NO1汽車電氣系統(tǒng)構造與維修

1、教學目標知識目標：了解電源系統(tǒng)的工作原理，掌握電源系統(tǒng)的組成、工作過程和檢修的方法。能力目標：能熟練使用汽車專用萬用表，具備電源系統(tǒng)維護和檢測能力。素質目標：遵守6S操作規(guī)程；同學之間團結、協(xié)作，互幫互助、共同提高！教學重點電源系統(tǒng)檢測方法教學難點電源系統(tǒng)的組成、工作過程和維修和檢修的方法。教學手段理實一體實物講解小組討論、協(xié)作教學學時20學時教 學 內 容 與 教 學 過 程 設 計注 釋項目一 電源系統(tǒng)的故障檢修汽車電源系統(tǒng)主要有交流發(fā)電機，電壓調節(jié)器，整流電路、蓄電池及充電指示燈等組成。蓄電池的功用為：發(fā)動機起動時，向起動機和點火系供電；發(fā)電機不發(fā)電或電壓較低時向用電設備供電；發(fā)電機超載

2、時，協(xié)助發(fā)電機供電；發(fā)電機端電壓高于蓄電池電動勢時，將發(fā)電機的電能轉變?yōu)榛瘜W能儲存起來；吸收發(fā)電機的過電壓，保護車用電子元件。任務載體一輛轎車無法起動，現(xiàn)象為起動時起動機運轉無力，前大燈昏暗。車主陳先生與修理廠聯(lián)系，修理人員趕到現(xiàn)場進行維修，檢測時發(fā)現(xiàn)蓄電池電壓不足12V，蓄電池虧電。并聯(lián)充足電的蓄電池，起動車輛，運行正常。為了正確地判斷蓄電池故障，作為汽車維修人員必須熟悉電源系統(tǒng)中的蓄電池的結構、工作原理，掌握蓄電池的檢修方法。理論教學 任務一 蓄電池的結構原理與型號認識一、蓄電池的構造 二、干荷電蓄電池 其干燥狀態(tài)下能夠較長時間(2年)保存其在制造過程中所得到的電荷。活性物質與普通蓄電池是

3、一樣的，但負極板的制造工藝與普通蓄電池不同。 正極板上的活性物質一一二氧化鉛的化學活性較穩(wěn)定，它的荷電性能可以較長時間地保持。 而負極板上的活性物質一一易氧化等。在負極板的鉛膏中加入氧化劑，且在化成過程中進行了一次深放電或反復充、放電循環(huán)等措施。 三、免維護鉛蓄電池的使用特性 1、免維護鉛蓄電池的結構特點 采用低銻合金或鉛鈣合金PhC a制作極板柵架，提高了氧在正極、氫在負極的析出過電位，使蓄電池在使用時失水量少，以保證在整個使用壽命期內無需補充水；同時使自放電小，荷電保持能力增強。 采用密封式壓鑄成型極樁，不易斷裂，避免酸氣腐蝕。 外殼為聚丙烯塑料熱壓而成，槽底沒有肋條，極板組可以直接安放在

4、蓄電池底部，使極板上部的電解液量增加一倍多。而且，外殼殼體內壁較薄，與同容量的普通鉛酸蓄電池相比較，體積小，質量輕。 隔板采用袋式聚氯乙烯隔板。極板被隔板所包圍，可以保護正極板上的活性物質不至脫落，并能夠防止極板短路，同時還可使蓄電持久。 通氣孔采用新型安全通氣裝置。這樣的通氣孔既可避免蓄電池內的硫酸氣與外部火花直接接觸發(fā)生爆炸，又可借助催化劑把，幫助排出的氫離子與氧離子結合成水再回到電池中去，減少了水的消耗，因而可以使用三四年不必補加蒸餾水。這種通氣裝置還可以使蓄電池頂部和接線柱保持清潔，減少接線端頭的腐蝕，保證接線牢固可靠。 2、免維護鉛蓄電池的使用特點 （1）使用中不需要加水 （2）自放

5、電少，壽命長 （3）接線柱腐蝕較小 （4）起動性能好四、蓄電池的工作原理 1、蓄電池的放電過程 Pb4+2ePb2+ Pb2+SO42PbSO4 在負極板處，Pb2+與電解液中的SO42化合也生成PbSO4，沉附在負極板上，而極板上的金屬鉛繼續(xù)溶解，生成 Pb2+，留下電子2e。2、蓄電池的充電過程 正極板上的總反應為 PbSO42e2H2OSO42PbO22 H2 SO4 在負極板處，也有少量的PbSO4溶于電解液中，產生Pb2+和SO42，Pb2+在電源力的作用下獲得兩個電子變成金屬Pb，沉附在極板上，而SO42與電解液中的H+化合生成H2 SO4。負極板上的總反應為PbSO42e2H+P

