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任务4汽车电源电路的分析与检测任务目标4.1汽车电源电路的组成与工作原理4.2汽车电源电路分析与检测4.3任务实施4.4评价反馈任务目标【任务目标】1.理解汽车电源电路的组成、工作原理2.掌握汽车电源电路的分析与检测方法4.1汽车电源电路的组成与工作原理电源系统是汽车电气系统的重要组成部分之一，它主要包括：蓄电池、交流发电机、点火开关、调节器、放电警告灯或电流表等•蓄电池与发电机并联共同组成汽车的电源系统。•蓄电池主要用于起动供电及发电机发电不足或过载时供电。•在发动机正常工作（怠速转速以上）时，发电机向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。•放电警告灯用来指示蓄电池的充放电状况；调节器的作用是使发电机在转速变化时，能保持其输出电压恒定。4.1汽车电源电路的组成与工作原理1.交流发电机及电压调节器（1）交流发电机的基本原理交流发电机的转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、滑环及转轴等组成。发电机在工作中，通过电刷、滑环使磁场绕组通入直流电，产生一个旋转的磁场；定子由铁心和均匀分布的3个定子绕组组成，在转子所产生的旋转磁场中，三个定子绕组分别切割磁力线而产生相位间隔120°角的三相感应电动势4.1汽车电源电路的组成与工作原理1.交流发电机及电压调节器（2）发电机的整流原理•发电机的整流器由6个二极管组成，与定子绕组连接成三相桥式整流电路。•由于二极管的单向导电性，在每一瞬时，负极接在一起的3个二极管，只有正极电位最高（所连接的定子绕组电动势最高）的那个二极管导通，而正极接在一起的3个二极管，只有负极电位最低（所连接的定子绕组电动势最低）的那个导通。•每一瞬时，发电机的端电压就是两相定子绕组电动势之和，并总是上正下负，将定子绕组的交流变成了直流。4.1汽车电源电路的组成与工作原理2．调节器的基本原理发电机的电压与其转速成正比。当发动机转速的变化时，调节器自动调节发电机磁场绕组的激磁电流，通过改变磁通量使发电机的电压稳定。4.1汽车电源电路的组成与工作原理3．电子调节器的基本原理电子调节器利用三极管的开关特性，通过其导通和截止的相对时间变化来调节发电机的激磁电流。发电机电压通过R1、R2的分压作用，将一定比例的电压施加于稳压管VD，使VD根据发电机电压的变化而导通或截止；小功率三极管VT1的导通或截止受控于VD，起放大的作用；大功率三极管VT2串联于发电机磁场绕组电路中，用于控制激磁电流的大小，电路参数的设置使VT2工作在开关状态，在VT2导通时，发电机磁场绕组电路通路，VT2截止时发电机磁场绕组断电。4.2汽车电源电路分析与检测4.2.1带充电指示灯继电器的电源电路a）内搭铁发电机充电电路；b）外搭铁发电机充电电路1-充电指示灯继电器；2-充电指示灯；3-点火开关；4-调节器；5-接用电设备4.2汽车电源电路分析与检测1．电路特点分析发电机有中点接线柱，其电压为发电机端电压的1/2，它连接充电指示灯继电器线圈，用来控制充电指示灯继电器。充电指示灯继电器为常闭触点，串联在充电指示灯电路中，继电器线圈通电时触点打开，断开充电指示灯电路。内搭铁发电机其调节器连接在磁场接线柱“F”与点火开关之间，外搭铁发电机的调节器一般连接在磁场接线柱“F－”与搭铁之间，以使发电机的激磁电流受调节器控制，稳定发电机的电压。4.2汽车电源电路分析与检测2．电路原理（l）发动机不工作时蓄电池与发电机并联相接，这时如果接通用电设备，由蓄电池向外输出电流。如果接通点火开关（未起动发动机），充电指示灯电路通路（蓄电池＋→点火开关→充电指示灯→充电指示灯继电器触点→搭铁），充电指示灯亮。这时发电机磁场绕组也形成通路。内搭铁发电机的激磁电流通路为：蓄电池＋→点火开关→调节器B接线柱→调节器F接线柱→发电机F接线柱→发电机磁场绕组→搭铁。