模块10汽车电源及起动系统构造与维修

1、项目一项目一模块模块10汽车电源汽车电源及及起动起动系统系统的构造与维修的构造与维修第一课题第一课题 汽车电源系统汽车电源系统任务：汽车电源系统的性能检修任务：汽车电源系统的性能检修任务分析：任务分析： 1、汽车电源的组成及特点；、汽车电源的组成及特点； 2、蓄电池的原理与使用方法；、蓄电池的原理与使用方法； 3、交流发电机的组成及工作原理；、交流发电机的组成及工作原理； 4、蓄电池的检测、交流发电机的检修、蓄电池的检测、交流发电机的检修一、汽车电源的组成及特点一、汽车电源的组成及特点1 1、组成：、组成：1 1）蓄电池）蓄电池2 2）交流发电机）交流发电机3 3）电压调节器）电压调节器2 2

2、、系统原理：、系统原理：3 3、电源特点：、电源特点：1 1）低电压低电压汽车电系标称电压有三汽车电系标称电压有三 个等级：个等级：6V6V、12V12V和和24V24V，以以12V12V和和24V24V居多居多；2 2）直流电源直流电源主要从蓄电池从充电角度来考虑；主要从蓄电池从充电角度来考虑；3 3）并联单线制并联单线制汽车上所有用电设备是并联的，汽车汽车上所有用电设备是并联的，汽车发动机、底盘等金属机体，作为各种电器的公用电路，发动机、底盘等金属机体，作为各种电器的公用电路，由用电器到电源只需一条导线；由用电器到电源只需一条导线；4 4）负极搭铁负极搭铁我国我国JB515-64JB515

3、-64汽车、拖拉机用电设备汽车、拖拉机用电设备技术条件技术条件中规定的。中规定的。二、汽车蓄电池二、汽车蓄电池1 1、定义：、定义：蓄电池（俗称蓄电池（俗称“电瓶电瓶”）是一种将）是一种将化学能化学能与与电能电能相互转相互转换的装置，是可逆的换的装置，是可逆的低压直流电源。低压直流电源。2 2、蓄电池的分类、蓄电池的分类 铅酸蓄电池：铅酸蓄电池：普通蓄电池、免维护蓄电池、干荷电蓄普通蓄电池、免维护蓄电池、干荷电蓄电池、胶体电解质蓄电池；电池、胶体电解质蓄电池； 特点：特点：价格便宜、内阻小价格便宜、内阻小 镍碱蓄电池：镍碱蓄电池：镍铁蓄电池、铜镍蓄电池镍铁蓄电池、铜镍蓄电池 特点：特点：容量大

4、、使用寿命长、维护简单容量大、使用寿命长、维护简单3 3、铅酸蓄电池的作用、铅酸蓄电池的作用1)1)起动发动机。起动发动机。发动机起动时，向起动机和点火系供电；发动机起动时，向起动机和点火系供电；2)2)备用供电。备用供电。在发电机不发电或电压较低时，向用电设备在发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电；供电；3)3)协同供电。协同供电。当用设备同时接入较多，发电机超载时，协当用设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；助发电机供电；4)4)存储电能。存储电能。蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，将发电机的电能转变为化学能储存起来（充电）。将发电机

5、的电能转变为化学能储存起来（充电）。5)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。吸收电路中出现的瞬时吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电气系统电压稳定。过电压，保护电子元件，保持汽车电气系统电压稳定。) )4 4、蓄电池的构造、蓄电池的构造1）极板组）极板组2）隔板）隔板3）联条）联条4）加液孔盖）加液孔盖5）电解液）电解液6）壳体）壳体1）极板组）极板组A、为正极板、负极板，蓄电池的充放电过程就是依靠极、为正极板、负极板，蓄电池的充放电过程就是依靠极板上活性物质的电解液中的板上活性物质的电解液中的H2SO4化学反应来实现的化学反应来实现的B、正极板的物质为

