汽车电器设备的转向信号装置和危险报警装置设计

2023-08-19 理论教育版权反馈

【摘要】：为指示车辆的行驶方向,汽车上均装有转向信号灯。2)转向信号灯转向信号灯也称为转向灯,它分装在车身前端和后端的左右两侧,在汽车转弯时开启,主要用来提醒交通警察、行人和其他驾驶员。如此反复,使转向信号灯发出闪光。危险报警装置的组成危险警报灯又称为双闪灯,它与转向信号灯共用同一套灯具。图5.19危险警报开关转向信号装置与危险报警装置的电路以BYD F3为例,介绍转向信号装置与危险报警装置的电路原理,如图5.20所示。

为指示车辆的行驶方向,汽车上均装有转向信号灯。当汽车要驶离原方向时,需接通左侧或右侧转向信号灯,左边或右边的前、后转向信号灯闪烁发光,以提醒其他车辆;转向后,回转方向盘,控制装置可自动使转向开关回位,转向灯熄灭。转向信号装置一般应具有一定的频闪,我国国标规定为60～120次/min。

汽车在行驶中,如遇到危险情况,可使前、后、左、右转向灯同时发出闪光,作为危险警报信号。

（1）转向信号装置的组成

转向信号装置一般由转向灯开关、转向信号灯和闪光器等组成,其中闪光器是主要器件。

1)转向灯开关

现代汽车的转向灯开关都包含在组合开关内,用来控制转向灯电路的接通,其结构如图5.13所示。左侧开关为前照灯及转向灯开关,转向灯开关有L,OFF与R 3个位置。

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图5.13　转向灯开关

转向灯开关均为自动复原式,开关向顺时针方向扳动时为右转,向逆时针方向扳动时为左转。汽车转弯后,转向盘开始回转时,转向灯开关自动复原至OFF位置,驾驶员不必在转弯后再将转向灯开关拨回。

2)转向信号灯

转向信号灯也称为转向灯,它分装在车身前端和后端的左右两侧,在汽车转弯时开启,主要用来提醒交通警察、行人和其他驾驶员。为了在白天能引人注目,转向信号灯电路中装有转向信号闪光器,使转向信号灯光发生闪烁。

3)闪光器

闪光器的作用是使转向信号灯按照一定时间间隔闪烁的器件,主要有翼片式、电容式、电子式。其中,电子式闪光器具有性能稳定、可靠性高、寿命长的特点,已获得广泛应用。

①翼片式。翼片式闪光器是利用电流的热效应,以热条的热胀冷缩为动力,使翼片产生突变动作,接通和断开触点,使转向信号灯闪烁。根据热胀条受热情况的不同,可分为直热式和旁热式两种。

a.直热式。直热式闪光器主要由翼片、热胀条、活动触点、固定触点及支架等组成。其工作原理如图5.14所示。转向灯开关未接通时,活动触点在热胀条拉力作用下与固定触点接触。转向灯开关接通时,转向灯亮,同时热胀条受热伸长,伸长到一定程度时,翼片绷直,将触点拉开,转向灯灭。热胀条冷却后,触点闭合,转向灯亮。

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图5.14　直热式闪光器

b.旁热式。旁热式闪光器主要由热胀条、电热丝、闪光器、动静触点等组成。其工作原理如图5.15所示。转向开关未接通时,活动触点在热胀条拉力作用下与固定触点接触。

转向开关接通时,电热丝先通电,热胀条受热伸长后,一片张开,触点接通,转向灯亮,热胀条冷却缩短,又将触点拉开,转向灯灭。

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图5.15　旁热式闪光器

1—热胀条;2—电热丝;3—闪光器;4—动触点;5—静触点;6—翼片;7—支架;8—转向灯开关;9—转向信号灯及转向指示灯

②电容式。电容式闪光器主要由一个继电器和一个电容器组成。在继电器的铁芯上绕有串联线圈和并联线圈,电容器采用大容量的电解电容器。电容式闪光器是利用电容器充、放电延时特性,使继电器的两个线圈产生的电磁吸力时而相加、时而相减,继电器便产生周期性的开关动作,从而使转向信号灯闪烁。

