项目二汽车电源系统及充电系统（课件）-《汽车电气构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

2024-08-10

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项目二　汽车电源系统及充电系统任务一　汽车蓄电池的基础认知任务二　蓄电池的性能检查与维护任务三　交流发电机及调节器工作原理任务四　交流发电机及调节器性能检测任务五　充电系统电路及常见故障检修返回 1 任务一　汽车蓄电池的基础认知一、蓄电池的作用蓄电池是一种可逆直流电源，它是汽车上的两个电源之一，在汽车上与发电机并联，共同向用电设备供电。在放电过程中，蓄电池的化学能转变为电能；在充电的过程中，电能被转换成化学能。如图２-１所示，为蓄电池与汽车电气设备并联电路图。蓄电池的作用是: ①在发动机起动时，向起动机和点火系统供电。 ②在发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。 ③当发电机超载时，协助发电机供电。下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 ④蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来(即充电)。 ⑤蓄电池相当于一个大容量电容器，在发电机转速和负载发生比较大的变化时，能够保持汽车电气系统电压的相对稳定。同时，还可吸收发电机产生的瞬间过电压，保护汽车电子元件不被损坏，所以，发电机不允许脱开蓄电池运转。二、蓄电池的分类汽车上所使用的蓄电池主要是为了满足起动发动机的需要，所以，通常称为起动型蓄电池。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知起动型蓄电池在短时间内可提供强大的起动电流(一般为２００ ~ ６００Ａ，最大可达１０００Ａ)，根据电解液不同，汽车上所使用的蓄电池有两大类: 铅酸蓄电池和镍碱蓄电池。同时，由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。铅酸蓄电池又分为普通蓄电池、免维护蓄电池、干荷蓄电池和胶体蓄电池；镍碱蓄电池又分为铁镍蓄电池和镉镍蓄电池。铅酸蓄电池结构简单，起动性能好，价格低廉，所以在汽车上广泛采用。表２-１列出了各种蓄电池的特点。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知三、蓄电池的结构１.蓄电池的组成普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、壳体、电解液、联条、极柱等部分组成，如图２-２所示。壳体一般分隔为３个或６个单体，即为单体电池。每个单体电池的标称电压为２Ｖ，将３个或６个单体电池串联后便成为一只６Ｖ或１２Ｖ蓄电池总成。 (１) 极板极板分正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成。正极板上的活性物质是二氧化铅(ＰｂＯ２)，呈深棕色。负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Ｐｂ)，呈青灰色。如图2-３所示。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知栅架的作用是容纳活性物质并使极板成形，一般由铅锑合金浇铸而成。铅锑合金中，含锑６％ ~８.５％，加入锑是为了提高栅架的机械强度并改善浇铸性能。但铅锑合金耐电化学腐蚀性能比纯铅差，锑易引起蓄电池的自放电和栅架的膨胀、溃烂。因此，栅架的生产材料将向低锑(含锑量小于３％)，甚至不含锑的铅钙合金发展。为增大蓄电池的容量，将多片正、负极板分别并联焊接，组成正、负极板组。横板上联有极柱，各片间留有空隙。安装时正、负极板相互嵌合，中间插入隔板。由于正极板的机械强度差，所以，在每个单体电池中，负极板的数量总比正极板多一片，这样正极板都处于负极板之间，使其两侧放电均匀，不致造成正极板拱曲变形，如图２-４所示。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 (２) 隔板为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负极板应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路，正、负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性，且化学性能要稳定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。安装时隔板上带沟槽的一面应面向正极板，这是因为正极板在充、放电过程中化学反应激烈，沟槽能使电解液较顺利地上下流通。同时，使正极板上脱落的活性物质顺利地掉入壳底槽中。 (３) 壳体蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的，应由耐酸、耐热、耐震、绝缘性好并且有一机械强度的材料制成。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知壳体为整体式结构，壳体内部由间壁分隔成３个或６个互不相通的单格，底部有突起的肋条以搁置极板组。肋条之间的空间用来积存脱落下来的活性物质，以防止在极板间造成短路，极板装入壳体后，上部用与壳体相同材料制成的电池盖密封。在电池盖上对应于每个单格的顶部都有一个加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，也可用于检查电解液液面高度和测量电解液相对密度。加液孔平时旋入加液孔螺塞以防电解液溅出，螺塞上有通气孔可使蓄电池化学反应放出的气体(Ｈ２和Ｏ２等) 随时逸出。 (４) 电解液上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知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。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。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则黏度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定，表２-２列出了不同地区和气温下的电解液密度。另外，电解液的纯度也是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素之一。 (５) 联条联条的作用是将单体电池串联起来，提高整个蓄电池的电压。单体电池的串接方式一般有传统外露式、穿壁式和跨越式三种方式。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知２.蓄电池的型号蓄电池的型号按我国机械工业部ＪＢ２５９９—８５ «起动型铅蓄电池标准» 规定，其产品型号的编制和含义如下: ①串联的单体电池数用阿拉伯数字表示。 ②蓄电池类型是根据其主要用途来划分的。 ③蓄电池特征为附加部分，仅在同类用途的产品中具有某种特征而在型号中又必须加以区别时采用。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 ④额定容量是指２０ｈ放电率的额定容量，单位为Ａｈ，用阿拉伯数字表示。 ⑤在产品具有某些特殊性能时，可用相应的代号加在产品型号的末尾。四、蓄电池的工作原理及使用１.蓄电池的工作原理汽车上普遍采用以铅锑合金材料制成极板的铅酸蓄电池，其工作过程是化学能与电能的转换过程，分为放电过程和充电过程，且充、放电是一种可逆的化学反应。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知蓄电池的化学反应方程式为: (１) 电势的建立当极板浸入电解液时，在负极板处，金属铅受到两方面的作用: 一方面它有溶解于电解液的倾向，因而有少量铅进入溶液，生成Ｐｂ２＋，在极板上留下两个电子２ｅ－，使极板带负电；另一方面由于正、负电荷的吸引，Ｐｂ２＋有沉附于极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便停止，此时极板具有负电位，约为－０.１Ｖ。