蓄電池發(fā)電機(jī)起動(dòng)機(jī)

蓄電池、發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)機(jī)一.蓄電池1.蓄電池的功用2.蓄電池的基本原理3.蓄電池的主要參數(shù)4.蓄電池的使用與維護(hù)1.蓄電池的功用發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，向啟動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)磁場繞組供電。（應(yīng)用中應(yīng)避免）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將發(fā)電機(jī)剩余電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來；發(fā)電機(jī)過載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電蓄電池相當(dāng)于一個(gè)大電容器，能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時(shí)過電壓，保護(hù)電子元件，保持汽車電器系統(tǒng)電壓穩(wěn)定2.蓄電池的基本原理2.1

蓄電池（汽車上一般采用鉛酸蓄電池，以此為例）的核心部分是極板和電解液（硫酸和水的混合物），蓄電池建立電動(dòng)勢、放電和充電通過極板上的活性物質(zhì)與電解液的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。2.2蓄電池的結(jié)構(gòu)蓄電池內(nèi)有兩種化學(xué)性質(zhì)不同的板，叫極板，極板是由柵架及鉛涂膏涂料組成。一個(gè)正/一個(gè)負(fù)，這兩個(gè)極板被一個(gè)隔板分開并放入電解液中。為了增大蓄電池的容量，將多片正極板和負(fù)極板各自用橫板焊接并聯(lián)起來，組成正極板組和負(fù)極板組。將正負(fù)極板組相互嵌合的極板組置于存有電解液的容器中，就構(gòu)成了單格電池。單格電池的標(biāo)稱電壓為2V。每個(gè)單格電池的正極板總比負(fù)極板少一片，這是為了使每片正極板都置于兩片負(fù)極板之間，使之兩面的放電均勻。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，呈棕紅色；負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀純鉛，呈青灰色。2.3蓄電池電動(dòng)勢的建立

蓄電池的電動(dòng)勢是正、負(fù)極浸入電解液后產(chǎn)生的。負(fù)極板：鉛溶于電解液中，失電子生成Pb2+，反應(yīng)如下：

A：Pb→Pb2++2e（釋放電子）B：H2SO4→2H++SO42-C：Pb2++SO42-→PbSO4負(fù)極板總反應(yīng)：Pb+H2SO4→PbSO4+2H++2e（釋放電子）

電子留在負(fù)極板上，和Pb2+吸引，使負(fù)極具有負(fù)電位，為-0.1V。正極板：PbO2溶于電解液A：PbO2+2H2O←→Pb(OH)4←→Pb4++4OH-（可逆反應(yīng)）B：Pb4++2e→Pb2+（接受電子）C：H2SO4→2H++SO42-D：Pb2++SO42-→PbSO4正極板總反應(yīng)：PbO2+H2SO4+2H++2e→PbSO4+2H2O（接受電子）OH-留在電解液中，Pb4+沉附在正極表面,使正極板有+2.0V在外電路未接通時(shí)，反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，靜止電動(dòng)勢為：E=2.0－(－0.1)=2.1V2.4放電過程將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的過程稱為放電過程。如果將蓄電池與外電路的負(fù)荷接通，電子e從負(fù)極板經(jīng)過外電路的負(fù)荷流往正極板，使正極板的電位下降，從而破壞了原有的平衡狀態(tài)。發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。從理論上說，蓄電池這種放電過將極板上所有物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U，但由于電解液不能滲透到活性物質(zhì)最內(nèi)層，實(shí)際轉(zhuǎn)化的只有20-30%。

