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文档简介
2024/2/11点检培训讲义
——车辆、工程机械电气技术与故障处理宝钢协力生产分公司二0一四年六月电的构成:物质原子与电子从电的构成开始讲解。我们周围的一切东西(固体、液体和气体)都被认为是物质。所有物质都带有电,只不过通常情况下这些物质的正负电荷相等没有表现出电的特性出来,物质由很多不同的原子与原子团组成。原子由(带正电的)质子、(不带电的)中子和(带负电的)电子组成。原子核位于原子的中心,由质子和中子组成。由于质子带正电荷,中子不带电荷,因而原子核本身带正电。带负电的电子绕着原子核转,有如太阳系的行星绕着太阳转。我们知道,异性电荷相吸同性相斥。带负电荷的电子能保持在其轨道层上是因为受到带正电的原子核的吸引。1原子核(质子与中子)2电子层3电子电的基本概念和原理2024/2/11电子运动电子绕原子核转动的速度正好是保持其轨道所需的速度。原子核的吸引力与运动电子的离心力之间的平衡将每个电子保持在各自的轨道(层)上。外层的电子称为价电子。价电子离原子核较远,比较易于脱离轨道。当有好的路径或导体时、电子可以从一个原子流到另一原子。此时便出现了电子流。缺失电子的原子称为正离子。有多余电子的原子称为负离子。离子寻求平衡,正离子想获得电子,负离子想除去电子。这种吸引力和排斥力构成称为电动势的电压力。1原子核4自由电子2质子(正电荷)5自由电子3导体中的原子6电子(负电荷)2024/2/11导体与绝缘体2024/2/11电的特性电压和电流电压是造成电流流过导体的压力(电动势)。电压力是由两个原子之间由于正负电荷量的失衡而具有的“电位差”形成的。电压可以比作水塔内生成的水压。压力是由塔顶(相当于12伏)和塔底或地面(相当于0伏)之间的位差产生的。电流是电子从一个原子到另一个原子的流动。用水塔为例,可以将电流比作从水塔到水龙头的水流。电压还是正负端之间的位差,电流是电的实际流动。记住,只有在受到电压作用时才会有电流。2024/2/11电阻电阻阻碍或限制电流在电路中的流动。所有的电路都有电阻。所有导体,如铜、银和金,都对电流有阻力。电路中电阻可以在一定条件下消失。并不是所有的电阻都是有害的。在一个正常的照明灯电路中,灯丝的电阻抵抗电流,使灯丝加热到白炽的程度。电路中如有不需要的电阻会消耗电流,造成负荷工作不正常或根本不能工作。电路的电阻越大,电流越小。由图中可以看出电阻有如水管中的一个缩颈。电阻可以阻滞或限制电流的流动。电的特性2024/2/11直流和交流电2024/2/11
影响电阻的因素2024/2/11电压、电流与电阻相互间有确定的关系。在基本电路中,电流与外加电压成正比,与电阻成反比。欧姆定律可以一个公式表示:E=I×R或电压=电流×电阻。
图中示出一个具有12伏电源、2欧电阻与6安电流的电路,如果电阻变化,电流也会随之改变。当电阻变为4欧时,电流变为3安。我们还可以从欧姆定律圆来理解。三者之间的关系就可以相互转化:E=IXR;或者I=E/R;或者R=E/I。欧姆定律2024/2/11利用欧姆定律圆来求解上图所示的问题。图中所示为一灯泡电路,电流为3安培,电压为12伏特,要求的是电阻。计算过程如下:R=E/I;R=12伏/3安;R=4欧。
应用欧姆定律2024/2/11很多电气装置,如发电机、电风扇,电冰箱,是按其能够消耗的功率而不是产生的功率来做额定值的。瓦特是用来表示消耗功率的多少的单位。功率、电压与电流的关系用功率公式表示:P=E×I。在一电路中,如果电压或电流增加,则功率增加。如果电压或电流减小,则功率减小。我们也可以从功率圆来理解,三者之间的关系就可以相互转化:P=EXI;或者I=P/E;或者E=P/I。如果在电阻1欧姆的用电器上施加1伏特电压,则电路内的电流强度为1安培。功率2024/2/11
前文中我们介绍到了伏特、安培和欧姆。实际上我们在学习中还可能遇到如兆伏、毫安的说法。1兆代表一百万。千代表1000。毫代表一千分之一。微代表一百万分之一。度量单位2024/2/11闭合电路闭合电路平常所说的电就是指流过闭合电路的电流。一个典型的现代车辆可能包含1,000多条不同的电路。有的非常复杂,不过基本原理都一样。为了能构成闭合电路,必须有电源、导体、负荷与接地。大多数车辆电路包括:电源、导体、接地路径、负荷、保护装置、控制装置。无论部件在什么位置和有多少数量,电流总是在闭合回路中流动。在车辆电路中,电流从电源出发,通过电气负载后回到接地。图中所示为一典型车辆电路中电流循行的路径。2024/2/11导体是电流可以很容易通过的材料。铜为车辆电气中常用的导体。电路中的电源为闭合电路提供电压。车辆电源通是蓄电池与发电机。载荷装置是将电流转换为热、光或运动的装置。图中所示的负载荷符号代表一个前照灯或其它照明装置。在车辆上给每个系统单设一个回到蓄电池的接地线是不实际的。大多数车辆电路采用“车身接地(搭铁)”构成回路。2024/2/112024/2/11
配电通常始于车辆中的配电盒。大电流配电盒内有大电流保险,可能布置在发动机舱内靠近蓄电池的位置。小电流保险通常在保险盒里,保险盒因生产厂家而异可能布置在车辆的任何位置。保险盒与配电盒的作用都是用来放置保险并为多条电路提供电源。配电系统2024/2/11
串联电路是只有一个闭合路径供电流通过的电路。如图所示,当电路中的开关闭合时,只有一条通路可以通过电流。串联电路是最简单的电路型式。断开电路中的开关时,有电压但是没有电流。尽管电路中没有电流,但在部分电路中可能有电压。在串联电路中,通过电流时各负荷上的电压降成比例。当两个负荷电阻值相等时,如果测量电压,可以看到在A、B、C点测量的电压分别是12伏、6伏和0伏。
串联电路电压与电压2024/2/11在串联电路中,只有一条路径供电流通过。电流通过各负荷后经接地回到蓄电池。由于串联电路中只有一条电流通路,电路中任何一处断开(称为开路)都会使电流中断。每个负荷都对电流构成一定阻力。串联的负荷越多,电路中的总电阻越大,电流就越小。串联电路中流过负载的电流都是相同的,如图中A、B、C三点的电流都是2A。串联电路的总电阻可将各电阻加在一起,电阻在电路中处于什么位置无关紧要。串联电路中的电流和电阻
2024/2/11
并联电路是有一条以上电流通路的电路。在并联电路中,每个分支上都加有蓄电池电压,增加分支不减少可用电压,每个分支上的电压相等。换句话说、并联电路的每个分支有如一个单独的串联电路。大多数车辆电路都是并联电路。并联电路有一个很大的优点:如果一个负荷或分支断开后,其它分支仍可正常工作。电路的总电流等于各支路电流的和。计算并联电路总电阻要稍微复杂些。在图示电路中,最小的电阻为6欧姆,总电阻为4欧姆。实际计算时,可以用电路的电源电压除以各分支电流之和。电源电压为12伏。一分支电流为2安,另一分支电流为1安。总电流为1安+2安=3安,12伏/3安=4欧,此为电路总电阻。
并联电路2024/2/11对地短路是在电路的电源侧和接地侧之间出现了一条不需要的路径。发生这种情况时,电流会绕过本应经过的负荷,这样会造成很大的电流。过大的电流会使保险熔断。在图示电路中,短路使电流绕过断开的开关和负荷直接入地。对电源短路与地短接类似。在图示电路中,有一条通路绕过开关直接加到负荷上。这样即使没有接通开关,灯泡也点亮。开路是指非闭合回路。由于不再有闭合回路,因而没有电流,电路“断开”。在图示电路中,开关断开电路,中断了电流。有的开路是有意的,有的则并非本意。图中示出了一些无意“开路”的例子,包括熔断的保险、摘开电压源、断线、分段接地线和烧坏的灯泡。常见的电路故障
