汽车电器设备与维修.pdf

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1、汽车电器设备与维修汽车电器设备与维修 上海师范大学上海师范大学黄黄 新新 本 课 程 采 用 的 教 材 目目录录 第一章、蓄电池 第二章、交流发电机及调节器 第三章、起动机 第四章、点火系统 第五章、照明与信号系统 第六章、仪表与警告指示系统 第七章、安全与舒适系统 第八章、汽车空调系统 第九章、全车线路 教学参考书一教学参考书一 秦明华 主编 北京理工大学 出版社 教学参考书二教学参考书二 主编 舒 华 姚国平 人民交通 出版社 人民交通 出版社 主编 刘振闻 陈幼平 教学参考书三教学参考书三 绪绪 论论 一、汽车电器设备的发展 二、汽车电器设备的组成 三、汽车电器设备的特点 1769年第

2、一辆 蒸汽汽车 1825年第一辆 蒸汽公共汽车 1886年第一辆三轮 内燃机汽车(德国奔茨) 1894年的奔驰 碧罗汽车，采用煤 油灯作照明。 1902年，美国奥 兹莫比乐汽车上采用 电气照明灯。 长城旅居车（房车） 灶具、冰箱灶具、冰箱 前部宽大的床铺前部宽大的床铺 卫浴系统卫浴系统 现代化的设备现代化的设备 现代化的旅行车 随着汽车技术不断提高其动力性、经济性、安 全性、舒适性、操纵性和排放等性能，汽车上使用 的电器设备越来越多，汽车电器设备的发展与电子 技术在汽车上的应用是密切相关。 一、汽车电器设备的发展 ?50年代初，电子管收音机在汽车上应用。 ?1955年，晶体管收音机作为汽车的标

3、准部件使用。 ?1960年，硅二极管整流的交流发电机替代直流发 电机，我国于70年代开始使用交流发电机。 ?1967年，德国博世公司开创了汽油发动机电子控 制燃油喷射技术的新时代（D型燃油喷射系统） 。 ?1973年，美国通用公司用集成电路IC式点火控制 器替代分立元件式的电子点火装置。 ?1976年，模拟计算机控制的电子点火系统的应用 （克莱斯勒公司），77年，通用汽车公司将数字 的微计算机应用于汽车发动机的电子控制。 ?进入80年代，微机在汽车上的应用迅速发展并普 及，除了发动机上的应用外，还在变速器控制、 速度控制、制动防抱死系统、驾驶辅助装置和乘 座舒适性等方面广泛应用。 汽车电子技术

4、的发展大致分为三个阶段： 第一阶段（1953 1980）。电子设备主要采 用分立元件，并用集成电路IC产品替代分立元件 组成的电子控制器。 第二阶段（ 19811990）。广泛采用集成电 路IC和位微处理器控制的专用的控制系统，各 系统之间是相互独立的。 第三阶段（ 1991年以后）。汽车电子设备采 用16位和32位微处理器进行控制，各控制系统之 间采用数据通信，控制技术向智能化方向发展。 汽车电子设备的应用概况 目前，汽车电子化程度的高低已经成为国 际上衡量汽车先进水平的重要标志，在工业发 达国家生产的汽车上，电子装置的成本占整车 成本的30%40%。 根据汽车总体结构，汽车电子控制系统分

5、为发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和 车身电子控制系统三大类。 发动机的控制 增加动力 降低油耗 改善排放 自动变速器的控制 降低驾驶劳动强度 改善换档特性 获得最佳动力 主动安全控制 ABS、ASR EBD、ESP 电动车窗 电控门锁 防盗系统 电动座椅 安全气囊 SRS 电动后视镜 灯光控制 倒车防撞 动力转向 后悬架控制 前悬架控制 电子导航电子仪表 自动空调监视报警 二、汽车电器设备的组成 汽车电器设备是依靠电路进行工作的，电路就 是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备 或元件按一定方式组合起来的。 电路由电源、负 载和中间环节（开关、 导线等）三个部分组 成，这三部分称为组

6、 成电路的“三要素”。 汽车电器设备电路的组成（教材P1） 电源 电器设备 配电装置 蓄电池 发电机 起动机 点火系统 照明与信号灯 仪表、报警灯 辅助电器设备 中央接线盒、保险装置、控 制开关、导线和接插件等。 三、汽车电器设备的特点（教材P2） 1、低电压汽车上的电源电压有12V（汽油 发动机）和24V（柴油发动机）两种。 2、直流电蓄电池提供的为直流电，用电设 备均为直流供电。 3、单线制 4、负极搭铁 电源负极通 过车架连接，俗 称“负极搭铁”。 第一章、蓄电池 上海师范大学 第一章、蓄电池第一章、蓄电池第一章、蓄电池第一章、蓄电池 第一章、蓄电池 上海师范大学 主要内容主要内容 ?概

