汽车电气设备构造与维修课件

汽车电气设备构造与修理

第一章电源系电源系系统：向车上用电设备或限制装配供电，满足汽车的须要。它的组成：发电机：由发动机带动，把机械能→电能→整流→调压→[供电（设备）储存（电池）调整器：避开因发动机转速过高产生电压过大。（调整励磁电流）维持恒定电压输出。蓄电池：化学能《=》电能[供应能量：起动时。储存能量：正常行驶]电流表：用来指示蓄电池充电或放电电流的大小。（留意连接方法）第一节蓄电池的构造与型号概述铅酸蓄电池。由负极板，正极板和电解液（纯HSO4+蒸馏水）。分为一般型、干荷电型和免维护型等。作用与特点供应大电流；供电；储存电能；电容器。单格电压高；内阻小；性能牢靠；价廉。蓄电池的基本组成第一节铅酸蓄电池蓄电池基本结构极板（组）栅架活性物质正极：PbO2负极：Pb隔板外壳连条电解液:H2SO4+H2O盖、极桩、封口料、注液口干荷电蓄电池：在干燥、保存期内运用，加入适当密度的电解质。静置30min，调整电解液密度、高度，可运用，不必初充电。便于运输保管、且不须初充电。当储存超过保存期时，因部分极板已氧化，运用前应充电5-10H才可运用。免维护蓄电池：结构特点超细玻璃纤维材料与袋状正极隔板设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，削减蒸发；装有催化剂钯，可使电解的氢气与氧气合成为水。栅架改进合金材料削减自放电、电解现象并减小内阻带密度计，不同颜色推断电池存电量：绿色，深绿色，浅黄色。性能特点免维护或极少维护寿命长(8年以上）内阻小，起动性能好国产蓄电池规格型号依据标准JB/T2599-1993的规定，蓄电池产品型号共分为三段，五个含义。1、串联单格电池的数，用阿拉伯数字表示。其UN为它的2倍。2、电池的用途。Q：起动用蓄电池。3、蓄电池的特征代号。无符号：一般式铅蓄电池。A：干荷蓄电池。4、放电额定容量，我国用20H放电率额定是表示（A.H）。5、特殊性能，D：低温起动性能好。例：6-QA-60，6—Q—105D第三节蓄电池的工作原理与工作特性工作原理静态时（充好电）正极：Pb4+ 负极：2e电解液：H2SO4+H2O正、负极电位差：2.1v12v蓄电池电压：11.7v-12.6v电解液密度：1.1-1.27工作原理(续）放电时正极：PbO2+H2SO4+2H++2e-→PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42-→PbSO4+2e-电解液：H2SO4削减，H2O增加，密度↓总反应：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O工作原理（续）充电时正极：PbO2 负极：Pb电解液：H2SO4增加，H2O削减，密度↑总反应：2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4过充电：H2O分解为H2和O2电动势与内阻1、静止电动势：在静止状态下，极板间电位差，其值取决于电解液的密度和温度。阅历公式：EJ=0.85＋P25℃P25℃：25℃时的电解液密度。P25℃=PT＋0.0075（T－25）PT：测量的电解液密度。2、内阻：极板电阻、隔极电阻、电解液电阻、联条和极柱电阻等内阻。大小与电解液的密度和温度有关。P↓，电阻↑；P↑↑，电阻↑；T↓↓，电阻↑；极板面积越大越薄，极板电阻↓；放电结束时，电阻↑蓄电池在良好技术状态下。内阻和很小{40℃R0=0.01Ω－20℃R0=0.019Ω满足起动机工作要求（大电流）。