6、、正极板的物质为二氧化铅（二氧化铅（PbO2），呈深棕色），呈深棕色；负极板上的物质为海绵状的负极板上的物质为海绵状的纯铅（纯铅（Pb），呈青灰色），呈青灰色。C、一般负极板厚、一般负极板厚1.8mm；正极板厚；正极板厚2.2mm。D、为了提高蓄电池的容量，将多片正负极板分别、为了提高蓄电池的容量，将多片正负极板分别并并联联，用横板焊接，组成正负极板组。，用横板焊接，组成正负极板组。2）隔板）隔板A、隔板位于正负极板之间，它可以使正负极板、隔板位于正负极板之间，它可以使正负极板尽可能靠尽可能靠近近但彼此又不接触（不会短路），有效减小蓄电池的但彼此又不接触（不会短路），有效减小蓄电池的内阻内阻和

7、体积。和体积。B、隔板具有、隔板具有多孔性多孔性，以便电解液流动。，以便电解液流动。C、常用的材料有木质的、微孔橡胶的、微孔塑料的、塑、常用的材料有木质的、微孔橡胶的、微孔塑料的、塑料纤维以及料纤维以及浸树脂纸质浸树脂纸质的。的。微孔橡微孔橡 胶隔板胶隔板木质木质隔板隔板3）联条）联条蓄电池蓄电池3个或个或6个单格电池之间靠联条进行个单格电池之间靠联条进行串联串联，现多，现多采用采用穿壁式穿壁式联接方式。联接方式。4）加液孔盖）加液孔盖加液孔盖用来防止加液孔盖用来防止电解液溅出及加注电解液溅出及加注电解液，加液孔盖电解液，加液孔盖上有通气孔，这样上有通气孔，这样可以使电解过程中可以使电解过程中

8、产生的产生的H2和和O2排出排出。5）电解液）电解液电解液是用电解液是用专用硫酸专用硫酸和和蒸馏水蒸馏水按一定比例配制而成，按一定比例配制而成，密度一般在密度一般在 1.241.30 g/cm3。6）外壳）外壳用来盛放电解液和极板组。应耐酸、耐热、耐振，通用来盛放电解液和极板组。应耐酸、耐热、耐振，通常用硬橡胶制成。常用硬橡胶制成。5 5、蓄电池的型号、蓄电池的型号型号铭牌中的型号铭牌中的 6-QA-105G 说明了蓄电池的哪说明了蓄电池的哪些参数？些参数？12 3451蓄电池单格数，常用的有蓄电池单格数，常用的有3和和6。2蓄电池的用途，用汉语拼音第一个字母表示，蓄电池的用途，用汉语拼音第一

9、个字母表示，Q为为起动型，起动型，M为摩托车用，为摩托车用，JC为船用，为船用，HK为飞机用等。为飞机用等。3如如A为干式荷电极板，无字为干封普通极板铅蓄电为干式荷电极板，无字为干封普通极板铅蓄电池。池。420h率放电额定容量，用数字表示。单位为率放电额定容量，用数字表示。单位为Ah。5特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示，如特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示，如G为高为高起动率；塑料槽用起动率；塑料槽用“S”；用；用“D”表示低温启动性好。表示低温启动性好。6 Q A 105 G6 6、蓄电池的工作原理、蓄电池的工作原理思考问题：蓄电池的电从哪里来的？思考问题：蓄电池的电从哪里来的？（1）负极

10、板：（材料为铅）负极板：（材料为铅）铅溶于电解液中，失电子生成铅溶于电解液中，失电子生成Pb2+Pb - 2e Pb2+电子留在负极板上，和电子留在负极板上，和Pb2+吸引，使负极具有负电位，吸引，使负极具有负电位，为为-0.1V。当当负极板负极板或或正极板正极板分别浸入电解液中时，将会发分别浸入电解液中时，将会发生什么现象？生什么现象？（2）正极板）正极板：（材料为二氧化铅）：（材料为二氧化铅）PbO2溶于电解液溶于电解液 PbO2 +2H2OPb(OH)4 Pb(OH)4Pb4+ + 4OH- OH-留在电解液中，留在电解液中，Pb4+ 沉附在正极表面沉附在正极表面,使正极板有使正极板有+