6、bH2 SO4 由此可見，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（H2 SO4）成分逐漸增多，水（H2O）逐漸減少。五、蓄電池的型號 根據(jù)機械工業(yè)部JB2599-85標準規(guī)定，蓄電池的型號的編制由五部分組成，型號和含義如圖1-8:12345圖1-8 蓄電池型號的表示方法第1部分表示蓄電池含有單個格電池數(shù)量，用阿拉伯數(shù)字表示。第2部分表示蓄電池用途，用大寫字母表示。如汽車用蓄電池用“Q”表示，起動用蓄電池。第3部分表示蓄電池特征，用大寫字母表示，如表1-1所示。第4部分表示20h放電率的額定容量，用阿拉伯數(shù)字表示，單位是A·h。第5部分表示特殊性

7、能，用大寫字母表示，若無字為一般性能蓄電池，如：G-高起功率、S-塑料外殼。六、影響蓄電池容量的因素 蓄電池的容量標志著蓄電池對外供電的能力。一完全充足電的蓄電池，在允許的放電范圍內所輸出的電量稱為蓄電池的容量，即 C If t f式中，C蓄電池的容量，單位為A·h； If放電電流，單位為A； t f放電時間，單位為h。 蓄電池的容量與放電電流的大小以及電解液的溫度有關，蓄電池出廠時規(guī)定的額定容量是在一定的放電電流、一定的終止電壓和一定的電解液溫度下測得的。 分析表明，蓄電池容量的大小與放電允許范圍內實際參與化學反應的活性物質的數(shù)量有極大的關系。因此，影響蓄電池容量有以下四方面的因素

8、。 （1）放電電流 （2）電解液的溫度 （3）電解液的密度（4）電解液的純度實踐指導 一、蓄電池的正確使用與維護(1)蓄電池電解液是硫酸，具有強腐蝕性。牢靠安裝蓄電池，拆卸和搬運蓄電池時應豎直，并且輕搬輕放，切勿敲打。(2)避免蓄電池大電流長時間工作。如不要連續(xù)接通起動機電路。每次接通的時間不得超過5s，如果一次未能起動，應停頓15s以上再作第二次起動，連續(xù)三次起動發(fā)動機，應查明原因，排除故障后再接通起動發(fā)動機。 (3)冬季使用蓄電池，應做好蓄電池保溫工作，應特別注意保持蓄電池充足電，以免電解液密度降低而結冰。 (4)拆卸蓄電池電纜時，必須確認點火開關處于關閉位置。應先拆蓄電池負極，再拆蓄電池

9、正極；安裝蓄電池電纜時，應先安裝蓄電池正極，再安裝蓄電池負極，以免拆卸過程中造成蓄電池短路。 (5)蓄電池在使用過程中，要注意虧電或放完電的蓄電池應及時充足電，停駛車輛的蓄電池，每兩個月應進行一次補充充電。(6) 普通蓄電池在使用過程中，經(jīng)常檢查各單格內電解液的液面高度，如發(fā)現(xiàn)不足及時補充蒸餾水。還要經(jīng)常疏通加液孔蓋上的通氣孔。二、蓄電池的充電方法1、蓄電池充電的方法 蓄電池的充電可分為定流充電、定壓充電和快速充電三種不同的充電方法，應根據(jù)具體情況正確選擇充電方法。 （1）定電流充電 在充電過程中，充電電流保持一定的充電方法稱為定流充電。充電電流的大小必須按容量最小的來選定，大小為C20的11

10、5l10。 定流充電有較大的適應性，可以任意選擇和調整充電電流，因此可以對各種不同情況及狀態(tài)的蓄電池充電。例如，新蓄電池的初充電，使用中的蓄電池補充充電，去硫充電等。定流充電的不足之處在于需要經(jīng)常調節(jié)充電電流，充電時間長。 （2）定電壓充電 蓄電池在充電過程中，直流電源電壓保持不變的充電方法稱為定壓充電。定壓充電時，充電電流很大，充電開始之后45 h內蓄電池就可以獲得本身容量的9095，因而可以大大縮短充電時間。定壓充電的充電時間短，定壓充電不能調整充電電流的大小，所以適應性較小上不能將蓄電地完全充足，故只適用于蓄電地補充充電。定壓充電要求所有參與充電的蓄電池的電壓完全相等。 （3）快速充電

11、目前采用的快速充電方法有脈沖快速充電法和大電流遞減充電法。 快速充電具有充電時間短、空氣污染小、省電節(jié)能的優(yōu)點，因此一般在蓄電池集中、充電頻繁的場合或應急部門使用快速充電。但其輸出容量較低，能量轉換效率也較低，不能將蓄電池完全充足，且對蓄電池的壽命有不利的影響。因此，在正常情況下，應按蓄電池生產廠提供的規(guī)定電流值進行初充電或補充充電，在特殊情況下才采用快速充電。三、蓄電池充電的種類 1、初充電 新蓄電池或修復后的蓄電池在使用之前的首次充電稱為初充電，它的目的在于恢復蓄電池存放期間，極板上部分活性物質緩慢硫化和自放電而失去的電量。因此，初充電對蓄電池的使用性能極為重要。初充電的特點是充電電流小，

