汽车车身电气设备检修中职全套教学课件

汽车电气设备与维修汽车电气设备构造与维修电器维修1_项目一汽车车身电气系统基础知识2_项目二电源系统3_项目三起动机4_项目四照明与信号系统5_项目五汽车仪表与报警装置6_项目六汽车辅助电气系统全套可编辑PPT课件汽车车身电气系统基础知识任务一

车身电气系统的组成及特点知识目标1.掌握汽车电气系统的结构组成。2.掌握电阻的识别方法。3.掌握继电器的结构及工作原理。能力目标能够对保险装置、插接器、开关、继电器进行检测。任务目标随着汽车结构的改进与性能的不断提高，汽车上装备的传统电器正面临着巨大的冲击。近年来，伴随电子工业的发展，电子技术在汽车上的应用越来越广，车用电子装置的新产品不断涌现，特别是大规模集成电路及微型处理机的应用，大大推动了汽车工业的发展，同时也给汽车的控制装置带来了巨大的变革。本任务将介绍车身电气系统的组成及特点。任务引入汽车电源有两个：蓄电池和发电机。发电机是主要电源，蓄电池是辅助电源。在发动机停转或起动时，由蓄电池供给电能；发动机达到某一转速后，由发电机供电。当发电机向用电设备供电的同时，也给蓄电池充电。发电机供电时要采用电压调节器来保持其输出电压的稳定。一、汽车电气设备的组成电源1相关知识（1）起动系统（2）点火系统（3）照明系统（4）信号装置（5）仪表及报警装置（6）辅助电器设备（7）汽车电子控制系统用电设备2全车电路及配电装置3全车电路及配电装置包括中央接线盒、熔断装置、继电器、电线束及插接件、电路开关等，使全车电路构成一个统一的整体。由于现代汽车所采用的电控系统越来越多，所占的比例越来越大，且汽车电控系统往往都自成系统，将电子控制与机械装置相结合，形成了较为典型的机电一体化系统，因此本教材除了涉及传统电气设备中的电子控制装置外，不涉及诸如电控燃油喷射、电子控制自动变速器、制动防抱死系统，这些计算机控制系统将由专门的教材予以介绍。综上所述，电气设备的组成如图1-1所示。汽车一般采用12V电压，部分大功率柴油机采油24V。低电压由于电功率较小，不适应汽车用电设备日益增多的要求，酝酿中的汽车电系电压标准是42V/14V电压体系。有些汽车电控系统的电脑电源使用+5V电源二、汽车电气设备的特点低压电源1所有低压用电设备均采用并联方式连接，受有关装置控制，电压相同。电气设备间均为并联开关，熔断器均串联在电源和相应的用电设备之间，电流表申联在供电汽车电路上，电气仪表与其传感器之间串联。直流电源2所有低压用电设备均采用并联方式连接，受有关装置控制，电压相同。电气设备间均为并联开关，熔断器均串联在电源和相应的用电设备之间，电流表申联在供电汽车电路上，电气仪表与其传感器之间串联。并联制3电源和所有用电设备的负极均搭铁、车架车身、发动机体便成为一条公共的地线。单线连接是汽车线路的特殊性，现代汽车上所有电气设备的正极均用导线连接，该导线通常称为“火线”;而所有的负极则与车身金属相连，称之为“搭铁”。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发经导线流人用电设备后，由电器设备自身或负极导线搭铁，通过车架或车身流回电源负极而形成回路。部分要求比较高的线路也采用双线连接方式，如发电机与调节器之间的连接。单线制、负极搭铁4电阻是利用金属与非金属材料制成便于安转的电路元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。三、汽车电气系统基本元件与器件电阻1①电阻的种类常见的电阻种类很多，按其结构形式可分为固定电阻、可变电阻和电位器三种；按制造材料可分为碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻器、贴片电阻（如图1-2所示）等；按功能分为负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等。②电阻的标称值与允许误差大多数电阻上都标有电阻的数值，这就是电阻的标称阻值，简称标称值。电阻的标称值往往和它的实际阻值不全相同。电阻的实际阻值与其标称值的偏差，除以标称值所得到的百分比，叫做电阻的误差，电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差。误差代码：F、G、J、K等，常见的误差范围是：0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、0.25%、1%、2%、5%等，如图1-3所示。保险装置2易熔线一般安装在蓄电池正极接线柱上。如图1-4所示，易熔线可分为两种，管式易熔线、线式易熔线，其中线式易熔线比较常见。易熔线主要用来保护电源和大电流线路。如：充电易熔线、点火开关电源易熔线，它可以通过100-200A的大电流，因此绝对不允许换用比规定容量大的易熔线。当易熔线熔断时，要仔细查找原因，彻底排除故障。在正常的维修中，如果易熔线熔断后，找到故障点并排除后，但无相同规格的易熔线时，可以暂时用同容量的保险丝或导线串联在电路中代替，购买符合要求的易熔线时应即时更换。①电阻的种类插片式保险丝装在驾驶室内保险盒或发动机舱内保险盒，与继电器组合在一起，构成了全车电路的中央接线盒。如图1-5所示为汽车驾驶室保险盒及保险盒盖，在保险盒盖的对应位置标有保险丝及继电器的识别标识，使检查及更换这些电气装置时更加容易查找。保险盒中的每个保险丝都有颜色，且标有规格容量值，这是由于全车各个用电设备的功率不同，所以消耗的电流也不同。相应的把保险丝分为如图1-6所示的几类，它可以按颜色来判别：绿色为30A、白色为25A、黄色为20A、蓝色为15A、红色10A、棕色为7.5A或5A。②保险丝（插片式）继电器是自动控制电路中常用的一种元件，它是利用电磁感应原理以较小的电流来控制较大电流的自动开关，在电路起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。在汽车电气系统中所使用的继电器体积较小，触点控制的电流也较小，属于小型继电器。如图1-7所示分别为汽车上的供电继电器、雨刮继电器。继电器3（1）电磁继电器的工作原理（2）继电器的类型汽车上广泛使用电磁式继电器，这种电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。去除外壳后的继电器结构如图1-8所示。下面用电路图来说明继电器的工作原理。如图1-9所示，若一个由电源，开关及灯泡组成的电路设备，要求用强电流直接接线，则开关及接线都要有承受此强电流的能力，然而，可使用一开关利用弱电流去接通和断开一继电器，然后由后者通过的大电流去接通或断开灯泡。①当开关闭会时，电流经过触点1及2使线圈激磁，线圈的磁力吸引点3和4之间的活动触点，结果触点3、4接通并使电流流向灯泡。②当开关断开时，线圈断电，线圈的磁力也随之消失，活动触点就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点释放。①常开型，这一类型的继电器不工作时是开路的，只有在其线圈受激时才闭合。②常闭型，这种类型的触点不工作时是闭合的，只有在其线圈受激时才断开。③枢纽式，这种类型在两个触点之间切换，由线圈受激状态决定。图1-11是大众汽车上的15号供电继电器，当继电器线圈通电工作时，触点30与触点87闭合。车灯4（1）外部照明灯（2）内部照明灯①前照灯，如图1-12所示，常用的大灯灯泡有H4、H7卤素大灯泡、H1氙气灯泡。②雾灯，雾灯（图1-13）安装在汽车头部或尾部。③牌照灯，装于汽车尾部牌照上方或左右两侧，用来照明后牌照。④倒车灯，安装在汽车尾部，当变速器挂倒档时，自动发亮，照明车后侧，同时警示后方车辆行人注意安全。⑤制动灯，俗称“刹车灯”（图1-14），安装在汽车尾部。⑥转向灯，主转向灯（图1-15）一般安装在汽车头、尾部的左右两侧，用来指示车辆行驶趋向。⑦示位灯，又称“示宽灯”、“位置灯”，安装在汽车前面、后面和侧面，夜间行驶接前照灯时，示位灯、仪表照明灯和牌照灯同时发亮，以标志车辆的形位等。常见内部灯具有顶灯、阅读灯、行李厢灯、门灯、踏步灯、仪表照明灯、工作灯、仪表板警指示灯等。如图1-16所示为用于顶灯和阅读灯的双尖灯泡及仪表照明指示灯。①顶灯②阅读灯③行李厢灯④门灯⑤踏步灯⑥仪表照明灯⑦仪表照明灯导线与线束4（1）低压导线（2）高压导线（3）汽车线束①导线的截面积，各种低压导线标称截面积所允许的负载电流见表1-1所示。汽车12V电系主要线路导线标称截面积推荐值见表1-2所示。②导线颜色，各国车系的导线颜色代号如表1-3所示。在汽车点火线圈或点火模块至火花塞之间的电路使用高压点火线，简称高压线。高压点火线每缸一根，它分为普通铜芯高压线及高压阻尼点火线。带阻尼的高压线可抑制和衰减点火系产生的高频电磁波，降低对无线电设备及电控装置的干扰。如图1-18所示，为四缸发动机上的高压点火阻尼线。在现代汽车上，汽车线束特别多，全车线束包括发动机线束、仪表架线束、车身线束、安全气囊线束等。如图1-19所示分别为汽车发动机线束和前照灯线束实物图。任务实践实践名称基本电器元件的检测工作准备（1）各种开关、保护装置、继电器、车灯若干。（2）万用表、试灯或发光二极管、试电笔、蓄电池、有关工具等若干个，导线若干根。技术要求与注意事项1.明确操作规范和职责范围，预防潜在危险。2.熟悉各种开关、熔断器、继电器、连接器的类型。3.掌握开关、继电器的状态判别和静态及动态检测。4.检测时如发动生触电事故或其他异常现象（元件冒烟、发烫或有异味），应立即关断电源。操作步骤及方法1）开关状态的识别及检测2）熔断器及相关电路x的检测点火系统3）继电器及相关电路的检测4）插接器的检测5）线路的检查1）开关状态的识别一般情况下，都可以从用途上判断出它的工作状态，如点火开关的工作状态；当处于LOCK位置时，转向盘被锁住；当处于OFF位置时，所有经过点火开关控制的电路被切断；当处于ACC位置时，电源通过点火开关向附件系统（音响设备）供电；当处于ON位置时，电源通过点火开关向除了起动机外所有电气装置供电；当处于ST（起动）位置时，电源通过点火开关向除了附件系统外所有电气装置供电。2）开关检测①开路检测用万用表电阻档或用数字式万用表二极管档直接检测其通断情况即可。对于组合开关的检测，可根据其工作状态逐一地作通断检查。②加电压检测用万用表直流电压档，将开关拨到相应的位置测是否有电压，若有电压，开关接通；若无电压，开关不通。1）直接观察对于缠绕式、插接式、玻璃管式熔丝（片或管）拔下时可直接观察。2）开路检测用万用表电阻档或用数字式万用表二极管档直接测量熔断器是否熔断，如图1-20熔断器的检查所示。3）电压检测用万用表直流电压档或试灯直接接入，测试输入和输出端是否有电压，或试灯是否亮。1）直接观察继电器引脚功能的判断可以通过两种方法判别：第一种方法是掌握各种继电器的引脚排列方式和引脚标注，第二种方法是利用万用表进行检测，通过检查继电器在常态下的导通方式可以确定。2）继电器好坏的检测①开路检测采用万用表测阻法，如图1-21所示的继电器为例，用万用表R×1档检查：1号端子2号端子有电阻且符合标准值，3号端子4号端子通，3号端子5号端子电阻∞，则正常，否则继电器存在故障。②电压检测在测阻法检查无故障的情况下，可在继电器线圈的l号端子和2号端子之间加12V电压，则3号端子4号端子不通，3号端-5号端子通，为正常，否则继电器有故障。用万用表两表针插入插接器尾部的线孔内进行检查，如有故障可用专用工具压端子并将导线从插接器上拆下进行检修，如图1-22所示。在检查线路的电压或导通情况时，不必脱开插接器，线路检查一般采用两种方法，一种是利用万用表的电压档，沿着电路图中的线路分段用万用表检查电压，或用试灯测试亮灭的情况；另一种方法是从电器上拆下，用万用表的电阻档测量相应导线的通断程度及搭铁情况，如图1-23和图1-24所示。结束汽车电气设备与维修汽车电气设备构造与维修电器维修汽车车身电气系统基础知识任务二