11、2.0V在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为：在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为： E=2.0(0.1)=2.1V当当负极板负极板与与正极板正极板接通时，将会发生哪些反应？接通时，将会发生哪些反应？放电放电Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O充电充电2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2H2SO4 Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电（识记）（识记）蓄电池充放电化学方程式：蓄电池充放电化学方程式：7 7、影响蓄电池容量的使用因素、影响蓄电池容量的使用因素 1 1）放电电流放电电流 放电电流越大，蓄电池的容量

12、越小，这是因为放电放电电流越大，蓄电池的容量越小，这是因为放电过程中，正负极板上的过程中，正负极板上的PbO2和和Pb与与H2SO4发生反应生成发生反应生成的的PbSO4使极板孔隙缩小，使极板孔隙缩小， H2SO4的渗入困难，放电电流的渗入困难，放电电流越大，化学反应速度越快，越大，化学反应速度越快， PbSO4堵塞极板孔隙加快，堵塞极板孔隙加快， H2SO4的渗入越困难，其实际输出的容量越小。的渗入越困难，其实际输出的容量越小。2 2）电解液温度电解液温度电解液温度降低，蓄电池输出的容量越小。因为电电解液温度降低，蓄电池输出的容量越小。因为电解液温度降低，电解液的解液温度降低，电解液的粘度增

13、大粘度增大，离子运动速度慢；另，离子运动速度慢；另一方面，极板的收缩使得极板表面的孔隙缩小，电解液向一方面，极板的收缩使得极板表面的孔隙缩小，电解液向极板孔隙内层渗入困难，使极板孔隙内的活性物质不能充极板孔隙内层渗入困难，使极板孔隙内的活性物质不能充分利用，使蓄电池放电容量下降。分利用，使蓄电池放电容量下降。3）电解液比重电解液比重 提高电解液比重，可以提高铅蓄电池的电动势和提高电解液比重，可以提高铅蓄电池的电动势和容量。但电解液比重过大，又导致容量。但电解液比重过大，又导致粘度增加粘度增加和内阻增大，和内阻增大，蓄电池容量反而减小。冬季在电解液不结冰的前提下，可蓄电池容量反而减小。冬季在电解

14、液不结冰的前提下，可能采用稍低些的电解液比重能采用稍低些的电解液比重8 8、蓄电池的充电、蓄电池的充电 1 1）充电设备）充电设备2 2）充电方法）充电方法 常规充电方法包括常规充电方法包括定流充电定流充电和和定压充电定压充电两种，非常规两种，非常规充电有充电有脉冲快速充电脉冲快速充电。 在存放期中，每在存放期中，每3 3个月也要进行一次放电、充电循环个月也要进行一次放电、充电循环处理，以保持蓄电池一定的容量，延长其使用寿命。处理，以保持蓄电池一定的容量，延长其使用寿命。A A、定流充电、定流充电在充电过程中，使充电电流（一般蓄电池容量的在充电过程中，使充电电流（一般蓄电池容量的0.10.1倍

15、以倍以下，如下，如60Ah60Ah蓄电池不大于蓄电池不大于6A6A）保持）保持恒定电流恒定电流的充电方法的充电方法称为定流充电法。称为定流充电法。B B、定压充电、定压充电在充电过程中，充电在充电过程中，充电电电压始终保持不变压始终保持不变的充电方法的充电方法称为定压充电法。称为定压充电法。 充电电压一般按充电电压一般按单格电池单格电池电压为电压为2.5V2.5V进行选用，即进行选用，即6V6V蓄电池的充电电压为蓄电池的充电电压为7.5V7.5V，12V12V蓄电池的充电电压为蓄电池的充电电压为15V15V。采取此方式时，要求采取此方式时，要求各支路蓄电池的额定电压必须相同，各支路蓄电池的额定

16、电压必须相同，容量也要一样容量也要一样。C C、脉冲快速充电、脉冲快速充电以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。大电流（大电流（0.80.81 1倍额定容量）恒流充电至单格电压升倍额定容量）恒流充电至单格电压升至至2.4V2.4V；前停充前停充151525ms25ms；反向脉冲反向脉冲1.51.52.02.0倍额定容量电流充电通倍额定容量电流充电通 t=150t=1501000s1000s；后停充后停充252540ms40ms，如此循环，直至充足电。如此循环，直至充足电。9 9、铅蓄电池常见故障的诊断、铅蓄电池常见故障的诊断外部故障：外部故障：外壳裂纹、极

