汽車充電系統(tǒng)論文

1、設計（論文）題目 學 院： 學生姓名： 專業(yè)班級： 學 號： 指導教師： 200 年 月 日摘要汽車充電系統(tǒng)由蓄電池、交流發(fā)電機及工作狀態(tài)指示裝置組成。采用并聯(lián)方式連接。在充電系統(tǒng)中，一般還包括調(diào)壓器、點火開關、充電指示燈、電流表和保險裝置等。發(fā)電機作為汽車運行中的主要電源，擔負著除了啟動系統(tǒng)之外所設備供電和向蓄電池充電的任務。由于發(fā)電機是由發(fā)動機經(jīng)傳動帶驅動旋轉的，當發(fā)動機轉速變化時發(fā)電機輸出電壓是變化的。為滿足汽車用電設備和向蓄電池充電的恒定電壓要求，充電系統(tǒng)中設有電壓調(diào)節(jié)器，通過調(diào)整發(fā)電機的勵磁電流，保持發(fā)電機在轉速和負荷變化時輸出穩(wěn)定的電壓。充電狀態(tài)指示裝置用于指示充電系統(tǒng)的工作情況，

2、反映蓄電池是處于充電還是放電狀態(tài)關鍵詞：蓄電池； 原理； 檢修；充電系統(tǒng)AbstractThe charging system from the battery, and the exchange of the state indicates the device consisting of parallel manner. the connection. at the charging system, including the regulators and the ignition switch, battery indicator is the device and etc, The c

3、ar running in as the main power in your system, except for the supply of equipment and to charge the battery of the generator. because the engine is spun by the belt, when the engine speed changes in the output voltage is changing To meet the use of electric equipment and to charge the battery of a

4、charging system, the regulator to adjust voltages, and generators and ncouragement to keep the change in speed and magnitude of output voltage. the charging of the state indicates the device used to indicate the charging systems of the work of the situation, reflected the battery is on a charge or d

5、ischarge conditionKey words: accumulator； Principle ； Overhaul； charge system第一章 緒論當今世界科學技術迅猛發(fā)展，極大地促進了汽車技術的高速發(fā)展，同時人們對汽車的舒適性、安全性、可靠性的要求也在不斷的提高，這也促進了汽車電子設備裝置的發(fā)展。因此，對充電系統(tǒng)的要求也就越來越高，是現(xiàn)代汽車技術發(fā)展標志之一。隨著現(xiàn)代汽車技術大量的融進了電子技術、計算機技術和控制技術等，使得汽車電器系統(tǒng)的結構也越來越復雜，控制部分的電子化程度也越來越高，使得電源系統(tǒng)的使用負荷越來越重，使得對充電系統(tǒng)的要求越來越高。此論文主要是研究汽車充電系

6、統(tǒng)及其故障診斷，其目的是通過對相關資料、研究材料的綜合歸納，進一步深刻的對汽車充電系統(tǒng)全面的解析；從中更能了解到自汽車充電系統(tǒng)在汽車中的運用，全面、系統(tǒng)的掌握其原理及組成。懂得如何使用、保養(yǎng)和檢修，為日后踏如社會實踐打下堅實的基礎。汽車充電系統(tǒng)及其故障診斷1汽車充電系統(tǒng)的組成與作用1汽車充電系統(tǒng)的組成汽車充電系統(tǒng)由蓄電池、交流發(fā)電機及工作狀態(tài)指示裝置組成。采用并聯(lián)方式連接。在充電系統(tǒng)中，一般還包括調(diào)壓器、點火開關、充電指示燈、電流表和保險裝置等。汽車充電系統(tǒng)線路示意圖見圖1。發(fā)電機作為汽車運行中的主要電源，擔負著除了啟動系統(tǒng)之外所設備供電和向蓄電池充電的任務。由于發(fā)電機是由發(fā)動機經(jīng)傳動帶驅動旋