2024/2/11基本控制装置
二极管:在某些供水系统中,有一些单向阀或止回阀只允许水流向一个方向。在电气系统中同样也有这样的单向阀:只允许电流在电路中流向一个方向,这种单向阀就叫二极管,二极管是利用半导体的特性制成的,二极管是一种简单的半导体器件,用来阻止电流流向不需要的方向或路径。二极管一般由经过特殊改性的硅制成,在加有足够的正确极性的电压之前起绝缘体的作用。当加有正确方向(极性)的电压时,二极管变为导体,电流通过电路。2024/2/11电容:电容器用于吸收或存储电荷。电容器由两个或多个导电极板中间夹不导电材料构成。直流电不能通过电容器,但交流电可以。不过实际上可以有微量的直流电通过,这对于吸收电压尖峰、防止触点断开时起弧是有用的。基本控制装置2024/2/11晶体管:晶体管是有三个引线的半导体器件。在一根引线上加一个很小的电流或电压就可以控制在另两个引线间流过的大得多的电流。晶体管有多种不同的型式,车辆电路中用得最多的是NPN(负-正-负)型晶体管。当基极与发射极之间的电压差小于0.6伏时,晶体管截止。如果电压差增加到0.6伏,晶体管导通,电流通过负荷与晶体管从集电极到发射极。电流量取决于从基极到发射极的电流。另一种晶体管型式是PNP型。PNP型晶体管的工作原理与NPN型晶体管相似,区别只是当发射极与基极之间的电压为0.6伏时PNP型晶体管导通。基本控制装置2024/2/11
在有些情况下,电路中的电流可能很大。如果电路没有某种保护措施,短路可能会使全部可用电流都从该处通过。如果电流大于设计的承载能力,导线可能过热并燃烧,所以每条电路中包含有一个或多个保护装置用来防止导线或电子元件受到损坏。保护装置可以是保险、熔线、断路器或其组合。车辆上有的计算机具有自我保护功能,在过载或电压超过规范值时会自行关机。电器保护装置2024/2/11保险丝:保险是插入件,两端间接有一个可以熔化的导体,设计保证当通过的电流超过规定值时保险便熔断,并能够在修复电路故障后更换。保险有四个基本类型:管形保险、大保险、标准叶片式保险与小保险。叶片式保险在车辆上最常见,有特定的额定电流和色标。保险上标有额定电压和额定电流值的永久性标记。电器保护装置2024/2/11易熔线:易熔线装在靠近电源处。在难以使用保险或断路器的场合,通常用熔线来保护大部份车辆导线。发生过载时,熔线中较细的线段部分会先熔断将电路断开避免线路受损。电器保护装置2024/2/11断路器:断路器可以是一个单独的插件,也可以是装在开关或电机电刷座中的一个部件。当超过规定的电流值时,断路器中的一组触点分将电路暂时分断。与保险不同的是,断路器每次断开后不必进行更换。断路器一般有两种型式:循环式与非循环式。循环式断路器中有一个双金属片。两种金属受热时膨胀率不一样。当双金属片中通过的电流过大时,膨胀率较大的金属由于热量积聚而弯曲,将触点打开。电路断开后,无电流通过,双金属片冷却收缩直到触点再次将电路闭合。非循环式断路器用一段高阻导线绕在双金属臂上,在触点打开时电路仍可通过这段导线维持一个高电阻通路。它所产生的热量使双金属片在电路撤去电压前不致于冷却下来将触点接通。撤去电压后双金属片才可冷却下来使电路复原。电器保护装置2024/2/11继电器:继电器是一种利用小电流控制大电流的电动开关。给控制电路通一个小电流接通电磁铁可吸动衔铁。衔铁动作后或断开或接通装在衔铁上的触点。当继电器控制电路闭合时,电磁铁将衔铁吸向铁心,接通触点为负荷提供大电流。当控制开关断开时,没有电流到继电器线圈。电磁铁断电,衔铁回到常态位置即未动作时的位置。电器保护装置2024/2/11
车辆电气设备的作用
车辆电气设备是车辆的重要组成部分之一,其性能的好坏直接影响到车辆的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。例如,为使车辆发动机获得最高的经济性,需要点火系统在最适当的时间点火;为使发动机可靠起动,需采用电力起动机;为保证车辆工作可靠、行驶安全,则有赖于各种指示仪表、信号装置和照明灯具等电器的正常工作。蓄电池、发电机、起动机、点火系统、照明与信号系统、仪表信息等传统的车辆电气设备是车辆的基础组成部分,也是车辆电子控制系统的基础。多年来,车辆电气设备一直在车辆上发挥着重要的作用,并将继续发挥其应有的作用。基础电气设备将向提高品质,提高性能的方向发展,辅助电器将向进一步拓展种类,扩大应用范围的方向发展。2024/2/11
车辆电气系统的特点
1.双电源在车辆电气系统中,采用两个电源(蓄电池和交流发电机),两者互相配合,协同工作。即使是在极端条件下(如发电机损坏,不发电),光靠蓄电池供电,车辆也能行驶一定里程。
2.低电压车辆电气系统的额定电压有6V、12V、24V三种。汽油发动机车辆普遍采用12V电源,柴油发动机车辆多采用24V电源(由两个12V蓄电池串联而成),摩托车采用6V电源。车辆运行中的实际工作电压,一般12V系统为14V左右,24V系统为28V左右。3.直流供电现代车辆发动机是靠电力起动机起动的,起动机由蓄电池供电,而向蓄电池充电又必须用直流电源,所以车辆电气系统为直流系统。4.单线制(单线连接)是车辆电路的突出特点之一,采用单线制时蓄电池的一个电极需接至金属车架或金属车身上,俗称“搭铁”。蓄电池的负极接金属车架或金属车身称为负极搭铁,它是指车辆上所有电器设备的正极均采用导线相互连接;而负极则直接或间接通过导线与金属车架或车身的金属部分相连,蓄电池的正极接金属车架或金属车身称为正极搭铁,搭铁亦称接地。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发,经导线流入用电设备后,再由电器设备自身或负极导线搭铁,通过车架或车身流回电源负极而形成回路。由于单线制导线用量少,线路清晰,接线方便,因此广为现代车辆所采用。2024/2/11
5.并联连接各用电设备均采用并联连接,车辆上的两个电源(蓄电池与发电机)之间以及所有用电设备之间,都是正极接正极,负极接负极,并联连接。由于采用并联连接,所以车辆在使用中,当某一支路用电设备损坏时,并不影响其他支路用电设备的正常工作。6.设有保险装置为了防止因电源短路(火线搭铁)或电路过载而烧坏线束,电路中一般设有保护装置,如熔断器(短路保护)、易熔线(过载保护)等。7.车辆电线(导线)有颜色和编号特征为了便于区别各电路的连接,车辆所有低压导线必须选用不同颜色的单色或双色线,并在每根导线上编号,编号由生产厂家统一编定。8.由相对独立的分支系统组成1)电源系统;2)起动系统;3)点火系统;4)照明信号系统;5)仪表报警系统;6)辅助装置系统
车辆电气系统的特点2024/2/11车辆电源系统用于向车辆用电设备提供低压直流电能,以保证车辆在行驶中和停车时的用电需要。蓄电池和发电机共同构成车辆电源系统。此外,车辆电源系统还包括电压调节器(用于动态调节交流发电机的输出电压)、电流表或其他充电状态指示装置(电压表或充电指示灯)、钥匙开关等,连接关系如右图所示。