17、柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂。外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂。内部故障：内部故障：极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。极板短路、自放电、极板拱曲。 （1 1）极板硫化）极板硫化 极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简称硫化。称硫化。 A A：故障现象：故障现象：放电时，内阻大，电压急剧下降，不能持续供给启动放电时，内阻大，电压急剧下降，不能持续供给启动电流；充电时温度上升快，过早出现沸腾现象。电流；充电时温度上升快，过早出现沸腾现象。 B B：产生原因：产生原因：1 1）蓄电池长期充电不

18、足或放电后不及时充电，温度变）蓄电池长期充电不足或放电后不及时充电，温度变化时，硫酸铅发生再结晶；化时，硫酸铅发生再结晶；2 2）蓄电池液面过低，极板上部发生氧化后与电解液接）蓄电池液面过低，极板上部发生氧化后与电解液接触，也会生成粗晶粒硫酸铅；触，也会生成粗晶粒硫酸铅； 3 3）经常过放电或不进行定期补充充电；）经常过放电或不进行定期补充充电； 4 4）电解液不纯或气温变化剧烈致蓄电池自放电，使硫）电解液不纯或气温变化剧烈致蓄电池自放电，使硫酸铅再结晶。酸铅再结晶。C C：措施：措施1 1）硫化不严重时，采用去硫化充电法充电；硫化严重）硫化不严重时，采用去硫化充电法充电；硫化严重时，报废；时

19、，报废；2 2）保持蓄电池经常处于充足电状态：）保持蓄电池经常处于充足电状态： 3 3）电解液高度应符合规定）电解液高度应符合规定。 （2 2）自行放电）自行放电蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。为自放电。故障特征故障特征充足电的蓄电池每昼夜容量降低超过充足电的蓄电池每昼夜容量降低超过2%2%，称为故障性，称为故障性自放电。自放电。故障原因故障原因1 1）电解液含杂质过多致极板产生局部放电；）电解液含杂质过多致极板产生局部放电；2 2）溢出的电解液堆积在盖板使正负极柱形成回路；）溢出的电解液堆积在盖板使正负极柱形成回路；3 3）电

20、解液上下密度差使极板上下部形成电位差而自放电；）电解液上下密度差使极板上下部形成电位差而自放电；4 4）极板活性物质脱落过多在电池底部短路。）极板活性物质脱落过多在电池底部短路。防止措施防止措施倒出电解液、取极板隔板，用蒸馏水冲冼极板和隔板后倒出电解液、取极板隔板，用蒸馏水冲冼极板和隔板后重新组装，加新电解液后充电。重新组装，加新电解液后充电。（3 3）活性物质脱落）活性物质脱落故障特征故障特征蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊，有棕色物蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊，有棕色物质自底部上升。质自底部上升。故障原因故障原因A A、充电电流过大；、充电电流过大；B B、过充时间过长；、过充

21、时间过长； 电解水电解水产生产生H H2 2和和O O2 2冲击极板上的活性物质；冲击极板上的活性物质；C C、低温大电流放电；造成极板拱曲；、低温大电流放电；造成极板拱曲； D D、电解液不纯、电解液不纯E E、汽车行驶时颠簸、振动。、汽车行驶时颠簸、振动。（4 4）极板短路）极板短路故障特征故障特征充电时电解液温度迅速升高，电压和密度上升缓慢；充电时电解液温度迅速升高，电压和密度上升缓慢；充电末期气泡少，高频放电计检查时，电压迅速降为充电末期气泡少，高频放电计检查时，电压迅速降为0 0故障原因故障原因1 1）隔板质量不好或缺角；）隔板质量不好或缺角；2 2）极板拱曲；）极板拱曲；3 3）活

