第一章汽车电源系统

1、第一章第一章 电源系统电源系统 第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号第二节第二节 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性第四节第四节 新型电池的结构特点新型电池的结构特点第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造第六节第六节 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理 下一页第一章第一章 电源系统电源系统第七节第七节 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性第八节第八节 新型交流发电机的结构特点新型交流发电机的结构特点第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修第

2、十一节第十一节 交流发电机与调节器的试验交流发电机与调节器的试验第十二节第十二节 电源系统故障诊断与排除电源系统故障诊断与排除 上一页第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号 一、一、 蓄电池分类蓄电池分类蓄电池是一种可逆的低压直流电源，既能将化学能转换为电蓄电池是一种可逆的低压直流电源，既能将化学能转换为电能，也能将电能转换为化学能。目前汽车启动用铅酸蓄电池能，也能将电能转换为化学能。目前汽车启动用铅酸蓄电池（以下简称蓄电池）按结构可分为橡胶槽蓄电池和塑料槽蓄（以下简称蓄电池）按结构可分为橡胶槽蓄电池和塑料槽蓄电池两类，按性能可分为干荷电蓄电池和免维护蓄电池两种电池两类，按性能可分

3、为干荷电蓄电池和免维护蓄电池两种类型。类型。（1） 干荷电蓄电池。干荷电蓄电池。（2） 免维护蓄电池。免维护蓄电池。下一页返回第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号二、二、 蓄电池的功用蓄电池的功用当发动机正常工作时，用电系统所需电能主要由发电机供给，当发动机正常工作时，用电系统所需电能主要由发电机供给，蓄电池的功用有：蓄电池的功用有：（1） 启动发动机。启动发动机。（2） 备用供电。备用供电。（3） 存储电能。存储电能。（4） 协同供电。协同供电。（5） 稳定电源电压，保护电子设备。稳定电源电压，保护电子设备。下一页上一页返回第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号三、

4、三、 蓄电池的构造蓄电池的构造现代汽车用各型蓄电池的构造基本相同，都是由极板、隔板、现代汽车用各型蓄电池的构造基本相同，都是由极板、隔板、电解液和壳体四部分组成，干荷电蓄电池的主要特点是极板电解液和壳体四部分组成，干荷电蓄电池的主要特点是极板制造工艺有所不同，免维护蓄电池的主要特点是极板材料和制造工艺有所不同，免维护蓄电池的主要特点是极板材料和隔板结构有所不同。桑塔纳隔板结构有所不同。桑塔纳2000系列和系列和3000型轿车用干荷电型轿车用干荷电蓄电池的结构如蓄电池的结构如图图1-1所示。所示。下一页上一页返回第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号（一）（一） 极板极板1 极板的结

5、构极板的结构极板是蓄电池的核心部件，由栅架与活性物质组成。极板是蓄电池的核心部件，由栅架与活性物质组成。2 干荷电极板的特点干荷电极板的特点干荷电与免维护蓄电池都需采用干荷电极板。干荷电与免维护蓄电池都需采用干荷电极板。3 极板组的结构极板组的结构结构如结构如图图1-2所示。所示。下一页上一页返回第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号（二）（二） 隔板隔板为了减小蓄电池内阻和尺寸，正、负极板应尽可能靠近。隔为了减小蓄电池内阻和尺寸，正、负极板应尽可能靠近。隔板的功用就是将正、负极板隔开，防止相邻正、负极板接触板的功用就是将正、负极板隔开，防止相邻正、负极板接触而短路。而短路。（三）

6、（三） 电解液电解液电解液由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。相对密度一电解液由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。相对密度一般为般为123130 g/cm3。电解液纯度是影响蓄电池电气性能和使用寿命的重要因素。电解液纯度是影响蓄电池电气性能和使用寿命的重要因素。下一页上一页返回第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号（四）（四） 壳体壳体蓄电池壳体由电池槽和电池盖两部分组成，其功用是盛装电蓄电池壳体由电池槽和电池盖两部分组成，其功用是盛装电解液和极板组。解液和极板组。（五）（五） 蓄电池技术状态指示器蓄电池技术状态指示器目前，装备全密封型免维护蓄电池的小轿车越来越多，由于目前，装备全

7、密封型免维护蓄电池的小轿车越来越多，由于这种蓄电池盖上没有设加液孔，因此不能用密度计测量电解这种蓄电池盖上没有设加液孔，因此不能用密度计测量电解液的相对密度，为此在这种免维护蓄电池盖上设有一只结构液的相对密度，为此在这种免维护蓄电池盖上设有一只结构如如图图1-3（a）所示的蓄电池技术状态指示器来指示蓄电池的所示的蓄电池技术状态指示器来指示蓄电池的技术状况。技术状况。下一页上一页返回第一节第一节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号四、四、 蓄电池的型号与选用蓄电池的型号与选用根据机械工业部标准根据机械工业部标准JB2599-85铅蓄电池产品型号编制方法铅蓄电池产品型号编制方法规定，蓄电池型号由

8、三部分组成，各部分之间用破折号分开，规定，蓄电池型号由三部分组成，各部分之间用破折号分开，型号内容及排列情况如型号内容及排列情况如图图1-3所示。所示。（1） 串联单格电池数。串联单格电池数。（2） 电池类型。电池类型。（3） 电池特征。电池特征。（4） 额定容量。额定容量。（5） 特殊性能。特殊性能。上一页返回第二节第二节 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理 一、一、 蓄电池放电过程蓄电池放电过程将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。放电现将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。放电现象如象如图图1-4（a）所示，当放电电路接通时，在电动势的作用）所示，当放电电路接通时，在电动势

