《汽车电子技术》-第3章 电源系统

二、奥迪轿车电源系统电路奥迪轿车电源系统电路原理如图3-2所示。第3章电源系统

3.1概述三、神龙轿车电源系统电路第3章电源系统

3.1概述四、凯越轿车电源系统电路第3章电源系统

3.1概述目前，汽车上使用的普遍是铅酸蓄电池，它与发电机并联供电。其作用如下：（1）起动发动机时，铅蓄电池给起动机提供强大的起动电流，同时给点火系、仪表等用电设备供电。用于汽车上的蓄电池必须能满足发动机起动时的供电需求，即在短时间（5～10s）内供给起动机强大的电流（一般汽油机为200～600A，柴油机有的高达1000A）。所以汽车用铅蓄电池又叫作起动型蓄电池。（2）发电机电压较低或不发电时，如发动机超低速运转或停转时，由蓄电池向用电设备供电。（3）发动机正常运转时，发电机的端电压高于蓄电池的电动势时，对蓄电池进行补充充电，将发电机剩余的电能转换为化学能储存起来。（4）发电机过载时，蓄电池能协助发电机向用电设备供电。（5）蓄电池还相当于一只大容量电容器，不仅能保持汽车电器系统内电压稳定，而且还能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元器件。第3章电源系统

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蓄电池3.2.1蓄电池技术状况的检测(极性、液面高度、端电压等)一、蓄电池外观的检查1、检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，极桩有无破损，壳体有无泄露，否则应修理或者更换相应部件。2、疏通加液孔盖的通气孔。3、清洁蓄电池外壳，并用钢丝刷或极柱接头清洗器清洁极柱和电缆卡子上的氧化物，清洁后应涂抹一层凡士林或润滑脂。第3章电源系统

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蓄电池二、蓄电池技术状况的检测方法1、蓄电池极性的检测（1）新蓄电池上一般铸有“＋”（或P）的接线柱为正，有“－”（或N）的接线柱为负。修理后的蓄电池一般涂红漆的为正极，涂其它颜色漆的为负极。（2）粗一些的锥形接线柱为正极，细一些的为负极。还可以看极柱的自然颜色，呈深褐色的为正极，浅灰色的为负极。（3）看极柱的表面硬度。用螺丝刀在极柱的表面轻划，较坚硬者为正极。反之，为负极。（4）用万用表电压档检测。将万用表置于相应的电压档位，检测蓄电池的端电压。当指针偏摆正常时，红表棒对应的为正极，黑表棒对应的为负极。（5）可自制如图3-5所示的简易低压试灯测试法，判定其极性。第3章电源系统

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蓄电池2、蓄电池电解液液面高度的检测一般应每行驶1000KM左右或冬季行驶十天左右，夏季行驶5天左右。检查一次蓄电池的液面高度。检测方法一：对于半透明的塑料壳体蓄电池，应用观察液面高度指示线法。电解液液面应保持在壳体上标出的上、下液面线之间，若液面过低，应加入适量的蒸馏水来补充。如因倾洒等原因导致液面降低，应加补相应浓度的电解液。检测方法二：对于橡胶壳体的蓄电池，应通过用孔径为3～5mm的透明玻璃管测量电解液高出隔板高度的方法来检查。液面高出的高度标准范围为10～15mm。如图3-6所示。第3章电源系统

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蓄电池3、蓄电池端（开路）电压的检测测量蓄电池的端电压时，应该在温度为16℃～38℃之间进行，并且蓄电池应该处于稳定状态,且在最近10分钟内没有进行充、放电过程。或者蓄电池加注蒸馏水后，应静置半小时后再进行测量。蓄电池开路电压可用万用表的直流电压挡测量。方法是将万用表的正、负表笔分别与蓄电池的正、负极柱相接即可。测得结果即为蓄电池的端电压。也可用数字万用表检测。如图3-7所示。第3章电源系统

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蓄电池4、蓄电池电解液密度的检测（1）普通铅酸蓄电池密度的检测①测量：电解液密度的大小，是判断蓄电池容量的重要标志。测量蓄电池电解液密度时，蓄电池应处于稳定状态。此时，应用吸入式密度计（比重计）测量电解液密度的大小，电解液被吸入密度计时，浮子升起到电解液特定密度对应的刻度。即为蓄电池电解液此刻温度所对应的密度值。②温度修正：因为蓄电池电解液的密度随温度的变化而变化，加上检测蓄电池时所对应温度的不同，所以我们必须对读数进行修正才有意义。相对密度值是指温度为25℃时的值，环境温度每升高1℃，则应在测得的密度值上加上0.00075，每降低1℃则相应应减去0.00075。③蓄电池放电程度的判断：充电完全的蓄电池其电解液密度值在1.260～1.280之间。电解液密度与放电程度的关系是：密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6%左右，如表3-1所示。当判定蓄电池在夏季放电超过50%，冬季放电超过25%时不宜再继续使用，应及时进行补充充电，否则会使蓄电池早期损坏。第3章电源系统

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蓄电池（2）免维护蓄电池的检测一般在免维护蓄电池内部安装有指示其电量的比重计，这种比重计只检测单格蓄电池的相对密度。第3章电源系统

