汽车电器及电子设备

汽车电器及电子设备张大成车辆工程教研室总论一、传统电器设备二、电子控制装置电器与电子控制装置也称之为汽车的“神经”1、汽车电器设备的组成（1）充电系——有发电机、调节器、蓄电池等，汽车用电设备的电源；一、传统电器设备传统电器设备的组成1、充电系统（电源系统）2、起动系统3、点火系统4、照明信号系统5、仪表系统6、其他辅助电器（2）起动系——主要指起动机，其任务是起动发动机；（3）点火系——分电器、点火线圈、火花塞等，其功能是产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气；（4）照明信号设备——包括各种照明灯和信号灯以及喇叭、蜂鸣器等。其任务是保证各种运条件是的人车安全；照明信号系统头灯（前照灯）（HeadLamp）雾灯（FogLamp）倒车灯（BackUpLamp）室内灯（RoomLamp）仪表灯（MeterLamp）车幅灯（ClearanceLamp）驻车灯（ParkingLamp）牌照灯（LicensePlateLamp）指示用尾灯（TailLamp）方向指示灯（TurnSignalLamp）刹车灯（BrakeLamp）照明用警告灯油压警告灯（OilPressureWarningLamp）充电警告灯（ChargeWarningLamp）油量警告灯（FuelLevelWarningLamp）远光指示灯（HighBeamIndicator）驻车刹车使用灯（ParkingBrakeLamp）冷却水温警告灯（WaterTemperatureLamp）阻风门使用灯（ChockLamp）（5）仪表——燃油表、机油压力表、水温表、车速表；燃油表水温表车速表发动机速度表（6）辅助设备——电动刮水器、挡风玻璃洗涤设备、防无线电干扰设备等。2、汽车电器设备的特点（1）低电压——汽车用电源电压有6V、12V和24V三种，以12V和24V居多；（2）直流电源——主要从蓄电池从充电角度来考虑；（3）单线制——汽车上所有用电设备是并联的，汽车发动机、底盘等金属机体，作为各种电器的公用电路，由用电器到电源只需一条导线；（4）负极搭铁——我国JB515-64《汽车、拖拉机用电设备技术条件》中规定的。二、电子控制装置1、电子控制燃油喷射系统（EFI-ElectronicFuelInjection）发动机舱内进气管道上有“EFI”字样2、电控自动变速器（AT-AutomaticTransmission/Transaxle）自动变速器换档操纵控制台3、电控转向系统（EPS-ElectronicPowerSteering）4、电控悬架系统5、电控制动防抱死系统（ABS-Anti-lockBrakeSystem）汽车尾部有“ABS”字样6、辅助乘员保护系统（SRS-SupplementalRestraintSystem(安全气囊)）方向盘上有“SRSAIRBAG”字样7、自动空调（A/C-AirCondition(er)）空调控制面板上有“AUTO”字样第一节蓄电池的作用、构造与型号第一章蓄电池一、铅酸蓄电池的作用•发动机起动时，向起动机和点火系供电；•在发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电；•当用设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；•蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，将发电机的电能转变为化学能储存起来（充电）。二、蓄电池的构造1、极板组2、隔板3、壳体4、联条5、加液孔盖6、电解液加液孔盖加液孔盖壳体极柱观察区观察区隔板极板组蓄电池外壳加液孔盖联条1、极板组•极板组分为正极板、负极板，蓄电池的充放电过程就是依靠极板上活性物质的电解液中的H2SO4化学反应来实现的。•正极板的物质为二氧化铅（PbO2），呈深棕色；负极板上的物质为海绵状的纯铅（Pb），呈青灰色。•一般负极板厚1.8mm；正极板厚2.2mm。