对于完全充电的蓄电池在T=20℃时，内阻PO可用阅历公式得到PO=Цe/1.71Qe（Цe：额定电压Qe额定容量）工作特性静态电动势范围：1.95V~2.1V电解液密度范围：1.1~1.29充电特性（图）条件：恒定电流电压与电动势的关系：U=E0+IR电压的变更密度的变更充电特性放电特性（图）条件：恒定电流电压与电动势的关系：U=E0－IR电压的变更密度的变更终止电压：与放电率有关（图）第四节蓄电池的容量与影响因素蓄电池的容量容量概念容量（安时）=放电电流（安）×放电时间（小时）即C=If×tf(Ah)20h放电率额定容量(Ah)有关规定：GB5008.1--1991举例：6—Q—105（20h*5.25A=105Ah)储备容量（min)影响容量的因素极板结构电解液：温度，密度放电电流（下表）放电电流（A）6.7512.671400放电时间（h）201010.083(5min)终止电压（v）1.751.71.61.5实际容量（Ah)1351267133.3实际容量与放电电流间的关系（标称容量：135Ah）第五节蓄电池的充电方法充电设备:硅整流、可控硅、快速充电机充电方法按过程分类定流充电特点与连接定压充电特点与连接快速充电问题的提出原理方法（图）与留意第五节蓄电池的充电方法充电方法（续）按作业分类初充电补充充电*（条件、步骤、要求）防硫化充电（间歇过充电）熬炼循环充电（大充大放）去硫充电（水冲洗）第六节蓄电池的正确运用与维护运用与技术状态检查运用要求——大电流放电时间、充电电压、过放电状态、电解液密度。检查——液面高度、密度、放电程度运用维护安装坚实——接触电阻影响保持清洁——漏电问题检查溶液密度——补充蒸馏水第七节蓄电池的常见故障常见故障容量降低现象：起动时运转无力缘由：新蓄电池初充电不足溶液密度不对过度放电，活性物质脱落长期不用，极板硫化第七节蓄电池的常见故障常见故障（续）自行放电现象：每日放电缘由电解液不纯局部有短路充电困难现象：充不上电缘由内部有短路或极板变形免维护（MF）蓄电池结构特点隔板超细玻璃纤维材料与袋状正极隔板减小极板短路和活性物质脱落孔塞通气孔设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，削减蒸发通气孔中装有催化剂钯，可使电解的氢气与氧气合成为水。栅架改进合金材料（铅钙合金取代铅锑合金）削减自放电、电解现象并减小内阻性能特点免维护或极少维护寿命长(8年以上）内阻小，起动性能好胶体蓄电池特点胶体电解液，不易流淌和蒸发，水分损失极少自放点率微小，可充电后长期存储（1-2年）、便于启用放电特性好比能量特殊是比功率要比常规铅酸蓄电池大20%以上寿命比一般蓄电池长一倍左右也是免维护应用电动汽车、电动自行车、UPS电源等硷性蓄电池结构特点电解液为硷性溶液主要种类镉镍（Cd-Ni)蓄电池正极：Ni(OH)3负极：Cd电解液：KOH铁镍(Fe-Ni)蓄电池银锌(Ag-Zn)蓄电池镍氢（Ni-H)蓄电池性能特点能量密度高少维护、寿命长（可长达10～20年）荷电保持实力强价格高燃料电池（FC）燃料电池结构原理正极：O2（或空气）负极：H2（或其它燃料如甲醇）电解液：KOH（或高分子电解质膜）反应过程：2H2+O2→2H2O（在催化剂作用下）(与电解水的过程相反)氢氧燃料电池

在催化剂的作用下，在电解液中使氢失去电子，氧得到电子，并与氢离子和电子结合生成水。电子通过外电路的移动形成电流。氢气作为“燃料”，氧气作为氧化剂。氢和氧通过电化学反应释放出电能。氢-空气燃料电池结构负极：氢气正极：空气电解质薄膜甲醇燃料电池甲醇分解氢离子+氧+电子燃料电池的特点及应用燃料电池与一般电池的区分一般电池只是一个有限的电能输出和储存装置。燃料电池则不同，参与反应的化学物质氢和氧，分别由燃料电池外部的单独储存系统供应。只要能保证氢氧反应物的供应，燃料电池就可以连绵起伏地产生电能。