一緒論及電源課件

第一章緒論一、汽車電器設(shè)備的發(fā)展概況1、上世紀(jì)50年代以前，電氣設(shè)備在汽車上的應(yīng)用較少。2、上世紀(jì)60年代以后，電子技術(shù)的進(jìn)步，使電子設(shè)備越來越多出現(xiàn)在汽車上。3、上世紀(jì)70年代后，電子控制高能點(diǎn)火系統(tǒng)、電子控制燃油噴射系統(tǒng)（EFI）、電子控制自動變速器（ECT）、制動防抱死系統(tǒng)（ABS）等開始運(yùn)用到汽車上。4、上世紀(jì)80年代以后，車用電子裝置越來越多，駕駛輔助裝置，安全警報(bào)裝置，通訊、娛樂裝置逐漸出現(xiàn)在汽車上。5、進(jìn)入21世紀(jì)，電控技術(shù)得到飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始在汽車上應(yīng)用。二、汽車電器設(shè)備的組成（一）電源系統(tǒng)。主要包括發(fā)電機(jī)和蓄電池。（二）用電設(shè)備。主要包括以下系統(tǒng)和部件：1、起動系2、點(diǎn)火系3、照明系4、信號裝置5、儀表及報(bào)警裝置6、輔助電器7、汽車電子控制系統(tǒng)(三)全車電路及配電裝置

三、汽車電器設(shè)備的特點(diǎn)

汽車電氣設(shè)備與普通的電氣設(shè)備相比有如下的特點(diǎn)：（一）采用直流電（二）采用低壓電源（三）采用單線制（四）負(fù)極搭鐵四、《汽車電器設(shè)備構(gòu)造與維修》課程的性質(zhì)、任務(wù)、重要性

是中等職業(yè)學(xué)校汽車運(yùn)用與維修專業(yè)的一門重要的專業(yè)課。注重實(shí)踐性。通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生掌握汽車電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、基本工作原理、使用和維修、檢測和調(diào)試、故障判斷與排除等基本知識和基本技能。

現(xiàn)在大多數(shù)汽車的電源系統(tǒng)第一節(jié)蓄電池的結(jié)構(gòu)與型號汽車蓄電池是一種儲存電能的裝置。在工作的過程中進(jìn)行充放電的能量轉(zhuǎn)化。蓄電池的作用有以下幾點(diǎn)：（1）在起動發(fā)動機(jī)期間，它為起動系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、電子燃油噴射系統(tǒng)和汽車的其它電氣設(shè)備供電；（2）當(dāng)發(fā)動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或低怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，由它給汽車用電設(shè)備供電；（3）當(dāng)出現(xiàn)用電需求超過發(fā)電機(jī)供電能力時，蓄電池也參加供電；（4）蓄電池起到了整車電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定器的作用，能夠緩和電氣系統(tǒng)中的沖擊電壓，保護(hù)汽車上的電子設(shè)備；（5）在發(fā)電機(jī)正常工作時，蓄電池將發(fā)電機(jī)發(fā)出多余的電能存儲起來——充電。前汽車上常用的蓄電池有：普通蓄電池、免維護(hù)蓄電池、封閉式免維護(hù)蓄電池等，此外還有混合型蓄電池和重組式蓄電池。一、普通型蓄電池的結(jié)構(gòu)汽車蓄電池由單個的單格電池組成。單格電池由正極板、負(fù)極板、隔板、電解液、電池蓋板、加液孔塞和電池外殼組成。2、隔板

為了避免彼此接觸造成短路，正負(fù)極板之間要用隔板隔開。隔板材料應(yīng)具有多空性且化學(xué)性能穩(wěn)定，以便電解液滲出，并具有良好的耐酸性和抗氧化性。3、電解液

電解液是蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)，由化學(xué)純凈硫酸和蒸餾水按一定的比例配制而成。蓄電池電解液的密度一般為1.24g／cm3～1.30g／cm3。4、外殼