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蓄电池5、蓄电池容量负载的检测容量负载检测是检测蓄电池带负载的能力。（1）高率放电计检测：以12V蓄电池为例，在25℃温度下，将高率放电计的正、负放电针分别压在蓄电池的正、负极柱上保持15s，若电压能保持在9.6V以上，说明其性能良好；若能稳定在10.6～11.6V之间，说明其存电充足；若电压迅速下降，说明此蓄电池已损坏。注意：此项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，用万用表测得的电动势不到12.4V，应先充足电，然后再作测试。另外，此项测量不能连续进行，必须间隔1分钟或更长时间后才可以再次检测，以防止损坏蓄电池。（2）随车起动测试在起动系正常的情况下，以起动机来做试验检验其容量。拔下分电器中央高压线并搭铁，将万用表置于直流电压档，红、黑表笔分别接在蓄电池的正、负极柱上，接通起动机15s，读取电压表的读数，对于12V的蓄电池而言，应不低于9.6V。第3章电源系统

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蓄电池三、蓄电池常用检测仪器的构造及工作原理1、万用表万用表的基本功能是测量电压、电流和电阻值。（1）构造：万用表由表头、测量线路、转换开关以及测试表笔等部件组成。其中表头用指针来显示被测量数值；测量线路用来把各种测量项目转换为适合表头测量和显示的小电流和小电压；转换开关用来实现对不同测量线路、不同量程的选择，以适合各种被测量的需要。面板设置一般包括刻度尺、量程选择开关、机械零位调节旋钮、欧姆档零位调节旋钮、供接线用的插孔或者接线柱等。其结构如图3-8所示。第3章电源系统

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蓄电池（2）工作原理：

利用一个摆动的弹簧指针来显示所测数据。测量数据实际上是与电表内的已知数据相对照，并反映在表盘上。使用者要按所设定的量程，判定并读出仪表上的示值。其测量电压、电流、电阻的原理如图3-9、3-10、3-11、3-12所示。第3章电源系统

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蓄电池2、数字式万用表其由数字电压表作为核心，配以不同转换器，用液晶显示器显示被测量的数值。（1）构造：其面板结构如图3-13所示。（2）工作原理：数字式万用表由功能选择开关把各种输入信号分别通过相应的功能变换，变成直流电压，再经A/D转换器直接用数字显示被测量项目值的大小，其分辨率较以上大大提高。第3章电源系统

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蓄电池3、密度计（1）构造：如图3-14所示。（2）工作原理：利用浮子在电解液中所受浮力与浮子本身所受重力的平衡。电解液密度不同，浮子在电解液中的浮出高度会产生变化，我们以此可以达到测量电解液密度的目的。4高率放电计（1）构造：高率放电计的结构如图3-15所示。它由一只电压表和一负载电阻组成。是目前普遍使用的检测仪表。（2）工作原理：高率放电计是模拟起动机的工作状态，检测蓄电池容量的仪表。它由一只电压表和一只负载电阻组成。由于在检测时，蓄电池对负载电阻的放电电流可达100A以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。第3章电源系统

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蓄电池第3章电源系统

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蓄电池一、蓄电池充电的方法、种类1、充电方法：充电注意事项：①在蓄电池附近工作时，始终要佩带好护目镜和合适的工作服。不要把工具放置在蓄电池上，不要佩带手表、戒指、珠宝等饰物，因为这些器件会引起短路现象。②在对蓄电池进行充电时，在蓄电池内部会产生氢气和氧气。为避免爆炸，应该把蓄电池放在远离火焰且通风良好的地方进行操作。③充电过程中应取下通气孔塞。④充电时蓄电池内部的温度过高，有可能使蓄电池的极板变形而损坏；温度超过50℃将导致蓄电池报废，因为内部的热量将使极板熔化而引起短路或爆炸。⑤如果蓄电池就车充电，要把负极电缆脱开，避免损坏其他电器，因为蓄电池的充电电压为15V。第3章电源系统

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蓄电池⑥在把充电机和蓄电池连接及断开连接时，务必保证充电机处于关闭状态。因此时氢气和氧气组成的混合气体集中于亏电的蓄电池周围，如果有电火花产生将会引起爆炸。此时还应确保连接牢固，以免松动引起火花。（1）定流充电定流充电指在充电过程中，保持充电电流恒定的一种充电方法。充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流，使蓄电池的容量得到迅速恢复，当蓄电池电量基本充足，单格电池电压达到2.4V，开始电解水产生气泡，转入第二阶段。然后将充电电流减小一半，直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在2～3小时内不再上升，蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。第3章电源系统

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蓄电池（2）定压充电定压充电指在充电过程中，保持充电电压恒定的充电方法。汽车上的充电系采用电压调节器实现对充电电压恒定的控制。定压充电连接方法及电流变化如图3-17所示。定压充电时的电压选择：一般每单格电池约需2.5V，即6V电池需要充电电压约为7.5V，12V电池需要充电电压约为15V。若充电电压过高，将导致过充电；充电电压过低，将导致充电不足。在定压充电初期，充电电流较大，4～5h内即可达到额定容量的90％～95％，充电效率高，充电时间较短，而且不需要照管和调整充电电流，定压充电电压选择合适时，电池充足后，充电电流会自动趋向于零。定压充电不能确保蓄电池完全充足电，适用于补充充电。由于充电电流不可调节，所以不适用于初充电和去硫化充电。第3章电源系统

