转向信号闪光器在汽车上的应用

蔡伟学

（肇庆科技职业技术学院汽车工程系，广东肇庆 526110）

0 引 言

在转向信号系统或危急报警信号系统中，控制信号灯和指示灯闪烁发光的装置称为闪光继电器，简称闪光器。为了指示车辆的行驶方向，便于交通指挥，汽车上都装有转向信号灯。当汽车转向时，通过闪光器使左边或右边的前、后转向信号灯闪烁发光。如遇危险情况，前、后、左、右转向灯同时发出闪光，作为危险警报信号。所以，研究汽车闪光器在汽车上的应用就显得尤为重要。

1 汽车用闪光器类型

汽车转向灯的闪烁是通过闪光器来实现的，通常按照结构的不同和工作原理分为电热丝式、电容式、翼片式、水银式、晶体管式、集成电路式等。电热丝式闪光器结构简单，制造成本低，但闪光频率不够稳定，使用寿命短，信号灯的亮暗不够明显;电容式闪光器闪光频率稳定;翼片式闪光器结构简单、体积小、闪光频率稳定、监控作用明显、工作时伴有响声;电子式闪光器具有性能稳定、可靠等优点。国产汽车目前使用较多的有电热式和电子式两种。

2 闪光器的结构与工作原理

2.1 电容式闪光器

2.1.1 电容式闪光器结构

电容式闪光器结构包括触点、弹簧片、串联线圈、并联线圈、灭弧电阻、贴心、电解电容器、转向灯开关、左转向信号灯和指示灯、右转向信号灯和指示灯及电源开关，如图1所示[1]。

图1 电容式闪光器

2.1.2 电容式闪光器工作原理

当汽车向左转弯接通转向灯开关8时，电流便从蓄电池正极、电源开关11、线圈3、触点1、转向灯开关8、左转向信号灯及指示灯9、搭铁、蓄电池负极构成回路，电流通过线圈3产生的电磁吸力大于弹簧片2的作用力，触点1被打开，转向灯处于暗的状态。此时，蓄电池向电容器7充电，充电电流由蓄电池正极、电源开关11、线圈3和线圈4、电容器7、转向灯开关8、左转向信号灯及指示灯9、搭铁、蓄电池负极构成回路。由于线圈4电阻较大，充电电流很小，转向灯仍处于暗的状态。同时，充电电流通过线圈3和线圈4产生的电磁吸力方向相同，使触点继续打开，随着电容器两端电压的逐渐升高，其充电电流逐渐减小，线圈3和线圈4的电磁吸力减小，使触点1重新闭合，转向灯处于亮的状态。此时，电容器7通过线圈4和触点1放电，使线圈3和线圈4产生的电磁吸力方向相反，电磁吸力减小，故触点1仍保持闭合，转向灯继续发亮。随着电容器的放电，其两端电压逐渐下降，电流减小，在线圈3的电磁吸力作用下，触点1重又打开，灯变暗。

2.2 电热式闪光器

2.2.1 热丝式闪光器

2.2.1.1 热丝式闪光器结构

热丝式闪光器结构主要由电磁铁、触点、触点臂、电热丝及附加电阻组成，如图2所示。

2.2.1.2 热丝式闪光器工作原理

热丝式闪光器工作原理:触点臂的一端用弹片铆在支架上，另一端用和支架绝缘的电热丝拉紧。平时由于电热丝的拉力大于弹片的弹力，触点保持在张开状态[2]。在转向时，当把开关拨至所要转向的一方，电流经过附加电阻、电热丝和转向灯泡构成回路。由于电热丝通过电流后，受热膨胀而伸长，就放松了对触点臂的拉力，触点在弹片的作用下闭合，使附加电阻和电热丝短路，电流经触点和电磁铁线圈构成回路。因电热丝被短路，便冷却收缩，又重新拉开触点，电流流过电热丝和附加电阻，如此反复循环。当附加电阻串联电路时，流过的电流很小，灯泡亮度很弱，当附加电阻被短路后，电流增大，灯泡亮度增强，转向灯变为一明一暗地闪烁。

2.2.2 翼片式闪光器

2.2.2.1 翼片式闪光器的结构

翼片式闪光器的结构由翼片、热胀条、动触点、静触点及支架等组成，如图3所示。

翼片2为弹性钢片，平时靠热胀条3绷紧成弓形。热胀条由膨胀系数较大的合金钢带制成[3]。

2.2.2.2 翼片式闪光器工作原理

翼片式闪光器是利用电流的热效应，以热胀条的热胀冷缩为动力，使翼片产生突变动作，接通和断开触点，使转向信号灯闪烁。

图3 翼片式闪光器

1）当汽车左转向时即接通转向灯开关7，电流由蓄电池的正极→接线柱B→支架1→翼片2→热胀条3→动触点4→静触点5→支架8→接线柱L→转向灯开关7→转向信号灯9和指示灯8→搭铁→蓄电池负极，形成回路，转向信号灯9立即发亮。

2）热胀条3因通过电流而发热伸长，翼片2突然绷直，动触点4和静触点5分开，切断电源，于是转向信号灯9熄灭。

3）当通过转向信号灯的电流被切断后，热胀条开始冷却收缩，又使翼片2突然弯成弓形，动触点4和静触点5再次接触，接通电路，转向信号灯再次发光，如此反复变化使转向信号灯一亮一暗地闪烁。

