汽车电气设备构造与维修

汽车电气设备构造与维修全国职业院校汽车专业类“十二五”规划新教材项目一汽车蓄电池任务一蓄电池的结构原理一、蓄电池的类型及作用汽车蓄电池是一种储能装置，属于低压直流电源，它不是直接储存电能，而是利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，当蓄电池连接外部电路时，化学能转换为电能输出。１、普通铅蓄电池２、干荷电铅蓄电池３、湿荷电铅蓄电池４、免维护蓄电池分类项目一汽车蓄电池任务一蓄电池的结构原理一、蓄电池的类型及作用蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属于可逆的直流电源。与发电机并联工作，作为汽车电源，它的功用是：1）起动发动机时，向起动机和点火系供电。2）发电机不发电或电压较低时向用电设备供电。3）发电机超载时，协同发电机一起向用电设备供电。4）发电机端电压高于蓄电池电压时，将发电机的电能转变为化学能储存起来。5）大电容器作用，能够吸收发电机和电路中形成的过电压，保护电气设备不受过高电压的损坏。作用项目一汽车蓄电池任务一蓄电池的结构原理一、蓄电池的类型及作用结构项目一汽车蓄电池任务一蓄电池的结构原理一、蓄电池的类型及作用工作原理（一）铅蓄电池电动势的产生（二）蓄电池放电过程工作原理（三）蓄电池充电过程工作原理（四、蓄电池的技术参数五、蓄电池的型号蓄电池充放电过程（即它的工作过程）就是化学能与电能相互转化的过程。项目一汽车蓄电池任务二蓄电池的检测一、蓄电池的常见故障（一）极板硫化•故障特征•故障原因•防止硫化的措施（二）极板短路•故障特征•故障原因•排除方法（三）自行放电•故障性自行放电原因•故障性自放电防止措施（四）活性物质脱落•故障特征•故障原因•排除方法一、极板硫化蓄电池极板上生成的一层白色粗晶粒的PbSO4，在正常充电时不能转化为PbO2和Pb的现象称为“硫酸铅硬化”，即“硫化”。这种粗晶粒硫酸铅导电性差，正常充电很难还原，晶粒粗，体积大，堵塞活性物质孔隙，阻碍了电解液的渗透，使蓄电池的内阻增加正常的极板颜色－深灰色，亏电硫化的极板颜色－棕红色1、故障现象①放电时电池容量下降快，用高率放电计检测，单格电压迅速下降；②电解液的密度下降到低于规定的正常数值；③蓄电池在开始充电及充电完毕时电压过高，可达2.7V以上；④蓄电池在充电时电解液温度上升得过快，易超过45℃；同时过早地产生气泡，甚至一开始充电就有气泡；⑤极板上生成坚硬、不易溶解的白色大颗粒。2、故障原因①蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，导致极板上的硫酸铅有一部分溶解于电解液中，环境温度越高，溶解度越大。当环境温度降低时，溶解度减小，溶解的硫酸铅会重新析出，在极板上再次结晶。②蓄电池经常过量放电或小电流深放电，从而在极板细小孔隙的内层生成硫酸铅，平时充电不易恢复。③电解液液面过低，极板上部的活性物质露在空气中被氧化，汽车行驶时电解液的波动使其接触氧化了的活性物质，生成粗晶粒的硫酸铅。④初充电不彻底或未进行定期补充充电，使其在半充电状态长期使用，极板上的放电产物硫酸铅长期存在，也会通过再结晶形成粗大的颗粒。⑤电解液密度过高或不纯导致蓄电池自行放电，均会产生硫酸铅，从而为硫酸铅再结晶提供物质基础。3、措施①轻度硫化，可用2-3A的小电流长时间充电，即过充电；或用全放、全充的充放电循环方法使活性物质还原；也可用去硫充电的方法消除②硫化严重时，应报废更换；③保持蓄电池经常处于充足电状态：a汽车上的蓄电池定期送充电间彻底充电；b放完电的蓄电池在24h内送充电间充电。④电解液高度应符合规定。二、自放电蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。1、故障特征普通蓄电池由于本身结构的原因，会产生一定的自放电。但如果每昼夜容量自放电不超过2%，则属于正常的自放电；若每昼夜自放电量超过2%则属于故障性自放电。2、故障原因①电解液不纯，电解液中的杂质沉附于极板上产生局部放电。②蓄电池溢出的电解液堆积在盖板上，使正负极桩形成回路，同时还会腐蚀极桩。