7、述概述概述概述 ?构造与型号构造与型号构造与型号构造与型号 ?工作原理和特性工作原理和特性工作原理和特性工作原理和特性 ?蓄电池的容量蓄电池的容量蓄电池的容量蓄电池的容量 ?蓄电池的充电蓄电池的充电蓄电池的充电蓄电池的充电 ?常见故障常见故障常见故障常见故障 ?维护与使用维护与使用维护与使用维护与使用 ?免维护蓄电池免维护蓄电池免维护蓄电池免维护蓄电池 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -1 1、概述、概述 蓄电池（俗称“电瓶”）是一种将化学能转换成 电能的装置，是可逆的低压直流电源。 一、蓄电池的分类 铅酸蓄电池 镍碱蓄电池 普通蓄电池 免维护蓄电池 干荷电蓄电池 胶体蓄电池 铁镍蓄电

8、池 镉镍蓄电池 第一章、蓄电池 上海师范大学 二、蓄电池的作用（教材P1） ?在发动机起动时，向起动机、点火系统等主要用 电设备供电。 ?在发动机不运行或低速运行时，蓄电池向各种用 电设备供电。 ?当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力 时，蓄电池协助发电机向各种用电设备供电。 ?稳定电压的作用。蓄电池相当于一个大电容，可 以吸收电路中瞬间的过电压，以保护用电设备。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -2 2、蓄电池的构造与型号、蓄电池的构造与型号 一、蓄电池的构造（教材P4） 汽车常用的蓄电池为铅酸蓄电池，12V的蓄电 池由6个单格蓄电池串联而成，每个单格蓄电池的 标称电压为2V，

9、充满电时为2.1V。 铅酸蓄电池由极 板、隔板、电解液和 壳体组成。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1、极板与极板组 蓄电池的极板分为正极板和负极板，它们都以 铅锑合金浇铸成的栅架为骨架，在栅架上填充活 性物质制成极板。 极板结构 活性物质 正极板上的活 性物质是深棕色的 二氧化铅(PbO2)， 负极板上的活 性物质是海绵状、 青灰色的纯铅(Pb)。 第一章、蓄电池 上海师范大学 普通型放射型 目前，蓄电池采用的栅架有二种，一种为普通 型，另一种为放射型。其中放射型栅架具有输出电 流大、内阻小的特点，在新型蓄电池中采用。 第一章、蓄电池 上海师范大学 极板组单格蓄电池极板组12V蓄电池极板组

10、为了增大蓄电池的容量，每个单格蓄电池都由 多个正、负极板组成极板组。每个正极板都处于两 片负极板之间，使正极板两侧充、放电均匀。 第一章、蓄电池 上海师范大学 正、负极板之间装有绝缘隔板，以防止极板 之间短路。 隔板应具有多孔性，以便电解液的自由渗透。 隔板采用耐酸性和抗碱性的木质、微孔橡胶、微 孔塑料及浸树脂纸质材料制成。 近年来，还将微孔塑料隔 板做成袋状，紧包在正极板的 外部，防止活性物质的脱落。 2、隔板 第一章、蓄电池 上海师范大学 电解液是由化学纯的硫酸化学纯的硫酸（H2SO4）和蒸馏水蒸馏水 （H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度 为1.241.31克/立方厘米）。 64

11、%蒸馏水 H2O + 36%硫酸 H2SO4 = 电解液 密度：1.000密度：1.835密度：1.265 电解液密度对蓄电池的容量和寿命影响大。密度大可 以提高蓄电池的容量，减少结冰的危险；但粘度增加，流 动性变差，使蓄电池的容量下降，而且腐蚀作用增强，降 低极板和隔板的寿命。 3、电解液 第一章、蓄电池 上海师范大学 壳体采用耐酸、耐热和 耐震的硬橡胶或聚丙稀塑料 制成整体式结构，壳体内分 成个互不相通的单格，每 个单格内装有极板组和电解 液组成一个单格的蓄电池。 壳体的底部有凸起的 筋，用来支撑极板组，并使 极板上脱落下来的活性物质 落入凹槽中，防止极板短路。 4、壳体 第一章、蓄电池

12、上海师范大学 二、蓄电池的规格型号（教材P6） 蓄电池的型号按JB/T 2599-1993 铅酸蓄电池 产品型号编制方法的规定，组成如下： 额定容量（安时/Ah） 类型和特征 Q起动型 A干荷电式 W免维护式 单格蓄电池个数 例如：6-QA-1056-QAW-100 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -3 3、蓄电池的工作原理与特性、蓄电池的工作原理与特性 一、蓄电池的工作原理（教材P6） 蓄电池是一个化学电源，其充电与放电过程是 一种可逆的化学反应。 1、电动势的建立 在正极板 处，PbO2与硫 酸作用而生成 带正电荷的铅 离子(Pb4+)沉浮 在正极板上， 使正极板具有 约2V的正电

