1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文汽车照明系统常见故障诊断与排除【摘要】本论文主要阐述了汽车照明系统常见故障诊断与排除，照明系作为汽车安全的基本保障，在日常的使用中它的工作状况直接关系到行人和驾驭者的安全问题；由此，做好照明系日常维护和检测,及时进行故障诊断与排除就显得尤为重要。车辆照明系统对行车安全的影响很大,使用中必须加强其维护与检查,保证其可靠工作。本文列举汽车照明系统常见的故障现象,提出故障诊断与排除方法。关键词： 汽车照明系 常见故障 诊断与排故Abstract: The paper mainly expounds automotive lighting system fault d
2、iagnosis and eliminate, lighting is the basic guarantee for auto safety, the use of it in the daily work situation directly related to the pedestrian and the security problem; JiaYuZhe Thus, completes the illume of the daily maintenance and inspection, fault diagnosis and eliminate appear particular
3、ly important. Vehicles on the traffic safety lighting system, using the influence of the maintenance and inspection must be strengthened, ensure its reliable work. This paper lists automotive lighting system, puts forward the common malfunctions and fault diagnosis method.Key words: Automotive light
4、ing department Common faults Diagnosis and remove Diagnosis and troubleshooting目录汽车照明系统常见故障诊断与排除1【摘要】11照明系的发展史32照明系统的组成及对照明的要求52.1照明系统的组成及用途52.2.2照明系统的要求52.2照明系统的要求52.3汽车照明光源的新要求有以下几个方面52.4从安全角度的要求，汽车照明的新功能新趋势63照明系统的结构、原理、类型83.1灯泡83.2.反射镜83.3配光镜93.4.前照灯防眩目的措施93.5前照灯的类型123.6其他形式的前照灯134 故障现象及排除方法154.1
5、前照灯的远、近光均不亮164.2 前照灯的远光或近光不亮18故障现象184.3前照灯的发光强度低184.4前照灯一侧的远光灯光与近光均不亮194.5小灯、尾灯工作不正常204.6雾灯工作不正常214.7所有灯均不亮225前照灯检测255.1前照灯检测仪的结构与工作原理255.1.1投影式前照灯检测仪结构与工作原理255.1.2自动跟踪光轴式前照灯结构与工作原理（单测远光）265.3 前照灯检测仪计量检定规程技术要求32结 束 语34谢 辞351照明系的发展史汽车的诞生，汽车的发展，在历史的长河中给我们留下了许许多多的故事。汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔本茨造出的
6、第一辆三轮汽车以每小时 18 公里的速度，跑到现在，从速度为零到加速到 100 公里 / 小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同样，汽车上的车灯也一样经历了一百多年的风风雨雨。据说第一个汽车前大灯是家用手提灯。 1887 年 , 一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路时 , 一农民用手提灯把他引回家。1898 年，哥伦比亚号电动汽车把电用于前灯和尾灯 ，这样车灯就诞生了。最初的前大灯不能调光，所以在会车时有些晃眼，为了克服这个缺点，后来采用了附加光度调节器。这种前大灯可以在垂直方向移动，但驾驶员必须下车搬动夹具装置。1925 年，导航公司推广了双丝灯泡，远光和近光的调节
