（完整版）汽车与电气技术

1、本word文档可编辑可修改 绪论：汽车电器系统 的组成1、供电装置 2、用电设备 3、检测装置 4、配电装置1、汽车电源汽车上有两个电源：1）蓄电池：是汽车 的辅助电源2）发电机：是汽车 的主要电源蓄电池和发电机组成汽车电源（供电）系统2、用电设备1.起动系统：功用是启动发动机。2.点火系统：功用是产生电火花，点燃混合气。3.照明与信号系统 :为汽车提供各种用途 的照明、信号等。4.汽车信息显示系统：包括指示汽车 工作状况 的各种仪表、报警灯信息显示装置等。5.辅助电器系统：6）空调、刮水器、收音机、电动座椅、电动门窗、防盗系统、汽车安全系统等。电子控制系统：包括电子控制喷射系统；电子控制点火

2、系统；自动变速器；制动防抱死；四论转向、电控悬架、巡航控制等3、检测装置包括各种检测仪表和检测传感器4、配电装置综合配电盒（箱）（中央配电盒）继电器、保险装置、插接器电路开关导线和线束等汽车电路线路图线束图原理图汽车电器系统 的共同特点汽车电气系统 的标称电压有12V、24V两种，目前汽油车普遍采用12V系统，而重型柴油车多采用24V系统。对发电装置， 12V系统 的额定电压为 14V，24V系统 的额定电压为 28V，低压系统 的优点主要是：安全性好，蓄电池单格数少，对减少蓄电池质量和尺寸有利，白炽灯 的灯丝较粗，寿命较长。特点：单线制负极搭铁直流低压各电器并联第二章汽车供电系统本章主要内容

3、1.蓄电池 的分类与作用2.蓄电池 的构造与型号， 工作原理3.蓄电池 的 工作特性及使用与维护4.发电机 的 工作原理、构造及特性5.交流发电机 的调节器6.交流发电机和调节器 的检修及充电系统 的检修和故障诊断第一节蓄电池 的作用与分类汽车作为移动 的机电一体化装备，其中很多部件需要电能。一是从机械能转化而来，即发电机发电；主要电源。二是从化学能转化而来，即蓄电池 的放电，辅助电源蓄电池是一种可逆 的低压直流电源，它既能将化学能转变为电能对用电设备供电，也能将电能转变为化学能储存。蓄电池（ Battery）是汽车 的辅助电源蓄电池与发电机组成了汽车电源系统。汽车用(起动 )蓄电池 的主要功

4、用1.发动机起动时，向起动机和点火系统供电；2.发动机不发电或电压较低，向用电设备供电；3.用电设备接入过多，发电机超载，协助发电机供电1关注我 实时更新 最新资料 4.发电机端电压高于蓄电池 的电动势时，将电能转换成化学能储存起来；5.在发动机转速和负载发生较大变化时，保持电网电压 的相对稳定；6.吸收电网中 的瞬间过电压，保护用电设备；（相当于一个容量很大 的电容器）汽车对蓄电池 的要求满足启动发动机要求，要求蓄电池要容量大，短时间内（35s）可供给起动机强大 的电流（汽油机，200A600A，柴油机 1000A以上），内阻小，构造简单，电压稳定，启动性能好。汽车用蓄电池 的分类电池是将化

5、学能转换为电能 的一种低压直流电源，通常称为化学电源，一般分为四大类：原电池蓄电池储备电池连续电池电解液 的不同，蓄电池分为酸性和碱性。碱性蓄电池 的电解液为化学纯净 的NaOH溶液或 KOH溶液。酸性蓄电池 的电解液为化学纯净 的硫酸水溶液。酸性蓄电池极板上 的活性物质 的主要成分是铅，称为铅酸蓄电池蓄电池 的分类免维护蓄电池（也叫 MF蓄电池），它是在传统蓄电池基础上发展起来 的新型蓄电池，在使用过程中无需添加蒸馏水，所谓 的免维护主要就是指这一点。此外蓄电池自放电少，耐过充电性能好，使用寿命长。蓄电池制造好后，里面带电解液，充满电。买回来可以直接用 的。蓄电池制造好后，里面不带电解液，极

6、板上充好电，买回来之后，加注电解液后静置半小时就可以使用了。蓄电池制造好后，里面不带电解液，使用时要加注电解液，并对其进行初充电，然后才能使用。铅酸蓄电池电动车普通干封干荷电湿荷电免维护蓄电池蓄电池 的特点内阻小，电压高而且稳定，还复系数高，成本低，易于满足汽车 的需要，但比能低，可靠性较差，易于出现故障，需要经常维护，使用寿命较短。蓄电池 的性能指标电压电动势开路电压额定电压：在一定标准规定条件下 工作时应达到 的电压。 工作电压终止电压：一定标准所规定 的放电条件下放电时，其电压降逐渐降低，电池活性物质能再生 的最低 工作电压。铅蓄电池以一定 的放电率在数固定型电池规定终止电压为25环境温

7、度下放电至能再反复充电使用 的最低电压称为放电终了电压。大多1.8V。终止电压值随放电速率而定。通常，为使电池安全运行，小电流放电时，终止电压取值稍高，大电流放电时，终止电压取值稍低。在研究电池容量时要规定统一 的放电电流，常用n小时率表示。如果以电流 I放电，电池在 n小时内放出n小时放电率。蓄电池放电率 :放电速率简称放电率，常用倍率和时率表示。时率是以放电时间表示 的放电速率，即以某电;倍率是指电池放电电流 的电量为额定容量 的话，这个放电率称为流放电至规定终止电压所经历 的时间 的数值为额定容量 的倍数，例电池容量为 40A.h，若放电电流表示为 1 CA时，则此时放电电流实际为 40

