汽車充電系統(tǒng)論文.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目 學(xué) 院： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 200 年 月 日河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）1摘要汽車充電系統(tǒng)由蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及工作狀態(tài)指示裝置組成。采用并聯(lián)方式連接。在充電系統(tǒng)中，一般還包括調(diào)壓器、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、充電指示燈、電流表和保險(xiǎn)裝置等。發(fā)電機(jī)作為汽車運(yùn)行中的主要電源，擔(dān)負(fù)著除了啟動(dòng)系統(tǒng)之外所設(shè)備供電和向蓄電池充電的任務(wù)。由于發(fā)電機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓是變化的。為滿足汽車用電設(shè)備和向蓄電池充電的恒定電壓要求，充電系統(tǒng)中設(shè)有電壓調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，保持發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)輸出穩(wěn)定的電壓。充電狀態(tài)指示裝置用于指示充電系統(tǒng)的工作情況，反映蓄電池是處于充電還是放電狀態(tài)關(guān)鍵詞：蓄電池； 原理； 檢修；充電系統(tǒng)AbstractThe charging system from the battery, and the exchange of the state indicates the device consisting of parallel manner. the connection. at the charging system, including the regulators and the ignition switch, battery indicator is the device and etc, The car running in as the main power in your system, except for the supply of equipment and to charge the battery of the generator. because the engine is spun by the belt, when the engine speed changes in the output voltage is changing To meet the use of electric equipment and to charge the battery of a charging system, the regulator to adjust voltages, and generators and ncouragement to keep the change in speed and magnitude of output voltage. the charging of the state indicates the device used to indicate the charging systems of the work of the situation, reflected the battery is on a charge or discharge conditionKey words: accumulator； Principle ； Overhaul； charge system第一章 緒論當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，極大地促進(jìn)了汽車技術(shù)的高速發(fā)展，同時(shí)人們對(duì)汽車的舒適性、安全性、可靠性的要求也在不斷的提高，這也促進(jìn)了汽車電子設(shè)備裝置的發(fā)展。因此，對(duì)充電系統(tǒng)的要求也就越來(lái)越高，是現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展標(biāo)志之一。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)大量的融進(jìn)了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等，使得汽車電器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，控制部分的電子化程度也越來(lái)越高，使得電源系統(tǒng)的使用負(fù)荷越來(lái)越重，使得對(duì)充電系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。此論文主要是研究汽車充電系統(tǒng)及其故障診斷，其目的是通過(guò)對(duì)相關(guān)資料、研究材料的綜合歸納，進(jìn)一步深刻的對(duì)汽車充電系統(tǒng)全面的解析；從中更能了解到自汽車充電系統(tǒng)在汽車中的運(yùn)用，全面、系統(tǒng)的掌握其原理及組成。懂得如何使用、保養(yǎng)和檢修，為日后踏如社會(huì)實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車充電系統(tǒng)及其故障診斷1汽車充電系統(tǒng)的組成與作用1汽車充電系統(tǒng)的組成汽車充電系統(tǒng)由蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及工作狀態(tài)指示裝置組成。