第二节 摩托车电路图
一、摩托车电气设备组成与特点
电气设备是摩托车的重要组成部分。尽管各类摩托车的电气设备形式不一,数量不等,安装位置不同,接线方式各异,但基本任务如下。
①产生足够能量的电火花。
②点燃气缸内的可燃混合气。
③提供照明及各种声、光信号。
摩托车的电气设备可分为:电源、用电装置和辅助设备三部分,摩托车电气部件装配图如图1-23所示。
图1-23 摩托车(踏板式)电气部件装配图
(一)电源部分
电源部分主要包括蓄电池和发电机。
1.蓄电池
蓄电池按其额定电压的不同可分为6V和12V两种。发电机可分为交流发电机和直流发电机两种。在电路中,蓄电池和发电机并联工作,是向用电装置部分提供电流,并将多余的电能储存起来。
2.发电机
(1)交流发电机
交流发电机又可分为磁铁转子式交流发电机、飞轮式交流发电机和三相交流发电机。前两种交流发电机是以永久磁铁作为发电机内的磁极,故也称永磁式交流发电机;后一种交流发电机是以线圈通电后产生磁极,故也称励磁式发电机。飞轮式交流发电机也称为磁电机。
交流发电机向外输出交流电,即输出电流的大小和方向随时间作周期性变化。因此,为了对蓄电池实施充电,必须将交流发电机输出的交流电,变为单方向流动的直流电,也就是说,交流发电机必须与整流装置(即整流器)配合工作,才能对蓄电池充电。三相交流发电机由于输出电压随转速变化而波动较大,除了对输出进行必要的整流外,还必须与一稳压装置(即电压调节器)配合工作。
(2)直流发电机
直流发电机向外输出直流电。这种发电机虽然本身解决了向蓄电池输出直流电的问题,但还没有解决因输出电压过低,蓄电池向发电机的放电(倒流)问题和输出随转速变化引起的电压波动问题。因此,直流发电机必须与一断流及稳压节流装置(即调节器)配合工作,才能对蓄电池充电。
(3)磁电机
磁电机具有体积小、重量轻等特点,一般使用在一些小排量的摩托车上。
(4)交流发电机的特点及应用
①磁铁转子式交流发电机具有结构简单,低速充电性能好等特点,一般使用在一些中小排量的摩托车上。
②直流发电机具有提供电流能力强、充电平稳等特点,一般使用在一些大中排量的摩托车上。但缺点是结构复杂,故障多,低速充电性能差,并且换向器与碳刷间的火花会形成电波,对周围的无线电有干扰,所以逐渐被淘汰。
③三相交流发电机具有体积小、重量轻(与直流发电机相比)、提供电流能力强等特点,较多地使用在一些大中排量的摩托车上。
(二)用电装置
用电装置部分包括起动系统、点火系统、照明系统和信号系统。
1.起动系统
起动系统的主要部件是起动机,其作用是通电后产生转矩,带动曲轴旋转,使发动机起动。有些车辆,为了减少其自身重量,缩小体积,把起动机与发电机合为一个组合体,起动时作为起动机用,起动后又作为发电机用。这种装置称为起动/发电机,或二合一电机。
2.点火系统
点火系统按其电源及控制方式的不同,可分为蓄电池点火系统(点火低压电由蓄电池供给)、磁电机点火系统(点火低压电由磁电机供给)和电子点火系统(点火低压电路的接通与断开由电子元件
控制)。它的作用是把点火电源提供的低压电,变为具有一定能量的高压电,并按照发动机的工作顺序,及时点燃气缸内的可燃混合气,使发动机运转做功。
3.照明系统
照明系统由照明设备和照明控制开关组成。照明设备包括前照灯、尾灯、仪表灯、位置灯等灯光设备;照明控制开关包括照明开关、变光开关等电路开关,其作用是给车辆夜间行驶时提供各种照明灯光。
4.信号系统
信号系统由信号设备和信号控制开关组成。信号设备包括电喇叭、转向灯、刹车灯、空挡指示灯、充电指示灯等设备(不同车型,其组成有所不同);信号控制开关包括喇叭按钮、转向灯开关、刹车灯开关、空挡指示灯开关等电路开关。它的作用是产生声、光信号,指示车辆运行状态,提醒来往车辆及行人注意避让,保证车辆的行驶安全。
(三)辅助电气设备部分