电容式闪光器的工作原理如图5.16所示。转向开关未接通时,触点在弹簧片弹力作用下处于闭合状态。

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图5.16　电容式闪光器

转向开关接通后,串联线圈通电,同时转向灯亮,当串联线圈的磁力可将触点断开时,转向灯熄灭,并联线圈开始充电,但由于电流小,灯不亮。

并联线圈充电初期,通过两线圈的电流虽不大,但两线圈的磁场方向相同,触点仍断开,当电容两端电压升高后,电流进一步减小,磁力减弱,触点闭合,转向灯亮。

③电子式。电子式闪光器可分为触点式(带继电器)和无触点式(不带继电器)。

a.带继电器的有触点电子闪光器:主要由一个三极管的开关电路和一个继电器组成,如图5.17所示。

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图5.17　带继电器的有触点电子闪光器

当汽车向右转弯时,接通电源开关SW和转向灯开关K,电流流经电阻R1、继电器的常闭触点J、接线柱S、转向灯开关K、右转向信号灯,右转向信号灯亮。当电流通过R1时,在R1上产生电压降,三极管VT因正向偏压而导通,集电极电流IC通过继电器J的线圈,使继电器常闭触点立即断开,右转向信号灯熄灭。

三极管VT导通的同时,VT的基极电流向电容器C充电,随着电容器电荷的积累,充电电流逐渐减小,三极管VT的集电极电流IC也随之减小,当此电流不足以维持衔铁的吸合而释放时,继电器的常闭触点J又重新闭合,转向信号灯再次发亮。

这时电容C通过电阻R2、继电器的常闭触点J、电阻R3放电。放电电流在R2上产生的电压降又为VT提供正向偏压使其导通。这样,电容器C不断地充电和放电,三极管VT也就不断地导通与截止,控制继电器的触点反复地闭合、断开,使转向信号灯发出闪光。

b.全晶体管式(无触点)闪光器。无触点闪光器利用电容器放电延时的特性。利用三极管VT1的导通和截止来达到闪光的目的,如图5.18所示。

接通转向开关后,三极管VT1的基极电流由两路提供,一路经电阻R2,另一路经R1和C,使VT1导通,在其导通时,VT2和VT3组成的复合管处于截止状态。由于VT1的导通电流很小,仅60 mA左右,故转向信号灯暗。

与此同时,电源对电容器充电,随着电容器C两端电压升高,充电电流减小,VT1的基极电流减小,使VT1由导通变成截止。这时A点电位升高,当其电位达到1.4 V时,VT2和VT3导通,于是转向信号灯亮。

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图5.18　全晶体管式闪光器

此时电容器C经过R1和R2放电,放电时间为灯亮时间。C放完电,接着又充电,VT1再次导通使VT2和VT3截止,转向信号灯又熄灭,C的充电时间为灯灭的时间。如此反复,使转向信号灯发出闪光。改变R1和R2的电阻值与C的大小以及VT1的β值,即可改变闪光频率。

（2）危险报警装置的组成

危险警报灯又称为双闪灯,它与转向信号灯共用同一套灯具。当车辆在路面上遇到紧急情况需要处理时,按下危险警报开关(图5.19),全部转向灯同时闪烁,提醒后方车辆避让。

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图5.19　危险警报开关

（3）转向信号装置与危险报警装置的电路

以BYD F3为例,介绍转向信号装置与危险报警装置的电路原理,如图5.20所示。

1)转向信号装置的电路

转向信号电路的特点:转向信号灯电路的接通是受点火开关和转向开关控制;转向灯的闪烁是靠闪光器控制;闪光器串联在转向信号电路中。

左转向灯的电路:当点火开关打至ON挡时,电流从蓄电池、主电源保险丝、点火开关保险丝、点火开关、点火继电器线圈端到搭铁。点火继电器开关闭合,则电流从蓄电池、主电源保险丝、点火继电器开关端、仪表保险丝、闪光继电器(1号)、闪光继电器(5号)到搭铁。此时,闪光继电器(2号)端接通,左转向灯亮。

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图5.20　转向信号装置与危险报警装置的电路

右转向灯的电路:当点火开关打至ON挡时,电流从蓄电池、主电源保险丝、点火开关保险丝、点火开关、点火继电器线圈端到搭铁。点火继电器开关闭合,则电流从蓄电池、主电源保险丝、点火继电器开关端、仪表保险丝、闪光继电器(1号)、闪光继电器(6号)到搭铁。此时,闪光继电器(3号)端接通,右转向灯亮。

2)危险报警装置的电路

危险报警信号电路:一般把报警系统归入转向信号电路内,与转向电路共用一个闪光器。当报警电路接通后,所有的转向灯同时闪烁,且不受点火开关控制。

危险报警灯的电路:当点火开关打至ON挡时,电流从蓄电池、主电源保险丝、点火开关保险丝、点火开关、点火继电器线圈端到搭铁。点火继电器开关闭合,则电流从蓄电池、主电源保险丝、点火继电器开关端、仪表保险丝、闪光继电器(1号)、闪光继电器(8号)到搭铁。此时,闪光继电器(2号和3号)端接通,左右转向灯均亮。

汽车电器设备的转向信号装置和危险报警装置设计

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