2.5放電過程將電能轉(zhuǎn)換成蓄電池化學(xué)能的過程稱為充電過程，它是放電反應(yīng)的逆過程。當(dāng)電源電壓高于蓄電池時(shí)，充電電流流入蓄電池正極，從負(fù)極流出負(fù)極板：硫酸鉛還原為鉛，反應(yīng)如下：A：PbSO4→Pb2++SO42-B：Pb2++2e→Pb（接受電子）C：SO42-+2H+→H2SO4負(fù)極板總反應(yīng)：PbSO4+2H++2e→Pb+H2SO4（接受電子）正極板：二價(jià)鉛離子被氧化為四價(jià)鉛離子，反應(yīng)如下：A：PbSO4→Pb2++SO42-B：Pb2+-2e→Pb4+C：4H2O→4H++4OH-D：Pb4++4OH-→Pb（OH）4E：Pb（OH）4→PbO2+2H2OF：4H++2SO42-→2H2SO4正極板總反應(yīng)：PbSO4+2H2O+SO42--2e→PbO2+H2SO4（釋放電子）3.蓄電池的主要參數(shù)3.1蓄電池的容量電池容量就是蓄電池儲(chǔ)存電量的能力用C(Ah)表示，計(jì)量單位為安時(shí)（Ah）。計(jì)算方法為：電池容量（Ah）=放電電流（A）×放電時(shí)間（H）蓄電池的標(biāo)稱容量是在規(guī)定的放電電流下測得放電時(shí)間，計(jì)算得來的。3.2蓄電池的放電率蓄電池的放電率指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，充滿電的電池完全放電時(shí)所需要的時(shí)間，計(jì)量單位為HR。例如：20HR表示完全放電時(shí)間為20小時(shí)，放電電流計(jì)算方法為：電池容量（AH）/放電率（HR）=放電電流（A）3.3蓄電池溫度與容量鉛酸蓄電池的容量與蓄電池的溫度成正比函數(shù)的關(guān)系，按標(biāo)準(zhǔn)溫度為25℃計(jì)算，當(dāng)溫度每下降1℃時(shí)，相對容量大約下降0.8%，當(dāng)溫度升高后容量也會(huì)恢復(fù)，其原因如下：①溫度下降后造成電解液不易擴(kuò)散，兩極板中的活性物質(zhì)或?qū)W反映速率變慢。②溫度下降導(dǎo)致電解液的阻抗增加，電瓶電壓上升。3.4蓄電池的內(nèi)阻通常包括：正負(fù)極板的電阻，電解液的電阻，隔離物的電阻和連接物的電阻。極板的電阻在完全充電狀態(tài)下是很小的，但隨著蓄電池放電程度的增加，覆蓋在極板表面的PbSO4增多，電阻增大。隔離物的電阻與其材料，厚度，結(jié)構(gòu)等有關(guān)。電解液的電阻與其溫度、密度有關(guān)。連接物的電阻與其長度有關(guān)。3.5充、放電特性

蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓和電解液相對密度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓與電解液相對密度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。（1）開始放電階段端電壓由2.14V迅速下降至2.1V極板孔隙內(nèi)硫酸迅速消耗，電解液密度迅速下降，濃差極化增大，端電壓迅速下降。（2）相對穩(wěn)定階段端電壓由緩慢下降至1.85V極板孔隙外向孔隙內(nèi)擴(kuò)散的硫酸與孔隙內(nèi)消耗的硫酸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，孔內(nèi)外電解液密度一起緩慢下降，所以端電壓緩慢下降。（3）迅速下降階段端電壓由1.85V迅速下降至1.75V。放電接近終了時(shí)，電化學(xué)極化、濃差極化、歐姆極化顯著增大，端電壓迅速下降。蓄電池放電終了的特征（1）充電開始階段端電壓迅速上升。開始充電時(shí)，孔隙內(nèi)迅速生成硫酸，濃差極化增大，端電壓迅速上升。（2）穩(wěn)定上升階段端電壓緩慢上升至2.4V左右?？紫秲?nèi)生成的硫酸向孔隙外擴(kuò)散，當(dāng)硫酸生成的速度與擴(kuò)散速度達(dá)到平衡時(shí)，端電壓隨整個(gè)容器內(nèi)電解液密度變化而緩慢上升。（3）充電末期電壓迅速上升到2.7V左右，且穩(wěn)定不變，電解液呈沸騰狀態(tài)?；钚晕镔|(zhì)還原反應(yīng)結(jié)束后的充電稱為過充電，充電電流用于電解水，應(yīng)避免長時(shí)間過充電。4.蓄電池的使用與維護(hù)4.1檢查蓄電池在支架上的固定螺栓是否擰緊,安裝不牢靠會(huì)因行車震動(dòng)而引起殼體損壞。另外不要將金屬物放在蓄電池上以防短路。4.2時(shí)常查看極柱和接線頭連接得是否可靠。為防止接線柱氧化可以涂抹凡士林等保護(hù)劑。4.3不可用直接打火(短路試驗(yàn))的方法檢查蓄電池的電量這樣會(huì)對蓄電池造成損害。4.4普通鉛酸蓄電池要注意定期添加蒸餾水。干荷蓄電池在使用之前最好適當(dāng)充電。至于可加水的免維護(hù)蓄電池并不是不能維護(hù)適當(dāng)查看必要時(shí)補(bǔ)充蒸餾水有助于延長使用壽命。

