项目一 汽车电源系统检修

项目一汽车电源系统的检修学习目标•1．知识目标•（1）懂得汽车电工维修基础知识。•（2）熟知汽车电源系统的组成、原理。•（3）熟知汽车交流发电机的构造与工作原理。•（4）熟知汽车整流电路的工作原理及特点。•（5）熟知整流器的工作原理及特点。•2．能力目标•（1）会正确识别各蓄电池的型号。•（2）会正确维护保养蓄电池。•（3）能车上车下拆装发电机、蓄电池。•（4）能使用万用表检测汽车交流发电机。任务一汽车电工基础的认知•【任务导入】•对一名合格的汽车维修技师来说，汽车电气系统的维修技术必不可少，要真正学会对汽车电气各系统检修，就必须要练好基本功——学会电气维修基础知识。•在现代汽车中，电气系统是最重要的系统之一，随着对汽车动力性、燃油经济性、安全性、舒适性等要求的增高，越来越多的部件和系统都与电控有关。作为一名汽车维修工，要确保正确地诊断和排除车上复杂的电器故障。首先应该全面的掌握电工基础知识。•【任务分析】•本单元讲述了电压、电流、电阻、电子元件、电学效应等电工基础知识，以及电器电子测量仪器设备的正确应用和电路分析。只有对电学有了全面的理解和掌握，才有助于我们以后对汽车复杂电器故障的诊断维修打下坚实的基础。•【相关知识】•一、电工学基础•1．电流•电流是电流强度的简称，它是指电荷在金属导体中或电子在半导体中流动的速率，准确地说它是1秒钟内通过电路中任一横截面的电荷的数量。电流通常以字母I表示，单位是安培(A)，如图1–1所示。图1–1电流原理①—水流表；②—电流表；③—用电器•2．电压•电压是线路中两点之间的电位的差值，也是电子流流动的原动力。电压一般用字母U表示，单位是伏特(V)。•3．电阻•电阻就是电路中电子流动的阻力，电阻通常以字母R表示，单位是欧姆（Ω）。•电路中的无用电阻会消耗电流，使负荷增加，从而导致设备的不良运行或停止运转。电路中的电阻越大，电流就越小。如图1–5所示，电阻就像水管中的瓶颈一样。电阻降低或限制电流的流动。图1–5水流阻力与电阻•电路中的主要电阻是览圈、灯泡、半导体元件等。线路中出现的不正常电阻多因插头、接地点虚接、腐蚀或导线被拉伸造成，如图1–6所示。•4．欧姆定律•欧姆定律是电学的基本定律，在同一电路中电流（I）与电路中的电阻值（R）成反比，与电路中的电压（U）值成正比。如图1–7所示。图1–6电阻产生的地点•5．基础电路•无论是在生活中还是在汽车电路中都由并联或串联组成，在大多数时它们共同出现在同一电路中。•6．电的三大效应•1）热效应（如图1–13所示）•2）光效应（如图1–14所示）图1–7欧姆定律关系图图1–13汽车热效应电器图1–14汽车光效应电器•3）电磁效应（如图1–15所示）•7．电子基础元件•电子基础元件主要有二极管、三极管、电容、电阻、可控硅等，其中可控硅在汽车上应用的相对要少一些。二极管、三极管及电容在汽车上应用较为广泛，如图1–16所示。图1–15汽车电磁效应电器图1–16汽车电子基础元件•二、汽车电工基础元件•1.电路保险丝•1）片式保险丝•自1977年各种颜色的叶片式熔断器就已经开始被使用。叶片式熔断器塑料壳的颜色表明其最大允许电流值，见图1–32图1–32不同规格的保险丝•2）带观察窗新型保险丝•这种保险的特点是接触紧密，不易出现虚接。一般安装在发动机室保险盒内，可直接通过观察窗观察其好坏无需取下测量。•（1）结构•带观察窗的新型保险丝结构见图1–35所示。•（2）保险丝状态观察，如图1–36所示。•图1–35带观察窗新型保险丝•（3）玻璃管保险•这种保险丝一般安装在早期汽车用电器元件内部，如音响中控盒等。主要是保护用电器电源电路，如图1–37所示。图1–36保险丝观察图1–37玻璃管保险丝的应用•2．电路继电器•电路中使用继电器，可利用一个相对较小的电流来控制大电流。起到保护控制电路和电路中的开关的作用，如图1–38所示。•3．断电器•断电器的功能是通过断开电路来防止由于电路过载(电流很大)而引起的过热和起火等事故的发生。