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教学目的:使学生了解和掌握铅蓄电池、交流发电机及其调节器的作用、结构、工作原理与特性、使用与维护、常见故障的排除等内容,对汽车电源系统有初步的认识。
教学重点:普通铅蓄电池、交流发电机及其调节器的结构、原理、特性。
教学难点:电源系统常见故障的诊断与排除方法。
§1-1概述
一、电源系统的作用:提供低压直流电能。
二、组成:P5图1-1
交流发电机、调节器、蓄电池、电流表(或其它充电指示装置)、钥匙开关等。
三、充电状态指示装置:电流表或指示灯
§1-2蓄电池
一、蓄电池的作用、要求与分类:
:P6图1-2蓄电池与发电机并联
P5(1)~(4)
:容量大、内阻小
:
铅酸蓄电池:普通型、荷电型(干式、湿式)、免维护型、胶体型
碱性蓄电池
★汽车上广泛采用铅酸蓄电池。
二、蓄电池的构造与型号:
:P7图1-3包括:外壳、极板组、隔板、电解液、联条、加液孔盖、接线柱等。
极板上有活性物质:正极板:二氧化铅PbO2
负极板:铅Pb
(1)单格电池中,正极板比负极板少一片(如EQ1090汽车,7正8负)
(2)利用极板组增大蓄电池容量
:P10图1-12
:P11图1-13
:P12图1-14
:(JB2599-85)
铅蓄电池的型号由三部分组成:单格电池数、蓄电池类型和特征、额定容量
字母
数字
字母
字母
数字
特殊性能
额定容量(A·h)
特征代号
类型(用途)
单格电池数
例:EQ1090E汽车使用6—Q—105D
表示:6个单格(12V)、起动用、额定容量为105A·h、低温起动性能好
CA1091汽车使用6—QA—100S
表示:6个单格(12V)、起动用、干荷电式、额定容量为1050A·h、塑料整体式外壳
三、蓄电池的工作原理与特性:
:
铅蓄电池:电能化学能
(1)电势的建立:正极板上的活性物质少量溶解产生Pb+4,
负极板上的活性物质少量溶解产生Pb+2,
即单格蓄电池电压(静止电动势)约为:E=-(-)=
(2)铅蓄电池充、放电过程的总反应化学方程式为:
PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O
:
(1)静止电动势E:蓄电池在静止状态(不充电也不放电)时,正、负极板间的电位差(即开路电压)
(2)内阻:
(3)蓄电池的放电特性:蓄电池的端电压与电解液相对密度的关系。P14图1-17
A、电解液相对密度随放电时间直线下降
B、蓄电池端电压变化规律:
①开始放电阶段:端电压下降较快
②相对稳定阶段:端电压缓慢下降
③迅速下降阶段:端电压急剧下降
:蓄电池的端电压与电解液相对密度的关系。P16图1-18
A、电解液相对密度随放电时间逐渐上升,直至达到最大值
B、蓄电池端电压变化规律:
①开始充电阶段:端电压迅速上升
②稳定上升阶段:端电压缓慢上升
③迅速上升阶段:端电压急剧上升
四、蓄电池的容量及影响因素:
:
(1)理论容量:
(2)实际容量:Q=放电电流×放电时间(单位:安培·时或A·h)
(3)额定容量:用20h放电率容量表示(单位:安培·时或A·h)
(4)储备容量:规定条件下,蓄电池的放电时间(单位:分钟或min)
:
(1)构造方面:①极板的厚度、面积②同性极板的中心距离
极板越薄,极板上活性物质的实际表面积越,同性极板的中心距离越短,则容量越大。
(2)使用方面:①放电电流:放电电流越大,则容量越小
②电解液温度:电解液温度降低时,输出容量减小
③电解液相对密度:适当增大电解液的相对密度,则容量增大;电解液的相对密度过高或过低,均会使容量减小。
④电解液的纯度:含有杂质会造成自行放电,容量↓
五、蓄电池的使用与维护:
(一)铅蓄电池的使用与维护:
:
:湿储存、干储存
:
:
(1)检查电解液液面高度:
①橡胶外壳蓄电池:利用玻璃管测量P19图1-19若液面高度低则应加注蒸馏水。
②塑料外壳蓄电池:液面应在上下刻线之间
(2)检查放电程度:
①用吸式密度计测量电解液相对密度P20图1-20
★免维护铅蓄电池有内装式密度计(即内有一颗能反光的绿色小球)图1-21
②用高率放电计测量单格电压:P21图1-22
★免维护蓄电池的端电压:利用整体式高率放电计测量P22图1-23
③用汽车万用表测量蓄电池的端电压
:
(1)正、负接线柱的识别:
①正极标有“+”号,负极标有“-”号
②正极涂成红色,负极涂成黑色或其它颜色
③用万用表测量
(2)蓄电池的拆卸:先拆搭铁线(负极线),再拆起动机线(正极线)
(3)蓄电池的安装:先接起动机线(正极线),再接搭铁线(负极线)
(二)蓄电池的充电:
:
(1)充电方法:定流充电、定压充电、快速充电
(2)充电设备:①硅整流充电机②可控硅充电机③快速充电机
:
:
(1)初充电(★充电时,蓄电池的正极与充电机的正极相接、蓄电池的负极与充电机的负极相接)
(2)补充充电:
(3)快速脉冲充电:
(4)去硫化充电:步骤P25
六、蓄电池的常见故障及排除方法:
(一)极板硫化:极板上有较多的硫酸铅
:P27①~④
:及时或定期补充充电、电解液密度适当
(二)活性物质脱落:主要是正极板上的氧化铅脱落
:P27①~③
:避免过充电或大电流长时间充、放电;搬运时轻搬轻放;安装牢固可靠。
(三)自行放电:无负载状态下,蓄电池电量自行消失(漏电)
:P27①~③
:配制电解液用的硫酸、蒸馏水及器皿要符合规定;加液螺塞要盖好;补充的蒸馏水要符合要求。
七、电动汽车用高能电池:
小结:
1、蓄电池的作用、分类、构造与型号、工作原理与特性。
2、蓄电池的使用与维护。
3、常见故障的诊断与排除。
作业布置:P80第3、4、5、6、8、10题
§1-3交流发电机
一、交流发电机的作用及分类:
(1)作用:向用电设备(不包括起动系统)供电,为蓄电池充电。
(2)分类:有刷式:内装电刷式、外装电刷式
①按有无电刷,分为:
无刷式:爪极式、感应式、带励磁机式、永磁式
②按激磁绕组的搭铁方式,分为:内搭铁式、外搭铁式
③通风方式,分为:单风叶式、双风叶式
④采用整流二极管的数目,分为:六管式、八管式、九管式、十一管式
二、交流发电机工作原理:
:P32图1-27
转子(磁场)旋转时,定子绕组切割磁力线,产生频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相正弦电动势。
E=CnΦ
E——电动势的有效值(V)C——发电机结构常数
n——发电机转速(r/min)Φ——磁极磁通
:交流电转换成直流电
(1)六管交流发电机整流电路:P33图1-28
交流发电机的三相桥式整流电路
(2)八管交流发电机整流电路:图1-29
①六只二极管构成三相桥式整流电路
②两只二极管(中性点二极管):可提高发电机的输出功率
(3)九管交流发电机整流电路:图1-30
①六只二极管构成三相桥式整流电路
②三只二极管(磁场二极管):为发电机提供励磁电流、控制充电指示灯
(4)十一管交流发电机整流电路:图1-31
①六只二极管构成三相桥式整流电路
②两只二极管(中性点二极管):可提高发电机的输出功率
③为发电机提供励磁电流、控制充电指示灯
:
(1)自励(由发电机自身向激磁绕组供电)
(2)它励(由蓄电池供电)
三、交流发电机的构造:
:P35图1-32、图1-33(重点掌握)
主要包括:转子、定子、硅整流器、电刷、前后端盖等等
(1)转子:其作用是产生磁场
结构:P36图1-34转子轴、爪极(2个)、磁轭(铁芯)、磁场绕组、滑环(2个)
(2)定子:其作用是产生三相交流电动势
①结构:P37图1-35定子铁芯、定子绕组
②定子绕组的接法:星形连接、三角形连接
(3)硅整流器:其作用是将定子绕组产生的三相交流电转换成直流电
结构:P38图1-36
:
:P43图1-44
:P44图1-46
四、交流发电机的型号:
交流发电机的型号由五个部分组成:QT/T73-93
变型代号(英文字母)
设计序号(数字)
分组代号(1、2、……9):为电流等级代号
分类代号(1、2、……6):为电压等级代号
产品代号(大写字母):为汉语拼音
注:
①产品代号:JF——交流发电机、JFZ——整体式交流发电机
JFB——带泵交流发电机、JFW——无刷交流发电机
②变型代号以调整臂的位置来标(中:不标;右:Y;左:Z);若旋转方向为逆时针则应在型号的最后一位标上“N”。
例:
JF2511Y表示:JF→交流发电机2→标称电压24V5→输出电流为50~59A
11→设计序号Y→调整臂在右顺时针旋转
五、交流发电机的检测与维修:P45~55
小结:
1、交流发电机的作用、分类、构造与型号、工作原理。
2、交流发电机的检测与维修。
3、常见故障的诊断与排除。
作业布置:P80第14、15题