汽车电气检测工具与设备知识目标1.掌握数字式万用表的使用方法。2.掌握示波器的功能。能力目标1.能够利用示波器测量电压。2.能够利用数字万用表测量电气元件。任务目标汽车上的用电设备种类繁多，其线路的连接方式多变且复杂，当某一个用电设备出现故障时，可能会引起其他电气设备也不能正常工作，为了更好地检查出故障点，使电气设备快速恢复工作，本任务将介绍部分常用电气设备检测工具、仪器的使用方法及注意事项。任务引入跨接线就是一段多股导线，它的两端分别接有鳄鱼夹或不同形式的插头，主要用于诊断电路故障（旁通某一部分电路）。工具箱内必须有多种形式的跨接线，以用于特定位置的测量，如图1-25所示。一、跨接线相关知识无电源测试灯如图1-26所示。测试电路时，将12V测试灯一端搭铁，另一端接电气部件电源接头。如灯亮，说明电气部件的电源电路无故障；如灯不亮，再连接至电源的第二个接线点，如灯亮，则故障在第一接点与第二接点之间，电路出现的是断路故障。如灯仍不亮，则再去接第三接点，依此类推，直到灯亮为止。若故障在最后被测接点与上一个被测接点间的电路上，大多为断路故障。二、测试灯无电源测试灯1断路检查。首先断开与电气部件相连接的电源电路，将测试灯一端搭铁，另一端接电路各接点（从电路首端开始）。如果灯不亮，则断路出现在被测点与搭铁之间，如灯亮，断路则出现在此时被测点与上一个被测点之间。短路检查。首先断开电气部件电路的电源线和搭铁线，测试灯一端搭铁，另一端与余下电气部件电路相连接，如灯亮，表示有短路故障（搭铁）存在，然后逐步将电路中插接器脱开，开关打开，拆除部件，直到灯灭为止，则短路出现在最后开路部件与上一个开路部件之间。自带电源测试灯2常见的万用表可分为数字式万用表、指针式万用表、专用万用表等。下面只讲解数字式万用表的使用。数字式万用表是一种多用途的电子测量仪器，在电子线路的实际操作中有着重要的用途。它不仅可以测量电阻，还可以测量电流、电压、电容、二极管、三极管等电子元件和电路，如图1-28所示。三、万用表的使用①首先红表笔插入VΩ孔，黑表笔插入COM孔。②量程旋钮打到“Ω”量程挡适当位置。③分别用红黑表笔接到电阻两端金属部分。④读出显示屏上显示的数据，如图1-29所示。电阻的测量步骤与注意事项1

1测量步骤2注意事项①量程的选择和转换。量程选小了显示屏上会显示“1.”，此时应换用更大的量程；反之，量程选大了的话，显示屏上会显示一个接近于“0”的数，此时应换用更小的量程。②如何读数：显示屏上显示的数字再加上边挡位选择的单位就是它的读数。要提醒的是在“200”挡时单位是“Ω”，在“2k—200k”挡时单位是“kΩ”，在“2M-2000M”挡时单位是“MΩ”。③如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，将显示过量程“1.”,应选择更大的量程，对于大于1MΩ或更高的电阻，要几秒钟后读数才能稳定，属于正常。④当没有连接好时，例如开路情况，仪表显示“1”。⑤当检查被测线路的阻抗时，要保证移开被测线路中的所有电源，所有电容放电。被测线路中，如有电源和储能元件，会影响线路阻抗测试的正确性。⑥万用表的200MΩ挡位短路时，后位数字会显示101.0，测量一个电阻时，应从测量读数中减去后位数字1.0。如测一个电阻时，显示为101.0，应从101.0中减去后位数字1.0。被测元件的实际阻值为100MΩ。直流电压的测量步骤与注意事项2①红表笔插入VΩ孔。②黑表笔插入COM孔。③量程旋钮打到V-（直流电压）挡位置。④读出显示屏上显示的数据。如图1-30所示。