从这个意义上说，燃料电池是一个氢氧发电装置。燃料电池特点能量密度更高无环境污染燃料电池的应用纯电动汽车（EV）、航天方面三菱公司的燃料电池汽车氢燃料箱燃料电池系统丰田燃料电池汽车氢燃料箱燃料电池汽车独立轮毂电机燃料电池组蓄电池思索题与练习题1、说明蓄电池正、负极板的主要材料，以及电解液的主要成分。2、分别说明蓄电池在充、放电过程中正、负极板各自生成什么物质？充、放电过程中溶液的密度有什么变更？3、说明定流充电与定压充电各自的优缺点。4、某蓄电池运用中发觉容量降低、起动无力，分析可能的故障缘由。蓄电池思索题与练习题（续）5、国产6-Q-135型蓄电池额定容量是多少？若以20h放电率放电，其放电电流是多少？若以135A电流放电，能否连续放电1小时？6、说明蓄电池运用维护中须要留意的主要问题。7、说明免维护蓄电池的优点。第九节沟通发电机构造及类型概述发电机的作用——供应电源发电机的种类——直流与沟通运用沟通发电机的优点——结构简洁、价廉、变压、便于维护。汽车发电机的种类1、按总体结构分类有刷发电机（一般--JF132、整体式--CS121、带真空助力泵--JFZB292）无刷发电机—JFW1913永磁发电机—JFW17122、按搭铁方式分类——内、外搭铁3、按整流管数目分类——六管、八管、九管、十一管等第九节沟通发电机构造及类型一般沟通发电机的构造（图）转子作用：产生磁场结构：爪极磁场线圈定子作用：产生沟通电（沟通电压、电流）结构：铁心电枢绕组绕组结构及连接第九节沟通发电机构造及类型沟通发电机构造第九节沟通发电机构造及类型沟通发电机的构造（续）整流器作用接法：三相桥式（图）端盖与电刷电刷的作用：向转子线圈引进磁场电流国产沟通发电机型号系列按QC/T73—1993规定：产品代号、电压等级、电流等级、设计序号、变形代号JF系列—JF1512JFZ1813Z第十节沟通发电机的工作原理及特性沟通发电机的工作原理两个基本关系f=p·n/60E=Ce·n·Φm整流原理（图）整流电压平均值U与线电压UL、相电压Uφ的关系U=3/π×ULm=3√2/π×UL=1.35UL=2.34Uφ其中：U=整流电压平均值，ULm=线电压幅值，UL=线电压有效值，Uφ=相电压有效值整流管选择ID=1/3·IUDRM=√2·UL≈U（实际远大于此值）第十节沟通发电机的工作原理及特性沟通发电机的工作原理（续）整流管连接第十节沟通发电机的工作原理及特性沟通发电机的工作原理（续）中性点电压问题UN（平均）=U/2中性点电压波形（图），三谐波发电原理中点二极管电路（图）发电机的激磁问题自激问题它激问题中性点电压第十节沟通发电机的工作原理及特性沟通发电机的特性空载特性（图）I=0,U=f(n)它激阶段自激阶段外特性（图）n=const,U=f(I)U下降的缘由阻抗压降电枢反应第十节沟通发电机的工作原理及特性第十节沟通发电机的工作原理及特性沟通发电机的特性（续）输出特性（图）n<n1（空载转速）:I=0，不能带负载。n1<n<n2（满载转速）：随着转速增加，带负载实力增加；n=n2时，I=额定电流。n>n2：转速增加，I增长有限（限流实力）。I≤Imax第十节沟通发电机的工作原理及特性其它车用沟通发电机无刷电机爪极式（图）永磁式（图）带励磁机式（图）第十一节沟通发电机电压调整器的原理及类型电压调整器概述调整器的作用—稳定发电机的输出电压调整器调压原理—调整励磁电流，使输出电压稳定调整器的种类机械（电磁）振动式单级式(FT111),双级式(FT61)单联式(FT61),双联式(FT61A)电子式晶体管式(FT106),IC式(JFT152)搭铁方式调整器的接线（图）内搭铁式外搭铁式其次章沟通发电机及调整器电磁振动式调整器基本结构与工作原