车辆电源系统交流发电机、调节器、蓄电池的连接电路图2024/2/11蓄电池的作用蓄电池(Battery,俗称电瓶。见右图)是一种可逆的直流电源,有放电和充电两种工作状态。在放电状态下,蓄电池可将化学能转变为电能;在充电状态下,蓄电池可将电能转变为化学能。(1)发动机起动时,蓄电池向起动机和点火系统以及燃油喷射系统供电。(2)发动机低速运转、发电机电压较低时,蓄电池向用电设备和交流发电机磁场绕组供电。(3)发电机出现故障不发电时,蓄电池向用电设备供电。(4)发电机过载时,蓄电池协助发电机向用电设备供电。(5)发动机熄火停机时,蓄电池向电子时钟、车辆电子控制单元(ECU/ECM,亦称计算机、微机、电脑)、音响设备以及车辆防盗系统供电。(6)此外,蓄电池还有一些辅助功能。因为蓄电池相当于一只大容量的电容器,所以不仅能够保持车辆电气系统的电压稳定,而且还能吸收电路中出现的瞬时过电压,保护电子元件不被损坏。车辆电源系统——蓄电池2024/2/11使用要求起动发动机时,蓄电池必须能在短时间(5~10s)内向起动机连续提供强大的起动电流:汽油发动机一般需要200~600A;柴油发动机一般需要500~1000A,甚至更大。所以,对车辆用蓄电池的基本要求是容量大、内阻小,以保证蓄电池具有足够的起动能力。起动型铅酸蓄电池的突出特点是内阻小、起动性能好、电压稳定,此外还有成本低、原料丰富等优点,所以在车辆上广泛应用。分类车辆用蓄电池有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两大类。车辆用铅酸蓄电池又分为普通型、干荷电型、湿荷电型、免维护型和胶体型等。蓄电池在车辆上的安装位置根据车型和结构而定,原则上离起动机越近越好。大多数轿车的蓄电池装在发动机舱内,也有装在行李箱内,甚至装在后排乘客座椅下方的;货车蓄电池的安装位置以空载时质量平衡为原则,一般装在车架前部的左侧或右侧;客车的蓄电池多装在车厢内。车辆电源系统——蓄电池2024/2/11铅酸蓄电池的结构将正、负极板各一片浸入电解液中,可获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量,常将多片正、负极板分别并联,组成正、负极板组,如右图所示。在每个单格电池中,正极板的片数要比负极板少一片,这样每片正极板都处于两片负极板之间,可以使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲。隔板:放在蓄电池正负极板之间,允许离子穿过的电绝缘材料,它能完全或部分地阻挡活性物质的混合,隔板插放在正、负极板之间,以防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性,以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中,木质隔板耐酸性较差,微孔橡胶隔板性能最好但成本较高,微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低,因此被广泛采用。电解液:在蓄电池的化学反应中,起到离子间导电的作用,并参与蓄电池的化学反应;铅酸蓄电池电解液由纯硫酸(H2SO4)与蒸馏水按一定比例配制而成,其密度一般为1.24~1.30g/cm3。1-极板组总成
2-负极板3-隔板4-正极板5-极板联条
车辆电源系统——蓄电池2024/2/11容量:在规定条件下,完全充电的蓄电池能够提供的电量,通常用安时(A.h)表示。这一电量的国际单位为库仑(1C=1A.s),实际使用时,蓄电池容量通常用安时表示容量。蓄电池容量C等于放电电流If与放电时间tf的乘积:
C=If·tf
放电率:有小时率(时间率)和电流率两种不同的表示方法。电流率:蓄电池放电时用安培表示的电流。电流率也称倍率,是指电池放电时的放电电流的数值为额定容量值的倍数。小时率:是以一定的电流放完额定容量所需要的时间来表示;容量C与放电条件有关,同一块电池放电率不同,给出的Ah数也不同。额定容量是检验蓄电池质量的重要指标之一,我国采用20h放电率额定容量作为起动用铅酸蓄电池的额定容量。固定型或摩托车蓄电池的容量则是10h率。牵引型蓄电池用5h率容量,电动自行车蓄电池习惯使用2h率容量。根据国标GB5008.1—1991《起动用铅酸蓄电池技术条件》的规定,以20h放电率的放电电流在电解液初始温度为25℃,电解液密度为1.28g/cm3的条件下,持续放电到单格蓄电池电压下降到终止电压(1.75V)。在此过程中,蓄电池所输出的总电量,称为该蓄电池的20h放电率额定容量,记为,单位为A·h(安培·小时)。例如,6-QA-60型蓄电池,在电解液初始温度为25℃时,以3A的放电电流持续放电20h,单格蓄电池电压降到1.75Ⅴ,则其额定容量为=3×20Ah=60Ah。车辆电源系统——蓄电池2024/2/11影响蓄电池容量的因素蓄电池容量大小标志着蓄电池供电能力的大小。蓄电池容量越大,可提供的电能就越多,供电能力就越大;反之,蓄电池容量越小,则供电能力就越小。1.构造因素对蓄电池容量的影响①极板厚度的影响。②极板面积的影响。③同性极板中心距的影响。2.使用因素对蓄电池容量的影响①放电电流的影响。②电解液温度的影响。③电解液密度的影响。蓄电池充电时的注意事项①严格遵守充电规范。②配制和注入电解液时,要严格遵守安全操作规则和器皿的使用规则。③充电时,应先接好蓄电池线,导线连接必须可靠,防止发生火花;停止充电时,应先切断充电机交流电源。④充电过程中,要经常测量各个单格电池的电压和密度,及时判断充电程度和技术状况。⑤充电时要打开蓄电池加液孔盖,使氢气、氧气顺利逸出,并保持充电场所通风良好,以免发生事故。⑥初充电工作应连续进行,不可长时间中断。⑦充电过程中,要注意测量各个单格电池的温升,以免温度过高影响铅酸蓄电池的使用性能,也可采用风冷和水冷的方法来降温。⑧充电室要安装通风设备,严禁用明火取暖,充电机和蓄电池应隔室放置。车辆电源系统——蓄电池2024/2/11蓄电池使用后的充电,称为补充充电。蓄电池在车辆上由发电机进行的定压充电,由于不能保证蓄电池彻底充足,而使蓄电池容量下降时,为防止产生硫化,每隔两个月应进行一次补充充电。蓄电池存电不足的特征为:①电解液密度下降到1.20g/cm3以下。②冬季放电超过额定容量的25%,夏季放电超过额定容量的50%。③灯光暗淡、起动无力、喇叭沙哑。补充充电过程和方法与初充电基本相同,充电第一阶段以C20/10的电流充到冒气泡,电压到达2.4Ⅴ。第二阶段将电流减半,充到“沸腾”,单格电压到达2.7Ⅴ,电解液密度上升到最高值,且2~3h保持不变,即充电结束。平时补充充电一般需要13~17h。暗淡、起动无力、喇叭沙哑。电池充足电判定标志:①电池单格内有大量气泡产生。②电池单体电压在2.6~2.8V(12V电池为15.6~16.8V,6V电池为7.8~8.4V),且在2h以上测定不变。③电液比重达1.285g/ml(25℃),且在2h以上测定不变。充电程序结束后,用电解液调整液面高度至高出最低液面线10~15mm,无液面线的应高出隔板顶部10~15mm。拧紧气塞,清洗擦干蓄电池。车辆电源系统——蓄电池2024/2/11铅酸蓄电池的型号按机械行业标准JB2599-1985《铅酸蓄电池产品型号编制方法》的规定,铅酸蓄电池型号由三部分组成,其内容及排列如下:(1)串联单格电池数。串联单格电池数是指该电池总成所包含的单格电池数目,用一位阿拉伯数字表示。(2)电池类型。根据其主要用途划分,用一个汉语拼音字母表示,起动型铅酸蓄电池用“Q”表示,代号“Q”是“起”的第一个汉语拼音字母。(3)电池特征。电池特征为附加部分,用一个汉语拼音字母表示,仅在同类用途的产品有某种特征,而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时,应按表2-2顺序将两个代号并列标志。车辆电源系统——蓄电池序
号1234567产