7、通过装在转向柱上的开关来控制。转向信号灯的使用非常有趣。1916 年，美国一个名叫 C H 托马斯的人把一带电池的灯泡装在手套上，这样夜间行车时，对方驾驶员就能看到他打的手势。1938 年，别克汽车制造商提供了转向灯作为选用的附件，但当时只在汽车尾部安装。到 1940 年以后，汽车前面也装有转向信号灯了，而且信号开关具有随时调节的功能。1906 年，世界上第一次用一个蓄电池供电的电灯照明。1909 年，首次把乙炔灯作为变光装置。1916 年，美国使用了行车灯。1920 年，当选用倒档装置时，使用了倒车灯。1920 年，美国通用汽车公司首先装了内灯。1926 年，通用汽车公司把大灯变光开关从方向
8、盘移到地板。1938 年，第一次采用封闭的内灯。1998 年，美国电气公司将电灯抛物面反射镜推广于大灯，侧灯和尾灯。直到荷兰飞利浦发明了 HID 氙气灯。带来了二十一世纪汽车照明革命。这种含有氙气的新型前大灯，又称高强度气体放电灯或金属卤化物灯 ，英文简称 HID （ High Intensity Discharge Lamp ）。其发光原理：是在石英管内，以多种化学气体填充，其中大部分为氙气 (Xenon) 与碘化物等惰性气体，然后再透过升压器 (Ballast) 将车上 12 伏特的直流电压瞬间升压至 23000 伏特的电流，经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电级之间产生弧电，这
9、就是所谓的气体放电。目前，只有新款奔驰、宝马、凌志跑车、本田阿库拉这些高档车才使用了这种新型前大灯。氙灯亮度大，发出的亮色调与太阳光比较接近，消耗功率低，可靠性高，不受车上电压波动影响，大幅度提高了夜间行车的可视度。 汽车照明发展到今天，已经慢慢升华到另外一个层次，除了基础的照明之外，装饰成为其另外一个功能，当然，万变不离其宗，汽车大灯最根本的还是照明，从先前的卤素大灯到后来的氙气大灯，再到现在的LED灯，照明效果和配套的装饰效果越来越突出。不同类型的车型配备不同类型的汽车照明，让人从直观上就能体会到照明的重要性，宏观上来来讲，它是汽车行驶过程中不可或缺的一个环节，微观上来说，它更是体现一辆车
10、身份和地位的标志2照明系统的组成及对照明的要求2.1照明系统的组成及用途汽车照明灯是汽车夜间行驶必不可少的照明设备，为了提高汽车的行驶速度确保夜间行车的安全，汽车上装有多种照明设备。汽车照明灯根据安装位置和用途不同，一般可分为：外部照明装置、内部照明装置。汽车照明灯的种类、特点及用途见表2.1。 表2.1 汽车照明灯的种类、特点及用途 种类 外照明灯 内照明灯 前照灯 雾灯 牌照灯 顶灯 仪表灯 行李箱灯 工作时的特点白色常亮远近光变化 黄色或白色单丝常亮 白色常亮 白色常亮 白色常亮 白色常亮 用途 为驾驶员安全行车提供保障 雨雪雾天保证有效照明及提供信号 用于照亮汽车尾部牌照 用于夜间车内
11、照明 用于夜间观察仪表时的照明 用于夜间拿取行李物品时的照明 2.2.2照明系统的要求 （1）为了确保夜间行车的安全，前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能够辩明车前100m（或更远）内道路上的任何障碍物。（2）前照灯应具有防炫目的装置，以免夜间会车时，使对方驾驶员目眩而发生事故2.2照明系统的要求（1）前照灯：为了确保夜间行车的安全，前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能够辩明车前100m（或更远）内道路上的任何障碍物。前照灯应具有防炫目的装置，以免夜间会车时，使对方驾驶员目眩而发生事故。(2)汽车倒车时的照明照亮：警示、强制1个或两个、一般在右面，白色。(3)牌照照明用以照
