项目三汽车充电系统基本结构、工作原理及检修方法1

1、项目三项目三 汽车电源系统基本结构汽车电源系统基本结构、工作原理及检修方法、工作原理及检修方法重、难点：重、难点：1.蓄电池、发动机、电压调节器的结构、蓄电池、发动机、电压调节器的结构、检修、更换。检修、更换。2.充电系统故障检修方法。充电系统故障检修方法。汽车电源系统组成汽车电源系统组成组成：启动组成：启动用蓄电池、用蓄电池、交流发电机、交流发电机、电压调节器、电压调节器、点火开关、点火开关、充电指示灯、充电指示灯、易容线易容线 。图3.1汽车充电系统组成汽车电源系统组成汽车电源系统组成 汽车用蓄电池是什么样的结构？它是如何汽车用蓄电池是什么样的结构？它是如何工作的？常见故障有哪些？如何检测

2、、维修与工作的？常见故障有哪些？如何检测、维修与更换？更换？任务一任务一 蓄电池基本结构、工作蓄电池基本结构、工作原理及检修方法原理及检修方法一一. . 起动型蓄电池结构及工作原起动型蓄电池结构及工作原理理（1 1）蓄电池的功用）蓄电池的功用 蓄电池与发电机共同构成了车辆的电源系统，二者并蓄电池与发电机共同构成了车辆的电源系统，二者并联向用电设备供电，保证车辆正常运行。联向用电设备供电，保证车辆正常运行。蓄电池的作用如下：蓄电池的作用如下：发动机起动时，向起动机和点火系统供电；发动机起动时，向起动机和点火系统供电；未启动发电机前，向电气设备提供电能；未启动发电机前，向电气设备提供电能；发电机不

3、发电或发电量不足时，蓄电池向用电设备供电；发电机不发电或发电量不足时，蓄电池向用电设备供电；发电机正常发电时，蓄电池储存电能；发电机正常发电时，蓄电池储存电能；充当稳压器充当稳压器，当发电机转速和用电负载发生较大变化时，当发电机转速和用电负载发生较大变化时，可保持电路电压的相对稳定，同时可保持电路电压的相对稳定，同时吸收电路吸收电路中随时出现的中随时出现的瞬瞬时高电压，时高电压，以保护用电设备不被损坏，尤其是电子元件不被以保护用电设备不被损坏，尤其是电子元件不被击穿。击穿。（2 2）铅酸型普通蓄电池的构造）铅酸型普通蓄电池的构造组成：组成：主要主要由极板组、隔板由极板组、隔板 、电解液、电解液

4、 、壳体及极柱、联条、壳体及极柱、联条、加液孔盖等。加液孔盖等。图图3.3蓄电池结构蓄电池结构 12V 12V蓄电池：由蓄电池：由6 6个个2V2V单单格电池组成，格电池组成，6 6个单格电个单格电池串联。池串联。图图3.33.3蓄电池内部结构蓄电池内部结构外壳外壳用来用来储存储存电解液和存放极板组电解液和存放极板组，外壳应该具有耐酸、，外壳应该具有耐酸、耐热、耐寒、耐震及绝缘性能好特点，材料一般为耐热、耐寒、耐震及绝缘性能好特点，材料一般为硬橡胶硬橡胶或工程塑料或工程塑料。极板组极板组分分正极板和负极板正极板和负极板，均由，均由栅架栅架和填充在其上的和填充在其上的活性活性物质物质构成，不同的

5、蓄电池具有不同的材料。构成，不同的蓄电池具有不同的材料。正极板正极板上的活性物质是呈深棕色的上的活性物质是呈深棕色的二氧化（二氧化（PbO2PbO2），负极板负极板上上的活性物质是呈青灰色海绵状的的活性物质是呈青灰色海绵状的纯铅（纯铅（PbPb）。各组成功能各组成功能隔板材料：隔板材料：具有具有多孔性结构多孔性结构，可让电解液自由渗透。，可让电解液自由渗透。电解液：电解液：一般用相对密度为一般用相对密度为1.841.84的的纯净硫酸和蒸馏纯净硫酸和蒸馏水水按一定比例配制而成，密度一般在按一定比例配制而成，密度一般在1.241.241.30g/cm31.30g/cm3的范围内。硫酸标准见的范围内

6、。硫酸标准见GB 4554GB 45548484规定，规定，蒸馏水标准见蒸馏水标准见ZBK 84004ZBK 840048989的规定。的规定。加液孔盖：加液孔盖：孔盖上有通气孔，加装一个氧化铅过滤孔盖上有通气孔，加装一个氧化铅过滤器，可以器，可以加液，也可以避免水蒸气逸出加液，也可以避免水蒸气逸出，减少水的消，减少水的消耗，新蓄电池在使用时应注意将通气孔打通。耗，新蓄电池在使用时应注意将通气孔打通。（3 3）铅酸蓄电池的工作原理）铅酸蓄电池的工作原理蓄电池工作原理：蓄电池工作原理：蓄电池工作是一个蓄电池工作是一个充、放电充、放电过程。过程。电能与化学能的相互转换就是通过极板上的电能与化学能的

7、相互转换就是通过极板上的活性物质活性物质与电解液与电解液中的中的硫酸硫酸进行化学反应来实现的。进行化学反应来实现的。a.a.放电过程原理放电过程原理 当蓄电池与外部负载连当蓄电池与外部负载连接时接时,蓄电池通过发生在浸蓄电池通过发生在浸在电解液中的两块正负在电解液中的两块正负极极板板之间的之间的化学反应化学反应产生产生电电流流,此电流驱动外部负载此电流驱动外部负载,将化学能转换成电能。将化学能转换成电能。负极板负极板:Pb-2e Pb2+Pb2+S PbSO4附在负极板上。附在负极板上。24O正极板正极板:Pb4+2e Pb2+Pb2+S PbSO4附在正极板上。附在正极板上。24O放电时化学

