第一章

電源系統(tǒng)

教學(xué)目的：使學(xué)生了解和掌握鉛蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器的作用、結(jié)構(gòu)、工作原理與特性、使用與維護(hù)、常見(jiàn)故障的排除等內(nèi)容，對(duì)汽車(chē)電源系統(tǒng)有初步的認(rèn)識(shí)。

教學(xué)重點(diǎn)：普通鉛蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)、原理、特性。

教學(xué)難點(diǎn)：電源系統(tǒng)常見(jiàn)故障的診斷與排除方法。

§1-1

概述

一、電源系統(tǒng)的作用：提供低壓直流電能。

二、組成：P5

圖1-1

交流發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器、蓄電池、電流表（或其它充電指示裝置）、鑰匙開(kāi)關(guān)等。

三、充電狀態(tài)指示裝置：

電流表或指示燈

§1-2

蓄電池

一、蓄電池的作用、要求與分類(lèi)：

1.蓄電池的作用：P6圖1-2

蓄電池與發(fā)電機(jī)并聯(lián)

P5

（1）～（4）

2.對(duì)蓄電池的要求：容量大、內(nèi)阻小

3.分類(lèi)：

鉛酸蓄電池：普通型、荷電型（干式、濕式）、免維護(hù)型、膠體型

堿性蓄電池

★汽車(chē)上廣泛采用鉛酸蓄電池。

二、蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)：

1．普通型蓄電池的構(gòu)造：P7圖1-3

包括：外殼、極板組、隔板、電解液、聯(lián)條、加液孔蓋、接線柱等。

極板上有活性物質(zhì)：

正極板：二氧化鉛PbO2

負(fù)極板：鉛Pb

（1）單格電池中，正極板比負(fù)極板少一片（如EQ1090汽車(chē)，7正8負(fù)）

（2）利用極板組增大蓄電池容量

2．干荷電式蓄電池：P10

圖1-12

3．免維護(hù)蓄電池：P11圖1-13

4．膠體型免維護(hù)蓄電池：P12圖1-14

5．鉛蓄電池的型號(hào)：（JB2599-85）

鉛蓄電池的型號(hào)由三部分組成：?jiǎn)胃耠姵財(cái)?shù)、蓄電池類(lèi)型和特征、額定容量

字母

數(shù)字

字母

字母

數(shù)字

特殊性能

額定容量（A·h）

特征代號(hào)

類(lèi)型（用途）

單格電池?cái)?shù)

例：

EQ1090E汽車(chē)使用

6—Q—105D

表示：6個(gè)單格（12V）、起動(dòng)用、額定容量為105

A·h、低溫起動(dòng)性能好

CA1091汽車(chē)使用

6—QA—100S

表示：6個(gè)單格（12V）、起動(dòng)用、干荷電式、額定容量為1050A·h、塑料整體式外殼

三、蓄電池的工作原理與特性：

1．基本工作原理：

鉛蓄電池：

電能

化學(xué)能

（1）電勢(shì)的建立：

正極板上的活性物質(zhì)少量溶解產(chǎn)生Pb+4，具有約2.0V正電位

負(fù)極板上的活性物質(zhì)少量溶解產(chǎn)生Pb+2，具有約0.1V負(fù)電位

即單格蓄電池電壓（靜止電動(dòng)勢(shì)）約為：E=2.0V－（-0.1V）=2.1V

（2）鉛蓄電池充、放電過(guò)程的總反應(yīng)化學(xué)方程式為：

PbO2

+

Pb

+

2H2

SO4

PbSO4

+

2H2

O

2．工作特性：

（1）靜止電動(dòng)勢(shì)E：蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)（不充電也不放電）時(shí)，正、負(fù)極板間的電位差（即開(kāi)路電壓）