8、A。2、容量指充足电 的电池在给定 的放电条件下（温度、放电电流）放电到终止电压时所放出 的电量，单位（蓄电池 的容量A h）反映蓄电池对外供电能力 的大小。是选用蓄电池 的重要指标。是蓄电池 的主要性能参数。充足电 的蓄电池在给定 的放电条件下（温度、放电电流、终止电压）所放出 的电量，就是蓄电池 的容量恒流放电时，它等于放电电流与放电时间 的乘积。即：C。式中 C蓄电池 的容量（ A.h）I f放电电流（ A）蓄电池 的容量C I Tf fT f放电时间（ h）2 蓄电池 的容量与放电电流、温度、电解液密度等因素有关，因此标称 的蓄电池容量是在一定 的标准规范下测得 的。20小时放电率额定

9、容量C20定义一充全充足电 的蓄电池在电解液温度为25条件下，以 20h放电率（ If=0.05C），连续放电到单格电池电压降至 1.75v蓄电池所输出 的电量（ A.h ）。（电量 的量纲）是检验新蓄电池质量和衡量蓄电池能否继续使用 的重要指标，新蓄电池达不到额定容量为不合格产品，旧 的蓄电池 的实际容量和其额定容量之差超过某一限值时，则应报废。额定储备容量Cm定义一充全充足电 的蓄电池在电解液温度为25条件下，以 25A电流放电到单格电池端电压将为1.75V时所能维持 的时间。单位分钟。说明当汽车充电系统失效时，蓄电池能够提供起动容量（量纲是时间）25A电流 的能力。常温起动容量电解液在

10、30时，以 3倍额定容量 的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为 8V，6V蓄电池为 4V）所放12V蓄电池为 6V，6V蓄电池为 3V）所出 的电量称为常温起动容量（持续时间应在低温起动容量5min以上）。电解液在 18时，以 3倍额定容量 的电流持续放电至终止电压（放出 的电量称为低温起动容量（持续时间应在2.5min以上3.电池能量电池能量比能量指在按一定标准所规定 的放电制度下电池对外作功时所输出 的电能,单位为瓦特小时（ W h）。电池单位质量所能输出 的电能量（电池单位体积所能输出 的电能量（Wh/kg）。Wh/L）。能量密度4.循环使用寿命(Cycle Life)电池 的循环使

11、用寿命指电池满充满放一次为一循环，按一定测试标准，当电池容量降到某一规定值（国际标准规定为 80%额定值）以前，电池完成 的充放电循环总次数。使用寿命 的概念是基于电池在每一个充放电循环中，其中 的活性物质要发生一次深度 的可逆性化学反应。随着循环次数增加，电池中 的化学活性物质会老化变质，其化学功能逐渐衰弱，使得充低，直至电池功能丧失而报废。放电 的效率逐渐降使用寿命是衡量动力蓄电池品质 的重要技术指标，也是经济指标第二节蓄电池 的结构与型号组成：极板、隔板、外壳、电解液、连条和接线柱等组成。极板是蓄电池 的核心，由栅架和填充在其上 的活性物质组成，充、放电过程中，电能和化学能 的转换都是通

12、过栅架上 的活性物质和电解液 的化学反应来实现 的。厚度： 1.1-1.5mm.提高蓄电池 的比容量，改善起动性能。正极板： PbO2,深棕色，负极板 : Pb，深灰色。栅架 的主要作用是容纳活性物质，并使极板成型，铅锑合金浇铸，锑：改善浇铸性能。6%-8.5%，提高栅架 的机械强度并但耐化学腐蚀性能差，锑易从正极板解析，引起电池自放电，减少寿命，因此栅架 的生产向低锑甚至不含锑 的铅钙合金方向发展。极板组使每片正极板置于两片负极板之间，使之两面 的放电均匀，正极板上 的活性物质比较疏松，单面放电容易造成极板拱曲而使活性物质脱离。为提高蓄电池容量，将正极板和负极板并联焊起来形成正极板组和负极板

13、组。将正负极板组相互嵌合，中3 间用隔板隔开，置入存有电解液 的容器中，就构成了单格电池。正极板比负极板少一片？为了减少蓄电池 的内阻和尺寸，正负极板应尽可能 的靠近，隔板可以防止相邻正、负极板接触而短路。多孔性，以便电解液 的渗透，化学性质稳定，良好 的耐酸性和抗氧化性。木质，微孔塑料、微孔橡胶（耐酸性和抗氧化性能好，价格低）带槽 的一面朝向正极板，且沟槽必须与壳体 的底部相垂直。沟槽使电解液上下直通，充电生成 的气体可沿沟槽上升，脱落 的活性物质沿沟槽下沉。电解液因为正极板在充放电过程中化学反应激烈，化学纯净 的硫酸和蒸馏水按一定 的比例配制。纯度和密度对蓄电池 的影响很大。密度一般为 1