9、的作用下，电流便从正极流出，经过灯丝流回负极。电流流过灯丝下，电流便从正极流出，经过灯丝流回负极。电流流过灯丝会使灯丝发热，当电流足够大时，便使灯丝炽热而使灯泡发会使灯丝发热，当电流足够大时，便使灯丝炽热而使灯泡发出亮光。出亮光。如果电路保持接通，化学反应将继续进行，使正极板上的如果电路保持接通，化学反应将继续进行，使正极板上的PbO2和负极板上的和负极板上的Pb都逐渐转变成为都逐渐转变成为PbSO4，电解液中的硫，电解液中的硫酸酸H2SO4逐渐减少而水分逐渐增多，使电解液密度逐渐减小。逐渐减少而水分逐渐增多，使电解液密度逐渐减小。当电位差降低时，流过灯丝的电流就会减小，灯丝发热量相当电位差降

10、低时，流过灯丝的电流就会减小，灯丝发热量相应减少，灯泡亮度变弱，直到不能发光为止，如应减少，灯泡亮度变弱，直到不能发光为止，如图图1-4（b）所示。所示。下一页返回第二节第二节 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理二、二、 蓄电池充电过程蓄电池充电过程将电能转换成蓄电池的化学能的过程称为充电过程。充电时，将电能转换成蓄电池的化学能的过程称为充电过程。充电时，蓄电池应接直流电源，电池正极接电源正极，电池负极接电蓄电池应接直流电源，电池正极接电源正极，电池负极接电源负极，如源负极，如图图1-4（c）所示。所示。当电源电压高于蓄电池电动势时，在电源力的作用下，电流当电源电压高于蓄电池电动势时，在电源力的

11、作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出（即充电电流方向与放电电流从蓄电池正极流入，负极流出（即充电电流方向与放电电流方向相反）。此时正负极板上发生的化学反应与放电过程正方向相反）。此时正负极板上发生的化学反应与放电过程正好相反，正负极板上的硫酸铅将分别还原为二氧化铅和纯铅，好相反，正负极板上的硫酸铅将分别还原为二氧化铅和纯铅，电解液中硫酸成分逐渐增多而水分逐渐减少，电解液密度逐电解液中硫酸成分逐渐增多而水分逐渐减少，电解液密度逐渐增大。充电一直进行到极板上的活性物质完全恢复到放电渐增大。充电一直进行到极板上的活性物质完全恢复到放电前状态。前状态。上一页返回第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的

12、工作特性蓄电池的工作特性是指蓄电池的电动势、电压、电流和电解蓄电池的工作特性是指蓄电池的电动势、电压、电流和电解液密度随充放电时间而变化的规律。液密度随充放电时间而变化的规律。一、一、 蓄电池的工作参数蓄电池的工作参数蓄电池的工作参数主要有电解液密度、静止电动势、内阻、蓄电池的工作参数主要有电解液密度、静止电动势、内阻、容量、电压和电流等等。容量、电压和电流等等。1 电解液的相对密度电解液的相对密度电解液的相对密度是指电解液中硫酸成分所占的比例，通常电解液的相对密度是指电解液中硫酸成分所占的比例，通常简称为电解液密度。简称为电解液密度。下一页返回第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性2

13、 静止电动势静止电动势静止电动势静止电动势Es是指蓄电池在静止状态（不充电也不放电）时，是指蓄电池在静止状态（不充电也不放电）时，正负极板之间的电位差（即开路电压）。正负极板之间的电位差（即开路电压）。3 内阻内阻蓄电池内阻的大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件蓄电池内阻的大小反映了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。蓄电池的内下，内阻越小，输出电流越大带负载能力越强。蓄电池的内阻包括极板电阻、隔板电阻、电解液电阻、链条电阻和极柱阻包括极板电阻、隔板电阻、电解液电阻、链条电阻和极柱电阻。电阻。4 容量容量蓄电池的容量是反映蓄电池对外供电能力、衡量蓄电池质

14、量蓄电池的容量是反映蓄电池对外供电能力、衡量蓄电池质量优劣以及选用蓄电池的重要指标。容量越大，可提供的电能优劣以及选用蓄电池的重要指标。容量越大，可提供的电能越多，供电能力也就越大；反之，容量越小，则供电能力就越多，供电能力也就越大；反之，容量越小，则供电能力就越小。越小。下一页上一页返回第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性二、二、 影响容量的使用因素影响容量的使用因素蓄电池容量与很多因素有关，归纳起来分为两类：一类是与蓄电池容量与很多因素有关，归纳起来分为两类：一类是与生产工艺及产品结构有关，如活性物质的数量、极板的厚薄、生产工艺及产品结构有关，如活性物质的数量、极板的厚薄、活性物

15、质的孔率等；另一类是使用条件，如放电电流、电解活性物质的孔率等；另一类是使用条件，如放电电流、电解液温度和电解液相对密度等。液温度和电解液相对密度等。1 放电电流的影响放电电流的影响实验表明：放电电流越大，则电压下降越快，放电至终止电实验表明：放电电流越大，则电压下降越快，放电至终止电压的时间越短，因此容量越小。压的时间越短，因此容量越小。图图1-5所示为所示为6-Q-135型蓄电型蓄电池在不同放电电流情况下的放电特性。池在不同放电电流情况下的放电特性。下一页上一页返回第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性2 电解液温度的影响电解液温度的影响温度降低则容量减小，这是由于温度降低时，电解

