汽车电器设备实验

汽车电器设备实验主讲教师：陈寿坤闽南理工学院实践教学中心重庆礼品公司汽车电子点火系统的认识与检测汽车照明设备与信号系统的认识与检测汽车仪表系统的认识与检测汽车起动系统的认识与检测车用空调的认识与检测实验一汽车电源系统的认识与检测一、实验目的1.通过实验熟练掌握汽车电源系统的组成2.熟悉蓄电池的结构与工作原理3.掌握发动机及其电压调节器的组成与工作原理二、实验原理汽车电源系统主要由蓄电池和发电机组成。蓄电池为可逆的直流电源。在汽车上使用最广泛的是起动用铅蓄电池，它与发动机并联，向用电设备供电。蓄电池的作用是：当发动机启动时，向启动机和点火系供电；在启动机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电；当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；当蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来。因此它在汽车上占有重要位置。如何正确使用和维护保养蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命极为重要。所以，汽车修理厂要担负维护、修理及启用新蓄电池等作业项目。汽车蓄电池的维护与保养，蓄电池是汽车必不可少的一部分，按市场现有蓄电池的品种大致可分为两种：传统的铅酸蓄电池和近些年来刚在国内普及使用的免维护型蓄电池。铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，其放电的化学反应是依靠正极板活物质和负极板活物质在电解液(稀硫酸溶液)二、实验原理的作用下进行，其中极板的栅架是用铅锑合金制造。传统蓄电池在使用过程中会发生减液现象，这是由于栅架上的锑会污染负极板上的铅，造成水的过度分解，大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出，使电解液减少。发电机是汽车电系的主要电源，它在正常工作时，对除起动机以外的所有的用电设备供电，并向蓄电池充电，以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。二、实验原理发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。二、实验原理三、实验设备1.桑塔纳2000全车电器实验台1台2.丰田5A电控发动机实验台1台3.数字式万用表（带电池）3个四、实验内容1.在实验台上找出蓄电池，发电机实物，熟悉其在全车电路上的连接方法。2.观察蓄电池的结构，分析蓄电池的工作原理，了解蓄电池技术状况的检测方法。3.观察发电机及其电压调节器的结构，分析发电机的工作原理。4.分析电压调节器的工作过程。5.常见电源系统故障检测。6.画出桑塔纳2000电源系统的电路原理图。五、注意事项1.进行实验操作时，确保实验室通风良好。2.汽车蓄电池含有硫酸并且能够产生爆炸性气体，对人体产生严重伤害，要使蓄电池远离一切可能产生明火的物体。3.进行操作过程中严禁切断蓄电池正，负极接线，否则会造成发动机电器系统元器件，ECU等毁灭性的破坏。4.实验台和面板内部结构复杂，线路较多，不要随便拆卸。六、实验思考题1.蓄电池主要由哪几部分组成？简述蓄电池的工作原理。2.蓄电池的技术状况该如何检测？3.发电机有哪些组成部分？4.电压调节器怎样调节发电机的输出电压？5.分析电源系统的常见故障及其原因。七、实验报告要求1.画出桑塔纳2000电源系统的电路原理图。2.根据蓄电池的组成，分析电源系统的常见故障及检修方法。实验二汽车起动系统的认识与检测一、实验目的1.通过实验熟练掌握汽车起动系统的组成。2.熟悉起动机的结构。3.掌握起动机的工作原理。二、实验原理起动机是用来起动发动机的，它主要由电机部分、传动机构（或称啮合机构）和起动开关三部分组成。