13、位。 在负极板 处，铅电离为 铅离子（Pb2+） 和电子(2e)，2 个电子留在负 极板上，使负 极板具有约 - 0.1V的负电位。 +2V+2V -0-0. .1V1V 2.12.12.12.1V V V V 第一章、蓄电池 上海师范大学 正、负极板上生 成硫酸铅 （PbSO4），电解液 中水份增加。 随着放电的进 行，电解液密度减小。 接上负载后的化学反应 2、蓄电池的放电 第一章、蓄电池 上海师范大学 在外电源的作用下，迫使个电子从正极板返 回负极板，形成从正极板流向负极板的充电电流。 极板上的硫酸铅还原成 氧化铅和铅，电解液中的水 份还原成硫酸。 随着充电的进行，电解 液中硫酸的成份增

14、加，电解 液密度增大。 3、充电过程 第一章、蓄电池 上海师范大学 二、蓄电池的工作特性（教材P8） 1、内阻 蓄电池的内阻由极板电阻、电解液电阻、隔 板电阻及联条电阻等四部分组成。 极板电阻一般很小，但随着放电的进行，正 负极板上的PbSO4增多，极板电阻增大。 电解液电阻与密度和温度有关，密度过高或 过低，电阻增大；温度低，粘度大，电阻大。 隔板电阻和联条电阻与材料、联条形式有 关，对一个制造好的蓄电池来说是一个定值。 第一章、蓄电池 上海师范大学 2、放电特性 放电特性是将充足电的蓄电池，在以20h放电 率的电流连续放电过程中，端电压U、电动势E和 电解液密度随放电时间的变化规律。 密度

15、随着放电的 进行而直线下降，因 此，在使用中可以根据 电解液的密度来判断 蓄电池的放电程度。 静止电动势Ej与电 解液的密度变化相似， 单格蓄电池的放电终止 电压1.75V（10.5V）。 第一章、蓄电池 上海师范大学 3、充电特性 充电特性是指在恒电流充电过程中，蓄电池 的端电压U、电动势E和电解液密度随时间变化 的规律。 随着充电的进 行，电动势逐渐升 高，电解液密度增 大，充满电后，单格 蓄电池的电压为2.1V （12V.6）。 第一章、蓄电池 上海师范大学 我们可以根据蓄电池的开路端电压的大 小，来判断其充电情况： 端电压电解液密度充电情况 12.61.265100%充电 12.41.

16、22575%充电 12.21.19050%充电 12.01.15525%充电 11.91.12没有充电 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -4 4、蓄电池的容量及影响因素、蓄电池的容量及影响因素 一、蓄电池的容量C （教材P10） 蓄电池的容量是指在放电允许范围内，蓄电 池输出的电量： Cft f（安时/Ah） 1、额定容量C20 充足电的蓄电池，在电解液温度为30oC时， 以20h放电率的电流连续放电到规定的终止电压 时，蓄电池所输出的电量C20。 第一章、蓄电池 上海师范大学 2、起动容量 起动容量表征蓄电池在接起动机时的供电能 力，并根据使用条件分为常温起动容量和低温起 动容量。

17、常温起动容量在电解液温度为30oC时， 以5分钟放电率的电流，连续放电到9V（12V蓄电 池）时，蓄电池所输出的容量。 低温起动容量在电解液温度为-18oC时， 以5分钟放电率的电流，连续放电到6V（12V蓄电 池）时，蓄电池所输出的容量。 第一章、蓄电池 上海师范大学 二、影响蓄电池容量的因素（教材P11） 蓄电池的容量越大，所存贮的电能越多。蓄 电池容量的大小，与放电电流、电解液的密度及 极板结构等有关。 放电电流增大，蓄电池的端电压和容量下降； 温度越低，蓄电池的容量下降，额定容量是在30oC 时测得； 电解液密度增大，可以减少内阻，提高容量，但不 能过大； 增大极板面积和片数，可以增大

18、容量。采用簿型极 板、增加极板的片数，可以在不增大蓄电池体积的情况 下，提高蓄电池的容量。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -5 5、蓄电池的充电、蓄电池的充电 一、充电方法（教材P12） 新蓄电池、使用中的蓄 电池及修复后的蓄电池等， 由于技术状况不同，采用的 充电步骤和规范也不同。 常用的充电方法有定流充电、定压充电和脉 冲快速充电等三种。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1、定流充电 在充电过程中，充电电流保持为恒定值的充 电方法称为“定流充电”。 可以将不 同电压值、容 量相近的蓄电 池串联起来充 电。如果容量 不同，应按容 量小的蓄电池 来决定充电电 流。 第一章、蓄电池 上海