图２-５所示为蓄电池电动势的建立。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 (２) 铅酸蓄电池的放电当蓄电池接上负载后，在电动势的作用下，电流Ｉｆ从正极经过负载流往负极(即电子从负极到正极)，使正极电位降低，负极电位升高，破坏了原有的平衡。放电时的化学反应过程如图２-６所示。在正极板处，Ｐｂ４＋和电子结合，变成二价铅离子(Ｐｂ２＋ )，Ｐｂ２＋与电解液中的ＳＯ２－４结合生成ＰｂＳＯ４沉附于极板上，即理论上，放电过程应进行到极板上的活性物质全部变为硫酸铅为止，而实际上是不可能的，因为电解液不能渗透到活性物质的最内层。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 (３) 铅酸蓄电池的充电充电时，应将蓄电池接直流电源。当电源电压高于蓄电池电动势时，在直流电源电压作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出(即驱使电子从正极经外电路流入负极)。这时正负极板发生的反应正好与放电过程相反，其化学反应过程如图２-７所示。 (４) 蓄电池充放电过程结论 ①蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水将逐渐增多，电解液相对密度下降。 ②蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液相对密度增加。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 ③在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由于正极板的活性物质化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。 ④充电后期，会因电解水而产生气体，所以应注意排气畅通，以防爆炸。２.蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性主要包括蓄电池的静止电动势、内电阻以及充、放电特性。 (１) 静止电动势上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放电) 下，正、负极板之间的电位差(即开路电压)，用Ｅ０表示。它的大小与电解液的相对密度和温度有关，在相对密度为１.０５０ ~１.３００的范围内，可由下述经验公式计算其近似值: 实测所得电解液相对密度应按下式换算成２５℃时的相对密度: (２) 内电阻(内阻) 蓄电池的内电阻大小反映了蓄电池带负载的能力。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知在相同的条件下，内电阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。蓄电池的内电阻为极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连接条电阻和极柱电阻的总和，用Ｒ０表示。图２-８所示为电解液内阻随相对密度变化的关系曲线。相对密度为１.２时(１５℃)，硫酸的离解度最好，黏度较小，电阻也最小。连接条电阻与单体电池的连接形式有关。传统外露式铅连接条电阻比内部穿壁式、跨越式连接的阻要大。一般来说，起动型铅蓄电池的内电阻是很小的，在小负荷工作时对蓄电池的电力输出影响很小，但在大电流放电时(如起动发动机时)，如内阻过大，则会引起端电压大幅度下降而影响起动性能。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知完全充足电的蓄电池在温度为２０℃时，内阻只可按下述经验公式计算其近似值: (３) 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Ｕｅ和电解液密度ρ 等参数随充电时间变化的规律。以一定的充电电流Ｉｃ向一只完全放电的蓄电池进行充电，在充电过程中，每隔一定时间测量其单体电池的端电压Ｕｃ、电解液密度ρ 和温度，便可得到该蓄电池的充电特性曲线。图２-９所示为一只６—Ｑ—１０５型蓄电池以１０.５Ａ的充电电流进行充电的特性曲线。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知充电时电源电压必须克服蓄电池的电动势Ｅ和蓄电池内阻产生的电压降ＩｃＲ０，因此，充电过程中蓄电池的端电压总是大于蓄电池的电动势Ｅ，即蓄电池充电终了的特征是: ①蓄电池内产生大量气泡，呈“沸腾” 状。 ②端电压和电解液相对密度均上升至最大值，且２ ~３ｈ内不再增加。 (４) 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Ｕｆ和电解液相对密度等参数随时间而变化的规律。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知将一只完全充足电的蓄电池以２０ｈ放电率的电流进行恒流放电，在放电过程中，每隔一定时间测量其单体电池的端电压Ｕｆ和电解液相对密度ρ，便可得到该蓄电池的放电特性曲线。图２-１０所示为一只６—Ｑ—１０５型蓄电池的放电特性曲线。由于放电过程中电流是恒定的，单位时间内所消耗的硫酸量相同，所以，电解液的相对密度呈直线下降。相对密度每下降０.０３ ~０.０３８，则蓄电池约放电２５％。放电过程中，由于蓄电池内阻Ｒ０上有压降，所以，蓄电池的端电压Ｕｆ总是小于其电动势Ｅ，即上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知由图２-１０可见，放电开始时，其端电压从２.１Ｖ迅速下降，这是由于极板孔隙中的硫酸迅速消耗、密度降低的缘故。这时容器中的电解液便向极板孔隙内渗透，当渗入的新电解液完全补偿了因放电时化学反应而消耗的硫酸量时，端电压将随整个容器内电解液相对密度的降低而缓慢地下降到１.９５Ｖ。接着电压又迅速下降至１.７５Ｖ，此时应停止放电，如继续放电，电压将急剧下降。当端电压降至一定值时(２０ｈ放电率降至１.７５Ｖ) 再继续放电即为过度放电。过度放电对蓄电池是有害的，因为孔隙中生成的粗结晶硫酸铅，充电时不易还原，而使极板硫化，容量下降。停止放电后，由于极板孔隙中的电解液和容器中的电解液相互渗透，趋于平衡，蓄电池的端电压将有所回升。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知蓄电池放电终了的特征是: ①电解液相对密度下降到最小许可值(约１.１)。 ②单体电池的端电压降至放电终止电压(以２０ｈ放电率放电，单体电压降至１.７５Ｖ；１０ｈ放电率放电，单体电压降至１.７Ｖ)。容许的放电终止电压与放电电流强度有关，放电电流越大，则放完电的时间越短，而容许的放电终止电压越低，见表２-３。３.蓄电池的正确使用 (１) 蓄电池的储存上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 ①新蓄电池的储存。未启用的新蓄电池，其加液孔盖上的通气孔均已封闭，不要通破。保管蓄电池时应注意以下几点: ａ.存放室温５℃ ~３０℃，干燥、清洁、通风；ｂ.不要受阳光直射，离热源距离不小于２ｍ；ｃ.避免与任何液体和有害气体接触；ｄ.不得倒置或卧放，不得叠放，不得承受重压；ｅ.新蓄电池的存放时间不得超过２年。 ②暂时不用的蓄电池的储存。 ③长期停用的蓄电池的储存。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知采用干储存法，即先将充足电的蓄电池以２０ｈ放电率放完电，然后倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗多次，直到水中无酸性，晾干后旋紧加液孔盖，并将通气孔密封，存放条件与新蓄电池相同。 (２) 启用新蓄电池首先擦净外表面，旋开加液孔盖，疏通通气孔，注入新电解液，静置４ ~６ｈ后，调节液面高度到规定值，按初充电规范进行充电后即可使用。干荷电蓄电池在规定存放期(一般为２年) 内，启用时可直接加入规定密度的电解液，静置２０ ~３０ｍｉｎ后，校准液面高度，即可使用。若超期存放或保管不当损失部分容量，应在加注电解液后经补充充电方可使用。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 (３) 蓄电池的维护 ①保持蓄电池外表面的清洁干燥，及时清除极柱和电缆卡子上的氧化物，并确定蓄电池极柱上的电缆连接牢固。