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蓄电池（3）脉冲充电常规充电（定压、定流充电）完成一次初充电需60～70小时，补充充电需20小时左右。由于充电时间太长，给使用带来很大的不便。用单纯加大电流充电的方法达不到蓄电池的额定容量，且升温过快，产生大量气泡，造成活性物质脱落，缩短其使用寿命。脉冲充电采用快速脉冲充电机进行，自动控制电路对电池进行正反向脉冲充电。脉冲快速充电的过程是：先用0.8～1倍额定容量的大电流进行恒流充电，使蓄电池在短时间内充至额定容量的50％～60％，当单格电池电压升至2.4V，开始冒气泡时，由充电机的控制电路自动控制，停止大电流充电。开始脉冲快速充电，首先停止充电25ms（称为前停充），然后再放电或反向充电，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流（脉冲深度一般为充电电流的1.5～3倍，脉冲宽度为150～1000μs），以消除活性物质孔隙内外浓度差的影响和极板形成的气泡，然后再停止充电40ms（称为后停充），以后的过程为：正脉冲充电→前停充→负脉冲瞬间放电→后停充→正脉冲充电……循环进行，直至充足电。具体过程如图3-18所示。脉冲快速充电的优点是可以提高充电效率，新电池初充电一般不超过5小时，使用中的电池补充充电只需0.5～1.5小时，其缺点是该充电机控制电路复杂，其价格高于普通充电机。第3章电源系统

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蓄电池2、充电种类：根据充电目的的不同，蓄电池的充电类型可分为初充电、补充充电、去硫充电等。（1）初充电初充电指对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电。其目的在于恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质缓慢硫化和自行放电而失去的电量。充电方法：①按蓄电池制造厂的规定结合本地区的气温条件，加注一定密度（1.25～1.28g/cm3）的电解液（加注前，电解液温度不得超过30℃），静置3～6小时，使极板浸透，并调整液面高度至高于极板10～15mm。电解液温度低于25℃时才能进行充电。②将蓄电池的正、负极柱分别与充电机的正、负极相连。

第3章电源系统

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蓄电池③采用两阶段定流充电法充电，第一阶段充电电流为Qe/15A，待电解液中有气泡冒出，单格电池电压达2.4V时，转入第二阶段。此时，将充电电流减半，继续充电到电解液剧烈放出气泡（沸腾），单格电池电压达到2.7V，且其相对密度和单格电池电压保持2～3h稳定不变。全部充电时间约为60～70h。④充电作业结束前，应测量电解液的密度，如不符合标准，应用蒸馏水或1.400g/cm3的稀硫酸进行调整，并调整液面高度至规定值。调整正确后，再充电2h，直到电解液密度符合规定为止。最后拧上通气塞孔，擦净蓄电池表面，做好清洁工作。第3章电源系统

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蓄电池（2）补充充电补充充电指蓄电池使用后的各次充电作业。目的是为保持或恢复其额定容量。蓄电池在车辆上使用时，对蓄电池的充电采用恒压充电法。该方法常发生充电不足的现象，而使蓄电池容量下降。我们就要应根据情况进行补充充电。一般汽车用蓄电池应每隔1～2个月从车上拆下来进行一次补充充电，使用中，如发现下列现象之一时，必须及时进行补充充电。①电解液相对密度降至1.15g/cm3以下时②冬季放电超过25%Qe，夏季放电超过50%Qe③灯光暗淡、起动无力、喇叭沙哑④蓄电池放置时间超过一个月时⑤单格电池电压降到1.70V以下时。第3章电源系统

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蓄电池补充充电可采用定压充电或两阶段定流充电法。补充充电的程序与初充电基本相同，不同之处：①充电前不加注电解液，只需要补充蒸馏水②进行补充充电时，应先用Qe/10A的电流进行充电，当单格电池电压达到2.4V以上，电解液开始冒泡时，改用Qe/20A的电流充电直至充足为止。不同型号铅蓄电池的补充充电电流值如表3-2所示。第3章电源系统

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蓄电池（3）去硫充电去硫充电是消除铅蓄电池极板轻度硫化的一种排除故障性质的充电。蓄电池产生硫化故障后，其内电阻将显著增大，开始充电时，充电电压较高，升温也较快，对于严重硫化的蓄电池，只能报废；对硫化程度较轻的蓄电池，可以通过去硫充电予以消除。作业步骤如下：①首先倒出蓄电池内的电解液，用蒸馏水反复冲洗几次，再加入足够的蒸馏水。液面高出极板10～15mm。②接通充电电路，用初充电第二阶段充电电流进行充电，当电解液的相对密度增大到1.15g/cm3时，将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至电解液密度不再上升为止。③用20h放电率放电，并检查其容量，若其输出容量可达额定容量的80％以上，说明硫化情况基本消除，可装车使用；若达不到要求，应更换蓄电池或修理。第3章电源系统

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蓄电池（4）间歇过充电间歇过充电是避免蓄电池在使用中极板硫化的一种预防性充电。一般应每隔三个月进行一次。充电方法是：先按补充充电的方法将蓄电池充足电，停歇1h后，再以一半的充电电流进行过充电至沸腾。如此反复，直到蓄电池充足电为止。（5）循环锻炼充电循环锻炼充电是蓄电池为防止极板钝化而进行的保养性充电。蓄电池在使用中常处于部分放电的状况，参加化学反应的活性物质有限，为了迫使活性物质都能参加反应，避免活性物质长期不工作而收缩结晶，可每隔三个月进行一次循环锻炼充电。充电方法是：先将铅蓄电池充足电，然后用20h的放电率连续放电至单格电池电压降为1.75V为止，在充电后检查其容量，符合要求后方可使用。第3章电源系统

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蓄电池二、蓄电池充电和放电的设备及工作原理1、硅整流充电机硅整流充电机的主电路、外形分别如图3-19、3-20所示。第3章电源系统

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蓄电池2、晶闸管充电机晶闸管充电机的原理如图3-21所示。第3章电源系统

