摘要：針對(duì)機(jī)動(dòng)車?yán)仁褂矛F(xiàn)狀，文章以吉利帝豪EV300純電動(dòng)機(jī)汽車?yán)认到y(tǒng)為例，在原有喇叭系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)備用輔助電路，以保證其在原有喇叭電路失效的情況下能及時(shí)參與工作，保證行車安全。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車;喇叭;輔助電路

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：U463.65+3-A-46-162-3

0 引言

機(jī)動(dòng)車作為人們?nèi)粘３鲂械谋貍涔ぞ咭殉哨厔?shì)，而通過(guò)聲音信號(hào)來(lái)提醒警示行人或其他交通工具的汽車?yán)仁切熊嚢踩闹匾Ｕ显O(shè)備。然而在機(jī)動(dòng)車使用過(guò)程中，特別是在彎道等特殊道路行駛過(guò)程中因各種原因?qū)е碌臋C(jī)動(dòng)車?yán)炔豁懙葐?wèn)題，嚴(yán)重影響行車安全。因此，除了對(duì)喇叭系統(tǒng)進(jìn)行正確的日常養(yǎng)護(hù)以確保喇叭系統(tǒng)的正常運(yùn)行外，設(shè)計(jì)一款機(jī)動(dòng)車?yán)容o助系統(tǒng)對(duì)進(jìn)一步確保機(jī)動(dòng)車在特殊道路安全行駛具有重要的參考意義。本文以吉利帝豪EV300純電動(dòng)機(jī)汽車?yán)认到y(tǒng)為例，在原有喇叭系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)備用輔助電路，以保證在原有喇叭電路失效的情況下及時(shí)參與工作，保證行車安全。

1 緒論

1.1 機(jī)動(dòng)車?yán)痊F(xiàn)狀

《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》第五十九條對(duì)機(jī)動(dòng)車?yán)鹊氖褂米隽讼鄳?yīng)的說(shuō)明：“機(jī)動(dòng)車駛近急彎、坡道頂端等影響安全視距的路段以及超車或者遇有緊急情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)減速慢行，并鳴喇叭示意?！蓖瑫r(shí)，2018年修改后的《中華人民共和國(guó)環(huán)境噪聲污染防治法》第五章的交通運(yùn)輸噪聲污染防治中也明確了機(jī)動(dòng)車?yán)鹊氖褂脳l件。

喇叭是機(jī)動(dòng)車的音響信號(hào)裝置，在機(jī)動(dòng)車的行駛過(guò)程中，駕駛員根據(jù)需要和規(guī)定發(fā)出聲音警示信號(hào)用來(lái)警告行人或引起其他車輛注意，同時(shí)還用于催行與傳遞信息，保證道路交通的安全運(yùn)行。

根據(jù)相關(guān)交通安全法規(guī)規(guī)定，為確保行車安全，每臺(tái)機(jī)動(dòng)車至少配置一個(gè)性能良好的喇叭信號(hào)裝置，其中現(xiàn)代汽車基本配置為高低音雙喇叭。據(jù)CCID統(tǒng)計(jì)，中國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量從1949年的5萬(wàn)余輛已發(fā)展至現(xiàn)在的3.4億多輛，近十年汽車及機(jī)動(dòng)車保有量如圖1所示。隨著技術(shù)的發(fā)展及機(jī)動(dòng)車保有量的增多，機(jī)動(dòng)車?yán)鹊母倪M(jìn)和生產(chǎn)也隨之取得很大的發(fā)展。

1.2 機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)工作原理

機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)主要由電源、保險(xiǎn)、繼電器、按鈕、喇叭等組成。圖2為吉利帝豪EV300喇叭系統(tǒng)電路簡(jiǎn)圖。

如圖2所示，按下轉(zhuǎn)向盤中央位置的機(jī)動(dòng)車?yán)瓤刂瓢粹o，電路形成回路，電流由電源（1）正極通過(guò)保險(xiǎn)EF02和IF24（2）輸入，經(jīng)過(guò)喇叭繼電器IR07（3）、時(shí)鐘彈簧（5）及喇叭開關(guān)（6）回到蓄電池正極;因喇叭繼電器IR07通電，繼電器（3）電磁線圈通電后產(chǎn)生磁性，吸合繼電器內(nèi)部常開開關(guān)，電流由蓄電池正極通過(guò)保險(xiǎn)EF02（60 A）和IF24（10 A）輸入，經(jīng)過(guò)喇叭繼電器IR07及高低音喇叭（4）回到蓄電池負(fù)極，使機(jī)動(dòng)車高低音喇叭電路形成回路。