12、充電時間長。 2、補充充電 蓄電池在汽車上使用時，經(jīng)常有充電不足的現(xiàn)象發(fā)生，城區(qū)公共汽車等短距離運營的車輛更為突出。應根據(jù)需要進行補充充電，一般每個月進行一次。四、蓄電池常見故障檢修蓄電池的常見故障有極板硫化、容量下降、自放電等。一般可通過觀察窗、密度計、高率放電計和萬用表等檢查蓄電池的狀況。1.極板硫化(1)故障現(xiàn)象電池容量降低，端電壓下降很快。充電時，電壓上升快，電壓很快達到 2.7V 以上，過早出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象。極板表面生成不易溶解的白色大顆粒。(2)故障原因蓄電池長期充電不足，極板上生成的的硫酸鉛經(jīng)過多次結晶，便形成粗大的不易溶解的硫酸鉛晶體。電解液液面過低，極板上部與空氣接觸而氧化，

13、生成粗晶粒的硫酸鉛。蓄電池經(jīng)常過量放電或深放電，在極板細小孔隙的內層生成硫酸鉛，平時充電不易恢復。電解液不純導致蓄電池自行放電，產生硫酸鉛，為硫酸鉛再結晶提供條件。(3)排除方法 蓄電池初充電要充足，蓄電池使用期間要及時進行定期補充充電。對輕微硫化的蓄電池，可采用 2 3A 的小電流長時間過充電，使硫酸鉛還原成活性物質。對硫化嚴重的蓄電池應更換極板或予以報廢。2.自放電(1)故障現(xiàn)象充足電的蓄電池放置不用會逐漸失去電量稱為自放電。蓄電池由于本身結構的原因自放電是不可避免的，若每晝夜容量下降過2%，應視為自放電故障。(2)故障原因電解液中含雜質過多，電解液中的雜質沉附于極板上產生局部放電。從而使

14、蓄電池失去容量。蓄電池外殼不清潔，溢出電解液堆積在蓋板上，使正負極樁形成回路，引起自放電。蓄電池長期放置不用，硫酸下沉，電解液下部的密度比上部的高，極板的上下部之間出現(xiàn)電位差，引起自放電。 極板活性物質脫落，下部沉淀物過多使極板短路，引起自放電。(3)排除方法自放電嚴重的蓄電池，應倒出電解液，用蒸餾水沖洗極板和隔板，然后再重新組裝，加入新的電解液重新充電。3.蓄電池容量達下降(1)故障現(xiàn)象 蓄電池在供電時，很快就沒有電量，不能提供用電設備所需的正常電壓。如汽車起動時，起動機轉速很快地減慢，轉動無力。(2) 故障原因 蓄電池內部損壞，電解液的相對密度低、極板的硫化和電解液的液面過低等故障都會造成

15、蓄電池容量達下降。 發(fā)電機調節(jié)器電壓調得過低，蓄電池充電電壓過低，經(jīng)常充電不足，蓄電池供電能力下降。(3) 故障排除 蓄電池的外部檢查。外殼是否完好，表面是否清潔，搭鐵接線是否良好。 蓄電池的內部檢查。測量蓄電池的電解液密度，液面高度等。 檢查發(fā)電機電壓調節(jié)器的調節(jié)電壓。小 結 1、蓄電池的作用、組成。 2、蓄電池型號各代號的含義。 3、蓄電池的工作原理。 4、影響蓄電池容量的因素。 5、蓄電池充電方法和充電種類。 6、蓄電池正確使用與維護方法。7、蓄電池常見故障原因及檢查排除方法。任務二 交流發(fā)電機的檢修 任務描述 汽車有兩個電源：蓄電池和交流發(fā)電機。蓄電池的能量是的有限的，不能滿足汽車的長

16、時間連續(xù)供電的需求。在發(fā)動機正常工作的情況下，交流發(fā)電機是汽車的主要電源。交流發(fā)電機工作不良會造成不充電、充電電流過小等故障。為了掌握電源系統(tǒng)的檢修方法，必須了解發(fā)電機的作用和型號；掌握交流發(fā)電機結構和工作原理；學會交流發(fā)電機的拆裝、分解、檢修、組裝和安裝操作步驟和交流發(fā)電機相關線路的檢測方法。情境導入一輛轎車行車中電源警告燈突然點亮，車主李先生停車后與修理廠聯(lián)系，修理人員趕到現(xiàn)場進行維修。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)發(fā)電機傳動皮帶過松，發(fā)電機發(fā)電電壓過低，電源系統(tǒng)報警。調整發(fā)電機傳動皮帶張緊度后，起動車輛，運行正常。為了正確地檢修電源系統(tǒng)，作為汽車維修人員必須熟悉電源系統(tǒng)中的交流發(fā)電機的結構、工作原理和檢修