8、反应总方程式为放电时化学反应总方程式为: :PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O电解液中:H+OH- H2OS 减少24O蓄电池放电终了的特征为蓄电池放电终了的特征为:单个电压降到放电终止电压单个电压降到放电终止电压,并且并且电解液密度降到最小终止值。电解液密度降到最小终止值。图图3.6蓄电池放电特性蓄电池放电特性蓄电池放电为恒流放电，蓄电池端电压蓄电池放电为恒流放电，蓄电池端电压U Uf f和电解液密度和电解液密度2525随时间随时间f f变化如图变化如图第一阶段，开始放电阶段（第一阶段，开始放电阶段（2.1V2.0V2.1V2.0V），电压下降较快），电压下降较快第二阶段，

9、相对稳定阶段（第二阶段，相对稳定阶段（2.0V1.85V2.0V1.85V）第三阶段，迅速下降阶段（第三阶段，迅速下降阶段（1.85V1.75V1.85V1.75V）。）。放电终止标志为：单格电池电压下降到放电终放电终止标志为：单格电池电压下降到放电终止电压值（以止电压值（以20h20h放电率放电时，此值为放电率放电时，此值为1.751.75V V）；电解液相对密度下降到最小许可值，）；电解液相对密度下降到最小许可值，约为约为1.111.11。过放电对蓄电池十分有害，易使极板损坏。过放电对蓄电池十分有害，易使极板损坏。b.充电过程原理充电过程原理 图图3.7蓄电池充电原理蓄电池充电原理使用充电

10、装置将直流电压加在蓄电池上，当这个电压高使用充电装置将直流电压加在蓄电池上，当这个电压高于于蓄电池电压时，电流从蓄电池的正极流入、负极流出蓄电池电压时，电流从蓄电池的正极流入、负极流出此时，在蓄电池内部会发生电化学反应，从而将电能转此时，在蓄电池内部会发生电化学反应，从而将电能转换成化学能。换成化学能。充电过程中，电流为恒流，蓄电池端电压充电过程中，电流为恒流，蓄电池端电压U Uf f和电解液密和电解液密度度2525随时间随时间f f变化。变化。充电结束表现特征为：端电压和电解液密度上升到最大，充电结束表现特征为：端电压和电解液密度上升到最大，且在且在2h2h小时内不上升；电解液中剧烈冒汽泡，

11、呈沸腾现小时内不上升；电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象。象。b.充电原理充电原理 三个阶段三个阶段：第一阶段是开始充电阶段（2. 0V2. 1V），端电压迅速上升端电压迅速上升；第二阶段是稳定上升稳定上升阶段（2. 1V2. 3V）；第三阶段是迅速上升阶段迅速上升阶段（2. 3V2. 7V）。长时间过充电易加速极板活性物质的脱落，使极板过早损坏，因此长时间过充电易加速极板活性物质的脱落，使极板过早损坏，因此必须避免过充电。必须避免过充电。图3.8蓄电池充电特性（4 4）蓄电池的型号及类型）蓄电池的型号及类型 按照行业标准按照行业标准JB/ T 2599JB/ T 25991993 1993 的规

12、定，蓄电池产品型的规定，蓄电池产品型号分为三部分，其排列形式是：号分为三部分，其排列形式是：“- - -”，它所表示，它所表示的含义见下表。的含义见下表。蓄电池的型号蓄电池的型号（5 5）蓄电池的容量）蓄电池的容量 蓄电池在规定条件下（规定放电温度、放电电流和终止蓄电池在规定条件下（规定放电温度、放电电流和终止电压）放出的电量称为蓄电池的容量，电压）放出的电量称为蓄电池的容量，单位：安培小时单位：安培小时（Ah）。）。额定容量额定容量蓄电池的额定容量是用蓄电池的额定容量是用20h 20h 放电率来放电率来标定的。将充足电的新蓄电池在电解液温度为标定的。将充足电的新蓄电池在电解液温度为2525条

13、件下，以条件下，以20h 20h 放电率的放电电流连续放电至单格放电率的放电电流连续放电至单格平均电压到平均电压到1. 75V 1. 75V 时，输出的电量称为蓄电池的时，输出的电量称为蓄电池的额定容量，表示方法为放电电流乘以放电时间，额定容量，表示方法为放电电流乘以放电时间，单单位：安培小时（位：安培小时（A Ah h）二二. . 蓄电池使用维护注意事项蓄电池使用维护注意事项1.1.蓄电池使用蓄电池使用2.2.蓄电池保养蓄电池保养3.3.蓄电池储存蓄电池储存1 1）蓄电池使用）蓄电池使用不要连续使用起动机，两次起动之间时间间隔为不要连续使用起动机，两次起动之间时间间隔为15s15s以上，连以

14、上，连续续3 3次起动不了，应该查明原因、排除故障后再起动。次起动不了，应该查明原因、排除故障后再起动。安装时，应固定可靠；搬运时，应轻搬轻放。安装时，应固定可靠；搬运时，应轻搬轻放。经常检查电解液的液面高度。经常检查电解液的液面高度。冬季使用应防止结冰。冬季使用应防止结冰。2 2）蓄电池保养）蓄电池保养及时清除蓄电池表面、极柱等，保持清洁。及时清除蓄电池表面、极柱等，保持清洁。保持加液孔盖上的通气孔导通。保持加液孔盖上的通气孔导通。保持电解液的液面高度和密度。保持电解液的液面高度和密度。放完电的蓄电池应在放完电的蓄电池应在2424小时内及时充电。小时内及时充电。不使用的车辆每两个月应进行一次

15、补充充电。不使用的车辆每两个月应进行一次补充充电。拆卸蓄电池电缆时，先拆负极，后拆正极；安装时，先装正拆卸蓄电池电缆时，先拆负极，后拆正极；安装时，先装正极，后装负极。极，后装负极。3 3）蓄电池储存）蓄电池储存新蓄电池存放新蓄电池存放暂不使用的新蓄电池存放采用干储法，即腊封通气孔，暂不使用的新蓄电池存放采用干储法，即腊封通气孔，极柱涂油，内部无电解液，以单层方式摆放在架子上，场极柱涂油，内部无电解液，以单层方式摆放在架子上，场所为通风干燥且室温在所为通风干燥且室温在5 5o oC C4040o oC C。使用过的蓄电池存放使用过的蓄电池存放储存时间不足半年的，采用湿储法，即将蓄电池充足电，储