采用并聯(lián)方式連接。在充電系統(tǒng)中，一般還包括調(diào)壓器、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、充電指示燈、電流表和保險(xiǎn)裝置等。汽車充電系統(tǒng)線路示意圖見(jiàn)圖1。發(fā)電機(jī)作為汽車運(yùn)行中的主要電源，擔(dān)負(fù)著除了啟動(dòng)系統(tǒng)之外所設(shè)備供電和向蓄電池充電的任務(wù)。由于發(fā)電機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓是變化的。為滿足汽車用電設(shè)備和向蓄電池充電的恒定電壓要求，充電系統(tǒng)中設(shè)有電壓調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，保持發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)輸出穩(wěn)定的電壓。充電狀態(tài)指示裝置用于指示充電系統(tǒng)的工作情況，反映蓄電池是處于充電還是放電狀態(tài)。調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)型式上分為電磁振動(dòng)式、晶體管式和集成電路式。當(dāng)調(diào)節(jié)器置于發(fā)電機(jī)內(nèi)部時(shí)常稱為內(nèi)裝式調(diào)式器，若調(diào)節(jié)器除控制發(fā)電機(jī)電壓外，還控制充電指示燈、過(guò)壓保護(hù)、充電系統(tǒng)故障指示等功能時(shí)，則稱為多功能調(diào)節(jié)器。工作狀態(tài)指示裝置：如日本汽車充電系統(tǒng)工作指示裝置，常用的是由繼電器或調(diào)節(jié)器控制的指示燈，個(gè)別車型也采用電流表或電壓表的方法，有的是電流表和指示燈共用。1.1蓄電池蓄電池的功用在汽車上，蓄電池和發(fā)電機(jī)(由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)并發(fā)電)并聯(lián)連接且相互配合供給全車用電器所需要的電能，全車用電器均與這兩個(gè)電源并聯(lián)連接，如圖11所示。蓄電池的功用有 1)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)給起動(dòng)系、點(diǎn)火系等用電器供電。 2)當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)不發(fā)電或欠發(fā)電故障時(shí)給用電器供電。 3)當(dāng)同時(shí)工作的用電器過(guò)多、用電量超過(guò)發(fā)電機(jī)供電能力時(shí)，與發(fā)電機(jī)共同給用電器供電。 4)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，蓄電池將發(fā)電機(jī)多余的電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。 5)蓄電池在電系中相當(dāng)于一只大容量電容器，能夠穩(wěn)定電系電壓，吸收電系中出現(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓，使整車電系電壓得以凈化，為電子元件的工作提供了一個(gè)良好的電氣環(huán)境。蓄電池的構(gòu)造 蓄電池由3個(gè)或6個(gè)單格電池串聯(lián)而成。每個(gè)單格電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓為2V，它們串聯(lián)成6V或12V蓄電池供汽車選用。目前汽車均選用12V蓄電池。當(dāng)汽車電系電壓設(shè)計(jì)為24V(如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車)時(shí)，則配用2個(gè)12V蓄電池串聯(lián)供電。現(xiàn)代汽車蓄電池的構(gòu)造如圖12所示，它主要由極板、隔板、電解液和殼體組成。 二、蓄電池的工作原理 蓄電池的工作是由放電與充電兩個(gè)過(guò)程組成的，其成流過(guò)程理論如下所述。 圖15示出蓄電池充放電過(guò)程示意圖。(1)放電 放電過(guò)程中負(fù)極板上的反應(yīng)比較簡(jiǎn)單，海綿狀鉛在溶解壓力作用下，以鉛離子的狀態(tài)進(jìn)入電解液中。然后，鉛離子與電解液中的硫酸根離子發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鉛又附著在極板上。 正極板上的反應(yīng)比較復(fù)雜。在通過(guò)電流的條件下有少量的二氧化鉛進(jìn)入電解液中，與電解液中水的作用，可以生成氫氧化鉛，又游離成4價(jià)的鉛離子和1價(jià)的氫氧根離子，4價(jià)鉛離子獲得電子后又生成2價(jià)鉛離子，最后2價(jià)的鉛離子與硫酸根離子化合生成硫酸鉛。 這樣，在放電過(guò)程中正負(fù)極板上生成的都是硫酸鉛。此時(shí)，隨著放電的不斷進(jìn)行，硫酸逐漸消耗，并且生成水，使電解液濃度逐漸減小，比重逐漸降低。 (2)充電 在外部電流的作用下，負(fù)極板上的2價(jià)鉛離子可獲得兩個(gè)電子生成鉛，并以固體狀析出。同時(shí)，電解液中的氫離子與負(fù)極板上脫離下來(lái)的硫酸根離子結(jié)合生成硫酸。 正極板上的2價(jià)鉛離子在外部電流作用下，失去兩個(gè)電子變?yōu)?價(jià)鉛離子。