汽車電子技術(shù)概述-第2章汽車電器

第2章汽車電器蓄電池；發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器；啟動(dòng)機(jī)；汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)；照明與信號(hào)系統(tǒng)；汽車儀表與報(bào)警裝置；汽車輔助電器設(shè)備；汽車音響；汽車空調(diào)；汽車內(nèi)的無線電干擾源。

§2．0

概述第2章汽車電器

§概述蓄電池6V12V24V(42V)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器鉛酸蓄電池啟動(dòng)用蓄電池堿性蓄電池中性蓄電池新型蓄電池直流（機(jī)械整流）交流（硅二極管整流）三聯(lián)（節(jié)流、節(jié)壓、斷流）觸電式（單、雙觸點(diǎn)）電子式（無觸點(diǎn)）單聯(lián)機(jī)械換向器整流(1970年起“淘汰”)電源用電設(shè)備照明及信號(hào)設(shè)備點(diǎn)火系統(tǒng)啟動(dòng)裝置儀表及顯示系統(tǒng)輔助電器系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)空調(diào)、音響視聽設(shè)備、晶體管電動(dòng)燃油泵、電磁離合器、刮水器、風(fēng)窗玻璃儲(chǔ)除霜、電動(dòng)車窗、低溫啟動(dòng)余熱裝置（電熱塞）電子控制燃油噴射系統(tǒng)、自動(dòng)變速器、安全氣囊、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)汽車電器1.分類圖第2章汽車電器

§概述2.工作方式及功用蓄電池發(fā)電機(jī)并聯(lián)并聯(lián)主要電源輔助電源相互補(bǔ)充相互配合

★主、輔電源

★發(fā)動(dòng)機(jī)與電源發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)帶動(dòng)充電供電蓄電池化學(xué)能電能汽車用電設(shè)備蓄電池供電啟動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)供油系統(tǒng)其它相關(guān)電器發(fā)電機(jī)超載時(shí)同時(shí)接入的用電設(shè)備較多蓄電池發(fā)電機(jī)供電協(xié)助第2章汽車電器

§概述蓄電池存電缺乏發(fā)電機(jī)負(fù)載

小2.工作方式及功用

★蓄電池蓄電池充電

★調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)n↑一定程度調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)Uout自動(dòng)調(diào)節(jié)第2章汽車電器

§2.1蓄電池1.概念

★可逆的直流電源

★一種化學(xué)電源電能轉(zhuǎn)變化學(xué)能儲(chǔ)存2.功用

★啟動(dòng)發(fā)電機(jī)供電啟動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)供油系統(tǒng)其它相關(guān)電器汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

★備用供電發(fā)電機(jī)Uout↓發(fā)電機(jī)不發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速或停轉(zhuǎn)狀態(tài)供電車用電器電路中第2章汽車電器

§2.1蓄電池2.功用

★輔助供電同時(shí)啟用的用電設(shè)備較多蓄電池發(fā)電機(jī)供電協(xié)助P電器＞

P發(fā)電機(jī)額定發(fā)電機(jī)超載

★儲(chǔ)存能量蓄電池存電缺乏發(fā)電機(jī)負(fù)載

不多蓄電池充電電能轉(zhuǎn)變化學(xué)能儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)

★穩(wěn)定電源電壓，保護(hù)電子設(shè)備蓄電池大電容吸收瞬態(tài)變化過電壓汽車電器系統(tǒng)U保持保護(hù)設(shè)備第2章汽車電器

§2.1蓄電池3.要求

★內(nèi)阻小，大電流輸出時(shí)的電壓穩(wěn)定當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，必須能夠在5~10s內(nèi)向啟動(dòng)機(jī)提供

連續(xù)大電流。

★充電性能良好，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便或免維護(hù)一般：汽油機(jī)車輛柴油機(jī)車輛

200~600A

800~1000A故：?jiǎn)?dòng)型蓄電池要求內(nèi)阻小從而保證足夠的啟動(dòng)能力第2章汽車電器

§2.1蓄電池§

2.1.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)1、正極板；2、負(fù)極板；3、肋條；4、隔板；5、護(hù)板；6、封口劑；7、負(fù)極樁；8、加液孔螺塞；9、連接條；10、正極樁；11、極樁襯套；12、外殼圖2-2鉛酸蓄電池的構(gòu)造主要由極板、隔板、殼體、電解液、鉛連接條和極柱等局部組成。一般分隔為三個(gè)或六個(gè)單格，每個(gè)單格電池的標(biāo)稱電壓為2V，將三個(gè)或六個(gè)單格電池串聯(lián)后制成一只6V或12V的蓄電池總成。1.鉛酸蓄電池的構(gòu)造

第2章汽車電器①極板——鉛酸蓄電池的主要組成局部，分為正極板、負(fù)極扳。兩者均由柵架和活性物質(zhì)組成，正、負(fù)極板的柵架結(jié)構(gòu)相同。一般由鉛銻合金澆注而成。其中銻的含量為5％～7％，極板的活性物質(zhì)是球磨機(jī)磨成的鉛粉。研磨過程中與氧氣接觸，形成氧化鉛。再參加一定量的添加劑和硫酸溶液，調(diào)成膏狀，涂在柵架上?？菰锖螅湃肓蛩崛芤褐?，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的充電，正極板上的鉛膏絕大局部變成二氧化鉛〔棕色〕，負(fù)極板上的鉛膏絕大局部變成青灰色的海綿狀鉛，此過程稱為：“化成〞。1、柵架；2、活性物質(zhì)圖2-3極板圖2-4柵架

§2.1蓄電池§

2.1.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)1.鉛酸蓄電池的構(gòu)造

第2章汽車電器②隔板——為防止正、負(fù)極板短路，用絕緣隔板插入極板之間。常用的有木質(zhì)隔板、玻璃纖維隔板、微孔橡膠隔板和微孔塑料隔板。由于微孔塑料隔板性能好且價(jià)廉，大量使用。③電解液——由密度為1.84g/cm3的硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成。其密度一般為1.24～1.30g/cm3〔25℃〕。電解液的純度是影響蓄電池性能和使用壽命的重要因素。因此所用硫酸及蒸餾水都要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見下表。

§2.1蓄電池§

2.1.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)1.鉛酸蓄電池的構(gòu)造

第2章汽車電器④外殼——目前國內(nèi)多采用硬橡膠外殼和硬聚丙乙烯外殼。⑤連接條和極樁——兩者均由鉛銻合金鑄成。

連接條的作用：是將單格電池串聯(lián)起來。

蓄電池的極樁：用于和用電設(shè)備的連接。一般注有+、-符號(hào)便于區(qū)分。也有的在外殼極樁附近處有極性標(biāo)志。當(dāng)標(biāo)記不清楚時(shí)，可由極樁顏色區(qū)分。

正極樁呈深棕色，負(fù)極樁呈深灰色。

§2.1蓄電池§

2.1.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)1.鉛酸蓄電池的構(gòu)造

第2章汽車電器2.鉛酸蓄電池的規(guī)格型號(hào)

§2.1蓄電池§

2.1.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)鉛酸蓄電池的規(guī)格型號(hào)由三局部組成。a.阿拉伯?dāng)?shù)字——標(biāo)明串聯(lián)的單體電池?cái)?shù)。b.漢語拼音字母——標(biāo)明蓄電池的用途和特征。c.阿拉伯?dāng)?shù)字加漢語拼音字母——標(biāo)明蓄電池的容量和特殊性能。例：6-QAWl05G其含義為：由6個(gè)單體電池組成〔額定電壓12V〕，啟動(dòng)用、干電荷、免維護(hù)，額定容量105A˙h，高啟動(dòng)率蓄電池。鉛蓄電池產(chǎn)品特征代號(hào)見表2-3。第2章汽車電器

