷學習和實踐。 2.2.2 豐田威馳汽車電路圖的讀法實例 下面以威馳汽車刮水器和洗滌器、轉向燈電路為例，介紹威馳轎車電路的讀圖。 分析電路之前，首先要弄清以下內(nèi)容，在進行分析。 （1）元件的安裝位置 拿到電路圖首先要找到該系統(tǒng)的主要電器元件，然后再進行線路分析，可以避免 盲目性。例如刮水器電機 F7、洗滌器電機 W1、刮水器和洗滌器組合開關 C9、點火 開關 I11 等配合元件的位置圖就能知道這些電器元件在實驗臺上的安裝位置。 （2）繼電器位置 在各系統(tǒng)的工作電路中經(jīng)常出現(xiàn)一些繼電器，這些繼電器的位置可通過繼電器位 置圖獲得。如圖 3-2 所示。 在了解以上內(nèi)容的基礎上，就可以進行電路分析了 7。 1、刮水器和洗滌器工作電路 （1）刮水器低速工作 如電路圖，點火開關打至點火擋，刮水器和洗滌器開關處于低速擋位置，刮水器 低速工作電流通路為：蓄電池正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器----接線盒 1A 插頭的 1 號 端子----100A 熔斷器----接線盒 1D 插頭的 1 號端子 ----接線盒 2B 插頭的 1 號端子---- 25A 熔斷器----接線盒 2Q 插頭的 1 號端子---- 點火開關 I11 的 AM1 端子----點火開關 I11 的 IG1 端子 ----接線盒 2Q 插頭的 7 號端子---- 繼電器 IG1 的 1 端子---- 繼電器 IG1 的 2 端子----接線盒 2F 插頭的 11 號端子----中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵， 此時繼電器 IG1 吸合，電流經(jīng)繼電器 IG1 的 5 號端子----繼電器 IG1 的 3 號端子---- 25A 熔斷器----接線盒 2Q 插頭的 9 號端子---- 刮水器和洗滌器開關 C9 的 8 號端子---- 刮水器和洗滌器開關 C9 的 7 號端子---- 配線連接器 ID4 的 7 端子----刮水器電機 F7 的 1 號端子（L-B 線）---- 刮水器電機 F7 的 5 號端子（W-B 線）----負極搭鐵。 （2）刮水器高速工作 7 點火開關打至點火擋，刮水器和洗滌器開關處于高速擋位置，刮水器低速工作電 流通路為：蓄電池正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器 ----接線盒 1A 插頭的 1 號端子---- 100A 熔斷器----接線盒 1D 插頭的 1 號端子---- 接線盒 2B 插頭的 1 號端子----25A 熔斷 器---- 接線盒 2Q 插頭的 1 號端子---- 點火開關 I11 的 AM1 端子----點火開關 I11 的 IG1 端子---- 接線盒 2Q 插頭的 7 號端子---- 繼電器 IG1 的 1 端子----繼電器 IG1 的 2 端子--- -接線盒 2F 插頭的 11 號端子---- 中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵，此時繼電器 IG1 吸合，電流經(jīng)繼電器 IG1 的 5 號端子----繼電器 IG1 的 3 號端子----25A 熔斷器---- 接線盒 2Q 插頭的 9 號端子----刮水器和洗滌器開關 C9 的 8 號端子----刮水器和洗滌器 開關 C9 的 9 號端子----接線盒 2Q 插頭的 4 號端子 ----接線盒 2H 插頭的 5 號端子---- 刮水器電機 F7 的 4 號端子（ L-R 線）---- 刮水器電機 F7 的 5 號端子（W-B 線）---- 負 極搭鐵。 （3）刮水器間歇工作 點火開關打至點火擋，刮水器和洗滌器開關處于間歇速位置，刮水器間歇工作電 流通路為：蓄電池正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器 ----接線盒 1A 插頭的 1 號端子---- 100A 熔斷器----接線盒 1D 插頭的 1 號端子---- 接線盒 2B 插頭的 1 號端子----25A 熔斷 器---- 接線盒 2Q 插頭的 1 號端子---- 點火開關 I11 的 AM1 端子----點火開關 I11 的 IG1 端子---- 接線盒 2Q 插頭的 7 號端子---- 繼電器 IG1 的 