汽车信号灯系统

学习目标

1. 能够熟练说明汽车信号灯的作用、 类型。

2. 能够独立分析汽车信号灯电路。

3. 能够独立对汽车信号灯进行检修及故障诊断、 排除。

任务分析

汽车行进的过程中要通知其他的车辆、 行人本车的行驶状态 (停车、 转向等)， 以便其他的车辆和行人做出正确的判断。 这里主要介绍信号灯系统的作用、 各信号灯的作用、 信号灯的工作过程以及汽车信号灯系统的检修及故障诊断、 排除情况。

基础知识

一、 汽车信号灯系统的作用

汽车信号灯系统的作用是用来提示、 警告其他车辆和行人， 同时也向交通监管人员及部门报告车辆的行驶状态。

汽车常见的信号灯包括转向灯、 制动灯、 示宽灯、 尾灯、 报警信号灯等。

二、 汽车转向信号灯

1. 汽车转向信号灯的作用

汽车要驶离原方向， 需要接通左侧或右侧转向信号灯， 以提示其他车辆的驾驶员本车将进行转向操作。

2. 汽车转向信号灯的组成

转向信号灯系统包括转向开关、 转向信号灯和闪光器， 如图5-43所示。 当遇有特别情况时， 所有转向信号灯应同时闪烁， 此时它作为危险警告灯信号。

转向灯开关和危险警告灯开关外形如图5-44 (a)、 图5-44 (b) 所示， 左右拨动转向开关， 可接通转向灯电路。 标有红色三角形的开关为危险警告灯开关， 当按下危险警告灯开关时， 左、 右转向灯将同时闪烁， 如图5-44 (c) 所示。

转向信号闪光器是使转向信号灯按一定时间间隔闪烁的器件。 目前使用的闪光器有电热式、 电容式、 电子式等。 由于电子式闪光器具有性能稳定、 可靠性高、 寿命长的特点，现已获得广泛应用。

图5-43 转向信号灯和危险警告灯装置

图5-44 转向信号灯和危险警告灯

(a) 转向信号灯开关； (b) 危险警告灯开关； (c) 转向信号灯和危险警告灯电路

1) 电热式闪光器

图5-45所示为电热式闪光器的结构原理。 该闪光器串联在电源与转向灯开关之间， 有两个接头， 分别接电源和转向灯开关。 当汽车转向时， 接通转向开关， 电流从蓄电池正极→附加电阻→电热丝→触点臂→转向开关→转向灯及仪表指示灯→搭铁→蓄电池负极，构成回路。 由于附加电阻和电热丝串在电路中， 使电流较小， 故转向灯不亮。 经短时间电热丝(镍铬丝) 发热膨胀，使触点闭合，此时电流由蓄电池正极→线圈→触点→转向开关→转向灯及转向指示灯→搭铁→蓄电池负极， 构成回路。 由于此时附加电阻和电热丝被短路， 且线圈中产生的电磁吸力使触点闭合更紧， 电路中电阻小、 电流大， 转向灯发出较亮的光。 由于此时无电流流经电热丝而使其冷却收缩， 又打开触点， 附加电阻和电热丝又重新串入电路， 所以灯光变暗。 如此反复， 使转向灯明暗交替， 示意行驶方向， 闪光频率为60～90次/min， 可通过调整电热线的电热丝拉力和触点间隙来进行调整。

图5-45 电热式闪光器外形及电路

2) 电容式闪光器

图5-46所示为电容式闪光器的结构原理。

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6上绕有串联线圈3和并联线圈4， 电容器7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， 继电器便产生周期的开关动作， 从而使转向信号灯闪烁。

