汽车电子技术实验指导书.docx
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汽车电子技术实验指导书
汽车电子技术
实验指导书
姓名
班级
学号
西南交通大学机械工程学院
车辆热能动力机械实验中心
2015年10月
实验一交流发电机拆装及主要零部件故障检测诊断实验
一．实验目的
1．通过拆装实验使学生了解交流发电机的结构，加深对发电机工作原理的理解；
2．熟悉交流发电机检查的项目、步骤和方法。
二．实验设备
发电机、万用表、拆装工具等
三．实验内容和步骤
（一）交流发电机的拆装
1．交流发电机的解体
A．拆除带轮紧固螺母，取下带轮、风扇和转子轴上的半圆键；
B．拆除电刷盖板紧固螺母，取出电刷弹簧与电刷；
C．拆除后轴承盖，将转子轴紧固螺母拆除；
D．拆除前后端盖的联接螺栓，并用木质或橡皮手锤轻击前后端盖，使前后端盖分离，在分离前后端盖时，定子应随后端盖一起，以免拆断定子绕组引出端线，转子也即可拆下；
E．从后端盖上拆下定子绕组端头，使定子总成与后端盖分离；
F．松开后端盖上紧固硅整流元件板的螺母，拆下硅整流元件板；
G．解体后，观察定子、转子内部结构以及后端盖元件板晶体管的固定、绝缘情况。
JF11型发电机有两块整流元件板，即正元件板和负元件板。
负元件板上二极管外壳的极性是负极，引出线是正极。
正元件板上二极管外壳的极性是正极，引出线是负极。
2．交流发电机的装配
按上述相反顺序装配交流发电机，最后装复电刷总成。
注意：
前后端盖的孔应对齐，以保证在汽车上的定位。
（二）交流发电机的不解体检查
用万用表（R×1档）分别测量各接线柱之间的电阻，与表1电阻值作比较，再对故障程度进行分析判断。
表1.1交流发电机各接线端子之间的电阻值正常值（Ω）
“F”与“-”
“+”与“-”
“+”与“F”
正向
反向
正向
反向
JF11、JF13
JF15、JF21
5~6
40~50
>1000
50~60
>1000
JF12、JF22
JF23、JF25
19.5~21
40~50
>1000
60~70
>1000
故障现象及原因
阻值为∞，则磁场绕组断路；
阻值小于标准值，则磁场绕组短路；
阻值大于标准值，则电刷与滑环接触不良；
阻值为零，则“F”端子搭铁或两只滑环短路。
正向电阻小于标准值，则二极管短路；
正反向电阻均为零，则“+”端子搭铁或正负极管至少各有一只短路；
正向电阻大于标准值，则二极管断路。
正向电阻小于标准值，则二极管短路；
正反向阻值均等于“F”与“-”端子间的标准值，则“+”端子搭铁或正负极管各有一只短路；
正向电阻为∞，则磁场绕组断路。
（三）交流发电机零部件检查
对于交流发电机的定子和转子线圈来说，最容易发生的故障现象是线圈断路、短路和搭铁。
1．转子
1）转子的断路和短路检查
用万用表测量磁场绕组的电阻，将万用表的两表针分别触在两滑环上，如图1-1，正常阻值为2.6Ω~6Ω（不同型号发电机略有差异），若阻值为“∞”，则说明磁场绕组有断路，若阻值小于正常值，则说明绕组间有匝间短路故障。
图1-1磁场绕组断路、短路检查图1-2磁场绕组搭铁检查
2）磁场绕组与转子铁芯间的绝缘情况
一般用交流试灯法进行检查，如图1-2，若灯不亮，则说明磁场绕组与铁芯绝缘良好；灯亮，则说明绕组或滑环有搭铁故障。
2．定子
1）定子绕组断路检查
用万用表测量定子绕组各相的电阻，如图1-3，对三相绕组逐个检查，如果万用表指示的阻值为“∞”，则说明定子绕组有断路故障。
图1-3定子绕组断路检查图1-4定子绕组搭铁检查
2）定子绕组短路检查
由于汽车用交流发电机定子绕组的电阻很小，所以用测量电阻的方法难以检查其短路故障，因此，可在交流发电机不解体检测时，用示波器观察整流后输出电压的波形，以判断定子绕组有无短路故障。
（教材P60）
3）定子绕组搭铁检查
用试灯法进行检查，一端接绕组，另一端搭铁，如图1-4，试灯亮，则定子绕组有搭铁故障，试灯不亮则说明定子绕组绝缘良好。
3．整流器
整流器的检测主要是整流硅二极管的检测。