清洗蓄电池时，最好从车上拆下蓄电池，用苏打水溶液冲洗整个壳体(如图２-１１所示)，然后用清水冲洗蓄电池并用纸巾擦干。对蓄电池托架，可先用腻子刀刮净厚腐蚀物，然后用苏打水溶液清洗托架(如图２-１２所示)，之后用水冲洗并干燥。托架干燥后，刷上防腐漆。对极柱和电缆卡子，可先用苏打水溶液清洗，再用专用清洁工具进行清洁。清洗后，在电缆卡子上涂上凡士林或润滑油防止腐蚀。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 ②保持加液孔盖上通气孔的畅通，定期疏通。 ③定期检查并调整电解液液面高度，液面不足时，应补加蒸馏水。 ④汽车每行驶１０００ｋｍ或夏季行驶５ ~６天、冬季行驶１０ ~１５天，应用密度计或高率放电计检查一次蓄电池的放电程度，当冬季放电超过２５％、夏季放电超过５０％时，应及时将蓄电池从车上拆下进行补充充电。 ⑤根据季节和地区的变化及时调整电解液的密度。冬季可加入适量的密度为１.４０ｇ/ ｃｍ３的电解液，以调高电解液的密度(一般比夏季高０.０２ ~０.０４ｇ/ ｃｍ３为宜)。 ⑥冬季向蓄电池内补加蒸馏水时，必须在蓄电池充电前进行，以免水和电解液混合不均而引起结冰。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 ⑦冬季蓄电池应经常保持在充足电的状态，以防电解液密度降低而结冰，引起外壳破裂、极板弯曲和活性物质脱落等故障。五、蓄电池的充电１.蓄电池的充电根据充电目的的不同，蓄电池的充电作业可分为初充电、补充充电、去硫充电等。 (１) 初充电新蓄电池或修复后的蓄电池在使用之前的首次充电称为初充电，其目的在于恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质缓慢硫化和自放电而失去的电量。故初充电恰当与否，对蓄电池的使用性能极为重要。初充电的特点是充电电流小、充电时间长，电化学反应充分。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知初充电的程序如下: 首先按蓄电池制造厂的规定，加注一定相对密度的电解液(一般为１.２５ ~１.２８５)。电解液加入蓄电池之前温度不得超过３０℃，注入电解液后应静置３ ~６ｈ，待温度低于３５℃才能充电。此时若液面因电液渗入极板而低落，应补充到高出极板上缘１０ ~ １５ｍｍ。然后将蓄电池的正极与充电机的正极相接，蓄电池的负极接充电机的负极。充电过程中应经常测量电解液温度。若温度上升到４０℃，应将电流减半；如继续上升到４５℃，应立即停止充电，并采用人工冷却，待冷至３５℃以下时再充。充电过程中如减少充电电流则应适当延长充电时间。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知初充电临近完毕时，应测量电解液的相对密度，如不合规定，应用蒸馏水或相对密度为１.４０的电解液进行调整。调整后，应再充电２ｈ，如相对密度仍不符合规定，应再调整并充电２ｈ，直至符合规定为止，然后将加液孔塞拧上，把电池表面擦干净，即可使用。对于新蓄电池的初充电作业，应进行１ ~３次充、放电循环，目的是检查它的容量是否达到额定容量，并促使极板上未转化的物质转变为活性物质，以提高蓄电池的容量功能。方法是新蓄电池初充电后，用２０ｈ放电率放电至单体电池电压降为１.７５Ｖ，测量蓄电池容量是否达到额定容量，如容量低于额定容量的９０％，应再进行一次充放电循环，直到容量达到额定容量的９０％以上为止。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 (２) 补充充电蓄电池在车辆上使用时，常有充电不足的现象，尤其是短途运输车辆，应根据需要进行补充。一般每月一次，如有下列现象发生，必须随时进行补充充电。 ①电解液相对密度下降到１.１５以下时。 ②冬季放电超过２５％，夏季放电超过５０％时。 ③灯光暗淡、起动机运转无力，表明电力不足时。另外，蓄电池放置时间超过一个月时，也应进行补充充电；在大量补充蒸馏水后也应进行补充充电。 (３) 循环锻炼充电上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知蓄电池在使用中常处于部分放电的情况，参加化学反应的活性物质有限，为迫使相当于额定容量的活性物质都能参加工作，以避免活性物质长期不工作而收缩，可每隔３个月进行一次循环锻炼充电。即在电池正常充足后，用２０ｈ放电率放完电，再正常充电后送出使用。 (４) 去硫充电当极板硫化较严重时，可进行“去硫充电”。方法是先倒出电池内的电解液，用蒸馏水反复冲洗数次，然后灌入蒸馏水至高出极板１０ ~ １５ｍｍ，用初充电电流进行充电，并随时测量相对密度。如相对密度升到１.１５以上时，可用蒸馏水冲淡，继续充至相对密度不再上升后进行放电。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知如此反复多次，或充６ｈ，中间停２ｈ，反复进行至６ｈ相对密度不变为止，最后参照初充电方法充电并调整相对密度至规定值，用２０ｈ放电率放电检查容量，如容量达到额定容量的８０％，则说明硫化已基本消除，即可使用。 (５) 均衡充电蓄电池在使用过程中，由于制造、使用等因素，会出现各单体电池的端电压、电解液密度、容量等的差异，采用均衡充电的方法可消除这种差异。具体方法是: 先用正常的充电方法进行充电，待蓄电池端电压稳定后，停充１ｈ，改用２０ｈ放电率充电，充２ｈ停１ｈ，反复３次，直至蓄电池各单体一开始充电立即剧烈地产生气泡为止，最后调整各单体电池的电解液密度即可。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知２.充电方法通常蓄电池的充电方法有定流充电和定压充电两种，近年来脉冲快速充电也逐步推广。 (１) 定流充电在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法，称为定流充电，如图２-１３所示。为缩短充电时间，充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流，使蓄电池的容量得到迅速恢复，当蓄电池电量基本充足，单体电池电压达到１.４Ｖ，电解水开始产生气泡时，转入第二阶段，将充电电流减小一半，直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在２ ~ ３ｈ内不再上升，蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。图２-１４所示为定流充电特性曲线。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知 (２) 定压充电充电过程中，电源电压Ｕ始终保持不变的充电方法，称为定压充电。如图２-１５所示。 (３) 脉冲快速充电上述的充电方法统称为“常规充电”，要完成一次初充电需６０ ~７０ｈ，补充充电也要２０ｈ左右。由于充电时间太长，给使用带来很大不便。但是，单纯加大充电电流来缩短充电时间是行不通的，因为这样不仅使充电时蓄电池达不到额定容量，反而会使蓄电池温升快，产生大量气泡，造成活性物质脱落而影响其使用寿命。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知六、蓄电池的就车拆装１.拆卸 ①将车上重要信息记录下来，再拆下蓄电池的搭铁线。如图２-１６所示。 ②打开蓄电池的盒盖，拧下蓄电池的正极接线。 ③拔下电源盒插头。 ④拧下蓄电池的固定螺栓，松下固定夹。 ⑤拔下蓄电池的正极线，取出蓄电池。上一页下一页返回任务一　汽车蓄电池的基础认知２.安装 ①将固定压板压在蓄电池底部凸缘上。 ②先将蓄电池的正极接线接上，然后接上搭铁线。 ③装上蓄电池保护套。上一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护一、蓄电池的性能检查１.普通铅酸蓄电池性能的检查为了及时发现蓄电池使用中的各种内在故障，汽车每行驶１０００ｋｍ，或冬季行驶１０ ~１５天、夏天行驶５ ~６天，需对蓄电池进行下列检查: (１) 蓄电池外观的检查 ①检查外壳是否有裂纹、破损漏电解液； ②检查极柱是否有氧化物； ③加液孔盖是否损坏、通气孔是否畅通； ④蓄电池外表是否清洁。下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护 (２) 蓄电池电解液液面高度的检查 ①用玻璃管检查法，见图２-１７ (ａ)。