品干荷电湿荷电免维护少维护激活式密闭式胶质电解液代
号AHWSIMJ2024/2/11车辆电源系统——蓄电池(4)额定容量额定容量是指20h放电率额定容量,用阿拉伯数字表示,单位为A·h,在型号中可省略不写。有时在额定容量后面用一个字母表示特殊性能,如“G”表示高起动率,“S”表示塑料外壳,“D”表示低温起动性好。(5)铅酸蓄电池产品型号举例6-Q-105:表示由6个单格串联,额定电压为12V,额定容量为105A·h的起动型蓄电池。6-QAW-100:表示由6个单格串联,额定电压为12V,额定容量为100A·h的起动型干荷电免维护蓄电池。6-QA-40S:表示由6个单格串联,额定电压为12Ⅴ,额定容量为40A·h的起动型干荷电塑料外壳蓄电池。蓄电池的选用和选用其他车辆外购件一样,要先选“型”,再选“号”。选用车辆蓄电池,首先要选起动型,然后再选电压和容量。主要根据起动机要求的电压和容量来选择蓄电池,一般应满足连续起动三次以上的要求。每车尽量选用一个蓄电池,实在不行,才选用两个蓄电池。若电压不够,则两个电池串联,每个蓄电池的电压为总电压的1/2,但是新旧蓄电池不可混用。更换电池时,一般选择与原车电池容量相同或较大的电池。当车上另外增加额外的电器设施,或车辆使用电池较多时选用一较大容量的电池是比较合理的。如需用一较大的外型尺寸电池,应确实检查压紧装置有无足够的空间,能否压紧;检查垂直高度以免车盖盖下时过于靠近电池。2024/2/11车辆电源系统——蓄电池蓄电池正、负接线柱的识别①新蓄电池上铸有“+”(或P)符号的接线柱为正极,铸有“-”(或N)符号的接线柱为负极。修理后蓄电池一般涂红漆的为正极,涂其他漆为负极。②看接线柱自然颜色,呈深褐色的为正极,浅灰色的为负极。③检查接线柱表面硬度,用平口螺丝刀(一字旋具)在接线柱表面轻划,较坚硬的为正极,反之为负极。④用万用表电压挡检测,将万用表置于相应的电压挡位,测量蓄电池电压:当指针偏摆正常时,红表笔对应的为正极,黑表笔对应的为负极。蓄电池的拆卸将点火开关置于断开位置;使全车用电设备与电源断开。拆卸时应先拆负极柱上的搭铁线,后拆正极柱上的起动机线。维修带故障自诊断功能的电脑系统,在拆蓄电池电线前,应先确认故障代码,或在点烟器上插上专用辅助电源,并将点火开关的“ACC”挡接通。蓄电池的安装安装蓄电池时,应认清正、负极,保证负极搭铁。先接起动机(正极)线,再接(负极)搭铁线,以防扳手跌落搭铁引起蓄电池短路放电。安装接头时,应先用细砂纸清洁接线柱和接线头。连接接线柱夹头时,螺栓上应先涂上凡士林或润滑脂,以防氧化生锈,便于以后拆卸。如接线柱小,夹头大,需要加衬垫时,最好用铅皮或铜皮,并且只垫半圈。若整圈垫,易氧化腐蚀而接触不良。2024/2/11车辆电源系统——蓄电池蓄电池的正确使用①放完电的蓄电池应在24h内送到充电车间充电。②车上正在使用的蓄电池一般每两个月补充充电一次,蓄电池的放电程度,冬季不得超过25%,夏季不得超过50%。③带电解液存放的蓄电池,每两个月补充充电一次。④不超时连续使用起动机,每次起动的时间不得超过5s,如果一次未能起动发动机,应休息15s以上,再第二次起动。连续三次起动不成功,应查明原因,排除故障后再起动发动机。⑤安装、搬运蓄电池应轻搬轻放,不可随便敲敲打打或在地上拖拽,蓄电池在车上固定要牢固,以防行车时因颠簸受损。⑥经常清除蓄电池表面的灰尘污物,保持蓄电池外表清洁。⑦极柱和电线连接要牢固,出现氧化物时应及时清除,并涂上润滑脂。⑧经常疏通蓄电池通气孔。一防充电电流过大和长时间过充电;二防过度放电;三防电解液液面过低;四防电解液密度过高;五防电解液内混入杂质。2024/2/11车辆电源系统——蓄电池蓄电池冬季使用注意事项①要始终保持蓄电池在充足电的状态下,以防电解液密度下降而结冰,导致壳体破裂,极板变形,活性物质脱落等。电解液密度,应在不结冰的前提下尽量降低。②加蒸馏水时,只能在蓄电池充电时进行,让水尽快地和电解液混合,减小其结冰的几率。要养成良好的驾驶习惯,定期检查蓄电池液面高度,及时添加蒸馏水。③冬季蓄电池容量降低,冷起动时,发动机应进行预热,以减小起动阻力矩。蓄电池的日常维护①观察蓄电池外壳是否有裂纹和电解液泄漏,并作适当处理。②检查蓄电池的安装是否牢固,接线柱是否松动,接线是否紧固。③经常清除蓄电池上的灰尘、泥土、接线柱和线头上的氧化物,并涂上润滑脂。④定期检查蓄电池的电解液密度及液面高度。⑤检查蓄电池的放电程度,发现存电不足,应及时补充充电。2024/2/11车辆电源系统——蓄电池蓄电池放电程度的检查:测量电解液的密度
测量电解液密度图2024/2/11电解液比重及状况电池容量比不良原因处理1.30以上——初加液错误调整比重补液错误调整比重1.26~1.28约100%良好
——1.25~1.23约75%充电不足补充电初加液错误或漏夜充电后再调整比重单格比重低为短路电池需更换1.22~1.20(约50%)1.19~1.17(约25%)小于1.16(接近0%)过放电(极板严重硫化)电池需更换初加液错误充电后再调整比重电池完全无电(充电不足)补充电单格比重低为短路电池需更换液面在最低液面线下——极板生白(补水不足或不及时)补液充电,严重更换。电解液颜色混浊——过充电电池需更换加入不纯物电池需更换车辆电源系统——蓄电池蓄电池放电程度的检查1)测量电解液的密度免维护铅酸蓄电池设有内装式密度计(亦称蓄电池电量指示器,俗称电眼或魔眼),内部装有一颗能反光的绿色塑料小球,随其浮升的高度变化,从玻璃观察孔中可以看到代表不同状态的颜色。2024/2/11车辆电源系统——蓄电池蓄电池放电程度的检查2)用高率放电计测量电压单格蓄电池高率放电计由一个3Ⅴ电压表和一个定值负载电阻组成,如图2-46所示。测量时,应将两叉尖紧压在单格蓄电池正、负极柱上(模拟起动大电流放电),历时5s左右,观察蓄电池所能保持的端电压。技术良好的蓄电池,单格电压应在1.5V以上,并在5s内保持稳定。若5s内下降到1.7V,说明存电足;下降到1.6V,说明放电25%的额定容量;下降到1.5V,说明放电50%的额定容量;若5s内电压迅速下降,或与其他单格蓄电池电压相差0.1V以上时,表明该单格蓄电池有故障,应进行修理。
单格蓄电池高率放电计2024/2/112024/2/11车辆电源系统——蓄电池蓄电池放电程度的检查用高率放电计测量电压单格蓄电池免维护蓄电池只能用12V整体式高率放电计来测量。测试时,用力将放电计触针刺入正、负极,保持15s,若蓄电池端电压能保持在9.6V以上,说明该电池性能良好,但存电不足;若稳定在11.6~10.6V,说明蓄电池存电足;若迅速下降,则说明蓄电池已损坏。用万用表测量蓄电池的端电压如果蓄电池刚充过电或车辆刚行驶过,应接通前照灯远光30s,消除“表面充电”现象。然后熄灭前照灯,切断所有负载。用数字式万用表测量蓄电池开路电动势,若12V标称电压的蓄电池电动势少于12Ⅴ,说明蓄电池过量放电;在12.2~12.5V之间,说明部分放电;高于12.5V,说明蓄电池存电足。不可变电流式12V整体式高率放电计2024/2/11车辆电源系统——蓄电池2024/2/11蓄电池电压判定标准电池端电压(V)不良原因处理12.50以上正常
