汽车电器设备与维修

汽车电器设备与维修国家技能型紧缺人才培养培训工程系列教材高职高专规划教材机械工业出版社CHINAMACHINEPRESSISBN7-111-16451-2毛峰主编目录第二章交流发电机及调节器第一章蓄电池绪论前言第三章起动机第四章点火系第五章照明与信号系统目录附录第九章全车电路第八章汽车空调系统参考文献第六章仪表、报警灯与电子显示系统第七章安全与舒适系统绪论一、汽车电器设备的组成1．电源部分2．用电设备1）起动机。2）点火系。3）照明与信号系统。4）仪表、报警与电子显示系统。5）安全与舒适系统。6）电子控制系统。3．配电装置配电装置包括中央接线盒、电路开关、保险装置、插接器和导线等。返回目录绪论二、汽车电器设备的特点1．低压2．直流因为蓄电池充电时必须用直流电，所以汽车电源必须是直流电。3．单线制汽车上所有用电设备都是并联的，电源到用电设备只用一根导线连接，而将汽车的金属机体作为公共回路，这种连接方式称为单线制。由于单线制节省导线、线路清晰、安装与检修方便，并且用电设备无需与车体绝缘，因此现代汽车广泛采用单线制。4．负极搭铁返回目录第一章蓄电池第四节蓄电池的容量及影响因素第三节蓄电池的工作原理和工作特性第二节蓄电池的构造与型号第一节概述第五节蓄电池的充电第六节蓄电池的常见故障及其排除第七节蓄电池的使用与维护第八节新型蓄电池返回目录第一节概述一、蓄电池的分类二、蓄电池的作用1）在发动机起动时，给起动机提供大电流，同时向点火系统、燃油喷射系统及发动机其他用电设备供电。2）在发电机不发电时，由蓄电池向用电设备供电。3）当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车身ECU(ElectronicControlUnit)存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电。4）当发电机超载时，蓄电池协助发电机供电。5）当发电机正常发电时，蓄电池可将发电机的电能转换为化学能储存起来（即充电)。6）蓄电池相当于一个大容量电容器，在发电机转速和负载变化较大时，能够保持汽车电源电压的相对稳定。返回本章目录第二节蓄电池的构造与型号一、蓄电池的构造普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、壳体、联条等部分组成。蓄电池由单体电池组成，12V蓄电池由六个单体电池串联而成，每个单体电池电压为2.1V，如图1-1所示。图1-1蓄电池的构造1—极桩2—起动电缆3—单体电池4—联条5—外壳6—加液孔盖第二节蓄电池的构造与型号1．正、负极板极板分为正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成，如图1-2所示。图1-2极板1—栅架2—活性物质第二节蓄电池的构造与型号为了增大蓄电池的容量，将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，装在单体内，如图1-3所示。图1-3单体电池极板组1—组装完的极板组2—负极板3—隔板4—正极板5—联条第二节蓄电池的构造与型号2．隔板3．电解液4．壳体5．联条普通蓄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穿壁式，如图1-4所示。二、蓄电池的规格型号图1-4单体电池的串联方式返回本章目录第三节蓄电池的工作原理和工作特性一、蓄电池的工作原理1．电动势的建立2．蓄电池的放电放电时的化学反应过程，如图1-5所示。图1-5蓄电池的放电过程1—充电状态2—溶解电离3—接入负载4—放电状态第三节蓄电池的工作原理和工作特性3．蓄电池的充电其化学反应过程如图1-6所示。图1-6蓄电池的充电过程1—放电状态2—溶解电离3—通入电流4—充电状态第三节蓄电池的工作原理和工作特性二、蓄电池的工作特性1．内阻电解液电阻与密度的关系如图1-7所示。图1-7电解液电阻与密度的关系第三节蓄电池的工作原理和工作特性2．放电特性如图1-8所示为6-QA-60型干荷电蓄电池以20h放电率进行恒流放电的特性曲线。