ａ.用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内极片的上平面处。ｂ.玻璃管内的电解液与电池液面同高，用大拇指按紧玻璃管上端，使管口密封。ｃ.提起玻璃管，测量玻璃管内的液面高度，即为蓄电池电解液液面高度。标准值为１０ ~１５ｍｍ高，过低应加入蒸馏水使之符合标准。 ②观察液面高度指示线法，见图２-１７ (ｂ)。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护使用透明塑料容器的蓄电池，检查液面高度时，在容器壁上刻有两条高度指示线。正常液面高度应介于两线之间的中线上，低于中线则为液面过低，应加入蒸馏水补充。 ③从加液孔观察判断法，见图２-１７ (ｃ)。部分轿车蓄电池在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，检测液面高度，观察液面在方孔下面为液面过低；正好与方孔平齐时为标准；液面满过方孔而充满加液口底部以上为过高。 (３) 蓄电池充电状态的检查蓄电池充电状态是通过检测电解液密度来确定的。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护通过对各个单体电池电解液密度的测量，可以确定蓄电池是否失效。如果单体电池之间的密度相差０.０５ｇ/ ｃｍ３，则该电池失效。 ①用吸式密度计测量电解液密度。ａ.打开蓄电池的加液盖。ｂ.把密度计下端的橡胶管插入单体电池的加液孔内，如图２-１８所示。ｃ.用手将橡皮球捏瘪，再慢慢放开，电解液就会被吸到玻璃管中。ｄ.注意控制吸入时电解液不要过多或过少，以能将密度计浮子浮起而不会顶住为宜。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护ｅ.使管内的浮子浮在玻璃管中央(不要相互接触)，读密度计的读数。要求读数时使密度计刻度线与眼睛平齐，测量的密度值应用标准温度( ＋２５℃) 予以校正(同时测量电解液温度)。不同温度条件下电解液密度修正值见表２-６。 ②用综合测试仪对电解液密度进行测试。ａ.用取液管汲取电解液，水平放置测试仪，滴在测试仪试镜片上，如图２-１９所示。ｂ.将测试仪迎着阳光，目视观察窗，读取密度值。ｃ.测试环境温度，参照密度值标准，分析被测蓄电池密度是否合适。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护 (４) 蓄电池极柱电压降的检查蓄电池极柱电压降就是测量蓄电池正负极柱和电缆线连接夹之间的电压差，以判断连接处是否存在接触不良，如图２-２０所示。用电压表测量起动时电极柱和电缆之间的电压差，如果电压降超过０.１Ｖ，说明电极连接处存在额外的高电阻。 (５) 蓄电池电压的测量 ①使用万用表测量蓄电池端电压。万用表测量蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。 ②使用高率放电计测量。高率放电计的结构及测量方法如图２-２１所示。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。它由一只电压表和一负载电阻组成，如图２-２２所示。由于在检测时，蓄电池对负载电阻放电电流可达１００Ａ以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。 ③利用蓄电池检测仪对蓄电池性能检测。如图２-２３所示，将检测仪的两个夹钳分别夹在蓄电池的正、负极极柱上，红的接正，黑的接负。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护检测仪会显示出“冲电状态选择”，按“Ｅｎｔｅｒ” 键选择“充电前”；接下来检测仪会显示“测试选择” 菜单，按“Ｅｎｔｅｒ” 键选择车内(也可选择车外测试)；然后显示“选择标准” 菜单，选择ＣＣＡ标准，按“Ｅｎｔｅｒ” 键，在接下来显示的菜单中选择用上下翻滚键选“２００ｃｃＡ”，按“Ｅｎｔｅｒ” 键选择，这时就能检测出蓄电池的性能了。如果显示屏幕显示“蓄电池性能良好需充电”，我们就要对蓄电池进行充电了。２.免维护蓄电池性能的检查对于全密封型的免维护蓄电池，由于无加液孔，所以不能采用传统的密度计来测量电解液密度以判断其技术状况，为此，通过顶端的检查孔观察其颜色来判断蓄电池的技术状况。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护免维护蓄电池采用的是内装温度补偿型密度计，便于监视储电量和液面高度。如图２-２４所示。二、蓄电池的常见故障及预防１.极板硫化及预防蓄电池长期充电不足或放电后长时间未充电，极板上会逐渐生成一层白色粗晶粒的硫酸铅，在正常充电时不能转化为二氧化铅和海绵状铅，这种现象称为“硫酸铅硬化”，简称“硫化”。硫化的蓄电池不能正常进行充电、放电反应，且容量降低，内阻增大，在起动汽车时，端电压下降多，使起动机运转无力。造成硫化的主要原因是: 上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护 ①蓄电池长期充电不足，或放电后未即时充电，当温度变化时，硫酸铅发生再结晶的结果。 ②电池内液面太低，使极板上部与空气接触而强烈氧化(主要是负极板)。在汽车行驶的过程中，由于电解液的上下波动与极板的氧化部分接触，也会形成大晶粒的硫酸铅硬层，使极板的上部硫化。 ③电解液相对密度过高，电解液不纯、外部气温剧烈变化时也将促进硫化。因此，蓄电池极板硫化的预防方法是: 要经常保持车辆充电系统正常工作。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护若发现发电机和调节器出现故障，应及时排除；保证电解液液面高度不能过低，在日常维护中及时添加补足；不要将半放电的蓄电池长期搁置，尤其要注意给蓄电池定期补充充电，使之保持完全充电状态；不要让蓄电池过度放电，每次接通起动机时间不得超过５ｓ，避免低温大电流放电。２.自行放电(自放电) 及预防充足电的蓄电池，放置不用会逐渐失去电量，这种现象称为蓄电池的“自行放电”。若一昼夜容量损失不超过０.７％，则属于正常自放电。若一昼夜自行放电量超过了２％ ~３％，则属于故障性自放电，这主要是由于使用维护不当所造成的。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护造成自放电的主要原因是: ①电解液杂质含量过多。 ②蓄电池内部短路引起的自放电。例如，隔板或壳体隔壁破裂、极板活性物质大量脱落而沉于极板下部，都将使正、负极板短路而引起自放电。 ③蓄电池盖上洒有电解液时，会造成自放电，同时，还会使极柱或连接条腐蚀。因此，蓄电池自放电过大的预防方法是: 坚持日常维护，保持蓄电池表面清洁干燥；拧紧加液孔螺塞，防止灰尘及脏物进入壳内；使用按国家标准的规定配制的电解液。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护３.极板短路及预防极板短路的故障现象为开路电压较低，大电流放电时端电压迅速下降，甚至到零；充电过程中，电压与电解液相对密度上升缓慢，甚至保持很低的数值就不再上升了，充电末期气泡很少，但电解液温度却迅速升高。极板短路的原因主要有: ①隔板破损使正、负极板直接接触。 ②活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。 ③极板组弯曲。 ④导电物体落入池内。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护因此，蓄电池极板短路的预防方法是: 加注纯净的电解液，掌握合适的密度；防止蓄电池过充电，以免造成蓄电池极板活性物质脱落；防止过度放电；加液时防止导电物掉入蓄电池内部。４.极板活性物质脱落活性物质脱落一般多发生在正极板上，其特征为电解液中有沉淀物，充电时电解液有褐色物质自底部上升，但电压上升快，电解液沸腾现象比正常蓄电池出现得早，充电时间大大缩短，放电容量却明显下降。造成极板活性物质脱落的主要原因是: ①充电电流过大，过充时间过长。上一页下一页返回任务二　蓄电池的性能检查与维护 ②低温大电流放电，造成极板拱曲。 ③汽车行驶时颠簸、震动、震落。 ④电解液密度经常过大，腐蚀栅架。因此，极板活性物质脱落的预防方法是: 不过充；充电电流不过大；不过放电，严格按规定的终止电压放电；按规定使用起动机；调整电液面时一般要加蒸馏水，不加硫酸。