汽車電源系統(tǒng)

模塊二汽車電源系統(tǒng)2021/5/912021/5/92課題一蓄電池的結構課題二蓄電池的工作原理課題三蓄電池的充電課題四蓄電池的維修課題五交流發(fā)電機的結構課題六交流發(fā)電機的工作原理課題七交流發(fā)電機的維修課題八電壓調節(jié)器的結構課題九電源系統(tǒng)電路2021/5/93課題一蓄電池的結構

一、蓄電池的功用（1）發(fā)動機起動時，向起動機和點火系統(tǒng)供電。（2）發(fā)動機低速運轉時，向用電設備和發(fā)電機勵磁繞組供電。（3）發(fā)動機中、高速運轉時，將發(fā)電機剩余電能轉化為化學能儲存起來。2021/5/94（4）發(fā)電機過載時，協(xié)助發(fā)電機向用電設備供電。（5）蓄電池相當于一個大電容器，能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時過電壓，保護電子元件，保持汽車電氣系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定。2021/5/95二、蓄電池的結構

1．極板極板是蓄電池的核心，在蓄電池充、放電過程中，電能與化學能的轉換就是通過正、負極板上的活性物質與電解液中的硫酸進行電化學反應來實現(xiàn)的。2021/5/962．隔板為避免正、負二極板彼此接觸而導致短路，正負極板間用絕緣的隔板隔開。2021/5/973．電解液電解液的作用是與極板上的活性物質發(fā)生電化學反應，進行電能和化學能的相互轉換。2021/5/984．外殼蓄電池外殼用于盛放電解液和極板組。2021/5/995．蓄電池蓋

蓄電池蓋用來封閉蓄電池，有硬質橡膠蓋和聚丙烯塑料蓋兩種。2021/5/9106．聯(lián)條聯(lián)條用于連接蓄電池各單格，采用純鉛制作。2021/5/9117．極樁蓄電池各單格電池串聯(lián)后，兩端的正負極樁穿出電池蓋，用于連接外電路。2021/5/9128．防護板9．加液孔蓋10．封口料2021/5/913三、蓄電池的型號和選用

1．國產蓄電池的型號和規(guī)格按照JB/T2599—1993《起動型鉛蓄電池標準》的規(guī)定，國產蓄電池的型號共分為3段5部分，其排列及含義如下。2021/5/914第一部分表示串聯(lián)的單格蓄電池數(shù)。第二部分表示蓄電池的類型。第三部分表示蓄電池特征。第四部分表示蓄電池的額定容量。第五部分表示蓄電池的特殊性能。2021/5/9152．進口蓄電池的型號從不同國家進口的蓄電池均根據(jù)進口國標準生產，這些標準有LEC國際（國際標準）、BS（VBS系列英國標準）、DIN（PZS系列德國標準）、JIS（日本標準）、BCI（美國標準）等。2021/5/916認識蓄電池（1）各零部件的裝配特點及相互關系。（2）外部聯(lián)結式蓄電池和穿壁聯(lián)結式蓄電池的結構特點。（3）觀察正、負極板組的結構組成及它們的異同點。2021/5/917（4）觀察隔板的安裝方法及各類隔板的特征。（5）觀察加液孔蓋的結構特點。（6）觀察殼體的結構特點。2021/5/918課題二蓄電池的工作原理蓄電池的工作原理就是化學能和電能的相互轉化。一、蓄電池的工作原理

1．蓄電池的放電2021/5/919圖2.3蓄電池的放電過程2021/5/9202．蓄電池的充電圖2.4蓄電池的充電過程2021/5/921由蓄電池充放電時的化學反應過程，可以得出如下幾點結論。（1）蓄電池在放電時，電解液中的硫酸逐漸減少，水逐漸增多，電解液密度減??；蓄電池在充電時，電解液中的硫酸逐漸增多，而水逐漸減少，電解液密度增大。2021/5/922（2）在充放電時，電解液密度發(fā)生變化，主要是由于正極板的活性物質發(fā)生化學反應的結果，因此要求正極板處的電解液流動性要好。（3）蓄電池放電終了時，極板上尚有70%～80%的活性物質沒有起作用。2021/5/923二、蓄電池的工作特性

1．蓄電池的靜止電動勢蓄電池的靜止電動勢是指蓄電池內部工作物質的運動處于靜止狀態(tài)（不充電也不放電）下的電動勢，靜止電動勢可用直流電壓表或萬用表直接測量。2021/5/924靜止電動勢可用式（2.1）計算。