16、液的黏度温度降低则容量减小，这是由于温度降低时，电解液的黏度增加，渗入极板内部困难，使离子扩散速度和化学反应速度增加，渗入极板内部困难，使离子扩散速度和化学反应速度降低；同时电解液电阻也增大，使蓄电池内阻增加，电动势降低；同时电解液电阻也增大，使蓄电池内阻增加，电动势消耗在内阻上的压降增大，蓄电池端电压降低，允许放电时消耗在内阻上的压降增大，蓄电池端电压降低，允许放电时间缩短，因此容量减小。间缩短，因此容量减小。 3 电解液密度对容量的影响电解液密度对容量的影响适当增大电解液密度，可以提高电解液的渗透速度和蓄电池适当增大电解液密度，可以提高电解液的渗透速度和蓄电池电动势，延长放电时间，从而提高

17、蓄电池输出容量。但是，电动势，延长放电时间，从而提高蓄电池输出容量。但是，当密度超过一定值时，由于电解液黏度增大使浸透速度降低，当密度超过一定值时，由于电解液黏度增大使浸透速度降低，内阻和极板硫化增加，因此蓄电池输出容量又会减小。内阻和极板硫化增加，因此蓄电池输出容量又会减小。下一页上一页返回第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性三、三、 蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压Uc和电解液密度和电解液密度25等参数随充电时间等参数随充电时间tc变化的规律。变化的规律。蓄电池充电终了的特征是

18、：蓄电池充电终了的特征是：（1） 电解液中产生大量气泡，呈现电解液中产生大量气泡，呈现“沸腾沸腾”现象；现象；（2） 蓄电池端电压和电解液密度上升到最大值，且蓄电池端电压和电解液密度上升到最大值，且23 h内内保持不变。保持不变。 下一页上一页返回第三节第三节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性四、四、 蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压Uf和电解液密度和电解液密度25等参数随放电时间等参数随放电时间tf变化的规律。变化的规律。蓄电池放电终了的特征是：蓄电池放电终了的特征是：（1） 电解液密度降

19、低到最小允许值；电解液密度降低到最小允许值；（2） 蓄电池端电压降到放电终止电压。蓄电池端电压降到放电终止电压。上一页返回第四节第四节 新型电池的结构特点新型电池的结构特点 一、一、 燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池FC（Fuel Cell）是一种将贮存在燃料和氧化剂中的）是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的化学能直接转化为电能的“发电装置发电装置”。二、二、 锌锌-空气电池空气电池锌锌-空气电池的比能量可达空气电池的比能量可达150400 Wh/kg，正极板是为一，正极板是为一薄层空气电极，由金属网集电器、活性层等组成；负极板由薄层空气电极，由金属网集电器、活性层等组成；负极

20、板由纯锌组成；电解液为氢氧化钾水溶液。其工作电压为纯锌组成；电解液为氢氧化钾水溶液。其工作电压为1012 V。三、三、 镉镉-镍电池镍电池镉镉-镍电池的容器由钢质材料制成，极板由钢制骨架嵌入钢管镍电池的容器由钢质材料制成，极板由钢制骨架嵌入钢管制成，管壁有细孔，管内填充活性物质。制成，管壁有细孔，管内填充活性物质。返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造 一、一、 交流发电机分类交流发电机分类交流发电机可按总体结构、整流器结构和搭铁型式进行分类。交流发电机可按总体结构、整流器结构和搭铁型式进行分类。1 按总体结构分类按总体结构分类按总体结构不同，交流发电机可分为：按总体结

21、构不同，交流发电机可分为：（1） 普通交流发电机普通交流发电机（2） 整体式交流发电机整体式交流发电机（3） 无刷交流发电机无刷交流发电机（4） 带泵交流发电机带泵交流发电机下一页返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造2 按整流器结构不同分类按整流器结构不同分类按整流器结构不同，交流发电机可分为：按整流器结构不同，交流发电机可分为：（1） 六管交流发电机六管交流发电机（2） 八管交流发电机八管交流发电机（3） 九管交流发电机九管交流发电机（4） 十一管交流发电机十一管交流发电机3 按磁场绕组搭铁型式分类按磁场绕组搭铁型式分类按磁场绕组搭铁型式不同，交流发电机分为：按磁场

22、绕组搭铁型式不同，交流发电机分为：（1） 内搭铁型交流发电机内搭铁型交流发电机（2） 外搭铁型交流发电机外搭铁型交流发电机下一页上一页返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造二、二、 交流发电机的构造交流发电机的构造交流发电机在汽车上使用交流发电机在汽车上使用40多年以来，虽然局部结构有所改多年以来，虽然局部结构有所改进，但是基本结构都是由定子、转子、整流器和端盖四部分进，但是基本结构都是由定子、转子、整流器和端盖四部分组成，整体式交流发电机的不同点是在基本结构的基础上增组成，整体式交流发电机的不同点是在基本结构的基础上增加了电压调节器，且都采用集成电路调节器。整体式交流

23、发加了电压调节器，且都采用集成电路调节器。整体式交流发电机零部件组成如电机零部件组成如图图1-6所示。所示。下一页上一页返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造（一）（一） 转子转子汽车交流发电机为三相同步交流发电机，其转子的功用是产汽车交流发电机为三相同步交流发电机，其转子的功用是产生磁场。转子由两块爪极、磁场绕组、铁心和集电环组成，生磁场。转子由两块爪极、磁场绕组、铁心和集电环组成，如如图图1-7所示所示（二）（二） 定子定子定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心与定子绕组组成。定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心与定子绕组组成。（三）（三） 整流器整流器交流发电机