14、.24g/cm31.31g/cm3,密度应根据地区、气候条件和制造厂 的要求确定。不同气温下电解液密度 的选使用地区最低温度冬季（ g/cm3）夏季（ g/cm3)-401.301.281.271.261.261.251.241.23-30-40-20-30020壳体用于盛放电解液和极板组，有电池槽和电池盖组成，壳内用间壁分成3个或 6个互不相通 的单格壳底部 的凸棱搁置极板组，凸棱间 的凹槽可以积存从极板上脱落下来 的活性物质，以避免沉积 的活性物质连接正、负极板而造成短路。单格电池 的加液孔盖都设有一个通气 的小孔，用于在蓄电池充电时及时排出因电解水而产生 的氧气和氢气，以防止气体聚集使其

15、内部压力升高，造成胀裂容器甚至产生爆炸事故。第三节蓄电池 的 工作原理蓄电池充放电过程中电能与化学能相互转换是依靠其正负极板上 的活性物质和电解液中 的化学反应来实现 的。蓄电池 的化学反应是可逆 的，一般认为1882年格拉斯敦和特拉普提出 的双极（或双重）硫酸盐化理论（简称双硫化理论）能较准确 的说明蓄电池中 的化学反应过程。双硫化理论蓄电池正极板上 的活性物质是二氧化铅，负极板上 的活性物质是海绵状 的纯铅，电解液是硫酸 的水溶液。放电时， PbO2和 Pb都变成 PbSO4，电解液中 的硫酸减少，密度降低，充电时按相反方向变化，硫酸增加，密度增大。 Pb + PbO2 + 2H2SO42

16、PbSO4 + 2H2O电动势 的建立PbO2 2H O2Pb(OH )42正极板负极板Pb Pb (少量)Pb( OH ) 4Pb44OH (少量 )静止电动势静止电动势 E 2.0 ( 0.1)V 2.1Vj在正极板附近，有少量 的PbO2溶入电解液当中，和水反应生成Pb(OH)4,在分解成 Pb4+和 OH- ,Pb4+沉附于极板 的倾向，大于溶解 的倾向，因此沉附在极板上，使极板呈正电位，达到平衡时，约为+2.0V。Pb+，在极板上留下两个电子，使Pb+有沉附于极板 的倾向，当两者达到平衡时，负极板处，一方面它有溶解于电解液 的倾向，有少量铅进入溶液，生成极板带负电，另一方面，由于正、

17、负电荷 的相互吸引，溶解便停止，此时极板具有负电位。约为放电过程-0.1V4 放电是蓄电池将其化学能转化为电能输出，对外负载作功 的过程。在正极板附近， Pb4+得到电子变成 Pb2+,并与电解液中 的硫酸根离子结合生成PbSO4。Pb继续溶解成负极板处， Pb2+和电解液中 的 SO42-生成硫酸铅 PbSO4沉附在负极板上，于此同时金属Pb2+，并分解出电子。如果电路保持畅通，上述 的化学反应将继续进行。使正负基板上 的活性物质都转变为 PbSO4。电解液中 的硫酸逐渐减少，而水分逐渐增多。蓄电池放电过程中 的三个特征1）极板上 的活性物质 PbO2和 Pb均逐渐转变为 PbSO4。由于

18、PbSO4层 的阻挡，电解液不能渗透到活性物质内层，因而铅酸蓄电池活性物质 的利用率只有20%-30%；2 ）电解液相对密度下降；3）蓄电池内阻增大。充电是外部电源对蓄电池作功，蓄电池吸收电能而提高活性物质化学反应自由能 的过程。充电时，将蓄电池接直流电源。当电源电压高于蓄电池电动势，在电源作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出。这时正负极板处 的反应正好与放电过程相反。蓄电池反应原理小结1）充放电亦就是内部活性物质化合与分解 的过程。略去中间环节，该反应方程式PbO2+Pb+2H2SO4 ? 2PbSO4 +2H2O可从电解液 的相对密度判断蓄电池 的充放电程度2 ）极板处 的电解液流动性要

19、好3 ）减少极板厚度，提高孔隙率第三节蓄电池 工作特性及使用与维护1、静止电动势 2、蓄电池内阻 3、蓄电池 的放电特性 4、蓄电池 的充电特性 5、蓄电池 的容量 6、蓄电池 的使用与维护静止电动势电池在不充电也不放电 的静止状态下正负极板间 的电位差。大小和电解液密度、温度有关。电解液 的密度在 1.05-1.30g/cm3范围内，静止电动势 Ej可用经验公式计算电解液密度在充电时增大，放电时减小，一般在蓄电池内阻1.121.30g/cm3之间波动，静止电动势： 1.97v2.15v。反应蓄电池带负载 的能力，在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。极板电阻隔板电阻电解液电阻

20、串联单格电池 的连条电阻完全充足电，在温度为下面 的公式计算近似值20时 的内阻，可按R0=Ue / (17.1 C20)Ue：额定电压， vC20：额定容量 ,A.h电池端电压为 :2.32.4v,PbSO4最大限度 的转变为 PbO2,Pb。如果继续充电，电解液中 的水将开始电解而产生氢气和氧气，以气泡 的形式剧烈放出，形成所谓 的 “沸腾”状态。充电中期，随着充电 的进行，新生成 的硫酸不断向周围扩散，当极板孔隙中生成 的硫酸 的速度和向外扩散 的速度处于动态平衡时，蓄电池端电压 的上升速度比较稳定，随着整个容器内电解液密度 的上升而相应增高。充电初期，端电压迅速上升，是因为充电时极板上