理（图）存在问题——触点电火花，惯性和磁滞性引起振动频率低特性的改善提高振动频率—铁心结构温度补偿问题—补偿电阻带双极的调整器磁场线圈调整器线圈电磁振动式调整器（FT61）双极振动式调整器基本原理（图）特点：加速电阻使振动频率提高其次章沟通发电机及调整器电磁振动式调整器（续）好用线路国产FT61型双级振动式调整器（图）带充电指示灯的线路LADA2105型调整器线路（图）丰田皇冠车调整器线路（图）带充电指示灯的电路（续）九管发电机及调整器线路（图）LADA2105型调整器线路丰田皇冠车调整器线路九管发电机及调整器线路第十一节沟通发电机调整器的原理及类型电子调整器与振动式调整器比较有晶体管式和IC式三个环节：采样、放大、开关晶体管调整器基本原理——三极管的开关作用通（断）励磁电流实例国产JFT106型调整器（图）电子调整器

国产JFT106型调整器C1、C2：降低开关频率；VD1：给VD2限流；VD3：提高开关切换速度；VD4：释能二极管；VD5：稳压疼惜；R4：反馈电阻，改善性能第十一节沟通发电机调整器原理及类型集成电路调整器特点——小、轻、耐高温。集成电路调整器的电压检测方式发电机电压检测方式（图）蓄电池电压检测方式（图）实例英国Lucas14TR型（图）丰田车IC调整器（图）优点：采样线在发电机内部，发电机对外接线少。缺点：检测的是发电机电压，当B点与蓄电池+极间导线有压降时蓄电池充电电压会偏低优点：检测的是蓄电池电压，可保证蓄电池有足够的充电电压缺点：采样线在发电机外部，发电机对外接线多一条。英国Lucas14TR型丰田车IC调整器第十一节沟通发电机调整器原理及类型电源系统疼惜与故障分析电源系统疼惜的必要性停车断电问题磁场线圈过电压问题调整器故障后的电压失控问题过电压的产生瞬态过电压发动机突然减负载时点火线圈初级断开时稳态过电压调整器失控造成第十一节沟通发电机调整器原理及类型过电压疼惜电路（续）过电压疼惜问题（续）过电压疼惜电路稳压管疼惜（图）稳压管+继电器疼惜（图）稳压管疼惜电路调压器与继电器协作疼惜电路利用油压开关限制励磁电流第十二节沟通发电机与调整器的正确运用沟通发电机的正确运用与维护1、搭铁形式2、调整器配套运用3、熄火后，点火开关在“关”位4、兆欧表检查留意事项5、有故障，刚好解除。调整器的正确运用（一）、留意问题：电压等级、搭铁形式、导线连接、受开关限制。（二）、搭铁形式的判别(图）（三）、调整器好坏的判别（四）、不同搭铁形式调整器的替换调整器的检查方法基本线路检查方法内搭铁外搭铁内搭铁：电压高时灯灭外搭铁：电压低时灯灭第十三节沟通发电机的检修1、沟通发电机不解体的检测技术沟通发电机每运转750h（相当于行驶30000KM）或有故障时的解体检查之前，应对它进行整体检查，以便推断其技术状态.A：万用表测法：万用表R×1Ω档检查发电机F和D-接线柱。B（D+）与D-接线柱，D+与F接线柱间电阻。B：试验台检测法：通过检测空载转速n1，额定工作条件下转速n2—满载转速，再。与标准值比较，推断发电机的工作性能.C：示波器检测法：2、检修技术（1）转子的检修：ⅰ：转子的常见故障：接触不良、短路、断路。ⅱ：转子的检修：励磁绕组绝缘状况的检查；励磁绕组间断路与短路检查；滑环磨损的检查；轴检查。（2）定子的检修：ⅰ：定子常见故障：发电机绕组短路、断路或搭铁、整流管的击穿、断路、造成发电机不发电或发电不良。