§2.1蓄電池§

2.1.2鉛酸蓄電池的的工作原理鉛酸蓄電池的正極板〔PbO2〕和負(fù)極板〔Pb〕浸入電解液后，產(chǎn)生的化學(xué)反響可由下面方程式表達(dá)〔充電反響和放電反響互為逆反響〕。PbO2+2H2SO4+Pb＝PbSO4+2H2O+PbSO4〔放電反響〕(正極)(電解液)(負(fù)極)(正極)(電解液)(負(fù)極)PbSO4+2H2O+PbSO4＝PbO2+2H2SO4+Pb〔充電反響〕(正極)(電解液)(負(fù)極)(正極)(電解液)(負(fù)極)無負(fù)荷情況下的端電壓〔開路電壓〕稱為鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)，又稱為靜止電動(dòng)勢(shì)。其值與電解液的密度和溫度有關(guān)，在密度為1.150～1.29g/cm3范圍內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)公式§2．1．3鉛酸蓄電池的工作特性1.鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)式中：E0——蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)，V；ρ25℃——25℃時(shí)的電解液密度。第2章汽車電器式中：ρt——實(shí)測(cè)電解液的密度；β——密度溫度系數(shù)，取β=0.00075；t——實(shí)測(cè)時(shí)的溫度，℃。ρ25℃計(jì)算方法如下

§2.1蓄電池§2．1．3鉛酸蓄電池的工作特性1.鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)充電、放電后，蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約在2.0～2.14V之間變化。鉛酸蓄電池的內(nèi)阻Rn包括極板、隔板、電解液、連接條等的電阻。鉛酸蓄電池的內(nèi)阻很小，可輸出很大的電流，能適應(yīng)啟動(dòng)需要。2.鉛酸蓄電池的內(nèi)阻鉛酸蓄電池的放電特性環(huán)境溫度為25℃時(shí)，恒流放電過程中蓄電池的端電壓U與電解液密度隨放電時(shí)間而變化的規(guī)律如圖2-5所示。電池放電終了的特征如下。

a.電解液密度降低到最小允許值；3.鉛酸蓄電池的放電特性第2章汽車電器圖2-5鉛酸蓄電池的放電曲線b.單格電池的端電壓降至放電終止電壓。蓄電池放電率與終止電壓的關(guān)系見表2-4。

§2.1蓄電池§2．1．3鉛酸蓄電池的工作特性3.鉛酸蓄電池的放電特性第2章汽車電器

§2.1蓄電池§2．1．3鉛酸蓄電池的工作特性4.鉛酸蓄電池的沖電特性鉛酸蓄電池的充電特性環(huán)境溫度為25℃時(shí)，恒流充電過程中，蓄電池的端電壓與電解液密度隨充電時(shí)間變化的規(guī)律如圖2-6所示。鉛酸蓄電池充電終了的特征如下。a.電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，即所謂“沸騰〞；b.端電壓、電解液密度均上升到最大值，且2～3h內(nèi)不再增加。圖2-6鉛酸蓄電池的充電特性曲線第2章汽車電器

§2.1蓄電池§2．1．4蓄電池的容量及其影響因素充足電的蓄電池，在允許的放電范圍內(nèi)輸出的電量，稱為蓄電池的容量。它是蓄電池對(duì)外供電能力的標(biāo)志。式中：C——容量；If——放電電流，A；Tf——放電時(shí)間，h。蓄電池的額定容量用20h放電率的容量C20〔A·h〕表示。它是指充足電的蓄電池電解液在平均溫度25℃情況下，以0.05C20A的電流連續(xù)放電，單格電壓降至l.75V時(shí)輸出的電量。例如：6-Q-105型蓄電池，電解液平均溫度25℃情況下，以5.25A電流連續(xù)放電20h后，單格電壓降至l.75V，其額定容量為：5.25×20=105A·h。第2章汽車電器

§2.1蓄電池§2．1．4蓄電池的容量及其影響因素影響容量的因素主要有以下幾個(gè)方面：①極板結(jié)構(gòu)的影響面積相同的極板，短時(shí)間高放電率時(shí)〔如啟動(dòng)〕，放電容量與極板根本無關(guān)，長(zhǎng)時(shí)間低放電率時(shí)，厚極板放電容量比薄極板要高。極板的真實(shí)面積〔活性物質(zhì)與電解液直接接觸的所有面積，包括孔隙內(nèi)的面積〕越大，放電容量越大。適當(dāng)加大極板的孔隙率，可提高放電容量?？s小同性極板的中心距，有利于提高容量。②放電電流的影響放電電流越大，電壓下降越快，至終止電壓的時(shí)間越短，反之亦然。故應(yīng)嚴(yán)格控制啟動(dòng)時(shí)間，每次不要超過5s，兩次啟動(dòng)問隔不得少于15s。③電解液溫度的影響溫度越低，容量越低。④電解液密度的影響適當(dāng)?shù)拿芏瓤商岣叻烹娙萘俊Ｃ芏冗^高反而會(huì)降低放電容量。第2章汽車電器

§2.1蓄電池§2．1．5免維護(hù)鉛蓄電池免維護(hù)蓄電池的主要特點(diǎn)如下：a.極板柵架采用鉛鈣合金或低銻合金，減少了析氣量、耗水量。自行放電大大減少，使用壽命長(zhǎng)。b.隔板采用袋式聚氯乙烯隔板，將正隔板包住，可保護(hù)正極板活性物質(zhì)不致脫落，防止扳板短路。c.通氣孔采用新型平安通氣裝置，可保持電池內(nèi)的酸氣，防止其與外部火花直接接觸，發(fā)生爆炸。d.單格電池間采用穿壁式連接，可減小內(nèi)阻，提高啟動(dòng)性能。e.與其它同容量蓄電池相比，體積小、質(zhì)量輕。免維護(hù)蓄電池的主要優(yōu)點(diǎn)為：短途運(yùn)輸車輛可行駛8萬公里，長(zhǎng)途載貨車可行駛40萬～80萬公里，不需維護(hù)；使用3～4年不必加蒸餾水；電樁腐蝕極輕或沒有腐蝕；存儲(chǔ)時(shí)不需進(jìn)行補(bǔ)充充電。由于這些優(yōu)點(diǎn)，目前免維護(hù)鉛蓄電池已得到廣泛應(yīng)用。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§概述汽車使用的電源有蓄電池和發(fā)電機(jī)兩種?，F(xiàn)代汽車采用交流發(fā)電機(jī)作為主要電源，蓄電池作為輔助電源。在汽車行駛過程中，交流發(fā)電機(jī)對(duì)除過啟動(dòng)機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電，以補(bǔ)充蓄電池在使用中所消耗的電能。蓄電池在汽車啟動(dòng)時(shí)提供啟動(dòng)電流，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電量缺乏時(shí)，可以協(xié)同發(fā)電機(jī)供電。汽車用電器都是按照一定的直流電壓設(shè)計(jì)的，汽油機(jī)常用12V，柴油機(jī)常用24V。在汽車上，發(fā)電機(jī)既是用電器的電源，又是蓄電池的充電裝置。為了滿足用電器和蓄電池的要求，對(duì)發(fā)電機(jī)的供電電壓和電流變化范圍有一定限制，需要配用調(diào)節(jié)器。汽車所用的發(fā)電機(jī)有直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)。直流發(fā)電機(jī)是利用機(jī)械換向器整流。交流發(fā)電機(jī)是利用硅二極管整流，故又稱硅整流發(fā)電機(jī)。早期的汽車采用直流發(fā)電機(jī)，靠換向器將電樞繞組內(nèi)感應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，但在換向過程中，電刷與換向器之間容易產(chǎn)生火花，從而引起換向器和電刷的燒蝕和磨損。隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，換向火花越來越大，無線電干擾也越來越嚴(yán)重，同時(shí)換向器和電刷的磨損加劇。因此，從20世紀(jì)70年代起直流發(fā)電機(jī)已經(jīng)逐步被淘汰，現(xiàn)代汽車均采用交流發(fā)電機(jī)。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§概述交流發(fā)電機(jī)與直流發(fā)電機(jī)相比，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)。

