汽车电器课程计说明书

汽车电器与电子课程设计说明书华夏HX7180轿车汽车电器与电子设备线路设计

2015年6月12号

内容摘要：

汽车的所有用电设备均是由蓄电池和发电机组合而成的电源系统供电，在此电源系统中，发动机正常工作时，对用电设备供电并对蓄电池充电。当发电机发出的功率不足以给汽车用电设备所消耗的功率时蓄电池对其供电。发动机工作时必须保证给蓄电池充足的充电时间以防止其亏点。发电机正常工作时，发电机是否给蓄电池进行充电用仪表板上的充电指示灯提示。由于发动机的转速变化范围很大，为保证发电机发出的额定电压不受转速和输出电流的影响，发电机必须装有电压调节器。发动机起动时的电源功率全部由蓄电池供给，所以蓄电池必须保证具有足够的容量才能顺利起动发动机。本文是对华夏HX7180轿车汽车电源系统和启动系统进行了相关的设计和对各主要电器设备的选用，并对其工作原理进行了论述。 关键字：

蓄电池 发电机 发动机 电压调节器 起动机 充电指示灯 一 . 华夏HX7180轿车的相关数据

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。

车型 华夏HX7180 轮距（前/后）mm 1480/1485 驱动形式 4×2前轮驱动 最高车速km/h 150 自重kg 1000 功率(kw/r/min) 65/5200 总重kg

1600

排量L

整车外形尺寸（长×宽×高）mm 4770 ×1800 ×1450 发动机型号/压缩比 481Q/:1 轴距mm

2700

电源系统电压V

12

—.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%。一般由试验测定，也可用式Mq=CL 来计算，即Mq=CL=35 ×=63N ·m 。 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nq 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 ⨯≥

=63×70/9550=

考虑到要有一定的功率储备，合理选取P 为 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 =

==136/9=式中：f Z —表示飞轮齿圈齿数； s Z —表示起动机驱动齿轮 （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)， 一般汽油机的传动比在13-17范围内选择，现选择为

3 起动机的选用

起动机采用长沙汽车电器厂生产的QD1229型起动机 型号

QD1229 最大输出转矩/NM 不小于13

额定电压 /V 12 驱动齿轮齿数(个) 9 制动电流 /A 480 压力角 /(°) 12 起动电流 /A 110 模数 额定功率 /KW

质量 /Kg

4 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(=720 ×1/12=60Ah

选取蓄电池的型号为：6-Q-60型蓄电池 二 充电系统、启动系统的计算

（—）充电系统的计算 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

制动报警灯 1 3W 其他设备 1 10W 灯泡名称 数量 功 率 灯泡名称 数量 功 率 前大灯 2 65W 油压报警灯 1 3W 前雾灯 2 75W 仪表灯 1 3W 倒车

2

21W

远光指示灯

1

3W

灯 牌照灯 1 5W 开关照明灯 1 3W 前小灯 2 5W 制动液位指示灯 1 3W 前转向灯 2 21W 暖风/空调设备 1 240W 后转向灯 2 21W 刮水电动机 1 40W 制动灯/尾灯 2 21/5W 点火系统 1 50W 室内灯 1 10W 音响系统 1 12W 示宽灯 4 5W 发动机电子控制

系统 1 70W 充电指示灯

1

3W

ABS 与其它电子控制系统

130 W

2 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

=14/12[65⨯2++⨯⨯+21⨯2⨯01+⨯+⨯+⨯⨯+⨯

⨯+⨯⨯+5⨯2⨯1+⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯]/12=

额定电压U 为12V , 发电机的输出电压为14V

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 ）。

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 连续工作 空调

仪表

刮水器

发动机电子控制系统

ABS 与其它电子控制系统 夜间长期工作 小灯 收音机 前照灯近光

短时间歇

电喇叭