《汽車電工》教學(xué)課件：3第三章 電源充電系統(tǒng)

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1、 蓄電池和發(fā)電機(jī)是汽車上的兩大電源。發(fā)電機(jī)是主要電源，在正常工作時(shí)，對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有用電器供電，并向蓄電池充電?，F(xiàn)代汽車上普遍使用三相交流發(fā)電機(jī)，利用硅二極管組成的整流器，把定子繞組產(chǎn)生的三相交流電整流成直流電。充電系統(tǒng)的電路包括充電系統(tǒng)的電路包括： 發(fā)電機(jī)的工作電路發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路及調(diào)節(jié)器電路； 充電電路充電電路及充電指示燈電路。蓄電池是汽車上的兩個(gè)電源之一，它是一種可逆直流電源，在汽車上與發(fā)電機(jī)并聯(lián)，其主要作用是：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，向起動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電。（2）發(fā)電機(jī)不發(fā)電或電壓較低時(shí)，向用電設(shè)備供電。（3）當(dāng)用電設(shè)備同時(shí)接入較多使得發(fā)電機(jī)超載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)供電。（4）當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓

2、高于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，它可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來（即充電）。 第一節(jié)第一節(jié) 蓄電池的結(jié)構(gòu)與原理蓄電池的結(jié)構(gòu)與原理 蓄電池主要由極板、隔板、外殼、電解液等組成，如圖3-1所示。 盛裝有電解液，插入多個(gè)用隔板隔開的正負(fù)極組便成為單體電池。每個(gè)單體電池的標(biāo)稱電壓為2V，將6個(gè)或12個(gè)單體電池串聯(lián)后便成為一只12V或24V蓄電池總成。圖圖3-1 3-1 蓄電池結(jié)構(gòu)與實(shí)物圖蓄電池結(jié)構(gòu)與實(shí)物圖第二節(jié)第二節(jié) 蓄電池的充電蓄電池的充電 充電是蓄電池使用過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)于新啟用的蓄電池或修復(fù)的蓄電池，在使用前必須進(jìn)行初次充電；使用中的蓄電池也要進(jìn)行補(bǔ)充充電，特別是在汽車充電系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致蓄電池充

3、電不足的情況下；在存放期中，每3個(gè)月也要進(jìn)行一次放電、充電循環(huán)處理，以保持蓄電池一定的容量，延長其使用壽命。一、充電時(shí)蓄電池正負(fù)極性的識(shí)別 充電時(shí)應(yīng)將蓄電池的正、負(fù)極與對(duì)應(yīng)的充電機(jī)的正、負(fù)極相連。若極性接反，會(huì)造成蓄電池的損壞。 如標(biāo)記模糊不清，可用下述方法進(jìn)行識(shí)別：（1）觀察極樁的顏色，使用過的蓄電池正極樁呈深棕色，負(fù)極樁呈淡灰色。（2）用直流電壓表接蓄電池的兩極，按照指針偏擺方向判斷其正、負(fù)極。（3）利用電解液進(jìn)行識(shí)別，將蓄電池的兩極接上導(dǎo)線，插入電解液中，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生氣泡多的為負(fù)極。圖圖3-2 3-2 定流充電時(shí)蓄電池的連接定流充電時(shí)蓄電池的連接二、充電方法二、充電方法1 1、定流充電：

4、、定流充電： 定流充電的優(yōu)點(diǎn)是：適用性好，可任意選擇和調(diào)整充電電流，有益于延長蓄電池的使用壽命。這種充電方式可用于各種不同的蓄電池，如新蓄電池的初充電、去硫充電、補(bǔ)充充電等，均可采用這種方式。缺點(diǎn)是：充電時(shí)間長，且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流。圖圖3-3 3-3 定壓充電時(shí)蓄電池的連接定壓充電時(shí)蓄電池的連接2 2、定壓充電：、定壓充電： 定壓充電的優(yōu)點(diǎn)：定壓充電的優(yōu)點(diǎn)：一是充電效率高。開始充電4h5h內(nèi)，蓄電池就能獲得9095的充電量，因而可大大縮短充電時(shí)間。二是操作方便，不易過充電。 定壓充電的缺點(diǎn)：定壓充電的缺點(diǎn)：由于充電初期電流太大，易造成電解液溫升過快、極板彎曲、活性物質(zhì)脫落，從而影響蓄電池的