1测量步骤2注意事项①把旋钮选到比估计值大的量程挡（注意：直流挡是V-,交流挡是V~），接着把表笔接电源或电池两端，保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取。②若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量。③若在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。交流电压的测量步骤与注意事项3①红表笔插入VΩ孔。②黑表笔插入COM孔。③量程旋钮打到V~（交流电压）挡位置。④读出显示屏上显示的数据，如图1-31所示。

1测量步骤2注意事项①表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该将旋钮打到交流挡“V~”处所需的量程。②交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。③无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。直流电流的测量步骤与注意事项4①断开电路。②黑表笔插入COM端口，红表笔插入mA或者20A端口。③功能旋转开关打至A-（直流电流）挡，并选择合适的量程。④断开被测线路，将数字式万用表串联在被测线路中，被测线路中电流从一端流入红表笔，经万用表黑表笔流出，再流入被测线路中。⑤接通电路，读出LCD显示屏数字，如图1-32所示。

1测量步骤2注意事项①估计电路中电流的大小。若测量大于200mA的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”挡；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。②将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。若显示“1.”，就要加大量程；如果在数值左边出现“-”，则表明电流从黑表笔流进万用表。交流电流的测量步骤与注意事项5①断开电路。②黑表笔插入COM端口，红表笔插入mA或者20A端口。③功能旋转开关打至A~（交流），并选择合适的量程。④断开被测线路，将数字式万用表串联在被测线路中，被测线路中电流从一端流入红表笔，经万用表黑表笔流出，再流入被测线路中。⑤接通电路，读出显示屏数字。

1测量步骤2注意事项①测量方法与直流相同，不过挡位应该打到交流挡位。②电流测量完毕后应将红表笔插回VΩ孔，否则易损坏万用表。如果使用前不知道被测电流范围，将功能开关置于最大量程并逐渐下降。③如果显示器只显示“1”，表示过量程，功能开关应置于更高量程。④万用表最大输入电流为200mA，过量的电流将烧坏熔丝，应再更换，20A量程无熔丝保护，测量时不能超过15秒。电容的测量步骤与注意事项6①将电容两端短接，对电容进行放电，确保数字万用表的安全。②将功能旋转开关打至电容“F”测量挡，并选择合适的量程。③将电容插入万用表CX插孔。④读出LCD显示屏上数字。如图1-33所示。

1测量步骤2注意事项①测量前电容需要放电，否则容易损坏万用表。②测量后也要放电，避免埋下安全隐患。③仪器本身已对电容挡设置了保护，故在电容测试过程中不用考虑极性及电容充放电等情况。④测量电容时，将电容插入专用的电容测试座中（不要插入表笔插孔COM、VΩ）。⑤测量大电容时稳定读数需要一定的时间。⑥电容的单位换算：1μF=106pF，1μF=103nF。①红表笔插入VΩ孔，黑表笔插入COM孔。②转盘打在()挡。③判断正负，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，如图1-34所示。④读出显示屏上数据。⑤两表笔换位，若显示屏上为“1”，正常；否则此管被击穿。二极管的测量步骤与注意事项7

1测量步骤2注意事项二极管正负极好坏判断。红表笔插入VΩ孔，黑表笔插入COM孔，转盘打在（）挡然后颠倒表笔再测一次。如果两次测量的结果是：一次显示“1”字样，另一次显示零点几的数字。那么此二极管就是一个正常的二极管，假如两次显示都相同的话，那么此二极管已经损坏，显示屏上显示的数字即是二极管的正向压降：硅材料为0.6V左右，锗材料为0.2V左右。根据二极管的特性，可以判断此时红表笔接的是二极管的正极，而黑表笔接的是二极管的负极。三极管的测量步骤与注意事项8①红表笔插入VΩ孔，黑表笔插入COM孔。②转盘打在（）挡。③找出三极管的基极b。④判断三极管的类型（PNP或者NPN）。⑤转盘打在hFE挡。⑥根据类型插入PNP或NPN插孔测量。⑦读出显示屏中测量值，如图1-35所示。

1测量步骤2注意事项①e、b、c引脚的判定：表笔插位同上，其原理同二极管。先假定A脚为基极，用黑表笔与该脚相接，红表笔与其他两脚分别接触，若两次读数均为0.7V左右，然后再用红表笔接A脚，黑笔接触其他两脚，若均显示“1”，则A脚为基极，否则需要重新测量，且此管为PNP管。②集电极和发射极如何判断，利用“hFE”挡来判断：先将挡位打到“hFE”挡，可以看到挡位旁有一排小插孔，分为PNP和NPN管的测量。前面已经判断出管型，将基极插入对应管型“b”孔，其余两脚分别插入“c”“e”孔，此时可以读取数值，即测量值；再固定基极，其余两脚对调；比较两次读数，读数较大的引脚位置与表面“c”“e”相对应。示波器的型号很多，但其基本结构类似。示波器主要由示波管、X轴与Y轴衰减器和放大器、锯齿波发生器、整步电路、电源等组成，如图1-36所示。四、示波器的使用示波器的结构原理1①示波管②X轴与Y轴衰减器和放大器③锯齿波发生器用示波器测量电气元器件的方法2①电压的定量测量②直流电压测量将“V/DIV”微调置于“CAL”位置，就可以进行电压的定量测量。测量值可由下列公式计算后得到：用探头“×1位置”进行测量时，其电压值为：V=V/DIV设定值×信号显示幅度（DIV）。用探头“×10位置”进行测量时，其电压值为：U=V/DIV设定值×信号显示幅度（DIV）×10。该仪器具有高输入阻抗、高灵敏度和快速响应的优势，下面介绍测量过程。将Y轴输入耦合选择开关置于“⊥”，“电平”置于“自动”。屏幕上形成水平扫描基线，将“v/div”与“t/div”置于适当的位置，且“v/div”的微调旋钮置于校准位置，调节Y轴位移，使水平扫描基线处于荧光屏上标的某一特定基准（0伏）。①将“扫描方式”开关置“AUTO”（自动）位置，选择“扫描速度”使扫描光迹不发生闪烁的现象。②将“AC—GND—DC”开关置“DC”位置，且将被测电压加到输入端。扫描线的垂直位移即为信号的电压幅度。如果扫描线上移，则被测电压相对地电位为正；如果扫描线下移，则该电压相对地电位为负。电压值可用上面公式求出。例如，将探头衰减比置于×10位置，垂直偏转因数（V/DIV）置于“0.5v/div”,微调旋钮置于“CAL”位置，所测得的扫描光迹偏高5DIV，根据公式，被测电压为：0.5(V/DIV)×5(DIV)×10=25V测三次直流电压值，取其平均值。即可得到被测电压值。任务实践实践名称试灯与万用表的使用工作准备（1）汽车线束、开关、熔断器、继电器、插接器或汽车电气实训设备等。（2）万用表、跨接线、试灯等检测工具。技术要求与注意事项（1）根据被测电路合理地进行测量工具选择。（2）万用表在测量中要合理选择测量挡位，在转换挡位时表笔应离开测试点。（2）万用表的输出电压用于测量电阻。使用欧姆挡时，有两个要点要记住：①测量电阻时，被测元件或被测电路必须与其他元件或电路分开。②由于欧姆表自身带有电源（虽然电压值相对较低），所以测量时可能会破坏电子电路。测量计算机或芯片时产生的几微安电流就有可能损坏芯片。（4）有源试灯的电源电压会损坏精密的电子元器件或电子电路，所以禁止有源试灯用来检测任何计算机的运算处理电路。操作步骤及方法①试灯②数字式万用表常用汽车数字式万用表注释如图1-37所示，填写表1-5。电压，电阻，电流的测量如图1-38和1-39所示。结束汽车电气设备与维修汽车电气设备构造与维修电器维修电源系统任务一