17、方法。理論學習 一、交流發(fā)電機的概述1.交流發(fā)電機的特點與功能交流發(fā)電機具有發(fā)電性能好，使用壽命，體積小，重量輕，結構緊湊等優(yōu)點，以硅整流交流發(fā)電機應用最為普遍。交流發(fā)電機的三個功能：一是發(fā)電；二是整流；三是調節(jié)電壓。2.交流發(fā)電機的構造交流發(fā)電機將發(fā)動機的機械能變成電能，汽車用的交流發(fā)電機多采用三相交流發(fā)電機，主要部件有定子、轉子、電刷、整流二極管、風扇、前后端蓋及帶輪等組成。圖1-9 JF132型交流發(fā)電機1后端蓋； 2電刷架； 3電刷； 4電刷彈簧壓蓋； 5硅二極管； 6散熱板；7轉子； 8定子總成； 9前端蓋； 10風扇； 11皮帶輪1)轉子 交流發(fā)電機的轉子的作用是產生磁場，它主要由

18、兩塊爪極、磁場繞組、滑環(huán)及軸等組成，如圖1-10。 圖1-10 交流發(fā)電機轉子1滑環(huán)； 2轉子軸； 3磁爪； 4磁軛； 5磁場繞組 2)定子定子是產生和輸出交流電的部件，由定子鐵心和定子繞組組成。 圖1-11 交流發(fā)電機定子總成的連接方式3)電刷 兩個電刷分別裝在電刷架的孔內，電刷架裝在后端蓋上，電刷借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。 圖1-12 電刷架的結構1電刷架； 2彈簧； 3接線端子； 4電刷按交流發(fā)電機電刷引線的搭鐵接法不同，分為內搭鐵型和外搭鐵型。圖1-13 交流發(fā)電機的搭鐵形式a) 內搭鐵交流發(fā)電機 b) 外搭鐵交流發(fā)電機4)前后端蓋 前后端蓋用鋁合金制成，因為鋁合金為非導磁材料，可減

19、少漏磁并具有輕便、散熱性能良好等優(yōu)點。端蓋包括驅動端蓋、整流端蓋以及安裝在其上的軸承、軸承蓋等零部件。后端蓋裝有電刷架。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內，借彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸端蓋由鋁合金制成。為了提高軸承孔的機械強度，增加其耐磨性，在有的發(fā)電機端蓋的軸承座內鑲有鋼套。 5)風扇風扇安裝在前端蓋外側的轉軸上，在發(fā)電機工作時，隨著發(fā)電機轉軸一同運轉，對發(fā)電機進行冷卻。6)整流器交流發(fā)電機的整流器的作用是將定子繞組產生的三相交流電變成直流電輸出。圖1-14 整流板及二極管的安裝二、交流發(fā)電機的工作原理1.交流電動勢的產生交流發(fā)電機工作原理如圖1-15。圖1-15 交流發(fā)電機的工作原理 交流發(fā)電機定子

20、的三相繞組按一定的規(guī)律嵌套在發(fā)電機的定子槽內，彼此互差120°電角度。當轉子磁場繞組接通直流電源時，轉子的爪極被磁化為N極和S極。其磁力線由N極出發(fā)，穿過轉子與定子之間很小的氣隙進入定子鐵心，最后又通過氣隙回到S極。 a) b) c)圖1-16 三相橋式整流電路中的電壓、電流波形a)三相橋式整流電路；b) 三相交流電動勢；c) 整流后交流發(fā)電機輸出波形2.整流電路工作原理 將交流發(fā)電機產生的交流電轉變成直流電稱為整流。常見的整流電路有六管交流發(fā)電機的整流電路和九管交流發(fā)電機的整流電路。 1）六管交流發(fā)電機的整流電路 六管交流發(fā)電機的整流裝置實際是一個由6個硅整流二極管組成的三相橋式整

21、流電路，見圖1-16a）。3個二極管VD2、VD4、VD6的負極分別與發(fā)電機三相繞組的始端相連，它們的正極連接在一起，組成共陽極組接法，3個二極管的導通原則是在某一瞬間負極電位最低的二極管導通。3個二極管VD1、VD3、VD5的正極分別與發(fā)電機三相繞組的始端相連，它們的負極連接在一起，組成共陰極組接法，3個二極管的導通原則是在某一瞬間正極電位最高的二極管優(yōu)先導通。每個時刻有2個二極管同時導通，其中一個二極管在共陰極組，另一個在共陽極組，同時導通的兩個管子總是將發(fā)電機的電壓加在負荷兩端，如圖1-16c）所示。 當t0時，C相電位最高，而B相電位最低，所對應的二極管VD5、VD4均處于正向導通。由