断电器分机械式和电子式两种，主要在电动座椅、电动门窗、电动天窗、中控锁等易出现运动阻力增加的系统中。图1–38汽车上的各种继电器•三、汽车电气检修相关工具•1．试灯•1）无源试灯（如图1–46所示）•（2）有源试灯（如图1–48所示）图1–46试灯图1–48有源试灯•2．汽车数字万用表•1）数字万用表和数字钳式万用表是两种常用的高阻抗电子测试仪表。用于检测计算机电路的高阻抗仪表通常都是数字式的，然而不是所有的数字式仪表都有10MΩ的内阻。模拟信号(指针式)仪表的内阻总是低于10MΩ，因此它不能用来测量任何计算机电路。在其使用范围内，高阻抗仪表可以用来测试任何汽车电路，如图1–49所示。图1–49自动识别量程的数字万用表•2）数字万用各种测量时的连接方法（如图1–50所示）图1–50数字万用各种测量时的连接方法•3）钳式数字万用表（如图1–51所示）图1–51钳式数字万用表与使用•【任务实施】•一、实施环境•1.汽车实训基地。•2.万用表。•3.汽车保险丝、继电器、断电器若干。•二、实施步骤•1.检修汽车保险丝（如图1–52所示）•2.检修汽车继电器•继电器出现故障时可造成电路很多故障•如电路电压低、开关损坏等。继电器常•见的故障有触点烧蚀、触点粘连、线圈短路、线圈阻值增大等。图1–52用万用表检测汽车保险丝任务二汽车蓄电池的检修•【任务导入】•蓄电池作为汽车上的电源，在发动机不工作时，即当发电机不发电时，向汽车上的用电设备供电。•蓄电池必备特征：•（1）能够提供较大的电流，使起动机带动发动机旋转。•（2）在发电机不发电时，保证车上用电设备正常工作。•（3）可以吸收系统电压的波动。•（4）保持长时间不使用汽车的记忆功能及报警功能有效。•满足这4点的蓄电池种类很多，但是只有铅酸蓄电池被工作认可。首先是价格以被公众接受，再就是使用周期比较长，以及工作温度适合大部分地区。•蓄电池为全车电器供电，它的好坏直接影响汽车相关电气设备的工作，学会保养与检测蓄电池是电气设备维修的基础。•【任务分析】•本单元的任务即认识蓄电池并连接其工作原理，能独立的更换、保养、蓄电池，并进行充放电操作。•【相关知识】•一、蓄电池•1.蓄电池的作用•1）发动启动时，蓄电池向起动机和点火系统供电。•2）发动机低速运转发电机电压较低或不发电时，蓄电池向用电设备同时还向交流发电机磁场绕组供电。•3）发动机中、高速运转发电机正常供电时，蓄电池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，蓄电池协助发电机向用电设备供电。•除此之外，蓄电池还有一些辅助功能。因为蓄电池相当于一只大容量的电容器，不仅能保持汽车的电压稳定，而且还能吸收电路中出现的瞬时过载电压保护电子元件不被损坏。•2.汽车对蓄电池的需求•当起动发动机时，蓄电池在短时（5～10s）内，需要向起动机连续供给强大的电流。•3.蓄电池的结构与型号•1）蓄电池由3个或6个单格电池串联而成（如图1–56所示）•目前国内汽车大多数选用12V蓄电池，当汽车电源设计为24V时则选用2个12V蓄电池。现代汽车用蓄电池，结构如图1–57所示。图1–56六个串联的电池图1–57蓄电池结构•【任务实施】•一、实施环境•1.汽车实训基地。•2.万用表、放电器、蓄电池、蓄电池充电机、开口扳手。•3.毛刷、极柱电缆夹拆卸器、电缆极柱清理器、苏打水。•二、实施步骤•1.蓄电池的日常使用与维护•根据蓄电池产生故障的原因和实践经验，蓄电池使用中应注意“三抓”和“五防”。•1）抓抓及时、正确充电•①放完电的蓄电池应24h内进行充电。•②在汽车上使用时,每隔二至三个月进行一次补充充电。•③带电解液存放时，两个月进行一次补充充电。•④在冬季时应保持蓄电池在充足电状态，防电解液结冰。•2）抓正确使用•①不连续使用起动机，每次启动时间不得超过5s，每次启动间隔15s以上。连续起动三次无法正常启动，应排除故障后再进行启动。