蓄电池知识目标1.掌握蓄电池的结构及工作原理。2.掌握蓄电池的检测方法。能力目标1.能够对蓄电池常见故障进行诊断、排除。2.能够对蓄电池进行保养维护。任务目标一辆捷达轿停车，放置一天后就出现启动机转动无力、按喇叭声音弱、开启大灯，灯光很暗的现象。从这些故障现象可以判断出这是一起蓄电池亏电故障，要排除该故障，我们必须了解蓄电池的结构、蓄电池工作原理、蓄电池的正确使用及检查与维护的方法。任务引入蓄电池（俗称“电瓶”），是汽车上的两个电源之一，在汽车上与发电机并联，共同向用电设备供电。蓄电池在车上的安装位置如图2-1所示。汽车上蓄电池的功用如下：①在发动机启动时，向启动机和点火系统供电。②在发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。③当发电机超载时，协助发电机供电。④蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来(即充电)。⑥过载保护。蓄电池相当于一个大容量电容器，在发电机转速和负载发生比较大的变化时，能够保持汽车电气系统电压的相对稳定。同时，还可吸收发电机产生的瞬间过电压，保护汽车电子元件不被损坏，所以，发电机不允许脱开蓄电池运转。一、蓄电池的功用相关知识汽车蓄电池由3只或6只单格电池串联而成，每只单格电池电压约为2V，串联成6V或12V以供汽车选用，普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、外壳、联条等组成，如图2-2所示。二、蓄电池的结构极板是蓄电池的核心，分正极板和负极板。蓄电池极板由栅架和活性物质组成，如图2-3所示，活性物质填充在铅锑合金铸成的栅架上。蓄电池充、放电过程中，电能和化学能的相互转换是依靠极板上活性物质和电解液的化学反应来实现的。极板1隔板的作用是将相互紧靠的正负极板隔开，防止相互接触而短路，如图2-4所示。隔板2电解液3电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，由纯净硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。蓄电池电解液的密度一般为1.24~1.31g/cm3，使用中密度应根据地区、气候条件和制造厂的要求而定，如表2-1所示。对于透明塑料容器的蓄电池，可以通过观察液面高度指示线检查电解液的液面高度，如图2-5所示。蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的。它必须耐酸、耐温、耐寒、抗振，并具有足够的机械强度，一般采用橡胶或塑料制成。一个整体的外壳分成若干个单格。汽车用蓄电池电压多为6V和12V两种规格，6V蓄电池内分三个单格，12V蓄电池分为六个单格。外壳4联条的作用是将单体电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。单体电池的串联方式有传统外露式、内部穿壁式和跨越式三种，如图2-6所示。联条5极桩有圆锥形和L形等型式，如图2-7所示。为便于识别，在正极桩的上方或旁边标刻有“+”（或P）、负极桩的上方或旁边标刻有“-”（或N）标记，或者在正极桩上涂红色油漆。极桩6如图2-8所示，这种蓄电池启用时需加电解液再经初充电后才能使用。三、蓄电池的分类普通铅酸蓄电池1免维护蓄电池也叫MF蓄电池，目前在汽车上得到广泛应用，外观如图2-9所示，蓄电池盖上有一检查指示器，它实际是蓄电池内装的比重计，能随时了解电解液的密度、存电情况及液面高度。免维护蓄电池在合理使用过程中不需添加蒸馏水，同时电桩腐蚀轻，内阻小，自行放电少，低温启动性能好，比常规蓄电池使用寿命长。在车上或贮存时不需要补充充电。低压电源2干荷电蓄电池在干燥状态下能够长期（一般两年）保存在制造过程中所得到的电荷，在规定的保存期内如需使用，只要灌入符合规定相对密度的电解液，静置30min，即可使用，不需要初充电。干荷电蓄电池加注电解液如图2-10所示。干荷电蓄电池3存放期极板呈湿润状态而保持其荷电性的蓄电池称之为湿荷电蓄电池。湿荷电蓄电池在存放期（约6个月）内，加注标准密度的电解液至规定的高度即可使用，首次放电量可达到额定容量的80％。若存放时间过长，则需经过短时间的补充充电才能正常使用。湿荷电蓄电池4胶体电解质蓄电池如图2-11所示，其电解质用经过净化的硅酸钠溶液和硫酸水溶液混合后，凝结成稠厚的胶状物质，故而得名。胶体电解质铅蓄电池的主要优点是电解质呈胶体状，不流动，无溅出，使用时只需加蒸馏水，不需要调整和测量相对密度值。使用、维护、保管、运输都比较安全和方便。同时，可保护极板活性物质不易脱落。寿命比一般铅蓄电池长20％以上。其缺点是内阻较大，启动容量较小，自放电程度较高，所以现代汽车上采用较少。胶体电解质铅蓄电池5蓄电池的工作原理就是化学能与电能的相互转化。当蓄电池将化学能转化为电能而向外供电时，称为放电过程；当蓄电池与外界直流电源相连而将电能转化为化学能储存起来时，称为充电过程。蓄电池的工作过程如图2-12所示。四、蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理1①电动势的建立蓄电池的单格电池是由浸在电解液中的正极板和负极板组成，电解液是硫酸水溶液。当放电尚未开始时，正极板是二氧化铅（PbO2），负极板是纯铅（Pb），电解液是硫酸溶（H2

