汽車電氣系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)

1、汽車電氣系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)作者：日期：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(jī)及其調(diào)節(jié)器。前兩者是并聯(lián)工作，發(fā)電機(jī)是主電源，蓄電池是輔助電源。發(fā)電機(jī)配有調(diào)節(jié)器的作用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)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(dòng)系：主要機(jī)件是啟動(dòng)機(jī)，其任務(wù)是起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。(2) 點(diǎn)火系： 它是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的組成部分，包括電子點(diǎn)火系統(tǒng)或傳統(tǒng)點(diǎn)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(dòng)機(jī)的工作順序點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣。(3) 照明系統(tǒng)： 包括車內(nèi)外各種照明燈

2、以及保證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(hào)系統(tǒng)： 包括電喇叭、 蜂鳴器、閃光器及各種信號(hào)燈等，主要用來(lái)保證安全行車所必要的信號(hào)。(5) 電子控制系統(tǒng)：主要指由微機(jī)控制的裝置，包括：電子控制點(diǎn)火裝置、電子控制燃油噴射裝置、 電子控制防抱死制動(dòng)裝置、電子控制自動(dòng)變速裝置等， 分別用來(lái)提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、排氣凈化和操縱自動(dòng)化等性能。(6) 輔助電器： 包括電動(dòng)刮水器、 低溫起動(dòng)預(yù)熱裝置、 空調(diào)器、收錄機(jī)、點(diǎn)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(shì)， 主要向舒適、 娛樂(lè)、保障安全方面發(fā)展。3檢測(cè)系統(tǒng)包括各種

3、檢測(cè)儀表如電壓表、電流表、水溫表、油壓表、燃油表、車速里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表和各種報(bào)警燈，用來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)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(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)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(diǎn)汽車電氣系統(tǒng)具有以下四個(gè)特點(diǎn)：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(yùn)行端電壓，對(duì)發(fā)電裝置12v 電系為 14v；對(duì) 24v 電系為 28v。對(duì)用電設(shè)備電壓在0.91.25 倍額定電壓范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)應(yīng)能正常工作。2直流汽車電系采用直流是因?yàn)槠饎?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)機(jī)，

4、為直流串激式電動(dòng)機(jī)， 其工作時(shí)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(lái)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(dòng)機(jī)等代替作為電器回路的接線方式，具有節(jié)省導(dǎo)線、簡(jiǎn)化線路、方便安裝檢修、電器元件不需與車體絕緣等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛采用。但在個(gè)別情況下，也采用雙線制。4負(fù)極搭鐵采用單線制時(shí)，蓄電池的負(fù)極必須用導(dǎo)線接到車體上，稱為負(fù)極搭鐵， 這是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，也是交流發(fā)電機(jī)正常工作的必要條件。第二節(jié)蓄電池的構(gòu)造與識(shí)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)換為電能，也能將電能轉(zhuǎn)換

5、為化學(xué)能。它的作用是：1起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)， 供給起動(dòng)機(jī)大電流， 故稱為起動(dòng)型蓄電池。2在發(fā)電機(jī)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(shí)間耗電超過(guò)發(fā)電機(jī)供電能力時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電。4蓄電池存電不足， 而發(fā)電機(jī)負(fù)載又較小時(shí)，它可將發(fā)電機(jī)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)( 即充電 ) 。另外，蓄電池相當(dāng)于一個(gè)大電容器，它可隨時(shí)將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的過(guò)電壓吸收掉，起到保護(hù)晶體管、延長(zhǎng)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(hù)蓄電池等。目前汽車上廣泛采用干荷電、免維護(hù)塑料槽的鉛酸蓄電池。二、蓄電池的結(jié)構(gòu)和識(shí)別鉛酸蓄電池的構(gòu)造如圖

6、 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(fù)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(fù)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(fù)極板分別焊成極板組，且負(fù)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(fù)極柱 6-負(fù)極板組 7- 正極板組 8- 隔板 9- 負(fù)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(fù)極板之間，防止正負(fù)極板相碰而短路。隔板一面制有溝槽，裝配時(shí)有溝槽面應(yīng)豎

7、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(jì)測(cè)量，一般為1.231.30gcm3之間。4外殼蓄電池外殼用橡膠或塑料制成整體，用以儲(chǔ)存電解液和支承極板。相鄰兩單格之間有隔壁， 把每個(gè)外殼分成三個(gè)或六個(gè)單格。5極柱與穿壁式聯(lián)條每個(gè)單格電池都有正、 負(fù)兩個(gè)極柱， 分別連接正、 負(fù)極板組，連接正極板組的叫正極柱，連接負(fù)極板組的叫負(fù)極柱。正極柱接起動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)接柱，負(fù)極柱接車架( 接鐵) 。穿壁式聯(lián)條用來(lái)連接相鄰單格電池的正、負(fù)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(gè)單格電池串聯(lián)而成。三、蓄電池的型號(hào)標(biāo)志根據(jù)原機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)jb2599

8、-1985鉛蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法規(guī)定，蓄電池型號(hào)由三部分組成，各部分之間用破折號(hào)分開(kāi)，其內(nèi)容及排列如下：(1) 串聯(lián)單格電池?cái)?shù)。指一個(gè)整體殼體內(nèi)所包含的單格電池?cái)?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(dòng)型蓄電池用“q ”表示，代號(hào)“ q ”是漢字“起”的第一個(gè)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(hào)中又必須加以區(qū)別時(shí)采用。如用干荷電蓄電池，則用漢字“干”的第二個(gè)拼音字母“a”表示；如為無(wú)需( 免) 維（1）（2）（3）（4）（5）護(hù)蓄電池，則用“無(wú)”字的第一個(gè)拼音字母“w ”來(lái)表示。當(dāng)產(chǎn)品同時(shí)具有兩種特征時(shí)， 原則上應(yīng)按 表