22、于二極管的內阻很小，所以此時發(fā)電機的輸出電壓等于B、C繞組之間的線電壓。 在t1-t2時間內，A相的電位最高，而B相電位最低，故對應VD1、VD4處于正向導通。同理，交流發(fā)動機的輸出電壓可視為A、B繞組之間的線電壓。 在t2-t3時間內，A相電位最高，而C相電位最低，故VD1、VD6處于正向導通。同理，交流發(fā)動機的輸出電壓可視為A、C繞組之間的線電壓。 以此類推，周而復始，在負載上便可獲得一個比較平穩(wěn)的直流脈動電壓。 2）九管交流發(fā)電機的整流原理 九管交流發(fā)電機的特點是除了常用的6個整流二極管外，又增加了3個功率較小的二極管。3個功率較小的二極管用來供給交流發(fā)電機磁場電流，故又稱之為磁場二極管

23、。采用磁場二極管后，輸出端連接充電指示燈，即可指示發(fā)電機工作情況的好壞。九管交流發(fā)電機充電系統(tǒng)的電路如圖1-17所示。圖1-17 九管交流發(fā)電機充電系統(tǒng)電路圖3.交流發(fā)電機勵磁方式 汽車用交流發(fā)電機的勵磁方法是由他勵方式到自勵發(fā)電的一個過程。由于汽車用交流發(fā)電機轉子的剩磁較弱，不能利用磁極的剩磁自勵發(fā)電，所以需要外接直流電源。交流發(fā)電機只有在較高轉速時，才能自勵發(fā)電。交流發(fā)電機在低速運轉時，采用他勵方式。三、國產交流發(fā)電機的型號根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準QCT 7393汽車電氣設備產品型號編制方法的規(guī)定，汽車交流發(fā)電機的型號表示方法如下： 第1部分為產品代號。交流發(fā)電機的產品代號有JF、JFZ

24、、JFB、JFW四種，分別表示交流發(fā)電機、整體式交流發(fā)電機、帶泵交流發(fā)電機和無刷交流發(fā)電機。 第2部分為電壓等級代號。用1位阿拉伯數(shù)字表示，1-12 V；2-24V；6-6 V。 第3部分為電流等級代號。用1位或2位阿拉伯數(shù)字表示，其含義見表1-3。表1-3 電流等級代號電流等級代號123456789電流A19202930394049505960697079808990 第4部分為設計序號。用1或2位阿拉伯數(shù)字表示,按產品的先后順序，用阿拉伯數(shù)字表示。 第5部分為變型代號。交流發(fā)電機以調整臂的位置作為變型代號。從驅動端看，在中間不加標記，Y-右邊；Z-左邊。例如：桑塔納、奧迪100型轎車所使用

25、的JFZ1610Y型交流發(fā)電機，其含義是電壓等級為12 V、輸出電流大于6090 A、第 10次設計、調整臂位于右邊的整體式交流發(fā)電機。四、無刷交流發(fā)電機無刷交流發(fā)電機是指無電刷無滑環(huán)的交流發(fā)電機，在結構上沒有電刷和滑環(huán)，工作時不會產生火花，減少了無線電干擾。它結構新穎、性能優(yōu)良、工作穩(wěn)定、故障率低。無刷交流發(fā)電機的結構形式有爪極式、勵磁機式、永磁式和感應子式四種，以爪極和感應子式最為常見。1.爪極式無刷交流發(fā)電機爪極式無刷交流發(fā)電機的磁場繞組是靜止的，不隨轉子轉動，所以磁場繞組兩端可直接引出，不需要滑環(huán)和電刷。構造如圖1-18所示。磁場繞組5裝在發(fā)電機中部的磁軛托架上，磁軛托架用螺栓固定在端

26、蓋上，磁場繞組是靜止的。 圖1-18 爪極式無刷交流發(fā)電機的構造 圖1-19 感應子式無刷交流發(fā)電機 1-定子繞組；2-定子鐵心；3、4-爪形磁極； 1-定子鐵心；2-電樞繞組；3-磁場5-磁場繞組； 6-轉子軸；7、8-端蓋；9-機座 繞組；4-轉子2.感應子式交流發(fā)電機感應子式交流發(fā)電機由轉子、定子、整流器和機殼等組成。轉子由硅鋼片鉚成，呈齒輪狀，齒輪上有若干個沿圓周均勻分布的齒形凸極。磁場繞組和電樞繞組均安放在定子槽內，所以發(fā)電機內沒有滑環(huán)和電刷。小 結 1、 交流發(fā)電機的作用、組成。 2、 交流發(fā)電機型號各代號的含義。 3、 交流發(fā)電機的工作原理。 4、 交流發(fā)電機拆卸和安裝的方法。

27、5、 交流發(fā)電機各部分的檢修方法。 任務三 電源系統(tǒng)的故障檢修任務描述汽車電源系統(tǒng)故障造成發(fā)動機無法工作，為了掌握電源系統(tǒng)的檢修方法，必須了解電壓調節(jié)器作用、工作原理和檢修方法。學會汽車電源系統(tǒng)故障診斷與修復方法。情境導入一輛轎車電源系統(tǒng)中的電壓調節(jié)器損壞，發(fā)電機輸出電壓隨發(fā)動機轉速大幅波動，造成用電設備不能正常工作甚至損壞。為了正確地維修電壓調節(jié)器，作為汽車維修人員必須全面了解電壓調節(jié)器，熟悉電壓調節(jié)器的結構、工作原理與檢測方法。理論學習一、硅整流交流發(fā)電機的工作特性硅整流發(fā)電機的轉速變化范圍大，而且傳動比較大。由于硅整流發(fā)電機的轉速變化范圍大。硅整流發(fā)電機的端電壓變化規(guī)律可以知道，要表征硅