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蓄电池三、蓄电池充、放电特性1、放电特性铅蓄电池的放电特性就是指蓄电池在恒定电流放电状态下电解液相对密度ρ15℃，蓄电池端电压Uf随放电时间变化的规律，其特性曲线如图3-22所示，是将6-Q-100的铅蓄电池以5A进行放电时测得的规律曲线。电解液相对密度是随放电时间的延长按直线规律减小的。因为在恒流放电过程中，单位时间内的硫酸消耗量是一个定值的缘故。铅蓄电池的放电程度和电解液相对密度成正比。电解液相对密度每下降0.04，蓄电池约放掉25%额定容量Qe的电量。第3章电源系统

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蓄电池2、充电特性铅蓄电池的充电特性就是指蓄电池在恒定电流充电状态下，电解液相对密度ρ15℃，蓄电池端电压Uc随充电时间而变化的规律。如图3-23所示。是将6-Q-100型铅蓄电池以5A进行恒流充电时测得的规律曲线。第3章电源系统

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蓄电池3.2.3蓄电池的维修一、蓄电池的构造蓄电池一般由三只或六只单格电池串联而成，每只单格电池的额定电压为2V。普通铅蓄电池的结构，如图3-24所示，主要由正负极板、隔板、外壳、联条、接线柱等部件组成。第3章电源系统

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蓄电池1、极板以下是极板的结构特点：（1）极板和栅架的外形，如图3-25所示。普通蓄电池正极板厚度一般为2.2mm，负极板厚度为1.8mm。（2）活性物质就是极板上的工作物质。正极板上的活性物质为棕色的二氧化铅PbO2；负极板上的活性物质为深灰色的海绵状纯铅Pb。（3）将正负极板各一片浸入电解液中，就可获得约2.1V的电动势。为增大蓄电池容量，可将多片正、负极板分别并联，用横板焊接成正负极板组。（4）正负极板相互交错嵌合，中间插入隔板后装入蓄电池单格内，便形成单格电池，如图3-26所示。第3章电源系统

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蓄电池第3章电源系统

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蓄电池

2、隔板隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短路。以此缩小蓄电池的体积，还可以防止极板变形和活性物质脱落。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。3、外壳外壳用来盛装电解液和极板组，使蓄电池构成一个整体。外壳材料有硬橡胶和塑料两种。外壳为整体式结构，壳内由间壁分成三个或六个互不相通的单格，底部制有凸筋用来支持极板组。凸筋之间的空隙可以积存极板上脱落的活性物质，避免正负极板短路。每个单格的盖子中间有加液孔，可以用来检查液面高度和测量电解液的相对密度，加液孔平时用加液孔盖拧紧。壳体上部设有通风孔，应经常保持畅通。以便使化学反应放出的气体随时逸出。第3章电源系统

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蓄电池4、联条联条的作用是将单格电池串联起来，提高整个铅蓄电池的端电压。普通电池联条也由铅锑合金浇铸而成，硬橡胶外壳电池的联条位于电池小盖上方，形状如图3-28所示。塑料外壳蓄电池则采用穿壁式联条。5、接线柱普通蓄电池在首尾两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱分圆锥形、L型、侧置式三种，如图3-29所示。为了便于区分接线柱的极性，在正极接线柱上或旁边标有“+”或“P”记号；在负极接线柱上标有“—“或”N“记号，有的蓄电池的正极涂有红油漆。第3章电源系统

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蓄电池6、电解液电解液是稀硫酸溶液，这种稀硫酸是用36%的纯硫酸、64%的水(按重量比例)稀释而得到的。其密度一般为1.24～1.30g/cm3。电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，并参与蓄电池的化学反应。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短其使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定。第3章电源系统

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蓄电池二、蓄电池常见故障及原因和维修方法1、蓄电池的外部故障及原因和维修方法（1）外壳裂损、封口胶开裂当汽车在行驶中受到强烈的振动，蓄电池过热或者内外部压力过大，电解液冰冻膨胀等都会使蓄电池的外壳裂损、封口胶开裂。这是一种严重的故障，维修方法是从车上取下检修或直接报废。（2）联条烧断主要原因是安装蓄电池时，未在连接条和极柱上涂防腐剂；未清除电池盖顶部残留的电解液等。对极柱轻度腐蚀者，可将其清除干净后，涂上凡士林油，严重者可局部焊补或更换。（3）极柱腐蚀、松动腐蚀的原因是未在极柱上涂防腐剂，未清除电池盖顶部残留的电解液等。松动的原因是由于在拆装导线及检查接触情况时用力过大造成的。应视情况进行修复或更换。第3章电源系统

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蓄电池2、蓄电池的内部故障及原因和维修方法（1）极板硫化极板上生成白色粗晶粒硫酸铅PbSO4的现象称为“硫酸铅硬化”，简称“硫化”。这种粗晶粒硫酸铅导电性能很差，正常充电时很难转化为二氧化铅和海绵状的纯铅。由于晶粒粗，体积大，会堵塞活性物质的孔隙，阻碍电解液的渗透，因此蓄电池的内阻明显增大。产生硫化现象的主要原因如下：①蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，导致极板上的PbSO4有一部分溶解于电解液中，环境温度越高，溶解度越大。当环境温度降低时，溶解度减小，溶解的PbSO4就会重新析出，在极板上再次结晶，形成硫化。②电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化，在行车中，电解液液面的上下波动，与极板的氧化部分接触，会再结晶生成晶粒PbSO4硬化层，使极板上部硫化。③长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4。充电时得不到恢复，时间长了会导致硫化。④电解液不纯、相对密度过高、外部气温变化剧烈等。第3章电源系统