外搭铁发电机的激磁电流通路为：蓄电池＋→点火开关→发电机F＋接线柱→发电机磁场绕组→发电机F－接线柱→调节器F接线柱→调节器E接线柱→搭铁。4.2汽车电源电路分析与检测（2）发动机工作、发电机正常发电时发电机中点电压使充电指示灯继电器线圈通电，产生磁力将触点吸开，充电指示灯熄灭，指示发电机工作正常；发电机磁场绕组的激磁电流受调节器控制，使发电机的端电压保持稳定；发电机通过电枢接线柱向蓄电池充电、向用电设备供电。（3）发动机工作，发电机不能正常发电时充电指示灯继电器线圈失去电流或电流过小，其触点闭合，充电指示灯亮起，指示发电机、调节器和相关线路组成的充电电路有故障。4.2汽车电源电路分析与检测3．电路检测要点（l）发电机电枢接线柱B在发动机不工作时，测发电机电枢接线柱B与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。如果电压低或为0，则说明发电机与蓄电池之间的电路有断路或接触不良。在发动机运转时，测发电机电枢接线柱与搭铁之间的电压，为13.5~14.5V。如果电压偏低或过高，说明发电机或调节器有故障。4.2汽车电源电路分析与检测（2）发电机磁场接线柱Fl）内搭铁发电机磁场接线柱接通点火开关时，测磁场接线柱F与搭铁E之间的电压，应为蓄电池电压。如果电压很低或为0V，则要检查调节器和发电机、调节器、点火开关之间的线路。2）外搭铁发电机磁场接线柱接通点火开关时，测磁场接线柱F＋与F－之间的电压，应为蓄电池电压。如果F＋与F－之间的电压为0V，并测得F＋与搭铁之间的电压也为0，说明发电机F＋至点火开关线路有断路；如果F＋与F－之间的电压为0V，并测得F－与搭铁之间的电压为蓄电池电压，则要检查发电机F－接线柱与调节器之间的线路和调节器。4.2汽车电源电路分析与检测4.2.2九管整流发电机的电源电路1-点火开关；2-充电指示灯；3-调节器；4-接用电设备；5-蓄电池1．电路分析发电机增设了接线柱D，接线柱D在发电机工作时，有与B接线柱相同的电压，充电指示灯连接在发电机的D、B两接线柱之间的电路上，使充电指示灯可直接由发电机的端电压控制。4.2汽车电源电路分析与检测2．电路原理（l）发动机不工作时这时接通点火开关，充电指示灯及发电机磁场绕组通电，其电流通路为：蓄电池＋→点火开关→充电指示灯→调节器D接线柱→调节器F接线柱→发电机F接线柱→发电机磁场绕组→搭铁，充电指示灯亮起。（2）发动机工作，发电机正常发电时发电机B、D两接线柱的电压都升高，使充电指示灯两端的电压为0，因而充电指示灯熄灭，指示发电机正常工作。这时，发电机通过D接线柱并经调节器向其磁场绕组提供激磁电流；发电机通过B接线柱向蓄电池充电并向用电设备供电。（3）发动机工作，但发电机不发电时发电机的B接线柱端降为蓄电池电压，D接线柱端电压降得更低，使充电指示灯又有电流通过而亮起，指示发电机或调节器有故障。4.2汽车电源电路分析与检测3．电路检测要点（l）发电机电枢接线柱B在发动机不工作时，测量发电机电枢接线柱B与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。如果电压低或为0V，则说明发电机与蓄电池之间的电路有断路。在发动机运转时，测量发电机电枢接线柱与搭铁之间的电压，为13.5-14.5V。如果电压偏低或过高，说明发电机或调节器有故障。4.2汽车电源电路分析与检测（2）发电机D接线柱在未接通点火开关时，测量发电机D接线柱与搭铁之间的电压，应为0。如果D接线柱电压不为0，则要检查发电机内的整流二极管是否有短路。在接通点火开关时，测量发电机D接线柱与搭铁之间的电压，应有较低的电压。如果电压为0，则要检查充电指示灯及灯与发电机D接线柱之间的线路；如果电压高（蓄电池电压），则要检查调节器、调节器与发电机F接线柱之间的线路、发电机内的磁场绕组及电刷与滑环的接触等。（3）发电机磁场接线柱F在接通点火开关时，测量发电机F接线柱与搭铁之间的电压，应有较低的电压。如果电压为0，则要检查充电指示灯、调节器及充电指示灯线路；如果电压高（蓄电池电压），则要检查发电机内的磁场绕组及电刷与滑环的接触等。