a.體積小，質(zhì)量輕；b.在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，仍能進(jìn)行充電；c.故障少，使用壽命長(zhǎng)，維修簡(jiǎn)便；d.調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)筒單；e.很少產(chǎn)生干擾波?！?．2．1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造汽車用交流發(fā)電機(jī)，由三相同步交流發(fā)電機(jī)和硅二極管整流器兩大局部組成。交流發(fā)電機(jī)分為定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組兩局部，交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用來建立磁場(chǎng)的，定子是用來產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)的。三相定子繞組按照彼此相差120°的角度分布在殼體上，轉(zhuǎn)子繞組由兩塊極爪組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組接通直流電時(shí)即被勵(lì)磁，兩塊極爪形成N極和S極。磁力線由N極出發(fā)，透過空氣間隙進(jìn)入定子鐵心再回到相鄰的S極。轉(zhuǎn)子一旦旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子繞組就會(huì)切割磁力線，在定子繞組中產(chǎn)生相差120°角的正弦電動(dòng)勢(shì)，即三相交流電，再經(jīng)由6只硅二極管組成的整流元件變?yōu)橹绷麟娸敵?。?章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造由于發(fā)電機(jī)輸出電壓會(huì)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高而升高，故要用電壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之符合使用需要?，F(xiàn)代轎車的發(fā)電機(jī)都是比較緊湊的，將集成電路調(diào)節(jié)器放進(jìn)發(fā)電機(jī)內(nèi)裝成一體，并且采用多管形式。例：夏利轎車的發(fā)電機(jī)就有8只半導(dǎo)體管，其中6只整流用，另2只用于三相中性點(diǎn)的電壓整流輸出，以提高發(fā)電機(jī)的功率?，F(xiàn)代轎車已普遍采用空調(diào)裝置、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)、電控門窗、電動(dòng)可調(diào)座椅等。汽車越高級(jí)，用電量就越大?，F(xiàn)在的中高級(jí)轎車發(fā)電機(jī)功率一般都到達(dá)1kw。隨著自動(dòng)化舒適化的提高，用電量還要加大．但轎車的安裝空間有限，不可能靠加大體積增加功率。因此，工程師就在冷卻和安裝位置上做文章。例：將發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的上端，盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱區(qū)；發(fā)電機(jī)的前后端都裝上風(fēng)扇葉，以增強(qiáng)冷卻效果。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造JF132型交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造如圖2-7所示。1、后端蓋；2、電刷架；3、電刷；4、電刷彈簧壓蓋；5、硅二極管；6、元件板；7、轉(zhuǎn)子；8、定子；9、前端蓋；10、風(fēng)扇；11、V帶圖2-7JF132型交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．2交流發(fā)電機(jī)的工作原理1.發(fā)電原理圖2-8交流發(fā)電機(jī)的工作原理在汽車用交流發(fā)電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁極是鳥嘴形，其磁場(chǎng)的分布近似于正弦規(guī)律，所以交流電動(dòng)勢(shì)也近似于正弦波形，相位差互為120°?！惨妶D2-8〕。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．2交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.整流原理硅二極管具有單向?qū)щ娦?。在某一瞬間，正極二極管上哪一項(xiàng)的電壓最高，哪一項(xiàng)的正極管就獲得正向電壓而導(dǎo)通。負(fù)極管上哪一項(xiàng)的電壓最低，哪一項(xiàng)的負(fù)極管就獲得正向電壓而導(dǎo)通。三相橋式整流器電路中的電壓、電流波形如圖2-9所示。實(shí)際上，在汽車交流發(fā)電機(jī)中選用的二極管．其允許的反向電壓要高得多，可以承受電路中各種瞬時(shí)過電壓對(duì)二極管的沖擊。圖2-9三相橋式整流器電路中的電壓、電流波形第2章汽車電器交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路如圖2-10所示。汽車用交流發(fā)電機(jī)最常用的是九管交流發(fā)電機(jī)，也就是具有9個(gè)硅二極管的發(fā)電機(jī)。其中6個(gè)硅二極管組成整流器，利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣靼l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，另外3個(gè)二極管提供通過發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁繞組的電流，稱為勵(lì)磁二極管。3.勵(lì)磁方法

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．2交流發(fā)電機(jī)的工作原理圖2-10交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路第2章汽車電器3.勵(lì)磁方法

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．2交流發(fā)電機(jī)的工作原理

九管交流發(fā)電機(jī)不僅可以控制充電指示燈指示蓄電池的充電情況，指示充電系統(tǒng)是否發(fā)生故障，還可以在停車時(shí)，提醒駕駛員斷開點(diǎn)火開關(guān)。九管交流發(fā)電機(jī)的原理如圖2-11所示。圖2-11九管交流發(fā)電機(jī)的原理由于二極管有0.6V的門檻電壓，所以汽車用交流發(fā)電機(jī)只有在發(fā)電機(jī)處于較高轉(zhuǎn)速的時(shí)候才能自己發(fā)電，稱為自勵(lì)過程。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，由蓄電池供給電流，稱為他勵(lì)過程。第2章汽車電器3.勵(lì)磁方法

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．2交流發(fā)電機(jī)的工作原理因此，交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，要先經(jīng)過他勵(lì)過程，再經(jīng)過自勵(lì)過程，其工作原理如下：a.當(dāng)開關(guān)閉合后，首先由蓄電池提供電流，電路為：蓄電池正極→充電指示燈→調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)→勵(lì)磁繞阻Rf→搭鐵→蓄電池負(fù)極。此時(shí)．充電指示燈由于有電流通過，所以燈會(huì)亮。b.但發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后．隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，發(fā)電機(jī)的端電壓也不斷升高，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓與蓄電池電壓相等時(shí)，發(fā)電機(jī)“B〞端和“D〞端的電位相等，此時(shí)，充電指示燈由于兩端電位差為零而熄滅。指示發(fā)電機(jī)已經(jīng)正常工作，勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)自己供給。發(fā)電機(jī)中三相繞阻所產(chǎn)生的三相交流電動(dòng)勢(shì)經(jīng)6只二極管整流后，輸出直流電，向負(fù)載供電，并向蓄電池充電。當(dāng)發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、充電系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不發(fā)電時(shí)，“D〞端無電壓輸出，所以充電指示燈由于兩端電位差增大而發(fā)亮，警告駕駛員及時(shí)排除故障。九管交流發(fā)電機(jī)在停車后，蓄電池向充電指示燈繼續(xù)提供電流，那么充電指示燈會(huì)一直亮，提醒駕駛員斷開點(diǎn)火開關(guān)。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．3交流發(fā)電機(jī)的工作特性汽車交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，因此，必須了解其輸出電流、端電壓與轉(zhuǎn)速變化之間的關(guān)系，即交流發(fā)電機(jī)的工作特性。輸出特性是指發(fā)電機(jī)的端電壓不變時(shí)輸出電流I與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系，交流發(fā)電機(jī)的輸出特性如圖2-12所示。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速甚低時(shí)，其端電壓低于額定電壓，此時(shí)發(fā)電機(jī)不向外供電；當(dāng)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)速到達(dá)額定電壓值的轉(zhuǎn)速n1，稱為空載轉(zhuǎn)速。發(fā)電機(jī)到達(dá)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為滿載轉(zhuǎn)速n2。由輸出特性可得如下結(jié)論。a.只有當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于n1時(shí)才可能向外供電，n1是選定發(fā)電機(jī)傳動(dòng)比的主要依據(jù)；b.滿載轉(zhuǎn)速是判斷發(fā)電機(jī)技術(shù)性能的重要指標(biāo)。c．當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)一定值時(shí)，其輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速升高而升高，因此具有限流的作用。1.輸出特性第2章汽車電器圖2-12交流發(fā)電機(jī)的輸出特性

