汽车电气设备构造与维修2

电源系统2.1蓄电池2.2交流发电机知识目标：1.正确描述蓄电池的基本结构和型号；2.了解蓄电池的工作原理；3.正确描述硅整流交流发电机的基本结构及主要部件的功能；4.了解电压调节器的作用。能力目标：1.能够检查、维护和更换蓄电池；2.能够对蓄电池进行补充充电；3.能够完成发电机的检查与更换；4.能够分解及组合发电机并完成重要部件的检查。2.1蓄电池2.1.1蓄电池的结构与工作原理2.1.2蓄电池的工作原理与充放电2.1.3蓄电池的容量与型号2.1.4蓄电池的检查与更换2.1.5蓄电池充电2.1.1蓄电池的结构与工作原理一、概述二、汽车蓄电池的作用三、蓄电池的结构一、概述汽车蓄电池（俗称电瓶）是一种储能装置，是低压直流电源。当发动机运转时，使用小部分动力驱动发电机以产生电能，再充入蓄电池，把电能变成化学能储存。汽车在正常行驶时，汽车的全部电器用电均由发电机供给。二、汽车蓄电池的作用（1）起动发动机时供给起动机摇转发动机所需的大量电流。（2）当发电机发出的电压低于蓄电池电压时或发电机不工作时，供给全车电器所需的电流。（3）当汽车上电器的用电量超过发电机的输出量时，帮助发电机提供电器所需的电流。（4）平衡汽车电系的电压，不使电压过高或过低。三、蓄电池的结构1.壳体2.极板组3.电解液4.盖板5.蓄电池观察窗6.极桩7.联条1.壳体蓄电池壳体以硬橡胶或塑胶模制成，有的采用黑色，也有使用透明塑胶制成，可以观察蓄电池内部情形后再定。壳体为整体式结构，壳体内部由六个互不相通的单体组成，底部有突起的肋条以安置极板组。蓄电池的结构图2.极板组（1）栅架（2）正极板（3）负极板（4）极化处理（5）隔板极板的构造极板组的构造3.电解液蓄电池中的电解液，俗称电水，是稀硫酸，密度为1.260～1.280g/cm3；电解液必须保持高出极板10～12mm，高度不足时，添加蒸馏水至外壳标示的最高线；配制电解液必须穿戴防护器具，将稀硫酸慢慢倒入水中，且均匀搅拌。绝不可将水倒入硫酸中，否则硫酸会飞溅伤人。4.盖板（1）供添加蒸馏水或供检验电解液用。（2）在充电时，使产生的氢及氧能逸出以防聚积过多气体而发生爆炸。整体式盖板的构造加水通气盖的构造5.蓄电池观察窗免维护蓄电池在盖板上均设有密度与液面观察窗，俗称电眼，以显示蓄电池的充电情况及电解液液面是否过低。观察窗只能显示电解液密度是1.150g/cm3或更高，要实际获得正确的读数，必须使用密度计测量。蓄电池观察窗观察窗的作用6.极桩蓄电池顶部有两个桩头露出，系将各分电池的极板串联后，成为输出或输入的总接头。为了便于识别，极桩的上方或旁边刻有“+”、“-”标记，也有的在正极桩上涂有红色油漆。7.联条联条的作用是将单体电磁串联起来，提高整个极板电磁的端电压。普通电池联条的串联方式一般是外露式，而新型蓄电池联条的串联方式是封闭式。单体电池的串联方式2.1.2蓄电池的工作原理与充放电一、蓄电池的工作原理二、蓄电池充放电一、蓄电池的工作原理将两种不同的金属板放入电解液中，因化学作用产生电离子，聚集电子的板产生较高的负电位，称为负极板，失去电子的板产生正电位，称为正极板，在两块板之间会产生电动势。蓄电池的工作原理图二、蓄电池充放电1.概述2.充放电的电化作用3.充放电后电解液密度的变化4.自放电1.概述蓄电池只能储存电的化学能不能制造电,因此蓄电池使用后必须补充失去的能量。蓄电池放电后若经长时间不充电，则极板活性物质会因硫化而失去活性，无法再充电使用。汽车上的蓄电池在发动机运转时随时均在充电，因此只要充电系统正常，蓄电池是不需要拆下充电的。2.充放电的电化作用（1）当放电时，放电化学反应式如下：正极板电解液负极板正极板电解液负极板PbO2+2H2SO4+Pb→PbSO4+2H2O+PbSO4（2）当充电时充电化学反应式如下：正极板电解液负极板正极板电解液负极板PbSO4+H2O+PbSO4→PbO2+H2SO4+Pb正极板（过氧化铅）变成硫酸铅蓄电池放电过程的化学变化蓄电池充电过程的化学变化负极板（硫酸铅）变成海绵状铅3.