7、轉的，當發(fā)動機轉速變化時發(fā)電機輸出電壓是變化的。為滿足汽車用電設備和向蓄電池充電的恒定電壓要求，充電系統(tǒng)中設有電壓調(diào)節(jié)器，通過調(diào)整發(fā)電機的勵磁電流，保持發(fā)電機在轉速和負荷變化時輸出穩(wěn)定的電壓。充電狀態(tài)指示裝置用于指示充電系統(tǒng)的工作情況，反映蓄電池是處于充電還是放電狀態(tài)。調(diào)節(jié)器在結構型式上分為電磁振動式、晶體管式和集成電路式。當調(diào)節(jié)器置于發(fā)電機內(nèi)部時常稱為內(nèi)裝式調(diào)式器，若調(diào)節(jié)器除控制發(fā)電機電壓外，還控制充電指示燈、過壓保護、充電系統(tǒng)故障指示等功能時，則稱為多功能調(diào)節(jié)器。工作狀態(tài)指示裝置：如日本汽車充電系統(tǒng)工作指示裝置，常用的是由繼電器或調(diào)節(jié)器控制的指示燈，個別車型也采用電流表或電壓表的方法，有的

8、是電流表和指示燈共用。1.1蓄電池蓄電池的功用在汽車上，蓄電池和發(fā)電機(由發(fā)動機帶動并發(fā)電)并聯(lián)連接且相互配合供給全車用電器所需要的電能，全車用電器均與這兩個電源并聯(lián)連接，如圖11所示。蓄電池的功用有 1)起動發(fā)動機時給起動系、點火系等用電器供電。 2)當發(fā)電機出現(xiàn)不發(fā)電或欠發(fā)電故障時給用電器供電。 3)當同時工作的用電器過多、用電量超過發(fā)電機供電能力時，與發(fā)電機共同給用電器供電。 4)發(fā)動機運轉中，當發(fā)電機電壓高于蓄電池電動勢時，蓄電池將發(fā)電機多余的電能轉變成化學能儲存起來。 5)蓄電池在電系中相當于一只大容量電容器，能夠穩(wěn)定電系電壓，吸收電系中出現(xiàn)的瞬時過電壓，使整車電系電壓得以凈化，為電

9、子元件的工作提供了一個良好的電氣環(huán)境。蓄電池的構造 蓄電池由3個或6個單格電池串聯(lián)而成。每個單格電池的標準電壓為2V，它們串聯(lián)成6V或12V蓄電池供汽車選用。目前汽車均選用12V蓄電池。當汽車電系電壓設計為24V(如柴油發(fā)動機汽車)時，則配用2個12V蓄電池串聯(lián)供電。現(xiàn)代汽車蓄電池的構造如圖12所示，它主要由極板、隔板、電解液和殼體組成。 二、蓄電池的工作原理 蓄電池的工作是由放電與充電兩個過程組成的，其成流過程理論如下所述。 圖15示出蓄電池充放電過程示意圖。(1)放電 放電過程中負極板上的反應比較簡單，海綿狀鉛在溶解壓力作用下，以鉛離子的狀態(tài)進入電解液中。然后，鉛離子與電解液中的硫酸根離子

10、發(fā)生反應生成硫酸鉛又附著在極板上。 正極板上的反應比較復雜。在通過電流的條件下有少量的二氧化鉛進入電解液中，與電解液中水的作用，可以生成氫氧化鉛，又游離成4價的鉛離子和1價的氫氧根離子，4價鉛離子獲得電子后又生成2價鉛離子，最后2價的鉛離子與硫酸根離子化合生成硫酸鉛。 這樣，在放電過程中正負極板上生成的都是硫酸鉛。此時，隨著放電的不斷進行，硫酸逐漸消耗，并且生成水，使電解液濃度逐漸減小，比重逐漸降低。 (2)充電 在外部電流的作用下，負極板上的2價鉛離子可獲得兩個電子生成鉛，并以固體狀析出。同時，電解液中的氫離子與負極板上脫離下來的硫酸根離子結合生成硫酸。 正極板上的2價鉛離子在外部電流作用下