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．3交流發(fā)電機(jī)的工作特性1.輸出特性第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．3交流發(fā)電機(jī)的工作特性2.空載特性空載特性是指發(fā)電機(jī)空載時(shí)，其端電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，變流發(fā)電機(jī)的空載特性如圖2-13所示。空載特性是判斷發(fā)電機(jī)充電性能是否盤好的重要依據(jù)。圖2-13交流發(fā)電機(jī)的空載特性圖2-14交流發(fā)電機(jī)的外特性3.外特性外特性是指轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓與輸出電流之間的關(guān)系，交流發(fā)電機(jī)的外特性如圖2-14所示。當(dāng)發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果因外電路開路而突然失去負(fù)載，那么其端電壓將急劇升高，這對(duì)發(fā)電機(jī)和晶體管調(diào)節(jié)器內(nèi)的電子元件都是有害的。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器汽車在行駛過程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨時(shí)都在變化，交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之變化，因此，發(fā)電機(jī)輸出電壓必然隨轉(zhuǎn)速變化而變化。交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器把交流發(fā)電機(jī)的電壓控制在一定的規(guī)定范圍內(nèi)，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，它將自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓并使電壓保持恒定，防止輸出電壓過高而損壞用電設(shè)備和防止蓄電池過量充電。直流發(fā)電機(jī)所匹配的調(diào)節(jié)器一般都是由電壓調(diào)節(jié)器、電流限制器、截?cái)嗬^電器三局部組成。交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器都可大大簡(jiǎn)化。由于硅二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?，?dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，二極管有阻止反向電流的作用，所以交流發(fā)電機(jī)不再需要截流繼電器。由于交流發(fā)電機(jī)具有限制輸出電流的能力，因此也不再需要限流器。但它的電壓仍是隨轉(zhuǎn)速變化而變化的，所以為了得到恒定的直流電壓，必須裝電壓調(diào)節(jié)器?，F(xiàn)在汽車所用的交流發(fā)電機(jī)〔硅整流發(fā)電機(jī)〕調(diào)節(jié)器按其結(jié)構(gòu)和工作原理分類：可分為機(jī)械電子振動(dòng)式調(diào)節(jié)器〔也稱為觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器〕和電子調(diào)節(jié)器兩類，前者已經(jīng)被淘汰，本課程只介紹電子調(diào)節(jié)器。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電子調(diào)節(jié)器利用晶體管的開關(guān)特性，使磁場(chǎng)電路接通和斷開，從而調(diào)節(jié)磁場(chǎng)繞組的平均電流。電子調(diào)節(jié)器按結(jié)構(gòu)形式分為：晶體管式和集成電路式；按交流發(fā)電機(jī)的安裝方式分為：外裝式和內(nèi)裝式；按配用的交流發(fā)電機(jī)搭鐵形式分為：內(nèi)搭鐵式和外搭鐵式。目前，在汽車上得到廣泛應(yīng)用的是集成電路調(diào)節(jié)器。外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的根本電路如圖2-15所示，由信號(hào)監(jiān)測(cè)電路，信號(hào)放大與控制電路，功率放大電路以及保護(hù)電路四局部組成。電阻Rl、R2和穩(wěn)壓管VS構(gòu)成信號(hào)監(jiān)測(cè)電路。電阻Rl、R2串聯(lián)在交流發(fā)電機(jī)輸出端子“B〞和搭鐵端子“E〞之間，構(gòu)成分壓器，直接監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電壓U的變化。圖2-15外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路1.電子調(diào)節(jié)器根本電路第2章汽車電器Rl上的分壓為

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1.電子調(diào)節(jié)器根本電路圖2-15外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的基本電路

由此可見，發(fā)電機(jī)電壓U升高時(shí)，分壓電阻Rl上的分壓值URl升高，反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓U下降時(shí)，分壓值URl下降。

第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1.電子調(diào)節(jié)器根本電路穩(wěn)壓二極管VS一端連接三極管VT1的基極，另一端接在分壓電阻Rl、R2之間，VS與三極管VT1的發(fā)射極串聯(lián)后再與分壓電阻Rl并聯(lián)，從而監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)電壓的變化，并控制三極管VTl的導(dǎo)通與截止。三極管VTl和電阻構(gòu)成信號(hào)放大與控制電路，其作用是將電壓監(jiān)測(cè)電路輸入的信號(hào)進(jìn)行放大處理后，控制功率三極管VT2導(dǎo)通與截止。電阻既是三極管VTl的負(fù)載電阻，又是功率三極管VT2的偏流電阻。三極管VTl為小功率三極管，接在大功率三極管VT2的前一級(jí)，起功率放大作用，也稱為前級(jí)放大電路。功率三極管VT2通常采用達(dá)林頓三極管構(gòu)成功率放大電路，VT2為大功率三極管，串聯(lián)在勵(lì)磁繞組與搭鐵端之間，這是外搭鐵型調(diào)節(jié)器的顯著特點(diǎn)。勵(lì)磁繞組的電阻是VT2的負(fù)載電阻。VT2導(dǎo)通時(shí)，勵(lì)磁電路接通，有勵(lì)磁電流；VT2截止時(shí)，勵(lì)磁電流被切斷。因此，通過控制三極管的導(dǎo)通與截止，就可以改變勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定。續(xù)流二極管VD構(gòu)成保護(hù)電路，其功用是防止勵(lì)磁繞組產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)擊穿三極管而造成損壞。第2章汽車電器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器1.電子調(diào)節(jié)器根本電路晶體管式電壓調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器的根本電路原理如圖2-16、2-17所示。圖2-16晶體管式電壓調(diào)節(jié)器的基本電路1,6、發(fā)電機(jī)；2,5、集成電路調(diào)節(jié)器；3,4、充電指示燈圖2-17晶體管式電壓調(diào)節(jié)器的基本電路第2章汽車電器電子電壓調(diào)節(jié)器利用三極管的開關(guān)特性，將大功率三極管作為一只開關(guān)串聯(lián)在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路中，根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的上下，控制三極管導(dǎo)通與截止來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)電子電壓調(diào)節(jié)器工作過程如下〔以圖2-15所示的外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器為例〕a．接通點(diǎn)火開關(guān)SW．發(fā)電機(jī)電壓U低于蓄電池電壓時(shí)．蓄電池電壓經(jīng)過點(diǎn)火開關(guān)SW加在分壓電阻R1、R2兩端。由于發(fā)電機(jī)電壓低于調(diào)節(jié)電壓上限值，穩(wěn)壓管VS處于截止?fàn)顟B(tài)，VT1基極無電流流過，也處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，蓄電池經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)、電阻向三極管VT2提供基極電流．VT2導(dǎo)通并接通勵(lì)磁電流，其電路為：蓄電池正極→電流表→點(diǎn)火開關(guān)→熔斷器→發(fā)電機(jī)端子→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組→發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)端子→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子→三極管→調(diào)節(jié)器搭鐵端子→發(fā)電機(jī)搭鐵端子→發(fā)電機(jī)負(fù)極管→蓄電池負(fù)極此時(shí)，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其電壓也將上升。2.電子電壓調(diào)節(jié)器工作原理

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器第2章汽車電器b.當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升到高于蓄電池電壓但還低于調(diào)節(jié)電壓上限U2時(shí)，VS與VT1仍截止．VT2保持導(dǎo)通。此時(shí)勵(lì)磁電路為：發(fā)電機(jī)定子繞組→正極管→發(fā)電機(jī)輸出端子“B〞→點(diǎn)火開關(guān)SW→熔斷器F3→發(fā)電機(jī)端子“Fl〞→發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組RF→發(fā)電機(jī)端子“F2〞→調(diào)節(jié)器磁場(chǎng)端子“F〞→三極管VT2→調(diào)節(jié)器搭鐵端子“E〞→發(fā)電機(jī)搭鐵端子“E〞→發(fā)電機(jī)負(fù)極管→發(fā)電機(jī)定子繞組2.電子電壓調(diào)節(jié)器工作原理§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器c．當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到調(diào)節(jié)電壓上限U2時(shí)，此時(shí)VS導(dǎo)通，它的發(fā)射極幾乎被短路，流過電阻R3的電流經(jīng)VTl集電極和發(fā)射極構(gòu)成回路．VT2因無基極電流而截止，勵(lì)磁電流被切斷，磁通迅速減小，發(fā)電機(jī)電壓迅速下降。第2章汽車電器d．當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低到調(diào)節(jié)電壓下限U1，時(shí)，VS截止，VTI隨之截止，VTl集電極電位升高，發(fā)電機(jī)又經(jīng)R3向VT2提供基極電流，使VT2導(dǎo)通，勵(lì)磁電流接通，發(fā)電機(jī)電壓又重新升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓再次升高到調(diào)節(jié)電壓上限U2時(shí)，調(diào)節(jié)器重復(fù)已述的c、d工作過程，將發(fā)電機(jī)電壓控制在某一平均值不變。

當(dāng)由VT2導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止的瞬間，勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)經(jīng)二極管VD構(gòu)成放電回路，防止三極管VT2擊穿損壞。由于放電電流流經(jīng)VD，所以VD稱為續(xù)流二極管。2.電子電壓調(diào)節(jié)器工作原理§2．2．4交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器

§2．2發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器本次課內(nèi)容結(jié)束1、蓄電池；2、搭鐵電纜；3、啟動(dòng)機(jī)電纜；4、啟動(dòng)機(jī)；5、飛輪；6、點(diǎn)火開關(guān)；7、啟動(dòng)繼電器圖2-18啟動(dòng)系的組成第2章汽車電器§2．3．0概述