——12.50~11.00充电不足补充电11.00~10.00充电不足补充电短路电池需更换10.00以下充电不足补充电短路或逆接、电池需更换电压值(V)充电水平(%)12.72-12.6010012.457512.305012.1525放电指示不良原因处理绿色或白色区正常——黄色区充电不足补充电红色区充电不足或短路补充电后再试验蓄电池放电测试标准2024/2/11车辆电源系统——发电机发电机的功用发电机是车辆上的主要电源,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。(见图2-1在车辆上,蓄电池和发电机并联连接,两者协同工作,共同为车辆电气设备供电。在发电机正常工作时,全车用电设备均由发电机供电,与此同时,蓄电池将发电机多余的电能转变为化学能储存起来(即蓄电池处于充电状态)。发电机是将发动机的机械能转换为可用电能的装置。发电机利用所谓电磁感应原理生成交流电。导体通过磁场发生磁感应。由于发电机发出的是交流电,故内置了一个整流器将交流电变为直流电。而发动机的转速不是恒定的电压,调节器将加到蓄电池充电电路的电压保持在预定水平上,消除发电机的功率波动与过载,使得车辆发动机在不同的转速下,发电机都能输出较稳定的电压。
普通交流发电机2024/2/11车辆电源系统——发电机发电机的分类
按结总体结构分五类
车辆用发电机可分为直流发电机和交流发电机,由于交流发电机在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰,目前所有车辆均采用交流发电机,交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类:①普通交流发电机(使用时需要配装电压调节器的发电机)例JF132(EQ140用)
②整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个整体的发电机)例别克轿车的发动机上装配的是CS型发电机
③带泵交流发电机(和车辆制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机)例JFZB292发电机。
④无刷交流发电机(不需要电刷的发电机)例JFW1913
⑤永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)按整流器结构分四类
①六管交流发电机例JF1522(东风车辆用)
②八管交流发电机例JFZ1542(天津夏利车辆用)
③九管交流发电机例(日本日立、三凌、马自达车辆用)
④十一管交流发电机例JFZ1913Z(奥迪、桑塔纳车辆用)
按磁场绕组搭铁形式分两类
①内搭铁型交流发电机磁场绕组的一端(负极)直接搭铁(和壳体相联)
②外搭铁型交流发电机磁场绕组的一端(负极)接入调节器,通过调节器后再搭铁。2024/2/112024/2/11车辆电源系统——发电机交流发电机的型号
交流发电机的型号根据中华人民共和国车辆行业标准QC/T73-93《车辆电器设备产品型号编制方法》的规定,车辆交流发电机型号组成如下:
1.产品代号产品代号用中文字母表示,例:
JF——普通交流发电机
JFZ——整体式(调节器内置)交流发电机
JFB——带泵的交流发电机
JFW——无刷交流发电机
2.电压等级代号电压等级代号用一位阿拉伯数字表示,
1表示12V系统
2表示24V系统
6表示6V系统发电机与车辆电气设备并联电路图2024/2/112024/2/112024/2/11车辆电源系统——发电机交流发电机工作原理
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。
定子三相绕组的接法
定子三相绕组的接法有两种
星形接法
三角形接法交流发电机原理图定子绕组连接图2024/2/112024/2/112024/2/112024/2/11车辆电源系统——发电机整流原理
交流发电机定子的三相绕组中,感应产生的是交流电
是靠六只二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的。
二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通,当给二极管加上反向电压时,二极管截止,二极管的导通原则如下:
当三只二极管负极端相连时,正极端电位最高者导通;
当三只二极管正极端相连时,负极端电位最低者导通。
整流电路图电压波形图2024/2/11车辆电源系统——发电机整流时二极管导通条件
对于三个正极管子(D1、D3、D5正极和定子绕组始端相联),在某瞬时,电压最高一相的正极管导通。
对于三个负极管子(D2、D4、D6负极和定子绕组始端相联),在某瞬时,电压最低一相的负极管导通。
但同时导通的管子总是两个,正、负管子各一个。
整流过程三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载RL两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。
发电机输出的直流电压平均值为:
U=1.35UL=2.34UΦ
带中心抽头的交流发电机具有中性点接线柱,如右图,是从三相绕组的中性点引出来的,标记为“N”。输出电压为UN,称为中性点电压,
中性点电压的瞬时值是一个三次谐波电压,中性点电压的平均值为发电机输出电压(平均值)的一半。发电机带有中性点的接线图2024/2/112024/2/11车辆电源系统——发电机中性点作用
带有中性点接线柱的发电机可用中性点电压来控制各种用途的继电器。
有的发电机没有中性点接线柱,但是也把中性点电压充分的利用了(如夏利、桑塔纳发电机),这些发电机在中性点处接上两只整流二极管,1只正极管接在中性点和正极之间,1只负极管接在中性点和负极,对中性点电压进行全波整流。和三相绕组的六只整流二极管一道输出,可提高发电机功率10%~15%之间。发电机中性点处接两只二极管的接线图2024/2/112024/2/11内搭铁型发电机:磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机(和壳体直接相连)。外搭铁型发电机:磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。外搭铁型发电机的磁场绕组负极(负电刷)接调节器,通过后再搭铁。在发动机起动期间,需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。这种供给磁场电流的方式称为他励发电。随着转速的提高,发电机的电动势逐渐升高并能对外输出,一般在发动机怠速时发电机就能对外供电,当发电机能对外供电时,就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电,这种供给磁场电流的方式称为自励。车辆电源系统——发电机2024/2/11车辆电源系统——发电机车辆电源系统——发电机
9管交流发电机的基本结构和6管交流发电机相同,所不同的是整流器。9管交流发电机的整流器是由6只大功率整流二极管和3只小功率励磁二极管组成的交流发电机。
其中6只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路,对外负载供电,3只小功率管二极管与三只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路专门为发电机磁场供电。所以称3只小功率管为励磁二极管。
在某些充电系电路中,接有充电指示灯,其作用是:指示发电机是否有故障;警告驾驶员停车后关断点火开关。2024/2/11车辆电源系统——发电机