上一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理汽车电源系统主要由蓄电池、发电机和电压调节器等组成。蓄电池和发电机并联于汽车电路之中。发电机是主要电源。它与发电机调节器互相配合工作。其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备供电。并向蓄电池充电。１.交流发电机构造及原理 (１) 交流发电机型号与类型 ①交流发电机型号，汽车上所用的交流发电机。有普通交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机等。外形如图２-２５所示。根据ＱＣ/ Ｔ７３—９３ «汽车电气设备产品型号编制方法» 的规定。汽车交流发电机的型号由五部分组成: 下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理第一部分为产品代号。由字母表示。如ＪＦ、ＪＦＺ、ＪＦＢ、ＪＦＷ分别表示普通交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机和无刷交流发电机。第二部分为电压等级代号。用一位阿拉伯数字表示。其中有: １表示１２Ｖ、２表示２４Ｖ、６表示６Ｖ。第三部分为电流等级代号。用一位阿拉伯数字表示。各代号表示的电流等级见表２-９。第四部分为设计序号。用一位阿拉伯数字表示产品的顺序。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理第五部分为变形代号。用字母表示。交流发电机是以调整臂的位置作为变形代号，从驱动端看。Ｙ表示右边、Ｚ表示左边。无字母则表示在中间位置。 ②交流发电机类型。ａ.按总体结构分类: 普通交流发电机: 即无特殊装置、无特殊功能的汽车交流发电机。称为普通交流发电机。整体式交流发电机: 即内装电子调节器的交流发电机。带泵交流发电机: 即带真空制动助力泵的交流发电机。无刷交流发电机: 即没有电刷和集电环(滑环) 的交流发电机。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理ｂ.按整流器结构分类: 六管交流发电机: 即整流器由６只整流二极管组成三相桥式全波整流电路的交流发电机。八管交流发电机: 即整流器总成由８只二极管组成的交流发电机。九管交流发电机: 即整流器总成由９只二极管组成的交流发电机，十一管交流发电机: 即整流器总成由１１只二极管组成的交流发电机。ｃ.按磁场线圈搭铁形式分类: 内搭铁型交流发电机: 即发电机磁场线圈的一端与发电机壳体连接的交流发电机。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理 (２) 交流发电机构造汽车用交流发电机主要由转子、定子、整流器及前后端盖等组成，如图２-２７所示。 ①转子，交流发电机的转子是发电机的磁场部分。它主要由两块爪极、磁场绕组、滑环及轴等组成，如图２-２８、图２-２９所示。两块爪极被压装在转轴上。且内腔装有磁轭。其上绕有磁场绕组，绕组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个滑环上，两个电刷装在与端盖绝缘的电刷架内。通过弹簧力使其与滑环保持接触，当发电机工作时。两电刷与直流电源连通。可为磁场绕组提供定向电流并产生轴向磁通。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理使两块爪极被分别磁化为Ｎ极和Ｓ极。从而形成犬牙交错的磁极对并沿圆周方向均匀分布，磁极对数可为４对、５对、６对和７对，国产发电机大多采用６对磁极。爪极凸缘的外形像鸟嘴。这种形状可以使定子感应的交流电动势近似于正弦波形，转子每转一周。定子的每相电路上就能产生周波个数等于磁极对数的交流电动势。 ②定子，定子的功用是产生交流电，定子安装在转子的外面。和发电机的前后端盖固定在一起。当转子在其内部转动时。引起定子绕组中磁通的变化。定子绕组中就产生交变的感应电动势，定子由定子铁芯和定子绕组(线圈) 组成。如图２-３０所示，定子铁芯由内圈带槽、互相绝缘的硅钢片叠成。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理定子绕组有三组线圈。对称的嵌放在定子铁芯的槽中。三相绕组的连接有星形接法和三角形接法两种。如图２-３０ (ａ)、图２-３０ (ｂ) 所示。都能产生三相交流电，车用交流发电机大多采用星形连接。 ③整流器，整流器的功用是将定子绕组的三相交流电变为直流电，整流器由整流板和整流二极管组成。六管交流发电机的整流器是由６只硅整流二极管分别压装(或焊装) 在相互绝缘的两块板上组成的: 其中一块为正极板(带有输出端螺栓)；另一块为负极板。负极板和发电机外壳直接相连(搭铁)。也可以将发电机的后盖直接作为负极板。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理６只整流二极管分为正极管和负极管两种，引出电极为正极的称为正极管。３只正极管装在同一块板上。称为正极板；引出电极为负极的称为负极管。３只负极管安装在负极板上。也可直接安装在后盖上，如图２-３１所示。 ④端盖及电刷组件，端盖一般分两部分(前端盖和后端盖)。起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用，端盖一般用铝合金铸造。一是可有效地防止漏磁。二是铝合金散热性能好，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。如图２-３２所示，电刷的作用是将电源通过滑环引入励磁绕组，两个电刷分别装在电刷架的孔内。借助弹簧压力与滑环保持接触，电刷和滑环的接触应良好。否则会因为磁场电流过小。导致发电机发电不足。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理 ⑤带轮及风扇，交流发电机的前端装有带轮和风扇。由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转，发电机工作时。定子绕组和励磁绕组中都会有热量产生。温度过高会烧坏导线的绝缘层而导致发电机不能正常工作。所以为发电机散热是必需的，为了提高散热能力。有的发电机装有两个风扇(前后各一个)。如丰田轿车的发电机。 (３) 交流发电机的工作原理 ①三相交变电动势的产生，汽车用交流发电机的工作原理如图２-３３所示。发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中。内部有一个转子。转子上安装着爪极和励磁绕组。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理当外电路通过电刷使励磁绕组通电时。便产生磁场。使爪极被磁化为Ｎ极和Ｓ极，当转子旋转时。磁通交替地在定子绕组中变化。根据电磁感应原理ꎬ定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。 ②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。是通过６只二极管组成的三相桥式整流电路整流为直流电的。整流电路如图２-３４ (ａ) 所示，二极管具有单向导通性。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，将定子的三相绕组和６只整流二极管按图２-３４ (ａ) 的电路连接。发电机的输出端Ｂ、Ｅ上就输出一个脉动直流电压。如图２-３４ (ｂ)、图２-３４ (ｃ) 所示。这就是发电机的整流原理。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理在定子绕组为星形连接时。三相绕组的公共节点称为中性点，从三相绕组的中性点引一根导线到发电机外。标记为“Ｎ”，“Ｎ” 点电压称为中性点电压，中性点电压的瞬时值是一个三次谐波电压(如图２-３５所示)。平均值为发电机输出电压(平均值) 的一半。即有些交流发电机用导线将中性点引出。通常用来控制各种用途的继电器。 ③励磁方法，将电流引入到励磁绕组使之产生磁场。称为励磁。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理交流发电机励磁方式有他励和自励两种，在发电机转速较低时(发动机未达到怠速转速)。自身不能发电。需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流。