§2．3啟動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作循環(huán)之前．必須依靠外力進(jìn)行啟動(dòng)。常用的啟動(dòng)方法有：人力啟動(dòng)、輔助汽油機(jī)啟動(dòng)、電力啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等。人力啟動(dòng)：最簡(jiǎn)單，但不方便，目前手搖啟動(dòng)僅為汽車啟動(dòng)后備手段；輔助汽油機(jī)啟動(dòng)：比較笨重，僅用于大功率柴油機(jī)或大型拖拉機(jī)上；電力啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)：簡(jiǎn)稱電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，操作輕便，啟動(dòng)迅速可靠，還可重復(fù)啟動(dòng)，在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。電動(dòng)啟動(dòng)機(jī)由蓄電池供電，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成啟動(dòng)任務(wù)后，立即停止工作，是啟動(dòng)系的重要組成局部。啟動(dòng)系的組成如圖2-18所示。汽油機(jī)用啟動(dòng)機(jī)功率為l.5kW，電壓為12V；柴油機(jī)用啟動(dòng)機(jī)功率為5kW，電壓為24V；第2章汽車電器

1.按電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)產(chǎn)生的方式§2．3．1啟動(dòng)機(jī)的種類

§2．3啟動(dòng)機(jī)現(xiàn)代汽車普遍采用電磁控制式啟動(dòng)機(jī)。在啟動(dòng)機(jī)的組成中，電動(dòng)機(jī)一般沒有多大的差異，而傳動(dòng)裝置與控制裝置差異較大，因此分類有所不同。a．勵(lì)磁式啟動(dòng)機(jī)——通過向勵(lì)磁繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)。一直以來，汽車上的啟動(dòng)機(jī)普遍都采用直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)；b．永磁式啟動(dòng)機(jī)——以永久磁鐵作磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)。由于磁極采用永磁材料支撐，無需磁場(chǎng)繞組，因此電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、體積小、質(zhì)量輕。永磁式啟動(dòng)機(jī)是近年來出現(xiàn)的新型啟動(dòng)機(jī)。按電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)產(chǎn)生的方式啟動(dòng)機(jī)可分為勵(lì)磁式啟動(dòng)機(jī)和永磁式啟動(dòng)機(jī)。例：桑塔納轎車用QDl225型啟動(dòng)機(jī);東風(fēng)EQ2120型汽車用QD2623型啟動(dòng)機(jī)。第2章汽車電器§2．3．1啟動(dòng)機(jī)的種類

§2．3啟動(dòng)機(jī)

2.按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合方式啟動(dòng)機(jī)可分為強(qiáng)制嚙合式、電樞移動(dòng)式和同軸齒輪移動(dòng)式強(qiáng)制嚙合式啟動(dòng)機(jī)——利用電磁力拉動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)齒輪強(qiáng)制嚙入飛輪齒圈的啟動(dòng)機(jī)。主要優(yōu)點(diǎn)：工作可靠性高，因此被現(xiàn)代汽車廣泛采用。b.電樞移動(dòng)式啟動(dòng)機(jī)——利用磁極產(chǎn)生的電磁力使電樞產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒圈。其特點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要用于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車。例如：太脫拉T138、斯柯達(dá)706R等汽車啟動(dòng)機(jī)。c.同軸齒輪移動(dòng)式啟動(dòng)機(jī)——利用電磁開關(guān)推動(dòng)電樞軸孔內(nèi)的嚙合推桿移動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒圈。它也主要用于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車。例如：斯泰爾SXZl90型汽車用QD2745型啟動(dòng)機(jī)奔馳Benz2026型汽車用KB型啟動(dòng)機(jī)。第2章汽車電器1.啟動(dòng)機(jī)的組成§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)通常由三局部組成。直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(或稱嚙合機(jī)構(gòu))電磁開關(guān)直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)——產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，將蓄電池輸人的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(嚙合機(jī)構(gòu))——在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，使啟動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合入飛輪齒圈，將啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸；在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，使啟動(dòng)機(jī)自動(dòng)脫開齒圈；電磁開關(guān)——啟動(dòng)機(jī)的控制裝置，控制電路的通斷。第2章汽車電器2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)汽車電氣系統(tǒng)有兩個(gè)關(guān)鍵部件：一個(gè)是發(fā)電機(jī)——負(fù)責(zé)汽車供電；機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能一個(gè)是啟動(dòng)機(jī)——負(fù)責(zé)汽車起步；電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能兩者的電機(jī)雖然一樣有磁場(chǎng)、電樞和整流元件，但兩者的構(gòu)造有很大差異。啟動(dòng)機(jī)——電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等組成。它專門啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，需要強(qiáng)大的轉(zhuǎn)矩．因此要通過的電流量很大，到達(dá)幾百安培，這種特性決定了它與發(fā)電機(jī)不同。例如：采用直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子及定子局部都用比較粗的矩形截面銅線繞制．驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用減速齒輪結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)采用電磁磁吸方式。第2章汽車電器2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)——磁場(chǎng)(定子)、電樞(轉(zhuǎn)子)和整流子組成；為了增大扭矩采用多極磁場(chǎng)，常見的有4個(gè)磁場(chǎng)。當(dāng)電流通過電樞線圈時(shí)，按照“左手定那么〞，整個(gè)線圈會(huì)因受到一個(gè)轉(zhuǎn)矩的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于直流電動(dòng)機(jī)通電后會(huì)產(chǎn)生一種反電動(dòng)勢(shì)，并與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，與扭矩成反比，因此能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的要求。啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流很大，因此，操作時(shí)啟動(dòng)時(shí)間一定要短。其結(jié)構(gòu)如圖2-19所示。1、端蓋；2、電刷架；3、連線柱；4、電樞；5、磁極固定螺釘；6、磁極鐵心；7、勵(lì)磁繞組；8、電刷圖2-19直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)電樞繞組接線端換向器銅片電樞軸電樞繞組云母片電樞鐵心第2章汽車電器（a）啟動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)（b）驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪正在嚙合（c）完全嚙合1、飛輪；2、驅(qū)動(dòng)齒輪；3、單向離合器；4、撥叉；5、活動(dòng)鐵心；6、電磁開關(guān)；7、電樞圖2-20傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——其類型可分為慣性嚙合式、強(qiáng)制嚙合式和電樞移動(dòng)式三種，其工作原理如圖2-20所示。

2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)第2章汽車電器2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)汽車啟動(dòng)機(jī)的控制裝置——包括電磁開關(guān)、啟動(dòng)繼電器和點(diǎn)火啟動(dòng)開關(guān)等部件；其中電磁開關(guān)與啟動(dòng)機(jī)制作在一起。圖2-21電磁開關(guān)接線端子的排列位置(1)電磁開關(guān)①電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電磁開關(guān)主要由電磁鐵機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)開關(guān)兩局部組成。電磁鐵機(jī)構(gòu)——固定鐵心、活動(dòng)動(dòng)鐵心、吸引線圈和保持線圈等組成。固定鐵心固定不動(dòng)，活動(dòng)鐵心可以在銅套里做軸向移動(dòng)?；顒?dòng)鐵心前端固定有推桿，推桿前端安裝有開關(guān)觸盤，活動(dòng)鐵心后段用調(diào)節(jié)螺釘和連接銷與撥叉連接。銅套外面安裝有復(fù)位彈簧，作用是使活動(dòng)鐵心等可移動(dòng)部件復(fù)位。圖2-21是電磁開關(guān)接線端子的排列位置，圖2-21(a)中l(wèi)、2、3、4分別與圖2-21(b)中30．15a、50、C對(duì)應(yīng)。1、主接線柱；2、附加電阻短路接線柱；3、主接線柱；4、點(diǎn)火開關(guān)；5、啟動(dòng)接線柱；6、接觸盤；7、吸拉線圈；8、保持線圈；9、活動(dòng)鐵心；10、調(diào)節(jié)螺釘；11、撥叉；12、單向離合器；13、驅(qū)動(dòng)齒輪；14、飛輪圖2-22電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理第2章汽車電器(1)電磁開關(guān)②電磁開關(guān)的工作原理