16、存时间不足半年的，采用湿储法，即将蓄电池充足电，调好电解液相对密度和高度，腊封通气孔，置于室内暗处调好电解液相对密度和高度，腊封通气孔，置于室内暗处存放。存放。储存时间超过半年的，采用干储法，即将蓄电池充足电，储存时间超过半年的，采用干储法，即将蓄电池充足电，再以再以20h20h放电率放电至单格终止电压放电率放电至单格终止电压1.75V1.75V，将电解液倒出，将电解液倒出，加入蒸馏水浸加入蒸馏水浸3h3h，重复进行，直至倒不出酸液。最后倒出，重复进行，直至倒不出酸液。最后倒出蓄电池内蒸馏水，宁紧加液口盖，腊封通气孔，放于室内。蓄电池内蒸馏水，宁紧加液口盖，腊封通气孔，放于室内。 免维护蓄电池

17、指在规定的使用条件下免维护蓄电池指在规定的使用条件下, ,使使用期间不需要进行维护的蓄电池用期间不需要进行维护的蓄电池, ,免维护蓄电免维护蓄电池的工作原理与普通铅蓄电池相同。池的工作原理与普通铅蓄电池相同。三三. . 免维护蓄电池免维护蓄电池免维护蓄电池优点免维护蓄电池优点免维护蓄电池结构特点免维护蓄电池结构特点免维护蓄电池的使用维护免维护蓄电池的使用维护电量指示器的构造原理电量指示器的构造原理1 1）免维护蓄电池优点）免维护蓄电池优点在使用过程中不需要添加蒸馏水。在使用过程中不需要添加蒸馏水。自放电少，寿命长。自放电少，寿命长。接线柱腐蚀小。接线柱腐蚀小。耐过充电性能好。耐过充电性能好。起

18、动性能好。起动性能好。2 2）免维护蓄电池结构特点）免维护蓄电池结构特点正极板正极板栅架一般采用栅架一般采用铅钙合金或低锑合金铅钙合金或低锑合金制造，而制造，而负极负极板板栅架均用栅架均用铅钙合金铅钙合金制造。制造。隔板大多采用隔板大多采用超细玻璃纤维棉超细玻璃纤维棉制作。制作。极板组多采用紧装结构，各单格极板组之间采用穿壁式极板组多采用紧装结构，各单格极板组之间采用穿壁式接法，露在密封式壳体外面的只有正、负极桩。接法，露在密封式壳体外面的只有正、负极桩。在壳体上部设有收集水蒸气和硫酸蒸气的在壳体上部设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室集气室，待蒸，待蒸气冷却后变成液体通过气冷却后变成液体通过通气

19、孔通气孔重新重新流回电解液流回电解液内。内。在内部设有温度补偿式在内部设有温度补偿式密度计密度计，以便检查电解液密度，以便检查电解液密度，了解存电情况。电解液密度了解存电情况。电解液密度正常正常时，密度计指示器时，密度计指示器显示绿色显示绿色，表示蓄电池电充足；密度计指示器显示表示蓄电池电充足；密度计指示器显示深绿色深绿色，表示电解液，表示电解液密度密度低于标准值低于标准值，应进行，应进行补充充电补充充电；密度计指示器显示；密度计指示器显示黄色黄色，表示电解液表示电解液液面过低液面过低，需，需添加蒸馏水添加蒸馏水。3 3）免维护蓄电池的使用维护）免维护蓄电池的使用维护使用时，要保持其外部的清洁

20、。使用时，要保持其外部的清洁。使用中，通过查看内装电解液密度计指示器的使用中，通过查看内装电解液密度计指示器的颜色进行处理。颜色进行处理。当电解液密度计指示器显示深绿色时，应进行当电解液密度计指示器显示深绿色时，应进行补充充电；补充充电；当电解液密度计指示器显示黄色时，应检查蓄当电解液密度计指示器显示黄色时，应检查蓄电池外壳有无破损和裂纹，电解液是否泄漏。外电池外壳有无破损和裂纹，电解液是否泄漏。外壳完好的，需添加蒸馏水；壳完好的，需添加蒸馏水；已经损坏的蓄电池应予以更换。已经损坏的蓄电池应予以更换。蓄电池拆卸与安装蓄电池拆卸与安装蓄电池使用中技术状况的检查蓄电池使用中技术状况的检查蓄电池充电

21、种类蓄电池充电种类( (一一) )蓄电池拆卸与安装蓄电池拆卸与安装蓄电池拆卸与安装如图蓄电池拆卸与安装如图3.93.9所示。所示。拆装原则：拆装原则：装：先正后负；拆：先负后正，装：先正后负；拆：先负后正，1 1）蓄电池拆卸）蓄电池拆卸拉起驻车制动器，变速器置于拉起驻车制动器，变速器置于空挡位置空挡位置，点火开关、灯点火开关、灯光、空调等处于关闭状态光、空调等处于关闭状态，打开发动机罩，拆卸蓄电池电，打开发动机罩，拆卸蓄电池电缆顺序为缆顺序为先负后正先负后正，拆下固定螺栓，取出蓄电池。拆卸蓄，拆下固定螺栓，取出蓄电池。拆卸蓄电池时还电池时还应该注意应该注意：未读取发动机电控单元记录的故障码未读