11管交流发电机的整流器由8只大功率整流二极管(其中2只中性点二极管)和3只磁场二极管组成。其它结构和6管交流发电机相同。11管交流发电机的整流器,相当于9管交流发电机的整流器加2只中性点整流管。
由于11管交流发电机既能提高功率,又使充电指示灯电路简化,因此应用较广。
2024/2/11无刷交流发电机,由于没有电刷和集电环,所以不会因为电刷和集电环的磨损和接触不良造成激磁不稳定或发电机不发电等故障;同时工作时无火花,也减小了无线电干扰。
无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式和永磁式三种。
车辆电源系统——发电机2024/2/11
充电指示灯工作原理,在发动机起动期间,发电机电压(为0)UD+<蓄电池电压时,整流二极管截止,发电机不能对外输出,由蓄电池供给磁场电流。路径:蓄电池+→点火开关→充电指示灯→调节器→磁场绕组→搭铁→蓄电池-。充电指示灯亮;当发动机转速升高到怠速及其以上时,发电机应能正常发电并对外输出,此时,发电机电压>蓄电池电压,发电机自励。UB=UD+,充电指示灯两端压降为零,灯熄灭,若没有熄灭,说明发电机有故障或充电指示灯电路有搭铁。车辆电源系统——发电机2024/2/112024/2/112024/2/11
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,无法满足车辆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。交流发电机电压调节器按工作原理可分为:
触点式电压调节器
晶体管调节器
集成电路调节器
电脑控制调节器车辆电源系统——发电机触点式电压调节器2024/2/11一、交流发电机与调节器的使用注意事项2.发电机运转时,不能用试火的方法检查发电机是否发电,否则会烧坏二极管;3.整流器和定子绕组连接时,禁止用兆欧表或220V交流电源检查发电机的绝缘情况;4.发电机与蓄电池之间的连接要牢靠,如突然断开,会产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件;5.一旦发现交流发电机或调节器有故障应立即检修,及时排除故障,不应再连续运转6.为交流发电机配用调节器时,交流发电机的电压等级必须与调节器电压等级相同,交流发电机的搭铁类型必须与调节器搭铁类型相同,调节器的功率不得小于发电机的功率,7.线路连接必须正确,目前各种车型调节器的安装位置及接线方式各不相同,故接线时要特别注意;8.调节器必须受点火开关控制,发电机停止转动时,应将点火开关断开,否则会使发电机的磁场电路一直处于接通状态,不但会烧坏磁场线圈,而且会引起蓄电池亏电;二、交流发电机与调节器的维护交流发电机在使用中,应定期进行以下检查:1.查发电机驱动带;2.检查导线的联接;3.检查运转时有无噪声;4.检查是否发电。检查发电机驱动带检查驱动带的外观:用肉眼观看应无裂纹或磨损现象,如有则应更换。检查驱动带的挠度:用100N的力压在带的两个传动轮之间,新带挠度约为5~10mm,旧带约为7~14mm。检查导线的联接(1)接线是否正确;(2)接线是否牢靠;(3)发电机输出端接线螺丝必须加弹簧垫。检查是否发电(1)观察充电指示灯的熄灭情况:若充电指示灯一直亮着,说明发电机或调节器有故障,也可能是充电指示灯线路有故障,应及时维修。(2)用万用表直流电压档测量电压:在发电机未转动时测量蓄电池端电压,并记录下来,起动发动机并将转速提高到怠速以上转速,测量蓄电池端电压,若能高于原记录,说明发电机能发电,若测量电压一直不上升,说明发电机或调节器有故障,应及时维修。发电机拆下解体检修当发现发电机或调节器有故障需要从车上拆下检修时,首先关断点火开关及一切用电设备,拆下蓄电池负极电缆线,再拆卸发电机上的导线接头。车辆电源系统——发电机一、交流发电机与调节器的使用注意事项2.发电机运转时,不能用试火的方法检查发电机是否发电,否则会烧坏二极管;3.整流器和定子绕组连接时,禁止用兆欧表或220V交流电源检查发电机的绝缘情况;4.发电机与蓄电池之间的连接要牢靠,如突然断开,会产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件;5.一旦发现交流发电机或调节器有故障应立即检修,及时排除故障,不应再连续运转6.为交流发电机配用调节器时,交流发电机的电压等级必须与调节器电压等级相同,交流发电机的搭铁类型必须与调节器搭铁类型相同,调节器的功率不得小于发电机的功率,7.线路连接必须正确,目前各种车型调节器的安装位置及接线方式各不相同,故接线时要特别注意;8.调节器必须受点火开关控制,发电机停止转动时,应将点火开关断开,否则会使发电机的磁场电路一直处于接通状态,不但会烧坏磁场线圈,而且会引起蓄电池亏电;二、交流发电机与调节器的维护交流发电机在使用中,应定期进行以下检查:1.查发电机驱动带;2.检查导线的联接;3.检查运转时有无噪声;4.检查是否发电。检查发电机驱动带检查驱动带的外观:用肉眼观看应无裂纹或磨损现象,如有则应更换。检查驱动带的挠度:用100N的力压在带的两个传动轮之间,新带挠度约为5~10mm,旧带约为7~14mm。检查导线的联接(1)接线是否正确;(2)接线是否牢靠;(3)发电机输出端接线螺丝必须加弹簧垫。检查是否发电(1)观察充电指示灯的熄灭情况:若充电指示灯一直亮着,说明发电机或调节器有故障,也可能是充电指示灯线路有故障,应及时维修。(2)用万用表直流电压档测量电压:在发电机未转动时测量蓄电池端电压,并记录下来,起动发动机并将转速提高到怠速以上转速,测量蓄电池端电压,若能高于原记录,说明发电机能发电,若测量电压一直不上升,说明发电机或调节器有故障,应及时维修。发电机拆下解体检修当发现发电机或调节器有故障需要从车上拆下检修时,首先关断点火开关及一切用电设备,拆下蓄电池负极电缆线,再拆卸发电机上的导线接头。车辆电源系统——发电机2024/2/11一、发动机的起动方式人力起动:它是用手摇或绳拉,属于最简单的一种。辅助汽油机起动:这种方式在车辆上不采用,只在大功率的拖拉机柴油机,如东方红一75等上采用。电力起动机起动:它是由直流电动机通过传动机构将发动机起动。它具有能源方便,操作简便,体积小,质量轻,安全可靠,起动容易而迅速,又具有重复起动的能力,所以在现代车辆上已广泛采用。发动机是靠外力起动的。通常把车辆发动机曲轴在外力作用下,从开始转动到怠速运转的全过程,称为发动机的起动。二、起动机的作用起动机的作用就是将电能转变为机械能,带动发动机曲轴旋转,使发动机起动。发动机起动后,起动机立即停止工作。车辆起动系统——起动机一、发动机的起动方式人力起动:它是用手摇或绳拉,属于最简单的一种。辅助汽油机起动:这种方式在车辆上不采用,只在大功率的拖拉机柴油机,如东方红一75等上采用。电力起动机起动:它是由直流电动机通过传动机构将发动机起动。它具有能源方便,操作简便,体积小,质量轻,安全可靠,起动容易而迅速,又具有重复起动的能力,所以在现代车辆上已广泛采用。发动机是靠外力起动的。通常把车辆发动机曲轴在外力作用下,从开始转动到怠速运转的全过程,称为发动机的起动。二、起动机的作用起动机的作用就是将电能转变为机械能,带动发动机曲轴旋转,使发动机起动。发动机起动后,起动机立即停止工作。车辆起动系统——起动机2024/2/11三、起动机的组成起动机都是由直流串激式电动机、传动机构和控制装置三大部分组成。直流串激式电动机的作用是将蓄电池的电能转换为机械能,产生转矩。传动机构又称离合器、啮合器。它的作用是在发动机起动时使起动机小齿啮入飞轮齿环,将起动机的转矩传递给发动机曲轴;在发动机起动后又能使起动机小齿轮与飞轮齿环自动脱开。传动机构分滚柱式、弹簧式、摩擦片式等。控制装置也就是开关,它的作用是接通和切断电动机与蓄电池之间的电路。有些车辆上的控制开关,还具有接入和除去点火线圈附加电阻的作用。四、对起动机的要求