19、师范大学 定流充电的方法：定流充电时，随着蓄电池 电动势的提高，要保持充电电流恒定，必须提高 充电电压；当单格电压上升到2.4V时，应将电流 减半后再充电，直到单格电压上升到2.7V，端电 压和电解液密度在2-3小时内保持不变为止。 定流充电的特点：定流充电有较大的适应 性，可以根据需要选择充电电流，但充电时间 长，而且需要经常调节充电电流。一般适用于新 蓄电池和故障修复蓄电池的初充电。 第一章、蓄电池 上海师范大学 2、定压充电 在充电过程中，始终保持充电电压不变的充 电方法称为“定压充电”。 定压充 电时，可以 将相同电压 值的蓄电池 并联起来一 起充电。 第一章、蓄电池 上海师范大学 定

20、压充电电流 定压充电在充电初 期，由于蓄电池的电动 势较低，因而充电电流 大；随着电动势的升 高，充电电流逐渐减 小，在接近充电终了 时，充电电流已降低到 很小值。 定压充电的特点：充电过程中电解液无沸腾现象，可 以减少水分的损失；在充电45小时后，量容可达90% 95%，缩短了充电的时间。定压充电方法适用于蓄电池的 补充充电，不适用于新蓄电池和故障蓄电池的初充电，汽 车上发电机对蓄电池的充电为定压充电。 第一章、蓄电池 上海师范大学 3、快速充电 定流和定压充电的时间长，消耗的电能多，给 使用带来不方便。利用快速充电，完成一次初充 电，只需5小时左右；完成一次补充充电约1小时左 右。 快速充

21、电 具有充电时间 短、空气污染 小、节省能量 和去硫化效果 明显等特点， 已被广泛应用。 第一章、蓄电池 上海师范大学 二、充电种类（教材P14） 新蓄电池、使用中的蓄电池及修复后的蓄电 池等，由于技术状况不同，采用的充电步骤和规 范也不同。 充电种类有：初充电、补充充电、去硫化充 电、锻炼循环充电和预防硫化与均衡充电等。其 中常用的为初充电和补充充电两种。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1、初充电 新蓄电池和修复后的蓄电池的首次充电，称 为初充电，初充电采用定流充电方法。 初充电的特点是充电电流小，充电时间较长。 当蓄电池的电量不足时，必须进行补充充电。 2、补充充电 补充充电可以采用定压充

22、电或定流充电方 法，如采用定流充电，其充电过程与初充电相 似，分为两个阶段，充电电流按补充充电的电流 规范进行，充电时间在13-16小时。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -6 6、蓄电池的常见故障、蓄电池的常见故障 一、极板硫化（教材P15） 蓄电池长期处于充电、放电状态，在极板上 会生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅，在正常充电 时，不能转化为二氧化铅和铅，称为“硫酸铅硬 化”，简称“硫化”。极板硫化的蓄电池的特征为： 充电快，放电也快。 产生的原因：详见教材P15。 第一章、蓄电池 上海师范大学 二、自行放电/自放电 充足电的蓄电池，放置不用而逐渐失去电 量，称为“自行放电”。如果每昼

23、夜自行放电损失 的容量2%，为正常自行放电；如果每昼夜自行 放电损失的容量2%，则为自行放电故障。 产生自行放电的原因 1、电解液中含有杂质或极板材料中含有杂质，不同杂质之间形 成电位差，引起局部放电。 2、蓄电池盖上有电解液，使正、负极形成通路。 3、长期不用，硫酸下沉，电解液上下部分浓度不等，形成电位 差引起自行放电。 4、极板上活性物质脱落而沉积在壳体的底部，造成极板之间短路。 第一章、蓄电池 上海师范大学 三、极板活性物质脱落 活性物质从正极板上脱落下来，沉积在蓄电池 的底部，在充电时可以看到褐色物质从底部升起。 正极板上活性物质脱落后，使蓄电池的容量下 降，且充电时不易恢复，严重时会

24、造成极板短路或 自行放电。 造成正极板上活性物质脱落的原因 （1）充电时电流过大，温度过高，经常过充电等使活性物质松浮而 脱落。 （2）放电电流过大、过放电等使极板拱曲，也会造成活性物质脱落。 第一章、蓄电池 上海师范大学 四、内部短路 当蓄电池隔极损坏或极板上脱落下来的大量 活性物质沉积在蓄电池底部时，都会造成蓄电池 内部极板之间的短路。 蓄电池内部极板的短路，使蓄电池的端电压 明显下降，充电时电解液温度明显升高，而端电 压和电解液密度上升缓慢，充电末期气泡较少或 产生气泡太迟。 第一章、蓄电池 上海师范大学 1 1- -7 7、蓄电池的维护与使用、蓄电池的维护与使用 一、蓄电池的维护（教材