22、取发动机电控单元记录的故障码之前不能拆除蓄电池连接线；不能用拆除蓄电池连接线的之前不能拆除蓄电池连接线；不能用拆除蓄电池连接线的方法来清除故障代码。方法来清除故障代码。2 2）蓄电池安装）蓄电池安装安装蓄电池时，放置蓄电池，先固定螺栓，后安装蓄电安装蓄电池时，放置蓄电池，先固定螺栓，后安装蓄电池电缆，电缆安装顺序为池电缆，电缆安装顺序为先正后负先正后负。安装蓄电池还应注意：。安装蓄电池还应注意：安装前应保证蓄电池端柱表面清洁，接线牢固、可靠，严安装前应保证蓄电池端柱表面清洁，接线牢固、可靠，严禁敲击端柱，以防端柱松动造成电池渗酸。禁敲击端柱，以防端柱松动造成电池渗酸。 蓄电池使用中技术状况的检

23、查主要有：蓄电池使用中技术状况的检查主要有：电解液液面高度的检查、蓄电池放电程度检查、电解液液面高度的检查、蓄电池放电程度检查、蓄电池端电压检查、蓄电池极柱连接状态检查、蓄电池端电压检查、蓄电池极柱连接状态检查、启动性能测试等。启动性能测试等。（二）蓄电池使用中技术状况的检查（二）蓄电池使用中技术状况的检查1 1）电解液液面高度的检查）电解液液面高度的检查对于透明蓄电池，可直接目测；对于不透明蓄电池，可用玻璃管对于透明蓄电池，可直接目测；对于不透明蓄电池，可用玻璃管测量，将玻璃管垂直插入蓄电池的加液孔中，直到与保护网或隔板测量，将玻璃管垂直插入蓄电池的加液孔中，直到与保护网或隔板上缘接触为止，

24、然后用手指堵紧管口并将管取出，电解液液面高出上缘接触为止，然后用手指堵紧管口并将管取出，电解液液面高出隔板上端隔板上端101015mm15mm为正常。为正常。2 2）蓄电池放电程度检查）蓄电池放电程度检查蓄电池放电程度检查有两种方法：一是通过测量电解液密度判断蓄电池放电程度检查有两种方法：一是通过测量电解液密度判断蓄电池放电程度，二是使用高率放电计检测蓄电池放电程度。蓄电池放电程度，二是使用高率放电计检测蓄电池放电程度。方法一：方法一：通过测量电解液密度判断蓄通过测量电解液密度判断蓄电池放电程度。电池放电程度。 用拇指捏住密度计橡皮球，将密度计用拇指捏住密度计橡皮球，将密度计吸管插入电解液中，

25、缓慢松开拇指，电解吸管插入电解液中，缓慢松开拇指，电解液就被吸入玻璃管中，其中浮子浮起，根液就被吸入玻璃管中，其中浮子浮起，根据浮子高度和浮子刻线之间的关系判断蓄据浮子高度和浮子刻线之间的关系判断蓄电池放电程度，电解液处于黄色区域，说电池放电程度，电解液处于黄色区域，说明电量充足；电解液处于绿色区域，说明明电量充足；电解液处于绿色区域，说明电量比较充足；电解液处于红色区域则蓄电量比较充足；电解液处于红色区域则蓄电池必须充电，如图电池必须充电，如图3.103.10所示。所示。图3.10密度计测量放电程度汽车电器与辅助电子系统技术及检修图3.11高率放电计检测蓄电池空载开路电压读数方法二：方法二：

26、使用高率放电计检测蓄使用高率放电计检测蓄电池空载开路电压来检查放电程度。电池空载开路电压来检查放电程度。早期使用的高率放电计只能检测单早期使用的高率放电计只能检测单格放电电池电压，这里介绍新式高率格放电电池电压，这里介绍新式高率放电计，将点火开关置于关闭状态，放电计，将点火开关置于关闭状态，按压高功率放电计测试开关并保持按压高功率放电计测试开关并保持5 5秒后放开，待测试仪上的指针静止不秒后放开，待测试仪上的指针静止不动后读出读数，如图动后读出读数，如图3.113.11所示，此所示，此读数即为蓄电池的端电压，如果电压读数即为蓄电池的端电压，如果电压小于小于12V12V，则需要对蓄电池进行维护；

27、，则需要对蓄电池进行维护；如电压小于如电压小于11V11V，则需更换蓄电池。，则需更换蓄电池。3 3）蓄电池开路端电压检查）蓄电池开路端电压检查蓄电池开路端电压检查如图蓄电池开路端电压检查如图3.123.12所示，拆卸蓄电池正负连接线，所示，拆卸蓄电池正负连接线，使用万用表直流电压使用万用表直流电压20V20V挡，万用挡，万用表红表笔接触蓄电池正极，黑表表红表笔接触蓄电池正极，黑表笔接触蓄电池负极，测量读取数笔接触蓄电池负极，测量读取数值，当蓄电池电压不低于值，当蓄电池电压不低于12V12V时，时，蓄电池正常，当蓄电池电压低于蓄电池正常，当蓄电池电压低于12V12V时，蓄电池需要保养充电。时，

28、蓄电池需要保养充电。4 4）蓄电池极柱连接状态检查）蓄电池极柱连接状态检查将电压表将电压表正表笔正表笔接到蓄电池的接到蓄电池的正极桩正极桩上，电压表上，电压表负表负表笔笔接到接到正极桩电缆线正极桩电缆线的线夹上，接通起动机，使起动机的线夹上，接通起动机，使起动机带动发动机工作，这时电压表的读数不得大于带动发动机工作，这时电压表的读数不得大于0.5V0.5V，否，否则说明极桩与线夹接触不良，将产生起动困难。当极桩则说明极桩与线夹接触不良，将产生起动困难。当极桩与线夹接触不良时，若是与线夹接触不良时，若是极桩表面氧化极桩表面氧化，应清除氧化物；，应清除氧化物；若是若是接触松动接触松动，应重新紧固线