每個(gè)鉛離子又與電解液中氫氧根離子結(jié)合，生成二氧化鉛并在極板上析出。同時(shí)生成水。而電解液中的硫酸根離子將與氫離子結(jié)合生成硫酸。1.2交流發(fā)動(dòng)機(jī)交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理1）交流發(fā)電機(jī)組成由三相同步交流發(fā)電機(jī)和硅二極管整流器兩部分組成。2）三相同步交流發(fā)電機(jī)三相同步交流發(fā)電機(jī)的作用是產(chǎn)生三相交流電。主要有轉(zhuǎn)子、定子、前后端蓋、風(fēng)扇及皮帶輪等組成。轉(zhuǎn)子 是三相同步交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的部分。由轉(zhuǎn)軸、兩塊爪形磁極、磁軛、激磁繞組、滑環(huán)等部件組成。定子 又稱電樞，是三相同步交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相交流電的部件。由鐵芯和三相星形連接的繞組組成。前后端蓋、電刷、風(fēng)扇、皮帶輪等。3）整流器常見(jiàn)的整流器由六只二極管組成。元件板上裝三只正極二極管，后端蓋上裝三只負(fù)極二極管，接在發(fā)電機(jī)三相繞組上，組成全波橋式整流電路，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電變?yōu)橹绷鬏敵觥?）交流發(fā)電機(jī)工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁力線與定子繞組之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在三相繞組中產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，其頻率為： 式中，P為磁極對(duì)數(shù)，n為轉(zhuǎn)速（r/min）。三相電動(dòng)勢(shì)為近似的正弦波，三相波形相同，頻率相、幅值相等，相位互差120電角度。在六只硅二極管組成的三相橋式全波整流電路中，正極管在三相交流電正半周導(dǎo)通，負(fù)極管在三相交流電負(fù)半周導(dǎo)通，同時(shí)有一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極管導(dǎo)通，周而復(fù)始，在負(fù)載兩端就可得到較平穩(wěn)的直流電壓。1.3調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓保持穩(wěn)定。1）觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器又稱電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器，分為雙極觸點(diǎn)式和單級(jí)觸點(diǎn)式兩種。雙極觸點(diǎn)式有兩對(duì)觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)為低速觸點(diǎn)，常開(kāi)觸點(diǎn)為高速觸點(diǎn)；單級(jí)觸點(diǎn)式只有一對(duì)觸點(diǎn)。其工作原理是通過(guò)改變觸點(diǎn)式閉合或斷開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)改變激磁電流的大小，從而使輸出電壓恒定。此種電壓調(diào)節(jié)器已趨淘汰。2）電子電壓調(diào)節(jié)器（1）電子電壓調(diào)節(jié)器一般由二三個(gè)三級(jí)管，一個(gè)穩(wěn)壓二極管以及一些二極管、電容、電阻等構(gòu)成。分為可拆式與密封式兩種。電子電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)電子開(kāi)關(guān)即大功率三極管的高速導(dǎo)通或截止改變激磁繞組電路通斷的時(shí)間比例，從而使輸出電壓恒定。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)電壓高于規(guī)定值時(shí)，三極管截止切斷激磁電流，使電壓下降；當(dāng)電壓降到低于規(guī)定值時(shí)，三極管又導(dǎo)通，激磁電路接通電壓又上升，如此反復(fù)把電壓穩(wěn)定在規(guī)定值。（2）分析電子電壓調(diào)節(jié)器電路的工作過(guò)程，以教材第59頁(yè)圖233為例： 合上點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，蓄電池同時(shí)加到由 、 、 組成的分壓器及三極管 的偏置電路 、 上，此時(shí)，分壓器至穩(wěn)壓管Z的反向電壓低于Z的反向擊穿值，Z截止，所以下截止， 出于正向偏置而導(dǎo)通。激磁繞組有電流流過(guò)，電壓上升。 當(dāng)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓時(shí)，進(jìn)入自激，穩(wěn)壓管Z被反向擊穿， 有基極電流而導(dǎo)通， 被短路而截止，電壓下降。 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降低于調(diào)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管Z又截止， 也截止， 又導(dǎo)通，電壓又升高。如此反復(fù)，使發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在規(guī)定值上。