9、 4-1 順序用兩個(gè)代號(hào)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(shí)(a h)，在型號(hào)中可略去不寫。蓄電池容量通常以正極板的片數(shù)n 來(lái)估算，每片標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，可用相應(yīng)的代號(hào)加在型號(hào)末尾表示。如“g”表示薄型極板的高啟動(dòng)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(hào)序 號(hào)產(chǎn)品特征代 號(hào)序 號(hào)產(chǎn)品特征代 號(hào)1 干荷電a 7 半密封式b 2 濕荷電h 8 液密式y(tǒng) 3 免維護(hù)w 9 氣密式q 4 少維護(hù)s 1

10、0 激活式i 5 防酸式f 11 帶液式d 6 密封式m 12 膠質(zhì)電解液式j(luò) 例 1：東風(fēng) eq2102 型越野汽車用6-qw-180 型蓄電池：表示由 6 個(gè)單格電池組成，額定電壓為12v，額定容量為180a h的啟動(dòng)型免維護(hù)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(gè)單格電池組成，額定電壓為12v，額定容量為180a h的啟動(dòng)型干荷電免維護(hù)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(gè)單格電池組成， 額定電壓為 12v，額定容量為 60a h 的啟動(dòng)型干荷電蓄電池。四、鉛酸蓄電池工作原理鉛酸蓄電池的

11、充、放電是由正極板上的活性物質(zhì)二氧化鉛（pbo2）和負(fù)極板上的活性物質(zhì)海綿狀的純鉛（pb）與電解液中的硫酸（ h2so4）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)完成的。(一) 電動(dòng)勢(shì)的建立當(dāng)正、負(fù)極板浸入電解液后，在單格蓄電池的正負(fù)極柱間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。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(jià)鉛離子 （pb4+）和氫氧根離子 （oh） 。即：pbo22h2opb（oh）4pb（oh）4pb4+4ohpb4+沉附于極板的表面，oh留在電解液中，使正極板相對(duì)于電解液具有正電位。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，約為2.0v。在負(fù)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

12、量鉛進(jìn)入溶解，生成二價(jià)鉛離子（pb2） ，在極板上留下兩個(gè)電子（2e） ，使極板帶負(fù)電；另一方面，由于正、負(fù)電荷的吸引，pb2有沉附于極板表面的傾向。當(dāng)兩者達(dá)到平衡時(shí)，溶解便停止，負(fù)極板相對(duì)于電解液具有負(fù)電位，約為0.1v。因此，在外電路未接通，反應(yīng)達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)時(shí)，蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為：2.0 （ 0.1 ） 2.1v 這是單格蓄電池正負(fù)極間的電動(dòng)勢(shì)，對(duì)于 6 個(gè)單格串聯(lián)而成的一塊蓄電池，則其電動(dòng)勢(shì)為2.1 612.6v。(二) 放電過(guò)程將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程稱為放電過(guò)程，如圖4-2a 所示。圖 4-2 蓄電池充放電過(guò)程(a) 放電過(guò)程 (b)放電終了 (c)充電過(guò)程蓄電池接上負(fù)載，

13、在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電流從正極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向負(fù)極（即電子從負(fù)極流向正極），使正極電位降低，負(fù)極電位升高，破壞了原有的平衡。電解液中 h2so4的電離過(guò)程為： h2so42hso24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（ so24）結(jié)合生成 pbso4沉附于極板上，即：pb4+2epb2；pb2so24pbso4。在負(fù)極板處，pb2與電解液中的so24結(jié)合也生成 pbso4沉附于負(fù)極板上，而極板上的金屬鉛繼續(xù)溶解，生成pb2和電子，即：pb2epb2；pb2so24pbso4。在電解液中， h和 oh結(jié)合生成水， 即：4h4oh2h2o。如果電路不中斷，上述的化學(xué)

14、反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，使正極板上的pbo2和負(fù)極板上的pb 都逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閜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(duì)密度下降。同時(shí)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(guò)程中總的化學(xué)反應(yīng)方程式為：pbo22h2so4pb2pbso42h2o (三) 充電過(guò)程將電能轉(zhuǎn)換成蓄電池的化學(xué)能的過(guò)程稱為充電過(guò)程，如圖4-2c 所示。充電時(shí)，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(fù)極接到電源負(fù)極。當(dāng)電源電壓高于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，在電場(chǎng)力作用下，電流從蓄電池的正極流入， 負(fù)極流出 （即驅(qū)使電子從正極經(jīng)外電路流入

15、負(fù)極）。這時(shí)在正負(fù)極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)正好與放電過(guò)程相反。在電場(chǎng)力的作用下，正、負(fù)極板上的硫酸鉛和電解液中的水均發(fā)生電離。即：pbso4pb2so24；h2ohoh在正極板處， pb2失去兩個(gè)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pbo2和 h2o，pbo2附著在正極板上，即：pb22epb4+；pb4+4ohpb （oh）4；pb （oh）4pbo2h2o。在負(fù)極板處， pb2在電場(chǎng)力的作用下獲得兩個(gè)電子2e 變成金屬鉛，并附著在負(fù)極板上。即：pb22epb。在電解液中， h和 so24結(jié)合生成pbso4，即： 2hso24h2so4。可見(jiàn)，在充電過(guò)程中，正、負(fù)極板上