24、的整流器的作用是将三相定子绕组产生的交流电交流发电机的整流器的作用是将三相定子绕组产生的交流电变换为直流电。整流器由整流二极管和二极管的散热板组成。变换为直流电。整流器由整流二极管和二极管的散热板组成。奥迪与桑塔纳等轿车用交流发电机整流器总成的结构如奥迪与桑塔纳等轿车用交流发电机整流器总成的结构如图图1-8所示。所示。下一页上一页返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造（四）（四） 端盖与电刷组件端盖与电刷组件交流发电机的前、后端盖均用铝合金压铸或用砂模铸造而成，交流发电机的前、后端盖均用铝合金压铸或用砂模铸造而成，采用铝合金材料的主要目的是减少漏磁。因为铝合金为非导采用

25、铝合金材料的主要目的是减少漏磁。因为铝合金为非导磁材料，且具有质量轻、散热性能好等优点。在后端盖上装磁材料，且具有质量轻、散热性能好等优点。在后端盖上装有电刷组件。电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成，如有电刷组件。电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成，如图图1-9所示。所示。下一页上一页返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造三、三、 交流发电机的型号交流发电机的型号根据我国汽车行业标准根据我国汽车行业标准QC/T 731993汽车电气设备产品汽车电气设备产品型号编制方法型号编制方法规定，汽车交流发电机的型号组成如规定，汽车交流发电机的型号组成如图图1-10所示，图中代

26、号含义如下：所示，图中代号含义如下：（1） 产品代号：交流发电机的产品代号为产品代号：交流发电机的产品代号为JF、JFZ、JFB、JFW四种，分别表示交流发电机、整体式交流发电机、带泵四种，分别表示交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机和无刷交流发电机（字母交流发电机和无刷交流发电机（字母“J”、“F”、“Z”、“B”和和“W”分别为分别为“交交”、“发发”、“整整”、“泵泵”和和“无无”字的汉语拼音第一个大写字母）。字的汉语拼音第一个大写字母）。下一页上一页返回第五节第五节 交流发电机的分类与构造交流发电机的分类与构造（2） 电压等级代号和电流等级代号：分别用电压等级代号和电流等级代号

27、：分别用1位阿拉伯数字位阿拉伯数字表示表示 。 （3） 设计序号：按产品设计先后顺序，用设计序号：按产品设计先后顺序，用12位阿拉伯数位阿拉伯数字表示。字表示。（4） 变形代号：交流发电机以调整臂位置作为变形代号。变形代号：交流发电机以调整臂位置作为变形代号。从驱动端看，在中间不加标记；在右边时用从驱动端看，在中间不加标记；在右边时用Y表示；在左边表示；在左边时用时用Z表示。表示。上一页返回第六节第六节 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理 一、一、 发电原理发电原理由交流发电机的结构特点可知，当点火开关接通时，磁场绕由交流发电机的结构特点可知，当点火开关接通时，磁场绕组中就有电流流过，流

28、经磁场绕组的电流称为磁场电流。由组中就有电流流过，流经磁场绕组的电流称为磁场电流。由右手定则可知，磁场电流在转子铁心中就会产生轴向磁通，右手定则可知，磁场电流在转子铁心中就会产生轴向磁通，磁力线穿过的路径称为导磁回路或磁路，如磁力线穿过的路径称为导磁回路或磁路，如图图1-11所示中箭所示中箭头方向所示，其磁路为铁心头方向所示，其磁路为铁心N极极转子与定子间的气隙转子与定子间的气隙定子定子定子与转子间的气隙定子与转子间的气隙S极极铁心。转子磁极制作成鸟铁心。转子磁极制作成鸟嘴形，可使定子绕组感应产生的交流电动势近似于正弦曲线嘴形，可使定子绕组感应产生的交流电动势近似于正弦曲线波形。波形。 下一页

29、返回第六节第六节 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理二、二、 整流原理整流原理1 二极管的导通原则二极管的导通原则(1) 正极管导通原则。因为三只正极管（正极管导通原则。因为三只正极管（VD1、VD3、VD5）的正极分别接在发电机三相绕组的始端（的正极分别接在发电机三相绕组的始端（U、V、W）上，它）上，它们的负极又连接在一起，所以三只正极管的导通原则是：在们的负极又连接在一起，所以三只正极管的导通原则是：在某一瞬间，正极电位最高者导通。某一瞬间，正极电位最高者导通。(2) 负极管的导通原则。因为三只负极管（负极管的导通原则。因为三只负极管（VD2、VD4、VD6）的负极分别接在发电机三

30、相绕组的始端，它们的正极又连接的负极分别接在发电机三相绕组的始端，它们的正极又连接在一起，所以三只负极管的导通原则是：在某一瞬间，负极在一起，所以三只负极管的导通原则是：在某一瞬间，负极电位最低者导通。电位最低者导通。 下一页上一页返回第六节第六节 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理2 整流过程整流过程根据上述正负二极管的导通原则，交流发电机整流器的整流根据上述正负二极管的导通原则，交流发电机整流器的整流过程如下：过程如下：在在t0到到t1时间内，时间内，W相电位最高，相电位最高，V相电位最低，所以二极相电位最低，所以二极管管VD5、VD4获得正向电压而导通。获得正向电压而导通。在在t1

31、t2时间内，时间内，U相电位最高，相电位最高，V相电位最低，所以二极管相电位最低，所以二极管VD1、VD4获得正向电压而导通。获得正向电压而导通。下一页上一页返回第六节第六节 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理在在t2t3时间内，时间内，U相电位最高，而相电位最高，而W相电位变为最低，所以相电位变为最低，所以二极管二极管VD1、VD6获得正向电压而导通。获得正向电压而导通。在在t3t4时间内，二极管时间内，二极管VD3、VD6导通，导通，V、W相之间的线相之间的线电压加在负载电阻上。电压加在负载电阻上。六只二极管导通与截止依次循环，周而复始，在负载电阻两六只二极管导通与截止依次循环，周而

