《汽車結(jié)構(gòu)（第二版）》 課件 單元八.汽車電氣

汽車結(jié)構(gòu)（第二版）汽車電氣單元八單元八汽車電氣課題一電源系統(tǒng)課題二起動(dòng)系統(tǒng)317課題三點(diǎn)火系統(tǒng)課題四附屬電器課題五空調(diào)系統(tǒng)電源系統(tǒng)課題一學(xué)習(xí)目標(biāo)1．認(rèn)識(shí)蓄電池的結(jié)構(gòu)及分類。2．認(rèn)識(shí)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。319電源系統(tǒng)傳統(tǒng)燃油汽車電源系統(tǒng)（圖8-2）主要由蓄電池、電流表、交流發(fā)電機(jī)及與發(fā)電機(jī)匹配的電壓調(diào)節(jié)器等組成。蓄電池、交流發(fā)電機(jī)與汽車用電設(shè)備是并聯(lián)的。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，蓄電池向起動(dòng)機(jī)供電；發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電并向蓄電池充電。圖8-2傳統(tǒng)燃油汽車電源系統(tǒng)1—交流發(fā)電機(jī)2—蓄電池3—電流表4—點(diǎn)火開關(guān)320電源系統(tǒng)電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)主要由動(dòng)力蓄電池（圖8-3）、電池管理系統(tǒng)（圖8-4）、DC-DC轉(zhuǎn)換器（圖8-5）等組成。啟動(dòng)時(shí)，12V動(dòng)力蓄電池控制高壓上電；正常工作時(shí)，動(dòng)力蓄電池通過DC-DC轉(zhuǎn)換器將高壓電轉(zhuǎn)化為低壓電，向整車用電設(shè)備供電。圖8-3動(dòng)力蓄電池321圖8-4電池管理系統(tǒng)圖8-5DC-DC轉(zhuǎn)換器一、蓄電池3222.蓄電池的類型酸性蓄電池的電解液為純凈的硫酸溶液，在極板上的主要成分是鉛，因此，又可稱為鉛酸蓄電池。它廣泛用于汽車上，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。鉛酸蓄電池可分為普通鉛酸蓄電池（圖8-6）、免維護(hù)蓄電池（圖8-7）、干式荷電蓄電池（圖8-8）等。（1）酸性蓄電池一、蓄電池3232.蓄電池的作用（1）啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)供電給起動(dòng)機(jī)。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)或發(fā)電機(jī)電壓過低時(shí)供電給各用電設(shè)備。（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于蓄電池電壓時(shí)，蓄電池作為發(fā)電機(jī)的負(fù)載，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的一部分電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來，并且平緩電路中所產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。一、蓄電池3242.蓄電池的類型（1）酸性蓄電池圖8-6普通鉛酸蓄電池圖8-7免維護(hù)蓄電池圖8-8干式荷電蓄電池一、蓄電池3252.蓄電池的類型（1）酸性蓄電池1）免維護(hù)蓄電池免維護(hù)蓄電池又稱MF蓄電池，在使用期限內(nèi)無需進(jìn)行日常維護(hù)，且具有自放電少、耐過度充電性好、電解液中水的損耗少等優(yōu)點(diǎn)。2）干式荷電蓄電池干式荷電蓄電池在保存期內(nèi)只要加入規(guī)定密度的電解液，放置15min以上，調(diào)整液面至規(guī)定高度即可使用。若超過保存期，則在使用前補(bǔ)充充電5～10h后方可使用。一、蓄電池3262.蓄電池的類型（2）堿性蓄電池1）鎳鎘蓄電池（圖8-9）鎳鎘蓄電池具有功率大、散熱性能好、質(zhì)量小、充電時(shí)間短（比一般電池至少快4倍）、循環(huán)壽命可達(dá)到2000次等優(yōu)點(diǎn)。圖8-9鎳鎘蓄電池一、蓄電池3272.蓄電池的類型（2）堿性蓄電池2）鎳氫蓄電池（圖8-10）鎳氫蓄電池與鎳鎘蓄電池相比，電壓相同但能量提高一倍，且具有質(zhì)量小、體積薄、有效期長(zhǎng)、充電快速、對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)，制作成本與鎳鎘蓄電池相當(dāng)，充電循環(huán)次數(shù)可達(dá)1500次，主要供電動(dòng)汽車使用。圖8-10鎳氫蓄電池一、蓄電池3282.蓄電池的類型（3）鋰離子電池鋰離子電池指的是以兩種不同的能夠可逆地插入及脫出鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池正極和負(fù)極的二次電池體系。相比其他電池，鋰離子電池具有容量密度高、體積小、質(zhì)量小、充電效率高的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也有著不耐低溫及熱穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，其在主流電動(dòng)汽車上應(yīng)用廣泛。常見的鋰離子電池包括圓柱電池、軟包電池、方形電池等，如圖8-11所示。圖8-11鋰離子電池a）圓柱電池b）軟包電池c）方形電池一、蓄電池3293.蓄電池的結(jié)構(gòu)蓄電池由極板組（正負(fù)極板）、隔板、電解液、外殼、連接條、正負(fù)極柱等部分組成，如圖8-12所示。12V蓄電池一般由6個(gè)單格電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格電池額定電壓為2V。圖8-12蓄電池的結(jié)構(gòu)二、交流發(fā)電機(jī)3301.