在检查硅二极管时，应首先将定子绕组的引线端头与二极管的引出端头拆开后，用万用表R×1档测量每个二极管的正反向电阻，将万用表的两根测试棒分别接在被测二极管的两极上测量一次，然后交换两根测试棒的位置再检测一次。
如图1-5，若两次测得阻值为一大（10KΩ以上）一小（8～10Ω），则该二极管是好的；若两次检测阻值均为“∞”，则该二极管断路；若两次测量阻值均为零，则该二极管短路。
实验二起动机拆装及主要零部件故障检测诊断实验
一．实验目的
1．通过拆装实验使学生了解起动机的结构，加深对起动机工作过程的理解。
2．通过实验使学生掌握起动机的零部件检查方法。
二．实验设备
起动机，汽车电器万能实验台、万用表、试灯等。
三．电磁控制强制啮合式起动机的拆装实验
1．起动机的解体
1）先拆下起动机上的防尘箍；
2）从电磁开关接线柱上拆下励磁线圈导线端的固定螺母。
3）拆除两个电磁开关安装螺钉，从起动机壳体上拆下电磁开关；
4）用铁丝钩起电刷弹簧取出电刷；
5）拆除两连接螺栓，使前端盖、起动机外壳、电枢总成分离开，取出拨叉；
2．起动机的装复
起动机在装配时，基本原则是按分解时相反步骤进行。
四．起动机主要零部件的检查
（一）起动机的磁场绕组。
1．断路和搭铁检查
检查磁场绕组断路和搭铁的方法如图2-1。
将试灯引线的一端接起动机接线柱，另一端接绝缘电刷，若灯不亮，说明磁场绕组断路。
再把接绝缘电刷的一端改接到外壳上，若灯亮，则说明磁场绕组绝缘损坏而搭铁。
2．匝间短路的检查
如图2-2，用2V的蓄电池作电源，电路接通后（通电时间不要过长，否则烧坏绕组），将起子逐一放到每个磁极铁芯上，检查磁极对起子的吸引力是否相同，若某一磁极吸力太小，表明该极下磁场绕组有匝间短路。
图2-1磁场绕组搭铁试验图2-2磁场绕组匝间短路的检查
（二）起动机的电枢绕组
由于起动机电枢绕组是用铜条制作的，不可能在内部出现断条而断路，因而电枢绕组断路是线头脱焊或导线甩出部分折断，目视检查容易发现。
1．电枢绕组搭铁检查
用交流试灯法进行检查，将两试灯笔分别接在换向器和铁芯上，如图2-3。
若灯亮则表明电枢绕组搭铁。
图2-3电枢绕组搭铁检查图2-4电枢绕组匝间短路检查
2．电枢绕组匝间短路检查
将电枢放在感应仪的“V”型槽内，将一薄钢片放在电枢最上边的槽上，如图2-4。
接通感应仪开关，若钢片振动说明绕组有短路故障。
若振动现象明显地出现在所有槽上，说明短路发生在同一槽内上下两线圈间，如钢片仅在四槽上振动，则说明换向器有相邻两换向片短路。
3．起动机的电刷架绝缘情况检查
（1）检查绝缘电刷的长度，如电刷磨损至下述极限以下时，应更换：
电刷长度
标准
极限
19mm
12mm
（2）用交流试灯法进行检查，如图2-5，试灯应不亮，灯亮则说明绝缘电刷搭铁。
4．电磁开关线圈检查
用万用表R×1档测量吸引线圈和保持线圈的电阻，阻值应符合表2-1，如果阻值为∞则有断路，过小则有匝间短路。
表2-1给出了ST614，321型以及QD124型起动机电磁开关和起动继电器的线圈电阻。
表2-1起动机电磁开关和起动继电器的线圈电阻
起动机型式
线圈名称
电阻Ω（20）
ST614
吸引线圈
0.83~0.85
保持线圈
1.07~1.14
321
吸引线圈
0.55~0.65
保持线圈
0.96~0.98
QD124
吸引线圈
0.55~0.65
保持线圈
0.96~0.98
实验一思考题
1．交流发电机是由哪些主要零部件组成，定子绕组与六只二极管是怎样连接的？
2．交流发电机整流器的作用是什么？
怎样将交流电转变为直流电？
3．根据所作交流发电机的试验，判断此交流发电机有无故障，并分析原因。
实验二思考题
1．起动机主要由哪些零部件组成？
2．试述电磁操纵强制啮合式起动机的工作原理。
实验三点火系统的结构组成及主要零部件故障检测诊断实验
一．实验目的
1．了解点火系统的组成结构，加深对点火系统工作原理的理解；
2．掌握点火系统的检修内容和方法。
二．实验设备
传统点火系统各组成部件、万用表、塞尺、弹簧秤、220V试灯
三．点火系统各零部件的检查
（一）点火线圈的检查
点火线圈的检查，主要包括初级绕组、次级绕组的短路、断路和搭铁故障以及发火强度是否符合要求等。