29、夹。，应重新紧固线夹。5 5）启动性能测试）启动性能测试用力将高率放电计触针压紧蓄电池正、负极，保持用力将高率放电计触针压紧蓄电池正、负极，保持5s5s，当蓄电池端电压保持在当蓄电池端电压保持在9.6V9.6V以上，说明蓄电池性能良好。以上，说明蓄电池性能良好。初充电补充充电预防硫化过充电去硫化充电（三）蓄电池充电种类（三）蓄电池充电种类1）初充电）初充电蓄电池蓄电池首次首次充电充电指新蓄电池或修复后的蓄电池指新蓄电池或修复后的蓄电池它影响着蓄电池的使用性能它影响着蓄电池的使用性能特点：充电电流小、时间长、电化学反应充分特点：充电电流小、时间长、电化学反应充分过程：过程：加注电解液加注电解液新

30、电池在出厂前没有装电解液，充电前需加一定密度电解液，新电池在出厂前没有装电解液，充电前需加一定密度电解液，使液面高出极板上沿使液面高出极板上沿15mm，静置，静置3-6小时，温度低于小时，温度低于35初充电初充电将蓄电池接入充电机，可进行充电，为避免新蓄电池可将蓄电池接入充电机，可进行充电，为避免新蓄电池可能的硫化，造成充电过热，初充电一般应选用较小的电流。能的硫化，造成充电过热，初充电一般应选用较小的电流。第一阶段，充电电流约为额定电流第一阶段，充电电流约为额定电流1/151/15，充电至电解，充电至电解液中有气泡逸出，且单格电压为液中有气泡逸出，且单格电压为2.4V2.4V。第二阶段充电电

31、流减半，充电至电解液沸腾，相对密第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，相对密度和端电压连续度和端电压连续3h3h不变时为止。全部初充电时间不变时为止。全部初充电时间606070h70h。较小的电流较小的电流充电电流要按规范进行，见表充电电流要按规范进行，见表3.1，充电分两个阶段，充电分两个阶段表表3.1初充电规范初充电规范型号初充电第一阶段第二阶段电流Ic(A)时间tc(h)电流Ic(A)时间tc(h)3-Q-7552535320303-Q-90633-Q-105743-Q-120843-Q-135953-Q-1501053-Q-195137在充电过程中，如果在充电过程中，如果电解液温度电

32、解液温度上升至上升至4040o oC C，应将充电电流减，应将充电电流减半或停止充电，待电解液温度下降后再进行充电。半或停止充电，待电解液温度下降后再进行充电。蓄电池容量不足时，应进行补充充电，在下蓄电池容量不足时，应进行补充充电，在下列情形下需要进行补充充电。列情形下需要进行补充充电。注意事项注意事项电解液相对密度电解液相对密度初充电完毕，应测量初充电完毕，应测量电解液相对密度电解液相对密度，如不符合规定，应使用蒸馏水或相对，如不符合规定，应使用蒸馏水或相对密度为密度为1.4的电解液进行调整，再充电的电解液进行调整，再充电2h，如仍不符合要求，再调整，再充电，如仍不符合要求，再调整，再充电，

33、直至符合要求。直至符合要求。电解液温度电解液温度2）补充充电）补充充电当电解液密度下降到当电解液密度下降到1.150 g/m3以下时或电解液不足补充蒸馏水后。以下时或电解液不足补充蒸馏水后。冬季放电超过冬季放电超过25%，夏季放电超过，夏季放电超过50%时。时。第一阶段，充电电流约为额定电流第一阶段，充电电流约为额定电流1/101/10，充电至单格电压为，充电至单格电压为2.4V2.4V。第二阶段充电电流约为额定电流第二阶段充电电流约为额定电流1/201/20，充至单格电压为，充至单格电压为2.52.52.7V2.7V，电解液密度恢复到额定值，且电解液密度恢复到额定值，且3h3h保持不变。全部

34、初充电时间保持不变。全部初充电时间131316h16h。灯光比平时暗淡。灯光比平时暗淡。起动机运转无力。起动机运转无力。按喇叭声音较小。按喇叭声音较小。蓄电池放置时间超过一个月。蓄电池放置时间超过一个月。过程过程补充充电按照表补充充电按照表3.2规范进行，也分为两个阶段规范进行，也分为两个阶段补充充电完，与初充电一样检查电解液相对密度。补充充电完，与初充电一样检查电解液相对密度。表3.2补充充电规范型号补充充电第一阶段第二阶段电流Ic(A)时间tc(h)电流Ic(A)时间tc(h)3-Q-757.510114353-Q-90953-Q-10510.5453-Q-12012.063-Q-1351

35、3.573-Q-1501573-Q-19519.510为防止硫化，每隔为防止硫化，每隔3 3个月应进行一次预防硫化过充电，方法是个月应进行一次预防硫化过充电，方法是采用补充充电方法将蓄电池充足，中断采用补充充电方法将蓄电池充足，中断1h1h，再用一半补充充电电，再用一半补充充电电流充至沸腾，重复进行，直至一充电蓄电池就沸腾为止。流充至沸腾，重复进行，直至一充电蓄电池就沸腾为止。对于对于轻微硫化轻微硫化的蓄电池，可采用去硫化充电方法加以消除，方法的蓄电池，可采用去硫化充电方法加以消除，方法如下。如下。3）预防硫化过充电）预防硫化过充电直至一充电蓄电池就沸腾为止直至一充电蓄电池就沸腾为止4）去硫化

36、充电）去硫化充电按按20h率将蓄电池放完电。率将蓄电池放完电。倒出电解液，加入蒸馏水冲洗数次，再加入蒸馏水，用初充电电流进行充电，倒出电解液，加入蒸馏水冲洗数次，再加入蒸馏水，用初充电电流进行充电，当密度上升到当密度上升到1.15g/cm3时，倒出电解液，再一次加蒸馏水继续充电，如此反复，时，倒出电解液，再一次加蒸馏水继续充电，如此反复，直至密度不再上升为止。直至密度不再上升为止。加入正常密度电解液，按照初充电方法将蓄电池充足电。加入正常密度电解液，按照初充电方法将蓄电池充足电。以以20h放电率放电检查蓄电池容量，如容量达到额定容放电率放电检查蓄电池容量，如容量达到额定容量的量的80%以上，说