12、明汽车后牌照，确保车后20m处可以看清牌照，灯光一般为白色。(4)雾天行车的特殊说明：前雾灯，有雾地区强制，2个，黄色。后雾灯，高速公路行车强制，1个，左侧，红色。 (5)车内照明包括仪表照明、驾驶室照明、车厢和车门的照明以及夜间工作照明等。2.3汽车照明光源的新要求有以下几个方面一是时尚与现代设计与造型的自由，时尚车身的设计，对前车灯的颜色提出了更高的要求，例如，从前绝大多数的前转向灯使用白色光源，黄色的棱镜，近几年来，随着琥珀色转向灯的出现，黄色的棱镜已很少被使用了，这样就大大方便了汽车灯具的设计及节约模具开发的成本。而现代汽车灯具的设计，越来越多地使用透明无色的棱镜，这使整个车身的色泽更
13、浑然一体，更加美观。飞利浦开发的应用于宝马车的高品质的信号灯泡：银狐，在未点亮时，它为反光碗上提供一个钻石般的表面，而在点亮时，银狐灯泡的发光效果与标准琥珀色灯泡的颜色性能相同。 二是提高车内舒适度及安全设计自由与乘客舒适。现在人在车内的时间越来越多，车内的昏暗照明已远远不能满足人的需求。如果仅仅通过使用大功率光源来提高亮度，又会带来新的困扰，如何解决材料的散热问题，如何节约能源，飞利浦提供了一种全新的整合了反光碗的光源高性能反射式灯HiPerReflex，分布式照明(光纤)提供令人兴奋的设计自由。为车内环境照明项目提供了革命性的突破，大大提高了乘客的舒适感受。 三是低能耗、小尺寸、长寿命。环
14、保材料的光源，油耗已是现在最关注的问题，好的汽车的照明系统同样帮助节约能量。汽车的设计也是越来越紧凑。汽车灯具的设计也越来越小，这样的趋势就产生了对新光源的需求小尺寸、低能耗、长寿命，如LED。但由于价格和一些尚待解决的运用方面的问题，使得LED目前的使用还不能大范围地推广。 飞利浦最新推出的运用飞利浦显像管技术生产的Hipervision光源同传统的信号灯相比，可以节约35%的能源，尺寸缩小1/3，寿命提高7倍。奔驰E-CLASS的整个后尾灯全部采用的是飞利浦的Hipervision，共5个16W的小光源被使用。 2.4从安全角度的要求，汽车照明的新功能新趋势 一是高亮度前大灯HID的使用。
15、HID即汽车氙气灯，又称高强度气体放电灯。产品由小型石英灯泡和电源稳定器组成，其工作原理是接通电源后，通过电源稳定器，在瞬间将12V电源升至23000V高压脉冲电压，加在石英灯泡内的金属电极之间，激励氙气在电弧中产生4200K-8000K色温度的光芒，这种光十分强劲，颜色晶钻白中略带紫蓝，它彻底抛弃了传统的钨丝灯泡发光的原理，是汽车照明系统领域的革命性高新科技，其光色似日光，使轻松驾驶成为可能；前照灯光带蓝色，可区分品牌与驾驶者；节能，氙气灯可终生使用。飞利浦还对最传统的H4光源进行了改进，最新的H4HP比传统的H4亮度提高15%。 二是DRL。白天行车灯(DRL)明显地降低了交通事故的发生数
16、、伤亡率。在欧洲许多国家尤其是北欧的国家，DRL是强制要求执行的。加拿大及美国也是要求执行的。 三是AFS。AFS(先进前照灯系统)可进行光型控制，通过移动反光碗或其部件，开亮或调暗灯泡控制部件的输入源自汽车中的感应器，例如汽车行驶在弯道时，在方向盘转动前，灯光已转向弯道。3照明系统的结构、原理、类型汽车前照灯一般由光源（灯泡）、反光镜、配光镜（散光镜）三部分组成。3.1灯泡 目前汽车前照灯所用的灯泡有普通灯泡（白炽灯泡）和卤素灯泡，两种灯泡的灯丝均采用熔点高发光强的钨制成，如图3.1所示。前者灯丝用钨丝制成，玻璃泡内抽出空气，然后充以86的氩气和约14的氮气的混合惰性气体以减少钨丝受热蒸发，
17、延长其使用寿命，灯丝制成紧密的螺旋状。灯泡在长期使用后发黑，表明灯丝的损耗依然存在，因此并不能阻止钨丝的蒸发。后者是在惰性气体中加入了一定量的卤族元素（如碘、溴），使得从灯丝上蒸发出来的气态钨与卤族元素反应生成了一种挥发性的卤化钨，在扩散到灯丝附近的高温区域后又受热分解，使钨重新回到灯丝上，如此循环防止了钨的蒸发和灯泡黑化的现象。白炽灯泡发光效率一般为812 lm/W，卤素灯泡发光效率可达1820 lm/W，比白炽灯泡高20以上。由于卤钨灯泡体积小、耐高温、发光强度高、使用寿命长，故而目前得到广泛的应用。图3.1 前照灯的灯泡 1、7配光屏 2、4近光灯丝 3、5远光灯丝 6定焦盘8泡壳 9插