充放电后电解液密度的变化当蓄电池放电后，电解液中的硫酸分子也减少，水分子增加，故密度降低；充电后，因硫酸分子增加，水分子减少，故密度增加。测量电解液密度4.自放电充满电的蓄电池放置一段时间后，内部的存电自然消耗的现象，称为自放电。产生其原因归纳如下：（1）负极板上的活性物质海绵状铅与电解液产生化学作用而慢慢变成硫酸铅。（2）蓄电池的极板上附着金属杂质，如铁、锰等，金属杂质与极板构成一局部电池而产生自放电现象。（3）蓄电池表面有电解液附着而造成漏电。（4）脱落的活性物质堆满沉淀室后形成短路而放电。自放电的大小与下列因素有关：（1）温度越高时，自放电量越多。（2）电解液密度越高时，自放电量也越多。2.1.3蓄电池的容量与型号比较蓄电池的大小，除电压高低外，就是它能供应电量的多少。蓄电池电压的大小与其串联的分电池数有关，与能供应电量的多少是无关的。现在通常使用“安培小时电容量”作为核定蓄电池电容量的标准，又称为20h放电率电容量。安培小时电容量(Ah)＝放电电流(A)×放电时间(h)2.1.4蓄电池的检查与更换一、技术要求与标准二、实训器材三、作业准备四、操作步骤一、技术要求与标准（1）能在20min内独立完成作业项目（2）使用高频放电计测量蓄电池端电压时若负载电流为110A，则最小电压不得低于9.6V（3）蓄电池电缆的拆装顺序为：先拆下蓄电池负极接线，再拆正极接线；安装时先装正极接线，后装负极接线（4）蓄电池应固定牢固，否则剧烈震动将影响其使用寿命。（5）蓄电池电解液具有强腐蚀性，避免接触皮肤或溅落到眼睛内。（6）蓄电池附近禁止明火。（7）MF蓄电池通过电眼检查电解液液面高度和工作状态。二、实训器材高率放电计、万用表、套筒、连杆、棘轮扳手、翼子板护裙等。常用工具三、作业准备（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。（2）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡或驻车挡位置。（3）套上转向盘护套、变速杆手柄套和座位套，铺设脚垫。（4）在车内拉动发动机舱盖手柄，在车外打开并支撑发动机舱盖。（5）粘贴翼子板和前脸磁力护裙。换入空挡或P挡支撑发动机舱盖四、操作步骤（1）确认点火开关、灯光、空调、音响等开关处于关闭状态。（2）找到蓄电池。（3）检查蓄电池接线柱。（4）检查蓄电池固定情况。（5）蓄电池外壳的检查。（6）检查电解液高度。（7）检查电解液密度。（8）蓄电池起动性能的检查。（9）拆卸蓄电池。（10）安装蓄电池。（11）完成。（8）蓄电池起动性能的检查。①可用万用表检查蓄电池的开路电压，如图A所示。②可用高率放电计来测量蓄电池电压，如图B所示。汽车蓄电池的位置图A检查桩头及接头上的腐锈物图B蓄电池正极的橡皮保护套蓄电池固定架蓄电池外壳龟裂电解液高度测量电解液密度和温度蓄电池电解液密度测量蓄电池开路电压测量蓄电池电压的高率放电计拆卸蓄电池安装蓄电池2.1.5蓄电池充电一、技术要求与标准二、实训器材三、作业准备四、操作步骤一、技术要求与标准（1）能在20min内独立完成作业项目。（2）充电区必须保持通风良好。二、实训器材（1）车载蓄电池。（2）充电机。（3）磁力护裙、转向盘护套、变速杆手柄套、脚垫和座位套等。三、作业准备（1）与“蓄电池检查与更换”作业准备相同;（2）蓄电池桩头必须先清洁干净;（3）观察蓄电池侧面的液面指示线，检查液量。如果减少到达(LOWER)位置，如下图，进行下一步。（4）打开蓄电池的加水通气盖。液面检查电解液的高度（5）高度不足时补充蒸馏水。补液时应使6个单格分电池的液面均匀等高，到上限位置。如图A所示。（6）如果蓄电池装有指示器，可对其进行确认从而检查充电状态，中心部位呈蓝色时即为正常。如图B所示。补充电解液图A指示器检查蓄电池图B四、操作步骤1.一般充电2.快速充电1.一般充电（1）将充电机电源插头插在500W以上的专用线束插座。