1 端子----繼電器 IG1 的 2 端子--- -接線盒 2F 插頭的 11 號端子---- 中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵，此時繼電器 IG1 吸合，電流經(jīng)繼電器 IG1 的 5 號端子----繼電器 IG1 的 3 號端子----25A 熔斷器---- 接線盒 2Q 插頭的 9 號端子----刮水器和洗滌器開關 C9 的 8 號端子----刮水器和洗滌器 開關 C9 的 7 號端子----配線連接器 ID4 的 7 端子---- 刮水器電機 F7 的 1 號端子（L-B 線）---- 刮水器電機 F7 的 5 號端子（W-B 線）----負極搭鐵。此時，刮水器電機 F7 的 3 號端子內(nèi)線路吸合，前刮水器電機 F7 停止工作，如此反復達到間歇刮水的目的。 （4）洗滌器工作 點火開關打至點火擋，刮水器和洗滌器開關處于洗滌擋位置，洗滌器工作電流通 路為：蓄電池正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器----接線盒 1A 插頭的 1 號端子----100A 熔 斷器---- 接線盒 1D 插頭的 1 號端子---- 接線盒 2B 插頭的 1 號端子----25A 熔斷器----接 線盒 2Q 插頭的 1 號端子---- 點火開關 I11 的 AM1 端子----點火開關 I11 的 IG1 端子---- 接線盒 2Q 插頭的 7 號端子----繼電器 IG1 的 1 端子 ----繼電器 IG1 的 2 端子---- 接線盒 2F 插頭的 11 號端子---- 中繼線連接器 J2 的 A 端子 ----負極搭鐵，此時繼電器 IG1 吸 合，電流經(jīng)繼電器 IG1 的 5 號端子----繼電器 IG1 的 3 號端子----15A 熔斷器---- 接線盒 2H 插頭的 21 號端子----噴洗器電機---- 刮水器和洗滌器開關 C9 的 4 號端子----刮水器 8 和洗滌器開關 C9 的 5 號端子---- 中繼線連接器 J14 的 A 端子----負極搭鐵 5。 2、轉向信號燈工作電路 (1)左轉向燈工作 點火開關打至點火擋，轉向信號開關處于左轉向位置，工作電流通路為：蓄電池 正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器----接線盒 1A 插頭的 1 號端子----100A 熔斷器----接 線盒 1D 插頭的 1 號端子----接線盒 2B 插頭的 1 號端子----25A 熔斷器----接線盒 2Q 插頭的 1 號端子----點火開關 I11 的 AM1 端子----點火開關 I11 的 IG1 端子----接線 盒 2Q 插頭的 7 號端子----繼電器 IG1 的 1 端子----繼電器 IG1 的 2 端子----接線盒 2F 插頭的 11 號端子----中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵，此時繼電器 IG1 吸合，電流經(jīng)繼電器 IG1 的 5 號端子----繼電器 IG1 的 3 號端子----10A 熔斷器---- 接線盒 2P 插頭的 5 號端子----中繼線連接器 J33 的 E 端子----轉向信號閃光器繼電 器 T4 的 1 號端子----轉向信號閃光器繼電器 T4 的 7 號端子----中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵，同時，蓄電池正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器----接線盒 1A 插 頭的 1 號端子----10A 熔斷器----接線盒 1 插頭----接線盒 2H 插頭的 19 號端子---- 接線盒 2T 插頭的 4 號端子----轉向信號閃光器繼電器 T4 的 4 號端子----轉向信號閃 光器繼電器 T4 的 3 號端子----各左轉向燈----負極搭鐵。 (2)右轉向燈工作 點火開關打至點火擋，轉向信號開關處于右轉向位置，工作電流通路為：蓄電池 正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器----接線盒 1A 插頭的 1 號端子----100A 熔斷器----接 線盒 1D 插頭的 1 號端子----接線盒 2B 插頭的 1 號端子----25A 熔斷器----接線盒 2Q 插頭的 1 號端子----點火開關 I11 的 AM1 端子----點火開關 I11 的 IG1 端子----接線 盒 2Q 插頭的 7 號端子----繼電器 IG1 的 1 端子----繼電器 IG1 的 2 端子----接線盒 2F 插頭的 11 號端子----中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵，此時繼電器 IG1 吸合，電流經(jīng)繼電器 IG1 的 5 號端子----繼電器 IG1 的 3 號端子----10A 熔斷器---- 接線盒 2P 插頭的 5 號端子----中繼線連接器 J33 的 E 端子----轉向信號閃光器繼電 器 T4 的 1 號端子----轉向信號閃光器繼電器 T4 的 7 號端子----中繼線連接器 J2 的 A 端子----負極搭鐵，同時，蓄電池正極----FL MAIN 2.0L 熔斷器----接線盒 1A 插 頭的 1 號端子----10A 熔斷器----接線盒 1 插頭----接線盒 2H 插頭的 19 號端子---- 接線盒 2T 插頭的 4 號端子----轉向信號閃光器繼電器 T4 的 4 號端子----轉向信號閃 光器繼電器 T4 的 2 號端子----各右轉向燈----負極搭鐵 8。 2.3 本章小結 本章首先確定了全車線路中的基本元件，全車線路中的基本元件與實車一致，以 9 方便學生與實車對照。實驗臺電路連接方式與實車一致，并分析了豐田威馳汽車電路 圖的讀圖方法。 第 3 章 電器實驗臺的設計 3.1 實驗臺的總體設計要求 電器實驗臺的設計要滿足教學的需要, 即具有良好的示教效果以及便捷的操控性 能。同時進行相關輔助功能的開發(fā), 從而鍛煉學生的工程實踐應用能力。具體要求體 現(xiàn)以下幾個方面： 、選型。在選擇參照車型時應充分考慮它的代表性，因此要使所選擇的電器系 統(tǒng)在實際工作性能上能夠反映現(xiàn)代汽車技術的先進性，體現(xiàn)發(fā)展的趨勢和潮流，同時 具有普及性，便于汽車工程相關專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的展開；并且所選擇車輛具有鮮明 技術特色。 、服務教學。因為設計是為教學服務的，因此在設計實施的具體過程中，首要 的問題就是要保證電器系統(tǒng)的工作性能以及每一個器件的工作原理均得到體現(xiàn)，表達 要力爭簡單、明了，使用起來方便快捷，設置故障診斷功能有利于提高學生的工程實 踐運用能力。 、實驗臺布局。在考慮布局合理、結構緊湊的同時, 還要便于教學并注意各個 電器元件在工作時相互之間功率的匹配。 此外，要求實驗臺具有直觀形象的教學演示功能以及良好的操縱控制性能。 3.2 威馳汽車電器實驗臺的設計 電器實驗臺的設計要實現(xiàn)良好的操控性能及示教效果,要求臺架結構穩(wěn)定, 并考慮 到電器系統(tǒng)構件的支撐及定位緊湊、臺面質(zhì)量分布均勻度、臺面的整潔度、臺面穩(wěn)定 性、運動件與固定件是否發(fā)生干涉等因素。 3.2.1 臺面設計 電器實驗臺的板面設計和制作主要依據(jù)威馳轎車的車身線束進行布置,同時也參 照了威馳車身的各電器元件的布置情況。板面尺寸的確定主要依據(jù)各個電器元件的形 位尺寸和位置尺寸,根據(jù)線束的布置及幾個主要元件的形位尺寸,然后初步估算板面的 大小,把布置在板面輪廊上的元件的位置確定下來，初步估算板面采用 1800100060（單位：mm）。 10 3.2.2 臺架的選材 臺架的材料選用 45 鋼,強度、價格均可行。臺架的各連接處均采用焊接,其強度不 低于材料的強度,可以達到支撐臺面及固定、穩(wěn)定的作用。 3.2.3 臺架的設計 圖3.1 臺架圖 1前照燈；2霧燈；3刮水器；4噴水盒；5繼電器；6儀表盤；7后視鏡；8ECU； 9信號發(fā)生器；10尾燈；11門鎖；12牌照燈；13喇叭；14玻璃升降機；15控制區(qū)。 11 圖3.2 實驗臺臺面布置圖 臺架的制作方案：為了更好地達到汽車電器系統(tǒng)實驗臺的設計目的和完成預期的 效果，為教學提供更直觀、生動的教學模具，完成發(fā)動機各工況的模擬，實驗臺的工 作原理及故障演示，初步選擇臺架為如圖 3.1 所示，電器實驗臺臺架的設計是根據(jù)板 面的布置情況和大小,以及某些元件的傳動需要來進行設計的,以 45 鋼的角鐵和方鋼為 主,各連接處采用焊接和螺栓聯(lián)接,其強度不低于原材料的強度,可以達到支撐臺面以及 固定、穩(wěn)定性的作用。