一种机动车电喇叭辅助电路的设计构想探讨

摘要：针对机动车喇叭使用现状，文章以吉利帝豪EV300纯电动机汽车喇叭系统为例，在原有喇叭系统的基础上设计备用辅助电路，以保证其在原有喇叭电路失效的情况下能及时参与工作，保证行车安全。

关键词：机动车;喇叭;辅助电路

文献标识码：U463.65+3-A-46-162-3

0 引言

机动车作为人们日常出行的必备工具已成趋势，而通过声音信号来提醒警示行人或其他交通工具的汽车喇叭是行车安全的重要保障设备。然而在机动车使用过程中，特别是在弯道等特殊道路行驶过程中因各种原因导致的机动车喇叭不响等问题，严重影响行车安全。因此，除了对喇叭系统进行正确的日常养护以确保喇叭系统的正常运行外，设计一款机动车喇叭辅助系统对进一步确保机动车在特殊道路安全行驶具有重要的参考意义。本文以吉利帝豪EV300纯电动机汽车喇叭系统为例，在原有喇叭系统的基础上设计备用辅助电路，以保证在原有喇叭电路失效的情况下及时参与工作，保证行车安全。

1 绪论

1.1 机动车喇叭现状

《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第五十九条对机动车喇叭的使用做了相应的说明：“机动车驶近急弯、坡道顶端等影响安全视距的路段以及超车或者遇有紧急情况时，应当减速慢行，并鸣喇叭示意。”同时，2018年修改后的《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第五章的交通運输噪声污染防治中也明确了机动车喇叭的使用条件。

喇叭是机动车的音响信号装置，在机动车的行驶过程中，驾驶员根据需要和规定发出声音警示信号用来警告行人或引起其他车辆注意，同时还用于催行与传递信息，保证道路交通的安全运行。

根据相关交通安全法规规定，为确保行车安全，每台机动车至少配置一个性能良好的喇叭信号装置，其中现代汽车基本配置为高低音双喇叭。据CCID统计，中国机动车保有量从1949年的5万余辆已发展至现在的3.4亿多辆，近十年汽车及机动车保有量如图1所示。随着技术的发展及机动车保有量的增多，机动车喇叭的改进和生产也随之取得很大的发展。

1.2 机动车喇叭系统工作原理

机动车喇叭系统主要由电源、保险、继电器、按钮、喇叭等组成。图2为吉利帝豪EV300喇叭系统电路简图。

如图2所示，按下转向盘中央位置的机动车喇叭控制按钮，电路形成回路，电流由电源（1）正极通过保险EF02和IF24（2）输入，经过喇叭继电器IR07（3）、时钟弹簧（5）及喇叭开关（6）回到蓄电池正极;因喇叭继电器IR07通电，继电器（3）电磁线圈通电后产生磁性，吸合继电器内部常开开关，电流由蓄电池正极通过保险EF02（60 A）和IF24（10 A）输入，经过喇叭继电器IR07及高低音喇叭（4）回到蓄电池负极，使机动车高低音喇叭电路形成回路。

机动车喇叭系统电路形成回路后，电流通过电喇叭的电磁线圈，使铁芯被磁化，在磁力的作用下吸下与膜片弹簧连成一起的衔铁，下压触电臂，带动活动触点下行，使活动触点同固定触点分开，喇叭系统电路中断，铁芯的电磁力消失，衔铁在膜片回位弹力的作用下回归原位。此时，活动触点没有受到衔铁施加的下压力而回到原位，与固定触点重新闭合，电路再次形成回路。通过触点间的时接时断，导致电路时通时断、电磁力也时有时无，如此反复作用，促使膜片振动系统工作，从而使喇叭发出声音信号。

1.3 机动车喇叭系统常见故障

机动车喇叭系统常见的故障主要有喇叭不响、响声不正常或者喇叭长鸣等[1]。究其原因，无非为电源原因、线路原因或部件本身原因等，具体如图3所示。

2 机动车喇叭辅助系统的设计初探

2.1 辅助系统的电路设计

喇叭是机动车的主动安全信号装置，是汽车安全运行的保障装置之一。我国地势具有多山地、丘陵、高原等特点，汽车在容易造成视野盲区的山路弯道行驶时，喇叭会发挥极大的作用，能够对过往的且在视线之外的车辆发出声音警示。当喇叭系统出现故障时，无法起到警示来车的效用，极易引发交通事故。

本文设计的辅助系统解决了当原有汽车喇叭系统因电源、熔断器（保险丝）、按钮、继电器线圈出现故障不能够发出声音信号或无法发挥警示作用时参与工作，以确保汽车在道路行驶特别是弯道山路行驶时避免交通事故发生，提高汽车的安全行驶性能。其电路如图4所示。

2.2 辅助电路的组成

2.2.1 备用电源

对于现代机动车来说，汽车电源的基本要求是比能量高、比功率大、充放电效率高、性能稳定性好、使用成本低、安全性好等。现代汽车常用蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池及锂离子蓄电池等，其性能对比如表1所示。

