汽車電氣系統(tǒng)的組成與特點

1、.專業(yè) .專注 .電 氣一、汽車電氣系統(tǒng)的組成現(xiàn)代汽車所裝備的電氣系統(tǒng)，按其用途可大致歸納并劃分為下面四部分 ：1電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)包括蓄電池 、發(fā)電機及其調(diào)節(jié)器 。 前兩者是并聯(lián)工作，發(fā)電機是主電源 ，蓄電池是輔助電源 。發(fā)電機配有調(diào)節(jié)器的作用是在發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高時 ，自動調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓使之保持穩(wěn)定 。2用電系統(tǒng)汽車上用電系統(tǒng)大致可分為以下幾類：(1)起動系 ：主要機件是啟動機，其任務是起動發(fā)動機。(2)點火系 ：它是汽油發(fā)動機的組成部分 ，包括電子點火系統(tǒng)或傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的全部組件 。 其任務是產(chǎn)生高壓電火花 ，按發(fā)動機的工作順序點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣 。(3)照明系統(tǒng) ：包括車內(nèi)外各種照

2、明燈以及保證夜間安全行車所必須的燈光 ，其中以前照明燈最為重要 。軍用車輛還增設了防空照明 。(4)信號系統(tǒng) ：包括電喇叭 、蜂鳴器 、閃光器及各種信號燈等，主要用來保證安全行車所必要的信號 。(5)電子控制系統(tǒng) ：主要指由微機控制的裝置 ，包括：電子控制點火裝置 、電子控制燃油噴射裝置 、電子控制防抱死制動裝.word 可編輯.專業(yè) .專注 .置、電子控制自動變速裝置等 ，分別用來提高汽車的動力性 、經(jīng)濟性 、安全性 、排氣凈化和操縱自動化等性能 。(6)輔助電器 ：包括電動刮水器 、低溫起動預熱裝置 、空調(diào)器、收錄機 、點煙器 、防盜裝置 、玻璃升降器 、座椅調(diào)節(jié)器等。 輔助電器有日益增多

3、的趨勢 ，主要向舒適 、娛樂、保障安全方面發(fā)展 。3檢測系統(tǒng)包括各種檢測儀表如電壓表 、電流表 、水溫表 、油壓表 、燃油表 、車速里程表 、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表和各種報警燈 ，用來監(jiān)測發(fā)動機和其它裝置的工作情況 。4配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)包括中央接線盒 、電路開關(guān) 、保險裝置 、插接件和導線等 ，以保證線路工作的可靠性和安全性 。二、汽車電氣系統(tǒng)電系的特點汽車電氣系統(tǒng)具有以下四個特點：1低壓汽車電系的額定電壓有 12 伏（V）、 24V 兩種，汽油車普遍采用 12V 電系，而柴油車多采用 24V 電系 。 電器產(chǎn)品額定運行端電壓 ，對發(fā)電裝置 12V 電系為 14V ；對 24V 電系為 28V。對用電設

4、備電壓在 0.9 1.25 倍額定電壓范圍內(nèi)變動時應能正常工作。2直流.word 可編輯.專業(yè) .專注 .汽車電系采用直流是因為起動發(fā)動機的啟動機 ，為直流串激式電動機 ，其工作時必須由蓄電池供電 ，而蓄電池消耗電能后又必須用直流電來充電 。3單線制是指從電源到用電設備只用一根電線連接，而另一根導線則由金屬部分如車體 、發(fā)動機等代替作為電器回路的接線方式 ，具有節(jié)省導線 、簡化線路 、方便安裝檢修 、電器元件不需與車體絕緣等優(yōu)點而得到廣泛采用 。 但在個別情況下 ，也采用雙線制。4負極搭鐵采用單線制時 ，蓄電池的負極必須用導線接到車體上 ，稱為負極搭鐵 ，這是國家標準規(guī)定的 ，也是交流發(fā)電機正