2汽車充電系統(tǒng)的控制目前在國(guó)產(chǎn)部分汽車和大部分進(jìn)口汽車上廣泛應(yīng)用充電指示燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)電流表來(lái)指示交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電情況。閉合點(diǎn)火開(kāi)關(guān)后，正常情況下，交流發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)充電指示燈滅；交流發(fā)電機(jī)不發(fā)電時(shí)充電指示燈亮。且亮度比其他指示燈稍暗。充電指示燈的控制，一般有2種方式：一是在6管交流發(fā)電機(jī)上利用交流發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)電壓通過(guò)繼電器進(jìn)行控制，二是采用9管交流發(fā)電機(jī)時(shí)通過(guò)附加的3個(gè)勵(lì)磁二極管進(jìn)行控制。利用交流發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓通過(guò)繼電器進(jìn)行控制的充電指示燈工作原理是：接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池充電壓時(shí)，中性點(diǎn)電壓低于4555V，充電指示繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)，蓄電池分2路向磁場(chǎng)繞組供電，一路經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器附加電阻到磁場(chǎng)繞組，另一路經(jīng)充電指示燈到磁場(chǎng)繞組，此時(shí)充電指示燈發(fā)亮。由于充電指示燈的電阻與電磁場(chǎng)繞組及電壓調(diào)節(jié)器附加電阻(二者并聯(lián))所組成的合成電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，充電指示燈兩端的電壓低于電源電壓，這就使得充電指示燈的正常亮度比其他指示燈稍暗。隨著交流發(fā)電輸出電壓升高，中性點(diǎn)電壓隨著升高。當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出電壓達(dá)到蓄電池充電電壓時(shí)，中性點(diǎn)火電壓達(dá)到4555V，充電指示強(qiáng)電器線圈產(chǎn)生的電磁吸力使觸點(diǎn)閉合，從而使充電指示燈被短路而熄滅。交流發(fā)電機(jī)開(kāi)始向蓄電池進(jìn)行充電，此時(shí)充電系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。3 充電系統(tǒng)的故障部位和原因分析充電系統(tǒng)的常見(jiàn)故障部位和原因見(jiàn)表1。4 充電系統(tǒng)的常見(jiàn)故障檢修及排除41不充電發(fā)動(dòng)機(jī)在中等以上轉(zhuǎn)速時(shí)， 電流表指針指示不充電，充電指示燈亮，首先要考慮蓄電池充電情況，若充電不足為發(fā)電裝置故障；不充電除了傳動(dòng)皮帶過(guò)松打滑，一般要檢查發(fā)電機(jī)本身不發(fā)電或調(diào)節(jié)器故障，以及充電電路斷路故障。如發(fā)電機(jī)內(nèi)部整流脫落或電樞接線柱底部與二極管元件板接觸處不通；二極管擊穿短路，造成定子繞組燒損；電刷在炭刷架內(nèi)卡住接觸不良，或磁場(chǎng)繞組斷路等。診斷中提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，電流表指示不充電；開(kāi)大燈，如電流表指針?biāo)查g的偏轉(zhuǎn)放電方向，則為發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器工作正常，而是蓄電池充電已足；若電流表指針較大的偏向放電方向，則故障在發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器，應(yīng)檢查充電線路各接頭是否良好，風(fēng)扇皮帶是否過(guò)松及發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器的技術(shù)狀況。首先驗(yàn)證充電系統(tǒng)是否確實(shí)有故障，將發(fā)動(dòng)機(jī)置于中速運(yùn)轉(zhuǎn)，在開(kāi)前照燈的瞬間，電流表指針偏向“+”方向或保持原位不動(dòng)，為蓄電池已充足電，充電系統(tǒng)工作正常。如果電流表指針偏向“一”方向，為充電系統(tǒng)有故障，應(yīng)予檢修。42充電電流過(guò)小蓄電池在存電不足的情況下，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，電流表指針指示較小的充電電流，則為充電電流過(guò)小故障。這一般是發(fā)電機(jī)本身電壓不足，調(diào)節(jié)器技術(shù)狀態(tài)不良以及充電線路中電阻增大所致?？砂匆韵虏襟E判斷和排除：檢查蓄電池、發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器和電流表等各機(jī)件的接線柱及其導(dǎo)線連接是否牢靠。檢查風(fēng)扇皮帶是否過(guò)松而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不高。在上述情況正常時(shí)，可在發(fā)動(dòng)機(jī)中等轉(zhuǎn)速下檢查調(diào)節(jié)器的限額電壓，拆檢發(fā)電機(jī)是否有磨損損壞的異?，F(xiàn)象。