蓄電池的電解液和極板組裝在外殼中，外殼應(yīng)耐酸、耐熱、耐震動沖擊。有硬橡膠外殼和聚丙烯塑料外殼兩種。外殼的每個單格的底部制有凸起的肋條用來擱置極板組。每個單格電池都有一個加液孔，旋下加液孔蓋，可以加注電解液或檢測電解液密度；旋入孔蓋便可防止電解液濺出?？咨w上設(shè)有通氣孔。1、負(fù)極端子2、通氣孔塞4、正極端子二、干式荷電鉛蓄電池：

干式荷電鉛蓄電池主要是負(fù)極板的制造工藝與普通蓄電池不同。干式荷電鉛蓄電池的極板組在干燥狀態(tài)的條件下，能夠較長時間（兩年）地保存在制造過程中所得到的電荷。

三、免維護(hù)蓄電池免維護(hù)蓄電池是目前普遍使用的鉛酸蓄電池。第二節(jié)蓄電池的工作原理和工作特性一、蓄電池的工作原理蓄電池的工作過程就是化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化過程。蓄電池的充放電過程的反應(yīng)方程式為：PbO2＋2H2SO4＋Pb2PbSO4+2H2O：蓄電池的充電過程和放電過程是利可逆的化學(xué)反應(yīng)，充電過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在蓄電池中，放電過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o汽車用電設(shè)備。1、放電過程由化學(xué)方程式可以看出蓄電池在放電的過程中，活性物質(zhì)逐漸生成硫酸鉛和水。2、充電過程在充電的過程中，外加電流使得硫酸鉛和水逐漸生成活性物質(zhì)和硫酸。變成化學(xué)能儲存起來。二、蓄電池的工作特性1、靜止電動勢和內(nèi)阻。蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)下，正負(fù)極板間的電位差稱為靜止電動勢，用Ej表示。蓄電池的內(nèi)電阻包括電解液電阻、極板電阻、隔板電阻和聯(lián)條電阻。2、蓄電池的放電特性放電終止的標(biāo)志：（1）單格電池電壓下降到放電終止電壓值（以20h放電率放電時，此值為1.75V）。（2）電解液相對密度下降到最小許可值，約為1.11。3、蓄電池的充電特性（1）電解液呈“沸騰”狀（因析出氫氣和氧氣所致）；（2）電解液相對密度上升至最大值，且2～3h內(nèi)不再上升；（3）端電壓上升至最大值（2.7V），且2～3h內(nèi)不再升高。2）低溫起動容量指電解液溫度為-18℃時，以3倍額定容量的電流連續(xù)放電至規(guī)定的終止電壓（12V蓄電池為6V，6V蓄電池為3V）時所放出的電量，其放電持續(xù)時間應(yīng)在2.5min以上。3、使用條件對蓄電池容量的影響蓄電池的容量與放電電流、電解液的溫度、電解液的密度及極板的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。1）放電電流對蓄電池容量的影響2）電解液溫度對蓄電池容量的影響3）電解液的密度對蓄電池容量的影響4）電解液的純度對蓄電池容量的影響第三節(jié)蓄電池的使用一、蓄電池的正確使用二、蓄電池的維護(hù)三、蓄電池的充電1、充電方法蓄電池的常規(guī)充電方法有定電流充電和定電壓充電兩種，非常規(guī)充電有脈沖快速充電。1）定電流充電若多塊電池進(jìn)行定電流充電，蓄電池可以采用串聯(lián)的方法。但是蓄電池的容量最好相同。2）定電壓充電若多塊電池進(jìn)行定電壓充電，蓄電池可以采用并聯(lián)的方法。但是蓄電池的電壓要相同。3）脈沖快速充電整個充電過程為：正脈沖充電、停充（25ms）、負(fù)脈沖（瞬間）放電或反充、再停充一再正脈沖充電。充電速度快，但是會影響到蓄電池的使用壽命。3）去硫化充電蓄電池發(fā)生硫化故障后，內(nèi)阻將顯著增大，充電時溫升也較快。硫化嚴(yán)重的鉛蓄電池就只能給予報(bào)廢，硫化程度較輕的可以用去硫充電法加以消除4、充電注意事項(xiàng)四、蓄電池的常見故障診斷1、極板硫化1）故障現(xiàn)象2）故障原因3）故障排除2、自行放電1）故障現(xiàn)象2）故障原因3）故障排除3、蓄電池容量達(dá)不到要求1）故障現(xiàn)象2）故障原因3）故障排除第四節(jié)蓄電池技術(shù)狀況的檢查蓄電池技術(shù)狀況的檢測包括：電解液液面高度的檢查、蓄電池端電壓的檢測、電解液密度的測量及蓄電池放電程度的檢查。一、蓄電池電解液液面高度的檢查三、蓄電池電解液的密度測量使用此處的刻度讀取玻璃水的冰點(diǎn)值。冰點(diǎn)達(dá)不到－25℃，建議更換。傳統(tǒng)密度計(jì)光學(xué)密度計(jì)第六節(jié)交流發(fā)電機(jī)的機(jī)構(gòu)、工作原理和工作特性交流發(fā)電機(jī)的作用－－

