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
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q n 和发动机的起动阻力矩q M 决定，即 9550
q q n M P ⨯≥
式中：q M 的单位为N ·m ，q n 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%。
q M 一般由试验测定，也可用式CL M q =来计算，即
CL M q =
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q n 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
9550
q q n M P ⨯≥
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s n 与发动机能可靠起动的曲轴转速f n 之比，即
Zs
Z n n i f f s
=
= 式中：f Z —表示飞轮齿圈齿数； s Z —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：
U
P Q ⨯=
)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
U
P Q ⨯=
)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
2.3.2 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e U ）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U
U K e v =。
综上所述，整车用电设备负载电流f I 的计算公式为：
∑
=⨯⨯=m
i i
i v f U
P K K I 1
式中：m —整车用电设备的数量；v K —电压系数；i K —第i 个用电设备的权值；i P —第i 个用电设备的额定功率（W ）；U —用电设备的额定电压（V ）。
（2）发电机功率的计算。
确定的发电机输出电流e I 即发电机功率只是达到发电机供电系统的电能平衡（即f e I I -=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e I 应为：
τ
-=
1f e I I
τ一般取0.15左右。
求取e I (A)，从而所需发电机功率为：
e e e U I P ⨯=
（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e i ，使汽车常用车速与发电机的额定转速e n 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e i 为：
n
n i e e =
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max n 时，发电机对应转速m ax m ax n i n e e ⨯=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。
3.2 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。
5 ABS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..Protel DXP电设计教程.北京：中国铁道出版社，2004
2. 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，2003
3. 娄云主编.汽车电路分析.北京：机械工业出版社，2005
4. 麻友良主编. 汽车电器与电子技术. 北京：机械工业出版社，2002。