當(dāng)吸引線圈和保持線圈通電后產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，其電磁吸力相互疊加，可以吸引活動(dòng)鐵心向前移動(dòng)，直到推桿前端的觸盤將電動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)接通使電動(dòng)機(jī)主電路接通為止。當(dāng)吸引線圈和保持線圈通電產(chǎn)生的磁通方向相反時(shí)，其電磁吸力相互抵消，在復(fù)位彈簧的作用下，活動(dòng)鐵心等可移動(dòng)部件自動(dòng)復(fù)位，觸盤與觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)主電路斷開。右圖為電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理。2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)第2章汽車電器2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)(2)啟動(dòng)繼電器啟動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的電流較大〔一般為35~40A〕，直接由啟動(dòng)開關(guān)控制，啟動(dòng)開關(guān)會(huì)因通過的電流過大而容易燒壞。因此，一些汽車的啟動(dòng)機(jī)控制電路中裝有啟動(dòng)繼電器，由啟動(dòng)繼電器觸點(diǎn)的開閉控制啟動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)電路的通斷，啟動(dòng)開關(guān)只是控制啟動(dòng)繼電器線圈電路的通斷，因而減小了通過啟動(dòng)開關(guān)的電流。

啟動(dòng)繼電器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖左上角局部所示，由電磁鐵機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)總成組成。線圈分別與殼體上的點(diǎn)火開關(guān)端子和搭鐵端子“E〞連接，固定觸點(diǎn)與啟動(dòng)機(jī)端子“S〞連接，活動(dòng)觸點(diǎn)經(jīng)觸點(diǎn)臂和支架與電池端子“BAT〞相連。啟動(dòng)繼電器觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)，當(dāng)線圈通電時(shí)，繼電器鐵心便產(chǎn)生電磁力，使其觸點(diǎn)閉合，從而將繼電器控制的吸引線圈和保持線圈電路接通。第2章汽車電器1、啟動(dòng)繼電器；2、啟動(dòng)機(jī)；3、蓄電池接線柱；4、動(dòng)觸點(diǎn)；5、吸引線圈；6、保持線圈；7、鐵心；8、撥叉；9、驅(qū)動(dòng)齒輪；10、啟動(dòng)機(jī)接線柱；11、啟動(dòng)開關(guān)；12、啟動(dòng)繼電器觸點(diǎn)；13、啟動(dòng)繼電器線圈圖2-23啟動(dòng)繼電器控制的啟動(dòng)電路簡(jiǎn)圖2.啟動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)§2．3．2啟動(dòng)機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)

§2．3啟動(dòng)機(jī)右圖為啟動(dòng)繼電器控制的啟動(dòng)電路簡(jiǎn)圖，啟動(dòng)繼電器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖左上角局部所示，第2章汽車電器§2．3．3直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作原理

§2．3啟動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)——將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，它是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力作用的原理工作的。由于換向器的作用，使在N極和S極之間，處于上、下面導(dǎo)體的電流方向保持不變，電磁力形成的轉(zhuǎn)矩方向保持不變，使電樞始終按一定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如以下圖所示。(a)電流從a至d(b)電流從d至a圖2-24直流電動(dòng)機(jī)工作原理示意圖第2章汽車電器電樞繞組雖然能按一定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但是每當(dāng)轉(zhuǎn)到垂直位置時(shí)，都是依靠慣性轉(zhuǎn)過的，轉(zhuǎn)動(dòng)很不平穩(wěn)，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也很小。為了增大電磁轉(zhuǎn)矩和提高電動(dòng)機(jī)的平順性，實(shí)際使用的電動(dòng)機(jī)采用了多組電樞繞組和多對(duì)磁極。對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的電動(dòng)機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩M與磁極磁通Φ和電樞電流I成正比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為式中：Cm——電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)，取決于電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)；I——電樞電流；Φ——磁極磁通。

M=CmIΦ§2．3．3直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作原理

§2．3啟動(dòng)機(jī)第2章汽車電器§2．3．4直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作特性及其影響因素

§2．3啟動(dòng)機(jī)直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作特性——直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩M、轉(zhuǎn)速n和功率P與電流I之間的關(guān)系。直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)工作特性曲線如下圖，圖2-25直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)工作特性曲線其中：曲線M——轉(zhuǎn)矩特性；曲線n——轉(zhuǎn)速特性；曲線P——功率特性。

第2章汽車電器§2．3．4直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作特性及其影響因素

§2．3啟動(dòng)機(jī)1.轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性——電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩M隨電樞電流I變化的關(guān)系。對(duì)于串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)而言，在磁路未飽和時(shí)磁通與電流的平方成正比，在磁路飽和時(shí)磁通與電流成正比。因此，在啟動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間，因發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力矩很大，啟動(dòng)機(jī)處于完全制動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)電樞轉(zhuǎn)速為零，電樞電流到達(dá)最大值。轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比，所以制動(dòng)電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩很大，足以克服發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)容易啟動(dòng)。這就是汽車啟動(dòng)機(jī)采用串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的主要原因之一。2.機(jī)械特性機(jī)械特性——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n隨電磁轉(zhuǎn)矩M而變化的關(guān)系。串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)在輸出轉(zhuǎn)矩大時(shí)，電樞電流較大，電流隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而急劇下降。反之，在輸出轉(zhuǎn)矩小時(shí)．電樞電流又隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的減小而很快上升。從機(jī)械特性可以看出：第2章汽車電器§2．3．4直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作特性及其影響因素

§2．3啟動(dòng)機(jī)2.機(jī)械特性從機(jī)械特性可以看出：直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)——具有輕載轉(zhuǎn)速高、重載轉(zhuǎn)速低的特點(diǎn)。重載轉(zhuǎn)速低，可以保證電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)(重載)不會(huì)因超出允許的功率而燒毀，使啟動(dòng)平安可靠。這是啟動(dòng)機(jī)采用串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的另一原因。但由于其輕載或空載時(shí)轉(zhuǎn)速很高，容易造成“飛散〞事故，因此，對(duì)于功率較大的串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，不允許在輕載或空載下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。3.功率特性串勵(lì)式啟動(dòng)機(jī)的功率可由下式確定啟動(dòng)機(jī)在全制動(dòng)(n=0)和空載(M=0)時(shí)，其功率均為0，而在I接近全制動(dòng)電流一半時(shí)其輸出功率最大。啟動(dòng)機(jī)工作時(shí)間短暫，允許以最大功率狀態(tài)工作，因此啟動(dòng)機(jī)的額定功率一般也就是電動(dòng)機(jī)的最大功率或接近于最大功率。

M——啟動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，N·m；n——啟動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min；P——電動(dòng)機(jī)功率，kW。第2章汽車電器影響啟動(dòng)機(jī)功率的因素如下①接觸電阻和導(dǎo)線接觸電阻——包括導(dǎo)線與蓄電池極樁、啟動(dòng)機(jī)接線柱以及電動(dòng)機(jī)內(nèi)電刷與換向器等的接觸電阻。接觸電阻增大、導(dǎo)線截面積變小或?qū)Ь€變長(zhǎng)，都會(huì)造成較大的電壓降而使啟動(dòng)機(jī)功率下降。②蓄電池容量蓄電池的容量小，其內(nèi)阻較大，啟動(dòng)時(shí)加在電動(dòng)機(jī)上的端電壓就低，且供給啟動(dòng)機(jī)的電流小，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小，會(huì)使啟動(dòng)機(jī)的功率下降。③環(huán)境溫度環(huán)境溫度低時(shí)，蓄電池的容量下降．內(nèi)阻增大，啟動(dòng)機(jī)的功率下降明顯。因此，在冬季對(duì)蓄電池適當(dāng)保溫，可以提高啟動(dòng)機(jī)的功率，改善啟動(dòng)性能?！?．3．4直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的工作特性及其影響因素

§2．3啟動(dòng)機(jī)3.功率特性第2章汽車電器§2．3．5電磁控制強(qiáng)制嚙合式啟動(dòng)機(jī)

§2．3啟動(dòng)機(jī)電磁嚙合啟動(dòng)機(jī)主要由吸引線圈、保持線驅(qū)動(dòng)杠桿、啟動(dòng)開關(guān)接觸片等組成，如下圖。圖2-26電磁嚙合啟動(dòng)機(jī)的組成回位彈簧保持線圈吸引線圈電磁開關(guān)殼體觸點(diǎn)接線柱接觸盤后端蓋電刷彈簧電刷換向器磁極磁極鐵心電樞磁場(chǎng)繞組移動(dòng)襯套緩沖彈簧單向離合器電樞軸花鍵驅(qū)動(dòng)齒輪罩蓋制動(dòng)盤傳動(dòng)套筒撥叉第2章汽車電器§2．3．5電磁控制強(qiáng)制嚙合式啟動(dòng)機(jī)