機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)電路形成回路后，電流通過(guò)電喇叭的電磁線圈，使鐵芯被磁化，在磁力的作用下吸下與膜片彈簧連成一起的銜鐵，下壓觸電臂，帶動(dòng)活動(dòng)觸點(diǎn)下行，使活動(dòng)觸點(diǎn)同固定觸點(diǎn)分開，喇叭系統(tǒng)電路中斷，鐵芯的電磁力消失，銜鐵在膜片回位彈力的作用下回歸原位。此時(shí)，活動(dòng)觸點(diǎn)沒有受到銜鐵施加的下壓力而回到原位，與固定觸點(diǎn)重新閉合，電路再次形成回路。通過(guò)觸點(diǎn)間的時(shí)接時(shí)斷，導(dǎo)致電路時(shí)通時(shí)斷、電磁力也時(shí)有時(shí)無(wú)，如此反復(fù)作用，促使膜片振動(dòng)系統(tǒng)工作，從而使喇叭發(fā)出聲音信號(hào)。

1.3 機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)常見故障

機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)常見的故障主要有喇叭不響、響聲不正常或者喇叭長(zhǎng)鳴等[1]。究其原因，無(wú)非為電源原因、線路原因或部件本身原因等，具體如圖3所示。

2 機(jī)動(dòng)車?yán)容o助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初探

2.1 輔助系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

喇叭是機(jī)動(dòng)車的主動(dòng)安全信號(hào)裝置，是汽車安全運(yùn)行的保障裝置之一。我國(guó)地勢(shì)具有多山地、丘陵、高原等特點(diǎn)，汽車在容易造成視野盲區(qū)的山路彎道行駛時(shí)，喇叭會(huì)發(fā)揮極大的作用，能夠?qū)^(guò)往的且在視線之外的車輛發(fā)出聲音警示。當(dāng)喇叭系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)法起到警示來(lái)車的效用，極易引發(fā)交通事故。

本文設(shè)計(jì)的輔助系統(tǒng)解決了當(dāng)原有汽車?yán)认到y(tǒng)因電源、熔斷器（保險(xiǎn)絲）、按鈕、繼電器線圈出現(xiàn)故障不能夠發(fā)出聲音信號(hào)或無(wú)法發(fā)揮警示作用時(shí)參與工作，以確保汽車在道路行駛特別是彎道山路行駛時(shí)避免交通事故發(fā)生，提高汽車的安全行駛性能。其電路如圖4所示。

2.2 輔助電路的組成

2.2.1 備用電源

對(duì)于現(xiàn)代機(jī)動(dòng)車來(lái)說(shuō)，汽車電源的基本要求是比能量高、比功率大、充放電效率高、性能穩(wěn)定性好、使用成本低、安全性好等?，F(xiàn)代汽車常用蓄電池主要有鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池及鋰離子蓄電池等，其性能對(duì)比如表1所示。

作為備用電源，首先應(yīng)考慮成本問(wèn)題，因此現(xiàn)在市場(chǎng)中大批量生產(chǎn)的免維護(hù)鉛酸電池即可滿足要求。

2.2.2 繼電器

繼電器是一種電子控制元件，其在電路中起到自動(dòng)調(diào)節(jié)、保護(hù)和轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器的種類很多，其中電磁繼電器廣泛應(yīng)用在汽車電路中。在此輔助系統(tǒng)中，主要用到常閉繼電器和中間繼電器。

（1）常閉繼電器

常閉繼電器主要起到電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用。如圖4所示，當(dāng)主電路電源1充電不足或汽車電源因故無(wú)法供電而導(dǎo)致喇叭聲音過(guò)小、沙啞或不響時(shí)，常閉繼電器接通輔助電路電源3，給喇叭系統(tǒng)供電。

（2）中間繼電器

中間繼電器主要起到保護(hù)電路和按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用：①現(xiàn)代汽車多采用雙喇叭或多個(gè)喇叭作為安全警示裝置，由于其工作所耗電流比較大，直接控制容易造成按鈕開關(guān)燒蝕，因此繼電器的線圈繞組電阻相對(duì)比較大，使通過(guò)按鈕開關(guān)的電流較小，起到保護(hù)的作用;②當(dāng)繼電器本身繞組斷路、喇叭按鈕本身或其電路出現(xiàn)故障時(shí)，左邊常閉觸點(diǎn)閉合，可通過(guò)接頭A和B臨時(shí)接通備用按鈕電路和喇叭輔助系統(tǒng)指示燈，以備臨時(shí)緊急情況下使用。

2.2.3 備用熔斷器（保險(xiǎn)絲）

熔斷器（保險(xiǎn)絲）在電路中主要起到保護(hù)的作用，即當(dāng)電路過(guò)載或短路時(shí)，熔斷器（保險(xiǎn)絲）熔斷，切斷電路保護(hù)用電設(shè)備。在汽車?yán)认到y(tǒng)中，為防止喇叭受損，一般選用10 A以上的熔斷絲作為電路保護(hù)裝置。

