摘要：針對機動車喇叭使用現(xiàn)狀，文章以吉利帝豪EV300純電動機汽車喇叭系統(tǒng)為例，在原有喇叭系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計備用輔助電路，以保證其在原有喇叭電路失效的情況下能及時參與工作，保證行車安全。

關(guān)鍵詞：機動車;喇叭;輔助電路

文獻標識碼：U463.65+3-A-46-162-3

0 引言

機動車作為人們?nèi)粘３鲂械谋貍涔ぞ咭殉哨厔荩ㄟ^聲音信號來提醒警示行人或其他交通工具的汽車喇叭是行車安全的重要保障設(shè)備。然而在機動車使用過程中，特別是在彎道等特殊道路行駛過程中因各種原因?qū)е碌臋C動車喇叭不響等問題，嚴重影響行車安全。因此，除了對喇叭系統(tǒng)進行正確的日常養(yǎng)護以確保喇叭系統(tǒng)的正常運行外，設(shè)計一款機動車喇叭輔助系統(tǒng)對進一步確保機動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純電動機汽車喇叭系統(tǒng)為例，在原有喇叭系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計備用輔助電路，以保證在原有喇叭電路失效的情況下及時參與工作，保證行車安全。

1 緒論

1.1 機動車喇叭現(xiàn)狀

《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》第五十九條對機動車喇叭的使用做了相應(yīng)的說明：“機動車駛近急彎、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，應(yīng)當減速慢行，并鳴喇叭示意?！蓖瑫r，2018年修改后的《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》第五章的交通運輸噪聲污染防治中也明確了機動車喇叭的使用條件。

喇叭是機動車的音響信號裝置，在機動車的行駛過程中，駕駛員根據(jù)需要和規(guī)定發(fā)出聲音警示信號用來警告行人或引起其他車輛注意，同時還用于催行與傳遞信息，保證道路交通的安全運行。

根據(jù)相關(guān)交通安全法規(guī)規(guī)定，為確保行車安全，每臺機動車至少配置一個性能良好的喇叭信號裝置，其中現(xiàn)代汽車基本配置為高低音雙喇叭。據(jù)CCID統(tǒng)計，中國機動車保有量從1949年的5萬余輛已發(fā)展至現(xiàn)在的3.4億多輛，近十年汽車及機動車保有量如圖1所示。隨著技術(shù)的發(fā)展及機動車保有量的增多，機動車喇叭的改進和生產(chǎn)也隨之取得很大的發(fā)展。

1.2 機動車喇叭系統(tǒng)工作原理

機動車喇叭系統(tǒng)主要由電源、保險、繼電器、按鈕、喇叭等組成。圖2為吉利帝豪EV300喇叭系統(tǒng)電路簡圖。

如圖2所示，按下轉(zhuǎn)向盤中央位置的機動車喇叭控制按鈕，電路形成回路，電流由電源（1）正極通過保險EF02和IF24（2）輸入，經(jīng)過喇叭繼電器IR07（3）、時鐘彈簧（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保險EF02（60 A）和IF24（10 A）輸入，經(jīng)過喇叭繼電器IR07及高低音喇叭（4）回到蓄電池負極，使機動車高低音喇叭電路形成回路。

機動車喇叭系統(tǒng)電路形成回路后，電流通過電喇叭的電磁線圈，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，帶動活動觸點下行，使活動觸點同固定觸點分開，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，活動觸點沒有受到銜鐵施加的下壓力而回到原位，與固定觸點重新閉合，電路再次形成回路。通過觸點間的時接時斷，導(dǎo)致電路時通時斷、電磁力也時有時無，如此反復(fù)作用，促使膜片振動系統(tǒng)工作，從而使喇叭發(fā)出聲音信號。

1.3 機動車喇叭系統(tǒng)常見故障

機動車喇叭系統(tǒng)常見的故障主要有喇叭不響、響聲不正?；蛘呃乳L鳴等[1]。究其原因，無非為電源原因、線路原因或部件本身原因等，具體如圖3所示。

2 機動車喇叭輔助系統(tǒng)的設(shè)計初探

2.1 輔助系統(tǒng)的電路設(shè)計

喇叭是機動車的主動安全信號裝置，是汽車安全運行的保障裝置之一。我國地勢具有多山地、丘陵、高原等特點，汽車在容易造成視野盲區(qū)的山路彎道行駛時，喇叭會發(fā)揮極大的作用，能夠?qū)^往的且在視線之外的車輛發(fā)出聲音警示。當喇叭系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，無法起到警示來車的效用，極易引發(fā)交通事故。

