论文正文汽车电器系统故障诊断与维修Word文档格式.doc
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3.1.3整流器 13
3.1.4端盖 13
3.2交流发电机的工作原理 13
3.3整流原理和过程 14
3.4交流发电机常见故障诊断与排除 15
3.4.1充电指示灯常或不亮 15
3.4.2发电机调节电压过高 16
3.4.3发电机调节电压过低 16
3.4.4发电机异响 16
第四章起动机 17
4.1起动系统的组成 17
4.2起动机的结构 17
4.3起动机的工作原理 17
4.4起动机常见的故障诊断与维修 17
4.4.1起动机不运转 18
4.4.2起动机运转无力 19
4.4.3起动机空转 19
4.4.4起动机运转不停 20
4.4.5.起动机异响 20
第五章点火系统 21
5.1点火系统的分类 21
5.1.1传统点火系统 21
5.1.2电子点火系统 22
5.1.3微机控制点火系统 23
5.2常见故障及诊断 24
5.2.1点火系统无高压火 24
5.2.2点火时间过早 25
5.2.3点火时间过迟 25
5.2.4点火错乱 26
5.2.5个别缸不工作 27
第六章照明系统、信号系统及报警装置 28
6.1照明系统的组成、结构及工作原理 28
6.1.1照明系统的作用 28
6.1.2照明系的组成 28
6.1.3常用照明灯 28
6.1.4照明系统基本电路 30
6.1.5常见故障诊断与排除 30
6.2信号系统的组成及工作原理 32
6.2.1信号系统的作用 32
6.2.2信号系统的组成 32
6.2.3常用信号系统 32
6.3电喇叭 33
6.3.1普通电喇叭的构造与工作原理 33
6.3.2电子电喇叭 34
6.3.3喇叭继电器 34
6.3.4电喇叭常见的故障与检修 35
6.4报警装置 35
第七章汽车仪表 37
7.1电流表 37
7.2机油压力表 37
7.3水温表 37
7.4燃油表 37
7.5车速里程表 37
7.6转速表 38
第八章辅助电器设备 39
8.1刮雨器 39
8.1.1系统组成及工作原理 39
8.2风窗洗涤器及除霜器 41
8.2.1风窗洗涤器 41
8.2.2风窗除霜器 42
8.3电动车窗 43
8.3.1电动车窗系统的结构及工作原理 43
8.3.2电动车窗的故障检修 43
总结 45
致谢 46
参考文献 47
摘要
本文首先介绍了汽车电气系统的一些基本的基础知识和汽车电气系统维修作业的内容。
汽车电气系统包括蓄电池、交流发电机及调节器、起动机、点火系、照明信号及报警装置和辅助电器设备等六个部分。
本文从结构、工作原理和常见的故障与维修方法三分面图文并茂的依次做了详细的介绍。
其中点火系章节分为传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统三大类各自做了详细介绍；
辅助电器设备章节选取了目前汽车上应用具有代表性的电器设备逐一介绍；
由于汽车电气系统发展更新速度较快，相同用电器的种类较多，限于篇幅，本文只介绍了具有代表性种类或结构的用电器。
在最后一章，本文介绍了汽车电气系统电路方面的知识。
了解汽车电气系统电路方面的知识，更有利于汽车电气系统的故障诊断与维修。
关键词:
汽车电气系统结构原理诊断维修
Abstract
Thispaperintroducessomebasicautomotiveelectricalsystemsandbasicknowledgeofautomotiveelectricalsystemmaintenanceworkcontent.Automotiveelectricalsystemincludingbattery,alternatorandregulator,starter,ignitionsystem,lighting,signalandalarmdevicesandauxiliaryelectricalequipmentsuchassixparts.Fromthestructure,workingprincipleandcommonfaultsandmaintenancemethodsinordertodoone-thirdofthesurfaceillustratedindetail.Onechapterisdividedintothetraditionalignitionsystemignitionsystem,electronicignitionsystemandcomputercontrolledignitionsystem,eachofthethreecategoriesdescribedindetail;
auxiliaryelectricalequipment,selectedsectionsoftheapplicationofthecurrentautomotiveelectricalequipmentrepresentativeintroducedonebyone;
thevehicle'
selectricalsystemdevelopmentoffasterupdates,thesametypesofelectricalappliancesaremorelimitedspace,thisarticleonlydescribesthestructureofrepresentativespeciesorappliances.Inthelastchapter,thisarticledescribesthevehicleelectricalsystemcircuitknowledge.Understandingofautomotiveelectricalsystemcircuitknowledge,moreconducivetoautomobileelectricalsystemfaultdiagnosisandrepair.