37、明硫化已基本消除，即可使用。以上，说明硫化已基本消除，即可使用。小密：终止电压小密：终止电压1.75V中大密度：终止电压中大密度：终止电压1.8V蓄电池充电方法通常有三种蓄电池充电方法通常有三种:定流充电、定压充电定流充电、定压充电、脉冲快速充电、脉冲快速充电,所使用的设备为充电机。所使用的设备为充电机。（五）蓄电池充电方法（五）蓄电池充电方法1 1）定流充电）定流充电在充电过程中，使充电电流保持恒定的充电方法，恒定在充电过程中，使充电电流保持恒定的充电方法，恒定不是指充电电流一直不变，而是不是指充电电流一直不变，而是阶段性恒定阶段性恒定。此方法应用广泛，如此方法应用广泛，如初充电、补充充电、

38、和去硫化充电初充电、补充充电、和去硫化充电等。整个充电时间约需等。整个充电时间约需1316h1316h。2 2）定压充电）定压充电在充电过程中，使充电电压保持恒定的充电方法。在充电过程中，使充电电压保持恒定的充电方法。汽车上发电机对蓄电池的充电为汽车上发电机对蓄电池的充电为定电压充电定电压充电，此方法，此方法适应适应补充充电，不适应初充电和去硫化充电补充充电，不适应初充电和去硫化充电。其优点是充电速度快，充电时间短，随着蓄电池电动其优点是充电速度快，充电时间短，随着蓄电池电动势的不断增高，充电电流逐渐减小，充电结束，充电电势的不断增高，充电电流逐渐减小，充电结束，充电电流自动减小至零。流自动减

39、小至零。不足之处，充电电流大小不能调整，不能保证蓄电池不足之处，充电电流大小不能调整，不能保证蓄电池彻底充足电。彻底充足电。相同额定电压的蓄电池并联一起充电时，充电电压大相同额定电压的蓄电池并联一起充电时，充电电压大小为支路单格数小为支路单格数n n2.5V2.5V。整个充电时间约需整个充电时间约需45h45h。3 3）脉冲快速充电）脉冲快速充电脉冲快速充电为循环充放电，即正脉冲充电脉冲快速充电为循环充放电，即正脉冲充电停充停充负脉冲放电或反充负脉冲放电或反充再停充再停充再正脉冲充电再正脉冲充电，直至充，直至充足电为止。其中，正脉冲充电为定流充电，电流为足电为止。其中，正脉冲充电为定流充电，电

40、流为（0.810.81）C C2020，使蓄电池容量为额定容量，使蓄电池容量为额定容量60%60%，蓄电池单，蓄电池单格端电压为格端电压为2.4V2.4V；停充时间为；停充时间为25ms25ms；负脉冲放电或反充；负脉冲放电或反充时间为瞬间，负脉冲电流峰值为时间为瞬间，负脉冲电流峰值为1.51.53 3倍的正向充电电倍的正向充电电流；再停充时间为流；再停充时间为25ms25ms。整个充电时间约需整个充电时间约需56h56h。这种方法充电，除了具有时间短优点外，还具有这种方法充电，除了具有时间短优点外，还具有“去去硫化硫化”作用，不足之处，易使活性物质脱落，对蓄电池作用，不足之处，易使活性物质脱

41、落，对蓄电池使用寿命会有一定影响。使用寿命会有一定影响。4 4）充电机使用）充电机使用 常用的充电设备有硅整流充电机、晶闸管整流充电常用的充电设备有硅整流充电机、晶闸管整流充电机等。充电前，将充电机的正极（红色）、负极（黑色）机等。充电前，将充电机的正极（红色）、负极（黑色）分别接蓄电池正、负极，根据需要，选择充电方法，按分别接蓄电池正、负极，根据需要，选择充电方法，按照要求进行充电。照要求进行充电。蓄电池常见故障包括内部故障和外部故障。蓄电池常见故障包括内部故障和外部故障。外部故障外部故障有有外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂动、封胶干裂; ;内部故障内部故障有

42、极板硫化、活性物质脱落、极板栅架有极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自行放电、极板拱曲。腐蚀、极板短路、自行放电、极板拱曲。（五）蓄电池常见故障及排除（五）蓄电池常见故障及排除1.1.极板硫化及排除极板硫化及排除极板上极板上生成生成白色的硫酸铅粗晶粒白色的硫酸铅粗晶粒的现象称的现象称极板硫化极板硫化。(1) (1) 危害危害它它阻碍了电解液的扩散与渗透阻碍了电解液的扩散与渗透, ,使蓄电池使蓄电池内阻内阻增大增大, ,以致不能以致不能给启动机提供足够大的给启动机提供足够大的启动电流启动电流, ,导致启动困难甚至导致启动困难甚至启动不启动不了发动机了发动机。轻度硫化：蓄电池内阻增大

43、,容量变小(2) 现象现象严重硫化：充放电异常充电时：单格电池电压高,可达2.8V以上,电解液密度上升慢,温度上升快,过早出现沸腾现象放电时：内阻显著增大,电压迅速下降,不能持续供给电流。原因二原因二:电池内液面太低电池内液面太低,使极板上部与空气使极板上部与空气接触而发生氧化接触而发生氧化(主要是负极板主要是负极板)。(3) 原因原因原因一原因一:蓄电池长期充电不足或放电后未及蓄电池长期充电不足或放电后未及时充电时充电,当温度变化时当温度变化时,硫酸铅发生再结晶。硫酸铅发生再结晶。原因三原因三:电解液相对密度过高、电解液不电解液相对密度过高、电解液不纯、外部气温剧烈变化等也会促进硫化。纯、外

44、部气温剧烈变化等也会促进硫化。原因四原因四:新电池初充电不彻底。新电池初充电不彻底。(4) 故障排除故障排除轻度硫化用小电流长时间充电,即过充电用全放、全充的充放电循环进行使活性物质还原用去硫充电的方法消除硫化。严重硫化报废报废(5) 预防措施预防措施保持蓄电池经常处于充满电状态蓄电池放完电应及时补充充电经常检查电解液液面和密度,使之符合要求。2.自放电及排除自放电及排除在无负载的静态下,蓄电池电量自动消失的现象称为自放电。自放电有两种情况自放电有两种情况正常自放电正常自放电,一昼夜电量损失不超过一昼夜电量损失不超过0.7%;故障性自放电故障性自放电,一昼夜自行放电量为一昼夜自行放电量为2%3