1、起动机小齿轮与发动机飞轮齿环啮合要容易,不发生冲击。2、发动机起动后,起动机小齿轮应自动退出,不得再与发动机飞轮齿环啮合。3、结构应简单,工作要可靠,使用方便,起动迅速。注意:发动机能否迅速、方便、可靠地起动,是评价起动机性能好坏的重要指标之一。车辆起动系统——起动机三、起动机的组成起动机都是由直流串激式电动机、传动机构和控制装置三大部分组成。直流串激式电动机的作用是将蓄电池的电能转换为机械能,产生转矩。传动机构又称离合器、啮合器。它的作用是在发动机起动时使起动机小齿啮入飞轮齿环,将起动机的转矩传递给发动机曲轴;在发动机起动后又能使起动机小齿轮与飞轮齿环自动脱开。传动机构分滚柱式、弹簧式、摩擦片式等。控制装置也就是开关,它的作用是接通和切断电动机与蓄电池之间的电路。有些车辆上的控制开关,还具有接入和除去点火线圈附加电阻的作用。四、对起动机的要求
1、起动机小齿轮与发动机飞轮齿环啮合要容易,不发生冲击。2、发动机起动后,起动机小齿轮应自动退出,不得再与发动机飞轮齿环啮合。3、结构应简单,工作要可靠,使用方便,起动迅速。注意:发动机能否迅速、方便、可靠地起动,是评价起动机性能好坏的重要指标之一。车辆起动系统——起动机2024/2/11车辆起动系统——起动机车辆起动系统——起动机直流串激式电动机的构造:主要由电枢、磁极、端盖、机壳、电刷、刷架等部件组成。电枢由电枢绕组、换向器、电枢轴等部件组成。
电枢的构成:l)电枢绕组为了得到较大的转矩,其电枢电流很大(一般汽油机200A~600A,柴油可达1000A),因此电枢绕组都是用较粗的矩形截面的裸铜线绕制而成。电枢绕组多采用波绕法。2)换向器换向器由铜片和云母片相间叠压而成。换向器的作用是把通入电刷的直流电流转变为电枢绕组中导体所需的交变电流。3)电枢轴除固装电枢铁芯及换向器以外,还伸出一定长度的花键部分,以便套装离合器总成。车辆起动系统——起动机2024/2/11起动机的磁极:为了增大起动转矩,起动机一般有四个磁极。四个磁场绕组所产生的磁场是相互交错的。起动机磁极(两种接法)图(a)是绕组的串联接法,如解放CA10B用的ST8B起动机;图(b)是先两个串联后再并联,如黄河JN150型车辆用的ST614型起动机就是这种接法。这种接法可以在导线截面积相同的情况下增大起动电流,提高起动转矩。每个磁极上套装的激磁绕组亦为矩形截面的铜条,外包绝缘层,按一定绕向连接后使S级与N极相间排列。车辆起动系统——起动机起动机的磁极:为了增大起动转矩,起动机一般有四个磁极。四个磁场绕组所产生的磁场是相互交错的。起动机磁极(两种接法)图(a)是绕组的串联接法,如解放CA10B用的ST8B起动机;图(b)是先两个串联后再并联,如黄河JN150型车辆用的ST614型起动机就是这种接法。这种接法可以在导线截面积相同的情况下增大起动电流,提高起动转矩。每个磁极上套装的激磁绕组亦为矩形截面的铜条,外包绝缘层,按一定绕向连接后使S级与N极相间排列。车辆起动系统——起动机2024/2/11电刷及刷架
:电刷用铜与石墨粉压制而成,呈红棕色,一般含铜80~90%,石墨10%~20%。刷架多制成框式,正极刷架与端盖绝缘地固装,负极刷架直接搭铁。刷架上装有弹力较大的盘形弹簧。机壳:机壳的一端有四个检查窗口,中部只有一个电流输入接线柱,并在内部与激磁绕组的一端相联接。前、后端盖:前端盖一般用铜板压制而成,电刷装在前端盖内。后端盖为灰铸铁浇制成缺口杯状。它的中心压装着青铜石墨轴承或铁基含油轴承,外围有2或4个组装螺孔。后端盖上面有拨叉座,盖口有突缘和安装螺孔,还有装中间轴承板的螺钉孔。车辆起动系统——起动机电刷及刷架
:电刷用铜与石墨粉压制而成,呈红棕色,一般含铜80~90%,石墨10%~20%。刷架多制成框式,正极刷架与端盖绝缘地固装,负极刷架直接搭铁。刷架上装有弹力较大的盘形弹簧。机壳:机壳的一端有四个检查窗口,中部只有一个电流输入接线柱,并在内部与激磁绕组的一端相联接。前、后端盖:前端盖一般用铜板压制而成,电刷装在前端盖内。后端盖为灰铸铁浇制成缺口杯状。它的中心压装着青铜石墨轴承或铁基含油轴承,外围有2或4个组装螺孔。后端盖上面有拨叉座,盖口有突缘和安装螺孔,还有装中间轴承板的螺钉孔。车辆起动系统——起动机2024/2/11电力起动机的工作原理是根据根据带电导体在磁场中受到电磁力作用这一理论。磁场中带电导体的运动方向可以根据左手定则进行判断。根据通电线匝在磁场中将产生电磁转矩的理论,就可以制成实用的直流电动机。
车辆起动系统——起动机电力起动机的工作原理是根据根据带电导体在磁场中受到电磁力作用这一理论。磁场中带电导体的运动方向可以根据左手定则进行判断。根据通电线匝在磁场中将产生电磁转矩的理论,就可以制成实用的直流电动机。
车辆起动系统——起动机2024/2/11车辆起动系统——起动机电枢上的电磁转矩大小的计算公式如下:式中,p为极磁对Z为电枢导体总数D为电枢的直径Ia为电枢电流a为电枢绕组的支路对数,当采用波绕法时a=1,取决于电动机的构造,为一常数,故称为电机常数。由以上公式可知,电磁转矩的大小与电枢电流Ia及磁极的磁通成正比。车辆起动系统——起动机电枢上的电磁转矩大小的计算公式如下:式中,p为极磁对Z为电枢导体总数D为电枢的直径Ia为电枢电流a为电枢绕组的支路对数,当采用波绕法时a=1,取决于电动机的构造,为一常数,故称为电机常数。由以上公式可知,电磁转矩的大小与电枢电流Ia及磁极的磁通成正比。2024/2/11车辆起动系统——起动机起动机控制装置的分类起动机的控制装置分为机械式、电磁式两种。通常称为起动开关。注意事项:起动机运转时间很短,每次工作时间决不允许超过5s,重复起动应停歇1~2min,连续第三次起动应在检查的基础上停歇15min。起动时,允许以最大功率运转,所以常常将起动机最大输出功率作为起动机的额定功率。车辆起动系统——起动机起动机控制装置的分类起动机的控制装置分为机械式、电磁式两种。通常称为起动开关。注意事项:起动机运转时间很短,每次工作时间决不允许超过5s,重复起动应停歇1~2min,连续第三次起动应在检查的基础上停歇15min。起动时,允许以最大功率运转,所以常常将起动机最大输出功率作为起动机的额定功率。2024/2/11照明与信号系统的组成:1.前照灯2.小灯3.牌照灯4.仪表灯5.顶灯6.雾灯7.转向灯8.制动灯9.倒车灯10.指示灯11.报警灯照明与信号系统的组成:1.前照灯2.小灯3.牌照灯4.仪表灯5.顶灯6.雾灯7.转向灯8.制动灯9.倒车灯10.指示灯11.报警灯12.电喇叭车辆照明与信号系统2024/2/11车辆照明与信号系统灯光开关与前照灯电路:档位:关闭(0ff)、小灯(park)、大灯档(Head).小灯档:控制小灯、牌照灯和仪表灯.大灯档:远光灯和近光灯.电路特点:不受点火开关控制,双火线接柱(分别控制大灯和小灯电路),灯丝搭铁,所有灯都并联。2024/2/11车辆照明与信号系统前照灯的使用注意事项:(1)防止水分及灰尘进入前照灯.(2)要按车型,配套使用灯泡等光学组件.(3)灯总成在车上安装要牢固.前照灯电路故障及排除:(1)前照灯不亮,原因:熔丝断\变光开关坏\或继电器坏.排除方法:更换有故障元件.