图5-46 电容式闪光器外形和电路

1—触点；2—弹簧片；3、4—线圈；5—电阻；6—铁芯；7—电容器；8—开关；9、10—转向灯；11—电源开关

当汽车向左转弯时， 接通转向灯开关8， 左转向信号灯和指示灯9就被串入电路中， 电流从蓄电池正极→电源开关11→接线柱B→串联线圈3→常闭触点1→接线柱L→转向灯开关8→左转向信号灯和指示灯9→搭铁→蓄电池负极，形成回路。

此时并联线圈4、 电容器7及电阻5被触点1短路， 而电流通过串联线圈3产生的电磁吸力大于弹簧片2的作用力， 触点1迅速被打开， 转向信号灯处于暗的状态 (转向信号灯和指示灯尚未来得及亮)。

触点1打开后，蓄电池向电容器7充电， 其充电电流由蓄电池正极→电源开关→接线柱B→串联线圈3→并联线圈4→电容器7→接线柱L→转向灯开关8→左转向信号灯和指示灯9→搭铁→蓄电池负极，形成回路。由于线圈4电阻较大，充电电流很小，不足以使转向信号灯亮， 则转向信号灯仍处于暗的状态。 同时充电电流通过串联线圈3和并联线圈4产生的电磁吸力方向相同， 使触点继续打开。 随着电容器的充电， 电容器两端的电压逐渐升高， 其充电电流逐渐减小， 串联线圈3和并联线圈4的电磁吸力减小， 使触点1又重新闭合。

触点1闭合后，转向信号灯和指示灯处于亮的状态， 此时电流从蓄电池正极→接线柱B→串联线圈3→常闭触点1→接线柱L→转向灯开关8→左转向信号灯和指示灯9→搭铁→蓄电池负极， 形成回路。 与此同时， 电容器通过线圈4和触点2放电， 其放电电流通过线圈4时产生的磁场方向与线圈3相反。 所产生的电磁吸力减小， 故触点仍保持闭合， 左转向信号灯和指示灯9继续发亮。 随着电容器的放电， 电容器两端电压逐渐下降， 其放电电流减小， 则线圈4的退磁作用减弱， 串联线圈3的电磁吸力增强， 触点1又重新打开， 转向信号灯和指示灯变暗。 如此反复， 继电器的触点不断开闭， 使转向信号灯和指示灯发出闪光。 灭弧电阻5与触点1并联， 用来减小触点火花。

使用时注意以下问题:

(1) 必须按规定的电压和灯泡的总功率使用。

(2) 接线必须正确， 否则闪光器不闪光， 且电容器易损坏。 在负极搭铁的汽车上， 接线柱B应接蓄电池， “L” 接转向开关。

3) 电子式闪光器

如图5-47所示，R1＝R4、R2＝R3、C1＝C2，VT1与VT2为同型号的晶体三极管，且其参数相同。闪光器的输出级采用一只大功率三极管VT3，当VT3导通时，可将转向灯电路接通，使灯点亮；当VT3截止时，转向灯电路被切断而使灯变暗，从而发出频率为70～90次/min的闪光信号。

图5-47 电子式闪光器电路

3. 新型轿车转向信号灯和危险报警系统

转向信号灯和危险报警系统如图5-48所示。 当转向信号灯开关置于 “L” 时， 转向信号闪光器的EL端子接地， 电流流到LL端子， 左转向信号灯闪烁； 当转向信号灯开关移到“R” 时， 转向信号闪光器的ER端子接地， 电流流到LR端子， 右转向信号灯闪烁。

图5-48 转向信号灯和危险报警灯系统

如果某只转向信号灯灯泡烧坏， 则电路中电阻增大， 电流减少， 灯泡闪烁变快， 告知驾驶员应及时修复。

当危险警告灯开关移到ON位置时， 转向信号闪光器的EHW端子接地， 电流流向LL和LR两端子， 并且所有的转向信号灯闪烁， 如图5-49所示。

图5-49 危险警告灯工作时的电路

4. 发光二极管 (LED) 转向灯

LED作为一种新型高效光源在汽车上的应用范围非常广泛， 过去用在室内照明、 仪表指示等。 但随着高亮LED技术的成熟与普及， LED被越来越多地用在转向灯、 制动灯等外部灯光领域。 相比传统灯泡， LED没有灯丝结构， 抗振性能好， 寿命长， 而且LED光源光电转化效率高， 低功耗， 发热量小， 对灯具材料耐热性要求不高。 另外， LED点亮时几乎没有延迟， 响应速度更快， 特别适合用于制动灯， 可以减少追尾事故的发生。

