汽车电源系统

模块二汽车电源系统课题一蓄电池的结构课题二蓄电池的工作原理课题三蓄电池的充电课题四蓄电池的维修课题五交流发电机的结构课题六交流发电机的工作原理课题七交流发电机的维修课题八电压调节器的结构课题九电源系统电路课题一蓄电池的结构一、蓄电池的功用（1）发动机起动时，向起动机和点火系统供电。（2）发动机低速运转时，向用电设备和发电机励磁绕组供电。（3）发动机中、高速运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来。（4）发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。（5）蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电气系统电压的稳定。二、蓄电池的结构1．极板极板是蓄电池的核心，在蓄电池充、放电过程中，电能与化学能的转换就是通过正、负极板上的活性物质与电解液中的硫酸进行电化学反应来实现的。2．隔板为避免正、负二极板彼此接触而导致短路，正负极板间用绝缘的隔板隔开。3．电解液电解液的作用是与极板上的活性物质发生电化学反应，进行电能和化学能的相互转换。4．外壳蓄电池外壳用于盛放电解液和极板组。5．蓄电池盖蓄电池盖用来封闭蓄电池，有硬质橡胶盖和聚丙烯塑料盖两种。6．联条联条用于连接蓄电池各单格，采用纯铅制作。7．极桩蓄电池各单格电池串联后，两端的正负极桩穿出电池盖，用于连接外电路。8．防护板9．加液孔盖10．封口料三、蓄电池的型号和选用1．国产蓄电池的型号和规格按照JB/T2599—1993《起动型铅蓄电池标准》的规定，国产蓄电池的型号共分为3段5部分，其排列及含义如下。第一部分表示串联的单格蓄电池数。第二部分表示蓄电池的类型。第三部分表示蓄电池特征。第四部分表示蓄电池的额定容量。第五部分表示蓄电池的特殊性能。2．进口蓄电池的型号从不同国家进口的蓄电池均根据进口国标准生产，这些标准有LEC国际（国际标准）、BS（VBS系列英国标准）、DIN（PZS系列德国标准）、JIS（日本标准）、BCI（美国标准）等。认识蓄电池（1）各零部件的装配特点及相互关系。（2）外部联结式蓄电池和穿壁联结式蓄电池的结构特点。（3）观察正、负极板组的结构组成及它们的异同点。（4）观察隔板的安装方法及各类隔板的特征。（5）观察加液孔盖的结构特点。（6）观察壳体的结构特点。课题二蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理就是化学能和电能的相互转化。一、蓄电池的工作原理1．蓄电池的放电图2.3蓄电池的放电过程2．蓄电池的充电图2.4蓄电池的充电过程由蓄电池充放电时的化学反应过程，可以得出如下几点结论。（1）蓄电池在放电时，电解液中的硫酸逐渐减少，水逐渐增多，电解液密度减小；蓄电池在充电时，电解液中的硫酸逐渐增多，而水逐渐减少，电解液密度增大。（2）在充放电时，电解液密度发生变化，主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。（3）蓄电池放电终了时，极板上尚有70%～80%的活性物质没有起作用。二、蓄电池的工作特性1．蓄电池的静止电动势蓄电池的静止电动势是指蓄电池内部工作物质的运动处于静止状态（不充电也不放电）下的电动势，静止电动势可用直流电压表或万用表直接测量。静止电动势可用式（2.1）计算。Ej=0.84+ρ25℃2．蓄电池的放电特性图2.5蓄电池的放电特性由此可见，蓄电池在放电终了有如下特征。（1）单格电压放电至终止电压（以20h放电率放电，单格电压降至1.75V）。（2）电解液密度降至最小许可值（约1.11g/cm3）。3．蓄电池的充电特性图2.6蓄电池的充电特性可见，蓄电池在充电终了时（充足电）有如下特征。（1）蓄电池内产生大量气泡，即出现“沸腾”现象。（2）端电压上升至最大值，且2h内不再增加。（3）电解液密度上升至最大值，且2～3h内不再增加。蓄电池技术状况的检测操作一蓄电池外观的检查（1）检查蓄电池外壳是否有裂纹、破损漏电解液。