(2)只有远光或只有近光,原因:熔丝断\变光开关故障\继电器故障.排除方法:更换故障元件.车辆照明与信号系统前照灯的使用注意事项:(1)防止水分及灰尘进入前照灯.(2)要按车型,配套使用灯泡等光学组件.(3)灯总成在车上安装要牢固.前照灯电路故障及排除:(1)前照灯不亮,原因:熔丝断\变光开关坏\或继电器坏.排除方法:更换有故障元件.(2)只有远光或只有近光,原因:熔丝断\变光开关故障\继电器故障.排除方法:更换故障元件.2024/2/11车辆照明与信号系统电容式闪光器:利用电容的充放电延时特性,使继电器的两个线圈产生的电磁力时而相加,时而相减,使触点周期性的打开或闭合,形成转向信号灯闪烁。翼片式闪光器:利用电流的热效应,使热胀条通电时热胀、断电时冷缩,通过翼片产生变形动作来控制触点的开闭。2024/2/11车辆照明与信号系统电子式闪光器:电子式闪光器结构由一个三极管的开关电路、电容器及继电器所组成。电子式闪光器工作原理:电子式闪光器利用三极管的开关特性,电容器的充、放电延时特性,控制继电器线圈的通、断电,接通和断开触点,使转向信号灯闪烁。电子闪光器的三个管脚:
B:电源端;
L:闪光器控制端;
E:搭铁端;
2024/2/11车辆照明与信号系统工作原理:车辆向右转弯时,接通电源开关SW和转向灯开关K,电流由蓄电池正极经接线柱B经电阻R1经继电器的常闭触点J经接线柱S经转向灯开关K经右转向灯经搭铁到蓄电池负极,形成回路,右转向灯亮。当电流通过电阻R1时,在电阻R1上产生电压降,三级管VT因正向偏压而导通,集电极电流通过继电器线圈J,使继电器的常闭触点立即打开右转向信号灯随之熄灭。晶体三极管V导通的同时,V的基极电流向电容器C充电。充电电路:蓄电池正极经电源开关SW经接线柱B经V的发射极e、基极b到电容器C经电阻R3经接线柱S经转向灯开光K经右转向信号灯经搭铁到蓄电池负极。在充电过程中,随着电容器电荷积累,充电电流逐渐减小,三极管的集电极电流Ic也随之减小当此电流不足以维持衔铁的吸合而释放时,继电器的触点又重新闭合,转向灯又再次发亮。这时电容器C通过电阻R2、继电器的常闭触点J,电阻R3放电。放电电流在R2上产生的电压降为三极管提供反向偏压,加速三极管的截止。当放电电流接近零时,R1上的电压降为三极管提供正向的偏压使其导通。这样,电容器不断充电和放电,三极管也就不断导通与截止,控制继电器触点反复打开、闭合,使转向灯闪烁。闪光器电器原理图2024/2/11车辆照明与信号系统转向灯及危险警报灯电路电路图危险警报灯电路特点:不受点火开关控制,与转向电路共用一个闪光器,常见故障:1、转向开关打到某一侧时闪烁快,原因:可能是某个灯泡坏了。2、左右转向灯均不亮。
1)检查保险丝。
2)检查闪光继电器。
3)也可以直接打危险警告开关。2024/2/11车辆照明与信号系统电喇叭工作原理:螺旋形和盆形的基本工作原理是一样的,都由静铁芯、磁性线圈、触点、动铁芯、膜片等组成。当司机按下按钮时,电流经触点通过线圈,线圈产生磁力吸下动铁芯强制膜片移动,衔铁移动使触点断开,电流中断磁力消失,膜片在本身的弹性和弹簧片作用下又同动铁芯一起恢复原位,触点闭合电路接通,电流再通过触点流经线圈产生磁力,重复上述动作。如此反复循坏膜片不断振动,从而出音响。助音腔与膜片刚性联接,可使振动平顺发出声音更加悦耳。其中触点臂与触点的间隙小激励频率就高;间隙大激励频率就低,也就是调整不同的间隙,喇叭将受到不同的受迫振动频率激励而产生不同的声响。因上述分析可知,喇叭膜片的振动是受迫振动。2024/2/11车辆照明与信号系统制动信号装置:1、制动信号灯开关(1)液压式(2)气压式(3)弹簧式2、制动信号灯电路(1)采用组合式尾灯(单丝灯泡)(2)采用双丝灯泡的尾灯2024/2/11车辆照明与信号系统采用双丝灯泡的尾灯特点:大功率灯泡用于制动灯信号和转向灯信号,小功率灯泡用于小灯信号。2024/2/11车辆照明与信号系统倒车灯2024/2/11车辆仪表信息系统车辆仪表的作用与基本组成:车辆仪表是车辆与驾驶员进行信息交流的界面,为驾驶员提供必要的车辆运行信息,同时也是维修人员发现和排除故障的重要工具,车辆仪表应结构简单,耐振动,抗冲击性好,工作可靠。在电源电压允许的变化范围内,仪表示值应准确,且不随环境温度的变化而变化。仪表板总成一般由面罩、表框、表芯、表座、底板、印制线路板、插接器、报警灯及指示灯等部件组成。有些仪表还带有仪表稳压器及报警蜂鸣器。组合式仪表板可方便地进行分解,单独更换。照明、报警或指示用灯泡损坏则从仪表板外面就可将灯泡更换。随着电子技术的发展,多功能、高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表不断在车辆上应用。车辆仪表正向综合信息系统的方向发展,其功能不局限于现在的车速、里程、发动机转速、油量、水温、方向灯指示等,还增添了一些新功能,比如带ECU的智能化车辆仪表,能指示安全系统运行状态,如轮胎气压、制动装置、安全气囊等。车速表、发动机转速表和油量表将被集网络诊断和数字显示功能于一体的触摸式液晶屏幕所取代,并具有车载动态信息系统的故障自诊断、道路自主导航、电子地图、车辆定位动态显示等功能。车辆组合仪表2024/2/11车辆仪表信息系统车辆仪表的分类:1.按工作原理划分机械式仪表:就是基于机械作用力而工作的仪表。电气式仪表:就是基于电测原理,通过各类传感器将被测的非电量变换成电信号(模拟量)加以测量的仪表。模拟电路电子式仪表:其工作原理与电气式仪表基本相同,只不过是用电子器件(分立元件和集成电路)取代原来的电气器件,现在均采用各种专用集成电路。数字式仪表:就是由ECU采集传感器的信号,将模拟量转换为数字量,经分析处理后控制显示装置的仪表。
2.按安装方式划分组合式仪表:就是将各仪表组合安装在一起。分装式仪表:就是将各仪表单独安装。数字仪表的优点:(1)指示精度高。(2)重复性好。(3)分度均匀。(4)响应速度快、无抖动。(5)可靠性有根本改善。(6)产品品质的稳定性和可靠性有根本保证。(7)通用性好。2024/2/11车辆仪表信息系统电压表:电压表用来指示电源系统的工作情况。它不仅能指示发电机和电压调节器的工作状况,同时还能指示蓄电池的技术状况,比电流表和充电指示灯更直观和实用。发动机起动时,电压表指示值在9~10V范围内为正常。如果电压表示值在起动时过低,说明蓄电池亏电或有故障。若起动前后,电压表示值基本不变,则表明发电机不发电。若车辆正常行驶时,电压表示值不在13.5~14.5V范围之内,说明电压调节器有故障。常见的电压表有电磁式和电热式两种,受点火开关控制。电热式电压表1—指针;2—电热丝;3—双金属片;4—刻度板;5—接线柱;6—支架电磁式电压表1-交叉电磁线圈;2-转子;3-指针;4-刻度板;5-稳压管;6-接线柱;7-永久磁铁;8-限流电阻2024/2/11车辆仪表信息系统电流表:电流表用来指示蓄电池的充放电电流值,监视充电系统工作是否正常。电流表按结构可分为电磁式和动磁式两种。动磁式电流表电磁式电流表2024/2/11车辆仪表信息系统机油压力表:机油压力表简称油压表或机油表。其作用是指示发动机主油道机油压力的大小,以防因缺机油而造成拉缸、烧瓦的重大故障发生。它由装在发动机主油道(或粗滤器壳)上的油压传感器配合工作。常用的油压表有电热式和电磁式两种。发动机处于怠速工况时,机油表的指示值不得低于100kPa;低速工况时,指示值不得低于1
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