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蓄电池维修方法：①轻微硫化，可用小电流长时间充电的方法予以排除②中度以上硫化，可用去硫充电的方法予以排除③硫化特别严重的蓄电池应予以报废由此，我们可以了解，我们平时应对蓄电池定期进行补充充电，使其经常处于充足电状态；放完电的蓄电池应该在24h内进行补充充电；电解液的相对密度应适当，电解液面的高度要调整好。第3章电源系统

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蓄电池（2）活性物质脱落活性物质脱落主要是指正极板上的活性物质二氧化铅的脱落。严重时，电解液混浊并呈褐色。致使蓄电池在充电时，有褐色物质自底部上升。电压上升过快、沸腾过早出现、相对密度上升缓慢；放电时，电压下降过快、容量下降。在行车中表现为蓄电池充电不足。产生活性物质脱落现象的主要原因如下：①蓄电池充电电流过大，电解液温度过高，使活性物质膨胀、松软而易于脱落。②蓄电池经常过充电，水被电解，产生大量气体，在极板内部孔隙中造成压力，而使活性物质脱落。③极板组松旷，安装紧固不良；极板有质量问题。④汽车行驶中等情况下的颠簸振动会加速活性物质的脱落。维修方法：①若沉积物较少时，可清除后继续使用②若沉积物较多时，应更换新极板和电解液由此，我们可以了解到，我们平时应避免对蓄电池过充电和大电流长时间充放电；安装、搬运、存放蓄电池时都应该轻搬轻放，避免振动冲击；在车体上应做好紧固工作。第3章电源系统

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蓄电池（3）自行放电蓄电池在无负载状态下，电量自行消失的现象称为自行放电。若每昼夜电量降低超过2％的额定容量，说明蓄电池有自行放电的故障。产生活性物质脱落现象的主要原因如下：①电解液不纯，含铅以外的金属杂质，这些杂质与正、负极板形成封闭型微电池而放电。②蓄电池长期存放，硫酸下沉，使极板上、下部产生电位差引起自放电。③蓄电池顶部不清洁，溢出的电解液堆积在电池盖的表面，使正、负极柱形成短路。④如极板活性物质脱落，下部沉积物过多，极板破裂，极板拱曲变形等造成极板短路。维修方法：①首先检查蓄电池的外表是否清洁，电池盖上是否有脏污堆积；检查导线有无搭铁、短路之处。排除蓄电池外部故障后进行拆解。②自放电较轻的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新电解液，充足电后即可使用。③自放电较为严重时，应将电池完全放电，倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之后重新组装，加入新的电解液重新充电后使用。第3章电源系统

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蓄电池（4）极板短路蓄电池正、负极板直接接触或被其它导电物质搭接称为极板短路。极板短路的蓄电池充电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速升高，密度上升很慢，充电末期气泡很少。开路电压较低，大电流放电时端电压迅速下降，甚至到零。产生极板短路现象的主要原因如下：①隔板破损使正、负极板直接接触。②活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。③极板组弯曲、损坏。④金属导电物体落入蓄电池内部。维修方法：①出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查。②更换破损的隔板③消除沉积的活性物质④校正或更换弯曲的极板组等。第3章电源系统

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蓄电池3.3.1充电指示灯电路故障的排除一、常见的几种充电指示灯控制电路1、利用中性点电压，通过充电指示灯继电器控制图3-30为国产FT126型调节器的电路，其中的K2为充电指示灯继电器的常闭触点，控制充电指示灯的亮灭。发电机正常工作后，灯HL亮则表示为不充电。第3章电源系统

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交流发电机和调节器其工作过程如下：（1）起动时，接通点火开关S，充电指示灯HL亮，表示不充电。其电流路线为：蓄电池正极→电流表→点火开关S→充电指示灯HL→接线柱L→上衔铁→触点K2→搭铁→蓄电池负极。同时，电流经蓄电池正极→电流表→点火开关S→接线柱IG→连接线→衔铁、磁轭→触点K3→磁场接线柱F→励磁绕组→搭铁→蓄电池负极。构成回路，发电机他励。（2）起动后，发电机电压升高，当电压达到充电电压时，由他励转为自励。在发电机中性点高电压的作用下，线圈Q1的吸引力使充电指示灯继电器动作，K1闭合，K2打开，充电指示灯熄灭，表示发电机工作正常。同时，电压调节器磁化线圈通电，使发电机输出电压保持在一定程度的范围内。第3章电源系统

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交流发电机和调节器2、利用中性点电压，通过起动复合继电器控制东风EQ1092、解放CA1092汽车采用这一控制方式，电路如图3-31所示。充电指示灯由起动复合继电器中的保护继电器控制。K2为保护继电器常闭触点，用以控制充电指示灯的亮灭。发电机正常工作后，灯HL亮则表示为不充电。第3章电源系统

3.3

交流发电机和调节器其工作过程如下：起动时，接通点火开关S，其电流路线为：蓄电池正极→电流表→点火开关S→充电指示灯HL→接线柱L→触点K2→衔铁、磁轭→搭铁→蓄电池负极。此时，充电指示灯亮。起动后，发电机电压升高，当电压高到一定程度时，在发电机中性点的电压作用下，线圈Q1的吸引力使保护继电器动作，K2打开，充电指示灯熄灭，表示发电机正常工作。否则即为充电系统有故障。第3章电源系统

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交流发电机和调节器3、利用九管或十一管交流发电机中的三个磁场二极管来控制充电指示灯此类控制方式是利用九管或十一管交流发电机中的三个功率较小的磁场二极管来供给磁场电流，来控制充电指示灯的亮灭。其电路如图3-32所示：第3章电源系统