為了移動方便,采用橡膠輪,這樣可以起到減震的作用。臺架的 尺寸：長*高*寬=1600850850 （單位：mm） 。 3.3 實驗臺面板設計 實驗臺上合理的布置前照燈、尾燈、霧燈、儀表盤、傳感器、繼電器、開關、 ECU 等電器元件。各區(qū)域設計力爭緊湊演示板尺寸為 1600 mm850 mm，臺面中 部布置儀表盤，顯示系統(tǒng)的工作信息，具體位置如圖 3 .2 所示。 為了演示實驗臺的教學功能，需要設計電源系統(tǒng)（如圖 3.3） 圖3.3 電源與發(fā)電啟動系統(tǒng) 臺架的校核 臺架有 2 個穩(wěn)定的位置，即水平位置和水平方向呈 50夾角的位置。 （1）水平狀態(tài)時，臺架所受的重力對臺架支撐點的作用力由面板的材料強度承 受，合力矩為零，此時臺架處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）水平呈 50夾角位置時（指翻轉狀態(tài)） ，整個板面的質(zhì)心 G 向左邊偏移， 偏移量為： 803.5cos2.50cos1k 由于臺架設計有增加翻轉平衡度的附加支撐腿，將板的重力 G 分解成垂直板面 向下的力 F 和沿著板面向下的力 F 時（如圖 3.1 所示） ，此時沿順時針方向的回復力 矩： 12 NkgNLGLFM 5.612./8.9502cos211 而逆時針反向的反轉力矩 M=，由于 F 通過軸的中心，力臂 L=0,所以 M=0，故 板面只受到回復力矩 M 作用，而此時又有支撐臂阻擋，因此，能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)。 （3）對支撐桿的剪切校核。選取螺栓的材料為 Q235 號鋼，查表得知，因此裝 配時不嚴格控制預緊力，在板面翻轉的過程中螺栓的受力隨角度的不同而改變，查表 得知切許用切應力: 。5.3/S 求得: ).2,.1( 4908724/1 mLFLNgmGpas N97.31465cos 解得螺栓受力剪切力： 85..2/197.34/1 MPaMdSF 35.8103./485.5 622 對合葉的剪切校核。合葉所受合力為： aGF 71.081036.5.91085sin37si6 滿足條件。同時為實現(xiàn)板面的翻轉功能，連接板面的曲柄連桿機構上臂短、下臂 長，保證板面展開處在最大角度位置，使板面保持在與水平呈50的位置上，板面的 質(zhì)心在附加腿的范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)穩(wěn)定控制。 3.4 附屬件的定位與設計 3.4.1 電動機的選擇 因威馳汽車的車用發(fā)電機的額定功率為 0.6kw,額定轉速為： 4000r/min，所以要 求選用的電動機的額定功率應大于發(fā)電機的額定功率?？紤]到電動機的工作環(huán)境, 選 用 Y 系列的三項鼠異步電動機。 (1)電動機的型號：Y90L-2。 (2)電動機的基本參數(shù)：額定功率為:0.75kw；滿載轉速為：2825r/min；質(zhì)量為： 16kg；電動機外型：長寬高=285165170（單位：mm） ；軸伸尺寸： DE=1940（單位：mm） ；電動機中心高 H 為：80（單位：mm） 。 3.4.2 V 帶及帶輪的設計 為實現(xiàn)可靠的傳動, 依據(jù)設計目的, 考慮到實驗臺是用于教學, 工作時間短, 且 13 周期性工作。選擇帶傳動, 皮帶的工作表面在短期內(nèi)不會過量磨損, 而使用壽命能夠 足夠長,無需經(jīng)常更換9。 1、設計的主要技術參數(shù) 電動機的轉速 n1=2825r/min 發(fā)電機的 n2=4000r/min 發(fā)電機的輸入功率 P=0.6kw 2、V 帶的結構與規(guī)格 普通 V 帶已經(jīng)標準化有 Y、A、B、C、D、E 七種型號。七種型號的普通 V 帶截 面尺寸依次增加，截面大的普通 V 帶在同樣條件下可傳遞的功率也大，帶的尺寸見 表 3.1 所示。 