45、%或或更高。更高。(1) (1) 原因原因正常自放电原因正负极板上活性物质自发溶解和还原成为硫酸铅,且硫酸浓度大,反应速度也会增大;由于极板上活性物质和栅架材料不同,电解液中会产生不同电位,形成局部电池放电;电解液杂质含量过多,不纯;蓄电池内部短路;蓄电池盖上洒有电解液。由于蓄电池长期不用,硫酸会下沉,从而造成电解液上部和下部浓度不同,在同一块极板的上下部分会形成电位差而形成自行放电。故障性放电的原因:(2) (2) 故障排除故障排除 为排除自放电,应将电解液倒出,取出极板组和隔板,用蒸馏水冲洗极板和隔板,重新装上极板和隔板,再加入新电解液重新充电。3. 3. 极板短路极板短路(1) (1)

46、现象现象充电过程中充电过程中, ,电解液温度迅速上升电解液温度迅速上升, ,电压与电解液相电压与电解液相对密度上升缓慢。放电时对密度上升缓慢。放电时, ,蓄电池容量明显下降。蓄电池容量明显下降。(2) (2) 原因原因隔板质量不好隔板质量不好; ;极板弯曲或有杂质使正负极板相接触极板弯曲或有杂质使正负极板相接触; ;活性物质在蓄电池底部沉积过多。活性物质在蓄电池底部沉积过多。(3) (3) 故障排除故障排除拆开蓄电池拆开蓄电池, ,查明原因查明原因, ,进行清洗或更换极板。进行清洗或更换极板。4. 活性物质脱落活性物质脱落(1) (1) 现象现象充电时充电时, ,有有棕色物质棕色物质自底部上升

47、自底部上升, ,电解液混浊电解液混浊, ,电压电压上升快上升快, ,过早出现沸腾现象过早出现沸腾现象; ;放电时放电时, ,蓄电池容量明蓄电池容量明显下降。显下降。(2) (2) 原因原因充电电流过大充电电流过大, ,过充时间过长过充时间过长; ;低温大电流放电低温大电流放电; ;蓄蓄电池固定不牢电池固定不牢, ,受到剧烈振动受到剧烈振动; ;电液密度过大电液密度过大, ,腐蚀腐蚀栅架。栅架。(3) (3) 故障排除故障排除拆开蓄电池拆开蓄电池, ,进行清洗。如果活性物质脱落少进行清洗。如果活性物质脱落少, ,则则封装后再用封装后再用; ;如果活性物质脱落较多如果活性物质脱落较多, ,则需更换

48、极则需更换极板。板。汽车用发电机是什么样的结构？如何工作的？常汽车用发电机是什么样的结构？如何工作的？常见故障有哪些？如何检测、维修与更换？见故障有哪些？如何检测、维修与更换？任务二任务二 发电机结构与工作原理及检测维修发电机结构与工作原理及检测维修 汽车用发电机的结构和工作的原理都差不多汽车用发电机的结构和工作的原理都差不多, ,图图3.133.13所示分所示分别为奇瑞别为奇瑞A3A3和实训室的车用发电机。和实训室的车用发电机。交流发电机的功用交流发电机的功用 交流发电机的功用是当发动机所需电交流发电机的功用是当发动机所需电压高于蓄电池电压时，能及时向蓄电池充电，并向全车除起动机压高于蓄电池

49、电压时，能及时向蓄电池充电，并向全车除起动机外的所有用电设备直接供电。外的所有用电设备直接供电。图图3.13汽车用发电机汽车用发电机（一）发电机的结构与工作原理1.1.交流发电机结构交流发电机结构 普通硅整流发电机主普通硅整流发电机主要由三相同步交流发电机要由三相同步交流发电机和和6 6只二极管组成的的三相只二极管组成的的三相桥式全波整流器两大部分桥式全波整流器两大部分组成；主要有转子、定子、组成；主要有转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等部件，如图皮带轮等部件，如图2-322-32所示。所示。（1 1）转子总成）转子总成功用：转子的功用是产生旋转磁场。功用：转

50、子的功用是产生旋转磁场。组成：转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。组成：转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。思考：为什么发动机里使用滑环？为什么发动机里使用滑环？ 当两滑环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产当两滑环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使得爪极一块被磁化为生轴向磁通，使得爪极一块被磁化为N N极，另一块被磁化为极，另一块被磁化为S S极，从而形成极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为：磁轭交流发电机的磁路为

51、：磁轭NN极极转子与定子之间的气隙转子与定子之间的气隙定子定子定定子与转子间的气隙子与转子间的气隙SS极极磁轭，如图磁轭，如图2-342-34所示。所示。图图2-34 2-34 转子磁路转子磁路（2 2）定子总成）定子总成 功用：定子是用来产生交流电的。功用：定子是用来产生交流电的。组成：定子由定子铁芯和定子绕组组成。组成：定子由定子铁芯和定子绕组组成。从线圈产生的电动势中引出电流，要使用三个导线，将线从线圈产生的电动势中引出电流，要使用三个导线，将线圈连接起来。一般有二种连接法：圈连接起来。一般有二种连接法： （3 3）整流器）整流器 作用：作用：将定子绕组产生的将定子绕组产生的三相交流电三

52、相交流电变变成直流电成直流电输出；其输出；其次，可阻止蓄电池的电流向发电机倒流。次，可阻止蓄电池的电流向发电机倒流。 (1) 正极管正极管 其中心引线为二极管的正极，外壳为负极，在管壳底上一般标有红色其中心引线为二极管的正极，外壳为负极，在管壳底上一般标有红色标记。在负极搭铁的交流发电机中，三个正二极管的外壳压装在元件板的标记。在负极搭铁的交流发电机中，三个正二极管的外壳压装在元件板的三个座孔内，共同组成发电机的正极，由一个与后端盖绝缘的元件板固定三个座孔内，共同组成发电机的正极，由一个与后端盖绝缘的元件板固定螺栓通至机壳外，作为发电机的火线接线柱螺栓通至机壳外，作为发电机的火线接线柱“B”（