5、技術(shù)性能和使用壽命。因此，這種方法除在短時(shí)間補(bǔ)充充電的情況下，一般很少使用。3 3、脈沖快速充電：、脈沖快速充電： 脈沖快速充電的特點(diǎn)：脈沖快速充電的特點(diǎn)：（1）充電時(shí)間短。初充電一般不超過5h，補(bǔ)充充電只需0.5h1.5h。（2）節(jié)能。消耗電能為常規(guī)充電的80%85%。（3） 可以增加蓄電池的容量。（4） 具有顯著的去硫化作用。（5） 蓄電池的壽命有一定影響，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。 一般來講，經(jīng)快速充電的蓄電池只是提高了充電容量，并未充足電。若想充足，必需用小電流或正常充電電流進(jìn)行最后充電。當(dāng)電解液超過一定溫度（通常為50）時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)停止充電。第三節(jié)第三節(jié) 蓄電池的維護(hù)與性能測(cè)試蓄電池的維護(hù)與

6、性能測(cè)試一、蓄電池的維護(hù)原則一、蓄電池的維護(hù)原則 實(shí)踐證明，蓄電池的電氣性能和使用壽命不僅取決于其本身的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量，而且在很大程度上取決于對(duì)蓄電池的使用情況和使用過程中是否對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的維護(hù)。蓄電池的使用與維護(hù)要做好以下工作：1、要經(jīng)常保持蓄電池的外部清潔，以防間接短路和電極接線柱腐蝕。2、要經(jīng)常檢查蓄電池在車上的安裝是否牢靠，電極接線柱與接線頭的連接是否緊固。為防止接線柱氧化，通常應(yīng)涂以保護(hù)劑（如黃油等）。3、定期檢查和調(diào)整各單體內(nèi)電解液液面高度。 4、根據(jù)不同季節(jié)及時(shí)間調(diào)整電解液密度（如表3-1所示）。表表3-1 3-1 不同氣溫下電解液密度的選擇不同氣溫下電解液密度的選擇圖圖3-4

7、3-4 用玻璃管測(cè)量電解液液面高度用玻璃管測(cè)量電解液液面高度二、蓄電池性能測(cè)試二、蓄電池性能測(cè)試 為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池的各種內(nèi)在故障，汽車每行駛1000km，或冬季行駛10天15天，夏季行駛5天6天，需對(duì)蓄電池進(jìn)行下列檢查：1 1、電解液液面高度：、電解液液面高度： 液面高度可用玻璃管測(cè)量，如圖3-4所示。電解液液面應(yīng)高出極板10mm15mm，電解液不足時(shí)應(yīng)加注蒸餾水。2 2、蓄電池放電程度：、蓄電池放電程度：（1 1）用密度計(jì)測(cè)量電解液密度：）用密度計(jì)測(cè)量電解液密度： 電解液的密度用吸式密度計(jì)測(cè)定，如圖3-5所示。將密度計(jì)插入電池單體內(nèi)，吸入電解液，使密度計(jì)浮子浮起，電解液液面所在的刻度即為密

8、度值。注意在測(cè)量密度時(shí)，應(yīng)同時(shí)測(cè)量電解液溫度，并將測(cè)得的電解液相對(duì)密度換算成15時(shí)的相對(duì)密度值。圖圖3-5 3-5 測(cè)量電解液的密度和溫度測(cè)量電解液的密度和溫度（2 2）用高率放電計(jì)測(cè)量放電電壓：）用高率放電計(jì)測(cè)量放電電壓： 高率放電計(jì)是模擬接入起動(dòng)機(jī)負(fù)荷，測(cè)量蓄電池在大電流（接近起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流）放電時(shí)的端電壓，用以判斷蓄電池的放電程度和起動(dòng)能力，如圖3-6所示。 一般技術(shù)狀況良好的蓄電池，用高率放電計(jì)測(cè)量時(shí)：單體電池電壓應(yīng)在1.5V以上，并在5s內(nèi)保持穩(wěn)定；如果5s內(nèi)電壓迅速下降或某一單體電池電壓比其他單體電池低0.1V以上時(shí)，表示該單體電池有故障，應(yīng)進(jìn)行修理。圖圖3-6 3-6 用高率放