2.2.4 備用喇叭按鈕開關(guān)位置

（1）轉(zhuǎn)向盤中間位置

備用喇叭按鈕設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤的中央位置時(shí)，無(wú)論轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到任何位置，其按鈕始終處于中央位置，這樣駕駛員可在行車過(guò)程中方便準(zhǔn)確地找到按壓位置，但此種設(shè)計(jì)因按鈕的面積大，需依靠整個(gè)手掌的壓力來(lái)確保喇叭系統(tǒng)工作的可靠性。因此，只能單手操控轉(zhuǎn)向盤，這對(duì)行車的過(guò)程造成很大的安全隱患。再有，多數(shù)汽車的原喇叭系統(tǒng)的按鈕已設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤中間位置，容易造成干擾。

（2）轉(zhuǎn)向盤右手位置

備用喇叭按鈕設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤的右手位置時(shí)，在機(jī)動(dòng)車行駛過(guò)程中，駕駛員在操作時(shí)用中指、無(wú)名指或小指來(lái)?yè)軇?dòng)按鈕控制件或用中指、無(wú)名指來(lái)按壓按鈕控制鍵。此方式能保證雙手不離轉(zhuǎn)向盤，確保轉(zhuǎn)向盤操縱穩(wěn)定性和安全性，在設(shè)計(jì)上也比較方便。但駕駛員在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的過(guò)程中，不易找中喇叭按鈕的位置。

（3）轉(zhuǎn)向盤左手位置

備用喇叭按鈕設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤的左手位置時(shí)，其設(shè)計(jì)和安全系數(shù)等同于右手位置。但綜合考慮駕駛員的駕駛習(xí)慣多數(shù)為右手靈敏度大于左手靈敏度，因而按鈕設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤左手位置可能更適合個(gè)性化改裝設(shè)計(jì)。

（4）中控臺(tái)（駕駛室中間位置）

備用喇叭按鈕設(shè)計(jì)在中控臺(tái)中間位置時(shí)，在機(jī)動(dòng)車行駛過(guò)程中，駕駛員右手需離開轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤的操控只能靠左手，對(duì)技術(shù)不夠熟練的駕駛員在彎道行駛或窄道會(huì)車時(shí)存在一定的安全隱患。但作為備用喇叭按鈕，可在原有按鈕的基礎(chǔ)上并聯(lián)外接按鈕電路，其接線可延長(zhǎng)至駕駛員方便操控位置，或延長(zhǎng)至副駕駛員方便輔助操控位置，可操作性較好。

在設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)車時(shí)，首要的考慮因素是安全問(wèn)題。備用喇叭按鈕設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤左后方，是一個(gè)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方向，在駕駛員操作熟練的情況下，更方便、更安全，但其不足之處是與常規(guī)車型有異，位置不明顯，對(duì)車型不熟悉的駕駛員來(lái)說(shuō)是硬傷;喇叭按鈕設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)向盤手位拇指位置時(shí)，位置不明顯，轉(zhuǎn)彎操作時(shí)拇指要求反應(yīng)靈敏，容易失誤;喇叭按鈕設(shè)計(jì)在中控臺(tái)中間位置時(shí)，位置明顯、線路相對(duì)簡(jiǎn)單，需整只手操作，但若作為備用機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)，這種設(shè)計(jì)方便副駕駛室的人員輔助操作，亦可接線到座位位置，方便輔助操控喇叭系統(tǒng)。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感控制技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車上。采用遙控感應(yīng)備用喇叭按鈕的設(shè)想不僅可以簡(jiǎn)化電路，還可減少線路故障等問(wèn)題，作為備用部件具有較大的研究意義。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)動(dòng)車?yán)容o助系統(tǒng)可以彌補(bǔ)鄉(xiāng)村道路或彎道行駛時(shí)因喇叭系統(tǒng)電路中的電源、繼電器、部分線路、按鈕開關(guān)等故障導(dǎo)致的喇叭不響問(wèn)題，確保鄉(xiāng)村道路或彎道行駛的安全性;也可以通過(guò)副駕駛室輔助控制喇叭系統(tǒng)，彌補(bǔ)駕駛員因機(jī)動(dòng)車?yán)认到y(tǒng)按鈕開關(guān)接觸不良等原因?qū)е碌睦炔豁懟蚶纫袅窟^(guò)低等問(wèn)題，確保機(jī)動(dòng)車行駛過(guò)程中喇叭的可靠性。但輔助系統(tǒng)增加了線路的復(fù)雜性，在一定程度上增加了機(jī)動(dòng)車維修的難度，同時(shí)因整車的重量增加會(huì)影響機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力等性能，因此還需在以后的設(shè)計(jì)及實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳勝云.機(jī)動(dòng)車電喇叭的故障和維修[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（1）：232.

收稿日期：2021-03-18

作者簡(jiǎn)介：

粟振燦（1984—），碩士，講師，高級(jí)技師，主要從事車輛工程領(lǐng)域的研究工作。