SO4）。当极板浸入电解液后，由于少量的活性物质溶解于电解液，产生了电极电位，并且由于正负极板的电极电位不同形成了蓄电池的电动势。正极板处，少量PbO2溶入电解液，与水生成Pb（OH）4再分离成四价铅离子和氢氧根离子。即：PbO2+2H2O→Pb(OH)4Pb(OH)4→Pb4++4OH-其中，溶液中的Pb4+有沉附于正极板的倾向，使正极板呈正电位，同时由于正、负电荷的吸引，极板上Pb4+有与溶液中OH-结合，生成Pb(OH)4的倾向，当两者达到动态平衡时，正极板的电极电位约为+2.0V。在负极板处，金属铅受到两方面的作用，一方面它有溶解于电解液的倾向，因而有少量铅进入溶液，生成Pb2+，在负极板上留下两个电子2e，使负极板带负电；另一方面，由于正、负电荷的相互吸引，Pb2+有沉附于极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便停止，此时极板具有负电位，约为-0.1V。因此，当外电路未接通时，蓄电池的静止电动势约为2.1V。②蓄电池的放电过程蓄电池的放电过程见图2-12(a)。蓄电池与外电路接通后，在极板电位差的作用下，电流从正极流出，经过灯泡流回负极，使灯泡通电发光。在蓄电池放电过程中，正极板活性物质由二氧化铅转变为硫酸铅，负极板上的活性物质由纯铅也转变为硫酸铅，电解液消耗硫酸生成水，电解液密度逐渐下降。③蓄电池的充电过程蓄电池的充电过程见图2-12(c)。把放电后的蓄电池接一直流电源，使蓄电池正极连接直流电源的正极，蓄电池的负极连接直流电源的负极，当外加电源电压高于蓄电池电动势时，电源电流将以与放电电流相反的方向流过蓄电池，使蓄电池正、负极板发生电化学反应对蓄电池进行充电。在铅蓄电池充电过程中，正极板活性物质由硫酸铅转变为二氧化铅，负极板上的活性物质由硫酸铅转变为纯铅，电解液中消耗了水，生成了硫酸，电解液密度逐渐上升。只要充电过程进行，上述电化学反应就不断进行。当极板上的物质全部转变完成后，蓄电池就会充满电。④铅酸蓄电池充放电后电解液的变化铅酸蓄电池放电时，电解液中的硫酸不断减少，水逐渐增多，溶液密度下降；铅酸蓄电池充电时，电解液中的硫酸不断增多，水逐渐减少，溶液密度上升。实际工作中，可以根据电解液密度的变化来判断铅酸蓄电池的充电程度。五、蓄电池的检查与维护蓄电池的检查1①蓄电池外壳的检查②蓄电池电压的测量③蓄电池电压降的检测④通过观察孔判断蓄电池技术状况⑤电解液液面高度的检查⑥电解液密度的检测⑦电池端电压的检测蓄电池外壳出现裂纹，除了用肉眼观察之外，还可用以下方法检查：①将蓄电池壳注满电解液，然后搁置24h，察看其有无渗漏痕迹。②也可将蓄电池加注稀硫酸溶液(相对密度为1.1)至离蓄电池外壳上边缘2mm，然后将蓄电池放入充满相同相对密度的稀硫酸溶液的容器中，并使蓄电池壳内与容器中的液面高度一样。将一个电极与电源相连，另一个电极与电压表相连，此时若电压表指针发生偏转，即表明外壳有渗漏，反之说明其外壳完好。还可用相同方法检查蓄电池相邻单格之间的隔板是否完好。如图2-13所示，用万用表电压挡测量蓄电池的电压，应为12V左右。在检查蓄电池工作性能的时候，可以通过检测蓄电池电压降的方法进行判断。①检测蓄电池电压降时，可用万用表分别测量蓄电池正、负电极极桩与对应导线间的电压降，测得的电压应不大于0.5V(理想状态为0V)。②如果电压大于0.5V，说明蓄电池极桩与对应的导线之间的电阻过大，原因是极桩与导线接触不良(不紧固或有氧化物析出)，应清理蓄电池极桩(蓄电池极桩上的氧化物如图2-14所示)，并重新紧固蓄电池导线。全密封型免维护蓄电池，内部安装有电解液密度计（俗称电眼），如图2-15所示。通过顶端的检查孔观察其颜色可判断蓄电池的技术状况，如图2-16所示。绿色：表示蓄电池的技术状况良好。黑色：表示电解液密度偏低，应对蓄电池进行补充充电。浅黄色：表示电解液液面过低，蓄电池已不能继续使用。①对于透明或半透明塑料壳体的蓄电池，可以直接通过外壳上的液面线检查。如图2-17所示，壳体前侧面上标有最高液位和最低液位线，电解液液面应保持在高、低液位线之间，电解液不足时应加注蒸馏水。②对于不能通过外壳上的液面线进行检测的蓄电池，可以用玻璃管测量液面高度。检测方法见图2-18，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，然后用手指堵紧管口并将管取出，管内所吸取的电解液的高度即为液面高度，其值应为10～15mm。用密度计测试电解液密度是最直接的一种测试方法。测量蓄电池电解液密度时，蓄电池应处于稳定状态。蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置0.5h后再测量。测量方法如图2-19所示，吸取蓄电池中的电解液，直到浮子浮起，然后检查浮子高度和浮子刻线之间的关系，可读出高度的数值，也可通过浮子彩色标记来判断蓄电池放电程度。①电解液处于黄色区域，说明电量充足如右图所示。②电解液处于绿色区域，说明电量比较充足。③电解液处于红色区域则蓄电池必须充电。用高功率放电计测量放电电压。方法如下：将高功率放电计的红色鳄鱼夹与蓄电池的正极相连，黑色鳄鱼夹与蓄电池的负极相连，按压高功率放电计测试开关并保持5s后放开，待测试仪上的指针静止不动后读出读数，如图2-20所示，此读数即为蓄电池的端电压。①如电压＞11.5V，则表明蓄电池良好。②如电压为9.5～11.5V，则说明蓄电池较好。③如电压＜9.5V，则说明蓄电池需要充电或存在故障。蓄电池的维护2①蓄电池外壳的检查为了使蓄电池经常处于完好状态，延长其使用寿命，对使用中的蓄电池需进行下列维护工作：①观察蓄电池外壳表面有无电解液漏出；②检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与电桩的连接是否紧固；③经常清除蓄电池盖上的灰尘泥土，擦去电池顶上的电解液，通透加液孔盖上的气孔，清除包桩和导线接头上的氧化物；④定期检查和调整电解液的相对密度及液面高度；⑤经常检查蓄电池放电程度，超过规定时立即充电。②蓄电池储存暂不使用的蓄电池，进行湿储存的方法是先将电池充足电，相对密度达1.285，液面至正常高度，密封加液塞通气孔后放置室内暗处。储存的时间不宜超过6个月，其问应定期检查电解液相对密度和用高率放电计检查容量，如低于25％应即充电。交付使用前也要先充足电。存放期长的蓄电池，最好以干储法储存。先将电池以20h放电率完全放电，倒出电解液，用蒸馏水多次冲洗至水中无酸性，倒尽水滴，晾干后旋紧加液塞后密封储存。启用前的准备和新电池相同。③蓄电池正负极性的识别连接或充电时需要正确判断蓄电池的极性。