•为了提高蓄电池的容量，将多片正负极板分别并联，用横板焊接，组成正负极板组。•正负极板相互嵌合，中间插入隔板，负极板的数量总比正极板多一片，其目的是正极板两侧放电均匀，以免极板拱曲。•极板的活性物质分别充填在铅锑合金铸成的栅架上2、隔板•隔板位于正负极板之间，它可以使正负极板尽可能靠近但彼此又不接触（不会短路），有效减小蓄电池的内阻和体积。•隔板具有多孔性，以便电解液流动。•常用的材料有木质的、微孔橡胶的、微孔塑料的、塑料纤维以及浸树脂纸质的。3、壳体•用来盛放电解液和极板组。•应耐酸、耐热、耐振，通常用硬橡胶制成。4、联条•蓄电池3个或6个单格电池之间靠联条进行串联，现多采用穿壁式联接方式(见图)。5、加液孔盖•加液孔盖用来防止电解液溅出及加注电解液，加液孔盖上有通气孔，这样可以使电解过程中产生的H2和O2排出。6、电解液•电解液是用专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，一般比重为1.24~1.30。电解液比重对蓄电池的影响•电解液比重对蓄电池的工作影响很大•电解液比重小，易结冰，蓄电池的容量小•电解液比重过大，由于其粘度增加，其容量反而下降，而且缩短其寿命。•电解液的密度应根据地区、气候条件和制造厂的要求而定。不同地区和气温条件下的电解液比重气候条件全充电蓄电池15℃度时的比重冬季夏季冬季温度低于-40℃的地区1.3101.250冬季温度高于-40℃的地区1.2901.250冬季温度高于-30℃的地区1.2801.250冬季温度低于-20℃的地区1.2701.240冬季温度低于0℃的地区1.2401.240三、蓄电池的类型与编号•蓄电池的型号一般都标注在外壳上，其型号的编制由五部分组成。如3-Q-105表示蓄电池由3个单格组成，额定电压为6V，额定容量为105A·h的起动用铅蓄电池。6-QA-105表示蓄电池由6个单格组成，额定电压为12V，额定容量为105A·h的起动用干荷电极板，高起动率铅蓄电池。123451——蓄电池单格数，用阿拉伯数字表示，常用的有3和6。2——蓄电池的用途，用汉语拼音第一个字母表示，Q为起动型，M为摩托车用，JC为船用，HK为飞机用等。3——如A为干式荷电极板，无字为干封普通极板铅蓄电池。4——20h率放电额定容量，用数字表示。单位为A·h。5——特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示，如G为高起动率。第二节蓄电池的工作原理一、放电过程正极：PbO2+2H2SO4→Pb+++++2SO4--+2H2OPb+++++2e→Pb++(正电位)负极：Pb+H2SO4→Pb+++SO4--+H2+2e(负电位)电动势：E=2.0-(-0.1)=2.1V二、充电过程正极：PbSO4Pb+++SO4–Pb++-2e→Pb++++Pb+++++2H2O→PbO2+2H+负极：Pb+++2e→Pb蓄电池的工作原理Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电第三节蓄电池的工作特性一、电动势的内阻Ej=0.84+γ15℃γ15℃=γt+0.00075(t-15)式中，γ15℃表示15℃时电解液的比重二、蓄电池的充电特性Uc=E+IcRn三、放电特性Uf=E-IfRn第四节蓄电池的容量一、蓄电池容量蓄电池的容量是指在放电允许的范围内蓄电池输出的电量，即Q=If·tf蓄电池的容量与放电电流的大小及电解液的温度有关，其标称形式有两种：1、额定容量Qe2、起动容量二、影响蓄电池容量的因素1、放电电流放电电流越大，蓄电池的容量越小，这是因为放电过程中，正负极板上的PbO2和Pb与H2SO4发生反应生成的PbSO4使极板孔隙缩小，H2SO4的渗入困难，放电电流越大，化学反应速度越快，PbSO4堵塞极板孔隙加快，H2SO4的渗入越困难，其实际输出的容量越小。)30(01.0130tQQtC2、电解液温度在一定的放电电流下，温度越低则容量越小。