•②冬季启动发动机时，应对车辆进行预热,以减小启动阻力和启动电流和蓄电池的电力亏损。•③安装、搬运蓄电池应轻搬轻放，切不可随便敲敲打打或在地上拖拽，车上的蓄电池应固定牢固，防止行驶中造成损伤。•3）抓清洁保养•①应保持蓄电池表面清洁，经常清除表面的污物及灰尘。•②当蓄电池极柱或通气孔泄漏电解液时，就及时清除并检查极柱是否接虚或发电量过高。•③保持通气孔畅通和清洁。•4）五防•①防止过充或充电电流过大。•②防止过度放电。•③防止电解液液面过低。•④防止电解液密度过高。•⑤防止电解液混放杂质。•2．蓄电池的维护与保养•1）保养工具主要有放电计、蓄电池充电机、万用表、极柱刷，如图1–61。•2）蓄电池的清洁•应经常清洗和检查蓄电池电缆与接线柱，以防止在连接处出现电压降，电缆连接松动或腐蚀是启动运转无力或不能启动车辆的常见原因。•在拆卸蓄电池连接、清理蓄电池或进行其他维修之前，一定要对积存在端头、连接器和其他金属部件上的腐蚀物进行中和，中和时可以使用碳酸氢钠水溶液或氨水。图1–61蓄电池保养工具•3）实施步骤：•（1）松开蓄电池负极柱电缆夹。•（2）用极柱电缆夹拆卸器拆卸负极电缆夹。•（3）松开蓄电池正极柱电缆夹。•（4）用极柱电缆夹拆卸器拆掉正极电缆夹。•（5）拆卸蓄电池压紧构件和所有隔热板。•（6）从托架上取下蓄电池。•（7）配制苏打(碳酸氢钠)溶液。•（8）涂在壳体上，防止溶液进入蓄电池中。•（9）用清水冲洗掉小苏打溶液。•（10）钢丝刷把压紧装置构件上的腐蚀产物除去。•（11）晾干金属构件，然后喷涂防腐漆。•（12）用电缆夹清理刷清理蓄电池电缆夹。•（13）用极柱清理刷清理蓄电池极柱。•（14）清理刷可以清理蓄电池极柱极柱清理刷具有内刷丝的清理刷。•（15）把蓄电池装回托架，并把压紧构件安装好。•（16）安装正极电缆，然后再安装负极电缆。•3.蓄电池的状态监测•1）蓄电池检测流程•正确的检测方法和流程，是故障判断的第一步。下面对蓄电池的检测流程以图片形式进行说明，如图1–64所示。图1–64蓄电池状态检测流程•2）蓄电池电压测量•免维护蓄电池，可以用开路电压检测取代比重计检测。当蓄电池充电或放电时，蓄电池的电压会略有变化，因此，蓄电池在无负载时的电压可以反映其充电状况，如图1–65所示。图1–65蓄电池电压测量•3）蓄电池负荷检测•负荷检测可以确定各种类型的密封式和非密封式蓄电池负荷时的性能好坏，即确定蓄电池提供启动电流和维持足够点火系统工作电压的能力。•检测蓄电池的负荷时，可以将蓄电池装在汽车上进行，也可以将其从汽车上拆下后进行。检测时，蓄电池必须处于完全充电或接近完全充电状态下，为了取得最好的检测结果，电解液的温度尽可能接近26.7℃。对密封式蓄电池，如果电解液温度低于15.5℃，就不能进行负荷检测。•4．蓄电池的更换•现代汽车中大量的使用电子设备，其音响、防盗、导航、电话、天窗、车窗等在断开电源后需重新进行设定和输入密码。所以在断开蓄电池负极时应注意收集密码和设定方法，如无法得到密码或方法需向车辆提供备用电源，如图1–70所示。图1–70汽车备用电源•5.蓄电池的充电•根据蓄电池的技术状态不同，充电工艺分为初充电、补充充电和去硫化充电三种。•1）补充充电•蓄电池使用后的充电，称为补充充电。汽车对蓄电池采用恒充电，只恢复蓄电池容量的90%左右。每隔二到三个月对车用蓄电池进行一次补充充电，以改善其性能和使用寿命。•2）充起电源的使用•充起电源的种类繁多，在使用需阅读使用说明书。•【相关拓展】•1．数字式蓄电池分析仪•现在市场上的蓄电池分析仪很多，以美国密特电导•分析分析仪最具代表性如图1–72所示。图1–72数字式蓄电池分析仪•2．蓄电池的工作原理•充满电的蓄电池内，二氧化铅(过氧化物)正极板和负极板浸泡在硫酸溶液(电解液)中，正极板和负极板之间的电势差(电压)大约为2.1V。•1）放电过程（如图1–73所示）•2）完全放电状态（如图1–74所示）。通常，蓄电池不可能达到完全放电状态。但是，在蓄电池被放电后，极板和电解液都接近不活