32、复始，在负载电阻两端就可得到一个比较平稳的直流脉动电压，一个周期内有端就可得到一个比较平稳的直流脉动电压，一个周期内有6个个纹波。纹波。 上一页返回第七节第七节 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性 一、一、 输出特性输出特性输出特性是指发电机电压维持在试验电压输出特性是指发电机电压维持在试验电压Ut时，输出电流时，输出电流I与与转速转速n之间的关系，因此又称为电流之间的关系，因此又称为电流-转速特性，即转速特性，即Ut=C(常数常数)时，时，I=f（n）。实测桑塔纳、奥迪轿车用）。实测桑塔纳、奥迪轿车用JFZ1913Z型交流发型交流发电机的输出特性如电机的输出特性如图图1-12所示。所示

33、。 下一页返回第七节第七节 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性根据我国汽车行业标准根据我国汽车行业标准QC/T 4241999规定，交流发电机性规定，交流发电机性能用空载转速能用空载转速nA、零电流转速、零电流转速n0、最小工作电流、最小工作电流IL、额定电、额定电流流IR和最大电流和最大电流Imax5个指标来描述。个指标来描述。 1 空载转速空载转速nA空载转速是指发电机转速逐渐升高到充电指示灯（或电流表）空载转速是指发电机转速逐渐升高到充电指示灯（或电流表）指示充电开始时的转速。指示充电开始时的转速。 2 零电流转速零电流转速n0发电机电压达到规定的试验电压、但尚无电流输出时的转速发

34、电机电压达到规定的试验电压、但尚无电流输出时的转速。 下一页上一页返回第七节第七节 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性3 最小工作电流最小工作电流IL发电机在试验电压发电机在试验电压Ut、转速、转速nL1500 rmin时的输出电流。时的输出电流。 4 额定电流额定电流IR发电机在试验电压发电机在试验电压Ut、额定转速、额定转速nR时输出的最小电流。时输出的最小电流。 5 最大电流最大电流Imax发电机在试验电压发电机在试验电压Ut、最高工作转速、最高工作转速nmax时的输出电流。时的输出电流。 下一页上一页返回第七节第七节 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性二、二、 限流保护原理

35、限流保护原理当交流发电机转速达到一定值后，输出电流不再随转速升高当交流发电机转速达到一定值后，输出电流不再随转速升高而增大，表明汽车用交流发电机自身具有限制输出电流的能而增大，表明汽车用交流发电机自身具有限制输出电流的能力。从而可以避免用电设备接通过多、输出电流过大导致发力。从而可以避免用电设备接通过多、输出电流过大导致发电机过载而损坏。电机过载而损坏。汽车用交流发电机具有限流保护作用的原因如下：汽车用交流发电机具有限流保护作用的原因如下：1 定子绕组的阻抗定子绕组的阻抗Z随转速升高而增大随转速升高而增大2 电枢反应增强使磁场削弱电枢反应增强使磁场削弱上一页返回第八节第八节 新型交流发电机的结

36、构特点新型交流发电机的结构特点 一、一、 八管交流发电机八管交流发电机1 中性点输出电压分析中性点输出电压分析在定子绕组采用在定子绕组采用Y形连接的交流发电机中，其中性点形连接的交流发电机中，其中性点N不仅具不仅具有直流电压，而且还包含有交流电压成分。其原因是当交流有直流电压，而且还包含有交流电压成分。其原因是当交流发电机空载时，由于鸟嘴形磁极使磁场分布近似为正弦曲线，发电机空载时，由于鸟嘴形磁极使磁场分布近似为正弦曲线，从而使三相感应电动势的波形接近于正弦波。从而使三相感应电动势的波形接近于正弦波。当发电机正常工作有电流输出时，由于电枢反应（定子绕组当发电机正常工作有电流输出时，由于电枢反应

37、（定子绕组输出电流产生的磁场对磁场电流产生的磁场的影响称为电枢输出电流产生的磁场对磁场电流产生的磁场的影响称为电枢反应）的强弱、漏磁、铁磁物质的磁饱和以及整流二极管的反应）的强弱、漏磁、铁磁物质的磁饱和以及整流二极管的非线性特性等非线性特性等下一页返回第八节第八节 新型交流发电机的结构特点新型交流发电机的结构特点因素，将会导致交流发电机内的磁通分布变为非正弦分布，因素，将会导致交流发电机内的磁通分布变为非正弦分布，从而造成交流发电机感应电动势和输出电压的波形产生畸变，从而造成交流发电机感应电动势和输出电压的波形产生畸变，相电压的实际波形如相电压的实际波形如图图1-13（a）所示。利用数学方法分

38、析证）所示。利用数学方法分析证明，输出电压畸变的波形可以认为是由明，输出电压畸变的波形可以认为是由图图1-13（b）所示的正）所示的正弦基波和弦基波和图图1-13（c）所示三次谐波（波形频率为基本频率）所示三次谐波（波形频率为基本频率3倍的波）叠加而成。倍的波）叠加而成。下一页上一页返回第八节第八节 新型交流发电机的结构特点新型交流发电机的结构特点2 八管交流发电机提高输出功率的原理八管交流发电机提高输出功率的原理（1） 当中性点的瞬时电压当中性点的瞬时电压uN高于输出电压平均值高于输出电压平均值U时，二时，二极管极管VD7导通，从中性点输出的电流如图导通，从中性点输出的电流如图1-17中箭头