三、 制动信号灯

制动信号灯由制动灯开关控制， 其电路如图5-50所示。 踩下制动踏板， 制动灯开关接通， 制动灯点亮， 同时向ABSECU及调节器、 ECTECU、 挡位锁开关输送信号。

图5-50 制动信号灯电路

四、 驻车制动灯

驻车制动灯控制电路如图5-51所示。 打开点火开关， 当拉起手刹杆至一挡时， 驻车制动灯立即点亮； 完全释放手刹杆时， 驻车制动灯熄灭。 另外， 驻车制动灯还受制动液液面高度的控制， 制动储液罐制动液低于规定要求， 驻车制动灯将点亮。

图5-51 驻车制动灯控制电路

五、 尾灯及后灯警告系统

1. 尾灯

尾灯用以示意汽车尾部轮廓和汽车的存在。

直接连接型尾灯如图5-52所示。 当灯光控制开关移动到TAIL位置时， 尾灯点亮。 带继电器型尾灯如图5-53所示。 当灯光控制开关移动到TAIL位置时， 电流将尾灯继电器接通， 继电器再接通尾灯电源， 尾灯点亮。 有些车型有尾灯指示器。

图5-52 直接连接型尾灯系统

图5-53 带继电器型尾灯系统

2. 车后灯警告系统

当尾灯、 制动灯的灯泡烧坏时， 坐在驾驶室内无法得知 (不能直接看到)， 从而给汽车行驶带来潜在的危险。 车后灯警告系统在后备厢中安装一个灯光故障传感器， 通过比较灯光正常时和线路开路时的电压， 检测灯泡是否烧掉， 并通过组合仪表中的警告指示灯通知驾驶员诸如尾灯和停车灯泡损坏情况。

车后灯系统的工作原理如图5-54所示。 例如， 当制动灯和高位制动灯正常运行且点亮时， 正侧比较器1和2的电压低于输入到负侧的标准电压， 因此比较器1和2输出 “0”， Tr保持OFF状态， 尾灯警告灯熄灭。 当有一只制动灯的电路断开时， 比较器正侧的电压上升，高于负侧的标准输入电压，因此比较器1或2输出“1” 到或门OR1。因此OR1输出“1” 到延时器/保持电路， 延时/保持电路在0.3～0.5s后导通Tr， 点亮组合仪表上的后灯警告灯， 并且保持电路一直运行到点火开关关闭 (警告灯一直亮着)， 如图5-55所示。

同样， 当某尾灯烧毁而电路开路时， 比较器3判断出电压已经改变， 并输出 “1” 至或门OR2。从OR2发送一个信号到延迟/保持电路，Tr接通，车后灯警告灯点亮。

图5-54 车后灯警告系统工作原理

图5-55 制动灯烧毁警告灯工作电路

六、 倒车警报器

倒车时， 倒车灯亮， 以便驾驶员能看清倒车方向的路况； 倒车灯亮及倒车报警器又可以提醒倒车方向的车辆和行人注意避让。 倒车灯由装在变速器盖上的倒车灯开关控制， 如图5-56所示。