§2．3啟動(dòng)機(jī)電磁嚙合啟動(dòng)機(jī)的工作原理如下圖。1、啟動(dòng)開關(guān)接線柱；2、接點(diǎn)火線圈接線柱；3、電磁開關(guān)接蓄電池接線柱；4、啟動(dòng)開關(guān)；5、接啟動(dòng)開關(guān)接線柱；6、接觸盤；7、黃銅套筒；8、吸引線圈；9、固定鐵心；10、保持線圈；11、活動(dòng)鐵心；12、傳動(dòng)叉；13、驅(qū)動(dòng)齒輪；14、直流電動(dòng)機(jī)圖2-27電磁嚙合啟動(dòng)機(jī)的工作原理啟動(dòng)時(shí)，接通啟動(dòng)開關(guān)，啟動(dòng)繼電器的線圈通電，使啟動(dòng)繼電器的觸點(diǎn)閉合，接通啟動(dòng)機(jī)繼電器的吸引線圈(與直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián))、保持線圈(與電機(jī)并聯(lián))的電路。兩個(gè)線圈的磁場(chǎng)產(chǎn)生很大的磁力，吸引鐵心左移，并帶動(dòng)杠桿繞其銷軸移動(dòng)，使小齒輪移出，與飛輪齒圈嚙合。與此同時(shí)，由于吸引線圈中的電流流過電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)繞組，電樞開始旋轉(zhuǎn)，小齒輪在旋轉(zhuǎn)中移出，減小與飛輪嚙臺(tái)時(shí)的沖動(dòng)。第2章汽車電器§2．4．0概述

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功與排氣四個(gè)沖程組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮沖程末期，汽缸內(nèi)壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣即可燃燒，因此無需設(shè)置點(diǎn)火裝置。汽油的燃點(diǎn)較高，汽缸內(nèi)的汽油混合氣用高壓電火花點(diǎn)著而燃燒。電火花由點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生，點(diǎn)火系統(tǒng)的功用：將電池或發(fā)動(dòng)機(jī)的低電壓變成高電壓〔20～30kV〕，再按照發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸的工作次序適時(shí)引入汽缸形成電火花，瞬間點(diǎn)著混合氣，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒室里裝有火花塞，火花塞——產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣?！镌诨鸹ㄈ麅呻姌O之間，加上直流電壓后，可燃混合氣會(huì)產(chǎn)生電離。當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，火花塞兩級(jí)氣體間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，此時(shí)活塞處于壓縮行程的上止點(diǎn)附近，從而使氣體燃燒產(chǎn)生巨大的壓力推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。第2章汽車電器§2．4．0概述

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)開展歷史如下。19世紀(jì)80年代：出現(xiàn)以磁電機(jī)〔一種直流發(fā)電機(jī)〕為電源的點(diǎn)火系統(tǒng)。磁電機(jī)與一種比較原始的分電器相連。適時(shí)將電火花送給需要點(diǎn)火的那個(gè)汽缸的火花塞。這些汽車通常沒有今天所說的電氣系統(tǒng)，沒有蓄電池、發(fā)電機(jī)，也沒有車身線路。20世紀(jì)初：出現(xiàn)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)，即以蓄電池和發(fā)電機(jī)為電源的點(diǎn)火系統(tǒng)。蓄電池的電流通過閉合的觸點(diǎn)流過初級(jí)繞組，當(dāng)觸點(diǎn)翻開時(shí)，在次級(jí)繞組中產(chǎn)生高壓電，分電器按點(diǎn)火順序?qū)⒏邏弘娺m時(shí)地分配給需要點(diǎn)的火花塞。20世紀(jì)60年代：出現(xiàn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)。斷電器觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是觸點(diǎn)，由于機(jī)械和電氣方面的原因，容易磨損。為了消除該系統(tǒng)在電氣方面存在的缺點(diǎn)，早期采用電子式或半導(dǎo)體式點(diǎn)火系統(tǒng)。在這些晶體管化的點(diǎn)火系統(tǒng)中，僅有很小的電流流過觸點(diǎn)，此觸點(diǎn)僅用來給晶體管發(fā)出信號(hào)，使其控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路中電流的通斷。20世紀(jì)70年代初：出現(xiàn)無觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火系統(tǒng)，目前使用較為廣泛。無論半導(dǎo)體點(diǎn)火還是觸點(diǎn)式點(diǎn)火，都依靠分電器的機(jī)械裝置來提前或推遲點(diǎn)火時(shí)間。而無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)由電子點(diǎn)火控制器〔點(diǎn)火模塊〕控制閉合角．并能自動(dòng)調(diào)節(jié)。第2章汽車電器20世紀(jì)70年代末：開始使用微機(jī)控制點(diǎn)火時(shí)刻的電子控制系統(tǒng)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)由機(jī)械裝置所完成的控制功能，都改由電子裝置來完成?！怖纾焊Ｌ仄嚿系腄urasparkⅢ系統(tǒng)用曲軸位置傳感器代替分電器中的信號(hào)發(fā)生器、轉(zhuǎn)子和傳感器線圈。〕電子控制系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)——去掉了分電器中的離心式和真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火正時(shí)不是由分電器進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是由電子控制器來控制的?！卜蛛娖鞯奈ㄒ蝗蝿?wù)——把次級(jí)電壓從點(diǎn)火線圈配送給火花塞?！?989年：無分電器電子點(diǎn)火系統(tǒng)開始在汽車上應(yīng)用。它采用多個(gè)線圈的點(diǎn)火裝置，去掉了分電器。與常規(guī)分電器系統(tǒng)相比，無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)。a.可靠性提高了。因?yàn)樵撓到y(tǒng)是半導(dǎo)體點(diǎn)火，無運(yùn)行部件的摩擦損耗。b.維修工作量減少了。因?yàn)闆]有分電器蓋和分火頭，不需維修和更換。沒有分火頭和分電器蓋之間的火花，減小了對(duì)無線電的干擾。c.無需高速點(diǎn)火正時(shí)。因?yàn)橛星S位置傳感器，系統(tǒng)能進(jìn)行自動(dòng)控制。d.能精確控制點(diǎn)火時(shí)間，允許將點(diǎn)火提前角再提前3°～4°。e．使用兩個(gè)點(diǎn)火線圈和兩個(gè)點(diǎn)火高壓輸出端，因而減少了途中故障停駛的可能性。f．消除了分電器蓋中形成臭氧、硝酸和水的可能性，因此不會(huì)缺火或不易啟動(dòng)。g．在標(biāo)準(zhǔn)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)去掉了五根高壓線中的一根(帶阻尼的)高壓總線，去掉了分電器上的防塵罩，便于布置安裝，這為當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)室的設(shè)計(jì)小型化提供了有利條件?！?．4．0概述

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)第2章汽車電器§2．4．1發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要求

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)要使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠而準(zhǔn)確的點(diǎn)火，必須滿足下面三個(gè)根本要求。1.迅速產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的高電壓在火花塞電極間產(chǎn)生火花時(shí)所需要的最低電壓，稱為擊穿電壓或跳火電壓。擊穿電壓的影響因素——包括①火花塞電極間隙和形狀、②汽缸內(nèi)混合氣的壓力與溫度、③電極的溫度和極性以及④發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況等。為了保證點(diǎn)火工作可靠，且在困難條件下點(diǎn)火，作用于火花塞兩電極間的電壓通常為20～30kV。2.也火花應(yīng)具備足夠高的能量點(diǎn)火能量缺乏時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性下降，油耗和排污增加，甚至于發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作。啟動(dòng)時(shí)，通常電火花至少應(yīng)具有0.1J的能量，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電火花只要有0.01～0.05J的能量就可以點(diǎn)燃混合氣。3.點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻由點(diǎn)火提前角表示。點(diǎn)火提前角：是指火花塞跳火與活塞上止點(diǎn)所分別對(duì)應(yīng)的曲柄位置間的夾角。發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷所要求的最正確點(diǎn)火提前角不同，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可以通過點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。點(diǎn)火系統(tǒng)必須能自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角，使點(diǎn)火時(shí)間能適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工況。影響最正確點(diǎn)火提前角的因素有發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、汽油辛烷值，缸內(nèi)氣體壓縮比、進(jìn)氣壓力和混合氣成分等。第2章汽車電器§2．4．2點(diǎn)火系統(tǒng)的分類