蓄电池的额定容量是在+30°C时的容量，温度每降低1℃，缓慢放电时的容量约减少1%，迅速放电时约减少2%，不同温度下的容量可用下式换算成30°C时的容量Qt表示电解液平均温度为t℃时的实测容量（A·h）3、电解液比重提高电解液比重，可以提高铅蓄电池的电动势和容量。但电解液比重过大，又导致粘度增加和内阻增大，蓄电池容量反而减小。冬季在电解液不结冰的前提下，可能采用稍低些的电解液比重第五节蓄电池的故障及其排除蓄电池的外部故障有壳体或盖子裂纹、封口胶干裂、极桩松动或腐蚀；内部故障有极板硫化、活性物质脱落、自行放电、极板拱曲等。一、极板硫化蓄电池极板表面生成一层白色的粗晶粒的PbSO4，正常充电时它不能转化成PbO2和Pb，称为极板硫化。原因：蓄电池放电或充电不足状态下长时间放置。电解液液面过低。电解液比重过大或不纯。预防办法：充足电后存放，定期补充充电。硫化不严重时，采用去硫充电法、快速充电法、或大电流充电法进行补救。硫化严重时报废。二、自行放电充足电的蓄电池放置不用，会逐渐失去电量的现象，称为自行放电。原因：电解液不纯蓄电池外部极柱之间短路放电极板活性物质脱落补救办法：倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水清洗后重新组装。三、极板短路和活性物质脱落第六节蓄电池的充电及充电设备一、充电种类1、初充电（1）准备：加注一这比重的电解液（温度不超过30℃），静置3~6h后检查并补充电解液至高出极板上缘15mm。（2）充电第一步：按下表的充电规范进行充电直至电解液中放出气泡，单格电压达到2.4V为止。（3）充电第二步：第二阶段将充电电流减半，继续充到电解液中剧烈放出气泡（沸腾），电解液比重的电压连续3h稳定不变为止。全部充电时间约60~70h。充电过程中应注意观察并测量电解液温度，当上升到40℃时应将充电电流减半，如继续上升到45℃则应停止充电，直到温度下降为35℃以下时再充电。接近充电终了时，检查并调整电解液比重，并再充电2h。表铅蓄电池充电电流规范蓄电池型号初次充电补充充电第一阶段第二阶段第一阶段第二阶段电流/A时间/h电流/A时间/h电流/A时间/h电流/A时间/h3-Q-75525~35320~307.510~1143~53-Q-906320~309.010~1153~53-Q-1057420~3010.510~1153~53-Q-1208420~3012.510~1163~53-Q-1359520~3013.510~1173~53-Q-15010520~3015.010~1173~53-Q-19511720~3019.510~11103~56-Q-60425~35220~30610~1133~56-Q-755320~307.510~1143~56-Q-906320~309.010~1143~56-Q-1057420~3010.510~1153~56-Q-1208420~3012.010~1163~52、补充充电当出现下列情况时进行补充充电：（1）当电解液比重下降到1.150以下时；（2）冬季放电超过25%，夏季超过50%时；（3）灯光比平时暗淡，起动机无力时；（4）单格电池电压降到1.7V以下时。3、预防硫化过充电用平时补充充电的电流值将电池充足，中断1h，再用1/2的补充充电电流值进行充电直至沸腾为止。4、锻炼循环充电正常充足电后，用20h放电率放完电，再正常充电后使用。二、充电方法1、定电流充电在充电过程中，使充电电流保持恒定的方法。2、定电压充电在充电过程中，使充电电压保持恒定的充电方法3、脉冲快速充电在常规充电时间太长的基础上，改进的采用的反复充放电的脉冲式充电方式，采用该方法进行充电时，初充电一般不超过5h，补充充电只需0.5~1.5h。REUcIc三、充电注意事项（1）严格遵守各种充电方法的充电规范。（2）在充电过程中注意各个单格电池的电压与比重。（3）在充电过程中注意蓄电池的温升，必要时减小充电电流或停止充电。（4）初充电工作不可长时间间断。（5）室内充电时，应打开孔盖，并保持室内通风。（6）充电时，导线连接应可靠，严禁使用明火。四、蓄电池的检查蓄电池液面的检查吸管式密度计结构及测量电解液密度的方法用高功率放电计测量单格电压