28、整流發(fā)電機的特性，應以轉速為基礎分析空載特性、輸出特性和外特性。1.輸出特性輸出特性又稱負載特性，它是在發(fā)電機保持輸出電壓一定時，發(fā)電機的輸出電流與轉速之間關系。圖1-23 交流發(fā)電機的輸出特性由負載特性可以看出發(fā)電機在不同轉速下輸出特性，它表明： 發(fā)電機在較低的空載轉速n1時，就能達到額定輸出電壓值，可知低速充電性能好。發(fā)電機轉速升至滿載轉速n2時，輸出電流為額定值，從而輸出額定功率的電能，可知發(fā)電性能優(yōu)良的特點。 當轉速升到某一定值以后，輸出電流就不再隨轉速的升高和負荷的增大而增大，具有自動限制輸出電流的功能，因此不需要限流器。交流發(fā)電機的最大輸出電流約為額定電流的1.5倍。 2.空載特性

29、空載特性是指無負荷時，發(fā)電機端電壓與轉速的變化規(guī)律。圖1-24 交流發(fā)電機的空載特性 從曲線看出，隨著轉速的升高，端電壓升高。由他勵轉入自勵發(fā)電時，即能向蓄電池進行充電?？蛰d特性是判定交流發(fā)電機低速充電性能是否良好的重要依據(jù)。3.外特性外特性是指轉速保持一定時，發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關系。在不同恒定轉速的試驗后，可以繪出一族相似的Uf(I) 外特性曲線。圖1-25 交流發(fā)電機的外特性 交流發(fā)電機端電壓受轉速和負載變化的影響較大，當發(fā)電機處于高速運轉的工作狀態(tài)時，如果突然失去負荷，其端電壓會急劇升高，這時發(fā)電機中的硅二極管和調節(jié)器中等電子元件將有被擊穿的危險，應避免外電路斷路的現(xiàn)象。二、電壓

30、調節(jié)器交流發(fā)電機端電壓受轉速和負載變化的影響較大，因此必須配用電壓調節(jié)器來控制電壓。電壓調節(jié)器的功用是：在發(fā)動機轉速和發(fā)電機上的負載發(fā)生變化時自動控制發(fā)電機的輸出電壓，使其保持恒定，防止發(fā)電機的電壓過高而造成用電設備的損壞和蓄電池過充電，同時也防止發(fā)電機電壓過低而導致用電設備不能正常工作和蓄電池充電不足。1.電壓調節(jié)原理根據(jù)電磁感應原理，發(fā)電機的感應電動勢為EC1n，其中C1為常數(shù)，因此，交流發(fā)電機端電壓的高低，取決于轉子的轉速n和磁極磁通。要保持電壓恒定，在轉速n升高時，應相應減弱磁通，這可以通過減少勵磁電流來實現(xiàn)；在轉速n降低時，應相應增強磁通，這可以通過增大勵磁電流來實現(xiàn)。2.電壓調節(jié)器

31、的類型交流發(fā)電機電壓調節(jié)器分為觸點式和電子式調節(jié)器兩大類。電子式又分為晶體管式和集成電路式，基本原理都是通過改變勵磁電流的大小來控制電壓的。觸點式電壓調節(jié)器結構復雜，質量和體積大，觸點易燒蝕，壽命短，對無線電干擾大，觸點開閉動作遲緩，可靠性不高，目前已被淘汰。3.晶體管式電壓調節(jié)器晶體管式電壓調節(jié)器是利用晶體管的開關特性，控制發(fā)電機的磁場電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持恒定的。下面以JFT106型晶體管電壓調節(jié)器為例進行分析。JFT106型晶體管電壓調節(jié)器屬于外搭鐵型電壓調節(jié)器，其電路原理圖如圖1-26所示。該調節(jié)器共有“”、“F”和“”三個接線柱，其中“”接線柱與發(fā)電機磁場繞組的“F2”接線柱連