22、性物质脱落过多；）活性物质脱落过多；防止与处理措施防止与处理措施 找出短路的单格极板，拆散电池，取出极板，换隔板和找出短路的单格极板，拆散电池，取出极板，换隔板和不合格极板。不合格极板。三、汽车交流发电机组成及工作原理三、汽车交流发电机组成及工作原理导论：导论：发电机是如何发电的？发电机是如何发电的？皮带轮皮带轮线线 圈圈电流方向遵循左手原则电流方向遵循左手原则这是单相的？双相的？还这是单相的？双相的？还是三相的呢？是三相的呢？1 1、组成：、组成：（1）转子）转子转子的转子的作用作用是是产生磁场产生磁场，它由其两块爪极、磁，它由其两块爪极、磁场绕组、滑环及轴等组成场绕组、滑环及轴等组成（2）

23、定子）定子定子又叫定子又叫电枢电枢，作用是用来，作用是用来产生交流电动势产生交流电动势的，由的，由铁芯和三相绕组组成铁芯和三相绕组组成 。 连接方法有连接方法有： 星形连接星形连接 三角形连接三角形连接（2）整流器）整流器整流器的整流器的作用作用是将定子绕组的三相交流电变为是将定子绕组的三相交流电变为直流电。直流电。思考：思考：当输入的交流电如图当输入的交流电如图1所示时，图所示时，图2中的灯泡工作中的灯泡工作情况如何？情况如何？Vt/so图图1图图2图图3图图3中的中的A、B输出端是什么极性？输出端是什么极性？12AB1243整流电桥整流电桥 引出线为正极的二极管称为引出线为正极的二极管称为

24、正极管正极管 引出线为负极的二极管称为引出线为负极的二极管称为负极管负极管汽车电气构造与维修-车志（3）端盖与电刷组件）端盖与电刷组件（4）带轮与风扇）带轮与风扇2 2、工作原理、工作原理（1）三相桥式整流电路及电压波形）三相桥式整流电路及电压波形N（2）中性点与八管整流器）中性点与八管整流器发电机中性点发电机中性点(N)与搭铁（负极）之间有电压与搭铁（负极）之间有电压，是是整流电路输出电压的一半整流电路输出电压的一半。加装中性点二极管的发电机其加装中性点二极管的发电机其输出功率可以提高输出功率可以提高11%15%。（3）电压调节器）电压调节器当当S1闭合，发电机发出闭合，发电机发出的电压过高

25、时，在发动的电压过高时，在发动机不减速的情况下，该机不减速的情况下，该如何调节降低电压？如何调节降低电压？A、分类、分类a）按）按工作原理工作原理可分为：可分为： 触点式电压调节器触点式电压调节器、晶体管调节器晶体管调节器、集成电路调节器、集成电路调节器、电、电脑控制调节器脑控制调节器 b）按所匹配的交流发电机）按所匹配的交流发电机搭铁型式搭铁型式可可分为：分为： 内搭铁型调节器内搭铁型调节器 外搭铁型调节器外搭铁型调节器B、引论：三极管的开关作用引论：三极管的开关作用NPNC、晶体管、晶体管电压调节器电压调节器 （a）内搭铁式内搭铁式（b）外搭铁式外搭铁式D、集成电路、集成电路电压调节器电压

26、调节器E、电脑控制、电脑控制电压调节器电压调节器第二课题第二课题 汽车起动系统汽车起动系统任务：汽车起动系统的性能检修任务：汽车起动系统的性能检修任务分析：任务分析： 1、汽车起动系统的组成及特点；、汽车起动系统的组成及特点； 2、起动系统的工作原理、起动系统的工作原理 3、起动系统工作线路分析；、起动系统工作线路分析； 4、起动系统的检测、起动机的分解与、起动系统的检测、起动机的分解与装配；装配；一、起动系统组成及部件名称；一、起动系统组成及部件名称；功用：按发动机起动的要求，提供一定的起动转矩，使发动功用：按发动机起动的要求，提供一定的起动转矩，使发动机达到机达到规定的转速，顺利完成起动过程。规定的转速，顺利完成起动过程。1、点火开关、点火开关2、起动继电器、起动继电