（2）检查蓄电池极桩是否松动、表面是否有氧化物。（3）检查蓄电池加液孔盖（普通铅蓄电池）是否畅通。（4）检查蓄电池单格小盖（普通铅蓄电池）密封胶是否干裂。操作二电解液液面高度的检测1．玻璃管检测法2．液面高度指示线检测法3．液位镜检测法图2.7电解液液面高度的检测操作三电解液密度的检测图2.8检测蓄电池密度对于刚进行过强电流放电或刚加过蒸馏水的蓄电池，不宜进行电解液密度测量。因为此时电解液混合不均会使测量结果不准。电解液密度应根据地区、季节不同来选择，过高、过低都将影响蓄电池的容量。操作四端电压的检测1．用高率放电计检测单格电池的端电压图2.9高率放电计2．用专用检测仪检测端电压图2.11奥迪轿车蓄电池检测3．大负荷放电测试蓄电池端电压图2.12SVAT-40型检测仪课题三蓄电池的充电一、蓄电池的充电设备1．硅整流充电机图2.13硅整流充电机外形图2．快速充电机3．充电电源图2.14充电电源二、蓄电池的充电方法1．定电压充电在充电过程中，加在蓄电池两端的充电电压保持恒定不变的充电方法，称为定电压充电。图2.15蓄电池并联充电连接图2．定电流充电蓄电池在充电过程中，其充电电流保持恒定不变的充电方法，称为定电流充电。3．脉冲快速充电法蓄电池的充电蓄电池的充电有初充电、补充充电、去硫化充电和循环锻炼充电4种。操作一蓄电池的初充电（1）检查蓄电池外壳有无破裂，拧下加液孔盖的螺塞，检查通气孔是否畅通。（2）根据不同季节和气温选择电解液密度，将适当密度且温度低于30℃的电解液从加液孔处缓缓加入蓄电池内，液面要高出极板上沿10～15mm。（3）蓄电池加入电解液后，要静置3～6h，让电解液充分浸渍极板。电解液充分渗透到极板内部后电解液有所减少，液面下降，应再加入电解液把液面调整到规定值。待蓄电池内温度低于30℃时，将充电机与蓄电池相连，准备充电。（4）新蓄电池在储存中可能有一部分极板硫化，充电时容易过热，所以初充电选用的电流较小，充电分两个阶段进行。（5）初充电接近终了时，如果电解液密度不符合规定，应用蒸馏水或密度为1.40g/cm3的稀硫酸进行调整，再充电2h，直至蓄电池单格端电压上升到最大值，并在2～3h内不再增加。当电解液密度上升到最大值，也在2～3h内不再增加，并产生大量气泡，电解液呈“沸腾”状态时，蓄电池已充满电，应切断电源，以免过充电。（6）新蓄电池充满电后，应以20h放电率放电，如3-Q-90型蓄电池以4.5A电流连续放电至单格电压1.75V，然后按补充充电的电流值充足，再以20h放电率放电。如果第二次放电时蓄电池容量不小于额定容量的90%，则可进行一次最后的充电，便可送出使用。操作二蓄电池的补充充电（1）从汽车上拆下蓄电池，清除蓄电池盖上的脏污，疏通加液孔盖上的通气小孔，清除极桩和导线接头上的氧化物。（2）旋下加液孔盖，检查电解液的液面高度，如果高度不符合规定要求，应添加蒸馏水，但如果确定是电解液逸出导致液面下降，则应用密度为1.40g/cm3的稀硫酸调配，使电解液液面高出极板上缘10～15mm。（3）用高率放电计检查各单格的放电情况，要求蓄电池的各单格电池电压基本一致。（4）将蓄电池与充电机相连。（5）将加液孔盖拧紧，擦净蓄电池表面，便可使用。操作三去硫化充电法操作四循环锻炼充电法课题四蓄电池的维修蓄电池的维修包括蓄电池的正确使用、日常维护和修理。一、蓄电池的正确使用和维护1．蓄电池的正确使用2．蓄电池的维护二、蓄电池常见故障及其排除方法1．蓄电池常见的外部故障及其排除方法（1）容器破裂。（2）封口胶裂纹。（3）极桩螺栓和螺母腐蚀。（4）蓄电池爆炸。2．蓄电池常见的内部故障及其排除方法（1）极板硫化。（2）自行放电。（3）极板短路。（4）极板活性物质脱落。蓄电池的维修在蓄电池的常见故障中，有的不需要将蓄电池解体即可排除，如极板硫化不严重时，可以采用去硫化充电的方法排除故障。而有些故障发生在蓄电池内部，必须把蓄电池解体，方可排除故障，如极板上活性物质脱落（需要换极板）、极板拱曲等。操作一解体蓄电池1．拆除联条2．除去封口胶3．取出极板组操作二清洗蓄电池操作三修理蓄电池各零部件1．外壳（1）直观检查法。（2）渗透法检查。（3）试灯法检查。2．