本文設(shè)計的輔助系統(tǒng)解決了當原有汽車喇叭系統(tǒng)因電源、熔斷器（保險絲）、按鈕、繼電器線圈出現(xiàn)故障不能夠發(fā)出聲音信號或無法發(fā)揮警示作用時參與工作，以確保汽車在道路行駛特別是彎道山路行駛時避免交通事故發(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

對于現(xiàn)代機動車來說，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，其性能對比如表1所示。

作為備用電源，首先應(yīng)考慮成本問題，因此現(xiàn)在市場中大批量生產(chǎn)的免維護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調(diào)節(jié)、保護和轉(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，當主電路電源1充電不足或汽車電源因故無法供電而導(dǎo)致喇叭聲音過小、沙啞或不響時，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比較大，使通過按鈕開關(guān)的電流較小，起到保護的作用;②當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，左邊常閉觸點閉合，可通過接頭A和B臨時接通備用按鈕電路和喇叭輔助系統(tǒng)指示燈，以備臨時緊急情況下使用。

2.2.3 備用熔斷器（保險絲）

熔斷器（保險絲）在電路中主要起到保護的作用，即當電路過載或短路時，熔斷器（保險絲）熔斷，切斷電路保護用電設(shè)備。在汽車喇叭系統(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)計在轉(zhuǎn)向盤的中央位置時，無論轉(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程中方便準確地找到按壓位置，但此種設(shè)計因按鈕的面積大，需依靠整個手掌的壓力來確保喇叭系統(tǒng)工作的可靠性。因此，只能單手操控轉(zhuǎn)向盤，這對行車的過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)計在轉(zhuǎn)向盤的右手位置時，在機動車行駛過程中，駕駛員在操作時用中指、無名指或小指來撥動按鈕控制件或用中指、無名指來按壓按鈕控制鍵。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)計上也比較方便。但駕駛員在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的過程中，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)計在轉(zhuǎn)向盤的左手位置時，其設(shè)計和安全系數(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)計在轉(zhuǎn)向盤左手位置可能更適合個性化改裝設(shè)計。

（4）中控臺（駕駛室中間位置）

備用喇叭按鈕設(shè)計在中控臺中間位置時，在機動車行駛過程中，駕駛員右手需離開轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤的操控只能靠左手，對技術(shù)不夠熟練的駕駛員在彎道行駛或窄道會車時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，其接線可延長至駕駛員方便操控位置，或延長至副駕駛員方便輔助操控位置，可操作性較好。

在設(shè)計機動車時，首要的考慮因素是安全問題。備用喇叭按鈕設(shè)計在轉(zhuǎn)向盤左后方，是一個創(chuàng)新的設(shè)計方向，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，對車型不熟悉的駕駛員來說是硬傷;喇叭按鈕設(shè)計在轉(zhuǎn)向盤手位拇指位置時，位置不明顯，轉(zhuǎn)彎操作時拇指要求反應(yīng)靈敏，容易失誤;喇叭按鈕設(shè)計在中控臺中間位置時，位置明顯、線路相對簡單，需整只手操作，但若作為備用機動車喇叭系統(tǒng)，這種設(shè)計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)越來越多地應(yīng)用于機動車上。采用遙控感應(yīng)備用喇叭按鈕的設(shè)想不僅可以簡化電路，還可減少線路故障等問題，作為備用部件具有較大的研究意義。

3 結(jié)語

機動車喇叭輔助系統(tǒng)可以彌補鄉(xiāng)村道路或彎道行駛時因喇叭系統(tǒng)電路中的電源、繼電器、部分線路、按鈕開關(guān)等故障導(dǎo)致的喇叭不響問題，確保鄉(xiāng)村道路或彎道行駛的安全性;也可以通過副駕駛室輔助控制喇叭系統(tǒng)，彌補駕駛員因機動車喇叭系統(tǒng)按鈕開關(guān)接觸不良等原因?qū)е碌睦炔豁懟蚶纫袅窟^低等問題，確保機動車行駛過程中喇叭的可靠性。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動車維修的難度，同時因整車的重量增加會影響機動車的動力等性能，因此還需在以后的設(shè)計及實踐中進一步改進。

參考文獻

[1]吳勝云.機動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

作者簡介：

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