汽車電氣系統(tǒng)的組成與特點

1、.專業(yè).專注.電氣一、汽車電氣系統(tǒng)的組成現(xiàn)代汽車所裝備的電氣系統(tǒng)，按其用途可大致歸納并劃分為 下面四部分：1. 電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)包括蓄電池、發(fā)電機及其調(diào)節(jié)器。前兩者是并聯(lián)工 作，發(fā)電機是主電源，蓄電池是輔助電源。發(fā)電機配有調(diào)節(jié)器 的作用是在發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高時，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓使之保持穩(wěn)定。2. 用電系統(tǒng)汽車上用電系統(tǒng)大致可分為以下幾類：(1) 起動系：主要機件是啟動機，其任務(wù)是起動發(fā)動機。(2) 點火系：它是汽油發(fā)動機的組成部分，包括電子點火系統(tǒng) 或傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的全部組件。其任務(wù)是產(chǎn)生高壓電火花，按發(fā) 動機的工作順序點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣 。(3) 照明系統(tǒng)：包括車內(nèi)外各種照明燈以及保證

2、夜間安全行車 所必須的燈光，其中以前照明燈最為重要 。軍用車輛還增設(shè)了 防空照明。(4) 信號系統(tǒng)：包括電喇叭、蜂鳴器、閃光器及各種信號燈等，主要用來保證安全行車所必要的信號。(5) 電子控制系統(tǒng)：主要指由微機控制的裝置，包括：電子控 制點火裝置、電子控制燃油噴射裝置、電子控制防抱死制動裝置、電子控制自動變速裝置等，分別用來提高汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性、排氣凈化和操縱自動化等性能。(6) 輔助電器：包括電動刮水器、低溫起動預(yù)熱裝置、空調(diào) 器、收錄機、點煙器、防盜裝置、玻璃升降器、座椅調(diào)節(jié)器 等。輔助電器有日益增多的趨勢 ，主要向舒適、娛樂、保障安 全方面發(fā)展。3 .檢測系統(tǒng)包括各種檢測儀表

3、如電壓表、電流表、水溫表、油壓表、燃 油表、車速里程表、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表和各種報警燈 ,用來監(jiān)測發(fā) 動機和其它裝置的工作情況。4.配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)包括中央接線盒、電路開關(guān)、保險裝置、插接件和 導(dǎo)線等，以保證線路工作的可靠性和安全性 。二、汽車電氣系統(tǒng)電系的特點汽車電氣系統(tǒng)具有以下四個特點：1. 低壓汽車電系的額定電壓有12伏(V)、24V兩種，汽油車普遍 采用12V電系，而柴油車多采用24V電系。電器產(chǎn)品額定運行 端電壓，對發(fā)電裝置12V電系為14V;對24V電系為28V。對 用電設(shè)備電壓在0.91.25倍額定電壓范圍內(nèi)變動時應(yīng)能正常工 作。2. 直流汽車電系采用直流是因為起動發(fā)動機的啟動機，為直

4、流串激式電動機，其工作時必須由蓄電池供電 ，而蓄電池消耗電能后 又必須用直流電來充電。3. 單線制是指從電源到用電設(shè)備只用一根電線連接 ，而另一根導(dǎo)線則 由金屬部分如車體、發(fā)動機等代替作為電器回路的接線方式 ， 具有節(jié)省導(dǎo)線、簡化線路、方便安裝檢修、電器元件不需與車 體絕緣等優(yōu)點而得到廣泛采用 。但在個別情況下，也采用雙線 制。4. 負極搭鐵采用單線制時，蓄電池的負極必須用導(dǎo)線接到車體上，稱為負極搭鐵，這是國家標準規(guī)定的，也是交流發(fā)電機正常工作的 必要條件。第二節(jié) 蓄電池的構(gòu)造與識別一、蓄電池的與類型（一）功用蓄電池是一種可逆的低壓直流電源 ，是汽車電源的重要組 成部分。蓄電池既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)換

5、為電能 ，也能將電能轉(zhuǎn)換為 化學(xué)能。它的作用是：1 .起動發(fā)動機時，供給起動機大電流，故稱為起動型蓄電池2 .在發(fā)電機不發(fā)電或電壓較低的情況下向用電設(shè)備供 電。3 .當(dāng)用電設(shè)備短時間耗電超過發(fā)電機供電能力時，協(xié)助發(fā)電機向用電設(shè)備供電。4 .蓄電池存電不足，而發(fā)電機負載又較小時，它可將發(fā) 電機的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來 （即充電）O另外，蓄電池相當(dāng)于一個大電容器 ，它可隨時將發(fā)電機產(chǎn) 生的過電壓吸收掉，起到保護晶體管、延長其使用壽命的作 用。（二）類型按其外部結(jié)構(gòu)可分為：橡膠槽和塑料槽蓄電池。按其性能 可分為：濕荷電、干荷電和免維護蓄電池等 。目前汽車上廣泛 采用干荷電、免維護塑料槽的鉛酸蓄電池

