蓄电池发电机起动机

蓄电池、发动机、起动机一.蓄电池1.蓄电池的功用2.蓄电池的基本原理3.蓄电池的主要参数4.蓄电池的使用与维护1.蓄电池的功用发动机启动时，向启动机和点火系统供电发动机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电。（应用中应避免）发动机运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来；发电机过载时，协助发电机向用电设备供电蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定2.蓄电池的基本原理2.1

蓄电池（汽车上一般采用铅酸蓄电池，以此为例）的核心部分是极板和电解液（硫酸和水的混合物），蓄电池建立电动势、放电和充电通过极板上的活性物质与电解液的电化学反应实现。2.2蓄电池的结构蓄电池内有两种化学性质不同的板，叫极板，极板是由栅架及铅涂膏涂料组成。一个正/一个负，这两个极板被一个隔板分开并放入电解液中。为了增大蓄电池的容量，将多片正极板和负极板各自用横板焊接并联起来，组成正极板组和负极板组。将正负极板组相互嵌合的极板组置于存有电解液的容器中，就构成了单格电池。单格电池的标称电压为2V。每个单格电池的正极板总比负极板少一片，这是为了使每片正极板都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是二氧化铅，呈棕红色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅，呈青灰色。2.3蓄电池电动势的建立

蓄电池的电动势是正、负极浸入电解液后产生的。负极板：铅溶于电解液中，失电子生成Pb2+，反应如下：

A：Pb→Pb2++2e（释放电子）B：H2SO4→2H++SO42-C：Pb2++SO42-→PbSO4负极板总反应：Pb+H2SO4→PbSO4+2H++2e（释放电子）

电子留在负极板上，和Pb2+吸引，使负极具有负电位，为-0.1V。正极板：PbO2溶于电解液A：PbO2+2H2O←→Pb(OH)4←→Pb4++4OH-（可逆反应）B：Pb4++2e→Pb2+（接受电子）C：H2SO4→2H++SO42-D：Pb2++SO42-→PbSO4正极板总反应：PbO2+H2SO4+2H++2e→PbSO4+2H2O（接受电子）OH-留在电解液中，Pb4+沉附在正极表面,使正极板有+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：E=2.0－(－0.1)=2.1V2.4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。如果将蓄电池与外电路的负荷接通，电子e从负极板经过外电路的负荷流往正极板，使正极板的电位下降，从而破坏了原有的平衡状态。发生电化学反应。从理论上说，蓄电池这种放电过将极板上所有物质全部转变为硫酸铅，但由于电解液不能渗透到活性物质最内层，实际转化的只有20-30%。

2.5放电过程将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充电过程，它是放电反应的逆过程。当电源电压高于蓄电池时，充电电流流入蓄电池正极，从负极流出负极板：硫酸铅还原为铅，反应如下：A：PbSO4→Pb2++SO42-B：Pb2++2e→Pb（接受电子）C：SO42-+2H+→H2SO4负极板总反应：PbSO4+2H++2e→Pb+H2SO4（接受电子）正极板：二价铅离子被氧化为四价铅离子，反应如下：A：PbSO4→Pb2++SO42-B：Pb2+-2e→Pb4+C：4H2O→4H++4OH-D：Pb4++4OH-→Pb（OH）4E：Pb（OH）4→PbO2+2H2OF：4H++2SO42-→2H2SO4正极板总反应：PbSO4+2H2O+SO42--2e→PbO2+H2SO4（释放电子）3.蓄电池的主要参数3.1蓄电池的容量电池容量就是蓄电池储存电量的能力用C(Ah)表示，计量单位为安时（Ah）。计算方法为：电池容量（Ah）=放电电流（A）×放电时间（H）蓄电池的标称容量是在规定的放电电流下测得放电时间，计算得来的。3.2蓄电池的放电率蓄电池的放电率指在标准状况下，充满电的电池完全放电时所需要的时间，计量单位为HR。例如：20HR表示完全放电时间为20小时，放电电流计算方法为：电池容量（AH）/放电率（HR）=放电电流（A）3.3蓄电池温度与容量铅酸蓄电池的容量与蓄电池的温度成正比函数的关系，按标准温度为25℃计算，当温度每下降1℃时，相对容量大约下降0.8%，当温度升高后容量也会恢复，其原因如下：①温度下降后造成电解液不易扩散，两极板中的活性物质或学反映速率变慢。②温度下降导致电解液的阻抗增加，电瓶电压上升。3.4蓄电池的内阻通常包括：正负极板的电阻，电解液的电阻，隔离物的电阻和连接物的电阻。极板的电阻在完全充电状态下是很小的，但随着蓄电池放电程度的增加，覆盖在极板表面的PbSO4增多，电阻增大。隔离物的电阻与其材料，厚度，结构等有关。电解液的电阻与其温度、密度有关。连接物的电阻与其长度有关。3.5充、放电特性

蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电解液相对密度随时间而变化的规律。蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化的规律。（1）开始放电阶段端电压由2.14V迅速下降至2.1V极板孔隙内硫酸迅速消耗，电解液密度迅速下降，浓差极化增大，端电压迅速下降。（2）相对稳定阶段端电压由缓慢下降至1.85V极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡，孔内外电解液密度一起缓慢下降，所以端电压缓慢下降。（3）迅速下降阶段端电压由1.85V迅速下降至1.75V。放电接近终了时，电化学极化、浓差极化、欧姆极化显著增大，端电压迅速下降。蓄电池放电终了的特征（1）充电开始阶段端电压迅速上升。开始充电时，孔隙内迅速生成硫酸，浓差极化增大，端电压迅速上升。（2）稳定上升阶段端电压缓慢上升至2.4V左右。孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成的速度与扩散速度达到平衡时，端电压随整个容器内电解液密度变化而缓慢上升。（3）充电末期电压迅速上升到2.7V左右，且稳定不变，电解液呈沸腾状态。活性物质还原反应结束后的充电称为过充电，充电电流用于电解水，应避免长时间过充电。4.蓄电池的使用与维护4.1检查蓄电池在支架上的固定螺栓是否拧紧,安装不牢靠会因行车震动而引起壳体损坏。另外不要将金属物放在蓄电池上以防短路。4.2时常查看极柱和接线头连接得是否可靠。为防止接线柱氧化可以涂抹凡士林等保护剂。4.3不可用直接打火(短路试验)的方法检查蓄电池的电量这样会对蓄电池造成损害。4.4普通铅酸蓄电池要注意定期添加蒸馏水。干荷蓄电池在使用之前最好适当充电。至于可加水的免维护蓄电池并不是不能维护适当查看必要时补充蒸馏水有助于延长使用寿命。

4.5蓄电池盖上的气孔应通畅。蓄电池在充电时会产生大量气泡若通气孔被堵塞使气体不能逸出当压力增大到一定的程度后就会造成蓄电池壳体炸裂。4.6在蓄电池极柱和盖的周围常会有黄白色的糊状物,这是因为硫酸腐蚀了根柱、线卡、固定架等造成的。这些物质的电阻很大，要及时清除。4.7当需要用两块蓄电池串联使用时蓄电池的容量最好相等。否则会影响蓄电池的使用寿命。

起动机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。发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。直流电动机的工作原理1.功用直流电动机时将电能转变为机械能的设备。2.原理载流导体在磁场中受到电磁力作用会发生运动。工作原理图见图3-1。3.直流电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩M取决于磁通φ、电枢电流Ia的乘积，即M=CmφIa其中Cm—电机结构常数传动机构作用发动机起动时，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，自动切断动力传递，防止电动机被发动机带动，超速旋转而破坏。起动机驱动齿轮与曲轴飞轮齿环之间的传动比很大，在传动机构中设置了单向离合器，起动时传递断联系。如图所示，传动导管1与外座圈2制成一体，外座圈内部制成“十”字型空腔，驱动齿轮的尾部成圆柱形伸在外座圈的空腔内，将“十”字型空腔分割成四个锲形腔室。腔内放置滚柱3，在腔室较宽的一边的座圈孔内，还装有弹簧4和压帽5。平时靠弹簧张力经压帽将滚柱压向锲型腔室较窄的一端。座圈的外面包有铁壳，起密封和保护作用。1）起动发动机时，控制装置迫使驱动齿轮与飞轮齿环啮合，电枢轴带动花键套筒旋转，在摩擦力的作用下离合弹簧扭缩，直径缩小，抱紧两个套筒外圆表面，使其成一刚体，于是电动机产生的转矩经花键套筒，离合弹簧传给驱动齿轮，从而带动飞轮旋转。2）起动发动机后，由于飞轮带动驱动齿轮的转速高于花键套筒，迫使弹簧扭力放松，使弹簧直径扩大，驱动齿轮和花键套筒不再成为一刚体，可以相对滑动，从而避免了电动机超速旋转的危险。控制装置作用：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）。组成由电磁铁机构、电动机开关、起动继电器和起动开关组成。发电机发电机的功用

发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。交流发电原理1.在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁场）2.磁场外有一个定子绕组,绕组有3组线圈(3相绕组)，3相绕组彼此相隔120度3.当转子旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线（或者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化）而产生电动势。交流发电机的电压调节器由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，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，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。Eφ=CeФn（V）交流发电机调节器的工作