方法如下：①蓄电池的极柱上一般都标有“+”、“-”记号，或正极柱上涂红色。②观察极柱的颜色，使用过的蓄电池正极柱呈深棕色，负极柱呈淡灰色。③用直流电压表接蓄电池的两极，按照指针偏摆方向判断其正负极。④利用电解液进行识别，将蓄电池的两极接上导线，分别插入电解液中(不要使两导线相碰)，导线周围产生气泡多的为负极。④蓄电池使用时的注意事项①汽车使用时，发动机每次启动时间不能超过5s，两次启动间隔时间必须在15s以上。②经常检查蓄电池的安装是否牢靠，启动电缆线与极柱的连接是否紧固，检查电缆线的线夹与极柱上是否有氧化物，若有应及时清除。③经常检查蓄电池盖表面是否清洁，及时清除盖上的灰尘、电解液等脏物，保持加液孔盖上的气孔畅通。④定期检查电解液的液面高度，当液面降低到一定程度时，应及时补加电解液。⑤定期对蓄电池进行补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电的状态。⑥经常检查蓄电池的放电程度，超过规定时应立即进行补充充电。⑦冬季要加强蓄电池的充电检查，以防电解液结冰。⑤蓄电池维护作业内容①蓄电池的加液方法；初次使用的蓄电池，加液作业应该按照使用地区温度条件加注适当密度的电解液。不同地区温度条件加注电解液的标准如表2-2所示。②蓄电池的补液方法；蓄电池的补液维护作业是在清洁和检测作业后进行的。其方法是：直接将专用蓄电池补液(蒸馏水)加入到蓄电池内部，满足液面高度要求即可。禁止使用不符合要求的水作为补液加注，也不可以加注电解液替代蒸馏水。③电解液密度的调整方法；对于经常使用的蓄电池，在维护作业时，如果单格电解液密度有明显不同时，应该进行密度调整，以防止放电内阻的变化影响蓄电池正常工作。具体方法是：在完成补充充电作业后，检查电解液密度，对于不符合规定值的单格，用吸液器抽出部分电解液，后根据具体情况补充蒸馏水或者高密度电解液，直至符合规定值。调整完电解液密度之后，对蓄电池进行放电作业，待它放电终止后，按照规范进行补充充电作业。蓄电池的更换3①拧松负极接头螺母②拆开负极接头打开隔热棉两个固定纽扣，可以看到正负极接头上面红黑两个绝缘罩，翻开绝缘罩就可以看到锁紧螺母,如图2-21所示。用扳手或六角套筒分别拧开负极的紧固螺母，再用一字螺丝刀慢慢撬开紧固块，接着即可拔出负极接头，如图2-22。③拆开正极接头用相同的方法拆开正极接头，如图2-23所示。拧开用于固定蓄电池的锁紧带的螺母，松开锁紧带，进而将蓄电池取出，如图2-24所示。按照拆卸时的相反步骤安装，如图2-25所示。④拆开锁紧带⑤安装新的蓄电池任务实践实践名称蓄电池的检测工作准备1.蓄电池①解体的联条外接式蓄电池5个。②解体的联长外壁式蓄电池5个。③解体的免维护蓄电池5个。④技术状况良好的蓄电池5个。⑤有故障的蓄电池5个。2.密度计、温度计、玻璃管、高率放电计、跨线、万用表和电源快速充电机等器材。技术要求与注意事项1.测量电解液液面高度及电解液密度时，注意不要将电解液滴落到地面或其他物品上，以免损坏物品和污染环境。2.若皮肤不慎接触电解液，应立即用肥皂水洗净。3.密度计，温度计和玻璃管等用后应立即用清水洗干净放好，以免接触物受损及仪器损坏。4.用高率放电计测量电压时，放电叉与蓄电池的接触时间每次不得超过5s，以防蓄电池长时间大电流放电。操作步骤及方法①蓄电池技术状态检测（1）外部检查目测：检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，极柱有无破损，壳体有无泄漏，否则应修复或更换。然后用温水清洗蓄电池外部的灰尘泥污，再用碱水清洗。清洗后疏通加液盖通气孔，用钢丝刷或极柱接头清洗器除去极柱和接头的氧化物并涂一层薄薄的工业凡士林或润滑脂。（2）电解液液面高度检测用内径为4-6mm、长度约150mm的玻璃管检测电解液液面高度。对于半透明式蓄电池，可以用目测法来检测电解液液位。如液面过低时，应补加蒸馏水；液面过高时，应用密度计吸出部分电解液。①目测：电解液的液位应在min-max之间。②用玻璃管检查电解液液面的高度，应高出极板上沿14—15MM，如图2-26所示。（3）用密度计测量电解液密度用密度计测量相对密度，应符合技术标准。密度过低时，应给予调整。免维护蓄电池多数设有内装式密度计（充电状态指示器），根据指示器的颜色判定蓄电池状态。绿色表示充足电；当变黑和深色时，说明存电不足，应给予充电；当显示黄色或者无色透明时，必须更换蓄电池。实际经验得出，电解液相对密度每减小0.01，相当于蓄电池放电6％，故可算出放电程度。用密度计测量电解液密度如图2-27所示。电解液相对密度和存电量之间的关系如表2-2。（4）蓄电池开路（静态）电压的检测若蓄电池刚充过电或车辆刚行驶过，应接通前照灯远光30s，消除“表面充电”现象，然后熄灭前照灯，切断所有负载，用万用表测量蓄电池的开路电动势，若测得小于12V，说明蓄电池过量放电，测得12.2－12.5V，说明部分放电、高于12.5V，说明蓄电池存电充足。（5）负荷试验检测要求被测蓄电池至少存电75％以上，若电解液密度低于1.22g/cm3，用万用表测得静止电动势不到12.4V，应先充足电，再作测试。①电计测试：检测单格电池电压的普通高率放电计，测量时将两个叉尖紧压在单格电池的正负极柱上，每次不超过5s。单格电压应在1.5V以上，且在5s内保持稳定。若电压低于1.5V，但在5s内尚能保持稳定，一般属于放电过多；若在5s内电压迅速下降，或某一单格电池比其他单格低0.1V以上时，则表示有故障。对于新式12V高率放电计，将两放电针压在蓄电池正负极柱上，保持15s若电压保持在9.6V以上，说明性能良好，但存电不足，若稳定在11.6~10.6V，说明存电足，若电压迅速下降，说明蓄电池已损坏。②随车启动测试：在启动系正常情况下，以启动机作为试验负荷，拔下分电器中央线并搭铁，将万用表置电压挡，接在蓄电池正负极柱上，接通启动机15s，读取电压表读数，对12V蓄电池，应不低9.6V。②应急跨接起动汽车蓄电池存电不足起动困难时，可用其他汽车的蓄电池通过专用并联跨接电缆起动车辆，如图2-28所示。①步骤一，拉紧驻车制动器拉杆，把变速器置于空挡。②步骤二，关掉车上起动时用不到的电器。③步骤三，把红色跨接电缆的一端连接到充电电池正极，再把另一端连接到被充电电池正极上。④步骤四，把黑色跨接电缆的一端接到充电电池负极上，另一端接到被充电电池车辆的接地处。⑤步骤五，起动提供充电电池的发动机，让它以较高怠速运转几分钟，然后再发动被充电电池的发动机。⑥步骤六，拆卸跨接电缆时应先拆下被充电电池负极一端的跨接电缆，最后拆下两电池正极间的跨接电缆。结束汽车电气设备与维修汽车电气设备构造与维修电器维修电源系统任务二