图1-8蓄电池的放电特性曲线第三节蓄电池的工作原理和工作特性蓄电池放电终止的特征是：1）电解液密度下降至最小允许值。2）单体蓄电池的端电压下降至放电终止电压。允许的放电终止电压与放电电流有关，放电电流越大，持续放电时间则越短，则允许的放电终止电压越低，见表1-1。放电电流/A0.05C200.1C200.25C201C203C20持续放电时间20h10h3h30min5.5min单体电池允许的放电终止电压/V1.751.701.651.551.50表1-1允许的放电终止电压与放电电流的关系第三节蓄电池的工作原理和工作特性3．充电特性蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压UC和电解液密度随充电时间变化的规律。如图1-9所示为一只6-QA-60型蓄电池以3A的充电电流进行充电时的特性曲线。图1-9蓄电池的充电特性曲线返回本章目录第四节蓄电池的容量及影响因素一、蓄电池的容量二、影响容量的因素1．放电电流放电电流越大，蓄电池容量越小，如图1-10所示。图1-10放电电流与蓄电池容量的关系第四节蓄电池的容量及影响因素图1-11所示是6Q135型蓄电池在不同放电电流情况下的放电特性。从图中可以看出，放电电流越大，端电压下降越快，放电时间越短，故蓄电池容量越小。图1-11蓄电池在不同放电电流情况下的放电特性第四节蓄电池的容量及影响因素2．电解液温度电解液温度降低，蓄电池容量减小，如图1-12所示。图1-12电解液温度与蓄电池容量的关系第四节蓄电池的容量及影响因素3．电解液密度电解液相对密度和蓄电池容量的关系，如图1-13所示。图1-13电解液相对密度和蓄电池容量的关系返回本章目录第五节蓄电池的充电一、充电方法1．定流充电采用定流充电时，被充电的多个蓄电池可串联在一起充电，如图1-14所示。图1-14定流充电a)连接方式b)充电特性曲线第五节蓄电池的充电2．定压充电充电过程中，电源电压始终保持不变的充电方法称为定压充电，如图1-15所示。图1-15定压充电a)连接方式b)充电特性曲线第五节蓄电池的充电3．脉冲快速充电脉冲快速充电，克服了充电过程中所产生的极化现象，有效地提高了充电效率。其充电电流波形如图1-16所示。图1-16脉冲快速充电电流波形第五节蓄电池的充电二、充电种类1．初充电新蓄电池或修复后的蓄电池在使用之前的首次充电称为初充电。初充电的特点是充电电流小、充电时间长。2．补充充电蓄电池在车辆上使用时，常有电量不足的现象（如起动困难等），这时应对蓄电池进行补充充电。3．去硫化充电当蓄电池极板轻微硫化时，可进行去硫化充电。返回本章目录第六节蓄电池的常见故障及其排除一、极板硫化二、自放电充足电的蓄电池，放置不用会逐渐失去电量，这种现象称为蓄电池的自放电。三、极板活性物质大量脱落极板活性物质脱落一般多发生在正极板上，其特征为充电时电解液中有褐色物质自底部上升，单体蓄电池端电压上升快，电解液过早出现“沸腾”现象，而电解液密度不能达到规定的最大值；放电时，蓄电池容量明显下降。极板活性物质大量脱落的原因有充电电流过大、过度充电时间过长、低温长时间大电流放电等。另外，蓄电池受到剧烈振动时，也会引起极板活性物质脱落。四、极板短路极板短路的故障现象是：充电过程中，电解液温度迅速上升，单体蓄电池端电压电压与电解液密度上升缓慢；放电时，蓄电池容量明显下降。返回本章目录第七节蓄电池的使用与维护一、蓄电池的维护二、蓄电池使用中技术状况的检查1.电解液液面高度的检查电解液液面应高出极板10～15mm，液面高度可用玻璃管测量，如图1-17所示。图1-17用玻璃管测量电解液液面高度第七节蓄电池的使用与维护2.放电程度的检查放电程度可以通过测量电解液密度得到。根据实际经验，电解液密度每下降0.01g/cm3，相当于蓄电池放电6％，所以根据所测得的电解液密度就可以粗略估算出蓄电池的放电程度，如图1-18所示。图1-18测量电解液的密度和温度1—密度计2—温度计第七节蓄电池的使用与维护3.起动性能的测试测量蓄电池在大电流(接近起动机起动电流)放电时的端电压，用以判断蓄电池的起动能力和放电程度，如图1-19所示。