（2）红色夹夹在蓄电池正(+)极，黑色夹夹在蓄电池负(-)极。（3）切换开关扳在正确电压侧，如12V或24V等。（4）转动调节器至规定的充电电流。（5）充电时间大约如下表所示。（6）先关闭充电机开关，再拆开蓄电池的连接线，并收放整齐。（7）装回加水通气盖，并将蓄电池表面的电解液擦拭干净。将蓄电池摆放整齐。剩余电量状况与充电时间的关系表2.快速充电（1）车上蓄电池充电前，必须先拆开蓄电池的搭铁线。（2）将快速充电机插头插在500W以上的线束插座。（3）红色夹夹在蓄电池正(+)极，黑色夹夹在蓄电池负(-)极。（4）切换开关扳在正确电压侧，如单一蓄电池在12V侧。（5）旋转电流调节器至充电电流为蓄电池电容量安培数的1/2，例如100A·h时，充电电流为50A。（6）利用定时器，设定充电时间，例如30min。（7）测量电解液温度，超过45℃时，降低充电电流或停止充电。（8）先关闭充电机开关，再拆开蓄电池的连接线，并收放整齐。（9）装回加水通气盖，并将蓄电池表面的电解液擦拭干净。将蓄电池摆放整齐。2.2交流发电机2.2.2交流发电机的结构2.2.1发电机的工作原理2.2.3交流发电机的检查与更换2.2.4发电机的分解、检查及装配2.2.1发电机的工作原理导体在磁场内运动切割磁力线，在导体中会产生感应电压。如果将导体连成一个完整电路，则电路中会有电流，如图A所示。在导线中放置磁铁，并使磁铁旋转，则旋转的磁力线切割导线，在导线中会产生电流，如下图B所示。导体在磁场内运动图图A磁铁在导线中旋转图B无论导体或是磁铁运动时，电流表指针都会摆动。磁力线切割线圈能在线圈中产生感应电压(电动势)，这种现象称为电磁感应2.2.2交流发电机的结构一、概述二、交流发电机的结构三、交流发电机的工作原理一、概述起动发动机时需利用蓄电池供应电动机及点火系统等各种电器所需的电流。充电系统就是将发动机一部分机械能转变为电能的装置。充电系统最重要器件为产生电能的发电机，其次为控制发电机最高输出电压的调节器。交流发电机有如下的功能：（1）在车辆行驶时，供应点火系统、空调、音响及其他电器用电。（2）补充蓄电池在起动时损耗的电能充电系统的组成二、交流发电机的结构1.定子2.转子3.整流器4.前后盖板5.皮带轮及风扇6.电压调节器交流发电机的构造点击动画学习1.定子定子是由定子线圈及薄铁片叠成的铁芯组成，两端为铝制的端盖所支撑，为外壳的部分，其结构如下图所示。铁芯由许多涂有绝缘漆的铁片叠成，内有直槽，以容放定子线圈，槽数为转子磁极数的3倍。定子线圈由漆包线绕成，共三组线圈，每组由与转子磁极数相等数量的线圈串联而成。定子的构造2.转子转子由磁极、磁场线圈、滑环及轴等所组成，结构如下图所示，分成两片爪形铁，交叉组合在一起，一边全为N极，另一边全为S极，N、S极相间排列，一般为8～16极。转子线圈电流的流动回路如下：由调节器来的电流→电刷→滑环→磁场线圈→滑环→电刷→搭铁。爪型转子的构造3.整流器整流器的构造如下图所示，3个正极整流二极管装在一块金属板上成为正极整流板，3个负极整流二极管装在另一块金属板上成为负极整流板。两块整流板装在铝制的端盖上整流器必须散热良好，因此安装在端壳的通风口上，利用风扇强制通风冷却。整流二极管温度如超过150℃即失去整流作用。整流器的构造整流二极管的构造4.前后盖板发电机之前、后端盖板，如下图所示，使用不导磁的铝合金制成，用以支撑转子与定子，并有固定架安装于发动机上。上有通风孔，以让冷却空气通过。后盖板上安装有整流器、电刷架、输出接头及轴承等。前盖板的构造图后盖板的构造5.皮带轮及风扇皮带轮装在转子轴的前端，由发动机皮带驱动风扇装在转子轴的前端或发电机的内部，如下图所示，用以冷却转子线圈及整流管等。有方向性的抽风式风扇6.电压调节器交流发电机在低速时就要能发出足够的电压供汽车电器及充电时使用，因此在低速时需以较大的电流供应磁场线圈以产生强力磁场，使发电机能产生足够的电压。别克凯越轿车交流发电机配用的调节器为集成式电压调节器（称为IC调节器），具有结构紧凑，工作可靠