Keywords
:
Automotiveelectricalsystems;
structure;
principle;
diagnosis;
maintenance
第一章汽车电气系统概述
1.1汽车电气系统的特点
汽车的种类和品牌繁多，各种汽车的电气设备的数量不等，其安装位置、接线方式、接线方法等也各有差异。
但不论进口汽车还是国产汽车，其电气系统的设计一般都遵循一定的规律。
了解如下这些特点，对汽车电气设备的维修很有帮助。
⑴单线制。
所谓单线制，就是利用发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的公共连线（俗称搭铁），而用电设备到电源只需另设一根导线。
任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入到用电设备后，通过金属车架流回电源负极而形成回路。
⑵负极搭铁。
所谓搭铁，就是采用单线制时将蓄电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘等金属车体上。
若蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁。
⑶两个电源。
所谓两个电源，就是指蓄电池和发电机两个供电电源。
蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电；
发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到发点的规定转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。
⑷用电设备并联。
所谓用电设备并联，就是指汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都有各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。
⑸低压直流供电。
汽车电器设备采用低压直流供电，柴油机大多采用24V直流供电，汽油机大多采用12V直流电压供电。
1.2汽车电器设备电路组成
汽车电器系统主要由电源、用电设备和中间装置组成，。
电源部分主要包括蓄电池、交流发电机、电压调节器等。
用电设备发展迅速，除起动系、照明系、仪表、辅助电器、空调、安全气囊等装置外，许多新的车身电气或电控装置在不断的更新很产生，如汽车音响、汽车导航、ABS、EBD、ESP、TRC等。
任何电器设备和电控装置要想获得电源供电，中间装置的连接必不可少，常见的连接装置有汽车线束、开关装置、保险装置、继电器、连接端子和连接器等，这些中间装置的选用和装配直接影响到用电设备的运行状况。
1.2.1汽车线束
1.汽车用电线
汽车电路是由电路连接起来的，而其导线是用电器从电源获得电能必不可少的元件。
汽车电气设备的连接导线按承受电压的高低，可分为高压导线和低压导线两种。
2.汽车线束
为使全车线路规整、安装方便及保护导线的绝缘，汽车上的全车线路除高压线、蓄电池电缆和起动机电缆外，一般将同区域的不同规格的导线用棉纱或薄聚氯乙烯带缠绕包扎成束，称为线束。
1.2.2开关装置
汽车上所有用电设备的接通和停止都必须经过开关控制。
对开关的要求是坚固耐用、安全可靠、操作方便、性能稳定。
1.点火开关
点火开关是汽车电路中最重要的开关，是各条电路分支的控制枢纽，是多挡多接线柱开关。
2.组合开关
多功能组合开关将照明开关（前照灯开关、变光开关）、信号（转向、危险警告、超车）开关、刮水器/清洗器开关等组合为一体，安装在便于驾驶员操纵的转向柱上。
1.2.3保险装置
当电路中流过超过规定的过大电流时，汽车电路保险装置能够切断电路，从而防止烧坏电路连接导线和用电设备。
并将故障限制在最小范围内。
汽车上的保险装置主要有熔断器、易熔线和断路器。
1.2.4继电器
继电器是利用电磁或机电原理及其他方法（如电热或电子），实现自动接通或切断一对或多对触电，以完成用小电流控制大电流的装置。
1.2.5连接器
连接器又叫插接器，现代汽车上使用很普遍。
为防止在汽车行驶过程中脱开，均采用闭锁装置。
第二章蓄电池