一、交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子

定子

傳動帶輪風(fēng)扇端蓋電刷整流器在發(fā)動機(jī)怠速以上運(yùn)轉(zhuǎn)時，向除起動機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，同時還向蓄電池供電。2、定子定子又稱電樞，由定子鐵心和定子繞組組成。定子鐵心一般由一組相互絕緣的且內(nèi)圓帶有嵌線槽的圓環(huán)狀硅鋼片疊制而成。嵌線槽內(nèi)嵌入三相對稱的定子繞組。繞組的接法有星形即Y形、三角形兩種方式，一般采用星形連接。3）傳動皮帶通常用鑄鐵或鋁合金制成，分單槽和雙槽兩種。4）風(fēng)扇5）前后端蓋6）電刷與電刷架發(fā)電機(jī)工作時，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻。前后端蓋用非導(dǎo)磁性材料鋁合金制成。在后端蓋內(nèi)裝有電刷架和電刷。汽車上使用的發(fā)電機(jī)的前后端蓋上通常設(shè)有通風(fēng)口。兩只電刷裝在電刷架的方孔內(nèi)，利用彈簧的壓力使其與集電環(huán)保持良好的接觸。電刷與電刷架的結(jié)構(gòu)有外裝式和內(nèi)裝式兩種。2、整流器搭鐵電刷的引出線用螺釘直接固定在后端蓋上（標(biāo)記“－”），此方式稱為內(nèi)搭鐵；搭鐵電測的引出線與機(jī)殼絕緣接到后端蓋外部的接線柱上（標(biāo)記F2），這種方式稱為外搭鐵。外裝式內(nèi)裝式整流器的作用是：將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電變成直流電輸出；其次，可阻止蓄電池的電流向發(fā)電機(jī)倒流。它一般有六個硅二極管接成三相橋式全波整流電路。1）正極管中心引線為二極管的正極，外殼為負(fù)極，在管殼底上一般標(biāo)有紅色標(biāo)記。作為發(fā)電機(jī)的火線接線柱“B”2）負(fù)極管中心引線為二極管的負(fù)極，外殼為正極，管殼底部一般有黑色標(biāo)記。和發(fā)電機(jī)外殼一起成為發(fā)電機(jī)的負(fù)極二、交流發(fā)電機(jī)的工作原理1、發(fā)電原理2、整流原理當(dāng)磁鐵在線圈中旋轉(zhuǎn)時，將在線圈中產(chǎn)生電（電動勢）。這樣產(chǎn)生的電流為大小和方向都不斷變化的交流電流。每相繞組的電動勢有效值的大小和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速及磁極的磁通成正比。即：EΦ=C1nΦEΦ一一相電動勢的有效值；C1一一電機(jī)常數(shù)；n一一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；1）正極管的導(dǎo)通原則：三只正極管在某一瞬間正極電位最高者導(dǎo)通。2）負(fù)極管的導(dǎo)通原則：三只負(fù)極管是在某一瞬間負(fù)極電位最低者導(dǎo)通。3）發(fā)電機(jī)的勵磁方式交流發(fā)電機(jī)開始發(fā)電時，需由蓄電池供給勵磁電流。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到蓄電池電壓時，即由發(fā)電機(jī)自己供給勵磁電流，也就是由他勵轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?。即：先他勵，再自勵。三、交流發(fā)電機(jī)的工作特性定義：