辅助设备部分包括车速里程表、转速表、电流表、电路开关、熔丝(保险丝)及导线等。辅助设备装置的作用有累计车辆行驶里程、反映车辆行驶速度、指示电路工作状态、控制电路的接通或断开、保障电路正常工作等。
(四)摩托车电气的特点
①低压。摩托车用电设备的额定电压有6V、12V两种。一般轻型摩托车多采用6V电源电压,而大排量摩托车多采用12V电源电压。
②直流。主要从蓄电池的充电来考虑的。因为蓄电池充电时必须用直流电,所以摩托车电源必须是直流电。
③单线制。摩托车上所有用电设备都是并联的,电源到用电设备只用一根导线连接,而另一根导线则用摩托车车体或发动机机体的金属部分代替,作为公共回路,这种连接方式称为单线制。单线制可节省导线,使线路简化、清晰,便于安装与检修,并且用电设备无需与车体绝缘,因此现代摩托车广泛采用单线制。
④负极搭铁。采用单线制时,蓄电池的一个电极必须接到摩托车车体或发动机机体的金属部分,俗称“搭铁”。若将蓄电池的负极接到摩托车车体或发动机机体的金属部分,便称为“负极搭铁”。目前各国生产的摩托车基本上都采用“负极搭铁”。
二、摩托车电路图类型
摩托车电路图,就是将充电系统(电源系)、起动系统、点火系统、照明信号系统、仪表与电子显示装置、电子控制装置以及辅助电器装置等全车电气设备,用标准电气符号,按照它们各自的工作特性及相互的内在联系,通过开关、熔丝、继电器(或电子控制单元)及导线连接起来。
常见的摩托车电路图有三种形式,即摩托车电气设备电路接线图、摩托车电路原理图和摩托车电气设备线束图。
1.电路接线图
电路接线图是按照电气设备在摩托车上的大致安装位置来绘制的电路图。图1-24是雅马哈RX125型摩托车电路接线图,图1-25是长江750型摩托车电路接(布)线图。
图1-24 雅马哈RX125型摩托车电路接线图
图1-25 长江750型摩托车电路接(布)线图
电路接线图的优点是,这种图的电器部件的外形和安装位置与摩托车实际比较接近,整车电气设备数量准确,线路的走向清楚,有始有终,便于循线跟踪,查找起来比较方便。
电路接线图的缺点是,图上电线纵横交错,印制版面小则不易分辨,版面过大印装又受限制;识图、画图费时费力,不易抓住电路重点、难点;不易表达电路内部结构与工作原理。因此,在电气系统复杂程度不高的情况下常采用接线图。
2.电路原理图
雅马哈RX125型摩托车电路原理图如图1-26所示。电路原理图重在表达各电气系统电路的工作原理,既可以是全车电路图,也可以是各系统电路原理图。
图1-26 雅马哈RX125型摩托车电路原理图
尽管各摩托车制造公司的表达方式不一,但一般都具有以下的特点。
①通过电器符号表达各电器。
②在大多数图中,电源线在图上方,搭铁线在图下方,电流方向自上而下。电路图中电器串、并联关系十分清楚,电路图易于识读。
③各电器不再按电器在车上的安装位置布局,在图中合理布局,使各系统处于相对独立的位置,从而易于对各用电设备进行单独的电路分析。
④各电器旁边通常标注有电器名称及代码(如控制器件、继电器、过载保护器件、用电器、铰接点及搭铁点等)。
⑤电路原理图中所有开关及用电器均处于不工作的状态,例如点火开关是断开的,发动机不工作,车灯关闭等。
⑥导线一般标注有颜色和规格代码,有的车型还标注有该导线所属电器系统的代码。
根据以上标注,易于对照定位图找到该电器或导线在车上的位置。
⑦原理图能用简明的图形符号按电路原理将每个电器与电子控制系统合理连接,再将每个系统按一定顺序排列(系统包括电源系统、起动系统、点火系统、照明系统、仪表系统、电子控制系统等)。
3.线束图
线束图是根据摩托车线束在摩托车上的布置、分段以及各分支导线端口的具体连接情况而绘制的电路图,其重点反映的是已制成的线束外形,组成线束各导线的规格大小、长度和颜色,各分支导线端口所连接的电气设备的名称、连接端子和护套的具体型号,线束各主要部分的长度等。因此,线束图主要用于摩托车线束的制作和较方便地连接电气设备。在有的车型线束图上还表示了各段线束在摩托车上的具体布置情况,即所谓的摩托车线束布置图,以便于在摩托车上安装。