蓄电池是一种可逆直流电源，它是汽车上的两个电源之一，在汽车上与发动机并联，共同向用电设备供电。
在发动机正常工作时，用电设备所需的电能主要由发电机供给。
2.1汽车蓄电池的结构
铅蓄电池的构造主要有极板、隔板、壳体、电解液、铅连接条、极柱等部分组成。
壳体一般分隔为3个或6个单格，每个单隔均盛装有电解液，插入正极板组便成为单体电池。
每个单体电池的标称电压为2V，将3个或6个单体电池串联后便成为一只6V或12V蓄电池总成。
如图1所示。
图1铅蓄电池结构
2.2蓄电池的功用
它是一种将化学能转变成电能的装置，属于直流电源，它的作用有
（1）启动发动机时，给起动机提供强大的起动电流（一般高达200~600A）。
（2）当发电机过载时，可以协助发电机向用电设备供电。
（3）当发动机处于怠速时，向用电设备供电。
（4）当发电机端电压高于铅蓄电池的电动势时，将一部分电能转变为化学能储存起来，也就是进行充电。
（5）蓄电池还是一个大容量电容器，可以保护汽车的用电器。
2.3蓄电池常见的故障诊断与维修
蓄电池常见的内部故障有极板硫化、活性物质脱落、内部短路、和自放电等。
2.3.1极板硫化
故障现象：
蓄电池长期充电不足或放电后长时间放置，极板上会逐渐生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅。
主要原因：
充电不足的蓄电池因长期放置，硫酸铅从电解液中析出使极板硫化;
蓄电池内电解液液面过低，使极板上部发生氧化，造成局部硫化;
电解液相对密度过高或电解液不纯，气温变化剧烈等也会促使硫化的形成。
故障排除：
硫化不严重的蓄电池，可以采用去硫化的充电方法进行充电。
严重时，将蓄电池中的电解液全部倒出，用蒸馏水注人，清洗数次后，再加进蒸馏水，液面应高出极板10~15mm。
根据蓄电池型号所规定的初次充电期的1/4电流进行充电，当相对密度升至1.15时，须重新注入蒸馏水或相对密度为1.05的电解液，再次充电，这样反复多次，直到电解液相对密度不再增加为止。
最后将电解液全部倒出，换上规定值的电解液，根据正常的充电方法，将蓄电池充足电，即可使用。
必要时可拆除极板，清除极板上的霜状物，用蒸馏水洗净极板和隔板，装入蓄电池内，再按上述方法进行处理。
2.3.2极板活性物质大量脱落
活性物质主要是指正极板上二氧化铅的脱落，充电时，电解液里有褐色物质自底部上升至表面。
大电流过充电。
过充电会引起水的电解，产生大量的氢和氧，当氢气从负极板的孔隙内向外冲出时，会使活性物质脱落。
电解液相对密度过高、低温大电流放电，都会加速活性物质的脱落。
将蓄电池过量放电后，倒出电解液，用蒸馏水注入蓄电池内，清洗数次，然后再加电解液，重新充电。
如果发现电解液已呈深褐色，表示沉淀物过多，应该更换极板。
2.3.3内部短路
蓄电池组开路端电压过低，起动机运转无力，或起动时电压迅速下降;
充电时，某格电池电解液相对密度上升很慢，产生气泡很少，温度上升很快，电压很低或者是零。
部分极板拱曲、隔板损坏，极板活性物质沉积过多，都会造成极板的短路。
查出短路或有故障的某格电池，用烙铁烫开此格电池的封口胶，锯断该格电池两端的连接条，取出该格电池的极板组。
根据情况校正极板的拱曲度，或更换新的极板组。
然后重新装入蓄电池内，焊好锯断的连接条，封好口后，须单独对修复的电池进行充电，最后对整个电池组进行充电，并调整各格电池的电解液相对密度。
2.3.4自放电
蓄电池放置几天后，在无负荷的情况下，储电量会下降，甚至会无电。
电解液中含杂质过多（如铜、铁等）、电解液相对密度偏高或蓄电池外部不清洁，如盖上洒有电解液，使正、负极柱间产生漏电，均会引起蓄电池自行放电。
配制电解液时必须用蓄电池专用硫酸和蒸馏水，绝对不可用工业硫酸或自来水;
配制电解液用的器皿必须是耐酸材料，配制好的电解液必须保管好，严防脏物掉人;
蓄电池加液孔盖要盖严，以免杂质掉入;
将蓄电池盖上的酸泥等脏物用清水冲洗干净，并保持干燥。
第三章交流发电机及调节器
发电机是汽车电器的主要电源，由汽车发动机驱动，在发动机正常工作时，发电机对除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。
3.1交流发电机的结构
普通交流发电机从整体上看，由一台三相同步交流发电机和6只硅二极管构成的三相桥式全波整流器所组成。