表 3.1 V 帶截面尺寸（GB/T11544-1997） 型 號 Y Z A B C D E 頂寬b 6 10 13 17 22 32 38 節(jié)寬bp 5.3 8.5 11 14 19 27 32 高度h 4.0 6.0 8.0 11 14 19 23 楔角 40 每米質(zhì)量q/(kg/m) 0.02 0.06 0.10 0.17 0.30 0.62 0.90 V 帶分為普通 V 帶、窄 V 帶、聯(lián)組 V 帶、齒形 V 帶等多種類型，其中普通 V 帶 應用最廣。本次設計選用普通 V 帶。 (1)帶的結構由強力層、壓縮層和包封層組成，見圖 3.4。承受負載拉力的主要是 強力層，由橡膠構成的上下部分壓縮層承受彎曲時的拉伸和壓縮，強力層由化學纖維 做成簾布芯或繩芯。繩芯結構的強力層柔軟、易彎曲，壽命也長，可用于較小的帶輪。 如圖 3.5，當帶受縱向彎曲時，在帶中保持原長度不變的周線稱為節(jié)線；由全部 節(jié)線構成的面稱為節(jié)面。帶的節(jié)面寬稱為節(jié)寬（bp） ，節(jié)寬在帶受縱向彎曲時其長度 是不變的。V 帶輪上，與帶輪輪槽的基準寬度相對應的帶輪直徑稱為基準直徑 d（見 表 3.8） 。 V 帶在規(guī)定張緊力作用下，位于帶輪基準直徑上的周線長度為基準長度 Ld。普 通 V 帶的基準長度系列和帶長修正系數(shù)如表 3.2。 14 圖3.4 帶的結構圖 圖3.5 帶的受力圖 表 3.2 V 帶基準長度 Ld 和帶長修正系數(shù) KL 基準長度 普通V帶 Ld/mm Y Z A B C 400 0.96 0.79 450 1.00 0.80 500 1.02 0.81 560 0.82 630 0.84 0.81 710 0.86 0.83 800 0.90 0.85 900 0.92 0.87 0.82 1000 0.94 0.89 0.84 1120 0.95 0.91 0.86 1250 0.98 0.93 0.88 1400 1.01 0.96 0.90 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 2000 1.08 1.03 0.98 0.88 (2)單根普通 V 帶的許用功率 在傳動過程中，一旦帶在帶輪上打滑或帶發(fā)生疲勞損壞（如脫層、撕裂或拉斷） ， 帶傳動就無法完成運動不能傳遞動力。因此帶傳動的設計準則應同時考慮這兩方面的 因素，既保證帶不打滑，又具有一定的疲勞壽命。 為了保證帶傳動不出現(xiàn)打滑，單根普通 V 帶能傳遞的功率 10)(10)( 110 veAveFPff (3.1) 式中：A 為單根普通 V 帶的橫截面積。 為了使帶具有一定的疲勞壽命，應使 (3.2)1maxcb 故緊邊拉應力 15 (3.3)cb1 式中： 為帶的許用應力。 將(3.3)代入公式（ 3.1）得帶傳動在既不打滑又有一定壽命時，單根 V 帶能傳遞 的功率 kWAvePfcb10))((0 (3.4) 影響帶傳動工作情況的因素有很多，用(3.4)算出的功率 P0 為單根 V 帶的某一特 定條件下的功率。這一特定條件是：載荷平穩(wěn)、包角 、帶長 Ld 為特1=（即 =1) 定長度、抗拉體為化學纖維繩芯結構的條件下，這一特定條件下的單根普通 V 帶所 能傳遞的功率 P0 為基本額定功率。見表 3.3。 表 3.3 單根普通 V 帶的基本額定功率 P0 型號 小帶輪 基準直 徑 d1/mm 小帶輪轉速n1/(r/min) 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000 50 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.31 56 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 63 0.32 0.37 0.41 0.45 0.47 0.49 0.50 0.48 71 0.39 0.46 0.50 0.54 0.58 0.61 0.62 0.56 80 0.44 0.50 0.56 0.61 0.64 0.67 0.66 0.61 Z 90 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.56 表 3.4 包角修正系數(shù) K 包角 /(0)1180 170 160 150 140 130 120 110 K1.00 0.98 0.95 0.92 0.89 0.86 0.82 0.78 表 3.5 單根普通 V 帶 i 1 時額定功率的增量0P 傳動比i 小帶輪輪 速 n1(r