起动机可以将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。大体上说，起动机用三个部件来实现整个起动过程。直流电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；起动机电路的通断则由一个电磁开关来控制。其中，电动机是起动机内部的主要部件，它的工作原理就是我们在初中物理中所接触到的以安培定律为基础的能量的转化过程，即通电导体在磁场中受力的作用。电动机包括必要的电枢、换向器、磁极、电刷、轴承和外壳等部件。发动机常见故障现象：（1）接通起动开关后，起动机高速旋转而发动机曲轴无反应。这种现象表明故障发生在起动机的传动机构上，这有可能是传动齿轮或单向离合器磨损造成的。二、实验原理（2）起动机无法正常工作，驱动齿轮不转。引发这种现象的原因很多，例如电源线出现问题、起动开关接触盘烧蚀以及发动机阻力过大等等。（3）起动机动力输出不足，无法带动曲轴。励磁线圈短路和蓄电池亏电均可引发起动机动力不足（4）起动机运转声音刺耳。这有可能是单向离合器卡死或起动机安装不当造成的。（5）起动机开关时有“嗒嗒”的声音，但是不工作。保持线圈断线或蓄电池严重亏电会导致这种现象。二、实验原理发动机的保养：起动机属于汽车中贵重部件，轻易不会损坏，但是为了延长起动机的使用寿命，恰当的使用方法也是必需的。起动机在起动发动机的过程中，要从蓄电池引入300~400Ah的电量，因此为了防止蓄电池出现过流或损坏的现象，起动时间不应超过5s；冬季容易出现起动困难的现象，多次起动时每次起动时间不宜过长，各次起动中也应留有适当间隔。二、实验原理三、实验设备1.桑塔纳2000全车电器实验台。1台2.丰田5A电控发动机实验台。1台3.数字式万用表（带电池）3个四、实验内容1.在实验台上找出起动机实物，熟悉其在全车电路上的连接方法。2.观察起动机的结构，分析起动机的组成。3.分析直流电动机的工作原理。4.分析传动机构的工作过程。5.分析起动机控制装置的组成与工作原理。6.起动系统常见故障检测。五、实验注意事项1.进行实验操作时，确保实验室通风良好。2.汽车蓄电池含有硫酸并且能够产生爆炸性气体，对人体产生严重伤害，要使蓄电池远离一切可能产生明火的物体。3.要保证在发动机运转时，两个运动组件之间没有可能被夹住的东西，运动部件和皮带有可能卷进衣服，身体的某一部分或测试仪器的导线等，造成危险和人员伤害。六、实验思考题1.起动机主要由哪几部分组成？2.简述直流电动机的工作原理。3.起动机传动机构主要组成部分有哪些？分析其动力传动方式。4.起动机控制装置主要组成部分有哪些？分析其工作原理。5.画出桑塔纳2000的起动电路原理图。6.分析起动系统的常见故障及其原因。七、实验报告要求1.画出桑塔纳2000的起动电路原理图。2.根据起动系统的原理，分析起动系统的常见故障及检修方法。实验三汽车电子点火系统的认识与检测一、实验目的1.通过实验熟练掌握汽车电子点火系统的组成。2.熟悉电磁感应式电子点火系统的结构与工作原理。3.掌握熟悉霍尔效应式电子点火系统的结构与工作原理。二、实验原理点火系统包括点火开关、点火线圈、分电器总成、火花塞等，其作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的混合气。在现代汽油发动机中，气缸内燃料和空气的混合气大多采用高压电火花点火。电火花点火具有火花形成迅速，点火时间准确，调节容易等优点。现在的点火系统一般都采用无触点点火系统，工作原理是：把直流低压经过逆变，变成直流高电压，然后通过控制此高电压断续通过点火线圈的初级，在点火线圈的次级感应出高压（一般在20KV）左右，驱动火花塞放电点火。1.ECU:ECU就是整部汽车的智能控制中心，指挥协调汽车的各部工作，同时ECU还有自动诊断功能。其中处理控制点火系统工作是ECU众多工作重要的一项。