图1-19用高率放电计测试蓄电池的起动性能第七节蓄电池的使用与维护4.蓄电池极桩连接状态的测试为保证蓄电池在车上能给起动机提供大电流，除蓄电池本身的技术状况良好外，蓄电池极桩与电缆线的连接非常重要，极桩与电缆线的连接是否可靠可通过测量二者之间的压降来确定，如图1-20所示。图1-20蓄电池极桩与电缆线的线夹接触压降的测试第七节蓄电池的使用与维护三、蓄电池的使用1.蓄电池的选择2.电解液的选择寒冷地区选择电解液的前提应该是保证电解液不结冰，电解液密度与冰点的关系见表1-2所示。3.冬季使用蓄电池的注意事项4.新蓄电池的使用四、蓄电池的储存电解液密度/（g/cm3）1.101.151.201.251.301.31冰点/°C-7-14-25-50-66-70表1-2电解液密度与冰点的关系返回本章目录第八节新型蓄电池一、免维护蓄电池对于无加液孔的全密封型免维护蓄电池，由于不能采用传统的密度计来测量电解液密度以判断其技术状况，为此，在这种免维护蓄电池内部一般装有一只小型密度计，见图1-21所示。图1-21内装密度计的蓄电池示意图a)充电程度正常b)充电程度偏低c)电解液液面过低1—绿色2—黑色3—浅黄色4—绿球5—透明塑料棒6—视液窗7—蓄电池顶盖第八节新型蓄电池二、干荷电蓄电池三、胶体电解质蓄电池四、碱性蓄电池五、电动汽车蓄电池。钠硫电池的结构原理如图1-22所示。图1-22钠硫电池的结构原理1—Na2—α-Al2O33—S4—β-NaAl11O17返回本章目录第二章交流发电机及调节器第四节交流发电机的调节器第三节交流发电机的工作特性第二节交流发电机的工作原理第一节交流发电机的构造第五节晶体管调节器第六节充电指示灯的控制电路返回目录第二章交流发电机及调节器第十一节交流发电机与调节器的使用及维护第十节调节器的测试第九节交流发电机的故障测试与修理第七节汽车交流发电机实例第八节充电系的故障诊断返回目录第一节交流发电机的构造交流发电机在汽车上的安装位置如图2-1所示。图2-1交流发电机在汽车上的安装位置1—V带2—调整臂3—发电机4—仪表盘5—点火开关6—调节器7—蓄电池8—支架图第一节交流发电机的构造目前国内外生产的汽车交流发电机，其结构基本相同，主要由转子、定子、整流器、前端盖、后端盖、带轮及风扇等组成。图2-2为交流发电机的整体结构（用于红旗、奥迪轿车）。图2-2交流发电机的整体结构(用于红旗、奥迪轿车)1—电刷及电压调节器2—后端盖3—元件板总成4—前端盖5—带轮6—风扇7—转子8—定子第一节交流发电机的构造图2-3为JF132型交流发电机的解体图（用于东风汽车）。图2-3JF132型交流发电机的解体图(用于东风汽车)1—后端盖2—电刷架3—电刷4—电刷弹簧压盖5—硅二极管6—元件板7—转子8—定子9—前端盖10—风扇11—带轮第一节交流发电机的构造一、转子交流发电机的转子是用来建立磁场的，主要由两块爪极、励磁绕组、轴和集电环等组成，如图2-4所示。图2-4交流发电机的转子1—集电环2—轴3—爪极4—磁轭5—励磁绕组第一节交流发电机的构造转子磁场的磁力线分布与磁场电路原理如图2-5所示。图2-5转子磁场的磁力线分布与磁场电路原理ａ）磁场的磁力线分布ｂ）磁场电路原理1、5—电刷2、4—集电环3—励磁绕组6—点火开关7—蓄电池第一节交流发电机的构造二、定子定子又称电枢，是用来产生交流电动势的，由铁心和三相绕组组成。定子及定子绕组的联结方式如图2-6所示。图2-6定子及定子绕组的联结方式a)星形(Y)联结b)三角形(△)联结第一节交流发电机的构造图2-7为JF132型交流发电机定子绕组的展开图，发电机有六对磁极，定子总槽数为36个槽，即一对磁极对应六个槽。图2-7JF132型交流发电机定子绕组的展开图第一节交流发电机的构造三、整流器交流发电机的整流器，是由六只硅整流二极管组成的三相桥式整流电路。如图2-8所示，硅整流二极管分为正极管子和负极管子。图2-8硅整流二极管的安装1—火线接线柱2—元件板3—正极管子4—负极管5—后端盖第一节交流发电机的构造四、前端盖、后端盖前端盖、后端