交流发电机知识目标1.掌握发电机的结构组成及工作原理。2.掌握发电机的拆装方法，并能正确使用拆装工具。3.掌握发机各部件的检测方法。能力目标1.能够对发电机进行不解体和解体检测、维修。2.能够对发电机故障进行分析、诊断与排除。任务目标一辆大众桑塔纳轿车，当接通点火开关时，充电指示灯亮，发动机正常运转后充电指示灯却不熄灭。从此故障现象可以以及判断出，这是一例发电机不发电故障，要维修该故障，我们必须需掌握发电机的结构及工作原理、发电机的检测与维修方法。任务引入汽车蓄电池的作用是向汽车电气设备提供电能，但是蓄电池的电量有限，需要经常充满电。所以汽车需要充电系统来产生电能和随时给蓄电池充电。实际上，当发动机运转时，充电系统产生的电能不但给蓄电池充电，而且向各种电器提供必要的电能。发电机是充电系统的主要设备，也是汽车的主要电源，其功用是在发动机运转时，向除起动机以外的所有用电设备供电，同时还向蓄电池充电，发电机在车上的安装位置如图2-29所示。一、发电机的功用相关知识汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。三相交流发电机由转子、定子、电刷与电刷架、整流器、风扇、带轮、前后端盖等组成，如图2-30所示。二、发电机的组成转子的作用是产生磁场。转子由爪极、磁轭、励磁绕组、集电环、转子轴等组成。转子轴上压装着两块爪极，爪极空腔内装有励磁绕组和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与励磁绕组的两端相连。当给两集电环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对（或八对）相互交错的磁极。转子如图2-31所示。转子1定子2定子的作用是产生交流电。定子安装在转子的外面，和发电机的前后端盖固定在一起。当转子在其内部转动时，引起定子绕组中磁通的变化，定子绕组中就产生交变的感应电动势。定子由定子铁心和定子绕组组成，如图2-32所示。定子铁心由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。定子绕组有三组线圈，对称地嵌放在定子铁心的槽中。三相绕组的绕线方式有星形和三角形两种。定子绕线方式如图2-33所示。在发电机的后端盖上装有电刷组件，电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成，如图2-34。电刷的作用是将电流通过集电环引入励磁绕组。两个电刷分别装在电刷架的孔内，借助弹簧压力与集电环保持接触。目前国产交流发电机的电刷架有两种结构，如图2-35所示。●外装式：电刷架可直接从发电机的外部拆装，因此，拆装维修方便。●内装式：电刷架不能直接从发电机外部进行拆装，如需更换电刷，还需将发电机拆开，这种结构将逐渐被淘汰。励磁绕组通过两只电刷和外电路相连，根据电刷和外电路的连接形式不同，发电机分为内搭铁式和外搭铁式两种，如图2-36所示。电刷与电刷架3①内搭铁式：内搭铁式的交流发电机，其励磁绕组的两端通过电刷分别引至发电机后端盖上的接线柱，分别称为“F”（或“磁场”）和“E”（或“搭铁”）接线柱，即励磁绕组的一端在发电机的外壳上直接搭铁。②外搭铁式：外搭铁式的交流发电机，其励磁绕组的两端引至后端盖上的接线柱，分别称为“F1”和“F2”接线柱，且两个接线柱均与发电机的后端盖绝缘，励磁绕组需经电压调节器搭铁。整流器（图2-37）的作用是将定子绕组产生的三相交流电变为直流电。整流器由整流二极管组成，6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管分别压装或焊装在相互绝缘的两块板上组成的，其中一块为正极板（带有输出端螺栓），另一块为负极板。负极板和发电机外壳直接相连（搭铁），也可以将发电机的后盖直接作为负极板。6只整流二极管分为正极管和负极管两种。引出电极为正极的称为正极管；引出电极为负极的称为负极管，如图2-38所示。整流器4前端盖、后端盖（实物如图2-39所示）均由非导磁材料的铝合金制成，漏磁少，并具有轻便、散热性能好等优点。汽车发电机的前后端盖上一般设有通风口，以便发电机内部散热。另外，后端盖内装有电刷架和电刷。前、后端盖5交流发电机的前端装有带轮和风扇，如图2-40所示。由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。前后端盖上分别有出风口和进风口。当发动机带动发电机高速旋转时，可使空气流经发电机内部，对发电机进行冷却。为了提高散热能力，有的发电机装有两个风扇（前后各一个），如丰田轿车的发电机。风扇与带轮6交流发电机产生交流电的基本原理是电磁感应原理，即交流发电机是利用产生磁场的转子旋转，使穿过定子绕组的磁通量发生变化，在定子绕组内产生交流感应电动势。图2-41所示为交流发电机的工作原理图。三、交流发电机的工作原理交流发电机发电原理1硅整流二极管具有单向导电性：当给硅整流二极管加上正向电压(正极电位高于负极电位)时导通，硅整流二极管呈现低电阻状态；当给硅整流二极管加一反向电压(JE极电位低于负极电位)时截止，硅整流二极管呈现高电阻状态。利用硅整流二极管的这种单向导电性，制成了交流发电机的硅整流器，使交流电变为直流电。硅整流器实际上是一个由六只硅整流二极管组成的三相桥式整流电路，见图2-42。交流发电机整流原理2有的发电机具有中性点接线柱，如图2-43所示。中性点接线柱是从三相绕组的末端引出来的，标记为“N”，输出电压为UN。由于UN是通过三个搭铁的负极管子整流后得到的直流电压(即三相半波整流)，中性点电压UN一般用来控制各种用途的继电器，如磁场继电器、充电指示灯继电器等。实际上，对有些交流发电机(如帕萨特、奥迪等轿车)来说，在三相绕组的中性点处接上丽只中性点二极管(功率二极管)，并通过两只中性点二极管与桥式整流器的正、负输出端相连，如图2-44所示为原理图，图中VD7、VD8为中性点二极管。此种作法，当发动机高速运转时，可有效地利用中性点电压来增加发电机的输出功率。实践证明，在交流发电机上采用中性点二极管后，输出功率可增加10％～15％。交流发电机在无外接直流电源时，由于转子保留的剩磁很弱，因此在低速时，仅靠磁产生的电动势(小于0.6V)并不能使二极管导通，发电机也就不能发电。为了克服这一缺点，在发电机开始发电时采用了他励方式，即由蓄电池为励磁绕组提供励磁电流，以增强磁场，使发电机在低速转动时电压能够迅速上升，从而实现发动机怠速时发电机便可向蓄电池充电。发电机向蓄电池充电时，励磁方法由他激方式变为自励方式，即励磁电流由发电机自己提供。简单地说，交流发电机的励磁方法是：先他励、后自励。图2-45所示为交流发电机的励磁电路。如图2-46所示，增加了三个功率较小的硅二极管，专供励磁电流，称为励磁二极管，励磁二极管同时也控制充电指示灯。三只励磁二极管与三只负极管子同样组成桥式整流电路，“D+”点与火线接线柱“B”电位相等。交流发电机励磁特点3由交流发电机的工作原理可知，交流发电机的三相绕组产生的三相电动势的有效值Eφ=4.44KfNΦ，这样，交流发电机每相绕组电动势有效值可写成：四、电压调节器的工作原理电压调节器的基本工作原理1集成电路调节器，根据不同的电压检测方法可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种电路，如图2-47所示。下面分别对其进行介绍。集成电路调节器的工作原理2（1）发电机电压检测法如图2-47（a）所示，分压器R2和R3的端电压ULE等于发电机的端电压UBE。由检测点P加到稳压管VS1两端的反向电压UBE(经VT2的发射结)正比于发电机的输出电压UBE，因此，这种基本电路称为发电机电压检测法。其工作原理如下所述。点火开关S接通后，蓄电池电压加到充电指示灯和分压器R2和R3上。这时由于UBE小于VS1的击穿电压，晶体管VT2截止；而晶体管VT1则由于发射结(经R1)承受正向电压而导通，励磁电路为(他励)：蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯→励磁绕组→VT1→蓄电池负极(搭铁)。这时由蓄电池提供励磁电流，充电指示灯亮。发动机启动后，随着发动机转速升高，当发电机的输出电压超过蓄电池电动势时，发电机开始向蓄电池充电，同时，励磁方法由他励变为自励，励磁电路为：发电机二极管VDL→励磁绕组→VT1→蓄电池负极(搭铁)。同时，充电指示灯由于两端的电位相等而熄灭，表示发电机正常发电。当发电机的输出电压达到调整值时，UPE大于VS1的击穿电压，使VS1导通，VT2导通，VT2导通的同时将VT1的发射结短路，使VT1截止，励磁电流迅速减小，发电机输出电压UBE(即ULE)也随之下降，接着VS1和VT2又重新截止，VT1又导通，产生励磁电流。如此循环，VT1管反复导通与截止，控制励磁电流，使发电机的输出电压保持恒定。VT1截止瞬间，在励磁绕组中产生的自感电动势，经续流二极管VDF自成回路，迅速消失，从而保护了VT1，防止被反向击穿。（2）蓄电池电压检测法如图2-47（b）所示，蓄电池电压检测法原理与发电机电压检测法基本相同。所不同的是：发电机电压检测法的控制信号直接来自于发电机的输出电压，而蓄电池电压检测法的控制信号来自于蓄电池的正极。相比而言，采用发电机电压检测法，可省去信号输入线，缺点是当发电机至蓄电池电路上的压降较大时，可导致蓄电池充电不足。因此，一般大功率发电机多采用蓄电池电压检测法，使蓄电池的端电压得以保证。若采用蓄电池电压检测法，当发电机的电压输出线或信号输入线断路时，由于无法检测发电机的工作情况，可造成发电机失控现象。故多数车型在应用中，都对具体电路作了相应改进。图2-48所示为广泛使用的内装集成电路调节器的整体式交流发电机的原理电路，为蓄电池电压检测法。其工作过程如下所述。集成电路调节器实例3（1）闭合点火开关S，蓄电池电压加到充电指示灯和分压器R2和R3上，由于UPE电压小于稳压管VS的反向击穿电压，晶体管VT3截止，而晶体管VT2、晶体管VT1导通，励磁电路为(他励)：蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯→发电机励磁绕组→VT1→蓄电池负极。这时，充电指示灯亮。（2）当发动机启动后，发电机的输出电压大于蓄电池的电压，发电机开始向蓄电池充电，励磁方法由他励变为自励，励磁电路为：发电机二极管VDL→发电机励磁绕组→VT1→蓄电池负极。同时，充电指示灯由于两端电位相等而熄灭，表示发电机正常发电。（3）当发电机的输出电压达到调整值时，UPE电压大于VS的反向击穿电压，VS导通，VT3导通，VT2、VT1截止。这时，励磁电流迅速下降，发电机的输出电压迅速下降。（4）接着VS和VT3又重新截止，VT2、VT1又重新导通，产生励磁电流。如此循环，VT1反复导通与截止，控制励磁电流，使发电机的输出电压保持恒定。其他元件的作用：在此电路中，增加了一个与分压器R2、R3串联的二极管VDs，同时在VDs的负极和发电机B端之间接人电阻R