39、方向所中箭头方向所示。其电路为：定子绕组示。其电路为：定子绕组中性点二极管中性点二极管VD7输出端子输出端子“B”负载和蓄电池负载和蓄电池负极管负极管定子绕组。定子绕组。（2） 当中性点瞬时电压当中性点瞬时电压uN低于低于0 V（搭铁电位）时，二极管（搭铁电位）时，二极管VD8导通，流过中性点二极管导通，流过中性点二极管VD8的电流如图的电流如图1-18中箭头中箭头方向所示。其电路为：定子绕组方向所示。其电路为：定子绕组正极管正极管输出端子输出端子“B”负载和蓄电池负载和蓄电池中性点二极管中性点二极管VD8定子绕组。定子绕组。下一页上一页返回第八节第八节 新型交流发电机的结构特点新型交流发电机

40、的结构特点二、二、 九管交流发电机九管交流发电机1 九管交流发电机结构特点九管交流发电机结构特点九管交流发电机充电系统电路如九管交流发电机充电系统电路如图图1-14所示。所示。2 充电指示灯工作情况充电指示灯工作情况九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯来指示蓄电池充电九管交流发电机不仅可以控制充电指示灯来指示蓄电池充电情况，而且能够指示充电系统是否发生故障。情况，而且能够指示充电系统是否发生故障。下一页上一页返回第八节第八节 新型交流发电机的结构特点新型交流发电机的结构特点三、三、 十一管交流发电机十一管交流发电机整流器总成具有三只正极管整流器总成具有三只正极管VD1、VD3、VD5、三只负极

41、管、三只负极管VD2、VD4、VD6、三只磁场二极管、三只磁场二极管VD7、VD8、VD9和两和两只中性点二极管只中性点二极管VD10、VD11的交流发电机，称为十一管交的交流发电机，称为十一管交流发电机。流发电机。 上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器 一、一、 交流发电机调节器的功用交流发电机调节器的功用当发电机转速变化时，自动调节发电机输出电压并使电压保当发电机转速变化时，自动调节发电机输出电压并使电压保持恒定，防止输出电压过高而损坏用电设备和避免蓄电池过持恒定，防止输出电压过高而损坏用电设备和避免蓄电池过量充电。量充电。二、电压调节方法二、电压调节方法各种调

42、节器都是通过调节磁场电流使磁极磁通改变来控制发各种调节器都是通过调节磁场电流使磁极磁通改变来控制发电机的输出电压，电子式调节器调节磁场电流的方法是：利电机的输出电压，电子式调节器调节磁场电流的方法是：利用三极管的开关特性，使磁场电流接通与切断来调节发电机用三极管的开关特性，使磁场电流接通与切断来调节发电机磁场电流。磁场电流。下一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器三、三、 电子式调节器分类与型号电子式调节器分类与型号电子式调节器按结构可分为分立元件式和集成电路式两种类电子式调节器按结构可分为分立元件式和集成电路式两种类型。型。 1 电子式调节器分类电子式调节器分类（1）

43、 分立元件式调节器：即利用分立电子元件组成的调节分立元件式调节器：即利用分立电子元件组成的调节器器（2） 集成电路式调节器：即利用集成电路（集成电路式调节器：即利用集成电路（IC）组成的调）组成的调节器节器下一页上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器电子式调节器按搭铁型式可分为内搭铁型和外搭铁型两种电子式调节器按搭铁型式可分为内搭铁型和外搭铁型两种（1） 内搭铁型调节器：是指与内搭铁型交流发电机配套使内搭铁型调节器：是指与内搭铁型交流发电机配套使用的调节器。用的调节器。 （2） 外搭铁型调节器：是指与外搭铁型交流发电机配套使外搭铁型调节器：是指与外搭铁型交流发电机配套

44、使用的调节器。用的调节器。2 交流发电机调节器型号交流发电机调节器型号根据汽车行业标准根据汽车行业标准QC/T 731993汽车电气设备产品型号汽车电气设备产品型号编制方法编制方法规定，汽车交流发电机调节器的型号组成中代号规定，汽车交流发电机调节器的型号组成中代号的含义如下：的含义如下：下一页上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器（1） 产品代号：交流发电机调节器的产品代号为产品代号：交流发电机调节器的产品代号为FT、FTD两种，分别表示发电机调节器和电子式发电机调节器（字母两种，分别表示发电机调节器和电子式发电机调节器（字母“F”、“T”、“D”分别为分别为“发发”

45、、“调调”、“电电”字汉语拼字汉语拼音第一个大写字母）。音第一个大写字母）。（2） 电压等级代号与交流发电机相同号。电压等级代号与交流发电机相同号。（3） 结构型式代号：调节器的结构型式代号用一位阿拉伯结构型式代号：调节器的结构型式代号用一位阿拉伯数字表示。数字表示。（4） 设计序号：按产品设计先后顺序，用设计序号：按产品设计先后顺序，用12位阿拉伯数位阿拉伯数字表示。字表示。 （5） 变形代号：以汉语拼音大写字母变形代号：以汉语拼音大写字母A、B、C顺序表示顺序表示 。 下一页上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器四、四、 电子调节器工作过程电子调节器工作过程 1