Ej

=

0.84+ρ25℃

2021/5/9252．蓄電池的放電特性圖2.5蓄電池的放電特性2021/5/926由此可見，蓄電池在放電終了有如下特征。（1）單格電壓放電至終止電壓（以20h放電率放電，單格電壓降至1.75V）。（2）電解液密度降至最小許可值（約1.11g/cm3）。2021/5/927

3．蓄電池的充電特性圖2.6蓄電池的充電特性2021/5/928可見，蓄電池在充電終了時（充足電）有如下特征。（1）蓄電池內產生大量氣泡，即出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象。（2）端電壓上升至最大值，且2h內不再增加。（3）電解液密度上升至最大值，且2～3h內不再增加。2021/5/929蓄電池技術狀況的檢測操作一蓄電池外觀的檢查（1）檢查蓄電池外殼是否有裂紋、破損漏電解液。（2）檢查蓄電池極樁是否松動、表面是否有氧化物。2021/5/930（3）檢查蓄電池加液孔蓋（普通鉛蓄電池）是否暢通。（4）檢查蓄電池單格小蓋（普通鉛蓄電池）密封膠是否干裂。2021/5/931操作二電解液液面高度的檢測

1．玻璃管檢測法

2．液面高度指示線檢測法

3．液位鏡檢測法2021/5/932圖2.7電解液液面高度的檢測2021/5/933操作三電解液密度的檢測

圖2.8檢測蓄電池密度2021/5/9342021/5/935

操作四端電壓的檢測

1．用高率放電計檢測單格電池的端電壓2021/5/936圖2.9高率放電計2021/5/9372．用專用檢測儀檢測端電壓

圖2.11奧迪轎車蓄電池檢測2021/5/9383．大負荷放電測試蓄電池端電壓

圖2.12SVAT-40型檢測儀2021/5/939課題三蓄電池的充電一、蓄電池的充電設備

1．硅整流充電機2021/5/940圖2.13硅整流充電機外形圖2021/5/9412．快速充電機3．充電電源2021/5/942

圖2.14充電電源2021/5/943二、蓄電池的充電方法

1．定電壓充電在充電過程中，加在蓄電池兩端的充電電壓保持恒定不變的充電方法，稱為定電壓充電。2021/5/944

圖2.15蓄電池并聯(lián)充電連接圖2021/5/9452．定電流充電蓄電池在充電過程中，其充電電流保持恒定不變的充電方法，稱為定電流充電。2021/5/9463．脈沖快速充電法2021/5/947蓄電池的充電蓄電池的充電有初充電、補充充電、去硫化充電和循環(huán)鍛煉充電4種。2021/5/948操作一蓄電池的初充電（1）檢查蓄電池外殼有無破裂，擰下加液孔蓋的螺塞，檢查通氣孔是否暢通。（2）根據(jù)不同季節(jié)和氣溫選擇電解液密度，將適當密度且溫度低于30℃的電解液從加液孔處緩緩加入蓄電池內，液面要高出極板上沿10～15mm。2021/5/949（3）蓄電池加入電解液后，要靜置3～6h，讓電解液充分浸漬極板。電解液充分滲透到極板內部后電解液有所減少，液面下降，應再加入電解液把液面調整到規(guī)定值。待蓄電池內溫度低于30℃時，將充電機與蓄電池相連，準備充電。2021/5/950（4）新蓄電池在儲存中可能有一部分極板硫化，充電時容易過熱，所以初充電選用的電流較小，充電分兩個階段進行。2021/5/951（5）初充電接近終了時，如果電解液密度不符合規(guī)定，應用蒸餾水或密度為1.40g/cm3的稀硫酸進行調整，再充電2h，直至蓄電池單格端電壓上升到最大值，并在2～3h內不再增加。2021/5/952當電解液密度上升到最大值，也在2～3h內不再增加，并產生大量氣泡，電解液呈“沸騰”狀態(tài)時，蓄電池已充滿電，應切斷電源，以免過充電。2021/5/953（6）新蓄電池充滿電后，應以20h放電率放電，如3-Q-90型蓄電池以4.5A電流連續(xù)放電至單格電壓1.75V，然后按補充充電的電流值充足，再以20h放電率放電。如果第二次放電時蓄電池容量不小于額定容量的90%，則可進行一次最后的充電，便可送出使用。2021/5/954操作二蓄電池的補充充電（1）從汽車上拆下蓄電池，清除蓄電池蓋上的臟污，疏通加液孔蓋上的通氣小孔，清除極樁和導線接頭上的氧化物。2021/5/955（2）旋下加液孔蓋，檢查電解液的液面高度，如果高度不符合規(guī)定要求，應添加蒸餾水，但如果確定是電解液逸出導致液面下降，則應用密度為1.40g/cm3的稀硫酸調配，使電解液液面高出極板上緣10～15mm。2021/5/956（3）用高率放電計檢查各單格的放電情況，要求蓄電池的各單格電池電壓基本一致。（4）將蓄電池與充電機相連。（5）將加液孔蓋擰緊，擦凈蓄電池表面，便可使用。2021/5/957操作三去硫化充電法操作四循環(huán)鍛煉充電法2021/5/958課題四蓄電池的維修蓄電池的維修包括蓄電池的正確使用、日常維護和修理。一、蓄電池的正確使用和維護