6、。二、蓄電池的結(jié)構(gòu)和識別鉛酸蓄電池的構(gòu)造如圖4-1所示。它主要有極板、隔板、電 解液和外殼等部分組成。1. 極板極板分正極板和負極板，每片極板均由柵架和活性物質(zhì)構(gòu) 成。制成正極板上的活性物質(zhì)為二氧化鉛，呈棕紅色；負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛 ，呈青灰色。為了增大蓄電池的容 量，需要把正、負極板分別焊成極板組，且負極板組比正極板 組多一片圖4-1干荷電蓄電池的結(jié)構(gòu)1-外殼 2-正極板3-加液孔螺塞4-電池蓋 5-負極柱 6-負極板組7-正極板組8-隔板9-負極板 10-正極板2. 隔板隔板通常用木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料或玻璃纖維制成 。 隔板安裝在正負極板之間，防止正負極板相碰而短路。隔板一

7、面制有溝槽,裝配時有溝槽面應(yīng)豎直面向正極板 。3. 電解液電解液由純凈硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成。其密度大小可用密度計測量，一般為1.231.30g /cm3之間。4. 外殼蓄電池外殼用橡膠或塑料制成整體，用以儲存電解液和支承極板。相鄰兩單格之間有隔壁，把每個外殼分成三個或六個 單格1J5. 極柱與穿壁式聯(lián)條每個單格電池都有正、負兩個極柱，分別連接正、負極板 組，連接正極板組的叫正極柱 ，連接負極板組的叫負極柱 。正 極柱接起動機開關(guān)接柱，負極柱接車架(接鐵)。穿壁式聯(lián)條用來連接相鄰單格電池的正 、負極柱，使單格 電池相互串聯(lián)成多伏的電池。如一只12V的蓄電池由6個單格 電池串聯(lián)而成。三、

8、蓄電池的型號標志根據(jù)原機械工業(yè)部標準 JB2599-1985鉛蓄電池產(chǎn)品型號編 制方法規(guī)定，蓄電池型號由三部分組成，各部分之間用破折號 分開，其內(nèi)容及排列如下：(1) 串聯(lián)單格電池數(shù)。指一個整體殼體內(nèi)所包含的單格電池 數(shù)目，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。(2) 電池類型。根據(jù)蓄電池主要用途劃分。啟動型蓄電池用Q”表示，代號Q”是漢字 起”的第一個拼音字母。(3) 電池特征。為附加部分，僅在同類用途的產(chǎn)品具有某種特征，而在型號中又必須加以區(qū)別時采用。如用干荷電蓄電 池，則用漢字 干”的第二個拼音字母 A”表示；如為無需(免)維 護蓄電池，則用 無”字的第一個拼音字母 W”來表示。當(dāng)產(chǎn)品同 時具有兩種特征時，

9、原則上應(yīng)按表4-1順序用兩個代號并列表 示。(4) 額定容量。是指20h率額定容量，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示， 單位為安培 小時(Ah),在型號中可略去不寫。蓄電池容量通常以正極板的片數(shù)n來估算，每片標準正極板額定容量CS為15 Ah ,則蓄電池額定容量 C20 = CS n。(5) 特殊性能。在產(chǎn)品具有某些特殊性能時，可用相應(yīng)的代 號加在型號末尾表示。如G”表示薄型極板的高啟動率電池,S”表示采用工程塑料外殼與熱封合工藝的蓄電池。表4-1蓄電池產(chǎn)品特征代號序號產(chǎn)品特征代號序號產(chǎn)品特征代號1干荷電A7半密封式B2濕荷電H8液密式Y(jié)3免維護W9氣密式Q4少維護S10激活式I5防酸式F11帶液式D6密封式

10、M12膠質(zhì)電解液式J例1 :東風(fēng)EQ2102型越野汽車用6-QW-180型蓄電池：表 示由6個單格電池組成,額定電壓為12V ,額定容量為180Ah 的啟動型免維護蓄電池。例2:解放CQ1121J載貨汽車用6-QAW-180型蓄電池：表 示由6個單格電池組成，額定電壓為12V ,額定容量為180Ah 的啟動型干荷電免維護蓄電池。例3:北京BJ2020型吉普車用6-QA-60型蓄電池：表示由6個單格電池組成，額定電壓為12V ,額定容量為60A 的啟動 型干荷電蓄電池。四、鉛酸蓄電池工作原理鉛酸蓄電池的充、放電是由正極板上的活性物質(zhì)二氧化鉛(Pb2)和負極板上的活性物質(zhì)海綿狀的純鉛(Pb)與電解