5、常工作的必要條件 。第二節(jié) 蓄電池的構(gòu)造與識別一、蓄電池的與類型（一）功用蓄電池是一種可逆的低壓直流電源 ，是汽車電源的重要組成部分 。 蓄電池既能將化學能轉(zhuǎn)換為電能 ，也能將電能轉(zhuǎn)換為化學能 。 它的作用是 ：1 起動發(fā)動機時，供給起動機大電流，故稱為起動型蓄電池。.word 可編輯.專業(yè) .專注 .2 在發(fā)電機不發(fā)電或電壓較低的情況下向用電設備供電。3 當用電設備短時間耗電超過發(fā)電機供電能力時 ，協(xié)助發(fā)電機向用電設備供電 。4 蓄電池存電不足 ，而發(fā)電機負載又較小時 ，它可將發(fā)電機的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存起來 (即充電 )。另外，蓄電池相當于一個大電容器 ，它可隨時將發(fā)電機產(chǎn)生的過電壓吸收掉

6、 ，起到保護晶體管 、延長其使用壽命的作用。（二）類型按其外部結(jié)構(gòu)可分為 ：橡膠槽和塑料槽蓄電池 。 按其性能可分為 ：濕荷電 、干荷電和免維護蓄電池等 。 目前汽車上廣泛采用干荷電 、免維護塑料槽的鉛酸蓄電池 。二、蓄電池的結(jié)構(gòu)和識別鉛酸蓄電池的構(gòu)造如 圖 4-1 所示 。 它主要有極板 、隔板、電解液和外殼等部分組成 。1極板極板分正極板和負極板，每片極板均由柵架和活性物質(zhì)構(gòu)成。 制成正極板上的活性物質(zhì)為二氧化鉛 ，呈棕紅色 ；負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛 ，呈青灰色 。 為了增大蓄電池的容量，需要把正 、負極板分別焊成極板組 ，且負極板組比正極板組多一片 。.word 可編輯.專業(yè) .

7、專注 .圖 4-1干荷電蓄電池的結(jié)構(gòu)1- 外殼2- 正極板3- 加液孔螺塞4- 電池蓋5- 負極柱6-負極板組7- 正極板組8- 隔板 9- 負極板10- 正極板2隔板隔板通常用木質(zhì) 、微孔橡膠 、微孔塑料或玻璃纖維制成 。隔板安裝在正負極板之間 ，防止正負極板相碰而短路 。 隔板一面制有溝槽 ，裝配時有溝槽面應豎直面向正極板 。3電解液電解液由純凈硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成。其密度大小可用密度計測量，一般為 1.231.30g cm 3 之間。4外殼蓄電池外殼用橡膠或塑料制成整體，用以儲存電解液和支承極板 。 相鄰兩單格之間有隔壁，把每個外殼分成三個或六個單格5極柱與穿壁式聯(lián)條.word

8、 可編輯.專業(yè) .專注 .每個單格電池都有正、負兩個極柱 ，分別連接正 、負極板組，連接正極板組的叫正極柱，連接負極板組的叫負極柱。正極柱接起動機開關(guān)接柱，負極柱接車架 (接鐵 )。穿壁式聯(lián)條用來連接相鄰單格電池的正、負極柱 ，使單格電池相互串聯(lián)成多伏的電池。如一只 12V 的蓄電池由6 個單格電池串聯(lián)而成 。三、蓄電池的型號標志根據(jù)原機械工業(yè)部標準 JB2599-1985 鉛蓄電池產(chǎn)品型號編制方法 規(guī)定，蓄電池型號由三部分組成 ，各部分之間用破折號分開，其內(nèi)容及排列如下 ：（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）串聯(lián)單格蓄 電 池蓄 電 池額 定特 殊電 池 數(shù)類 型類 型容 量性 能(1)