46、调节器基本电路调节器基本电路外搭铁型电子调节器的基本电路如外搭铁型电子调节器的基本电路如图图1-15所示，由信号电压所示，由信号电压监测电路、信号放大与控制电路、功率放大电路以及保护电监测电路、信号放大与控制电路、功率放大电路以及保护电路四部分组成。路四部分组成。下一页上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器2 稳压管工作条件稳压管工作条件导通条件与截止条件为：导通条件与截止条件为：稳压管稳压管VS导通条件：导通条件：UR1R/(R)UUwUbel稳压管稳压管VS截止条件：截止条件：UR1R/()UUwUbel下一页上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机

47、电子调节器3 调节器工作过程调节器工作过程（1） 接通点火开关接通点火开关SW，发电机电压，发电机电压U低于蓄电池电压时，低于蓄电池电压时，三极管三极管VT截止，三极管截止，三极管VT2导通，磁场电流导通，磁场电流If接通，发电接通，发电机他激发电（即磁场电流由蓄电池供给）。机他激发电（即磁场电流由蓄电池供给）。（2） 当发电机电压上升到高于蓄电池电压但尚低于调节电当发电机电压上升到高于蓄电池电压但尚低于调节电压上限值压上限值U2时，发电机自激发电（即磁场电流由发电机自己时，发电机自激发电（即磁场电流由发电机自己供给）。供给）。（3） 当发电机电压随转速升高而升高到调节电压上限值当发电机电压随

48、转速升高而升高到调节电压上限值U2时，时，VS、VT1导通，导通，VT2截止，磁场电流切断，发电机电压截止，磁场电流切断，发电机电压降低。降低。（4） 当发电机电压降到调节电压下限值当发电机电压降到调节电压下限值U1时，时，VS、VT1截截止，止，VT2导通，磁场电流接通，发电机电压升高。导通，磁场电流接通，发电机电压升高。下一页上一页返回第九节第九节 交流发电机电子调节器交流发电机电子调节器五、五、 电子调节器工作特性电子调节器工作特性调节器的工作特性是指调节器控制的调节电压调节器的工作特性是指调节器控制的调节电压Ur和磁场电流和磁场电流If随发电机转速随发电机转速n变化的规律。变化的规律。

49、六、六、 集成电路调节器信号电压取样方法集成电路调节器信号电压取样方法1 发电机电压取样法发电机电压取样法2 蓄电池电压取样法蓄电池电压取样法3 综合电压取样法综合电压取样法上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修 一、一、 电源系统的正确使用电源系统的正确使用1 蓄电池的正确使用蓄电池的正确使用（1） 正确使用起动机。正确使用起动机。（2） 定期补充充电。定期补充充电。（3） 安装固定牢靠。安装固定牢靠。（4） 新蓄电池首次使用之前，需要合理选择电解液密度。新蓄电池首次使用之前，需要合理选择电解液密度。下一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修2

50、 交流发电机与调节器的正确使用交流发电机与调节器的正确使用（1） 汽车交流发电机均为负极搭铁，蓄电池搭铁极性必须汽车交流发电机均为负极搭铁，蓄电池搭铁极性必须与发电机一致。与发电机一致。（2） 发电机运转时，不能短接交流发电机的发电机运转时，不能短接交流发电机的“B”、“E”端端子（即用试火花的方法）来检查发电机是否发电，否则容易子（即用试火花的方法）来检查发电机是否发电，否则容易烧坏整流二极管。烧坏整流二极管。（3） 一旦发现发电机不发电或充电电流很小时，就应及时一旦发现发电机不发电或充电电流很小时，就应及时找出原因并排除故障。找出原因并排除故障。下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用

51、与维修电源系统的使用与维修（4） 当整流器的六只整流二极管与定子绕组连接时，禁止当整流器的六只整流二极管与定子绕组连接时，禁止使用使用220V交流电源检查发电机的绝缘情况，否则将会损坏二交流电源检查发电机的绝缘情况，否则将会损坏二极管。极管。（5） 调节器与交流发电机的搭铁型式、电压等级必须一致。调节器与交流发电机的搭铁型式、电压等级必须一致。（6）交流发电机的功率不得超过调节器所能匹配的功率。）交流发电机的功率不得超过调节器所能匹配的功率。（7） 汽车停驶时应断开点火开关，以免蓄电池长时间向磁汽车停驶时应断开点火开关，以免蓄电池长时间向磁场绕组放电。场绕组放电。下一页上一页返回第十节第十节

52、电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修二、二、 电源系统的维护电源系统的维护（一）（一） 蓄电池的维护蓄电池的维护（1） 检查蓄电池槽表面有无电解液逸出；检查蓄电池槽表面有无电解液逸出；（2） 清除蓄电池盖上的灰尘和泥土，擦去电池盖上的电解清除蓄电池盖上的灰尘和泥土，擦去电池盖上的电解液；清除极柱和导线接头上的氧液；清除极柱和导线接头上的氧化物；化物；（3） 检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与极柱的检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与极柱的连接是否紧固；连接是否紧固；（4） 检查加液孔盖或螺塞上的通气孔是否畅通；检查加液孔盖或螺塞上的通气孔是否畅通；（5） 检查调整电解液的液面高度

53、。检查调整电解液的液面高度。下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修（二）（二） 交流发电机的维护交流发电机的维护1 检查驱动带外观检查驱动带外观2 检查驱动带挠度检查驱动带挠度3 检查导线连接检查导线连接4 检查有无噪声检查有无噪声下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修三、三、 蓄电池技术状态的检验蓄电池技术状态的检验1 检查电解液液面高度检查电解液液面高度2 检查蓄电池相对密度检查蓄电池相对密度四、四、 蓄电池充电方法与充电工艺蓄电池充电方法与充电工艺（一）（一） 充电方法充电方法恒压充电、恒流充电和脉冲快速充电恒压充电、恒流充