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交流发电机和调节器4、利用充电电路中增加一个二极管来控制充电指示灯这种控制方式是在充电电路中增加了一个功率较大的二极管，利用二极管的单向导电性来控制充电指示灯的亮灭。其电路如图3-33所示：第3章电源系统

3.3

交流发电机和调节器二、充电指示灯电路故障的排除方法

1、继电器控制式充电指示灯故障（1）指示灯时亮时灭，即充电状态不稳定。如果充电正常，可检查充电指示灯继电器至发电机中性点接线柱N的引线是否正常。（2）指示灯不熄灭，先做不充电处理。如果充电正常，可用试灯接发电机的B和N接线柱，如果此时试灯微亮，充电指示灯熄灭，应检查中性点接线柱是否有故障；如果此时充电指示灯亮，应检查指示灯继电器。若此时试灯亮，说明有二极管击穿。如果此时试灯不亮，说明中性抽头到指示灯继电器线圈有故障。（3）指示灯不亮。应先检查仪表公共线路，即检查仪表熔断器及其线路。如果上述正常，就将L和E接线柱短接，如果指示灯亮，说明继电器闭合有故障；如果仍然不亮，应检查灯泡相关故障。第3章电源系统

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交流发电机和调节器2、九管交流发电机充电指示灯故障其电路如图3-34(b)所示。（1）充电指示灯不熄灭，充电正常，则说明B+和D+间存在电压降，应检查发电机的定子、二极管等的正常情况。（2）充电指示灯不亮，说明励磁回路有故障，应检查相关部件。第3章电源系统

3.3

交流发电机和调节器2.3.2不充电故障的排除(以上汽桑塔纳为例)桑塔纳轿车电源系统由整体式交流发电机、充电指示灯、蓄电池等部件组成。其充电系统电路如图3-35所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器一、不充电的故障现象及原因1、故障现象：发动机以中速及其以上速度运转时，电流表指示放电或充电指示灯亮，说明充电系统有故障。2、故障的原因如下：（1）蓄电池和发电机之间的连接导线断路、短路、松脱或腐蚀接触不良。或导线内阻增大，造成压降过大。（2）硅整流发电机不发电。可能出现故障的部位有：整流二极管断路、短路；定子三相绕组或磁场绕组短路、断路或搭铁；电刷在电刷架中被卡死、烧结或磨损过甚造成接触不良等。（3）调节器故障。可能故障有：晶体管调节器中元件（电阻、二极管、三极管等）老化、断路、短路，稳压二极管失效等。（4）传送带打滑（5）充电指示灯损坏或与仪表板14孔黑色插件T14/12插孔间的二极管断路。第3章电源系统

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交流发电机和调节器二、不充电故障的就车检查(包括调节器、发电机的就车检查)1、检查维修方法：（1）检查与调整发电机传动带的张紧度。发动机熄火后，在曲轴带轮与发电机带轮中间位置，以拇指向下压传动带，最大挠度应小于5mm。如超过此值，需旋松调整支架上的调整螺栓，张紧传动带后再旋紧螺栓，复查张紧度是否达到规定值，如符合，即以35N•m的力矩拧紧调整螺栓。（2）修理或更换损坏的零部件，包括电缆。（3）紧固各导线的连接部位，如接线柱。（4）修理转子，定子；更换电刷；更换二极管；打磨触点；更换调节器晶体管；调节调节器的低值。第3章电源系统

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交流发电机和调节器2、发电机的检测方法：发电机的检测方法如图3-36所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器三、充电电路的检查（参考图3-35）接通点火开关，检查充电指示灯是否闪亮，如果不亮，则可按照图3-37所示的步骤进行判断与排除。接通点火开关，发动机以怠速以上转速运转时，检查充电指示灯是否闪亮，如果亮，则可按照图3-38所示的步骤进行判断与排除。第3章电源系统

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交流发电机和调节器3.3.3充电电流过高故障的排除一、充电电流过高的故障现象及原因和故障排除1、故障现象在蓄电池不亏电的情况下，电流表指示充电仍在10A以上；蓄电池电解液消耗过快，且有酸臭味出现；各种灯泡经常烧坏；发电机过热等。2、原因分析（1）充电电流过高通常是调节器发生故障引起的。对于双级电压调节器，其故障有：电压调节值过高，使调节器低速触点烧结，高速触点脏污。调节器搭铁线脱落或搭铁电阻增加；磁化线圈或温度补偿电阻烧断；而对于晶体管调节器，其故障有：大功率三极管短路，稳压管或小功率管断路；分压电阻变值等。（2）发电机电枢B接线柱与磁场F接线柱有短路之处，使得发电机电压不再经调节器控制。（3）蓄电池内部短路，无论充电多长时间，蓄电池电动势不会上升。3、故障诊断与排除（1）重调电压使其符合要求；更换线圈、加速电阻、低速触点。（2）更换新晶体管（3）检查发电机电枢B接线柱与磁场F接线柱是否有短路之处，判断蓄电池内部是否短路。第3章电源系统

3.3

交流发电机和调节器二、调节器的型号及种类1、电压调节器的型号根据中华人民共和国行业标准中关于《汽车电气设备产品型号编制规则方法》的规定，汽车交流发电机调节器的型号由五部分组成：1 2 3 4 51——产品代号：用2或3个大写拼音字母表示，有FT、FDT两种，分别表示有触点电磁振动式和无触点的电子调节器2——电压等级代号：用数字表示。1代表12V，2代表24V，6代表6V3——结构形式代号：用一位数字表示4——设计序号：用数字表示5——变型代号：用A、B、C等表示第3章电源系统