25、P16） 1、经常擦拭蓄电池表面，保持清洁，以防 极间短路。 2、检查电极端子的连接情况，去掉氧化 层，夹紧线夹。 3、检查液面高度，以防极板硫化。 4、根据季节变化及时调节电解液密度。 5、加液盖必须拧紧，以防电解液溢出；盖 子上的通气孔必须畅通，防止充电时气体排不出 而造成壳体破裂。 第一章、蓄电池 上海师范大学 6、在起动时，每次起动时间不超过5S，连续 起动时间间隔大于15S。 二、蓄电池技术状况的检查 1、外观检查 外壳有无裂缝、破损及泄漏； 安装架是否夹紧，有无腐蚀； 正、负极端子是否氧化及腐蚀，电线夹是 否腐蚀，连接导线有无破损等； 表面是否清洁，加液孔盖的通气孔是否畅 通等。

26、第一章、蓄电池 上海师范大学 2、电解液液面的高度检查 电解液液面应高出极板1015mm，正常使用 时应定期检查液面高度，必要时补充蒸馏水。 3、放电程度的判断 根据电解液密度的变化，判断放电程度； 第一章、蓄电池 上海师范大学 用高率放电计模拟接 起动机时的负载，测量单格 蓄电池在大电流放电时的端 电压来判断放电程度。 第一章、蓄电池 上海师范大学 三、蓄电池的使用 1、蓄电池的选择 2、新蓄电池的使用 干荷蓄电池加注电解液后30分钟即可使用。 非干荷蓄电池使用之前进行初充电。 四、蓄电池的贮存 湿贮存加注电解液到正常液面，充足电。 干贮存放完电后倒出电解液，并清洗内部。 第一章、蓄电池 上

27、海师范大学 1 1- -8 8、免维护蓄电池、免维护蓄电池 免维护蓄电池也是铅酸 蓄电池，在使用过程中不需 添加蒸馏水，正极端子的腐 蚀小，自行放电少，且不需 要补充充电。因此，免维护 蓄电池在轿车上得到广泛应 用，并将逐渐取代现有的普 通铅酸蓄电池。 第一章、蓄电池 上海师范大学 一、免维护蓄电池的结构特点（教材P19） 1、极板栅架采用铅钙合金或低梯合金的栅 架，减少了自行放电和水份的消耗。 2、隔板采用袋状隔板，以保护正极板的活性物 质不脱落，避免极板之间的短路，延长了使用寿命。 3、采用安全通气孔，在通气室中设置了氧化铝 过滤器和钯催化剂，阻止内部硫酸蒸气的排出，减 少了腐蚀作用，并使

28、化学反应中产生的氢离子和氧 离子再结合，生成水返回电解液中，从而减少了水 份的消耗。 第一章、蓄电池 上海师范大学 4、4、单格电池之间的 连接采用穿壁式连接，缩 短了连接电路的长度，减 少了内阻，从而减少了能 量损耗和改善起动性能。 5、有些免维护蓄电池 装有电量指示器（也称充 电指示器），能指示蓄电 池的电量或充电程度。 指示器显示绿色、黑 色、无色或浅黄色等。 第一章、蓄电池 上海师范大学 电量指示器工作原理 电解液密度高于 1.26或充电高于65% 时，小球浮起，指示 器显示绿色。 当充电低于65% 时，小球下沉，指示 器显示黑色，表明需 要充电。 当电解液液面较 低时，指示器显示无

29、色或浅黄色，该蓄电 池应该更换。 第一章、蓄电池 上海师范大学 二、免维护蓄电池的使用 1、技术状况的检查 观察电量指示器，判断蓄电池的充电状 况；对于液面过低的蓄电池，应查明原因，如外壳 裂纹、严重过充电（检查充电系统）。 蓄电池的负载试验，检验负载能力。 2、 免维护蓄电池的充电 免维护蓄电池的充电方法与普通蓄电池的充电 相同，补充充电采用定流充电。 在充电过程中，注意电解液的温度，不能起过 45oC。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 第二章、交流发电机及调节器第二章、交流发电机及调节器 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 主要内容 ?交流发电机的构造交流发电机的构造 ?交

30、流发电机的工作原理交流发电机的工作原理 ?交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性 ?交流发电机的调节器交流发电机的调节器 ?交流发电机的使用与维护交流发电机的使用与维护 ?发电机与充电系统的测试发电机与充电系统的测试 ?充电系统的常见故障充电系统的常见故障 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正 常运行期间，发电机向除起动机之外的其它用电设 备供电，并向蓄电池充电。 汽车上所用的发电机大多为三相交流发电机。 汽车上采用硅整流交 流发电机，它以硅二极管 为整流器，将交流电转变 成直流电。具有结构简单、 体积小、重量轻、功率高、 工作可靠、寿命长、维修