21、 的活性物质和电解液 的反应首先在极板孔隙内进行 的，极板孔隙内迅速生成 的硫酸来不及向极板外扩散，使孔隙中 的电解液密度快速增大，致使电池 的电动势和端电压迅速上升。充电特性指恒流 Ic充电过程中，蓄电池 的充电电压变化规律。 Uc=E+IcR0Uc、电动势 E和电解液密度等参数随充电时间 的充电特性小结5 蓄电池充电终了 的特征：1、蓄电池内部产生大量 的气泡，呈现“沸腾”状态；2、端电压和电解液密度均上升至最大值（单格电池为2.7V），且 2h3h内不在增加；蓄电池 的放电特性放电特性指恒流 If放电过程中，蓄电池 的放电电压Uf、电动势 E和电解液密度等参数随放电时间 的变化规律。当渗

22、透到极板孔隙中 的硫酸和消耗 的硫酸达到平衡时，端电压将随整个容器内电解液密度 的降低而缓慢 的降到 1.95v，接着电压又迅速下降到1.75v，应停止放电。端电压下降到 1.75v后若继续放电，电压将急剧下降，这是因为，放电终了，化学反应深入到极板 的内层，而放电时生成 的硫酸铅较原来活性物质 的体积大，硫酸铅积聚在孔隙内，缩小了孔隙 的截面积，使电解液渗入困难，因而孔隙内消耗掉 的硫酸难以得到补充，孔隙内 的电解液密度下降，端电压也随之急剧下降。放电过程中，因为蓄电池内阻上有压降，所以端电压总是小于电动势。放电初期，端电压从2.1v迅速下降，这是因为极板孔隙中硫酸迅速消耗，周围 的硫酸还没

23、有来得及补充。使极板孔隙内 的硫酸密度迅速下降。蓄电池放电特性小结放电终了 的判据：1单格电池电压降到放电终止电压（1.75V）2电解液比重降到最小许可值（ 1.11g/cm3）但要注意：蓄电池 的放电终止电压是与放电电流强度 的关系有关 的。蓄电池 的维护1、检查电解液渗漏，擦去电池盖上 的电解液2、检查连接紧固（汽车连接，导线和极柱）3、清除灰尘、泥土、酸垢和极柱和导线接头上 的氧化物。4、检查通气孔畅通 5、检查电解液密度和高度蓄电池 的正确使用1、正确使用起动机（启动时间3-5s,15s以上启动第二次）2、定期补充充电（每使用两个月进行一次补充充电，蓄电池放置不用，每个月补充充电）3、

24、蓄电池在汽车上必须固定牢靠，防止汽车行驶时，振动受损，4、新蓄电池首次使用之前需要合理选择电解液相对密度蓄电池 的储存1 新蓄电池 的储存；储存室要干燥、清洁、通风、530度温度放置不挤压、密封加液孔和通气孔、远离热源和有害气体、不能倒置、却不能超过期限2 使用过 的蓄电池 的长时间储存；先充足电，然后放完电；用蒸馏水洗净，密封加液孔、通气孔。3带电解液 的蓄电池 的储存充足电，每隔 12个月补充充电一次新电池 的启用1、普通蓄电池：清洁表面；除去密封；注入电解液；浸泡48h；初充电。2、干荷蓄电池：清洁表面；除去密封；注入电解液；浸泡0.5h。（若存放时间超过 2年，应补充充电）蓄电池 的选

25、用蓄电池 的选择必须符合如下两点要求：蓄电池小结1、电压等级必须一致2、蓄电池 的容量必须足够。本章要求同学们掌握以下几个内容：1、蓄电池 的功用2、蓄电池 的基本组成，对每一个组成部分都能描述其特点和结构。3、详细描述蓄电池 的 工作原理，即静止电动势 的建立，充电过程，放电过程。4、蓄电池 的 工作特性，包括静止电动势、内阻、充电特性、放电特性。5、蓄电池 的使用与维护及选用。6 第六节发电机 的构造、 工作原理及特性早期采用 的都是直流发电机，靠换向器将电枢绕组内感应 的交流电转变为直流电 的，换向过程中，电刷和换向器之间易产生火花引起电刷和换向器 的烧蚀和磨损，转速越高，火花越大，磨损

26、加剧。已不能适应现代高速发动机 的要求。汽车上采用 的交流发电机是三相同步交流发电机，通过硅二极管组成三相桥式整流电路将定子绕组中产生 的交变感应电动势转变为直流输出。所以也称之为硅整流发电机。采用目前汽车采用硅整流发电机，发电机是汽车 的主要电源，由汽车发动机驱动。在发动机正常运转时（怠速以上）发电机可分为直流发电机和交流发电机发电机概述，向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。交流发电机输出电压随转速 的变化而变化。交流发电机必须配装电压调节器才能 工作，电压调节器对发电机 的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器 的需求。体积小、结构简单、重量轻、维修方便、使用