9、電計(jì)測(cè)量蓄電池的放電電壓用高率放電計(jì)測(cè)量蓄電池的放電電壓第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與原理發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與原理汽車用交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。圖圖3-7 3-7 發(fā)電機(jī)構(gòu)造圖發(fā)電機(jī)構(gòu)造圖1 1、轉(zhuǎn)子：、轉(zhuǎn)子： 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸、勵(lì)磁繞組、兩塊爪形磁極、滑環(huán)等組成。它的作用是當(dāng)通過電刷給勵(lì)磁繞組供電時(shí)，勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)。其電器符號(hào)一般用電磁線圈加文字標(biāo)注表達(dá)。（如圖3-8所示）圖圖3-8 3-8 發(fā)電機(jī)構(gòu)造圖發(fā)電機(jī)構(gòu)造圖圖圖3-9 3-9 定子構(gòu)造與繞組連接圖定子構(gòu)造與繞組連接圖2 2、定子：、定子： 定子又叫電樞，由鐵心和三相繞組組成，其功用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。定子繞組有星形連接和三角形連接兩

10、種形式。在星形連接形式中，三相繞組的公共接點(diǎn)稱為中性點(diǎn)，一般用“N”表示。（如圖3-9所示）圖圖3-10 3-10 整流器實(shí)物與硅二極管連接圖整流器實(shí)物與硅二極管連接圖3 3、整流器：、整流器： 整流器的功用是將發(fā)電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的交流電變換為直流電。一般由6只整流硅二極管和安裝二極管的散熱板組成。目前國內(nèi)外采用的硅整流發(fā)電機(jī)均為負(fù)極搭鐵。如圖3-10所示4 4、端蓋和電刷總成：、端蓋和電刷總成： 前后端蓋均由鋁合金壓鑄或砂模鑄造而成，這是因?yàn)殇X合金為非導(dǎo)磁性材料，可減少磁化并具有輕便、散熱性能良好的優(yōu)點(diǎn)。 電刷總成由兩只電刷、電刷彈簧和電刷架組成。電刷裝在電刷架的孔內(nèi)，借電刷彈簧的壓力與轉(zhuǎn)子

11、總成上的滑環(huán)保持接觸，用于給轉(zhuǎn)子繞組提供磁場(chǎng)電流。（如圖3-11所示）圖圖3-11 3-11 端蓋與電刷架總成（捷達(dá)端蓋與電刷架總成（捷達(dá)CIFCIF轎車發(fā)電機(jī)）轎車發(fā)電機(jī)）5 5、電子調(diào)節(jié)器、電子調(diào)節(jié)器 電子調(diào)節(jié)器是利用晶體三極管的開關(guān)特性，使磁場(chǎng)電路接通和斷開來調(diào)節(jié)磁場(chǎng)繞組的平均電流。 電子式電壓調(diào)節(jié)器利用三極管的開關(guān)特性，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，通過改變勵(lì)磁繞組電路的接通和斷開的時(shí)間比來調(diào)節(jié)勵(lì)磁電路的平均電流。各種電子式電壓調(diào)節(jié)器的工作原理基本相同，如圖3-12所示。 圖圖3-12 3-12 調(diào)節(jié)器實(shí)物與連接圖調(diào)節(jié)器實(shí)物與連接圖圖圖3-13 3-13 充電指示燈（捷達(dá)）充電指示燈（捷達(dá)）第五

12、節(jié)第五節(jié) 發(fā)電機(jī)的就車檢測(cè)發(fā)電機(jī)的就車檢測(cè) 1 1、充電指示燈檢查：、充電指示燈檢查：當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)查看儀表充電指示燈是否點(diǎn)亮，如圖3-13所示。如不亮應(yīng)檢查相應(yīng)電路或充電指示燈保險(xiǎn)絲是否熔斷，指示燈燈泡是否損壞，如有應(yīng)更換。然后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充電指示燈應(yīng)熄滅，否則應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)。圖圖3-14 3-14 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸磁性檢查（捷達(dá)）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸磁性檢查（捷達(dá)） 2 2、發(fā)電機(jī)檢查：、發(fā)電機(jī)檢查：在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下用一金屬物體檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸有無磁性，如有說明發(fā)電機(jī)激磁電路良好。如沒有應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)激磁電路有無輸入電壓。如無則檢查電壓調(diào)節(jié)器及激磁繞組有無損壞，如圖3-1