交流發(fā)電機(jī)的作用汽車使用的電源有蓄電池和發(fā)電機(jī)兩種。現(xiàn)代燃油汽車采用交流發(fā)電機(jī)作為主要電源，蓄電池作為輔助電源。在汽車行駛過程中，由發(fā)電機(jī)向除了起動(dòng)機(jī)以外的所有用電設(shè)備提供電源，并向蓄電池充電。二、交流發(fā)電機(jī)3312.交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相同步交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、三相整流器、帶輪、風(fēng)扇、前后端蓋和電壓調(diào)節(jié)器等部件組成，如圖8-13所示。圖8-13三相同步交流發(fā)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)示意圖二、交流發(fā)電機(jī)3322.交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相交流發(fā)電機(jī)各零部件的組成及作用見表8-1。表8-1三相交流發(fā)電機(jī)各零部件的組成及作用二、交流發(fā)電機(jī)3332.交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)表8-1三相交流發(fā)電機(jī)各零部件的組成及作用二、交流發(fā)電機(jī)3342.交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)表8-1三相交流發(fā)電機(jī)各零部件的組成及作用三、電壓調(diào)節(jié)器335電壓調(diào)節(jié)器的作用是保持發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)輸出穩(wěn)定的電壓，其分為晶體管電壓調(diào)節(jié)器（圖8-14a）和集成電路電壓調(diào)節(jié)器（圖8-14b）。集成電路電壓調(diào)節(jié)器由于體積小，可直接裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)部。圖8-14電壓調(diào)節(jié)器a）晶體管電壓調(diào)節(jié)器b）集成電路電壓調(diào)節(jié)器四、電池管理系統(tǒng)（圖8-15）336電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)是連接車載動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車的重要紐帶，其主要由數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、通信模塊、存儲(chǔ)模塊、電池控制模塊等組成，如圖8-15所示。電池管理系統(tǒng)的主要作用是對(duì)電池的一些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)可控制電池充放電等。電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的充放電、續(xù)航能力以及使用壽命等需要依靠電池管理系統(tǒng)。圖8-15電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的組成五、DC-DC轉(zhuǎn)換器337DC-DC轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將動(dòng)力電池的高壓電轉(zhuǎn)化成12V低壓電源。起動(dòng)系統(tǒng)課題二學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解起動(dòng)系統(tǒng)的組成。2．認(rèn)識(shí)起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。339一、起動(dòng)系統(tǒng)的組成起動(dòng)系統(tǒng)一般由蓄電池、起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火開關(guān)、起動(dòng)繼電器等組成，如圖8-16所示。起動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼上，依靠驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈旋轉(zhuǎn)從而啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。起動(dòng)機(jī)的作用是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使其啟動(dòng)。圖8-16起動(dòng)系統(tǒng)的組成340二、起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)起動(dòng)機(jī)由直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制裝置（即電磁開關(guān)）三部分組成，如圖8-17所示。圖8-17起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成341二、起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的零部件的組成及作用見表8-2。表8-2直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的零部件的組成及作用3421.直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的零部件二、起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)表8-2直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的零部件的組成及作用3431.