4.5蓄電池蓋上的氣孔應(yīng)通暢。蓄電池在充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡若通氣孔被堵塞使氣體不能逸出當(dāng)壓力增大到一定的程度后就會(huì)造成蓄電池殼體炸裂。4.6在蓄電池極柱和蓋的周圍常會(huì)有黃白色的糊狀物,這是因?yàn)榱蛩岣g了根柱、線卡、固定架等造成的。這些物質(zhì)的電阻很大，要及時(shí)清除。4.7當(dāng)需要用兩塊蓄電池串聯(lián)使用時(shí)蓄電池的容量最好相等。否則會(huì)影響蓄電池的使用壽命。

起動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)由直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和控制機(jī)構(gòu)組成。其主要功用是起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能評價(jià)指標(biāo)有：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速、起動(dòng)功率、起動(dòng)極限溫度。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理1.功用直流電動(dòng)機(jī)時(shí)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備。2.原理載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。工作原理圖見圖3-1。3.直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M取決于磁通φ、電樞電流Ia的乘積，即M=CmφIa其中Cm—電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，使起動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒環(huán)嚙合，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給飛輪；發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，自動(dòng)切斷動(dòng)力傳遞，防止電動(dòng)機(jī)被發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，超速旋轉(zhuǎn)而破壞。起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與曲軸飛輪齒環(huán)之間的傳動(dòng)比很大，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置了單向離合器，起動(dòng)時(shí)傳遞斷聯(lián)系。如圖所示，傳動(dòng)導(dǎo)管1與外座圈2制成一體，外座圈內(nèi)部制成“十”字型空腔，驅(qū)動(dòng)齒輪的尾部成圓柱形伸在外座圈的空腔內(nèi)，將“十”字型空腔分割成四個(gè)鍥形腔室。腔內(nèi)放置滾柱3，在腔室較寬的一邊的座圈孔內(nèi)，還裝有彈簧4和壓帽5。平時(shí)靠彈簧張力經(jīng)壓帽將滾柱壓向鍥型腔室較窄的一端。座圈的外面包有鐵殼，起密封和保護(hù)作用。1）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，控制裝置迫使驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合，電樞軸帶動(dòng)花鍵套筒旋轉(zhuǎn)，在摩擦力的作用下離合彈簧扭縮，直徑縮小，抱緊兩個(gè)套筒外圓表面，使其成一剛體，于是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)花鍵套筒，離合彈簧傳給驅(qū)動(dòng)齒輪，從而帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)。2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，由于飛輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速高于花鍵套筒，迫使彈簧扭力放松，使彈簧直徑擴(kuò)大，驅(qū)動(dòng)齒輪和花鍵套筒不再成為一剛體，可以相對滑動(dòng)，從而避免了電動(dòng)機(jī)超速旋轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)。控制裝置作用：控制裝置的作用是控制驅(qū)動(dòng)齒輪和飛輪的嚙合與分離；控制電動(dòng)機(jī)電路的接通與切斷。常用的裝置有機(jī)械式和電磁式汽車上廣泛使用電磁式控制裝置（電磁開關(guān)）。組成由電磁鐵機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)開關(guān)、起動(dòng)繼電器和起動(dòng)開關(guān)組成。發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的功用

發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速以上），向所有用電設(shè)備（起動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)向蓄電池充電。交流發(fā)電原理1.在發(fā)電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)磁場）2.磁場外有一個(gè)定子繞組,繞組有3組線圈(3相繞組)，3相繞組彼此相隔120度3.當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說使電樞繞組中通過的磁通量發(fā)生變化）而產(chǎn)生電動(dòng)勢。交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器由于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，且發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的速比為1.7～3，因此交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化范圍非常大，這樣將引起發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生較大變化，無法滿足汽車用電設(shè)備的工作要求。為了滿足用電設(shè)備恒定電壓的要求，交流發(fā)電機(jī)必須配用電壓調(diào)節(jié)器，使其輸出電壓在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工況下基本保持恒定。Eφ=CeФn（V）交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器的工作