整车线束图如图1-27所示。长春-铃木AX100型摩托车线束图如图1-28所示。
图1-27 整车线束图
图1-28 长春-铃木AX100型摩托车线束图
三、摩托车电路图特点
尽管各种车型的电气设备数量不等,形式不一,安装位置不同,接线方法各有所异,但线路的连接都遵循以下几条原则。
1.各用电装置并联连接
在行驶中,前方有目标障碍时需要鸣号,转弯时需要开转向灯;在夜间,高速行驶需要开远光灯,低速行驶时需开近光灯等,各用电装置都完成各自独立的功能。为了满足各自独立功能的实现,又使不相互牵制,各用电装置都采用并联连接的接线方式。
2.单线制
在线路的连接上,为减少不必要的引线,充分利用车体的导电作用,采用了用电装置的一极与电源的一极相连,用电装置及电源的另一极与车体就近搭接,这样,电源与用电装置之间,通过导线与车体构成回路。这种把电源与用电装置之间用一单线连接的接线方式称为单线制。在电路图中,采用单线制的接地回路一般省去不画。
为了保证搭铁的可靠性,除了用电装置壳体本身搭铁外,还用一接地线进行接地。
3.采用对应连接
为了便于线路的连接,对应连接的部件的接线柱上都用文字或字母作一标志(如直流发电机充电电路、起动机电路),不同系统的电源线选用不同的颜色(如铃木AX100型摩托车信号系统的电源线选用橙/红色线,照明系统的电源线选用灰色线)。连接时,相应名称的接线柱对应连接,相同颜色的导线对应连接,或采用插座件定位连接(有些车型的个别导线经过插座件后颜色发生改变)。这样读图及检修电路就比较方便。
四、摩托车电路图中的图形符号与文字符号
1.电路图中的图形符号
在电路图中,电气元件是由图形符号来表示的,目前各种车型采用的图形符号不尽相同,有些采用国家标准规定的图形符号的画法,有些采用日本及其他国家的画法,有些还出现了元件的外形图和结构图。
摩托车电路图中的图形符号如表1-2所示。
表1-2 摩托车电路图中的图形符号
2.文字符号
在读电路图时,还应注意电路图中的文字标注。常用文字符号如表1-3所示。
表1-3 常用的文字符号
3.开关断、通方框图
在电路图,为了简明地描述多位开关在不同位置的断、通状态,通常采用方框图来表示,如图1-29所示。方框图左边第一竖行表示开关所处的不同位置,上边第一横行表示接入开关的导线颜色[图1-29(a)],或者表示接线点的用途符号[图1-29(b)],方框内用横线连接的圆圈,表示开关处于相应位置时,接线所连通的状态。
图1-29 开关方框图
图1-29(a)所示,当开关处于“OFF”位置时,接入开关的“B/W”线与“B/Y”接通,其他接线为断开;当开关处于“ON”位置时,接入开关的“R”线与“O”线接通,其他接线为断开;当开关处于“”位置时,接入开关的“R”线与“O”线接通“,Y/W”线与“Gr”线接通,“B/W”线与“B/Y”线断开。
4.接线点的用途符号
接线点的用途符号在某些本田系列的开关图中采用,表示接入开关的导线的来龙去脉,如表1-4所示。
表1-4 接线点用途符号的含义
五、摩托车电路图其他组成部件
(一)摩托车导线
1.摩托车导线的分类与特点
摩托车电气线路的导线分为高压线和低压线两种。高压线又分为铜芯线和阻尼线两种;低压线又分为普通导线、起动导线和搭铁导线(即蓄电池搭铁线)三种。
摩托车导线主要根据导线的绝缘、通过电流的大小和机械强度三个方面的要求进行选择。
(1)高压导线
高压导线是一种输送高电压的专用导线。由于高压导线的工作电压很高(一般都在10kV以上)、电流强度较小,因此,高压导线的绝缘包层很厚、线芯截面面积很小,但耐压性能很好。
为了衰减火花塞产生的电磁波干扰,目前已广泛使用了高压阻尼导线。
(2)低压导线