③蓄电池长期放置不用，硫酸下沉，下部密度较上部大，极板上下部发生电位差引起自行放电等。④蓄电池内部短路造成自放电，如隔板破裂或极板活性物质脱落而沉淀于极板下部使正、负极板短路，引起自放电。3、措施为减少蓄电池的自放电，可从以下几方面预防：（1）使用符合标准的硫酸和蒸馏水配置电解液；（2）配置电解液的容器要保持清洁；（3）防止杂质进入电池内；（4）电池表面要保持清洁干燥。自放电的处理措施：轻度自放电的蓄电池，可将其正常放完电后倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新电解液，充足电即可；自放电较严重时，将电池完全放电，倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之后重新组装，加入新的电解液。三、活性物质脱落1、故障特征极板活性物质脱落主要指正极板上的活性物质脱落，其特征是充电时从加液孔中可以看到有褐色物质，电解液混浊，单体电池电压上升快，电解液过早出现“沸腾”现象；放电时，蓄电池容量明显下降。2、故障原因（1）充电电流过大，电解液温度过高，使活性物质膨胀、松软而易脱落；（2）过充时间过长，电解水→产生H2↑和O2↑→冲击极板上的活性物质；（3）经常低温大电流放电使极板拱曲，导致活性物质脱落；（4）汽车行驶时颠簸、振动；3、排故方法对于活性物质脱落的铅蓄电池，若沉淀物较少时，可清除后继续使用；若沉淀物较多，应更换新极板和电解液。四、极板短路1、故障特征蓄电池正负极板直接接触或被其他导电物质搭接称为极板短路。极板短路的蓄电池充电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速上升，密度上升很慢，充电末期气泡很少；放电时，蓄电池容量明显下降。2、故障原因（1）隔板破损使正、负极板直接接触；（2）活性物质大量脱落，沉积后使正、负极板连通；（3）极板组弯曲；（4）金属杂质等导电物体落入正负极板之间；3、排故方法出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查；更换破损的隔板，消除沉积的活性物质，校正或更换弯曲的极板组等。五、其他故障（一）、极板栅架腐蚀1、故障特征主要是正极板栅架腐蚀，极板呈腐烂状态，活性物质以块状堆积在隔板之间，蓄电池输出容量降低。2、故障原因（1）蓄电池经常充电，正极板处产生的O2使栅架氧化；（2）电解液密度、温度过高，充电时间过长，会加速极板腐蚀；（3）电解液不纯；3、排故方法（1）腐蚀较轻的蓄电池，电解液中如果有杂质，应倒出电解液，并反复用蒸馏水清洗，然后加入新的电解液，充电后即可使用；（2）腐蚀较严重的蓄电池，如果是电解液密度过高，可将其调整到规定值，在不充电的情况下继续使用；（3）腐蚀严重的蓄电池，如栅架断裂、活性物质成块脱落等，则需要更换极板；项目一汽车蓄电池二、蓄电池外观检查（一）外观检查（１）蓄电池外观不得有变形、裂纹，蓄电池在汽车上安装要牢固。（２）检查蓄电池连接线是否牢固，所有活接头，必须保持接触良好，防止产生火花，引起蓄电池爆炸和因瞬间高电压而损坏电脑。（３）仔细检查蓄电池支架或其附近是否有润湿现象，经常清除蓄电池盖上的灰尘污物及溢出的电解液，保持清洁干燥，防止自放电。检查内容原因处理方法责任外壳破损1、蓄电池外壳碰损换新M或U2、安装不当U爆裂1、内部短路换新M2、电解液位过低，内部产生火花U3、排气孔阻塞M或U变形1、过充电换新U2、过大电流充电U3、排气孔阻塞M或U电池漏酸1、外力碰击塑料壳受损换新U2、电池倒置或倾斜过大U3、热封不良/端柱密封不良M端柱熔损1、外部短路整修或换新U2、接触不良U3、焊接不良M电池外观检查M：制造缺陷U：用户操作不当造成电眼颜色绿色黑色亮色（白色）电池状态荷电量大于65%荷电量小于65%电解液干枯措施检查开路电压，大于12.35V,电池进行负载测试，结果9.6V,电池正常，12.35V,更换先充电再作负载测试蓄电池需更换检查内容原因处理方法责任电压12.5V以上，电眼发绿正常负载试验－低于12.35V，电眼发黑充电不足,或电池失效充电后再测试U10.5V左右及以下1.