53、“”，“A”或或“电电枢枢”接线柱）。接线柱）。 (2) 负极管负极管 其中心引线为二极管的负极，外壳为正极，管壳底部一般有黑色标记。其中心引线为二极管的负极，外壳为正极，管壳底部一般有黑色标记。三个负极管的外壳压装在后端盖的三个孔内，和发电机外壳一起成为发电三个负极管的外壳压装在后端盖的三个孔内，和发电机外壳一起成为发电机的负极机的负极.(4) 电压调节器电压调节器当发电机转速变化时,调节器用来自动控制发电机输出电压,使其保持恒定,调节器实物如图3.19所示。（5 5）皮带轮及风扇）皮带轮及风扇 通常用铸铁或铝合金制成，分单槽和双槽两种，利用风扇的半圆键通常用铸铁或铝合金制成，分单槽和双槽两

54、种，利用风扇的半圆键装在风扇外侧的转轴上，再用弹簧垫片和螺母紧固。发动机工作时发动装在风扇外侧的转轴上，再用弹簧垫片和螺母紧固。发动机工作时发动机通过风扇皮带带动传动皮带轮转动，并传给发电机。机通过风扇皮带带动传动皮带轮转动，并传给发电机。 （6 6）前后端盖和电刷总成）前后端盖和电刷总成 端盖一般分为前端盖和后端盖一般分为前端盖和后端盖两部分，起固定转子、定端盖两部分，起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好，而且能够减轻金散热性能好，而且能够减轻

55、发电机的质量。发电机的质量。 电刷总成由电刷、电刷架和电刷总成由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过滑环引人磁场绕组，将电源通过滑环引人磁场绕组，由石墨制成。由石墨制成。 发电机的电刷总成有内装式和发电机的电刷总成有内装式和外装式之分，如图外装式之分，如图2-392-39所示。所示。 图图2-39 2-39 电刷总成电刷总成（a a）外装式）外装式 （b b）内装式）内装式发电机工作：包括发电机工作：包括发电、整流、调压发电、整流、调压, ,电路还电路还要设置保护和工作状态指示等。要设置保护和工作状态指示等。2.2.发电机工作原理发电机工作原理 当转子旋

56、转时，磁通交替地在定子绕组中变化。根据电磁感当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化。根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势，而后应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势，而后经整流器整流为直流电输出，这就是交流发电机的工作原理。经整流器整流为直流电输出，这就是交流发电机的工作原理。（1 1）发电机发电原理）发电机发电原理UW交流发电机工作原理交流发电机工作原理相应的波形如图相应的波形如图3.233.23所示。所示。图图3.23发电机产生的三相交流电发电机产生的三相交流电CntEetEetEemmmm2E240sin120sinsinWVU三相绕组感应电动势三相

57、绕组感应电动势 在汽车发电机中在汽车发电机中, ,利用利用6 6只二极管组成的三相只二极管组成的三相桥式全波整流电路将三相交流电整流变为直流电桥式全波整流电路将三相交流电整流变为直流电, ,如图如图3.243.24所示。所示。(2) (2) 整流原理整流原理UWa.知识点回顾：知识点回顾：二极管的特性二极管的特性二极管的导通原则二极管的导通原则 b.b.整流过程分析整流过程分析 1有些高性能交流发电机，还使用六个以上二极管。2若蓄电池的电极接反，二极管将由于大电流而烧坏。注注意意UWVWee U整流波形图整流波形图c.c.发电机输出的直流电压平均值为：发电机输出的直流电压平均值为： U U 2

58、.34E2.34Ed.d.中性点电压中性点电压 有的发电机具有中性点接线有的发电机具有中性点接线柱，如图柱，如图2-462-46所示。它是从三所示。它是从三相绕组的中性点引出来的，标相绕组的中性点引出来的，标记为记为“N”N”。输出电压为。输出电压为U UN N，称，称为中性点电压。为中性点电压。图图2-46 2-46 带中心抽头的交流发电机带中心抽头的交流发电机U UN N 0.5U0.5U(3)(3)励磁方式励磁方式 交流发电机开始发电时，需由蓄电池供给励磁电流。当发电交流发电机开始发电时，需由蓄电池供给励磁电流。当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，机电压达到蓄电池电

59、压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是也就是由他励转变为自励由他励转变为自励。 励励磁磁电电路路 励磁概念：励磁概念：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过程称为励磁。将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过程称为励磁。励磁方式：励磁方式：交流发电机励磁方式有自励和他励两种交流发电机励磁方式有自励和他励两种3.3.电压调节器电压调节器 （一）调节器的作用（一）调节器的作用 发电机在汽车上是按固定的传动比驱动旋转的，其发电机在汽车上是按固定的传动比驱动旋转的，其转速转速n n 随发动机转速变化而在很大范围内变化。因此，随发动机转速变化而在很大范围内变化。因此，为了使发电机能提供固定不变的电压，必须采

60、用调节器为了使发电机能提供固定不变的电压，必须采用调节器来控制电压。来控制电压。电压调节器（电压调节器（voltage regulatorvoltage regulator）可以保证交流发电机输出电压不受转速和用电可以保证交流发电机输出电压不受转速和用电设备变化的影响，使其保持稳定，以满足用电设备变化的影响，使其保持稳定，以满足用电设备的需要。设备的需要。 （二）调节器的基本工作原理（二）调节器的基本工作原理工作原理分析工作原理分析交流发电机输出的整流后直流电压交流发电机输出的整流后直流电压U UB B正比于发电机的感应电动势正比于发电机的感应电动势E E；E E=C=C1 1n,n,即感应电