①普通导线 普通导线为带绝缘包层的铜质多丝软线。根据外皮绝缘包层的材料不同,普通导线又分为QVR型(即聚氯乙烯绝缘包层)和QFR型(即聚氯乙烯-丁腈复合绝缘包层)两种。
普通导线的横截面面积主要根据用电设备的工作电流进行选择,但摩托车电气系统中所用导线的截面面积最小不得小于0.5mm2。
随着摩托车电器设备的增多,导线的数量不断增加,为了便于维修,连接各设备的导线常以不同的颜色加以区分。其中截面积在4mm2以上的采用单色线,而4mm2以下的导线均采用花线(双色线),搭铁线均用黑色线。
在全车线路图中,导线上一般都标注有数字和字母符号,用来表示导线的横截面面积和颜色。如1-5RW、2.0GV等,其中,数字1-5、2.0表示导线的横截面面积,单位为mm2;第一个字母“R”或“G”表示导线的主色,第二个字母“W”或“V”表示导线的辅助颜色,即轴向条纹状或螺旋状的颜色。
②起动导线 起动电线为带绝缘包层且横截面面积较大的铜质或铝质多丝软线电缆。起动电线是一种专用连接电缆,接在蓄电池正极与起动机电源端子之间,其横截面面积有25mm2、35mm2、50mm2、70mm2等多种规格,允许电流高达500A乃至1000A以上。为了保证起动机正常工作并产生足够的驱动力矩,要求起动导线上每100A电流产生的电压降不得超过0.1~0.15V。
③搭铁导线 搭铁导线是一种专用连接电缆,连接在蓄电池负极与车身金属或发动机机体之间,故又称为蓄电池搭铁线。搭铁导线为由铜丝编织而成的扁形软铜线缆或带绝缘包层且横截面面积较大的铜质多丝软线缆。
2.导线的颜色标注
在电路图中,导线的颜色通常用文字或字母在导线符号的上侧标注。单色线用一个(组)文字或字母表示,双色线用两个(组)文字或字母表示,并且主色在前,辅色在后。
如国产摩托车的电路图中“红”表示红色导线,“黑”表示黑色导线,“红/白”表示红色带白道的导线等。
进口摩托车及国内引进技术生产的摩托车,电路图中的导线颜色标注,通常用导线颜色英文中的字母表示,其标注符号如表1-5所示。
表1-5 导线颜色的字母标注符号
(二)摩托车线束
为了使全车线路规整,安装方便及保护导线的绝缘,摩托车上的全车线路除高压线、蓄电池和收放机天线的电缆外,一般都将同区域的不同规格的导线用棉纱或薄聚氯乙烯带缠绕包扎成束,称为线束,如图1-30所示。
图1-30 摩托车线束
摩托车线束是摩托车电路的网络主体,没有线束也就不存在摩托车电路。目前,不管是高级豪华摩托车还是经济型普通摩托车,线束装配的形式基本上是一样的,一般由导线、端子(或称孔)、插接器插头或插座、护套等组成。
(三)插接器
插接器是一种连接分线束与分线束之间、线束与用电设备之间、线束与开关之间的电器装置,又称为连接器。因为插接器连接可靠、检修方便,所以摩托车广泛采用。插接器不能松动、腐蚀,为保证插接器的可靠连接,其上都有锁紧装置,而且为了避免安装中出现差错,插接器还制成不同的规格、形状。
插接器由导线端子与塑料壳体或橡胶壳体组成,如图1-31所示。根据线束连接的需要,插接器有单路、双路或多路几种。现代摩托车线束中设有很多插接器。为了避免装配和安装中出现差错,插接器还制成不同型号规格、不同形状和颜色等加以区分。
图1-31 插接器的结构
插接器端子上设有倒刺片,装入护套内以防脱出。拔开插接器时,不能直接拉拔导线,应当先将插接器的锁止扣解除,再向两边用力拉动壳体将插头与插座拔开,如图1-32所示。有些插接器采用钢丝扣进行锁止,压下钢丝扣后才能将插接器的插头与插座拔开。
图1-32 拔开插接器的正确方法
为了保证插接器能可靠连接,有的插接器上设有双重锁定机构,如图1-32所示,其作用是锁定插接器插头与插座,防止插接器脱开。