1．蓄電池的正確使用

2．蓄電池的維護2021/5/959二、蓄電池常見故障及其排除方法

1．蓄電池常見的外部故障及其排除方法（1）容器破裂。（2）封口膠裂紋。（3）極樁螺栓和螺母腐蝕。（4）蓄電池爆炸。2021/5/9602．蓄電池常見的內部故障及其排除方法

（1）極板硫化。（2）自行放電。（3）極板短路。（4）極板活性物質脫落。2021/5/961蓄電池的維修在蓄電池的常見故障中，有的不需要將蓄電池解體即可排除，如極板硫化不嚴重時，可以采用去硫化充電的方法排除故障。而有些故障發(fā)生在蓄電池內部，必須把蓄電池解體，方可排除故障，如極板上活性物質脫落（需要換極板）、極板拱曲等。2021/5/962操作一解體蓄電池

1．拆除聯(lián)條

2．除去封口膠

3．取出極板組2021/5/963操作二清洗蓄電池操作三修理蓄電池各零部件

1．外殼（1）直觀檢查法。（2）滲透法檢查。（3）試燈法檢查。2021/5/964

2．極板

3．隔板

4．極樁和聯(lián)條2021/5/965操作四組裝蓄電池將修理好的正、負極板相互交錯插在一起，在極板間插入隔板。將組裝好的各極板放入蓄電池槽中，其松緊應適中，然后在其上裝上防護板，再裝上蓄電池蓋。2021/5/966課題五交流發(fā)電機的結構

一、交流發(fā)電機的功用和類型交流發(fā)電機是汽車的主要電源之一，它與電壓調節(jié)器互相配合工作，其主要任務是對除起動機以外的所有用電設備供電，并向汽車上的蓄電池充電。2021/5/967我國交流發(fā)電機的型號如下。2021/5/968第一部分為產品代號。第二部分為電壓等級代號。第三部分為電流等級代號。第四部分為設計序號。第五部分為變型代號。2021/5/969二、交流發(fā)電機的結構汽車上的交流發(fā)電機大多采用三相同步交流發(fā)電機，其結構按類型的不同而異，普通式與整體式車用交流發(fā)電機在結構上大同小異，而與無刷式、永磁式有較大的差異。2021/5/9701．定子總成

定子總成用來產生和輸出三相交流電，又叫電樞，由定子鐵心和定子繞組組成，如圖2.24所示。2021/5/971圖2.24定子總成2021/5/9722．轉子總成

轉子總成又稱勵磁繞組（也稱磁場繞組、磁場線圈），作用是用來產生磁場。由兩塊爪（鳥嘴）形磁極、磁場繞組、滑環(huán)及軸等組成，如圖2.27所示。2021/5/973圖2.27轉子總成2021/5/9743．整流器整流器的作用是將定子繞組輸出的三相交流電，通過三相橋式整流變成直流電輸出。整流器由正整流板和負整流板組成，如圖2.28所示。2021/5/975圖2.28整流板2021/5/9764．前后端蓋前后端蓋是交流發(fā)電機的安裝基礎，用來固定定子、支承轉子總成并封閉內部構造．2021/5/9775．電刷與電刷架電刷的作用是通過滑環(huán)給勵磁繞組提供電流。2021/5/9786．帶輪和風扇發(fā)電機由發(fā)動機通過其前端裝的帶輪帶動。2021/5/979拆裝交流發(fā)電機操作一拆卸交流發(fā)電機①拆下固定電刷組件的兩個固定螺釘。②拆下連接前后端蓋的緊固螺栓。③拆下帶輪。④分離前端蓋與轉子。2021/5/980⑤拆下后端蓋外的防護罩。⑥拆下定子繞組與整流器的連接螺釘。⑦拆下整流器與后端蓋的連接螺釘。⑧零部件的清洗。2021/5/981操作二組裝交流發(fā)電機①組裝交流發(fā)電機各零部件之前，先將軸承填充規(guī)定型號的潤滑脂（1～3號復合鈣鈉基潤滑脂或2號低溫潤滑脂），填充量以軸承空間的2/3為宜。若過量則易溢出，濺到滑環(huán)上會導致電刷與滑環(huán)接觸不良。2021/5/982②將前端蓋、風扇、半圓鍵和帶輪依次裝到轉子軸上，并用螺母緊固。③將整流板、定子繞組依次裝入后端蓋。④將兩端蓋裝合在一起（注意兩端蓋的相互位置），并按要求擰緊連接螺栓。2021/5/983⑤裝好后端蓋防護罩。⑥裝好電刷組件。⑦裝復完畢后，用手轉動驅動帶輪，檢查轉動是否靈活自如；再用萬用表檢測各接線端子間的電阻值是否符合要求。2021/5/984課題六交流發(fā)電機的工作原理一、交流發(fā)電機的工作原理