（2）內(nèi)阻：

（3）蓄電池的放電特性：蓄電池的端電壓與電解液相對(duì)密度的關(guān)系。P14圖1-17

A、電解液相對(duì)密度隨放電時(shí)間直線下降

B、蓄電池端電壓變化規(guī)律：

①開(kāi)始放電階段：端電壓下降較快

②相對(duì)穩(wěn)定階段：端電壓緩慢下降

③迅速下降階段：端電壓急劇下降

4．蓄電池的充電特性：蓄電池的端電壓與電解液相對(duì)密度的關(guān)系。P16圖1-18

A、電解液相對(duì)密度隨放電時(shí)間逐漸上升，直至達(dá)到最大值

B、蓄電池端電壓變化規(guī)律：

①開(kāi)始充電階段：端電壓迅速上升

②穩(wěn)定上升階段：端電壓緩慢上升

③迅速上升階段：端電壓急劇上升

四、蓄電池的容量及影響因素：

1．容量：

（1）理論容量：

（2）實(shí)際容量：Q=放電電流×放電時(shí)間

（單位：安培·時(shí)或A·h）

（3）額定容量：用20h放電率容量表示

（單位：安培·時(shí)或A·h）

（4）儲(chǔ)備容量：規(guī)定條件下，蓄電池的放電時(shí)間

（單位：分鐘或min）

2．影響容量的因素：

（1）構(gòu)造方面：①極板的厚度、面積

②同性極板的中心距離

極板越薄，極板上活性物質(zhì)的實(shí)際表面積越，同性極板的中心距離越短，則容量越大。

（2）使用方面：①放電電流

：放電電流越大，則容量越小

②電解液溫度

：電解液溫度降低時(shí)，輸出容量減小

③電解液相對(duì)密度：適當(dāng)增大電解液的相對(duì)密度，則容量增大；電解液的相對(duì)密度過(guò)高或過(guò)低，均會(huì)使容量減小。

④電解液的純度：含有雜質(zhì)會(huì)造成自行放電，容量↓

五、蓄電池的使用與維護(hù)：

（一）鉛蓄電池的使用與維護(hù)：

1．正確使用：

2．儲(chǔ)存方法：濕儲(chǔ)存、干儲(chǔ)存

3．冬季使用注意事項(xiàng)：

4．維護(hù)：

（1）檢查電解液液面高度：

①橡膠外殼蓄電池：利用玻璃管測(cè)量

P19圖1-19

若液面高度低則應(yīng)加注蒸餾水。

②塑料外殼蓄電池：液面應(yīng)在上下刻線之間

（2）檢查放電程度：

①用吸式密度計(jì)測(cè)量電解液相對(duì)密度

P20圖1-20

★免維護(hù)鉛蓄電池有內(nèi)裝式密度計(jì)（即內(nèi)有一顆能反光的綠色小球）圖1-21

②用高率放電計(jì)測(cè)量單格電壓：P21圖1-22

★免維護(hù)蓄電池的端電壓：利用整體式高率放電計(jì)測(cè)量

P22圖1-23

③用汽車(chē)萬(wàn)用表測(cè)量蓄電池的端電壓

5．蓄電池的拆裝：

（1）正、負(fù)接線柱的識(shí)別：

①正極標(biāo)有“+”號(hào)，負(fù)極標(biāo)有“-”號(hào)

②正極涂成紅色，負(fù)極涂成黑色或其它顏色

③用萬(wàn)用表測(cè)量

（2）蓄電池的拆卸：先拆搭鐵線（負(fù)極線），再拆起動(dòng)機(jī)線（正極線）

（3）蓄電池的安裝：先接起動(dòng)機(jī)線（正極線），再接搭鐵線（負(fù)極線）

（二）蓄電池的充電：

1．充電方法及設(shè)備：

（1）充電方法：定流充電、定壓充電、快速充電

（2）充電設(shè)備：①硅整流充電機(jī)

②可控硅充電機(jī)

③快速充電機(jī)

2．電解液的配制：

3．充電種類(lèi)：

（1）初充電（★充電時(shí)，蓄電池的正極與充電機(jī)的正極相接、蓄電池的負(fù)極與充電機(jī)的負(fù)極相接）

（2）補(bǔ)充充電：

（3）快速脈沖充電：

（4）去硫化充電：步驟P25

六、蓄電池的常見(jiàn)故障及排除方法：

（一）極板硫化：極板上有較多的硫酸鉛

1.原因：P27①～④

2.預(yù)防措施：及時(shí)或定期補(bǔ)充充電、電解液密度適當(dāng)

（二）活性物質(zhì)脫落：主要是正極板上的氧化鉛脫落

1.原因：P27①～③

2.預(yù)防措施：避免過(guò)充電或大電流長(zhǎng)時(shí)間充、放電；搬運(yùn)時(shí)輕搬輕放；安裝牢固可靠。

（三）自行放電：無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，蓄電池電量自行消失（漏電）

1.原因：P27①～③

2.預(yù)防措施：配制電解液用的硫酸、蒸餾水及器皿要符合規(guī)定；加液螺塞要蓋好；補(bǔ)充的蒸餾水要符合要求。

七、電動(dòng)汽車(chē)用高能電池：

小結(jié)：

1、蓄電池的作用、分類(lèi)、構(gòu)造與型號(hào)、工作原理與特性。

2、蓄電池的使用與維護(hù)。

3、常見(jiàn)故障的診斷與排除。

作業(yè)布置：P80

第3、4、5、6、8、10題

§1-3

交流發(fā)電機(jī)