11、，失去兩個電子變?yōu)?價鉛離子。每個鉛離子又與電解液中氫氧根離子結合，生成二氧化鉛并在極板上析出。同時生成水。而電解液中的硫酸根離子將與氫離子結合生成硫酸。1.2交流發(fā)動機交流發(fā)電機結構及工作原理1）交流發(fā)電機組成由三相同步交流發(fā)電機和硅二極管整流器兩部分組成。2）三相同步交流發(fā)電機三相同步交流發(fā)電機的作用是產(chǎn)生三相交流電。主要有轉子、定子、前后端蓋、風扇及皮帶輪等組成。轉子 是三相同步交流發(fā)電機產(chǎn)生旋轉磁場的部分。由轉軸、兩塊爪形磁極、磁軛、激磁繞組、滑環(huán)等部件組成。定子 又稱電樞，是三相同步交流發(fā)電機產(chǎn)生三相交流電的部件。由鐵芯和三相星形連接的繞組組成。前后端蓋、電刷、風扇、皮帶輪等。3）整

12、流器常見的整流器由六只二極管組成。元件板上裝三只正極二極管，后端蓋上裝三只負極二極管，接在發(fā)電機三相繞組上，組成全波橋式整流電路，將發(fā)電機發(fā)出的三相交流電變?yōu)橹绷鬏敵觥?）交流發(fā)電機工作原理當轉子旋轉時，磁力線與定子繞組之間產(chǎn)生相對運動，在三相繞組中產(chǎn)生交變電動勢，其頻率為：   式中，P為磁極對數(shù)，n為轉速（r/min）。三相電動勢為近似的正弦波，三相波形相同，頻率相、幅值相等，相位互差120°電角度。在六只硅二極管組成的三相橋式全波整流電路中，正極管在三相交流電正半周導通，負極管在三相交流電負半周導通，同時有一個正極和一個負極管導通，周而復始，在負載兩端就可得

13、到較平穩(wěn)的直流電壓。1.3調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓保持穩(wěn)定。1）觸點式電壓調(diào)節(jié)器觸點式電壓調(diào)節(jié)器又稱電磁振動式電壓調(diào)節(jié)器，分為雙極觸點式和單級觸點式兩種。雙極觸點式有兩對觸點，常閉觸點為低速觸點，常開觸點為高速觸點；單級觸點式只有一對觸點。其工作原理是通過改變觸點式閉合或斷開的時間長短來改變激磁電流的大小，從而使輸出電壓恒定。此種電壓調(diào)節(jié)器已趨淘汰。2）電子電壓調(diào)節(jié)器（1）電子電壓調(diào)節(jié)器一般由二三個三級管，一個穩(wěn)壓二極管以及一些二極管、電容、電阻等構成。分為可拆式與密封式兩種。電子電壓調(diào)節(jié)器通過電子開關即大功率三極管的高速導通或截止改變激磁繞組電路通斷的時間比例，從而使

14、輸出電壓恒定。當發(fā)動機電壓高于規(guī)定值時，三極管截止切斷激磁電流，使電壓下降；當電壓降到低于規(guī)定值時，三極管又導通，激磁電路接通電壓又上升，如此反復把電壓穩(wěn)定在規(guī)定值。（2）分析電子電壓調(diào)節(jié)器電路的工作過程，以教材第59頁圖233為例：   合上點火開關，蓄電池同時加到由 、 、 組成的分壓器及三極管 的偏置電路 、 上，此時，分壓器至穩(wěn)壓管Z的反向電壓低于Z的反向擊穿值，Z截止，所以下截止， 出于正向偏置而導通。激磁繞組有電流流過，電壓上升。   當轉速升高，發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時，進入自激，穩(wěn)壓管Z被反向擊穿， 有基極電流而導通， 被短路而截止，電