31、 方便等特点。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 汽车用交流发电机的分类 按结构分为： 按工作原理分 固定磁场式（无刷式） 旋转磁场式（常用） 普通式整体式真空泵式 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 2 2- -1 1、交流发电机的构造、交流发电机的构造 交流发电 机由转子、定 子、电刷与滑 环机构、三相 桥式整流器、 轴承、风扇和 前后端盖等组 成。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 一、转子（教材P23） 转子由爪极（每个爪极有个鸟嘴形磁极）、 转子绕组、滑环和转轴等组成。 在转子 绕组中通入 一个直流电 流时，产生 一个磁场。 在发动 机的带动下 转子旋转， 在定

32、子绕组 中产生一个 旋转磁场。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 定子是由定子铁心和三相定子绕组组成，固定 在前后端盖之间。 三相定子绕组 定子铁心 二、定子 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 三相绕组一般采用三角形（）和星形（Y） 两种接法，定子绕组在转子产生的旋转磁场作用 下，感应并输出三相正弦交流电动势。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 整流器是将交流电转换成直 流电的一种装置，在车用发电机 中，一般采用三相桥式整流电路 作整流器。 三、整流器（教材P25） 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 普通型中性点二极管型 整流器一般有以下四种形式： 第二章、交流

33、发电机及调节器 上海师范大学 磁场二极管型中性点与磁场二极管型 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 磁场 二极管可 以提高电 压调节的 精度。 中性 点二极管 的整流 器，可以 提高发电 机的输出 功率。 桑塔纳汽车用的整流器电路 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 前端盖用来固定发电机，后端上装有电刷架和 整流器。 风扇风叶装在前端盖与皮带轮之间（双风扇发 电机的两个风叶装在发电机内部的转子上），在发 电机工作时，起强制通风散热作用。 前、后端盖风叶轴承 四、端盖、风扇和轴承 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 一、发电原理（教材P27） 当发电机的转子绕组中通入直流电时，

34、产生 磁场，转子在发动机的带动下旋转，定子绕组切 割转子磁场感应三相交流电动势。 2 2- -2 2、交流发电机的工作原理、交流发电机的工作原理 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 整流电路将三相电动势转变成直流脉动电压；由于蓄 电池具有电容的功能，故输出的直流电压波形较平坦。 在发电机空载运行时，忽略三相绕组和整流器的电阻 压降，直流电动势约为：U2.34E（E为相电动势）。 二、整流原理(教材P28) 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 发电机转子绕组产生磁场，称为励磁，发电 机的励磁有他励和自励两种方式。 由蓄电池向磁场绕组供电的方式，称为他 励；由发电机产生的电压向磁场绕组

35、供电的方 式，称为自励。 汽车用发电机在刚开始发电时，转子绕组由 蓄电池供电产生磁场，属于他励；待发电机旋转 起来，输出电压高于蓄电池电压时，发电机向磁 场绕组供电，励磁方式由他励变为自励。 三、励磁方法(教材P29) 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 交流发电机的工作特性，是指发电机工作 时，端电压U、输出电流与转速之间的关系。 一、空载特性 空载特性是指 发电机空载（即 0）时，发电 机端电压U与转速 之间的关系。 U与n成线性关系 他励自励 2 2- -3 3、交流发电机的工作特性、交流发电机的工作特性 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 当发电机转速一定时，输出电压随输出

36、电流 的变化规律。 在转速一定时，端电 压随输出电流的增加而下 降，当输出电流超过一定 值后，电压和电流同时下 降（拐点处）。 当发电机在高速旋转 时，如果突然失去负载， 端电压将瞬时增大，整流 器及调节器中的电子元件 造成损坏。 二、外特性(教材P32) 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 在发电机输出电压U一定时（通常12V发电机 保持在14V），发电机负载电流与转速之间的 关系称为输出特性或负载特性。 Ie 输出电流将随 转速升高而增大， 当转速超过一定值 时，电流增加的速率 减慢，并趋于稳定， 此时的电流为最大输 出电流。 三、输出特性（负载特性） 第二章、交流发电机及调节器 上

37、海师范大学 发电机的输出电压与发电机转子的转速有关： 2 2- -4 4、交流发电机的调节器、交流发电机的调节器 UEC C为发电机的结构常数 为磁极磁通 为发电机转速 由此可知：发电机 的输出电压U与转速 和磁通成正比。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 一、电压调节器的工作原理（教材P33） 当发电机的转速升高时，减小磁场电流，以 减弱磁通，使基本保持不变，从而维持端 电压的不变。 二、电压调节器的分类 触点式电压调节器 晶体管电压调节器 集成电路电压调节器 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 三、电压调节器工作原理（教材P33） 1、触点式电压调节器 触点式电压调节器是一种