极板3．隔板4．极桩和联条操作四组装蓄电池将修理好的正、负极板相互交错插在一起，在极板间插入隔板。将组装好的各极板放入蓄电池槽中，其松紧应适中，然后在其上装上防护板，再装上蓄电池盖。课题五交流发电机的结构一、交流发电机的功用和类型交流发电机是汽车的主要电源之一，它与电压调节器互相配合工作，其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备供电，并向汽车上的蓄电池充电。我国交流发电机的型号如下。第一部分为产品代号。第二部分为电压等级代号。第三部分为电流等级代号。第四部分为设计序号。第五部分为变型代号。二、交流发电机的结构汽车上的交流发电机大多采用三相同步交流发电机，其结构按类型的不同而异，普通式与整体式车用交流发电机在结构上大同小异，而与无刷式、永磁式有较大的差异。1．定子总成定子总成用来产生和输出三相交流电，又叫电枢，由定子铁心和定子绕组组成，如图2.24所示。图2.24定子总成2．转子总成转子总成又称励磁绕组（也称磁场绕组、磁场线圈），作用是用来产生磁场。由两块爪（鸟嘴）形磁极、磁场绕组、滑环及轴等组成，如图2.27所示。图2.27转子总成3．整流器整流器的作用是将定子绕组输出的三相交流电，通过三相桥式整流变成直流电输出。整流器由正整流板和负整流板组成，如图2.28所示。图2.28整流板4．前后端盖前后端盖是交流发电机的安装基础，用来固定定子、支承转子总成并封闭内部构造．5．电刷与电刷架电刷的作用是通过滑环给励磁绕组提供电流。6．带轮和风扇发电机由发动机通过其前端装的带轮带动。拆装交流发电机操作一拆卸交流发电机①拆下固定电刷组件的两个固定螺钉。②拆下连接前后端盖的紧固螺栓。③拆下带轮。④分离前端盖与转子。⑤拆下后端盖外的防护罩。⑥拆下定子绕组与整流器的连接螺钉。⑦拆下整流器与后端盖的连接螺钉。⑧零部件的清洗。操作二组装交流发电机①组装交流发电机各零部件之前，先将轴承填充规定型号的润滑脂（1～3号复合钙钠基润滑脂或2号低温润滑脂），填充量以轴承空间的2/3为宜。若过量则易溢出，溅到滑环上会导致电刷与滑环接触不良。②将前端盖、风扇、半圆键和带轮依次装到转子轴上，并用螺母紧固。③将整流板、定子绕组依次装入后端盖。④将两端盖装合在一起（注意两端盖的相互位置），并按要求拧紧连接螺栓。⑤装好后端盖防护罩。⑥装好电刷组件。⑦装复完毕后，用手转动驱动带轮，检查转动是否灵活自如；再用万用表检测各接线端子间的电阻值是否符合要求。课题六交流发电机的工作原理一、交流发电机的工作原理1．交流电动势的产生图2.36电动势产生原理图2．整流过程图2.37三相桥式整流电路的整流过程3．励磁方式交流发电机励磁电流的控制形式有两种，一种是控制励磁电流的火线，其搭铁可以通过发电机本体直接搭铁，我们通常称这种控制方式为内搭铁（或内搭铁交流发电机），如图2.38（a）所示；另一种控制方式是控制励磁电流的搭铁，我们通常称这种控制方式为外搭铁（或外搭铁交流发电机），如图2.38（b）所示。图2.38励磁电流的控制形式二、交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性是指交流发电机转速（n）、输出电压（U）与输出电流（I）三者之间的关系。工作特性包括输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。1．输出特性输出特性也称负载特性或输出电流特性，是指交流发电机输出电压保持一定时，发电机的输出电流与转速之间的关系。2．空载特性空载特性是指无负荷时，发电机输出电压与转速的变化规律。3．外特性外特性是指发电机转速保持一定时，发电机的输出电压与输出电流的关系。交流发电机的不解体检测交流发电机的不解体检测是在交流发电机拆解前进行的，目的是为了初步判断交流发电机内部故障的部位。操作一检测发电机“+B”与“E”之间的电阻值操作二检测发电机“F”与“E”之间的电阻值操作三检测发电机“N”与“E”之间的电阻值操作四检测发电机“D+”与“E”之间的电阻值交流发电机的性能检测操作一交流发电机的就车检测1．检查蓄电池和电