27、寿命长、低速充电性能好、配用 的调节器结构简单以及节约铜材等优点。目前汽车上全部采用硅整流发电机交流发电机 的结构分以下几部分一、转子:磁场绕组分别焊接在滑环上，当两个电刷和直流电源接通时，N极，另一个为 S极。磁场绕组中便有电流流过产生轴向磁场，被磁化 的爪极中一块为滑环由彼此绝缘 的两个铜环组成，压装在转子轴 的一端并与转子轴绝缘，磁场绕组 的两端分别焊接在两个滑环上，两个滑环分别于发电机后端盖上 的两个电刷相接触。为了使磁场呈正弦分布，有利于电枢绕组中产生 的感应电动势有较好 的正弦波形。两块爪极上制有个鸟嘴型 的磁极。爪极是压装在转子轴上 的，磁轭（即铁心）装在爪极 的空腔内，磁场绕组

28、绕在铁心上。6二、定子（又叫电枢） -产生交流（交变）电动势三相绕组有星形（ Y）连接和三角形连接两种。定子铁心由内圈带槽、互相绝缘 的硅钢片叠成。硅钢片 的厚度为槽内。0.5mm.三相绕组按一定 的规则对称嵌放在三、整流器 -将交流电转变为直流电交流发电机用 的二极管有正极管和负极管之分，引出电极为二极管正极 的为正极管，引出 的电极为二极管负极 的称为负极管。汽车用整流二极管特点： 工作电流大，正向平均电流50A，浪涌电流 600A反向电压高，反向重复峰值电压有正极管和负极管之分270V，反向不重复峰值电压300V只有一个引线端安装二极管 的铝制散热板称为整流板，整流板有正整流板和负整流板

29、之分。安装负极管 的称为负整流板，安装正极管 的为正整流板。四、前后端盖端盖1 端盖一般用铝合金铸造（非导磁材料，减少漏磁。质量轻散热性能好等优点。2后端盖内装有电刷组件，普通发电机中一般有两只电刷）3.无刷发电机中没有电刷。4.发电机 的后端盖上有进风口，前端盖上有出风口，当皮带轮与风扇一起旋转时，使空气高速流经发电机内部进行强力通风冷却。电刷总成7 由两个电刷、电枢架和电枢弹簧。电刷装在电刷架内，借助电刷弹簧 的压力与转子总成上 的压力保持接触，用于给转子绕组提供磁场电流。交流发电机 的内搭铁和外搭铁和电刷 的接线方法有关外搭铁型发电机磁场绕组 的两端均于绝缘接线柱相连，并通过接线柱经调节

30、器搭铁。五、带轮及风扇交流发电机 的前端装有带轮和风扇，由发动机通过传动带驱动发电机 的转子轴和风扇一起旋转（1 ）转子 的转动使发电机发电；。（2）风扇 的转动为发电机散热。六、交流发电机 的型号设计序号用 12位阿拉伯数字表示，表示产品设计 的先后顺序。交流发电机以调整臂位置作为变形代号。Z左调整臂 Y右调整臂例： JFZ1913Z发电机JF表示普通交流发电机 JFZ 表示整体式（调节器内置）交流发电机；机； JFW 表示无刷交流发电机。JFB 表示带泵 的交流发电交流发电机 的 工作原理当外电路通过电刷、滑环使磁场绕组通电时，便产生磁场，使磁极磁化为N极和 S极。当转子（磁极）旋转时，产

31、生旋转 的磁场，使得相对静止 的定子电枢绕组切割磁力线。磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子 的三相绕组中便产生交变 的感生电动势。由于转子 的爪极具有鸟嘴型，使得交变 的感应电动势成正弦波形。这就是交流发电机 的发电原理。感应电动势eU E sin wtm2E sinwtpn (Hz)60交流感生电动势 的频率交流电动势 的变化频率f2 ff与发电机 的转速 n、磁极对数 p成正比：E4.44KfNC ne式中： K-绕组系数 (和发电机定子绕组 的绕线方式有关 的系数 )N-每项匝数（匝） f频率（ Hz）-每极磁通（ Wb）Ce-电机常数（ Ce4.44KNp/60）称

32、 E为相电动势。交流发电机整流原理交流发电机三相交流电经6只硅整流二极管组成 的全波桥式整流电路整流后，变直流电输出导通原则：对于正极管，某一瞬间，正极电位最高 的者导通，负极管，负极电位最低者导通。交流发电机整流原理小结三只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者导通；三只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。每一瞬时都有一个正极和一个负极管导通，每个周期内，六个二极管以六种不同 的组合两两依次导通，通过用电器 的就是直流电。中性点电压三相绕组采用 y连接，三相绕组 的三个末端 的公共接点，称为中性点。中性点和外壳之间 的电压是通过2、4、6三只负极管三相半波整流后得到 的直

33、流电压，称为中性电压。除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式 的交流发电机都需要励磁，因为它们 的磁场都是电磁场，也就是说必须给磁场绕组通电才会有磁场产生。8 1、定义：将电源引入到磁场绕组，使之产生磁场称为励磁。2、交流发电机励磁两种方式：1）自励 2）他励交流发电机 的特性汽车用硅整流发电机 的 工作特点是传动比大， 工作转速变化范围大。汽油机转速变化为1：8。柴油机为 1：5。因此掌握发动机 的输出电流和端电压随转速 的变化规律十分重要。输出特性（最重要）空载特性外特性第五节电压调节器由于交流发电机 的转子是由发动机驱动 的，因此交流发电机转子 的转速变化范围非常大，这样将引起发电