11、液中的硫酸(H2SO4)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來完成的。(一) 電動勢的建立當(dāng)正、負極板浸入電解液后，在單格蓄電池的正負極柱間產(chǎn) 生電動勢。在正極板處，少量PbO2溶入電解液，與水(H2O) 生成Pb (OH) 4,再分解成四價鉛離子(Pb4+)和氫氧根離子(OH-)o 即：PbO2 + 2H2O Pb ( OH ) 4Pb(OH ) 4 = Pb4+ + 4OH -Pb4+沉附于極板的表面，OH -留在電解液中，使正極板相對 于電解液具有正電位。當(dāng)達到平衡時，約為+ 2.0Vo在負極板處金屬鉛受到兩方面的作用，一方面它有溶解于電解液的傾向，因而有少量鉛進入溶解，生成二價鉛離子（Pb2+ ）,在極板上留

12、下兩個電子（2e），使極板帶負電；另一方面，由于正、負電荷的吸引，Pb2 +有沉附于極板表面的傾向。 當(dāng)兩者達到平衡時，溶解便停止，負極板相對于電解液具有負 電位，約為一0.1Vo因此，在外電路未接通，反應(yīng)達到相對平衡狀態(tài)時，蓄電池 的電動勢為：2.0 -（-0.1） = 2.1V這是單格蓄電池正負極間的電動勢，對于6個單格串聯(lián)而成的一塊蓄電池，則其電動勢為2.1 >6 = 12.6Vo（二）放電過程將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的過程稱為放電過程，如圖4-2a所示' o(PW>) (HiSo)(Pb)硫鉛韓酸君湫(PSC) (HJo)(FbSo)二城此甜¾SJW(P

13、hOl) (HiSeh)(Pb)(C)圖4-2蓄電池充放電過程（a）放電過程（b）放電終了（C）充電過程蓄電池接上負載，在電動勢的作用下，電流從正極經(jīng)過負載流向負極（即電子從負極流向正極），使正極電位降低，負極 電位升高，破壞了原有的平衡。電解液中H2SO4的電離過程為：H2SO4= 2H + + SO4 在正極板處，Pb4+與電子結(jié)合變成 Pb2 + , Pb2 +與電解液中 的硫酸根離子（SO2-）結(jié)合生成PbS04沉附于極板上，即: Pb4+ + 2ePb2 +; Pb2 + + S04 PbSO4。在負極板處，Pb2 +與電解液中的SO2-結(jié)合也生成PbSO4沉 附于負極板上，而極板上

14、的金屬鉛繼續(xù)溶解 ，生成Pb2 +和電 子，即: Pb - 2ePb2 +； Pb2 + + SO2 PbSO4。在電解液中，H-和OH -結(jié)合生成水，即：4H -+ 4OH - 2H2O。如果電路不中斷，上述的化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進行，使正極板上的 PbO2和負極板上的Pb都逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4,電解液中的H2SO4 含量逐漸減少而水含量增多 ，故電解液的相對密度下降 。同時 因PbSO4的導(dǎo)電性比PbO2和Pb差，隨其含量的逐漸增加其內(nèi) 阻增大，使供電能力下降。蓄電池在放電過程中總的化學(xué)反應(yīng)方程式為：PbO2 +2H2SO4 + Pb = 2PbSO4+ 2H2O（三）充電過程將電能轉(zhuǎn)換成蓄電池的

15、化學(xué)能的過程稱為充電過程，如圖4-2c所示。充電時，蓄電池應(yīng)接直流電源，蓄電池的正極接電 源正極，蓄電池負極接到電源負極。當(dāng)電源電壓高于蓄電池的電動勢時 ，在電場力作用下，電流 從蓄電池的正極流入,負極流出(即驅(qū)使電子從正極經(jīng)外電路 流入負極)。這時在正負極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)正好與放電過程相 反。在電場力的作用下，正、負極板上的硫酸鉛和電解液中的水 均發(fā)生電離。即：PbS04= Pb2 + + SO2 ;出0= H + OH 在正極板處，Pb2 +失去兩個電子2e變成Pb4 +,與電解液中 的OH -結(jié)合生成Pb (OH ) 4。它又分解為Pb02和出0, PbO2 附著在正極板上，即:Pb2 + 2ePb4+; Pb4+ + 4OH Pb (OH ) 4; Pb ( OH) 4= PbO 2 + H 2。在負極板處，Pb2 +在電場力的作用下獲得兩個電子2e變成金屬鉛，并附著在負極板上。即：Pb2 + + 2ePb。在電解液中，H-和SO2 結(jié)合生成PbSO4, 即: 2H + SO2 H2SO4?？梢?，在充電過程中，正、負極板上的PbSO4將逐漸恢復(fù)為 PbO2和Pb,電