作为备用电源，首先应考虑成本问题，因此现在市场中大批量生产的免维护铅酸电池即可满足要求。

2.2.2 继电器

继电器是一种电子控制元件，其在电路中起到自动调节、保护和转换电路等作用。继电器的种类很多，其中电磁继电器广泛应用在汽车电路中。在此辅助系统中，主要用到常闭继电器和中间继电器。

（1）常闭继电器

常闭继电器主要起到电源转换开关的作用。如图4所示，当主电路电源1充电不足或汽车电源因故无法供电而导致喇叭声音过小、沙哑或不响时，常闭继电器接通辅助电路电源3，给喇叭系统供电。

（2）中间继电器

中间继电器主要起到保护电路和按钮转换开关的作用：①现代汽车多采用双喇叭或多个喇叭作为安全警示装置，由于其工作所耗电流比较大，直接控制容易造成按钮开关烧蚀，因此继电器的线圈绕组电阻相对比较大，使通过按钮开关的电流较小，起到保护的作用;②当继电器本身绕组断路、喇叭按钮本身或其电路出现故障时，左边常闭触点闭合，可通过接头A和B临时接通备用按钮电路和喇叭辅助系统指示灯，以备临时紧急情况下使用。

2.2.3 备用熔断器（保险丝）

熔断器（保险丝）在电路中主要起到保护的作用，即当电路过载或短路时，熔断器（保险丝）熔断，切断电路保护用电设备。在汽车喇叭系统中，为防止喇叭受损，一般选用10 A以上的熔断丝作为电路保护装置。

2.2.4 备用喇叭按钮开关位置

（1）转向盘中间位置

备用喇叭按钮设计在转向盘的中央位置时，无论转向盘转到任何位置，其按钮始终处于中央位置，这样驾驶员可在行车过程中方便准确地找到按压位置，但此种设计因按钮的面积大，需依靠整个手掌的压力来确保喇叭系统工作的可靠性。因此，只能单手操控转向盘，这对行车的过程造成很大的安全隐患。再有，多数汽车的原喇叭系统的按钮已设计在转向盘中间位置，容易造成干扰。

（2）转向盘右手位置

备用喇叭按钮设计在转向盘的右手位置时，在机动车行驶过程中，驾驶员在操作时用中指、无名指或小指来拨动按钮控制件或用中指、无名指来按压按钮控制键。此方式能保证双手不离转向盘，确保转向盘操纵稳定性和安全性，在设计上也比较方便。但驾驶员在转动转向盘的过程中，不易找中喇叭按钮的位置。

（3）转向盘左手位置

备用喇叭按钮设计在转向盘的左手位置时，其设计和安全系数等同于右手位置。但综合考虑驾驶员的驾驶习惯多数为右手灵敏度大于左手灵敏度，因而按钮设计在转向盘左手位置可能更适合个性化改装设计。

（4）中控台（驾驶室中间位置）

备用喇叭按钮设计在中控台中间位置时，在机动车行驶过程中，驾驶员右手需离开转向盘，转向盘的操控只能靠左手，对技术不够熟练的驾驶员在弯道行驶或窄道会车时存在一定的安全隐患。但作为备用喇叭按钮，可在原有按钮的基础上并联外接按钮电路，其接线可延长至驾驶员方便操控位置，或延长至副驾驶员方便辅助操控位置，可操作性较好。

在设计机动车时，首要的考虑因素是安全问题。备用喇叭按钮设计在转向盘左后方，是一个创新的设计方向，在驾驶员操作熟练的情况下，更方便、更安全，但其不足之处是与常规车型有异，位置不明显，对车型不熟悉的驾驶员来说是硬伤;喇叭按钮设计在转向盘手位拇指位置时，位置不明显，转弯操作时拇指要求反应灵敏，容易失误;喇叭按钮设计在中控台中间位置时，位置明显、线路相对简单，需整只手操作，但若作为备用机动车喇叭系统，这种设计方便副驾驶室的人员辅助操作，亦可接线到座位位置，方便辅助操控喇叭系统。

随着技术的不断发展，遥感控制技术越来越多地应用于机动车上。采用遥控感应备用喇叭按钮的设想不仅可以简化电路，还可减少线路故障等问题，作为备用部件具有较大的研究意义。

3 结语

机动车喇叭辅助系统可以弥补乡村道路或弯道行驶时因喇叭系统电路中的电源、继电器、部分线路、按钮开关等故障导致的喇叭不响问题，确保乡村道路或弯道行驶的安全性;也可以通过副驾驶室辅助控制喇叭系统，弥补驾驶员因机动车喇叭系统按钮开关接触不良等原因导致的喇叭不响或喇叭音量过低等问题，确保机动车行驶过程中喇叭的可靠性。但辅助系统增加了线路的复杂性，在一定程度上增加了机动车维修的难度，同时因整车的重量增加会影響机动车的动力等性能，因此还需在以后的设计及实践中进一步改进。

参考文献

[1]吴胜云.机动车电喇叭的故障和维修[J].黑龙江科学，2014，5（1）：232.

收稿日期：2021-03-18

作者简介：

粟振灿（1984—），硕士，讲师，高级技师，主要从事车辆工程领域的研究工作。