双重锁定机构在插接器插头上设有主锁和两个凸台,在插座上设有锁柄能够转动的副锁。当主锁未锁定时,插头上的两个凸台就会阻止副锁锁定,如图1-33(a)所示;当主锁完全锁定时,副锁锁柄方能转动并锁定,如图1-33(b)所示;当主锁与副锁双重锁定后,插头与插座可靠连接,如图1-33(c)所示,从而防止插接器脱开。
图1-33 插接器双重锁定机构
当插接器出现端子接触不良或导线断路故障时,先将插接器插头与插座拔开,然后用小螺钉旋具或专用工具从壳体中取出导线与端子,进行修理或更换后再装复使用。
(四)摩托车控制开关
在摩托车电路中,各用电设备或独立的电系中都设有单独的控制开关,如点火开关、灯光开关、转向开关、制动灯开关、喇叭开关等。
在所有的开关中,点火开关最为复杂,它控制着充电系统、点火系统、起动系统以及绝大多数的辅助电气设备。点火开关(图1-34)是一个复合开关,一般需用钥匙对其进行操纵。
图1-34 点火开关实物
很多车型点火开关的锁体有锁止转向把的功能(点火开关的“LOCK”位置)。当点火开关转至“LOCK”挡并拔下钥匙时,转向把被锁止。
(五)电路保护装置
为防止电路中导线或电气设备过载,在每个用电设备的电路中都需要电路保护装置。当电路中的电流超过规定值时,保护装置可自动将电路切断,防止烧坏电路中导线和电气设备。常用的电路保护装置有熔丝、易熔线和断电器等。
1.熔丝
(1)熔丝的种类与特点
熔丝是最普通的电路保护装置,按结构形式可分为熔管式、绝缘式、插片式、平板式、缠丝式(金属丝式)、陶瓷式等多种形式,常见熔丝的外形如图1-35所示。
图1-35 常见的熔丝
熔丝也称熔断器、保险丝、保险片等,主要用于线路短路保护,其材料多采用铝锡合金。熔丝一般用在负荷不大的电路中,当电路发生短路故障或在电路中电流过载1倍的情况下,可在数秒内迅速熔断,自动切断电路,实施电路的自动保护。
熔丝一般集中装在熔丝盒内。
(2)熔丝的使用
熔丝与它保护的用电设备串联,电源电压加至熔丝盒内的汇流排,熔丝的一端与汇流排连接,另一端与要保护的用电设备连接。
当熔丝被熔断后,更换新的熔丝时,必须选用额定电流值正确的熔丝,否则对电路及用电设备是有害的。如果换上新的熔丝后立刻又被熔断了,这说明电路出现了故障,此时需要请专业人员排除故障后再装上新熔丝。千万不可采用加大熔丝规格的方法来处理,否则极有可能导致线路起火。
2.易熔线
易熔线是一种大容量的熔丝,用于电源电路和大电流电路的过载保护。易熔线是一种截面积一定,能长时间通过较大电流的合金导线。由易熔材料制造,外表包裹特别的耐热绝缘层。易熔线盒外壳上一般标有额定值,当电流超过易熔线额定电流(或几倍)时,易熔线首先熔断,从而切断电路,以确保电路和用电设备不会损坏。
易熔线比常见导线柔软,长度一般为50~200mm,通常连接在蓄电池正极端,如图1-36所示。
图1-36 易熔线连接在蓄电池正极端
识别易熔线是否熔断主要看包裹易熔线的绝缘皮是否起泡。如果起泡,说明已熔断。易熔线不得捆扎在线束内,也不得被车内其他部件包裹。
使用易熔线需注意的事项如下。
①不允许换用比规定容量大的易熔线。
②易熔线熔断,可能是主要电路发生短路故障,因此需要仔细检查相关电路,彻底排除隐患。
3.断电器(双金属片式)
断电器用于正常工作时容易过载的电路中,断电器的原理是利用双金属片受热变形的原理制成的。断电器按其作用形式有两种类型。一类是当电路发生过载时,双金属片受热向上弯曲变形,使触点分离,自动切断电路,保护线路及用电设备。排除故障后,必须用手按下按钮,使双金属片复位,如图1-37所示。
图1-37 非循环式断电器
1—复位按钮;2—双金属片;3—触点;4,5—接线柱
另一类是当电路发生过载时,双金属片受热变形弯曲,触点打开,电路自动切断,当双金属片冷却后,自动复位,触点闭合,电路自动接通,双金属片受热变形,触点再次打开,如此,断电器触点周期地打开和闭合,直至电路不过载为止,如图1-38所示。
图1-38 循环式断电器
1—触点;2—双金属片;3,4—接线柱