18、片 3.2.反射镜 反射镜的表面形状呈旋转抛物面，如图3.2.1所示，一般由0.60.8mm的薄钢板冲压而成或由玻璃、塑料制成。其内表面镀银、铝或镀铬，然后抛光处理；目前反射镜内面采用真空镀铝 的较多。反射镜的作用是将灯泡的散射（直射） 光反射成平行光束，使光度大大增强，增强几百倍乃至上千倍，以保证汽车前方150400m范围内足够的照明。如图3.2.2所示。图3.2.1 半封闭式前照灯的反射镜 图3.2.2 反射镜的作用 3.3配光镜 配光镜又称散光玻璃，由透光玻璃压制而成，是多块特殊棱镜和透镜的组合，外型一般为圆形和矩形， 如图3.3.1所示。 配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射
19、，使车前的路面有良好而均匀的照明，如图3.3.2所示。 图3.3.1 配光镜的结构 图3.3.2 配光镜的作用 3.4.前照灯防眩目的措施采用双丝灯泡采用带遮光罩的双丝灯泡采用非对称光形 采用前照灯自动变光器前照灯是汽车夜间行驶必不可少的照明设备，为了提高汽车夜间行驶的速度，确保行车安全，不少汽车上采用了前照灯电子控制装置，对前照灯进行自动控制。常用的控制装置有：前照灯自动变光器、前照灯状态控制装置、前照灯昏暗自动发光器、前照灯关闭自动延时器等。汽车前照灯自动变光器是一种根据对方车辆灯光的亮度自动变远光为近光或变近光为远光的自动控制装置。它的优点是实现了自动控制，不需要驾驶员操纵，其次是它的体
20、积小，性能稳定可靠，且灵敏度高。在夜间两车相对行驶，当相距150200m时，对方的灯光照射到自动变光器上，就立即自动变远光为近光，从而有效地避免了远光给对方驾驶员带来的眩目，待两车相会后，变光器又自动变近光为远光，汽车即可恢复原来的行驶速度。图3.4.1所示为具有光敏电阻的自动变光器的电路图。它主要由电子电路（包括晶体管T1T6，二极管D及电阻R2R15，光敏电阻R和继电器D组成。为了防止电子电路出故障后影响夜间行驶，还保留脚踏变光开关。 图3.4.1 具有光敏电阻的自动变光器的电路J继电器 S脚踏变光开关 前照灯状态自动调整系统前照灯的照明范围随汽车的负荷变化而变化，当汽车的负荷较大时，前灯
21、距地面变近，使照明范围变小，反之，虽使照明范围增大，但会造成对面来车驾驶员的眩目，这样都会造成安全事故。为了克服负荷对照明的影响，有些先进的车上装设有前照灯状态自动调整系统。根据汽车负荷的不同自动调整前照灯前倾的角度，使照明范围保持不变。图3.4.2为波许公司生产的前照灯自动调整系统的工作原理图。图3.4.2 前照灯状态自动调整系统1电感传感器 2信号合成器 3前桥 4后桥 5标准信号发生器 昏暗自动发光控制系统 昏暗自动发光控制系统的功用是，在行驶中，当车前的自然光的强度减低到一定程度时，自动将前照灯的电路接通，以确保行车安全，同时还有延时关灯的作用。图3.4.3所示为昏暗自动发光控制系统电
22、路。它主要由光传感器和控制元件及晶体管放大器组件两大部分组成。 图3.4.3 昏暗自动发光控制系统电路 前照灯关闭自动延时控制装置 前照灯关闭自动延时控制装置的主要功能是：当汽车夜间停入车库后，为驾驶员下车离开车库提供一段时间的照明，以免驾驶员摸黑走出车库时造成事故。 图3.4.4为集成电路ICCSG5551和继电器J组成的前照灯关闭延时装置电路，其延时关闭时间为50s。图3.4.4 前照灯关闭自动延时控制器电路K1电源开关 K2车灯开关 3延时按钮 3.5前照灯的类型 按照安装数量的不同可分为：两灯制前照灯和四灯制前照灯。前者每 只灯具有远、近光双光束；后者外侧一对灯为远近双光束，内侧一对灯
23、为远光单光束。 按照安装方式的不同可分为：外装式前照灯和内装式前照灯。前者整个灯具在汽车上外露安装；后者灯壳嵌装于汽车车身内，装饰圈、配光镜裸露在外。 按照灯的配光镜形状不同可分为：圆形、矩形和异形前照灯三类。 按照发射的光束类型不同可分为：远光前照灯、近光前照灯和远近光前照灯三类。按前照灯光学组件的结构不同，可将其分为以下几种：可拆式前照灯：该灯气密性差，反射镜易受湿气和尘埃污染而降低反射能力，严重降低照明效果，目前已很少采用。半封闭式前照灯结构如图3.5.1所示 封闭式前照灯其结构如图3.5.2所示 投射式前照灯如图3.5.3所示 图3.5.1半封闭式前照灯：1配光镜2固定圈 3调整圈4反