9、串聯(lián)單格電池數(shù)。指一個整體殼體內(nèi)所包含的單格電池數(shù)目，用阿拉伯數(shù)字表示。(2)電池類型 。 根據(jù)蓄電池主要用途劃分。啟動型蓄電池用“Q”表示 ，代號 “Q”是漢字 “起”的第一個拼音字母。(3)電池特征 。 為附加部分 ，僅在同類用途的產(chǎn)品具有某種特征 ，而在型號中又必須加以區(qū)別時采用。如用干荷電蓄電.word 可編輯.專業(yè) .專注 .池，則用漢字 “干 ”的第二個拼音字母 “A”表示 ；如為無需 (免)維護蓄電池 ，則用 “無 ”字的第一個拼音字母 “W ”來表示 。 當產(chǎn)品同時具有兩種特征時 ，原則上應按 表 4-1 順序用兩個代號并列表示。(4)額定容量 。是指 20h 率額定容量 ，用

10、阿拉伯數(shù)字表示，單位為安培 ·小時 (A·h)，在型號中可略去不寫 。蓄電池容量通常以正極板的片數(shù)n來估算 ，每片標準正極板額定容量 Cs 為 15 Ah ，則蓄電池額定容量 C20 = Cs·n。(5)特殊性能 。 在產(chǎn)品具有某些特殊性能時，可用相應的代號加在型號末尾表示。 如 “G”表示薄型極板的高啟動率電池，“S”表示采用工程塑料外殼與熱封合工藝的蓄電池。表 4-1蓄電池產(chǎn)品特征代號序 號產(chǎn)品特征代 號序 號產(chǎn)品特征代 號1干荷電A7半密封式B2濕荷電H8液密式Y(jié)3免維護W9氣密式Q4少維護S10激活式I5防酸式F11帶液式D6密封式M12膠質(zhì)電解J液式例

11、1：東風 EQ2102 型越野汽車用6-QW-180型蓄電池 ：表.word 可編輯.專業(yè) .專注 .示由 6 個單格電池組成 ，額定電壓為 12V ，額定容量為 180A·h 的啟動型免維護蓄電池 。例 2：解放 CQ1121J 載貨汽車用 6-QAW-180 型蓄電池 ：表示由 6 個單格電池組成 ，額定電壓為 12V ，額定容量為 180A·h 的啟動型干荷電免維護蓄電池 。例 3：北京 BJ2020 型吉普車用 6-QA-60 型蓄電池 ：表示由 6 個單格電池組成 ，額定電壓為 12V ，額定容量為 60A ·h的啟動型干荷電蓄電池 。四、鉛酸蓄電池工作

12、原理鉛酸蓄電池的充、放電是由正極板上的活性物質(zhì)二氧化鉛（ PbO 2）和負極板上的活性物質(zhì)海綿狀的純鉛 （Pb）與電解液中的硫酸 （H2SO4）發(fā)生化學反應來完成的 。(一)電動勢的建立當正、負極板浸入電解液后 ，在單格蓄電池的正負極柱間產(chǎn)生電動勢 。在正極板處 ，少量 PbO 2 溶入電解液 ，與水（ H2O）生成 Pb（OH ） 4，再分解成四價鉛離子 （ Pb4+ ）和氫氧根離子（OH ）。即：PbO 2 2H2O Pb （ OH ） 4Pb（OH ）4Pb4+ 4OH Pb4+ 沉附于極板的表面，OH 留在電解液中 ，使正極板相對于電解液具有正電位。當達到平衡時 ，約為 2.0V。在負