一、交流發(fā)電機(jī)的作用及分類(lèi)：

（1）作用：向用電設(shè)備（不包括起動(dòng)系統(tǒng)）供電，為蓄電池充電。

（2）分類(lèi)：

有刷式：內(nèi)裝電刷式、外裝電刷式

①按有無(wú)電刷，分為：

無(wú)刷式：爪極式、感應(yīng)式、帶勵(lì)磁機(jī)式、永磁式

②按激磁繞組的搭鐵方式，分為：內(nèi)搭鐵式、外搭鐵式

③通風(fēng)方式，分為：?jiǎn)物L(fēng)葉式、雙風(fēng)葉式

④采用整流二極管的數(shù)目，分為：六管式、八管式、九管式、十一管式

二、交流發(fā)電機(jī)工作原理：

1．發(fā)電原理：P32圖1-27

轉(zhuǎn)子（磁場(chǎng)）旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組切割磁力線，產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相正弦電動(dòng)勢(shì)。

E=CnΦ

E——電動(dòng)勢(shì)的有效值（V）

C——發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)

n——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）

Φ——磁極磁通

2．整流電路：交流電轉(zhuǎn)換成直流電

（1）六管交流發(fā)電機(jī)整流電路：P33圖1-28

交流發(fā)電機(jī)的三相橋式整流電路

（2）八管交流發(fā)電機(jī)整流電路：圖1-29

①六只二極管構(gòu)成三相橋式整流電路

②兩只二極管（中性點(diǎn)二極管）：可提高發(fā)電機(jī)的輸出功率

（3）九管交流發(fā)電機(jī)整流電路：圖1-30

①六只二極管構(gòu)成三相橋式整流電路

②三只二極管（磁場(chǎng)二極管）：為發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流、控制充電指示燈

（4）十一管交流發(fā)電機(jī)整流電路：圖1-31

①六只二極管構(gòu)成三相橋式整流電路

②兩只二極管（中性點(diǎn)二極管）：可提高發(fā)電機(jī)的輸出功率

③為發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流、控制充電指示燈

3．勵(lì)磁方式：

（1）自勵(lì)（由發(fā)電機(jī)自身向激磁繞組供電）

（2）它勵(lì)（由蓄電池供電）

三、交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：

1．普通交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)：P35圖1-32、圖1-33

（重點(diǎn)掌握）

主要包括：轉(zhuǎn)子、定子、硅整流器、電刷、前后端蓋等等

（1）轉(zhuǎn)子：其作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)

結(jié)構(gòu)：P36圖1-34

轉(zhuǎn)子軸、爪極（2個(gè)）、磁軛（鐵芯）、磁場(chǎng)繞組、滑環(huán)（2個(gè)）

（2）定子：其作用是產(chǎn)生三相交流電動(dòng)勢(shì)

①結(jié)構(gòu)：P37圖1-35

定子鐵芯、定子繞組

②定子繞組的接法：星形連接、三角形連接

（3）硅整流器：其作用是將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電

結(jié)構(gòu)：P38圖1-36

2．無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)：

3．雙爪極式交流發(fā)電機(jī)：P43圖1-44

4．帶泵交流發(fā)電機(jī)：P44圖1-46

四、交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)：

交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)由五個(gè)部分組成：QT／T73-93

變型代號(hào)（英文字母）

設(shè)計(jì)序號(hào)（數(shù)字）

分組代號(hào)（1、2、……9）：為電流等級(jí)代號(hào)

分類(lèi)代號(hào)（1、2、……6）：為電壓等級(jí)代號(hào)

產(chǎn)品代號(hào)（大寫(xiě)字母）：為漢語(yǔ)拼音

注：

①產(chǎn)品代號(hào)：JF——交流發(fā)電機(jī)、JFZ——整體式交流發(fā)電機(jī)

JFB——帶泵交流發(fā)電機(jī)、JFW——無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)

②變型代號(hào)以調(diào)整臂的位置來(lái)標(biāo)（中：不標(biāo)；右：Y；左：Z）；若旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針則應(yīng)在型號(hào)的最后一位標(biāo)上“N”。

例：

JF2511Y表示：JF→交流發(fā)電機(jī)

2→標(biāo)稱(chēng)電壓24V

5→輸出電流為50～59A

11→設(shè)計(jì)序號(hào)

Y→調(diào)整臂在右

順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

五、交流發(fā)電機(jī)的檢測(cè)與維修：P45～55

小結(jié)：

1、交流發(fā)電機(jī)的作用、分類(lèi)、構(gòu)造與型號(hào)、工作原理。

2、交流發(fā)電機(jī)的檢測(cè)與維修。

3、常見(jiàn)故障的診斷與排除。

作業(yè)布置：P80

第14、15題