汽车挂上倒车挡时， 处于变速器上的倒车灯开关接通， 倒车灯点亮。 与此同时， 也接通了倒车警报器电路，使警报器发出声响。同时，蓄电池电流还通过线圈L2对电容器进行充电。由于流入线圈L1和L2的电流大小相等，方向相反，所以产生的电磁吸力互相抵消，使线圈不显磁性，继电器触点继续闭合。随着电容器两端的电压逐渐上升，流入线圈L2中的电流变小，即电磁吸力减小，但线圈L1产生的电磁吸力不变；当L1与L2产生的吸力差大于触点的弹簧拉力时， 触点被吸开， 警报器电路被切断而停止发出声响。 在继电器触点打开时，电容器又通过线圈L2和L1放电，使线圈产生磁力，触点仍继续打开。当电容器两端电压下降到一定值时， 线圈磁力减弱， 继电器触点又闭合， 报警器通电发出声响， 电容器又开始充电。 如此反复， 继电器触点不断开闭， 倒车警报器发出断续的声响， 以示倒车。 倒车灯电路如图5-57所示。

图5-56 倒车灯及倒车警报器电路

图5-57 倒车灯电路 (威驰轿车)

七、 仪表报警指示灯

仪表报警指示灯安装在仪表盘上， 有转向提示灯、 导航警告灯、 车门警报灯和各种信号指示灯。 电路比较简单， 当进行转向等相应操作时， 相应的电路被接通， 指示灯亮， 在这里不详细介绍。

实施与考核

一、 技能学习

汽车灯光信号有两种: 一是闪烁信号； 二是持续信号。 常见的故障是信号灯不亮和信号灯不能正常工作。 下面学习几种典型信号灯故障诊断。

1. 左右转向信号灯都不工作

1) 故障原因

(1) 熔断器烧坏。

(2) 转向闪光器失灵或损坏。

(3) 转向灯开关有故障。

(4) 配线与搭铁有故障。

2) 故障诊断与排除方法

按下列顺序，逐段检查线路， 直到查出故障部位。 电源→熔断器→闪光器→转向开关→转向指示灯和转向信号灯有无断路和短路，闪光器和开关有无损坏。

2. 左 (右) 转向时， 转向灯闪光信号正常， 而右 (左) 转向时闪光速度变快

1) 故障原因

(1) 右 (左) 转向灯的功率小。

(2) 在右 (左) 转向灯中可能有一只烧毁。

(3) 线路中有接触不良处。

2) 故障诊断与排除方法

(1) 检查转向信号灯开关、 闪光器等接线是否松动， 必要时紧固。

(2) 检查转向灯灯泡功率是否与规定相同， 左右灯泡是否一致， 有无损坏。

3. 制动信号灯不亮

1) 故障原因

(1) 灯泡灯丝、 灯线烧断， 线路中有1断路处。

(2) 制动灯开关失灵或损坏。

(3) 制动灯搭铁不良。

2) 故障诊断与排除方法

(1) 检查灯泡灯丝是否完好， 如烧坏给予更换。

(2) 检查搭铁是否良好， 必要时重新搭铁。

(3) 检查线路中有无断路， 必要时更换断线。

(4) 检查制动开关是否完好， 如损坏则应更换。

4. 危险报警灯不工作

1) 故障原因

(1) 熔断器烧断、 转向灯闪光器有故障。

(2) 转向信号/危险警告灯开关有故障。

(3) 配线或接地有故障。

2) 故障诊断与排除方法

(1) 更换熔断器。

(2) 检修闪光器。

(3) 检查转向灯/危险报警灯开关， 必要时给予更换。

二、 任务实施与考核

1. 学生完成工作单的填写

每4个学生组合为一组， 各组分别对信号灯进行检修。 在充分掌握上述知识与技能的前提下， 完成工作单 (在配套的教学资源包下载)。

2. 教师完成考核表的填写

学生根据信号灯检修的实训项目填写工作单。 教师根据完成的情况完成考核表 (在配套的教学资源包下载)。

思考与练习

1. 信号灯系统的作用如何?

2. 常见信号灯有哪些?

3. 信号灯有哪两大故障?

4. 转向灯不工作的原因有哪些?