如图2所示，它主要由转子、定子、电刷、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等组成。
图2交流发电机结构图
3.1.1转子
转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成
转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组（转子线圈）和磁轭。
集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
3.1.2定子
定子的功用是产生交流电。
定子由定子铁心和定子绕组成
定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。
定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。
3.1.3整流器
交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。
6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。
3.1.4端盖
端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。
端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。
后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。
电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。
3.2交流发电机的工作原理
如图3、图4所示是交流发电机的工作原理图：
图3交流发电机工作原理图
图4交流发电机工作原理图
发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，互相差120°
电角度
交流发电机的磁路是：
转子爪极的磁力线从转子的N极出发，穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁心，最后又经过空气隙回到相邻的S极，并通过磁轭构成了磁回路转子磁极呈鸟嘴形，可使定子绕组感应的交流电动势近似于正弦曲线的波形
当转子旋转时，由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动，所以在三相绕组中产生频率相同，幅值相等，相位互差120°
电角度的正弦电动势为eA、eB和eC
3.3整流原理和过程
在交流发电机中，整流器是利用硅二极管的单向导电性能进行整流的
在三相桥式全波整流电路中，三个正二极管的正极引出线分别同三相绕组的首端相连在某一瞬间，只有与电位最高的一相绕组相连的正二极管导通同样，三个负二极管的引出线也同三相绕组的首端相连在同一瞬间，只有与电位最低的一相绕组相联的负二极管导通这样反复循环、6只二极管轮流导通，在负载两端便得到一个较平稳的脉动的直流电压
下图为6只二极管组成的三相桥式全波整流电路及产生的电压波形图。
图4整流电路及电压波形图
3.4交流发电机常见故障诊断与排除
3.4.1充电指示灯常或不亮
发动机启动后，充电指示灯常亮；
或发动机熄火后，点火钥匙位于“ON”档，充电指示灯不亮。
排除方法：
检查发电机皮带，是否因皮带断裂、偏槽、松动而打滑；
核实排除插座老化、接触不良的情况；
拔下交流发电机的插座，打开点火开关至“ON”档，用试灯一端搭铁，一端分别与插座两根线接触，正常情况下，试灯都应当亮，否则检查相应的保险和充电指示灯。
确认上述检查无问题，为发电机故障。
3.4.2发电机调节电压过高
关闭负载下,发动机转速约2000r/min时,用检测仪X431测量电压大于14.8V，充电时间过长,蓄电池有电解液渗出。
判断方法：
检查并排除发电机皮带的张紧度过紧；
排除发电机搭铁线路松动、虚接等情况；
3.4.3发电机调节电压过低
关闭负载下发动机转速约2000r/min时，用检测仪X431测量电压小于13.4V，发动机启动后，充电指示灯灰亮。