深亏电（电眼发黑）充电后再测试U2.短路（电眼发绿）换新M或U3.断路（电眼发绿）换新M或U负载试验绿色区正常－－红色区充电不足补充电U电池失效换新M或U开路电压检查M：制造缺陷U：用户操作不当造成故障原因分析及处理现象1.电压在12V以下2.启动困难，灯光弱3.启动试验仪测定在红色区4.电池电眼为黑色故障判断应用缺陷可能的原因1.车辆电压调节器设定值太低，充电机输出电压不够2.车辆电器负载大于充电量3.怠速行驶，夜间行驶过多4.发动机传动皮带松弛或线路故障5.蓄电池极柱使用腐蚀的接线头或线束至连接电阻过高6.储存时间过长或储存温度过高7.启动次数多而行驶距离短电池处理1.调整车辆充电机输出电压介于13.8V~14.5V2.蓄电池补充电23蓄电池常见技术故障分析故障原因分析及处理现象电池电眼为白色故障判断制造缺陷或应用缺陷可能的原因1.电池损伤（包括电池破损，热封不严，电池槽刺穿等）2.电池倾斜超过45度，导致电池内电解液从气孔中流出3.电池过充电-车辆电压调节器设定值高-补充电时间过长-车外充电时，长时间超过16.2伏，导致电池内水分电解电池处理蓄电池报废24蓄电池常见技术故障分析项目一汽车蓄电池二、蓄电池外观检查（三）蓄电池正负接线柱的识别（１）看标志。蓄电池上一般铸有“＋”的接柱为正，有“－”的接柱为负。（２）看粗细。粗一些的锥形接线柱为正极，细一些的为负级。（３）用万用表检测。将万用表置于相应的电压档位，测蓄电池电压，当电压指示为正时，红表棒对应的为正极，黑表棒对应的为负级。项目一汽车蓄电池三、蓄电池的技术状态检测（一）检测蓄电池开路电压（二）负荷试验检测（三）液面高度检查（四）蓄电池电解液密度检测１、吸管式密度计测量法２、冰点测试仪测量法为了保证蓄电池合理使用和正确维护，及时检查电解液液面高度、确定蓄电池的充放电程度非常重要。1.电解液液面高度的检查对于塑料壳体的蓄电池，可以直接通过外壳上的液面线检查，电解液液面应保持在高、低水平线之间。对于橡胶壳体的蓄电池，可以用孔径为3~5mm的透明玻璃管测量电解液高出隔板的高度来检查。对于橡胶壳体的蓄电池，可以用孔径为3~5mm的透明玻璃管测量电解液高出隔板的高度来检查。当电解液液面偏低时，应补充蒸馏水。除非确知液面降低是由电解液溅出或泄露所致，否则不允许补充硫酸溶液。2.蓄电池放电程度的检查蓄电池的放电程度可根据电解液密度判断和用高率放电计或蓄电池测试器检查。（1）根据电解液密度判断电解液密度可用吸式密度计或电解液密度检测仪检测。根据实际经验，电解液密度每下降0.04g/cm3约相当于蓄电池放电25%，所以从测得的电解液密度就可以粗略估算出蓄电池的放电程度。测量电解液密度时注意：必须同时测量电解液温度，以便将测得的电解液密度按式1-3进行修正，得到对应25℃时的电解液密度；在大电流放电或加注蒸馏水后，不能立即测量电解液密度，应等电解液充分混合均匀后再测，一般在半小时以后即可。（2)用高率放电计检查高率放电计是模拟接入起动机负荷，通过测量单格电池在大电流(接近起动机起动电流)放电时的端电压，判断蓄电池的技术状况和起动能力。以12V蓄电池为例，使用方法如下：将高率放电计的正、负放电针分别压在蓄电池的正、负极柱上，保持5s，若电压保持在9.6V以上，说明性能良好，若稳定在11.6～10.6V，说明存电充足，若电压迅速下降，说明蓄电池已经损坏。注意：此项测量不能连续进行，必须间隔1分钟后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。（3)用蓄电池测试器检查蓄电池测试器有可调电流式、不可调电流式两种。项目一汽车蓄电池四、蓄电池的充电•定压充电1•定流充电2•脉冲快速充电3•全自动智能充电4•充电过程中应注意问题5充电方法新蓄电池、使用中的蓄电池及修复后的蓄电池等，由于技术状况不同，采用的充电步骤和规范也不同。常用的充电方法有定流充电、定压充电和脉冲快速充电等三种。1、定流充电在充电过程中，充电电流保持为恒定值的充电方法称为“定流充电”。可以将不同电压值、容量相近的蓄电池串联起来充电。如果容量不同，应按容量小的蓄电池来决定充电电流。定流充电的方