。这样可防止当蓄电池正极与发电机的接线有断路现象时，发电机失控。RT为热敏电阻，温度升高阻值减小，与R2并联。这样可降低蓄电池在高温(环境温度)时的充电电压，有利于蓄电池的充电。为了减小发电机流经“S”接线柱的电流，增大了R2、R3的电阻，这样在电路中增加了VT3，VT3起放大作用。五、交流发电机的拆装①用扭力扳手拧出发电机皮带轮的紧固螺母，取出螺母垫圈。②用拉器拉出发电机皮带轮，如图2-49所示。③拧下发电机后端盖的整流器罩盖螺栓，取下后端盖。④拧下各颗发电机前后端壳体紧固螺栓，用橡胶锤敲击转子轴，如图2-50所示。⑤取出前端盖，如图2-51所示。⑥取出止推垫圈，取出风扇叶轮，如图2-52所示。⑦取出转子绕组总成，如图2-53所示。⑧按拆解的反顺序装复。装复后，转动发电机皮带轮，转子转动平顺，无摩擦测量发电机的输出端子B+和搭铁端E之间的阻值（壳体或搭铁接线柱），如图2-54所示。通过测量可以判断交流发电机整流器是否有故障，如有故障应将发电机解体进一步检测。六、交流发电机的检测交流发电机的整机检测1交流发电机零部件的检修2①整流器的检测与维修将二极管的引线与其他连接分离，分别将红表笔和黑表笔与二极管正、负极接触测量，然后更换表笔再测量，若两次测量值一次小（正向电阻，8~10Ω），一次大（反向电阻，大于10kΩ），说明二极管性能良好，若两次均测得为“∞”，说明二极管断路；若均为“0”，说明此二极管被击穿短路。短路和断路的二极管均应更换，如图2-55所示。②转子的检测①集电环的检修，集电环表面应光洁，不得有油污，否则应进行清洁。当集电环脏污严重并有轻微烧损时，可用细砂布磨光，如图2-56所示；若严重烧损或失圆，可在车床上车削修复，修复后，集电环表面粗糙度Ra≤1.60μm，集电环厚度≥1.50mm。②转子轴的检修，转子轴的弯曲会造成转子与定子之间间隙过小而摩擦或碰撞，如发现发电机运转时阻力过大或有异响，应检查转子轴是否有弯曲。要求发电机转轴对其轴线的径向圆跳动小于等于0.05mm，否则应进行校正或更换，如图2-57所示。③励磁绕组的检测，励磁绕组短路和断路检测：表笔分别触在两集电环上，如图2-58所示，如果电阻无穷大，说明励磁绕组有断路故障；如果电阻为零，说明有短路故障。励磁绕组的绝缘性能检查：用万用表电阻档，表笔分别触在集电环和转子轴上。如图2-59所示。如果电阻无穷大，说明励磁绕组绝缘良好，否则说明有搭铁故障。③定子的检测①定子绕组的断路检查，如图2-60所示，两表笔每触及定子绕组的任何两相首端，电阻值都相等并且电阻很小，说明没有断路故障；如果电阻无穷大，说明定子绕组有断路故障。②定子绕组的绝缘情况检查，如图2-61所示，表笔分别触在定子绕组间和定子绕组与定子铁心间，如果电阻无穷大，说明绕组绝缘良好，否则说明有搭铁故障。电刷及电刷架应无破损或裂纹，电刷在电刷架中应能活动自如，无卡滞现象。测量电刷的高度，当电刷的高度低于原来的2/3时应更换。如图2-62所示。电刷组件的检测3七、故障诊断与排除交流发电机的整机检测1充电电流过小故障的诊断与排除2充电电流过大故障的诊断与排除3发电机过热故障的诊断与排除5发电机异响故障的诊断与排除6充电不稳故障的诊断与排除4（1）故障现象发动机在怠速以上转速运转时，充电指示灯不熄灭；在怠速以下转速运转时，充电指示灯不亮，但蓄电池出现亏电现象。（2）故障原因●发电机V带过松或有油污引起打滑。●磁场绕组断路、搭铁或匝间短路。●定子绕组断路、搭铁或匝间短路。●电刷与集电环接触不良。●整流二极管、励磁二极管断路或击穿。●充电指示灯损坏。●充电指示灯与仪表板14孔黑色插件T14/12插孔间的二极管断路。●电压调节器损坏。（3）故障的诊断与排除接通点火开关，检查充电指示灯是否闪亮，如果不亮，则可按图2-63所示的步骤进行判断与排除。发动机在怠速以上转速运转时充电指示灯仍亮，则按图2-64所示的顺序进行判断与排除。（1）故障现象发动机在中速以上转速运转时，充电指示灯方能熄灭，打开前照灯时灯光暗淡。（2）故障原因●发电机V带打滑。●充电线路接触不良。●电刷与集电环接触不良。●电枢绕组局部短路。●个别整流二极管或励磁二极管断路、击穿。●定子绕组断路或局部短路。●电压调节器工作不良。（3）故障的诊断与排除充电电流过小故障的诊断与排除，如图2-65所示。（1）故障现象蓄电池电解液消耗过快，发电机及点火线圈容易过热，灯泡易烧坏。（2）故障原因电压调节器DF→D一之间短路。（3）故障的诊断与排除更换电压调节器。（1）故障现象发动机在怠速以上转速运转时，充电指示灯时亮时灭。（2）故障原因●发电机V带打滑。●充电线路或磁场接柱松动。●电刷与集电环接触不良。●发电机内部导线连接松动。●电压调节器内部元件损坏。（3）故障的诊断与排除●检查并调整V带的挠度，若V带磨损严重应更换。●检查充电线路、励磁线路是否松动或锈蚀，并视情予以紧固和清洁。●拆下电刷总成，检查电刷的高度是否符合标准，与集电环接触面是否有油污，在电刷架内运动有无卡滞现象，弹簧弹力是否过小等，并视情予以更换或修理。●拆解发电机，检查电枢绕组、定子绕组连接导线是否松动或脱焊，视情予以重新焊接。●以上检查均正常，则应更换电压调节器。（1）故障现象发电机运转过程中温度过高，严重时烧坏磁场绕组或定乎绕组。（2）故障原因●发电机前、后端轴承润滑不良。●发电机电枢爪极与定子铁芯相互摩擦。●交流发电机与发动机不匹配，最高转速过低。（3）故障的诊断与排除●若非原装发电机，应比较现装与原装的最高允许转速及V带轮直径。若现装发电机的最高允许转速低于原装发电机的最高允许转速，且差值较大，或V带轮直径小于原装V带轮直径，应按标准进行更换。●若为原装发电机，则应拆解发电机，检查前、后端轴承是否破裂，润滑是否良好；转子爪极与定子铁芯之间有无摩擦刮痕。（1）故障现象发电机工作过程中发出连续或断续的异常响声。（2）故障原因●发电机V带打滑。●发电机轴承损坏。●转子与定子间发生碰擦。●风扇叶片与前端盖碰擦。（3）故障的诊断与排除●若异响断续出现，且发电机转速变化时响声严重，应检查发电机V带的挠度，并予以调整。●若异响连续，应观察风扇叶片与前端盖是否碰擦。用听诊器或旋具听诊发电机前、中、后端部。如果响声在发电机的前、后部严重，则为发电机轴承损坏或润滑不良；若响声在发电机中部且有振动感，则为转子与定子发生碰擦。应拆解发电机，润滑或更换相应部件。任务实践实践名称发电机的拆装与检测工作准备发电机、拉器、拆装工具、万用表等技术要求与注意事项1.拆装过程中不得丢失、损坏和漏装零部件。2.不可用汽油清洗转子和定子线圈，以防绝缘损坏。操作步骤及方法①就车拆卸将交流发电机从汽车上拆下时，应按以下步骤进行：（1）拆下蓄电池负极柱上的搭铁电缆接头。（2）拆下发电机上的导线接头或插接器接头。（3）拆下发电机固定螺栓和传动带张力调节螺栓，并松开传动带。（4）取下发电机，并用干净棉纱擦净发电机表面的灰尘和油污，以便解体检修。②交流发电机不解体检测（1）认识交流发电机“电枢”、“励磁”、“搭铁”、“中性点”接线柱（载货车用）或轿车用交流发电机B+、D+等接线柱。（2）判断交流发电机的搭铁形式：①直观法。看通过两个电刷接出的接线柱有无搭铁片，若有为内搭铁发电机。②测试法。用万用表R×1档或数字万用表二极管档测电刷接出的两个接线柱与发电机外壳有无搭铁，若有为内搭铁发电机。③交流发电机各接线柱电阻的检测用万用表测量各接线柱间的电阻值，可初步判断发电机是否有故障。对内搭铁的发电机，其方法是用万用表R×l档测量发电机F与E、B与E、N与B、N与E各接线柱之间的电阻，并记录所测各值，与相应的标准值比较。对于外搭铁的发电机必须变成内搭铁的发电机才能测量除发电机F与E以外的其他接线柱间的电阻。几种交流发电机各接线柱之间的电阻如表2-4所示。（1）用指针式万用表R×1档，一表笔接发电机励磁F接线柱，一表笔接发电机E接线柱，若值符合规定，则表明励磁绕组良好；若值小于规定，则说明励磁绕组有短路故障；若值为∞大，则说明励磁绕组有断路故障。（2）用指针式万用表R×1档，黑表笔接发电机B接线柱，红表笔接发电机外壳，测得电阻在40~50Ω，调换表笔，此值﹥10kΩ或为∞，说明无故障；若阻值在10Ω左右，调换表笔，此值﹥10kΩ或为∞，说明有不同极性二极管击穿；若正反向测得阻值为0，说明有击穿的二极管；若正反向测得阻值为∞，说明有多个正负二极管断路。（3）若交流发电机有中性点接线柱（N），用万用