15、壓下降。   當發(fā)電機電壓下降低于調(diào)壓值時，穩(wěn)壓管Z又截止， 也截止， 又導通，電壓又升高。如此反復，使發(fā)電機電壓穩(wěn)定在規(guī)定值上。2汽車充電系統(tǒng)的控制目前在國產(chǎn)部分汽車和大部分進口汽車上廣泛應用充電指示燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)電流表來指示交流發(fā)電機的發(fā)電情況。閉合點火開關后，正常情況下，交流發(fā)電機發(fā)電時充電指示燈滅；交流發(fā)電機不發(fā)電時充電指示燈亮。且亮度比其他指示燈稍暗。充電指示燈的控制，一般有2種方式：一是在6管交流發(fā)電機上利用交流發(fā)電機的中性點電壓通過繼電器進行控制，二是采用9管交流發(fā)電機時通過附加的3個勵磁二極管進行控制。利用交流發(fā)電機中性點電壓通過繼電器進行控制的充電指示燈工作原

16、理是：接通點火開關，當交流發(fā)電機輸出電壓低于蓄電池充電壓時，中性點電壓低于4555V，充電指示繼電器觸點斷開，蓄電池分2路向磁場繞組供電，一路經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器附加電阻到磁場繞組，另一路經(jīng)充電指示燈到磁場繞組，此時充電指示燈發(fā)亮。由于充電指示燈的電阻與電磁場繞組及電壓調(diào)節(jié)器附加電阻(二者并聯(lián))所組成的合成電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，充電指示燈兩端的電壓低于電源電壓，這就使得充電指示燈的正常亮度比其他指示燈稍暗。隨著交流發(fā)電輸出電壓升高，中性點電壓隨著升高。當交流發(fā)電機輸出電壓達到蓄電池充電電壓時，中性點火電壓達到4555V，充電指示強電器線圈產(chǎn)生的電磁吸力使觸點閉合，從而使充電指示燈被短路而熄

17、滅。交流發(fā)電機開始向蓄電池進行充電，此時充電系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。3 充電系統(tǒng)的故障部位和原因分析充電系統(tǒng)的常見故障部位和原因見表1。4 充電系統(tǒng)的常見故障檢修及排除41不充電發(fā)動機在中等以上轉速時， 電流表指針指示不充電，充電指示燈亮，首先要考慮蓄電池充電情況，若充電不足為發(fā)電裝置故障；不充電除了傳動皮帶過松打滑，一般要檢查發(fā)電機本身不發(fā)電或調(diào)節(jié)器故障，以及充電電路斷路故障。如發(fā)電機內(nèi)部整流脫落或電樞接線柱底部與二極管元件板接觸處不通；二極管擊穿短路，造成定子繞組燒損；電刷在炭刷架內(nèi)卡住接觸不良，或磁場繞組斷路等。診斷中提高發(fā)動機轉速，電流表指示不充電；開大燈，如電流表指針瞬間的偏轉放電方向

18、，則為發(fā)電機與調(diào)節(jié)器工作正常，而是蓄電池充電已足；若電流表指針較大的偏向放電方向，則故障在發(fā)電機或調(diào)節(jié)器，應檢查充電線路各接頭是否良好，風扇皮帶是否過松及發(fā)電機、調(diào)節(jié)器的技術狀況。首先驗證充電系統(tǒng)是否確實有故障，將發(fā)動機置于中速運轉，在開前照燈的瞬間，電流表指針偏向“+”方向或保持原位不動，為蓄電池已充足電，充電系統(tǒng)工作正常。如果電流表指針偏向“一”方向，為充電系統(tǒng)有故障，應予檢修。42充電電流過小蓄電池在存電不足的情況下，提高發(fā)動機轉速，電流表指針指示較小的充電電流，則為充電電流過小故障。這一般是發(fā)電機本身電壓不足，調(diào)節(jié)器技術狀態(tài)不良以及充電線路中電阻增大所致?？砂匆韵虏襟E判斷和排除：檢查蓄電池、發(fā)電機、調(diào)節(jié)器和電流表等各機件的接線柱及其導線連接是否牢靠。檢查風扇皮帶是否過松而使發(fā)電機轉速不高。在上述情況正常時，可在發(fā)動機中等轉速下檢查調(diào)節(jié)器的限額電壓，拆檢發(fā)電機是否有磨損損壞的異?，F(xiàn)象