38、机 械振动式电压调节器，它利用触 点的开闭作用，改变磁场电路的 电阻，保持端电压的恒定。 触点的开闭存在延 时现象，故不能控制大 功率的发电机电压，且 存在电磁干扰，目前已 基本不采用。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 2、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，控制发电机磁场电路的通、断，来调节磁场的 强弱，使端电压保持不变。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 集成电路电压调节器具有体积小、功能强、 可靠性高、结构简单、成本低等特点，目前已广 泛应用于国内外的汽车上。 集成电路电压调节器由于体积小，目前都装 于发电机内，成为整体式交流发电机。 3、集

39、成电路式电压调节器 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 P半波整流 接线柱 L充电指示 灯接线柱 F磁场绕组 电压监视 接线柱 S蓄电池电 压监视接 线柱 通用公司（GM）用集成电路调节器 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 发动机转速低发动机转速低 发动机转速高发动机转速高 集成电路电压调节器利用改变磁场电流的占 空比，来改变发电机的输出电压。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 四、调节器实例分析 桑 塔 纳 轿 车 发 电 机 原 理 图 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 2 2- -5 5、交流发电机的使用与维护、交流发电机的使用与维护 交流发电机在使用和维护

40、过程中，要注意以 下几个问题： 、蓄电池的搭铁必须与交流发电机的极性 一致，都是负极搭铁，否则蓄电池将通过发电机 的硅整流二极管大量放电，从而烧毁二极管。 、不得用发电机输出端瞬时接地（搭铁） 的方法（试火法）来判断发电机是否发电。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 、发电机在高速运转时，不得拆下蓄电池 等主要用电设备，以免产生瞬时过电压，损坏二 极管、调节器或其他用电设备。 、经常检查发电机与蓄电池之间的连线， 保证连接牢固可靠。 、经常检查发电机皮带的张紧程度，应符 合出厂时的规定。皮带过松，会造成蓄电池充电 不足；皮带过紧，容易造成皮带和发电机轴承的 损坏。 第二章、交流发电机及

41、调节器 上海师范大学 、 一旦发现发电机工作不正常，应及时检 查，找出并排除故障。 、定期对发电机进行维护，一般发电机运 行750小时或汽车行驶3万公里后，对发电机的电 刷、整流元件、调节器、轴承等易损元件进行一 次检查和必要的测试。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 一、输出直流电压的测试 起动发动机，并在怠速状态下运行，用数字 万用表测量蓄电池两端的电压。 电压读数应在1315伏 之间（具体视调节器的设定 值而定，如GM公司为 14.70.5V）。 当发电机的转速升高 时，发电机输出的直流电压 基本保持不变。 2 2- -6 6、发电机与充电系统的测试、发电机与充电系统的测试 第二

42、章、交流发电机及调节器 上海师范大学 用数字万用表的交流电压档，并接在蓄电池 的正负极两端，来测量发电机输出的交流电压 （正常值应0.4V ）。具体步骤如下： 起动发动机，并使其在2000rpm的转速下 运转； 打开大前灯，给发电机加上一定的负载； 将数字万用表并接于蓄电池的正负极两 端，读取交流电压值。如果电压0.4V，说明发 电机的整流器工作正常；如果电压 0.5V，说明 发电机的整流器存在故障。 二、输出电压的交流成份测试 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 电压降的测试，主要用来判断发电机与蓄电池之间的 连线是否良好。具体方法如下： 起动发动机，并使其在2000rpm的转速下运转

43、； 打开大前灯，给发电机加上一定的负载； 用数字万用表的直流电压档测量发电机的输出端与 蓄电池的正极端之间的电压降（如图所示），正常电压值 为0.4V。如果超过0.4V，说明导线连接点的电阻大。 三、充电系统电压降的测试 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 用数字万用表的直流电压档测量发电机的外 壳与蓄电池的负极端之间的电压降（如图所 示），正常电压值为0.3V。如果超过0.3V，说明 导线连接松动，连接点的电阻大。 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 一、不充电 不充电的可能原因有： 连接导线断路、短路、连接处松动等。 发电机损坏。如转子或定子绕组短路或断 路、电刷磨损、硅整流二

44、极管损坏等。 调节器损坏或电压值太低。 二、过充电 过充电引起蓄电池寿命缩短，主要原因是调 节器电压值太高。 2 2- -7 7、充电系统的常见故障、充电系统的常见故障 第二章、交流发电机及调节器 上海师范大学 充电不足的可能原因有： 连接导线有轻微的短路、连接点松动或接 触不良等。 发电机故障。如转子或定子绕组层间短路、 电刷磨损或弹簧弹力不足、硅整流二极管不良或 个别二极管开路、皮带过松等。 调节器电压值调整不当（太低）。 三、充电不足 第三章、起动机 上海师范大学 第三章、起第三章、起 动动 机机 主要内容 一、概述 二、起动机结构与工作原理 三、常用起动电路分析 四、起动机测试与故障分