24、射镜 5拉紧弹簧6灯壳7灯泡8防尘罩9调节螺钉10调整螺母11胶木插座 12接线片图3.5.2 封闭式前照灯：1配光镜 2反射镜 3插头 4灯丝投射式前照灯的反射镜近似于椭圆形状，它具有两个焦点。第一焦点处放置灯泡，第二焦点是由光线形成的，凸形配光镜聚成第二焦点，再通过配光镜将聚集的光投射到前方，投射式前照灯所采用的灯泡为卤钨灯泡。第二焦点附近设有折光板，可遮挡上半部分光，形成明暗分明的配光。由于它的这种配光特性，因此也可用于雾灯。 图3.5.3 投射式前照灯：1-屏幕 2-凸形散光镜 3-遮光镜 4-椭圆反射镜 5-第一焦点（F1）6-第二焦点（F2） 7-总成3.6其他形式的前照灯 高亮度
25、弧光灯 高亮度弧光灯的结构如图3.6.1所示，这种灯的灯泡里没有灯丝，取而代之的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙气及微量金属（或金属卤化物）。在电极上加上500012000V电压后，气体开始电离而导电。由气体原子激发到电极间少量水银蒸汽弧光放电，最后转入卤化物弧光灯工作，采用多种气体是为了加快起动。 弧光式前照灯由弧光灯组件、电子控制器和升压器三大部分组成。其灯泡的光色和日光灯相似，亮度是目前卤钨灯泡的2.5倍，寿命是卤钨灯泡的5倍，灯泡的功率为35W，可节能40%。 图3.6.1 高亮度弧光灯1-总成2-透镜3-弧光灯4-引燃及稳弧部件 5-遮光板 气体放电灯 近年德国宝马公司和波许公司
26、携手研制了一种更新式的前照灯-气体放电灯。气体放电灯是由小型石英灯泡、变压器和电子控制器组成，通过变压器升压到0.5至1.2万伏的高压电，激励小型石英灯泡发亮，其亮度比现在用的卤素灯亮2.5倍，发出的亮光色调与太阳光十分相似，而且气体放电灯发亮并达到规定的工作温度时，功率消耗只有35瓦，比卤素灯低三分之一，非常经济，很适宜用做轿车前照灯。目前一些中高级轿车已经使用这种气体放电灯。氙灯 氙灯，一种含有氙气的新型前大灯，又称高强度放电灯或气体放电灯，英文简称HID（High Intensity Discharge Lamp）。目前奔驰E级车、宝马7系列、丰田凌志、本田阿库拉等高挡车都使用了这种新型
27、前大灯。氙灯亮度大，发出的亮光色调与太阳光比较接近，消耗功率低，可靠性高，不受车上电压波动影响。 LED车灯 现在汽车照明灯已有白炽灯、卤素灯、氙灯等。除了前大灯外，其它灯具例如小灯、指示灯、厢内照明灯等多是采用白炽灯。但近年也流行LED做指示灯，例如刹车指示灯、转向指示灯等。 4 故障现象及排除方法以桑塔纳轿车为例，照明系统电路如图4.1所示图4.1桑塔纳轿车照明系统电路图1-停车灯开关 2-变光和超车等开关 3-点火开关 4-车灯开关 5-中间继电器6-牌照灯 7-仪表灯调光开关 8-雾灯继电器 9-行李箱 10-前顶灯 11-行李箱开关等 12-前顶灯控制开关 13-点烟器照明灯 14-
28、无灯开关照明灯15-后风窗除雾器开关照明灯 16-空调开关照明灯 17-雾灯指示灯 18-后雾灯19-前、后雾灯开关 20-前雾灯 21-仪表灯 22-时钟照明 23-前照灯24-右前、后示宽灯 25-左前、后示宽灯 26-远光指示灯这是典型的照明系统电路图，司乘人员总控、分控的各种形式的开关、熔丝、大电流继电器等用电设施一应俱全。除了行李箱灯、前顶灯、点烟器不受点火开关、车灯开关控制外，其余都受控制于两开关。由于雾灯用电电流大，因而其主要电路经过中间的继电器5，又专设了雾灯继电器。单元控制电路仍受车灯开关4控制。灯的远、近光灯电路与点火开关、车灯开关、变光和超车灯开关以及电源、熔丝有关，超车
29、时远光受控制于变光和超车开关。如图4.2所示为桑塔纳轿车中央配电盒正面板布置图，其上装有8个继电器、24跟熔断丝。熔断丝有30，20，15和10A四种，外表分别为绿、黄、蓝、红色，以示区别。继电器和熔断丝的集中装配，使用户在进行故障检查及故障诊断与排除时十分方便。图4.2桑塔纳轿车中央配电盒正面板布置图1，3，4，9，11，13，15，16，17，18号位-空位 7号位-进气预热继电器 5号位-空调继电器 10号位-前风窗清洗、挂水装置继电器 12号位-报警及转向继电器 14号位-冷却液不足指示控制器 S1-30A（散热器风扇） S2-10A（制动灯） S3-10A（点烟器、收音机、时钟、内部灯）S4-15A（报警灯、应急灯）S5,S12-空位 S6-15A（雾灯A）S7-10A（尾灯、左侧灯）S