34、机 的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备 的 工作要求。为了满足用电设备恒定电压 的要求，交流发电机必须配用电压调节器，电压调节器功用：使交流发电机输出电压在发动机所有 工况下基本保持恒定。电压调节器 的分类（1）触点式电压调节器（2）晶体管调节器（3）集成电路调节器（4）数字电路调节器电子调节器电压调节原理由于发电机 的电动势及端电压和磁极磁通也成正比关系，当发动机转速发生变化时，如果要保证发电机电压恒定，就必须相应 的改变磁极磁通，磁极磁通 的大小取决于磁场电流 的大小，因此在发电机转速发生变化时，只要相应地改变磁场电流就可以了。电子调节器调节原理利用晶体管 的开关特性，将三极管作

35、为开关串连在发动机 的磁场电路中，根据发电机电压 的高低，控制三极管 的导通和截止，使磁场电路接通或切断来调节发电机磁场电流。使输出电压稳定在某一规定 的范围内。电子调节器有内搭铁和外搭铁之分，分别于内搭铁或外搭铁发电机匹配使用。晶体管调节器 工作过程发电机信号 的采集和输入控制电路由电阻R1， R2和稳压管 VS组成，电阻 R1和 R2组成一个分压器，R1R1上得分压为：U R1U B ER1 R2第六节硅整流发电机故障诊断与测试硅整流发电机故障检查与测试硅整流发电机每运转750h后，应拆开检修一次，主要检查电刷和轴承 的状况。新电刷高度14mm，磨损到7mm-8mm时应该予以更换。轴承如有

36、显著松动，应予以更换。不发电原因：硅二极管损坏，磁场绕组和定子绕组有断路、短路和搭铁等故障所致第三章起动机第一节起动机 的起动性能发动机不能自己启动，她必须依靠外力带动曲轴来帮助启动，使发动机依靠自身 的惯性而进入连续不断 的吸气、压缩、燃烧和排气循环。起动机由直流电动机、传动装置和控制机构组成，其主要功用是起动发动机。起动机 的起动性能评价指标有：起动转矩、最低起动转速、起动功率、起动极限温度。电磁强制啮合式一、起动转矩电枢移动式减速式起动机起动机要有足够大 的转矩来克服发动机初始转动时 的各种阻力矩。起动阻力矩包括：1.摩擦阻力矩； 2.压缩阻力矩； 3.惯性阻力矩。9 二、最低起动转速1

37、.在一定温度下，发动机能够起动 的最低曲轴转速。汽油机中，约为2.起动机传给发动机 的转速要大于发动机 的最低转速：5070r/min。柴油机为 150-300r/min。若低于这个转速，汽油泵供油不足，气流速度过低，可燃混合气形成不充分，还会使压缩行程 的散热损失和漏气损失增加，导致发动机不能起动。起动转速三、起动功率起动机所具有 的功率应和发动机起动所必需 的起动功率相匹配而蓄电池 的容量与起动机 的额定电压成正比P=Mc*n/9550(kw)四、起动极限温度环境温度降低时，最低起动转速升高；当环境温度低于某一数值 的时候，起动机不能起动发动机。当环境温度低于起动极限温度时，应采取起动辅助

38、措施第二节起动机 的结构和 工作原理加大蓄电池容量进气加热电喷车低温补偿起动机由三部分组成。电磁开关直流电机传动机构电磁控制装置用来接通或者是切断电动机与蓄电池之间 的电路，控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮齿环 的啮合与分离。在发动机启动时，使起动机驱动齿轮啮入飞轮齿环，将起动机转矩传给发动机曲轴，而在发动机起动后，使驱动齿轮自动打滑，避免起动机发生电枢飞散 的直流串励式电动机（即磁场绕组和电枢绕组串联）一、直流串励式电动机结构“飞车”事故，产生电磁转矩，将蓄电池 的电能转换成机械能。电枢 -产生转矩 的核心部件（电枢轴电枢绕组铁心）换向器换向器 的作用是连接磁场绕组、电枢绕组和电源，并保证电枢

39、产生 的电磁力矩方向不变，使电枢轴能输出固定方向 的转矩。它有许多截面呈燕尾形 的铜片围和而成，铜片 的一端有焊接电枢绕组线头 的凸缘。磁极 -建立电动机 的电磁场机壳用钢管制成，一端开有窗口，用于观察电刷和换向器 的 工作，平时用防尘罩盖住，机壳上只有一个电流输入接线柱并在内部和磁场绕组相连，磁极固定在机壳上。有固定在机壳上 的铁心和装在铁心上 的磁场绕组组成，磁场绕组采用较粗 的矩形裸铜线绕制，一般 的起动机装有四个磁极，大功率 的起动机为了增大起动机 的电磁力矩，有 的装有六个磁极电刷电刷 的作用是将电流引入电动机，一般有四个电刷架，两个电刷架和端盖绝缘，称为绝缘电枢架，另外两个电刷架和

40、端盖直接铆合而搭铁，称为搭铁电刷架，电刷装在电刷架里，借助弹簧 的压力将其压紧在换向器上。二、直流电动机 的 工作原理1.功用2.原理直流电动机时将电能转变为机械能 的设备。载流导体在磁场中受到电磁力作用会发生运动。由于一个线圈所产生 的转矩太小，转速又不稳定，因此实际电动机 的电枢采用多匝线圈，换向片 的数量随着绕组匝数 的增多而增多。电动机 的电磁转矩M取决于磁通、电枢电流 Is 的乘积，即 M= CmIs其中 Cm电机结构常数直流电动机转矩自动调节特性直流电动机拖动负载，当负载发生变化时，电动机 的电枢转速、电枢电流、电磁转矩均会自动 的作相应 的变化，以满足不同负载 的需要。其原理如下

