任务4 汽车电源电路的分析与检测

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Fl）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