45、析 第三章、起动机 上海师范大学 3 3- -1 1、概、概述述 汽车发动机由 静止状态变为运转 状态的过程称为起 动，发动机的起动 必须借助外力实 现，起动机就是使 发动机由静止变为 运转的一个器件。 第三章、起动机 上海师范大学 一、起动系统的基本组成（教材P47） 起动系统一般由蓄电池、起动机、起动开关 （点火开关）、起动继电器和安全起动开关（空 档起动开关）等组成。 第三章、起动机 上海师范大学 根据起动机的传动机构和控制装置的不同，起 动机可以分为以下四种： 起动机种类 惯性啮合式起动机 机械啮合式起动机 电磁啮合式起动机 电枢移动式起动机 二、起动机的分类（教材P48） 第三章、起

46、动机 上海师范大学 电磁啮合式起动机 由于结构简单、工作可 靠等特点，因而在现代 汽车上被广泛应用，在 各种轿车上几何都采用 电磁啮合式起动机。 电枢移动式起动机主要应用于大功率的柴油 发动机上。 惯性啮合式起动机和机械啮合式起动机，由于 其结构的限制，目前已基本不采用。 第三章、起动机 上海师范大学 3 3- -2 2、起动机的结构与工作原理、起动机的结构与工作原理 一、起动机的结构（教材P47） 电磁啮合式起动机 电磁啮合 式起动机的由 直流电动机、 电磁操纵机构 和传动机构等 几部分组成。 第三章、起动机 上海师范大学 串励直流电动机 具有起动转矩大的特 点，因而在电磁啮合 式起动机中，

47、广泛采 用串励直流电动机。 串励直流电动机 电枢绕组 励磁绕组 1、串励直流电动机1、串励直流电动机（教材P49） 第三章、起动机 上海师范大学 传动机构的作用是将 直流电动机的转矩传递给 发动机的飞轮，以带动发 动的转动。 传动机构的主要部件 是单向离合器，它的作用 是单方向传递转矩。 单向离合器有滚柱式、 摩擦片式和扭簧式三种。 单向离合器只传递起动 机到发动机飞轮的转矩，以 免发动机起动后，飞轮带动 起动机电机超速旋转而损坏。 2、传动机构2、传动机构（教材P51） 第三章、起动机 上海师范大学 滚柱式单向离合 器具有结构简单，能 可靠地传递中小扭 矩，因而在汽油发动 机中被广泛应用。

48、滚柱式单向离合器 滚柱式单向离合器（教材P51） 第三章、起动机 上海师范大学 摩擦片式单向离合器的结构复杂，但它能传 递较大的力矩，工作十分可靠，因此，在柴油发 动机上得到应用。 起动时，花键 套筒在电动机驱动 下旋转，内接合鼓 左移，摩擦片被压 紧而传递转矩； 发动机起动 后，内接合鼓的转 速高于花键套筒的 转速，内接合鼓右 移，摩擦片被放松 而打滑。 摩摩擦片式单向离合器擦片式单向离合器（教材P52） 第三章、起动机 上海师范大学 扭簧式（弹簧式）单向离合器的结构简单、成 本低、工作可靠，因而在柴油发动机中被广泛应用。 起动时，单 向离合器弹簧在 两端摩擦力的作 用下被扭紧而传 递转矩；

49、 发动机起动 后，驱动齿轮的 转速高于电动机 的转速，单向离 合器弹簧被放松。 扭扭簧式单向离合器簧式单向离合器（教材P53） 第三章、起动机 上海师范大学 电磁操纵机构又称电磁 开关、控制装置等。它用来 控制起动机主电路的通与 断，并操纵传动机构的工作。 电磁操纵机构有二个 线圈，一个与电枢绕组串 联，能产生较大的磁场 力，称为吸引线圈；另一 个与电动机并联，在吸引 线圈被短路后，提供磁场 力，保持铁芯被吸住，称 为保持线圈。 3、电磁操纵机构3、电磁操纵机构（教材P53） 第三章、起动机 上海师范大学 减速起动机在直流电动机与驱动齿轮之间增加 一套减速机构，以达到减速增扭的目的。这样，电 动机的体积和重量可以减小，工作电流也减小，从 而延长了蓄电池的使用寿命。 减速起动机（教材P56） 第三章、起动机 上海师范大学 行星齿轮减速器是应 用最广泛的一种。它具有 重量轻、噪声低，安装方 便等特点