32、接后經(jīng)熔斷器接至點火開關，“F”接線柱與發(fā)電機磁場繞組的“F1”接線柱連接，“”接線柱搭鐵。該調節(jié)器由電壓敏感電路和兩級開關電路組成。圖1-26 JFT106型晶體管調節(jié)器電路原理圖 電路中R1、R2、R3和穩(wěn)壓管VD1構成了電壓敏感電路，穩(wěn)壓管VD1為穩(wěn)壓元件，R1、R2、R3為構成分壓器，將交流發(fā)電機的端電壓進行分壓后加在穩(wěn)壓管VD1的兩端；隨時檢測發(fā)電機端電壓的變化。當穩(wěn)壓管VD1上的電壓低于穩(wěn)壓管VD1的穩(wěn)壓值時，VD1穩(wěn)壓管截止；當穩(wěn)壓管VD1上的電壓高于穩(wěn)壓管VD1的穩(wěn)定電壓時，穩(wěn)壓管VD1導通?？梢?，電壓敏感電路檢測出交流發(fā)電機端電壓的變化。晶體三極管VT6、VT7、VT8組成復

33、合大功率三級開關電路，利用其開關特性控制磁場電路的接通或斷開。 (1)接通點火開關，起動發(fā)動機，蓄電池通過分壓器R1、R2、R3將電壓加在穩(wěn)壓管VD1兩端，當電壓低于穩(wěn)壓管VD1的穩(wěn)定電壓值，VD1截止，則VT6截止，VT7、VT8導通，蓄電池經(jīng)大功率三極管VT8供給勵磁電流，勵磁電路為：蓄電池“+”點火開關S調節(jié)器磁場接線柱F2發(fā)電機磁場繞組調節(jié)器磁場接線柱F1VT8搭鐵發(fā)電機負極。由蓄電池提供發(fā)電機的勵磁電流，他勵狀態(tài)。 (2)發(fā)動機轉速逐漸升高，發(fā)電機轉速隨之逐漸升高。當發(fā)電機端電壓高于蓄電池端電壓時，發(fā)電機給用電設備供電，并且給蓄電池充電，勵磁回路也由發(fā)電機供電，由他勵轉為自勵。由于此

34、時轉速較低，加在穩(wěn)壓管VD1兩端的電壓仍低于穩(wěn)壓管VD1的穩(wěn)定電壓值，VD1依然截止，輸出電壓未達到調節(jié)電壓值，VT6仍然截止，VT7、VT8仍然導通，發(fā)電機的端電壓可以隨轉速和自勵電流的增大而升高，逐漸提高輸出電壓。 (3)發(fā)動機轉速進一步升高，直到轉速升至一定值使輸出電壓達到調壓值時，經(jīng)分壓器加至穩(wěn)壓管VD1兩端的電壓達到穩(wěn)定電壓值，VD1反向擊穿導通，使VT6導通，VT7、VT8截止，斷開了勵磁電路，發(fā)電機端電壓下降。當發(fā)電機端電壓下降到調壓值以下時，經(jīng)分壓器加至穩(wěn)壓管VD1兩端的電壓又低于穩(wěn)定電壓值，使VT6再次截止，VT7、VT8再次導通，再次接通了勵磁電路，發(fā)電機端電壓又上升。如此

35、循環(huán)反復，調控發(fā)電機的端電壓保持恒定。4.集成電路電壓調節(jié)器集成電路電壓調節(jié)器簡稱IC電壓調節(jié)器，是將二極管、三極管的管心都集成在一塊基片上，這樣就實現(xiàn)了電壓調節(jié)器的小型化，將其裝在發(fā)電機內部，減少了外部線，縮小了整個充電系統(tǒng)的體積。夏利汽車發(fā)電機內裝集成電壓調節(jié)器及充電系統(tǒng)電路如圖1-27所示。該發(fā)電機調節(jié)器裝于發(fā)電機內部，構成整體式交流發(fā)電機。圖1-27 夏利轎車用整體式交流發(fā)電機電路原理圖 調節(jié)器工作過程如下：T1控制勵磁回路的接通和斷開；T2控制充電指示燈的接通和斷開。調節(jié)器根據(jù)各個檢測點的信號控制T1、T2的基極電壓。 (1)點火開關S接通且發(fā)動機起動時，蓄電池端電壓經(jīng)接線柱IG輸入

36、單片集成電路，使三極管T1、T2均有基極電流流過，T1、T2同時導通。T1導通，發(fā)電機由蓄電池進行勵磁，磁場繞組中有電流流過，電流流向為：蓄電池“+”接線柱B磁場繞組T1搭鐵蓄電池“”；T2導通時，充電指示燈亮，充電指示燈電路為：蓄電池“+”點火開關S充電指示燈T2搭鐵蓄電池“”。 (2)發(fā)動機運轉后，發(fā)電機輸出電壓逐漸升高，發(fā)電機由他勵轉為自勵，并向蓄電池充電。P點檢測的是定子繞組的輸出電壓，反映發(fā)電機的輸出電壓情況。由P點輸入單片集成電路的發(fā)電機的輸出電壓，發(fā)電機運轉后，輸出電壓逐漸升高，直到高于蓄電池電壓而小于調節(jié)電壓時，使三極管T1繼續(xù)導通，T2截止。T1導通，磁場繞組中仍有電流流過，