ⅱ：检修A：定子绕组绝缘状况的检修：B：定子绕组断路的检查：C：整流板的检查：3）电刷组建的检修：ⅰ：电刷：ⅱ：电刷弹簧：3)装复：第十四节电源系故障的诊断与解除电源系统常见故障与维护常见故障不能充电缘由蓄电池与发电机间断线发电机内故障调整器故障（低速触点烧坏或高速触点烧死）一种常用的诊断方法第十四节电源系故障的诊断与解除电源系统常见故障与维护（续）常见故障（续）充电电流太小皮带过松发电机个别二极管坏发电机电刷磨损调整器触点烧坏调整器电压调整不当第十四节电源系故障的诊断与解除电源系统常见故障与维护（续）常见故障（续）充电电流过大调整器低速触点烧死调整器线圈断线电源系统维护留意事项发电机与调整器配套（内、外搭铁问题）发电机与调整器、蓄电池连接坚实检查充电故障时宜将调整器脱开检查是否发电不宜用试火方法思索题与练习题1、简述沟通发电机的基本结构。2、说明发电机所发电压与磁场和转速的关系。3、发电机转子线圈所需激磁电流来自何处？4、说明发电机内部线电压有效值UL与整流输出电压U的关系。5、发电机为什么要协作运用电压调整器？6、调整器触点振动频率太低有什么问题？思索题与练习题（续）7、分别画出内搭铁与外搭铁发电机和调整器的接线简图，并说明调整器如何起作用。8、读懂p64图2-36双级振动式调整器的工作原理。9、读懂p68图2-42丰田双联调整器的工作原理。10、简述电磁振动式与晶体管式调整器的各自特点。11、晶体管电压调整器一般由哪几部分电路组成？其次章起动系概述起动系的作用与要求：起动系的作用就是供应发动机曲轴足够的起动转矩，以便使发动机曲轴达到必需的起动转速，使发动机进入自行运转状态。当发动机进入自由运转状态后，便结束任务立刻停止工作。起动系的基本组成（图）直流启动机、蓄电池、限制电路（开关、继电器、导线）为增大转矩，便于起动，起动机与曲轴的传动比：汽油机一般为13－17，柴油机一般为8－10。

启动机的构造：直流串励式电机、电磁开关、传动机构直流串励式电动机的原理构造基本原理构造机壳磁极电枢，与磁极的连接方式（图）第三章起动机直流电动机的原理构造（续）构造（续）换向器电刷端盖电枢绕组简介（图）直流电动机的基本关系转矩关系:M=CmIsФ电压关系:U=Ef+IsRs电枢反电动势：Ef=CeФn电枢转矩的自动调整过程电源接通瞬间，n=0,Ef=0,Is=U/Rs最大。M最大，满足刚启动的须要。随着n↑→Ef↑→Is↓→M↓。工作过程是电动机输出扭矩M与发动机阻力矩Mz不断平衡的过程。1、负载增加：M﹤Mz→n↓→Ef↓→Is↑→M↑→M=Mz2、负载削减：第三章起动机直流电动机的原理构造（续）直流电动机的特性直流电动机的励磁方式串激直流电动机的特性（Is=Ia)工作特性M=f(Ia)曲线N=f(Ia)曲线P=f(Ia)曲线P=Mn/9550机械特性n=f(M)曲线第三章起动机直流电动机的原理构造（续）输出功率及其影响因素功率计算影响输出功率的因素(容量、温度、电阻）起动机与发动机的协作要求功率（转矩）要求：摩擦阻力矩，压缩损失力矩，驱动发动机附件的阻力矩。传动比（最低启动转速）选择：吸进可燃混合气，压缩终点的温度。汽：P=(0.184¬0.21)L(KW)柴：P=(0.73¬1.05)L(KW)启动机的型号按QC/T73-1993规定QDQDJQDY1—12伏；2—24伏

如：QD124第三章起动机啮合传动机构作用：启动时，将电动机的驱动转矩传给发动机曲轴；启动完成后，切断电动机与发动机间的动力联系。几种主要结构滚柱式单向离合器（图）摩擦片式单向离合器（示意图）弹簧式单向离合器（示意图）电磁限制装置基本结构原理

好用线路QD124型起动机线路图JD136型起动机线路（带复合继电器，图）日产UD63型起动机线路（带平安继电器，图）JD136型起动机线路日产UD63型起动机线路几种常见起动机结构QD124型起动机(图）移动电枢式起动机（图）--启动力矩大齿轮移动式（电磁开关内置）永磁式（无磁场线圈）（图）带减速齿轮的起动机（体积小） （图）第五节启动机的运用与维护运用留意事项：空挡启动、启动时间、启动