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交流发电机和调节器2、电压调节器的种类（1）电磁振动式调节器由E=cnφ可知，在交流发电机结构形式固定的情况下，决定电动势大小的只有发电机的转速n和磁通φ，所以，我们只有用改变磁通的方法来改变电动势的大小。这种调节器是利用电磁力和弹簧的弹力的平衡来决定触点的闭合或断开，改变触点闭合时间，改变励磁电流大小，进而改变磁通，调节电压。1）双级触点振动式调节器常见双级触点振动式调节器均有两对触点。电压调节分两级进行。其基本电路及具有双级电压调节器时发电机的工作特性曲线分别如图3-39(a)和3-39(b)所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器举例：FT61型双级式电压调节器FT61型双级式电压调节器内部结构如图3-40所示。动触点位于两个静触点之间，形成两对触点K1和K2。调节器不工作时，上面一对触点K1（即低速触点）处于常闭状态，下面一对触点（即高速触点）处于常开状态。高速触点的固定侧通过调节器底座直接搭铁。第3章电源系统

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交流发电机和调节器其工作过程如下：①发动机起动，励磁电流由蓄电池提供。形成包含蓄电池在内的励磁回路。同时，蓄电池还向调节器的磁化线圈供电。此时，用电设备由蓄电池供电，电流表指示为放电。②发动机转速升高，使得发电机的电压升高，发电机由它励变为自励，励磁电路和磁化线圈电路除电源改变外，其他均不变。此时发电机开始对外供电，同时对蓄电池充电，电流表指示为充电。③当发电机转速升高，发电机的输出电压达到第一级调整值时，流过磁化线圈的电流产生的电磁力的力矩大于弹簧拉力的力矩，活动触点臂被吸下，使得K1打开，同时K2不闭合。此时，调节电阻R2接入励磁电路，励磁电流减小，使得发电机电压下降，从而引起通过磁化线圈的电流减小，电磁吸力减小，活动触点臂复位。R2又被短路，励磁电流增大，重复刚才过程。即触点K1不断重复打开、闭合两种状态。从而达到调节发电机的电压的目的。④发动机转速继续升高，进入失控区，K1、K2都断开，励磁电流电路与磁化线圈电路分别与上述K1断开、K2不闭合状态相同。⑤发动机转速继续升高，电压达到第二级调整值时，磁化线圈的电磁力使得触点K2闭合，将励磁绕组短路，发电机输出电压迅速下降，又使得磁化线圈通过的电流减小，其电磁力随之变弱，K2断开，K1也断开。即重复失控区的状态。输出电压升高。如此反复。通过K2的不断开闭，稳定发电机的电压。第3章电源系统

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交流发电机和调节器

2）具有灭弧系统的单级触点振动式电压调节器双级式调压器因有两对触点，故检调电压较困难，且从低速触点工作区过渡到高速触点工作区时，会出现失控区，对充电性能有一定影响。为克服上述缺点，可采用带有灭弧系统的单级触点振动式调节器。FT111型调节器只有一对触点，调节电压较容易。为了有效地减少触点断开时的火花，延长触点的使用寿命，在该调节器电路中增加了一个由二极管VD、扼流线圈L2和电容器C组成的V－L－C触点灭弧系统。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（2）晶体管式调节器1）外搭铁型电子调节器晶体管VT1、VT2采用NPN型三极管，与外搭铁式交流发电机匹配。原理如图3-41所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器

2）内搭铁型电子调节器晶体管VT1、VT2采用PNP型三极管，发电机的励磁绕组连接在VT2的集电极和搭铁端之间，这一点与外搭铁型电路显著不同，电路工作原理和结构与外搭铁型电子调节器类似。电路如图3-43所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（3）集成电路调节器

集成电路调节器的基本工作原理与晶体管调节器完全一样，都是根据发电机的电压信号，利用三极管的开关特性控制发电机的磁场电流，以达到稳定发电机输出电压的目的。集成电路调节器也有内、外搭铁之分，而且以外搭铁型式居多。其输入电压信号检测方法分两种，基本电路如图3-44所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器1）集成电路调节器的电压检测法①蓄电池电压检测法加到分压器R1和R2上的电压为蓄电池端电压，由于检测点P加在稳压管VD1上的反向电压与蓄电池端电压成正比，所以称为蓄电池电压检测法。②发电机电压检测法加到分压器R1和R2上的电压为磁场二极管输出端L的电压UL，UL和发电机B端电压UB相等。由于检测点P加在稳压管VD1两端的反向电压与发电机的端电压成正比，所以称为发电机电压检测法。第3章电源系统

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交流发电机和调节器2）举例①国产JFT152型集成电路调节器电路图第3章电源系统