54、电和脉冲快速充电（二）（二） 充电工艺充电工艺根据蓄电池技术状态不同，蓄电池充电工艺可分为初充电、根据蓄电池技术状态不同，蓄电池充电工艺可分为初充电、补充充电和去硫充电三种。补充充电和去硫充电三种。 下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修五、五、 交流发电机与调节器的检修交流发电机与调节器的检修（一）（一） 交流发电机的分解交流发电机的分解（1） 拆下固定电刷组件和调节器总成的两个固定螺钉，取拆下固定电刷组件和调节器总成的两个固定螺钉，取下电刷组件和调节器；下电刷组件和调节器；（2） 分别用直径为分别用直径为14 mm和和8 mm的套筒扳手拆下的套筒扳手拆下“输

55、出输出”端子和端子和“磁场输出磁场输出”端子上的固紧螺母端子上的固紧螺母（3） 拆下绝缘架固定螺钉，取下绝缘架；拆下绝缘架固定螺钉，取下绝缘架；下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修（4） 拆下防干扰电容器固定螺钉，拔下电容器引线插头，拆下防干扰电容器固定螺钉，拔下电容器引线插头，取下电容器；取下电容器；（5） 拆下前、后端盖连接螺栓（拆下前、后端盖连接螺栓（6个），分离前、后端盖，个），分离前、后端盖，并使定子与后端盖在一起；并使定子与后端盖在一起；（6） 拆下整流器总成固定螺钉（拆下整流器总成固定螺钉（6个），从后端盖上取下整个），从后端盖上取下整流器与定子

56、总成；流器与定子总成；（7） 用用3050 W/220 V电烙铁焊开定子绕组引线与整流二电烙铁焊开定子绕组引线与整流二极管引出电极间的四个焊点使定子总成与整流器总成分离。极管引出电极间的四个焊点使定子总成与整流器总成分离。下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修（二）（二） 交流发电机的检修交流发电机的检修1 磁场绕组的检修磁场绕组的检修2 定子绕组的检修定子绕组的检修3 整流器的检修整流器的检修4 电刷组件的检修电刷组件的检修（三）（三） 电子调节器的检修电子调节器的检修（1） 将电源电压将电源电压U调到调到12 V（28 V调节器调到调节器调到24 V）；）；

57、（2） 接通开关，若小灯泡发亮，则为外搭铁型调节器。若接通开关，若小灯泡发亮，则为外搭铁型调节器。若灯不亮，则该调节器为内搭铁型调节器。灯不亮，则该调节器为内搭铁型调节器。下一页上一页返回第十节第十节 电源系统的使用与维修电源系统的使用与维修（四）（四） 交流发电机的组装交流发电机的组装装复交流发电机各零部件之前，先将轴承填充规定型号的润装复交流发电机各零部件之前，先将轴承填充规定型号的润滑脂（滑脂（13号复合钙钠基润滑脂或号复合钙钠基润滑脂或2号低温润滑脂），填充量号低温润滑脂），填充量为轴承空间的为轴承空间的2/3为宜。若过量则易溢出，溅到滑环上会导致为宜。若过量则易溢出，溅到滑环上会导致

58、电刷与滑环接触不良。装复发电机的步骤与分解时相反，装电刷与滑环接触不良。装复发电机的步骤与分解时相反，装复完毕后，用手转动驱动带轮，检查转动是否灵活自如；再复完毕后，用手转动驱动带轮，检查转动是否灵活自如；再用万用表检测各接线端子间的阻值是否符合标准值要求。如用万用表检测各接线端子间的阻值是否符合标准值要求。如无异常，即可进行试验。无异常，即可进行试验。上一页返回第十一节交流发电机与调节器的第十一节交流发电机与调节器的试验试验 一、一、 试验电路试验电路试验电路应按试验电路应按图图1-16所示电路进行连接。所示电路进行连接。二、二、 技术条件技术条件 三、三、 试验方法试验方法 1 空载转速试

59、验空载转速试验2 零电流转速试验零电流转速试验3 最小工作电流试验最小工作电流试验4 额定输出电流试验额定输出电流试验下一页返回第十一节交流发电机与调节器的第十一节交流发电机与调节器的试验试验5 调节器的调节特性试验调节器的调节特性试验6 调节器的转速特性试验调节器的转速特性试验7 调节器的负载特性试验调节器的负载特性试验上一页返回第十二节电源系统故障诊断与排第十二节电源系统故障诊断与排除除 一、一、 蓄电池故障的诊断蓄电池故障的诊断1 极板严重硫化的判断极板严重硫化的判断2 活性物质严重脱落的判断活性物质严重脱落的判断3 严重短路的判断严重短路的判断二、二、 充电系统不充电故障的诊断与排除充

60、电系统不充电故障的诊断与排除1 故障现象故障现象当充电系统正常时，发动机转速升高到比怠速转速稍高发电当充电系统正常时，发动机转速升高到比怠速转速稍高发电机输出电压即可达到调节电压并对蓄电池充电。若发电机中机输出电压即可达到调节电压并对蓄电池充电。若发电机中速运转时，电流表仍指示放电或充电指示灯仍然发亮，则说速运转时，电流表仍指示放电或充电指示灯仍然发亮，则说明充电系统不充电。明充电系统不充电。下一页返回第十二节电源系统故障诊断与排第十二节电源系统故障诊断与排除除2 故障原因故障原因(1) 交流发电机驱动带过松。交流发电机驱动带过松。(2) 充电系统线路故障：充电系统线路故障： 发电机发电机“B