使励磁绕组产生磁场来发电。这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电，随着转速的提高(一般在发动机达到怠速时)。发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通。当发电机的输出电压大于蓄电池电压时。发电机就能对外供电了，当发电机能对外供电时。就可以把自身发的电供给励磁绕组。这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电，交流发电机励磁过程是先他励后自励。２.电压调节器上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理发电机在汽车上是按固定的传动比由发动机驱动。因此它的转速完全由发动机的转速决定，汽车在行驶中发动机的转速是经常改变的。致使发电机的转速也随之改变，故发电机的电压也必然随着转速的变化而变化，这与用电设备和蓄电池充电要求电压恒定相矛盾。因此。发电机必须具有调节电压的装置。以便当发电机转速升高时。自动调节发电机的电压。使电压保持一定或保持在某一允许范围内。防止发电机电压过高。烧坏用电设备和使蓄电池过充电。随着电子技术的发展。目前交流发电机几乎全部采用电子调节器。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理其优点是: 电压调节精度高。且不产生火花。还具有质量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等特点，电子调节器有晶体管调节器和集成电路调节器两种，如图２-３６所示。 (１) 晶体管电压调节器晶体管电压调节器是利用晶体三极管的开关作用。控制发电机励磁电路的通、断的ꎬ在发电机转速发生变化时。调节励磁电路的电流。使发电机电压保持稳定，这种调节器没有触点。使用过程中无须保养和维护。结构简单。体积小。质量轻。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理电路设计原理大致相同。结构也基本相同。都是由１ ~２个稳压管。１ ~ ３个二极管。２ ~ ３个三极管。若干个电阻、电容等元件组成，由印制电路板连成电路。外壳由薄而轻的铝合金制成。表面有散热片。外有３个接线柱。分别为“ ＋ ” (或火线、电枢) 接线柱、“ － ” (或搭铁) 接线柱、“Ｆ” (或磁场) 接线柱。分别与发电机的３个接线柱对应连接，下面以ＪＦＴ１０６型晶体管电压调节器为例。这种调节器为１４Ｖ负极外搭铁。可以配用１４Ｖ、７５０Ｗ的九管交流发电机。也适用于１４Ｖ、功率小于１０００Ｗ的六管发电机，调节电压为１３.８ ~１４.６Ｖ。图２-３７为这种调节器的原理图。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理 (２) 集成电路电压调节器集成电路电压调节器是通过对汽车电源电压变化的检测。利用晶体管的开关特性控制硅整流交流发电机励磁电流的相应变化。达到保持电压恒定的目的，按检测电源电压的方式不同。分为发电机电压检测和蓄电池电压检测两种。 ①发电机电压检测，发电机电压检测法的电路如图２-３８所示。 ②蓄电池电压检测，蓄电池电压检测法的电路如图２-３９所示，如果采用发电机电压检测法线路。发电机的引出线可以少一根，不足之处在于。检测电路中发电机电压Ｂ点到蓄电池正极之间的电压降较大时。蓄电池的充电电压将会偏低。使蓄电池充电不足。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理因此。一般大功率发电机要采用蓄电池电压检测法线路的调节器，在采用蓄电池电压检测法线路的情况下。当Ｂ点与蓄电池正极之间或Ｓ点与蓄电池正极之间断线时。由于不能检测出发电机的端电压。发电机电压将会失控，为了克服这一不足。线路上应采取一定的措施，图２-４０所示为实际采用的蓄电池电压检测法的线路。３.交流发电机及电压调节器的正确使用 ①蓄电池的搭铁极性必须与发电机搭铁极性相同，国产及进口交流发电机均为负极搭铁。蓄电池必须负极搭铁，否则。蓄电池将通过二极管大电流放电。使二极管烧坏。 ②发电机运转时。不能使用试火方法检查发电机是否发电。否则容易损坏二极管及其他电子元件。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理 ③发现交流发电机不发电或者充电电流较小时。应及时找出故障予以排除，如长期带故障运行。发电机可能出现严重故障或损坏，一个二极管短路。将会使其他二极管和定子绕组烧坏。 ④绝对禁止用２００Ｖ以上的交流电压或兆欧表检查发电机的绝缘性能。否则将损坏整流二极管及调节器中的电子元件。 ⑤发电机正常运行时。切不可任意拆卸各电气的连接线。以防引起电路中的瞬时过电压损坏二极管及调节器中的电子元件或其他电子设备。 ⑥蓄电池可起到电容器的作用。即可在一定程度上吸收电路中的瞬时过电压。否则将损坏二极管及调节器中的电子元件。上一页下一页返回任务三　交流发电机及调节器工作原理 ⑦发动机熄火后。应及时将点火开关断开。否则蓄电池长期向磁场绕组放电。使磁场绕组过热而损坏。 ⑧调节器与交流发电机的搭铁形式必须一致，内搭铁型调节器只能与内搭铁型发电机配合使用。外搭铁型调节器只能与外搭铁型发电机配合使用，否则发电机无磁场电流而不能输出电压。 ⑨调节器与交流发电机的电压等级必须一致。否则充电系统不能正常工作。 ⑩调节器的调节电压不能过高或过低。避免损坏用电设备或引起蓄电池充电不足。上一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测一、交流发电机的分解和组装１.发电机的分解 ①拆下电刷及电刷架(外装式) 紧固螺钉。取下电刷架总成。如图２-４１所示。 ②在前后端盖上做记号。拆下连接前后端盖的紧固螺栓(如图２-４２所示)。将其分解为与转子结合的前端盖和与定子连接的后端盖两大部分。 ③将转子夹紧在台虎钳上。拆下带轮紧固螺母后(如图２-４３所示)。可依次取下带轮、风扇、半圆键、定位套。 ④将前端盖与转子分离。若该部件装配过紧。可用拉器拉开。如图２-４４所示，或用木锤轻轻敲。使之分离。下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测 ⑤拆掉防护罩。拆掉图２-４５所示的后端盖上的三个螺钉(其中③兼作“—” 接线柱)ꎬ即可将防护罩取下。对于整体式发电机。先拧下“Ｂ” 端子上的固定螺母并取下绝缘套管；再拧下后防尘盖上的三个带垫片的固定螺母。取下后防尘盖；然后拆下电刷组件的两个固定螺钉和调节器的三个固定螺钉。取下电刷组件和ＩＣ调节器总成；最后拧下整流器二极管与定子绕组的引线端子的连接螺钉。取下整体式整流器总成。 ⑥拆下定子上四个接线端(三相绕组首端及中性点) 在散热板上的连接螺母(如图２-４６所示)。使定子与后端盖分离。 ⑦拆下后端盖上紧固整流器总成的螺钉。取下整流器总成。见图２-４７。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测 ⑧零部件的清洗，对机械部分可用煤油或清洗液清洗。对电气部分如绕组、散热板及全封闭轴承等宜用干净的棉纱擦拭掉表面尘土、脏污，发电机的拆解要按照工艺要求进行ꎬ禁止生敲硬卸而损坏机件，拆解的零件要按照规范清洗并顺序摆放。２.发电机的装复 ①按照拆解的相反顺序进行组装。注意不要漏装各种绝缘垫片和垫圈。ａ.将整流器装到后端盖上，见图２-４７。拧上三个固定螺钉。整流器即被固定在后端盖上，应注意各绝缘垫片不能漏装，装复后用万用表电阻挡测量“Ｂ” 接线柱与端盖间电阻应为∞。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻。均应为∞，若上述电阻较小或者为零。表明漏装了绝缘垫片或套管。应拆开重装。ｂ.将定子总成与后端结合，装定子绕组上的四个接线端子从后端盖孔中穿出。将接线端分别连接在整流器的接线螺钉上(图２-４６)。ｃ.将前端盖装到转子轴上，先将前端盖上的轴承、轴承盖安装并紧固好。再将该部分套到转子轴上，若过盈量较大。可用木槌轻轻敲入。ｄ.将后端盖、定子装到转子轴上，应注意使前后端盖上发电机安装挂脚位置恰当(符合拆解标记)。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测上述两大部分结合后。穿上前、后端盖紧固螺栓并分几次拧紧，注意各螺栓的拧紧切不可一次完成。而应轮流进行。