4.2汽车电源电路分析与检测4.2.3整体式发电机的电源电路桑塔纳2000电源系统电路图4.2汽车电源电路分析与检测1．电路分析整体式发电机将发电机的电压调节器置于发电机内，发电机无磁场接线柱，但有一个充电指示灯接线柱D+。由于调节器及相应的电路都在发电机内部，因而其电源电路相对比较简单。L接线柱在发电机内部连接提供激磁电流的整流器输出端。因此，当发电机正常发电时，L接线柱的电压与B接线柱相同。4.2汽车电源电路分析与检测2、电路原理当发电机工作时，定子绕组中产生的三相交流电动势经输出整流电路整流后，输出直流电压UB+向负载供电，并向蓄电池充电，发电机的磁场电流则由磁场电路整流后输出的直流电压UD+供给。当点火开关接通时，充电指示灯电路接通，其电路为：蓄电池正极→中央配电盒P插座→点火开关端子30→点火开关→点火开关端子15→电阻R1、R2和充电指示灯→二极管→中央配电盒A插座的16端子→中央配电盒内部线路→D插座的4端子→蓄电池旁边的单端子连接器T1→发电机“D+”端子→发电机磁场绕组→调节器→搭铁→蓄电池负极。可见，充电指示灯一端（左端）接蓄电池电压，一端（右端）接发电机“D+”端输出电压。在发电机尚未发电时，发电机“D+”端尚无电压输出，充电指示灯两端电位差较大，指示灯发亮，指示磁场电流接通并由蓄电池供电。4.2汽车电源电路分析与检测发动机起动后，随着发电机转速升高，发电机“D+”端电压随之升高，充电指示灯两端的电位差降低，指示灯亮度减弱。当发电机电压升高到蓄电池充电电压UC时，发电机“B+”端与“D+”端电位相等（UB+=UD+=UC+），此时充电指示灯两端电位差降低到零，指示灯熄灭，指示发电机已正常发电，磁场电流由发电机自己供给。当发电机转速降低时，“D+”端电位降低，指示灯两端电位差增大，指示灯又发亮，指示蓄电池放电。当发电机高速运转、充电系统（发电机或调节器）发生故障而导致发电机不发电时，由于“D+”端无电压输出，因此充电指示灯两端电位差增大，指示灯发亮，警告驾驶员应及时停车排除故障。4.2汽车电源电路分析与检测3、电路检测要点（l）发电机电枢接线柱在发动机不工作时，测发电机电枢接线柱“B+”与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。如果电压低或为O，则说明发电机与蓄电池之间的电路有断路。在发动机工作时，测发电机电枢接线柱“B+”与搭铁之间的电压，有13.5~14.5V。如果电压偏低或过高，则说明发电机或调节器有故障。（2）发电机充电指示灯接线柱L在未接通点火开关时，测量发电机接线柱L与搭铁之间的电压，应为0。如果接线柱L电压不为O，则要检查发电机内的整流二极管是否有短路。在接通点火开关时，测量发电机接线柱L与搭铁之间的电压，应有较低的电压。如果电压为O，则要检查充电指示灯与发电机接线柱L之间的线路；如果电压过高（蓄电池电压），则要拆检发电机，检查发电机内部的调节器、磁场绕组及电刷与滑环的接触等。4.2汽车电源电路分析与检测4.2.4集成电路调节器电源电路夏利轿车的集成电路调节器电源电路4.2汽车电源电路分析与检测1．电路分析它的IG端经点火开关接至蓄电池，用于检测蓄电池和发电机电压，从而控制三极管VT1的导通与截止（发电机磁场电路）。它的P端接至发电机定子绕组某一相上，该点电压为交流发电机直流输出电压的一半。单片集成电路调节器从P端检测到交流发电机的电压，从而控制三极管VT2的导通与截止（充电指示灯电路）。4.2汽车电源电路分析与检测2、电路原理当点火开关接通，发电机未转动时，蓄电池电压经点火开关加到发电机IG端和调节器的IG端，调节器的电源就被接通，调节器电源电路为：蓄电池正极→易熔线（60A）→点火开关B端子→点火开关触点→点火开关IG端子→熔断器（15A）→发电机线束连接器IG端子→IC调节器内部电路→搭铁E端子→蓄电池负极。单片集成电路检测出这个电压，使VT1导通，于是磁场电路接通。磁场电路为：蓄电池正极→易熔线（60A）→点火开关B端子→发电机输出