37、發(fā)電機的端電壓可以隨轉速和自勵電流的增大而升高，提高輸出電壓，勵磁電路與上述相同；T2截止，故充電指示燈會熄滅，表示發(fā)電機工作正常。(3)當發(fā)電機電壓隨轉速升高到調節(jié)電壓時，單片集成電路通過P點檢測出該電壓，于是T1由導通變?yōu)榻刂?，磁場繞組電流中斷，發(fā)電機電壓下降。當電壓下降到低于調節(jié)電壓時，單片集成電路使T1再次導通，如此反復，使發(fā)電機輸出電壓將被控制在規(guī)定電壓范圍內。單片集成電路檢測各點的信號，當各點信號消失或者超出檢測范圍，判斷此時電路出現(xiàn)了異常后，控制VT2導通，點亮充電指示燈。5.晶體管電壓調節(jié)器的檢測由于晶體管式電壓調節(jié)器分為內搭鐵型和外搭鐵型兩類，兩類線路聯(lián)接不同，為此檢測前必須

38、明確其類型。國產晶體管調節(jié)器從外觀上看兩類調節(jié)器無法區(qū)分，一般均有“+”、“F”和“-”或“B”、“F”和“E”三個接柱。其判別方法是模擬調節(jié)器的工作電路，用試燈進行判別。1）晶體管調節(jié)器類型的判別(1)將晶體管調節(jié)器的“+”、“-”分別接蓄電池分壓器或直流穩(wěn)壓電源的“正”、“負”極。將電壓調至12V，如圖1-28所示。圖1-28 晶體管電壓調節(jié)器類型的判別與性能檢測接線圖 (2)用一試燈代替發(fā)電機磁場繞組，一端接調節(jié)器的“F”接柱上，另一端先后觸試調節(jié)器的“+”和“-”接柱：當試燈接“+”接柱時試燈亮，而接“-”接柱時試燈不亮，則調節(jié)器為外搭鐵型。當試燈接“-”接柱時試燈亮，而接“+”接柱時

39、試燈不亮，則調節(jié)器為內搭鐵型。2）電子調節(jié)器性能及故障檢測在判定調節(jié)器的類別后，應進一步檢測調節(jié)器的好壞及調節(jié)電壓。檢測方法步驟如下：(1) 內搭鐵型調節(jié)器按圖1-29（a）所示連接線路，試燈接“-”接柱和“F” ；對于外搭鐵型調節(jié)器按圖1-29（b）所示連接線路試燈接“+”接柱和“F”。圖1-29 電子調節(jié)器檢測電路(2)接通開關，然后由零伏逐漸調高直流電源電壓U，觀察小燈泡的工作情況：若小燈泡L的亮度隨電壓的升高而增強，且當電壓U調高到調節(jié)電壓值（14V調節(jié)器為13.5V14.5V）或略高于調節(jié)電壓值時，小燈泡熄滅，則調節(jié)器工作正常。若小燈泡L始終發(fā)亮，則說明調節(jié)器已損壞。若小燈泡L始終不

40、亮（燈泡未壞），說明調節(jié)器已損壞。3、 九管發(fā)電機典型電源電路分析汽車電源系統(tǒng)電路包括點火開關、蓄電池、電壓調節(jié)器、交流發(fā)電機及放電警告燈等組成。如圖1-30，電源電路分析同上，九管發(fā)電機發(fā)電機控制放電警告燈電路工作情況如下：接通點火開關，電流從蓄電池“+”極點火開關S放電警告燈HL調節(jié)器接線柱“+”磁場接線柱“F”發(fā)電機勵磁繞組搭鐵蓄電池“”極，構成回路。當放電警告燈亮，表示發(fā)電機不發(fā)電。當發(fā)動機起動后，放電警告燈受蓄電池電壓和磁場二極管輸出端的電壓的差值所控制。隨發(fā)電機轉速的升高，D+處電壓升高，放電警告燈兩端的電位差減小，燈就會熄滅。此后“B+”與“D+”等電位放電警告燈一直熄滅，發(fā)電機對蓄電池充電。 圖1-30 九管發(fā)電機控制電路 三、汽車電源系統(tǒng)常見故障檢修 （一）、電源系統(tǒng)不充電故障的診斷排除1.故障現(xiàn)象起動發(fā)動機，充電指示燈仍然點亮，電源系統(tǒng)存在故障，發(fā)電機不能正常的給蓄電池充電。2.故障原因(1)發(fā)電機故障整流電路損壞。磁場電路故障：滑環(huán)臟污，電刷架變形使電刷卡住，電刷磨損過甚等。發(fā)電機磁場繞組或定子三相繞組有斷路、短路或搭鐵處。(2)調節(jié)器故障調節(jié)器調節(jié)電壓過低。調節(jié)器損壞。(3)其它故障發(fā)電機連線斷路。發(fā)電機驅動皮帶打滑。充電指示燈損壞。3.故障診斷與排除不充電故障的診斷與排除如圖1-31所示。不充電檢查發(fā)電機驅動皮帶是否打滑。檢查發(fā)電機至蓄電池連接線是否完好