41、：直流电动机接入电源，流入电枢绕组 的电流，使电枢产生转矩而旋转。电枢旋转，其中 的导体切割磁力线，必然产生感应电动势。导体中感应电动势 的方向恰与电枢绕组电流方向相反，也与电源电压 的方向相反，故称反电动势。分析： Is=（U- Ef）/Rs10 负载轴上阻力矩电枢转速拖动负载以较高转速平稳运转；Ef Is电磁转矩直至电磁转矩减至与阻转矩相等电机Ef Is电磁转矩直至电磁转矩增至与阻转矩相等电机负载轴上阻力矩电枢转速拖动负载以较低转速平稳运转。直流电动机转矩自动调节特性电动机 工作时，电压平衡方程式为：Ub=Ef+IaRa该公式称为电动机发电机一体公式即电动机在一定条件下可以变成发电机，用于

42、电机制动和储能起动机 的 工作特性直流电动机 的型式按照磁场绕组和电枢绕组 的连接方法不同，可分为并激、串激、复激。直流电动机 的机械特性U I R RLasn（1）定义C Qm当电源电压为额定值，励磁电路电阻为常数时，电动机 的电磁转矩与转速之间 的关系。即： Ub = UN，Rf =常数， n=f（M）。并励电动机和串励电动机磁路未饱和时，由于Q不是常数， Ia增大， Q也增大，故转速随 Ia 的增大而显著下降，由于转矩正比于电枢电流 的平方，所以串励式电动机 的转速随转矩 的增加而迅速下降。结论并励式电动机中由于磁场电流不变，磁通为常数，电枢电路电阻又很小，所以电枢电流增大使电磁转矩增大

43、时，电机转速下降并不多，称为硬 的机械特性，不适合汽车用；串励式电动机具有软 的机械特性，即：轻载时转速高，重载时转速低，对起动发动机十分有利，要求与 工作机械 的联结为刚性或齿轮联结，避免起动机型号“飞车”。根据中华人民共和国行业标准QC/T73-1993汽车电气设备产品型号编制方法规定，起动机 的型号如下：QDY 1 2 2 5电压等级代号1表示 12V；2表示 24V。设计序号 ,5.变型代号产品代号起动机 的产品代号： QD表示起动机； QDJ表示减速起动机； QDY表示永磁型起动机（包括永磁减速型起动机）传动机构 1）滚柱式单向离合器 2）摩擦片式单向离合器 3）弹簧式单向离合器发动

44、机起动时，使起动机 的驱动齿轮和发动机飞轮齿环啮合，将电动机 的转矩传给飞轮；发动机起动后，小齿轮应能自动打滑或脱离啮合，自动切断动力传递，以免发动机带动起动机电枢高速旋转，造成电枢绕组“飞散”。传动机构主要由拨叉、单向离合器等组成。单向离合器起着单向传递转矩 的作用，同时又能在启动后自动打滑，以防止发动机起动后飞轮带动起动机电枢高速飞转而造成事故 的作用。拨叉和移动衬套一起 工作，使单向离合器作轴向移动，将驱动齿轮和发动机飞轮齿环啮合。滚柱式单向离合器结构驱动齿轮采用 40号碳钢加 工后淬火而成，与单向离合器 的外壳制成一体。驱动齿轮则套在轴 的光滑部位，它们可以随轴转动，又可以在轴上前后移

45、动，以便使驱动齿轮和飞轮能啮合与分离。外壳内装有十字块3和四套滚珠 4及弹簧和压帽，十字块与花键套筒固定连接，护盖7与外壳相互扣合密封。花键套筒 的外面装有缓冲弹簧和拨叉环，并由卡簧限位。拨叉操纵拨叉环迫使驱动齿轮沿电枢轴11 轴向滑动，平时在回位弹簧 的张力作用下，驱动齿轮与飞轮保持分离状态。整个单向离合器总成利用花键套筒套装在电动机电枢轴 的花键部位上，可以作轴向移动和随轴转动。滚柱式单向离合器优缺点结构简单、加 工方便，成本低，坚固耐用，但在传递较大扭矩时容易卡死，故不能用于大功率发动机；适用于中小功率 的发动机。大功率 的发动机采用摩擦片式单向离合器和弹簧片式单向离合器。摩擦片式离合器

46、摩擦片式单向离合器 的原理是通过主、从、动摩擦片 的压紧和放松来实现分离 的，可传递较大扭矩；扭矩是可调 的；结构复杂。弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器 的原理是通过扭力弹簧 的径向收缩和放松来实现分离和接合 的。其结构如图所示。结构简单，成本低，使用寿命长轴向尺寸较大，一般只用在功率较大 的发动机上。控制装置1.作用：控制装置 的作用是控制驱动齿轮和飞轮 的啮合与分离；控制电动机电路 的接通与切断。常用 的装置有机械式和电磁式汽车上广泛使用电磁式控制装置（电磁开关）分为直接直接控制式电磁开关和带启动继电器控制 的电磁开关。ST614型起动机电磁控制装置构造传动比 的选择选择依据：保证发动机可