注意:电热式闪光器的闪光频率随转向灯的功率大小而变化。

2.3 电子闪光器

电子闪光器分为有触点和无触点、集成电路和晶体管等多种形式。

2.3.1 晶体管式闪光器

2.3.1.1 有触点晶体管式闪光器

有触点晶体管式闪光器的电路如图4所示。

图4 有触点晶体管式闪光器的电路

当汽车向右转弯时，接通电源开关SW和转向灯开关K，电流路径为:蓄电池正极→电源开关SW→接线柱“B”→电阻R1→继电器J的常闭触点P→接线柱“S”→转向灯开关K→右转信号灯→搭铁→蓄电池负极，则右转向信号灯亮。当电流通过R1时，在R1上产生电压降，晶体管VT因正向偏压而导通，集电极电流Ic通过继电器J的线圈，使继电器常闭触点立即断开，右转向信号灯熄灭[4]。

晶体管VT导通的同时，VT的基极电流向电容器C充电。充电电路电流路径为:蓄电池正极→电源开关SW→接线柱“B”→VT的发射极e、基极b→电容器C→电阻R3→接线柱S→转向灯开关K→右转向信号灯→搭铁→蓄电池负极。在充电过程中，随着电容器电荷的积累，充电电流Ib逐渐减小，晶体管VT的集电极电流Ic也随之减小，当此电流不足以维持衔铁的吸合而释放时，继电器J的常闭触点J又重新闭合，转向信号灯再次发亮。这时电容器C通过电阻R2、继电器的常闭触点J和电阻R3放电。放电电流在R2上产生的电压降为VT提供反向偏压，加速了VT的截止，使继电器J的常闭触点J迅速断开[5]。当放电电流接近零时，R1上的电压降又为VT提供正向偏压使其导通。这样，电容器C不断地充电和放电，晶体管VT也就不断地导通与截止，控制继电器的触点反复地闭合、断开，使转向信号灯发出闪光。

2.3.1.2 无触点晶体管式闪光器

无触点晶体管式闪光器的电路如图5所示。

图5 无触点晶体管式闪光器的电路

当接通转向开关后，晶体管VT1的基极电流由两路提供，一路经电阻R2，另一路经R1和C，使VT1导通。VT1导通时，VT2，VT3组成的复合管处于截止状态。由于VT1的导通电流很小，仅60 mA左右，故转向信号灯暗[6]。与此同时，电源对电容器C充电，随着C两端电压的升高，充电电流减小，VT1的基极电流减小，使VT1由导通变为截止。这时A点电位升高，当其电位达到1.4 V时，VT2，VT3导通，于是转向信号灯亮。此时电容器C经过R1，R2放电，放电时间为灯亮时间。C放完电，接着又充电，VT1再次导通，使VT2，VT3截止，转向信号灯又熄灭，C的充电时间为灯灭的时间。如此反复，使转向信号灯发出闪光。改变R1，R2的电阻值和C的大小，以及VT1的β值，即可改变闪光频率。

2.3.2 集成电路闪光器

上海桑塔纳轿车装用的电子闪光器的核心器件ICU243B是一块低功耗、高精度的汽车电子闪光器专用集成电路[7]。U243B的标称电压为12 V，实际工作电压范围为9～18 V，采用双列8脚直插塑料封装，桑塔纳轿车电子闪光器引脚及电路原理如图6所示。

图6 集成电路闪光器

内部电路主要由输入检测器SR、电压检测器D、振荡器Z及功率输出级4部分组成。

3 汽车闪光器常见故障的排除[8]

汽车闪光器很容易出现故障，特别是24 V汽车闪光器常出现闪光灯不亮或常亮的故障。其实只要打开闪光器的塑料外罩，就很容易排除故障继续使用。闪光器原理很简单，主要器件就是控制闪光灯闪烁的继电器和控制继电器工作的电子元件。继电器都是严格按标准生产，出现故障的几率很小，易坏的就是电子控制部分。大部分闪光器电路如图7所示。

图7 大部分闪光器的电路图

电路设计要求R4电阻值小（约为 100～200 Ω），但R4承受电压高，这样功率就必须大。而现有闪光器R4的功率多为0.25 W，所以极易被烧毁，从而导致闪光器出现故障[9]。当闪光器出现故障时，只要把其塑料外罩打开，便能看见或闻到电阻R4有无烧毁。只要把烧毁的电阻R4取下，换上200 Ω，0.5 W的电阻，闪光器的故障便能排除。

闪光器的注意事项如下:

1）必须按规定的灯泡功率选用灯泡;

2）接线必须正确，B接蓄电池，L接转向灯开关;

3）闪光器的闪烁频率一般与灯泡功率有关，不得随意配用。

4 结 语

目前，市场上还出现了一些设计有新型电路的闪光器，它具有良好的自动保护功能，在电路发生短路故障时，能自动停止闪光器和灯泡工作，驾驶员通过闪光器上装有的故障指示直观闪光器工作状况，能随时发现和排除故障。

[1] 李世清.电容式闪光器[J].汽车电器，1981（2）:56-57.

[2] 刘玉武.汽车转向信号闪光器[J].汽车电器，2007（8）:8-13.

[3] 钟显南.汽车方向灯闪光器[N].电子报，2002-06-12（3）.

[4] 曾志铭.一种新型汽车LED灯闪光控制器[J].汽车电器，2009（4）:12-14.

[5] 李洪湖.一种车用电子闪光器的设计[J].汽车电器，2009（1）:13-14.

[6] 朱军.伏尔加牌嘎斯24型小客车晶体管闪光器电路浅析[J].汽车电器，1983（2）:17-18.

[7] 李颖，程钢，闫智义.一种自动闭口闪点仪闪光检测电路[J].长春工业大学学报:自然科学版，2009，30（6）:718-720.

[8] 张兴安.切诺基越野车转向信号装置工作原理与故障排除[J].汽车维修，2004（6）:50-52.

[9] 李振涛，王照兵.555时基电路闪光器在24 V汽车上的应用[N].电子报，2002-06-12（1）.