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)電感儲(chǔ)能式和電容儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的方式

(a)電感儲(chǔ)能式

(b)電容儲(chǔ)能式電感線圈火花塞儲(chǔ)能電容晶閘管目前，汽車上應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)種類較多，大致有三種形式分類方式。☆按點(diǎn)火電源分：可分為電機(jī)式和蓄電池式。電機(jī)式——主要應(yīng)用在摩托車及大型拖拉機(jī)上，蓄電池式——應(yīng)用廣泛。☆按存儲(chǔ)的點(diǎn)火能量的方式分類：可分為①電感儲(chǔ)能式和②電容儲(chǔ)能式〔主要應(yīng)用于賽車〕；電感儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生高壓點(diǎn)火前從電源獲取的能量以電感線圈建立磁場(chǎng)能量的方式儲(chǔ)存；而電容儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)從電源獲取的電能以電容建立電場(chǎng)能量的方式儲(chǔ)存。電感儲(chǔ)能式和電容儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的方式如下圖；目前汽車上使用的大多是電感儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)?！畎袋c(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生的方式分類：可分為①磁感應(yīng)式，②霍爾效應(yīng)式，③光電式，和④電磁振蕩式。第2章汽車電器§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)1.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成如圖2-29所示，傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由點(diǎn)火開關(guān)l、電流表2、電源3(蓄電池)、啟動(dòng)機(jī)4、高壓導(dǎo)線5、阻尼電阻6、火花塞7、電容器8，斷電器9，配電器10，點(diǎn)火線圈11和附加電阻12等組成。點(diǎn)火系統(tǒng)：靠點(diǎn)火線圈和斷電器來共同將12～24V的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)?0kV以上的高壓電，然后再由配電器分配到各缸火花塞。點(diǎn)火線圈——實(shí)際上是一個(gè)變壓器，它主要由一次繞組、二次繞組和鐵心組成。斷電器——實(shí)際上是一個(gè)由凸輪操縱的開關(guān)，主要由斷電器凸輪、觸點(diǎn)臂、觸點(diǎn)組成。①斷電器凸輪由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸驅(qū)動(dòng)，并以同樣的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，即曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。為了保證曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)各缸輪流點(diǎn)火一次，斷電器凸輪的凸柱數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)相同。②斷電器的觸點(diǎn)與點(diǎn)火線圈的一次繞組串聯(lián)，用來接通或切斷點(diǎn)火線圈一次繞組的電路。配電器——由分電器蓋與分火頭組成。分火頭安裝在斷電器軸上，與軸一起旋轉(zhuǎn)。分電器蓋上有中心電極和假設(shè)干個(gè)側(cè)電極，側(cè)電板的數(shù)目與發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸數(shù)相等，經(jīng)高壓導(dǎo)線與各火花塞相連。第2章汽車電器l、點(diǎn)火開關(guān)；2、電流表；3、電源(蓄電池)；4、啟動(dòng)機(jī)；5、高壓導(dǎo)線；6、阻尼電阻；7、火花塞；8、電容器；9、斷電器；10、配電器；11、點(diǎn)火線圈；12、附加電阻圖2-29傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)第2章汽車電器§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)2.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理圖2-30傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理如下圖。所有的汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理根本相同。汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理——在點(diǎn)火線圈初級(jí)電路中的電流突然切斷時(shí)，次級(jí)電路產(chǎn)生很高的電壓，使火花塞產(chǎn)生電火花。點(diǎn)火線圈一次繞組的一端經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)與蓄電池相連，另一端接活動(dòng)觸點(diǎn)，固定觸點(diǎn)已通過斷電器外殼接地，斷電器觸點(diǎn)間并聯(lián)有電容。

第2章汽車電器§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)2.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理蓄電池正極點(diǎn)火線圈的一次繞組（240～370匝的粗導(dǎo)線）點(diǎn)火開關(guān)斷電器觸點(diǎn)臂斷電器觸點(diǎn)搭鐵蓄電池負(fù)極圖2-31一次電流的流向①接通點(diǎn)火開關(guān)，當(dāng)斷電器觸點(diǎn)閉合時(shí)，低壓的一次電流〔一次電流：流進(jìn)一次繞組中的電流〕的流向如圖2-31：一次繞組通電時(shí)，其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)斷電器凸輪頂開觸點(diǎn)時(shí)，一次側(cè)電路被切斷，一次電流迅速下降到零，鐵心中的磁通隨之迅速衰減，在二次繞組上感應(yīng)出高的電壓，使火花塞兩電極之間的間隙被擊穿，產(chǎn)生火花。〔低壓電路或一次側(cè)電路：指一次電流所流過的電路；原因：回路中流過的是低壓電流〕第2章汽車電器②二次電壓：點(diǎn)火線圈二次繞組中的感應(yīng)電壓稱；二次電流：其中通過的電流。二次電路或高壓電路：指二次電流所流過的電路。二次電流的流向如圖2-32。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)．在斷電器觸點(diǎn)分開瞬間，二次側(cè)電路中分火頭恰好與側(cè)電極對(duì)準(zhǔn)。由于高壓電流是點(diǎn)火線圈中的二次側(cè)感應(yīng)電流，故其方向與原低壓電流相反)。

§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)2.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理

圖2-32二次電流的流向蓄電池正極點(diǎn)火線圈的二次繞組蓄電池搭鐵火花塞側(cè)電極下火花塞中心電極上高壓導(dǎo)線配電器旁電極分火頭配電器中心電極第2章汽車電器§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)3.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性圖2-33傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，二次電壓的最大值將降低。這是因?yàn)樵跀嚯娖饔|點(diǎn)閉合后，一次電流需經(jīng)一定的時(shí)間方能由零增長(zhǎng)到最大穩(wěn)定值?？刂朴|點(diǎn)開閉的斷電器凸輪與發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸有著固定的轉(zhuǎn)速比。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，斷電器觸點(diǎn)閉合時(shí)間所對(duì)應(yīng)的凸輪旋轉(zhuǎn)角度雖然不變，但凸輪轉(zhuǎn)過同樣的角度時(shí)，觸點(diǎn)閉合所經(jīng)歷的時(shí)間卻減少了，一次電流不能增長(zhǎng)到最大穩(wěn)定值〔一次電流是按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的〕，而使一次側(cè)斷開電流Ik減小，二次電壓最大值便隨之降低。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，觸點(diǎn)閉合時(shí)間越短，二次電壓也就越低。圖2-33所示為傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性。點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性——指點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)出的最大電壓隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或分電器轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。二次電壓的最大值與一次側(cè)斷開電流Ik成正比。但發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速工作時(shí)，Ik不同，當(dāng)蓄電池電壓和點(diǎn)火線圈一定時(shí)．它與觸點(diǎn)的閉合時(shí)間tb有關(guān)。而觸點(diǎn)閉合時(shí)間又與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、汽缸數(shù)等有關(guān)。第2章汽車電器§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)3.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性必須指出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，觸點(diǎn)閉合時(shí)間長(zhǎng)，固然有利于二次電壓的提高，但轉(zhuǎn)速過低時(shí)觸點(diǎn)翻開得慢，使一次側(cè)電流斷開時(shí)的變化速率下降；同時(shí)觸點(diǎn)間的火花也不能迅速消失，一局部能量損失于觸點(diǎn)火花的形成，結(jié)果反而使二次電壓降低。二次電壓隨轉(zhuǎn)速升高而降低的現(xiàn)象，是發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)容易斷火的原因。如果在圖2-33中做一條相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最不利情況下所需擊穿電壓的水平虛線，由此虛線與特性曲線的交點(diǎn)即為發(fā)動(dòng)機(jī)的極限轉(zhuǎn)速nmax，超過此轉(zhuǎn)速將不能保證可靠點(diǎn)火。圖2-33傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性第2章汽車電器§2．4．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

§2．4汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)4.影響二次電壓的因素影響二次電壓的因素比較多，大致有以下幾種。發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)的影響二次電壓最大值隨汽缸數(shù)量升高而降低。為了提高傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)在多缸、高速發(fā)動(dòng)機(jī)上工作的可靠性，可以通過增大一次斷開電流、延長(zhǎng)觸點(diǎn)閉合時(shí)間等方法改善點(diǎn)火特性。火花塞積