47、靠起动，并使起动机达到最大功率。使起动机在发动机最低转速时发出最大功率。即最佳传动比应和起动机 的最大功率相对应。实际 工作中，传动比应比最佳值稍小，虽然起动机 的 工作电流有所增大，功率减小了一些，但起动机 的转矩却增大较多，这对起动有力。典型起动机 的结构和 工作原理起动机旋转时，驱动齿轮借电磁力拉动杠杆，自动啮入飞轮齿环。靠磁极磁通 的电磁力，使电枢轴向移动，将驱动齿轮啮入飞轮齿环。靠电磁开关推动安装在电枢轴孔内 的啮合杆，使驱动齿轮啮入飞轮齿环。在各种起动机 的三个组成部分中，电动机部分一般没有本质 的区别，控制方法一般也采用电磁控制装置，只有传动机构 的啮入方式有很大区别，因此按传动

48、机构啮入方式 的不同来分，可分为：电磁控制强制啮合式电枢移动式齿轮移动式电枢移动式和齿轮移动式起动机性能较好，但其结构复杂，目前应用较多 的是电磁控制强制啮合式起动机，除此之外还有磁极为永久磁铁 的永磁起动机和内装减速齿轮 的减速起动机。减速式起动机减速式起动机和普通 的带电磁开关 的强制啮合式起动机没有本质 的区别，只是在起动机 的电枢和驱动齿轮之间增加了一套减速机构，因此可以将电枢 的 工作转速设计 的较高，然后通过减速机构使驱动齿轮 的转速降低并使转矩增加。减速起动机 的优点1.单位重量 的输出功率增加； 2.缩小了外部尺寸 ,便于安装； 3.提高了起动转矩 ,有利于发动机 的低温起动；

49、4.减轻了蓄电池 的负担 ,延长了使用寿命。电动机12 采用直流电动机。其磁场型式有：1.永磁式电动机不需要磁场绕组，节省材料，体积小，换向性能好。用在小功率起动机上。2.电磁式适用于输出功率大于 1.9KW 的电动机。减速装置在电动机 的电枢轴和输出轴之间，设置了齿轮减速装置。1.作用：通过转矩 的倍增作用，使起动机 的输出特性适应发动机 的起动要求。齿轮减速比一般为减速装置结构形式35。（1）外啮合齿轮减速器；（2）内啮合齿轮减速器；（3）行星齿轮减速器。传动机构及控制装置1.减速起动机 的传动装置（单向离合器）仍采用滚柱式单向离合器，结构形式和普通起动机相同，但耐冲击要求提高了。2.减速

50、起动机 的控制装置电磁开关和普通起动机相同。但单向离合器 的操纵有两种型式：（1）拨叉式：和普通起动机相同，用在行星减速机构上。（2）直动齿轮式：驱动齿轮和引铁装在一起，用在平行轴外啮合式减速机构上第五节起动机 的使用与维修一、起动机 的正确使用1、起动机每次使用不超过 5秒 2 、电喷车和自动变速器车不能采用推车启动3、发动机起动后必须切断控制电路二、起动机 的维护1、起动机 的保养和清洁（ 3000公里）和更换电刷（ 5000公里或根据需要）。2 、起动机 的调整（实习中进行）电磁开关接通时刻调整整起动继电器闭合电压与断开电压 的调整轴承 的配合 3、单向离合器 的调三、起动机 的故障分析

51、与处理方法起动机 的常见故障有：起动机不转，起动机运转无力，驱动齿轮运转不良，起动机不停止 工作，起动机空转等。起动机故障分析 的首要条件是区分起动机故障和起动系电路故障，一般应先判断电路故障。常见故障及检测方法当起动系出现故障时，故障 的原因可能是蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关、起动系线路等出现故障引起 的，通过故障诊断，能准确判断故障在哪个部位。起动系常见故障 的诊断方法一、起动机不 工作起动机不 工作指 的是当点火开关打到起动档时，起动机不转动，并且电磁开关没有动作。检查步骤如下：1)检查蓄电池应先检查蓄电池 的极柱是否松脱、氧化、腐蚀，检查电缆线及搭铁端是否正常。然后检查蓄电池是

52、否亏电按喇叭，根据喇叭声音 的大小可判断蓄电池是否亏电，也可以开大灯，根据灯光亮度 的变化来判断蓄电池是否亏电，如果喇叭声音变小或大灯灯光变暗，说明蓄电池亏电。如果以上都正常，进行下一步检查。2)检查起动机将起动机上接电缆线 的主接线柱与起动接线柱短接若起动机不能 工作，说明起动机 的电磁开关等有故障，需拆下起动机检修。如果起动机能正常 工作，进行下一步检查。3）检查起动继电器是否是好 的；4）检查点火开关是否是好 的。二、起动机起动无力起动机起动无力指 的是起动机 的驱动齿轮已经与飞轮齿圈啮合，但由于起动机 的转速太慢而不能使发动机起动。起动无力一般是由于电路中潜在 的故障引起 的，这些潜在故障引起额外 的电压降，使起动电流减小。检查步骤如下：13 1）检查蓄电池先检查蓄电池 的极柱是否有松动、氧化或腐蚀等现象，然后通过按喇叭、开大灯等检查蓄电池是否亏电，如果以上情况都正常，可初步判断故障在起动机。2）检查起动机起动时起动无力，如果不是蓄电池和起动电缆线 的故障，一般可将起动机从车上拆下，将起动机解体后，进行检查维修。三、起动机 工作正常，但发动机不转动，有异响或者是飞轮齿