检查并排除发电机皮带的张紧度过松；
检查充电线路接头是否松动，接触是否良好，有无虚接、老化现象；
3.4.4发电机异响
发电机工作状态下发出异常响声，与同状态下的车辆相比，声音有明显的区别；
检查是否有异物掉入发电机内部。
检查发电机安装是否松动，是否与其它零件干涉发出异响。
检查皮带轮张紧状态是否过紧。
发电机故障，如轴承磨损或脏污、固定螺栓松动、定子有故障等引起噪音。
第四章起动机
起动机可以将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。
4.1起动系统的组成
起动系统将储存在蓄电池内的电能变成机械能，要实现这种转换，必须使用起动机。
起动系统包括以下部件：
蓄电池、点火开关（起动开关）、起动机总成、起动继电器等，如图所示。
4.2起动机的结构
起动机是起动系统的核心部件。
起动机由串励直流电动机、传动机构和控制装置三大部分组成。
起动机的结构如图5所示。
图5起动机的结构
4.3起动机的工作原理
大体上说，起动机用三个部件来实现整个起动过程。
直流电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；
传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；
起动机电路的通断则由一个电磁开关来控制。
4.4起动机常见的故障诊断与维修
起动机常见的故障有：
起动机不运转、起动机运转无力、起动机空转、起动机运转不停、起动机异响等。
4.4.1起动机不运转
1.故障现象
将点火钥匙旋至点火开关启动位置时，起动机不运转。
2.故障原因
（1）蓄电池亏电，或连接导线断路、接头松脱。
（2）起动继电器触点严重烧蚀或其线圈断路。
（3）起动机电磁开关的触点严重烧蚀或其吸拉线圈断路。
（4）起动机直流电动机内部绕组断路或短路。
（5）起动机电枢轴弯曲，轴与轴承间隙过紧。
（6）换向器严重烧蚀，电刷磨损过多，电刷在刷架内卡住或压刷弹簧过软。
3.故障诊断
按下起动机开关起动机不转时，开大灯或按喇叭，检查电路是否有电。
若大灯不亮，喇叭不响，则应检查蓄电池及导线是否无电或断路。
若大灯亮、喇叭响，说明蓄电池有电，这时可用螺丝刀将起动机开关两接柱搭接，若起动机空转，则系起动机开关有问题；
如果起动机不转，并伴有强烈火花，则系起动机内部有短路或搭铁处。
如果既不转动，也无火花，则说明起动机内部有断路处。
短接继电器的蓄电池接线柱和起动机接线柱后，如果起动机仍不工作，应对电磁开关连接线进行检查。
如果在点火开关旋至超动位置时，起动继电器“嗒”地一声微响，触点闭合并接通起动机接线柱电路，说明继电器电路正常。
检查电磁开关时，用一根导线的一端接起动机开关的电池接线柱，另一端接电磁开关的线圈接柱。
如果这时起动机工作，说明电磁开关和起动机电路良好，继电器至电磁开关的电路不通；
如仍无反应，可用螺丝刀接通起动机主电路，若起动机工作，说明起动机内部电路正常，故障是电磁开关线圈断路、接触不良或活动铁芯卡滞不能移动，应进一步检修或更换开关。
若起动机仍不动，说明起动机内部断路（起动机内部断路后，吸拉线圈的回路不通，不产生磁力，吸不动活动铁芯，故电磁开关不工作），应对起动机解体修理。
4.4.2起动机运转无力
将点火钥匙旋至点火开关起动位置时，起动机能起动，但转动缓慢无力，带不动发动机。
（1）蓄电池存电不足或起动电路导线接头松动而接触不良。
（2）电刷与换向器接触不良，电动机绕组局部短路。
（3）电动机轴转动不灵活或发动机装配过紧而使转动阻力过大。
在使用中起动机出现无力时，首先检查蓄电池是否充足电；
其次检查线路中有无接触不良部位。
如果上述均无问题，则系起动机本身的问题。
4.4.3起动机空转
接通点火开关后，起动机只是高速空转，而不能带动发动机运转。
（1）单向离合器打滑或损坏。
（2）拨叉变形或拨叉联动机构松脱。
（3）起动机驱动齿轮与发动机齿环行程调整不当，或驱动轮不能自由滑动。
起动机空转时转速很高，可听到“嗡嗡”的高速旋转声，一般为单向离合器打滑或损坏。
可先用手正反向转动驱动齿轮，若均能转动，则证明是离合器失效。
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