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交流发电机和调节器②具有保护功能的夏利车用整体式交流发电机电路图夏利发电机为整体式硅整流交流发电机，发电机外部有三个接线柱，分别为“B”、“IG”、“L”。调节器是由一块集成电路和三极管等元器件组成的混合集成电路调节器，为内装式外搭铁型。该调节器有6个接线端子。F、P、E三个端子用螺钉直接和发电机连接，B端用螺母固定在发电机的输出端子“B”上，IG、L两个端子用金属线引到调节器的外部接线插座上。如图3-46所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器三、调节器的性能检查1、触点式调节器的测试与调整（1）触点式调节器的测试1）触点式调节器在测试与调整前应先做外部检测。检测的内容包括：触点是否氧化、烧蚀。如有轻微烧蚀，可用白金砂条或“00”号砂布磨平。中心线应重合，偏移量不得超过0.2mm，要保证接触面积；磁化线圈、电阻是否过热烧毁和机械损伤等。2）用万用表检测调节器各接线端子间的电阻值，以FT61型双级电磁式调节器说明：①检测时，数字式万用表置于OHM200挡位，指针式万用表置于R×1挡位。检测接线柱“B”与“F”之间的电阻值。当一级触点闭合、二级触点断开时，该阻值应小于0.5Ω。当一级触点断开、二级触点闭合时，该阻值应为7.2Ω左右。②检测接线柱“B”与“E”之间的电阻值。当一级触点闭合、二级触点断开时，该阻值应为23.5Ω左右。当一级触点断开、二级触点闭合时，该阻值应和“B”与“F”之间的电阻值基本相同。即为7.2Ω左右。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（2）触点式调节器的调整造成电压调节器故障的主要原因及排除方法：①高速触点烧结或在间隙中存在导电物，致使发电机磁场绕组短接而不发电。排除方法是：清除导电物或更换触点。对于表面严重残缺，厚度小于0.4mm的触点应予以更换。②触点表面油污、粘有灰尘或有斑蚀，使触点接触不良，造成发电机低转速时输出电压过低，高转速时输出电压过高。排除方法是：消除油污和灰尘。具体做法是：用棉球沾少许汽油或酒精轻轻擦拭；触点上的细微斑蚀可用00号砂纸磨平。③调节器的磁化线圈或补偿电阻断路，使发电机励磁电流过大导致发电机输出电压过高。排除方法是：更换或检修磁化线圈，换上新的补偿电阻。④调节器搭铁不良，使低速触点不能打开，励磁电流不能减小，造成发电机输出电压过高。排除方法是：将搭铁线连接牢固。第3章电源系统

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交流发电机和调节器⑤衔铁间隙过大，造成发电机输出电压过高。排除方法是：将衔铁间隙调整到规定值。调整有粗调和微调两种方法。弹簧拉力对电压调节值影响较小，可为微调。如果通过改变弹簧拉力无法将电压调到规定值时，则应对各部间隙进行调整。间隙指高速触点间隙和衔铁与铁心间的气隙。可将静触点支架上的固定螺钉松开，然后按需要调整。常开触点的间隙为0.25～0.3mm。⑥调节器附加电阻断路，使触点间火花过大，造成触点烧蚀。排除方法：更换新的附加电阻，并修整触点。若触点烧蚀严重应更换新触点。⑦发电机励磁电路中有短路，使通过触点的电流过大，导致触点烧蚀。⑧发电机硅整流二极管中，有一只损坏，造成三相交流发电机整流电路缺相而使输出电压降低。排除方法是：测试全部正、负二极管，找出损坏管子予以更换，或更换整流器。第3章电源系统

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交流发电机和调节器2、电子调节器的故障检查与处理（1）晶体管调节器准备一个输出电压为0～30V，电流为3～5A的可调整稳压电源和测试灯，根据调压器的类型按图3-47所示连接。线路接好后，先接通开关S，然后由0V逐渐调高直流电源电压U，此时小灯泡的亮度应随电压升高而增强。当电压调高到调节电压值（13.5～14.5V）或者略高于调节电压值时，若灯泡熄灭，则调节器是好的，若小灯泡始终发亮，则调节器是坏的。其常见故障主要有两种类型：一种是无电压，另一种是输出电压过高。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（2）集成电路调节器的检查集成电路调节器的检测，方法与晶体管调节器相同。如在车上检查，可用一个10～20V的可变直流电源，将5A电流表接在发电机“L”接柱和蓄电池“＋”极柱之间，将发电机的“S”接柱与可变直流电源的“＋”极相接。测量时，使可变直流电源从10V开始升高，同时观察电流表的指针变化。当电流表指针指“0”时，停止上升可变直流电源的电压，这时，可变直流电源的电压值就是调节器的调节电压。如电压不在13.6～14.5V之间，则说明该调节器有故障。一般情况下，集成电路调节器损坏无法修复，只能更换。第3章电源系统

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交流发电机和调节器3.3.4交流发电机的检修一、交流发电机的结构及型号1、发电机的结构形式（1）按总体结构分：带泵型发电机、整体式发电机、无刷式发电机、普通型发电机、永磁式发电机（2）按整流二极管的多少来分：六管、八管、九管、十一管发电机（3）按励磁绕组搭铁方式不同分：内搭铁式和外搭铁式发电机2、硅整流交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。整体式发电机还有内装式集成电路调节器。其分解后的结构如图3-48所示。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（1）转子转子的作用是产生磁场。转子由转子线圈、爪极、转子轴、滑环、磁轭等构成。（2）定子定子又叫电枢，它的作用是产生交流电。由铁心和定子的三相绕组组成。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（3）整流器交流发电机整流器一般由6只二极管和散热板组成。其作用之一是将发电机产生的交流电转变成直流电，二是当发电机转速低时，防止蓄电池向发电机放电，消耗蓄电池能量，同时导致发电机线圈发热甚至烧坏。（4）前、后端盖与电刷总成硅整流发电机的前、后端盖均用铝合金铸造而成。起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。发电机按搭铁形式可分为内搭铁和外搭铁。1）内搭铁型交流发电机：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，分别称为磁场和搭铁接线柱，即励磁绕组的一端在发电机的外壳上直接搭铁。2）外搭铁型交流发电机：励磁绕组的两端(F和E)均和端盖绝缘的发电机称为外搭铁型交流发电机。第3章电源系统

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交流发电机和调节器（5）带轮及风扇发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。3、交流发电机的型号根据相关规定，汽车交流发电机型号由五部分组成，如下所述。1 2 3 4 51——产品代号。有JF、J