13、4所示。然后檢查發(fā)電機(jī)輸出電壓（在發(fā)動(dòng)機(jī)2500轉(zhuǎn)/分時(shí)12或24V）發(fā)電機(jī)輸出應(yīng)小14.8或27V，大于12V或24V，否則應(yīng)檢查硅整流器及定子繞組有無損壞。 硅整流發(fā)電機(jī)每運(yùn)轉(zhuǎn)750h（相當(dāng)于30000km）后，應(yīng)拆開檢修一次。主要檢查電刷和軸承的狀況。新電刷的高度是14mm，磨損至7mm8mm時(shí)應(yīng)更換。軸承如有顯著松動(dòng)，應(yīng)更換。 硅整流發(fā)電機(jī)若不發(fā)電，其主要原因多是硅二極管損壞，磁場(chǎng)繞組或定子繞組有斷路、短路和搭鐵（絕緣不良）等故障所致。一、解體圖：一、解體圖：（如圖3-15所示）第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)電機(jī)的分解檢測(cè)發(fā)電機(jī)的分解檢測(cè)圖圖3-15 3-15 發(fā)電機(jī)分解圖發(fā)電機(jī)分解圖二、發(fā)電機(jī)檢修

14、二、發(fā)電機(jī)檢修1 1、硅二極管的檢查：、硅二極管的檢查： 拆開定子繞組與硅二極管的連接線后，用萬用表（R1擋）逐個(gè)檢查硅二極管的性能。其檢查方法和要求如圖3-16所示。測(cè)量壓在后端蓋上的二極管（負(fù)極管子）時(shí)，將萬用表的黑表筆接端蓋，紅表筆接二極管的引線，如圖3-16（a）所示，電阻值應(yīng)在810的范圍內(nèi)。圖圖3-16(a) 3-16(a) 二極管的檢測(cè)（正向）二極管的檢測(cè)（正向） 壓在散熱板上的三個(gè)正極管子是相反方向?qū)щ姷?，測(cè)試結(jié)果與負(fù)極管子相反，如圖3-16（b）所示。若正、反向測(cè)試時(shí)，電阻值均為零，則二極管短路；若電阻值均為無 窮大，則二極管斷路。短路和斷路的二極管均應(yīng)更換。圖圖3-16(b

15、) 3-16(b) 二極管的檢測(cè)（反向）二極管的檢測(cè)（反向）2 2、磁場(chǎng)繞組的檢查：、磁場(chǎng)繞組的檢查： 用萬用表檢查磁場(chǎng)繞組，如圖3-17所示。3-17（a）所示；也可用萬用表如圖3-17（b）所示檢測(cè)。 磁場(chǎng)繞組若有斷路、短路和搭鐵故障時(shí)，一般需要更換轉(zhuǎn)子總成或重繞磁場(chǎng)繞組。圖圖3-173-17（a a） 磁場(chǎng)繞組的檢測(cè)磁場(chǎng)繞組的檢測(cè)圖圖3-17 3-17 磁場(chǎng)繞組的檢測(cè)磁場(chǎng)繞組的檢測(cè)3 3、定子繞組的檢查：、定子繞組的檢查： 用萬用表按圖3-18（1）（a）所示的方法，檢查三相繞組的電阻。按圖3-18（1）（b）所示的方法，檢查定子繞組的絕緣情況，如圖3-18（2）（c）所示方法為檢查繞組有無搭鐵。圖圖3-183-18（1 1） 發(fā)電機(jī)定子繞組的檢查發(fā)電機(jī)定子繞組的檢查圖圖3-183-18（二）（二） 發(fā)電機(jī)定子繞組的檢查發(fā)電機(jī)定子繞組的檢查