交流發(fā)電機(jī)的工作特性是指發(fā)電機(jī)經(jīng)整流后輸出的直流電壓、電流和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，它包括輸出特性、空載特性和外特性。1）空載特性定義：發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)端電壓和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。判斷發(fā)電機(jī)低速充電性能的好壞發(fā)電機(jī)的輸出電壓隨著發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高而增高的2）輸出特性定義：發(fā)電機(jī)輸出電壓一定時，發(fā)電機(jī)輸出電流隨著轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。（對于12V系列的發(fā)電機(jī)，規(guī)定輸出電壓為14V，24V的電壓為28V）

輸出電壓達(dá)到額定值時的轉(zhuǎn)速n1，稱為空載轉(zhuǎn)速。N1常用作選擇發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)傳動比的主要依據(jù)。發(fā)電機(jī)的輸出電流達(dá)到額定值時的轉(zhuǎn)速n2為滿載轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，其輸出電流幾乎不變，具有自我保護(hù)作用，所以發(fā)電機(jī)不需有限流器。3）外特性定義：轉(zhuǎn)速一定時，發(fā)電機(jī)端電壓與輸出電流之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)速越高，發(fā)電機(jī)端電壓越高。轉(zhuǎn)速一定時，輸出電流增大，輸出電壓降低。高速時，發(fā)電機(jī)突然失去負(fù)載時，端電壓急劇升高，有被擊穿的危險。二、電壓調(diào)節(jié)原理：電磁感應(yīng)原理中，發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢為E?=C1nΦ,由此公式看出，C1是常量，而發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的，因此只有改變磁通才可以使發(fā)電機(jī)電壓恒定。思考：在交流發(fā)電機(jī)中，誰可以直接影響發(fā)電機(jī)的磁通？結(jié)論:所有的電壓調(diào)節(jié)器都是通過調(diào)節(jié)磁場的電流使磁通發(fā)生變化，從而控制發(fā)電機(jī)的電壓。第七節(jié)電壓調(diào)節(jié)器的基本工作原理和種類一、電壓調(diào)節(jié)器的功用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)上的負(fù)載發(fā)生變化時自動控制發(fā)電機(jī)電壓，使其保持恒定，防止發(fā)電機(jī)電壓過高而燒壞用電設(shè)備和導(dǎo)致蓄電池過量充電，同時也防止發(fā)電機(jī)電壓過低而導(dǎo)致用電設(shè)備工作失常和蓄電池充電不足。此電路中，流經(jīng)發(fā)電機(jī)勵磁繞組的電流不能變化，發(fā)電機(jī)的電壓就不能穩(wěn)定。怎么辦？三、電磁式電壓調(diào)節(jié)器此電路可以實(shí)現(xiàn)勵磁繞組中電流的變化，但是怎樣實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的自動開閉呢？加上電磁鐵以后，情況如何呢？請分析上述電路。思考：此電路能否實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)？有什么缺點(diǎn)？實(shí)例分析四、晶體管式電壓調(diào)節(jié)器電磁式電壓調(diào)節(jié)器的缺點(diǎn)分析。電子調(diào)節(jié)器的基本原理內(nèi)搭鐵外搭鐵JFT106晶體管電壓調(diào)節(jié)器原理發(fā)電機(jī)電壓檢測法蓄電池電壓檢測法國產(chǎn)JFT152集成電路調(diào)節(jié)器第九節(jié)電源系統(tǒng)