直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的零部件二、起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸；在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，與飛輪嚙合的小齒輪沒有及時(shí)回位的情況下，保護(hù)起動(dòng)機(jī)不被飛輪反拖。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由單向離合器、減速機(jī)構(gòu)（有些起動(dòng)機(jī)不具有減速機(jī)構(gòu)）、驅(qū)動(dòng)齒輪等組成。圖8-18傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3442.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖8-18）二、起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)控制裝置主要由電磁開關(guān)和撥叉組成，其作用是通過控制電磁開關(guān)及杠桿機(jī)構(gòu)（或其他某種裝置），來實(shí)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與飛輪齒圈的嚙合與分離，并接通和斷開起動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的電路。圖8-19控制裝置3453.控制裝置（圖8-19）點(diǎn)火系統(tǒng)課題三學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解點(diǎn)火系統(tǒng)的分類及組成。2．認(rèn)識(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)零部件的結(jié)構(gòu)。347一、電子點(diǎn)火系統(tǒng)電子點(diǎn)火系統(tǒng)由點(diǎn)火開關(guān)、蓄電池、點(diǎn)火線圈、分電器、點(diǎn)火控制器、火花塞和點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器等組成，如圖8-20所示。圖8-20電子點(diǎn)火系統(tǒng)的組成348二、計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)圖8-21所示為計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)示意圖，其以蓄電池和發(fā)電機(jī)為電源，借點(diǎn)火線圈將電源的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡儆煞蛛娖鲗⒏邏弘姺峙涞礁鞲谆鸹ㄈ?，并由?jì)算機(jī)控制單元根據(jù)各種傳感器提供的反映發(fā)動(dòng)機(jī)工況的信息，發(fā)出點(diǎn)火控制信號(hào)，控制點(diǎn)火時(shí)刻，點(diǎn)燃可燃混合氣。它還可以取消分電器，由計(jì)算機(jī)控制單元直接將高壓電分配給各缸。計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)是新型的點(diǎn)火系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于各種中、高級(jí)轎車中。圖8-21計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)示意圖349三、點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件汽車上應(yīng)用較多的是無觸點(diǎn)式分電器和無分電器的點(diǎn)火系統(tǒng)。分電器包括斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前裝置。圖8-22分電器3501.分電器（圖8-22）三、點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件點(diǎn)火線圈是由初級(jí)繞組、次級(jí)繞組、鐵芯等組成的升壓器。點(diǎn)火線圈通過電磁感應(yīng)，產(chǎn)生15～30kV的高壓電，作為點(diǎn)火高壓電。圖8-23點(diǎn)火線圈3512.點(diǎn)火線圈（圖8-23）三、點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件火花塞的作用是將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)，通過本身的空氣間隙產(chǎn)生火花放電，點(diǎn)燃混合氣?；鸹ㄈg隙一般為0.6～0.8mm。擊穿電壓為6～8kV?；鸹ㄈ姆烹姴糠譃橹行碾姌O和側(cè)電極。圖8-24火花塞3523.火花塞（圖8-24）三、點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件根據(jù)ECU的指令，控制點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組的通電或斷電，并在完成點(diǎn)火后向ECU輸送點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)。圖8-25點(diǎn)火控制器3534.點(diǎn)火控制器（圖8-25）三、點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件高壓導(dǎo)線由中央高壓線和各缸高壓線組成。中央高壓線用于將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電送到分電器蓋插孔，各缸高壓線用于將點(diǎn)火高壓電從分電器蓋的旁電極插孔傳至火花塞。圖8-26高壓導(dǎo)線3545.高壓導(dǎo)線（圖8-26）附屬電器課題四學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解附屬電器的內(nèi)容。