并且不断转动转子，若转子运转受阻或者内部有摩擦。应调整拧紧力矩。ｅ.装配风扇、带轮，在转子轴上套上定位套、安装半圆键、风扇叶片、带轮、弹簧垫圈。拧紧带轮紧固螺母(图２-４２)。ｆ.装复后端盖上的防护罩(图２-４５)。ｇ.安装电刷架总成(图２-４１)。 ②检验装配质量。使用万用表检测各接线柱和与外壳间的电阻值。应该符合参数要求，否则应该拆解重装。 ③装配完毕后。发电机应能运转灵活。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测 ④按正确方法将发电机安装在车上。并调整好Ｖ形带张紧度。二、交流发电机的零件检测１.转子总成的检查 (１) 转子表面的检查转子表面不得有刮痕，若有刮痕则表明轴承松旷。应更换前后轴承，集电环表面应光洁。两集电环之间的槽内不得有油污和异物。 (２) 励磁绕组的检查用万用表检测励磁绕组是否短路、断路及搭铁，如果阻值低于标准值。则说明励磁绕组短路；如果阻值为无穷大。则说明励磁绕组断路。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测每个集电环与转子轴之间。其阻值都是无穷大。如果阻值很低。说明励磁绕组搭铁。如图２-４８所示。 (３) 转子轴及滑环的检查转子轴的弯曲会造成转子与定子之间间隙过小而摩擦或碰撞。如发现发电机运转时阻力过大或有异响。应检查转子轴是否有弯曲，检查转子轴弯曲度。可用百分表检测转子径向圆跳动，如图２-４９所示，滑环应表面光滑。无烧蚀。厚度应大于１.５ｍｍ。 (４) 轴承的检修若发现发电机运转时有异响。应仔细检查是否因轴承的损坏而造成。２.定子总成的检查上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测 (１) 定子表面的检查检查定子表面不得有刮痕。导线表面不得有碰伤、绝缘漆剥落现象。 (２) 定子绕组的检查用万用表检测定子绕组是否断路和搭铁，检测断路: 每次任取两个首端。测量三次ꎬ每次阻值都应小于０.５ Ω；若阻值无穷大。为励磁绕组断路。需更换定子总成，如图２-５０所示，检测搭铁: 用万用表可检测定子绕组是否搭铁，测量三次。阻值均应为无穷大。否则说明定子绕组搭铁。需更换定子总成，如图２-５１所示。３.整流器二极管的检查先将二极管与定子绕组之间的连线断开。用万用表两个表笔分别接到二极管的引线与壳体上。测二极管的正向与反向电阻。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测正向电阻应在８ ~１０ Ω。反向电阻应在１０００ Ω 以上，若正、反向电阻均为０。说明二极管短路；若正、反向电阻均为无穷大。说明二极管断路，更换二极管需要在压床上进行。或在台虎钳上使用专用工具。但不得使用锤子敲击ꎬ以免损坏元件，压装二极管时。过盈量控制在０.０７ ~０.０９ｍｍ，如图２-５２所示。４.电刷组件的检查 (１) 电刷高度的检查电刷和电刷架应无破损或裂纹。电刷在电刷架中应活动自如。不得出现卡滞现象，电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度。电刷长不应超出磨损极限(原长的１/２)。否则应更换，如图２-５３所示。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测 (２) 电刷弹簧压力的检查电刷弹簧压力应符合标准。一般为２ ~３Ｎ。将电刷压入电刷架使之露出部分约２ｍｍꎬ弹簧压力过小应更换，如图２-５４所示。三、电压调节器的检测１.晶体管电压调节器的检测对于晶体管调节器应先分清楚是内搭铁式还是外搭铁式。 (１) 内搭铁式晶体管调节器的测试测试时先将可调直流电源与调节器用导线连接好。然后逐渐提高电源电压。如图２-５５(ａ) 所示。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测当电压大于６Ｖ时。灯泡开始发亮。继续提高电压；当电压达到１３.５ ~１６.５Ｖ时。灯泡应熄灭。这种情况说明调节器完好，如果灯泡从开始一直不亮或亮了以后一直不熄灭。说明调节器有故障。 (２) 外搭铁式晶体管调节器的测试按图２-５５ (ｂ) 接线。可对外搭铁式晶体管调节器进行测试，测试时先将可调直流电源与调节器用导线连接好。测试方法与内搭铁式晶体管调节器完全相同。２.集成电路电压调节器的测试在检查集成电路电压调节器时。应首先分清集成电路电压调节器引线的根数以及接线方法。以防电源极性接错。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测常见的有三根和四根引线两种。其电路连接如图２-５６所示。三根引线连接方法如图２-５６ (ａ) 所示，三根引线集成电路电压调节器采用发电机电压检测法。四根引线连接方法如图２-５６ (ｂ) 所示，四根引线集成电路电压调节器采用蓄电池电压检测法。在上述两种测试中。如果电压表的读数不符合上述规定范围。说明集成电路调节器内部存在故障。这时只有更换调节器。 (１) 调节器工作状态的检查调节器的好坏可用蓄电池或直流电源与直流试灯来检查，按图２-５７所示连接１２Ｖ的蓄电池和直流试灯时。试灯应亮；接１６ ~１８Ｖ电压时。试灯应不亮，否则应更换调节器。上一页下一页返回任务四　交流发电机及调节器性能检测 (２) 调节器管压降的检测调节器管压降的检测电路如图２-５８所示，接通开关ＳＷ。调节可变电阻Ｒ使电流表(Ａ) 的读数为４Ａ时。电压表的读数应不大于１.５Ｖ。上一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修一、典型充电系统电路识读１.利用中性点电压。通过起动复合继电器控制充电指示灯东风ＥＱ１０９２、解放ＣＡ１０９２均采用中性点控制的充电指示灯控制电路。如图２-６０所示，当点火开关接通时。充电指示灯亮。其电路为: 蓄电池正极→点火开关Ｓ→充电指示灯→起动复合继电器的接线柱Ｌ→保护继电器的常闭触点Ｓ２ →磁轭→起动复合继电器的接线柱Ｅ→搭铁，当发动机起动后。发电机开始正常发电。因发电机中性点接线柱Ｎ有电压输出。这时。起动组合继电器上的磁化线圈Ｘ２有电流通过。其电路为: 发电机的中性点接线柱Ｎ→起动组合继电器的接线柱Ｎ→磁化线圈Ｘ２→搭铁接线柱Ｅ。下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修２.利用二极管控制充电指示灯法国沃尔沃利用二极管控制充电指示灯。如图２-６１所示，当点火开关Ｓ闭合时。励磁电路为(他励): 蓄电池正极→点火开关Ｓ→充电指示灯→调节器→发电机励磁绕组→搭铁，这时。充电指示灯亮，当发动机起动后。发电机的输出电压高于蓄电池的电动势。二极管ＶＤ导通。同时。ＶＤ将充电指示灯短路。充电指示灯熄灭。表示发电机正常工作，蓄电池的充电电路为: 发电机的火线接线柱Ｂ→ＶＤ→蓄电池正极，励磁电路为(自励): 发电机的火线接线柱Ｂ→调节器→发电机励磁绕组→搭铁。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修３.利用电脑控制的调压电路广州本田利用电脑控制充电指示灯。如图２-６２所示，在发动机起动前。首次将点火开关转至“ＲＵＮ” 位置时。电瓶电压通过保险丝４加到充电系统指示灯上，该指示灯通过交流发电机的端子Ｌ搭铁。此时充电系统指示灯点亮，当发动机怠速及以上转速运转。若交流发电机工作正常。电瓶电压仍通过保险丝４加在充电系统指示灯上。同时。交流发电机通过端子Ｌ也供给指示灯电压。故充电系统指示灯两侧电压相等。指示灯熄灭，若发动机运转后。而交流发电机未对蓄电池充电时。充电系统指示灯通过交流发电机(端子Ｌ) 接搭铁。此时。充电系统指示灯点亮。警示驾驶员交流发电机充电不正常。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修电负载检测仪测量充电系统总的电负载后。向发动机电脑发送信号。然后由发动机电脑控制电压调节器。当电负载较低时。交流发电机的励磁绕组断开。以减少发动机的机械负载。并提高燃油经济性。二、充电系统常见故障检修１.不充电故障的检修 (１) 故障现象发动机在中速以上运转时。电流表指示放电或电压表指示不充电。指示灯不熄灭。表明充电系统不充电。 (２) 故障原因 ①发电机皮带过松、打滑。 ②发电机励磁线路或充电线路断路。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 ③发电机整流二极管击穿、短路或断路。 ④发电机定子绕组断路或搭铁。 ⑤发电机转子绕组断路。 ⑥发电机电刷与集电环接触不良。 ⑦调节器失效。 (３) 维修思路 ①检查发动机皮带是否过松或打滑，皮带松紧度的检查方法: 用手指压下皮带的中部ꎬ若压下量过大。说明发电机皮带过松。应调整。 ②接通点火开关。用一字旋具靠近发电机后轴承盖。探测转子电磁吸力。若有明显吸力。说明励磁回路正常。故障在充电回路；若无吸力或吸力微弱。说明励磁回路有断路、接触不良或局部短路故障。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 ③若充电回路有故障。可将试灯的一端搭铁。另一端接触发电机“Ｂ” 接线柱，试灯亮。表示蓄电池到发电机电枢接线柱之间连接正常。故障在发电机；若灯不亮。表明蓄电池到发电机“Ｂ” 之间断路。 ④若励磁回路有故障。可将发电机电枢接线柱与调节器励磁接线柱短接(注: 对于内搭铁式。短接发动机“Ｂ” 与“Ｆ” 接线柱；对于外搭铁式。短接“Ｆ２ ” 与“—”)，然后重新探测磁力。磁力变强。说明发电机内部励磁电路正常。故障在调节器；若仍不能增强ꎬ说明故障在发电机内部。２.充电电流过小的检修 (１) 故障现象上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修发动机运转时。转速很高。充电电流一直很小。发动机中速运转；当大灯为远光时ꎬ电流表指示放电。表明充电电流过小。 (２) 故障原因 ①发电机传动带过松或油污打滑。使发动机转速过低。 ②充电线路接触不良。 ③发电机电刷接触不良。整流器损坏。 ④定子绕组有短路或断路故障。 ⑤转子绕组局部短路。 ⑥调节器有故障。 (３) 维修思路上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 ①检查发电机传动带松紧度和油污情况。使之恢复正常。 ②拆下发电机“Ｆ” 接线柱或调节器“Ｆ” 接线柱上的导线。对内搭铁式发电机将发电机“Ｂ” 接线柱与“Ｆ” 接线柱短接(对外搭铁式发电机将发电机“Ｆ２ ” 接线柱搭铁)，如果充电电流增大。说明故障在调节器；如充电电流仍然过小。则故障在发电机。３.充电电流过大的检修 (１) 故障现象在蓄电池不亏电的情况下。电流表指示充电电流仍在１０Ａ以上。汽车白天行使２ ~３ｈ，电流表始终指示大于５Ａ充电电流，蓄电池的电解液消耗过快。经常需要添加。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 (２) 故障原因 ①调节器损坏。 ②发电机电刷与元件板短路。造成调节器不起作用。 (３) 维修思路将调节器励磁接线柱上的线取下。提高发动机转速。观察是否仍有充电电流，若有ꎬ说明发电机内部电刷与元件板短路。应更换发电机，若没有。说明调节器有故障。４.充电电流不稳 (１) 故障现象发动机正常运转时。汽车上的电流表指示充电。但指针左右摆动。看不准读数(指示灯时亮时灭)。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 (２) 故障原因 ①发电机传动带过松打滑。 ②充电系统线路连接不良。 ③发电机转子或定子绕组有局部短路或断路故障；集电环脏污或电刷与集电环之间接触不良。 ④调节器工作不良。 (３) 维修思路 ①检查和调整发电机传动带。排除传动带打滑和导线接触不良等因素。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 ②检查集电环和电刷的接触是否良好；检查整流器。清洗油污表面。 ③检查调节器。对于晶体管调节器可换件对比检查。５.充电指示灯故障的检修 (１) 故障现象充电指示灯不亮或充电指示灯常亮。 (２) 故障原因及维修 ①充电指示灯不亮，接通点火开关。充电指示灯不亮。则表明充电指示灯回路断路。应检查充电指示灯是否烧坏；调节器是否断路；点火开关是否损坏；磁场绕组是否断路；连接线路有无断路等。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 ②充电指示灯常亮，起动发电机后。充电正常而指示灯不熄灭。说明“Ｂ” 与“Ｄ＋ ”间存在电压降。应检查发电机定子是否单相搭铁、整流正二极管是否有一只短路或励磁二极管是否有短路、断路的情况。三、充电指示灯电路故障实例以桑塔纳２０００系列轿车充电系统电路(图２-６３) 故障为例进行分析。１.点火开头接通时。交流发电机的指示灯不亮 (１) 检查条件 ①发电机Ｖ形带的张力正常。上一页下一页返回任务五　充电系统电路及常见故障检修 ②蓄电池电充足。 ③发电机的搭铁线接触良好。 (２) 故障诊断与排除点火开关接通时。交流发电机的指示灯不亮。说明充电系统有断路故障。诊断流程如图２-６４所示。２.转速增高时。交流发电机指示灯不熄灭当发动机转速增高时。交流发电机指示灯不熄灭。说明充电系统有搭铁故障。故障诊断流程如图２-６５所示。上一页返回图２-１　蓄电池与汽车电气设备并联电路返回表２-１　各种蓄电池的特点返回图２-２　蓄电池的外形及结构组成返回图２-３　极板的结构返回图２-４　正、负极板与单体蓄电池返回表２-２　不同地区和气温下的电解液的密度值返回图２-５　蓄电池电动势的建立返回图２-６　铅酸蓄电池的放电过程返回图２-７　铅酸蓄电池的充电过程返回图２-８　电解液内阻与相对密度的关系返回图２-９　蓄电池的充电特性曲线返回图２-１０　蓄电池的放电特性曲线返回表２-３　起动型蓄电池的放电率与终止电压的关系返回图２-１１　冲洗壳体返回图２-１２　清洗托架返回图２-１３　定流充电接线方法返回图２-１４　定流充电特性曲线返回图２-１５　定压充电返回图２-１６　拆卸蓄电池负极返回图２-１７　电解液液面高度的检查返回图２-１８　密度计测量密度的方法返回表２-６　不同温度条件下电解液密度修正值返回图２-１９　综合测试仪返回图２-２０　蓄电池极柱电压降检测方法返回图２-２１　高率放电计测量蓄电池的放电程度返回图２-２２　高率放电计原理及表盘返回图２-２３　蓄电池检测仪返回图２-２４　内装密度计的蓄电池示意返回图２-２５　交流发电机的结构外形返回表２-９　发电机电流等级代号返回图２-２６　交流发电机的搭铁形式返回图２-２７　ＪＦ１３２型交流发电机分解图返回图２-２８　交流发电机转子总成返回图２-２９　交流发电机转子分解图返回图２-３０　交流发电机定子总成及连接方式返回图２-３１　整流器结构返回图２-３２　电刷组件返回图２-３３　交流发电机的工作原理返回图２-３４　交流发电机整流原理返回图２-３５　交流发电机中性点电压波形返回图２-３６　晶体管调节器和集成电路调节器返回图２-３７　ＪＦＴ１０６型晶体管电压调节器返回图２-３８　发电机电压检测法的电压调节器电路返回图２-３９　蓄电池电压检测法的电压调节器电路返回图２-４０　实际采用的蓄电池电压检测法电路返回图２-４１　电刷架拆解返回图２-４２　前后端盖的分解返回图２-４３　皮带轮的分解返回图２-４４　前端盖的分解返回图２-４５　后端盖的分解返回图２-４６　定子线圈与整流板的分解返回图２-４７　整流器拆解返回图２-４８　转子励磁绕组的检查返回图２-４９　转子轴径向摆差的检查返回图２-５０　定子断路故障的检测返回图２-５１　定子搭铁故障的检测返回图２-５２　整流器二极管的检查返回图２-５３　电刷高度的检查返回图２-５４　电刷弹簧压力的检查返回图２-５５　电子调节器检测接线返回图２-５６　集成电路调节器的接法返回图２-５７　检查调节器工作状态返回图２-５８　检查调节器管压降返回图２-６０　东风ＥＱ１０９２、解放ＣＡ１０９２中性点控制的充电指示灯控制电路返回图２-６１　法国沃尔沃充电指示灯控制电路返回图２-６２　广州本田充电系统电路返回图２-６３　桑塔纳２０００系列轿车充电系统电路返回图２-６４　点火开关接通时ꎬ 交流发电机的指示灯不亮故障的诊断与排除流程返回图２-６５　转速增高时ꎬ 交流发电机指示灯不熄灭故障的诊断与排除流程返回 $$

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项目二汽车电源系统及充电系统（课件）-《汽车电气构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

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项目二 汽车电源系统及充电系统 （课件）-《汽车电气构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

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