1．交流電動勢的產生2021/5/985圖2.36電動勢產生原理圖2021/5/9862．整流過程2021/5/987圖2.37三相橋式整流電路的整流過程2021/5/9883．勵磁方式

交流發(fā)電機勵磁電流的控制形式有兩種，一種是控制勵磁電流的火線，其搭鐵可以通過發(fā)電機本體直接搭鐵，我們通常稱這種控制方式為內搭鐵（或內搭鐵交流發(fā)電機），如圖2.38（a）所示；另一種控制方式是控制勵磁電流的搭鐵，我們通常稱這種控制方式為外搭鐵（或外搭鐵交流發(fā)電機），如圖2.38（b）所示。2021/5/989圖2.38勵磁電流的控制形式2021/5/990二、交流發(fā)電機的工作特性交流發(fā)電機的工作特性是指交流發(fā)電機轉速（n）、輸出電壓（U）與輸出電流（I）三者之間的關系。工作特性包括輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。2021/5/9911．輸出特性輸出特性也稱負載特性或輸出電流特性，是指交流發(fā)電機輸出電壓保持一定時，發(fā)電機的輸出電流與轉速之間的關系。2021/5/9922．空載特性空載特性是指無負荷時，發(fā)電機輸出電壓與轉速的變化規(guī)律。2021/5/9933．外特性外特性是指發(fā)電機轉速保持一定時，發(fā)電機的輸出電壓與輸出電流的關系。2021/5/994交流發(fā)電機的不解體檢測交流發(fā)電機的不解體檢測是在交流發(fā)電機拆解前進行的，目的是為了初步判斷交流發(fā)電機內部故障的部位。2021/5/995操作一檢測發(fā)電機“+B”與“E”之間的電阻值操作二檢測發(fā)電機“F”與“E”之間的電阻值操作三檢測發(fā)電機“N”與“E”之間的電阻值操作四檢測發(fā)電機“D+”與“E”之間的電阻值2021/5/996交流發(fā)電機的性能檢測操作一交流發(fā)電機的就車檢測

1．檢查蓄電池和電源系統(tǒng)線路連接狀況

2．連接線路2021/5/997圖2.43交流發(fā)電機就車試驗接線圖2021/5/998

3．無負載性能試驗

4．有負載性能試驗2021/5/999操作二交流發(fā)電機的臺架檢測

1．交流發(fā)電機空載試驗（1）安裝發(fā)電機。（2）連接電路。（3）檢測。2021/5/9100圖2.44交流發(fā)電機空載試驗接線圖2021/5/91012．交流發(fā)電機負載試驗（1）安裝發(fā)電機。（2）連接電路。（3）檢測。2021/5/9102圖2.45交流發(fā)電機負載試驗接線圖2021/5/9103課題七交流發(fā)電機的維修基礎知識一、交流發(fā)電機的正確使用二、交流發(fā)電機的維護2021/5/9104課題實施檢修交流發(fā)電機

1．轉子的檢測與維修①轉子繞組短路、斷路的檢查。②轉子繞組搭鐵的檢查。③滑環(huán)的檢查。④轉子軸彎曲的檢查。2021/5/91052．定子的檢測與維修①定子繞組短路、斷路的檢查。②定子繞組搭鐵的檢查。2021/5/91063．整流器的檢測與維修（1）分立式整流器的檢修。2021/5/9107圖2.52分立式整流器的檢測2021/5/9108（2）整體式整流器的檢修。①正二極管的檢測。2021/5/9109圖2.53整體式整流器正二極管的檢測2021/5/9110②負二極管的檢測。③其他二極管的檢測。2021/5/9111