ECU只读存储器ROM中存有500多万组数据，这些数据大多数是发动机通过各种实际工作情况测量优选得出的，包括了整个汽油机工作范围内各种转速和负荷下的最佳点火提前角及喷油脉宽等有关全部数据。不同型号整车的ECU的存储数据是不同的，各厂家对数据都是保密不公开的；这些数据保证了汽油机在功率性、加速性、经济性和排放控制方面达到最优组合。二、实验原理2.ECU控制点火原理发动机启动后，ECU每10ms采集一次发动机的各传感器动态参数，按预先编好的程序处理这些数据，并存入随机存储器RAM中；同时ECU还要根据电源电压大小、从其只读存储器ROM中选取出适应当前工况的高压变压器初级线圈电流导通时间，(即ECU输出宽度不同的方波电压控制高压输出糸统变压器初级线圈电流大小，实现对高压输电压大小的控制)ECU综合这些数据，从其只读存储器ROM中查找出（计算出）适应当前发动机工况的最佳点火提前角存入随机存二、实验原理储器RAM中，然后利用发动机转速（或转角）信号和曲轴位置信号，将最佳点火提前角转换成点火时刻,即切断高压变压器初级电流的时刻。在下列情况下ECU点火实行开环控制，点火按预设程序工作。3.传感器传感器就是各种不同类型及功用的测量元件，安装在发动机不同的有关部位，把发动机工况各种参数变化反馈给ECU作计算数据。在点火系统中应用的传感器主要有:空气流量计及进气温二、实验原理度传感器、发动机转速及曲轴位置传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器及爆震传感器、氧传感等等。4.高压输出（1）高压输出功率三极管:在电路中起开关作用。（2）高压输出变压器:在电路中把低电压转换成高电压供火花塞点火。（3）高压线:在电路中把高压电传输到火花塞。二、实验原理5.高压的产生及控制原理电磁感应中有几个基本理论，并且应用在了高压的产生及控制上:（1）导体中有电流通过就会产生一个磁场，电流越大磁场越强。（2）导体磁通量的变化(切割磁力线)会产生感应电动势,磁通量变化率越大产生感应电动势越强。（3）导体中产生感应电动势的方向总是阻碍磁力线(电流)变化的，因此产生阻抗。（4）电感元件导通时电流增加按时间指数规律变化。二、实验原理三、实验设备1.点火系统示教板1台2.丰田5A电控系统示教板1台3.桑塔纳2000全车电器实验台1台4.数字式万用表（带电池）1个四、实验内容1.在示教板上找出电磁感应式电子点火系统的实物组成2.在示教板上找出霍尔效应式电子点火系统的实物组成3.分析各组成部分的作用与工作原理4.画出电磁感应式电子点火系统的电路原理图。5.画出霍尔效应式电子点火系统的电路原理图五、实验注意事项1.进行实验操作时，确保实验室通风良好。2.汽车蓄电池含有硫酸并且能够产生爆炸性气体，对人体产生严重伤害，要使蓄电池远离一切可能产生明火的物体。3.要保证在发动机运转时，两个运动组件之间没有可能被夹住的东西，运动部件和皮带有可能卷进衣服，身体的某一部分或测试仪器的导线等，造成危险和人员伤害。4.实验操作过程中，不要相互推挤，防止碰撞造成操作不当引起事故。六、实验思考题1.电磁感应式电子点火系统的组成部分有哪些？2.电磁感应式电子点火系统各个组成部分有何功用？分析其工作原理。3.霍尔效应式电子点火系统的组成部分有哪些？4.霍尔效应式电子点火系统各个组成部分有何功用？分析其工作原理。七、实验报告要求1.画出电磁感应式电子点火系统的电路原理图。2.霍尔效应式电子点火系统的电路原理图。3.根据电磁感应式点火系统和霍尔效应式电子点火系统的原理，分析他们的优缺点。实验四汽车照明设备与信号系统的认识与检测一、实验目的1.通过实验熟练掌握照明设备与信号系统的组成。2.熟悉前照灯的组成及其作用，画出前照灯的电路原理图。3.熟悉转向灯的组成及其作用。4.熟悉制动信号灯的组成及其作用。5.熟悉电喇叭的组成与作用，了解电喇叭的维护与调整方法。6.掌握汽车照明设备与信号系统的故障检测方法。二、实验原理照明设备与信号系统包括汽车内、外各种照明灯及其控