13、極板處金屬鉛受到兩方面的作用，一方面它有溶解于電.word 可編輯.專業(yè) .專注 .解液的傾向 ，因而有少量鉛進入溶解 ，生成二價鉛離子 （ Pb2 ）， 在極板上留下兩個電子 （2e ）， 使極板帶負電 ；另一方面，由于正 、負電荷的吸引 ， Pb2 有沉附于極板表面的傾向 。當兩者達到平衡時 ，溶解便停止 ，負極板相對于電解液具有負電位，約為 0.1V。因此，在外電路未接通 ，反應達到相對平衡狀態(tài)時 ，蓄電池的電動勢為 ：2.0 （ 0.1 ） 2.1V這是單格蓄電池正負極間的電動勢 ，對于 6 個單格串聯(lián)而成的一塊蓄電池 ，則其電動勢為 2.1 ×6 12.6V 。(二)放電過

14、程將蓄電池的化學能轉(zhuǎn)換為電能的過程稱為放電過程，如圖4-2a 所示 。圖 4-2蓄電池充放電過程(a)放電過程(b)放電終了(c)充電過程蓄電池接上負載 ，在電動勢的作用下，電流從正極經(jīng)過負載流向負極 （即電子從負極流向正極），使正極電位降低，負極.word 可編輯.專業(yè) .專注 .電位升高 ，破壞了原有的平衡。電解液中 H2SO4 的電離過程為 ：H2SO42H SO24 在正極板處 ， Pb4+ 與電子結(jié)合變成Pb2 ， Pb2與電解液中的硫酸根離子 （ SO 24 ）結(jié)合生成PbSO 4 沉附于極板上 ，即：Pb4+ 2e Pb2；Pb2SO 24 PbSO4。在負極板處 ，Pb2 與電

15、解液中的SO 24 結(jié)合也生成PbSO4 沉附于負極板上，而極板上的金屬鉛繼續(xù)溶解，生成Pb2 和電子，即： Pb2e Pb2 ；Pb2 SO 24 PbSO4。在電解液中 ， H和 OH 結(jié)合生成水 ，即： 4H 4OH 2H2O。如果電路不中斷 ，上述的化學反應繼續(xù)進行 ，使正極板上的 PbO2 和負極板上的 Pb 都逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?PbSO 4，電解液中的 H2SO4含量逐漸減少而水含量增多，故電解液的相對密度下降。同時因 PbSO4 的導電性比 PbO 2 和 Pb 差，隨其含量的逐漸增加其內(nèi)阻增大 ，使供電能力下降 。蓄 電池在 放電 過 程中總 的化 學 反應 方 程式 為 ： PbO

16、2 2H2SO4Pb 2PbSO4 2H2O(三)充電過程將電能轉(zhuǎn)換成蓄電池的化學能的過程稱為充電過程，如圖4-2c所示。充電時 ，蓄電池應接直流電源，蓄電池的正極接電源正極 ，蓄電池負極接到電源負極。當電源電壓高于蓄電池的電動勢時，在電場力作用下，電流.word 可編輯.專業(yè) .專注 .從蓄電池的正極流入，負極流出 （即驅(qū)使電子從正極經(jīng)外電路流入負極 ）。這時在正負極發(fā)生的化學反應正好與放電過程相反。在電場力的作用下，正、負極板上的硫酸鉛和電解液中的水均發(fā)生電離 。 即：PbSO4Pb2SO 24 ； H2OH OH 在正極板處 ，Pb2 失去兩個電子2e 變成 Pb4，與電解液中的 OH 結(jié)合生成 Pb（OH ）4。 它又分解為 PbO2 和 H2O，PbO 2附著在正極板上 ，即：Pb2 2e Pb4+ ； Pb4+ 4OH Pb （OH ）4 ； Pb（ OH ）4 PbO 2H2O。在負極板處 ，Pb2 在電場力的作用下獲得兩個電子2e 變成金屬鉛 ，并附著在負極板上。即：Pb2 2e Pb。在電解液中 ，H 和 SO 24 結(jié)合生成PbSO4，即：2H SO24H2SO4?？梢?，在充電過程中 ，正、負極板上的PbSO4 將逐漸恢復為PbO2 和 Pb，電解液中的硫酸含量逐漸增多