4．電刷組件的檢修

5．轉子軸承的檢修2021/5/9112課題八電壓調節(jié)器的結構

基礎知識一、電壓調節(jié)器的功用和分類

1．電壓調節(jié)器的功用

2．電壓調節(jié)器的分類

3．電壓調節(jié)器的型號2021/5/9113二、電壓調節(jié)器的工作原理

1．雙級觸點式電壓調節(jié)器的工作原理2021/5/9114圖2.55FT61型雙級觸點式調節(jié)器原理電路2021/5/9115圖2.56雙觸點式電壓調節(jié)器的電壓調節(jié)過程2021/5/9116（1）他勵。（2）自勵。（3）一級節(jié)壓（n1k～n12）。（4）失控區(qū)（n12～n2k）。（5）二級節(jié)壓（＞n2k）。2021/5/91172．晶體管電壓調節(jié)器的工作原理晶體管電壓調節(jié)器有內、外搭鐵型式之分，分別與內、外搭鐵型式的發(fā)電機配套使用。（1）內搭鐵式晶體管電壓調節(jié)器。2021/5/9118圖2.57內搭鐵式晶體管電壓調節(jié)器的電路原理圖2021/5/91192021/5/9120電路工作原理如下。①他勵。②自勵。③電壓調節(jié)。2021/5/9121（2）外搭鐵式晶體管電壓調節(jié)器。

圖2.58外搭鐵式晶體管電壓調節(jié)器的電路原理圖2021/5/91223．集成電路電壓調節(jié)器的工作原理（1）集成電路電壓調節(jié)器的電壓檢測方法。①發(fā)電機電壓檢測法。2021/5/9123圖2.59發(fā)電機電壓檢測法原理電路2021/5/9124②蓄電池電壓檢測法。2021/5/9125

圖2.60蓄電池電壓檢測法原理電路2021/5/9126（2）集成電路電壓調節(jié)器實例。①夏利轎車發(fā)電機內裝集成電路調節(jié)器。2021/5/9127圖2.62夏利轎車充電系統(tǒng)電路原理和集成電路調節(jié)器外部接腳位置圖2021/5/9128②豐田轎車發(fā)電機內裝集成電路調節(jié)器。2021/5/9129圖2.63豐田轎車充電系統(tǒng)電路原理和集成電路調節(jié)器外部接腳位置圖2021/5/9130電壓調節(jié)器的性能檢測雙級觸點式電壓調節(jié)器的性能檢測主要包括元件、觸點狀況和間隙、一級節(jié)壓、失控區(qū)電壓、二級節(jié)壓等的檢測；晶體管電壓調節(jié)器的性能檢測主要包括搭鐵類型、電壓調節(jié)點等的檢測；集成電路電壓調節(jié)器的性能檢測主要包括電壓調節(jié)點、各接腳功能的檢測等。2021/5/9131操作一雙級觸點式電壓調節(jié)器的性能檢測

1．觸點、電阻及線圈性能檢測

2．間隙的檢查與調整

3．性能試驗2021/5/9132操作二晶體管電壓調節(jié)器的性能檢測

1．晶體管電壓調節(jié)器類型的識別

2．晶體管電壓調節(jié)器的性能檢測（1）內搭鐵式晶體管電壓調節(jié)器的性能檢測。（2）外搭鐵式晶體管電壓調節(jié)器的性能檢測。2021/5/9133圖2.66晶體管式調節(jié)器性能測試接線圖2021/5/9134操作三集成電路電壓調節(jié)器的性能檢測

1．三接柱集成電路電壓調節(jié)器的性能檢測2021/5/9135圖2.67集成電路調節(jié)器檢測接線圖2021/5/9136

2．四接柱集成電路電壓調節(jié)器的性能檢測2021/5/9137課題九電源系統(tǒng)電路基礎知識一、電源系統(tǒng)電路的一般形式目前汽車電源系統(tǒng)電路按電壓調節(jié)器的安裝位置有外裝電壓調節(jié)器式和內裝電壓調節(jié)器式兩種。2021/5/9138外裝電壓調節(jié)器式的電源電路有兩種形式（見圖2.68）：一種是內搭鐵式；一種是外搭鐵式。內裝電壓調節(jié)器式的電源電路有3種形式，即二接柱、三接柱式和四接柱式，如圖2.69所示。2021/5/9139圖2.68外裝電壓調節(jié)器式電源系統(tǒng)電路圖2021/5/9140圖2.69