2．了解附屬電器的作用。356一、照明系統(tǒng)為了保障汽車行駛和道路安全，以及滿足汽車的使用要求，在汽車上裝有各種照明裝置及信號(hào)裝置，如圖8-27所示。照明裝置用來照亮前方道路、車廂內(nèi)部、行李艙等，以及為夜間汽車檢修提供照明等；信號(hào)裝置在汽車轉(zhuǎn)彎、倒車、制動(dòng)等時(shí)候，發(fā)出燈光或聲音信號(hào)，使前后車輛及行人得知汽車的行駛方向。圖8-27汽車照明系統(tǒng)357一、照明系統(tǒng)組合前照燈安裝在汽車前部，與地面平行，主要由近光燈、遠(yuǎn)光燈、示寬燈、轉(zhuǎn)向燈等組成，如圖8-28所示。組合前照燈主要用于夜間行車時(shí)道路照明，燈光為白色。汽車使用的前照燈有標(biāo)準(zhǔn)封閉式、鹵鎢封閉式和半封閉式三種類型。組合前照燈開關(guān)為多功能開關(guān)，通過旋轉(zhuǎn)、推拉和撥動(dòng)可以控制前照燈近光、遠(yuǎn)光及示寬燈、轉(zhuǎn)向燈、霧燈等操作。圖8-28汽車組合前照燈3581.前照燈一、照明系統(tǒng)汽車的外部尾燈系統(tǒng)多組合在一起，又稱組合尾燈。組合尾燈一般包括制動(dòng)燈、轉(zhuǎn)向燈和倒車燈等，如圖8-29所示。其主要為了提醒后方的車輛和行人，標(biāo)示車輛或駕駛員的行駛信息。圖8-29汽車組合尾燈3592.組合尾燈二、雨刮清洗系統(tǒng)（圖8-30）雨刮清洗系統(tǒng)屬于汽車上的輔助電器，汽車在雨雪天氣行駛時(shí)，該系統(tǒng)可以清洗風(fēng)窗玻璃，提高駕駛員的視覺效果，使駕駛員看清路面，保證了雨雪天氣的行車安全。圖8-30雨刮清洗系統(tǒng)360三、音響系統(tǒng)（圖8-31）汽車上的音響系統(tǒng)包括播放器、揚(yáng)聲器等，它不僅能減輕駕駛員以及乘客的疲勞程度，并且可以直接幫助他們了解信息，提高乘坐的舒適性。圖8-31音響系統(tǒng)361四、電動(dòng)車窗（圖8-32）電動(dòng)車窗開關(guān)是駕駛員操縱電動(dòng)車窗的控制系統(tǒng)，一般安裝在左前車門把手上或變速操縱桿附近。分控開關(guān)安裝在每個(gè)車門的中部或車門把手上，用于乘坐人員操縱門窗。圖8-32電動(dòng)車窗362五、電動(dòng)門鎖（圖8-33）按下駕駛員座位鎖扣時(shí)，其他幾個(gè)車門及行李艙門都能自動(dòng)鎖定。如果用鑰匙鎖門還能同時(shí)鎖好其他車門和行李艙門。圖8-33電動(dòng)門鎖363六、組合儀表（圖8-34）組合儀表用來指示汽車運(yùn)動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，以便駕駛員隨時(shí)了解各系統(tǒng)的工作情況，保證汽車安全而可靠地行駛。圖8-34組合儀表364七、電動(dòng)后視鏡（圖8-35）通過后視鏡控制開關(guān)交換電動(dòng)機(jī)電路的極性來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。每個(gè)電動(dòng)機(jī)帶有一個(gè)自動(dòng)復(fù)位的電路斷路器，當(dāng)后視鏡到達(dá)行程的機(jī)械極限時(shí)，電路斷路器就會(huì)將電路斷開。圖8-35電動(dòng)后視鏡365八、安全氣囊當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，汽車要立即停止運(yùn)動(dòng)，而車內(nèi)乘坐人員在慣性作用下仍要繼續(xù)向原來的方向運(yùn)動(dòng)。如果此時(shí)裝在車內(nèi)的安全氣囊彈出，則可以減少乘坐人員與車內(nèi)物體發(fā)生碰撞，更均勻地分散頭、胸的碰撞力，吸收乘坐人員的運(yùn)動(dòng)能量，起到了對(duì)乘坐人員的積極保護(hù)作用，如圖8-36所示。圖8-36安全氣囊366九、其他電器元件其他電器元件主要有點(diǎn)火開關(guān)、揚(yáng)聲器、音響、繼電器等，如圖8-37所示。圖8-37其他電器元件367空調(diào)系統(tǒng)課題五學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解空調(diào)系統(tǒng)的分類。2．認(rèn)識(shí)空調(diào)系統(tǒng)各組成。369一、汽車空調(diào)的分類空調(diào)控制系統(tǒng)有手動(dòng)控制與自動(dòng)控制之分，如圖8-38所示。手動(dòng)控制空調(diào)需要駕駛員通過旋鈕或撥桿對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)，如溫度等。自動(dòng)控制空調(diào)只需駕駛員輸入目標(biāo)溫度，空調(diào)系統(tǒng)便可按駕駛員的設(shè)定自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖8-38汽車空調(diào)的分類a）手動(dòng)控制b）自動(dòng)控制370二、汽車空調(diào)制冷裝置的組成空調(diào)制冷裝置是由變排量壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)等組成，如圖8-39所示。圖8-39空調(diào)制冷裝置的組成371三、空調(diào)制冷裝置工作原理空調(diào)制冷裝置的工作過程包括壓縮過程、放熱過程、節(jié)流過程和吸熱過程，其工作原理如圖8-40所示。圖8-40空調(diào)制冷裝置工作原理1—壓縮機(jī)2—冷凝器3—儲(chǔ)液干燥器4—膨脹閥5—蒸發(fā)器372四、空調(diào)制冷裝置主要零部件空調(diào)制冷裝置主要零部件及其作用見表8-3。表8-3空調(diào)制冷裝置主要零部件及其作用373四、空調(diào)制冷裝置主要