1．外观检查
仔细观察外表，若有胶木盖裂损，接线柱松动、滑丝、外壳变形、填充物外溢；高压插座接触不良，均表示此点火线圈有故障。
2．点火线圈初级绕组、次级绕组的短路、断路检查
用万用表测量点火线圈的初级绕组、次级绕组和附加电阻（线）的电阻值，测量结果应符合教材P121表4-1规定，如阻值过小，说明有短路故障，如阻值为无穷大，则说明有断路故障。
3．点火线圈搭铁检查
用试灯法检查，将试灯的一端接点火线圈的“+”接线柱，另一端接外壳，如灯亮，表示有搭铁故障；否则为良好。
（二）分电器的检查
1．断电器的检查
断电器是传统点火装置中最容易出现故障的地方，常见的故障有：
触点烧蚀，触点间隙过大或过小，断电器弹簧弹力不足或搭铁，断电臂胶木顶块磨损、凸轮磨损等。
断电器触点应平整光洁，无脏污、烧蚀，接触面积不得少于85%，表面粗糙度不得高于0.4um，单个触点厚度不得小于0.5mm，两触点的中心线应重合，不可歪斜，偏移不得超过0.2mm。
如图3-1，上下偏差可调整断电臂的上下垫圈，左右偏差或扭曲时，可弯曲固定触点支架进行校正。
1）触点间隙的检查和调整
触点间隙用厚薄规检查，如图3-2，触点间隙应为0.35mm~0.45mm，若不符合规定，可旋松固定螺钉1，通过偏心螺钉2进行调整。
调整后拧紧固定螺钉，并再次检查间隙。
图3-2：
触点间隙检查图3-3：
检查触点臂弹簧拉力
1-固定螺钉；2-偏心调整螺钉
2）触点臂弹簧张力检查
如图3-3，在触点闭合时用弹簧秤的挂钩钩在活动触点的尖端，沿触点的轴向拉动弹簧秤，当触点刚打开时，弹簧秤的读数应符合规定，一般为4.9~6.9N。
3）凸轮磨损情况检查
首先查看凸轮工作面是否光洁，用游标卡尺测量凸轮各对角磨损处直径，磨损量不应大于0.4mm，各对角中心线的距离不应相差0.03mm。
2．配电器的检查
1）检查分火头
用高压电的一根触针接分火头的导电片，另一触针放在分火头的座孔内，如此时有火花产生，则说明分火头已窜电损坏。
如果在汽车上检查时，将分火头倒放在气缸盖上，用高压线对准分火头座孔，然后用手扳动断电器触点，使其一张一闭产生高压电，如此时有火花从高压线端跳入座孔中，说明分火头已损坏。
2）
检查分电器盖
将高压触针分别插在分电器盖的两个相邻的旁插孔内或中央插孔与旁插孔内进行试火，若有火，说明绝缘已损坏漏电。
另外，分电器盖内中央电极孔的炭精柱应活动自如，不应有卡滞现象，炭精柱不能磨损过短，炭精柱弹簧弹力不能过弱。
3．离心提前机构检查
1）离心重块甩动应灵活平稳，所有销孔结合处应无卡滞和松旷现象，托板与分电器轴的板的静配合应良好，如图3-4。
2）将分电器轴固定不动，使齿轮向正常旋转方向转至极限位置，在突然放松时，齿轮应立即返回原位，否则拉簧不合格。
4．真空提前机构检查
1）膜片应无裂损，拉杆与弹簧应连接牢固，拉杆与随动板的销孔不应松旷，管接螺母的螺纹应良好。
2）用嘴吸管接螺母时，应不漏气。
（三）电容器的检查
用220V交流电作为电源，用一只15~25W的灯泡作试灯，将试灯的两根触针分别接触电容器的外壳和引出线。
如果灯泡亮，则电容器内部短路；如果灯不亮，可将试灯移去，用电容器引出线与其外壳触碰；如果有强烈火花，则表明电容器良好；如果无火花，则表明电容器内部断路。
（四）火花塞的检查
1．检查陶瓷绝缘体有无裂纹和破损，间隙是否正确，电极有无烧蚀，中心电极及接触头是否松动。
2．有积炭时，可利用铜丝刷或软钢丝刷清除，或用丙酮、煤油浸泡后再刷除。
实验三思考题
1．试述传统点火系的组成及工作原理。
2．点火线圈的附加电阻有何作用？
（在发动机转速变化以及起动机起动时它是如何发挥作用的）
3．点火瞬间，火花塞的侧电极是正极还是负极，为什么？
实验四桑塔纳2000型GSi汽车整车电路实验
一．实验目的
1．掌握汽车整车电路的基本原理，具备一定的识图能力。
2．能分析简单的电路故障。
二．实验设备
桑塔纳2000型GSi电器电路仿真实验台
三．实验内容
1．熟悉电源、起动、点火、仪表等辅助系统电路组成；
2．根据实验台上人为设计的电路故障，进行排除；
3．根据汽车电路图安装电器接头。
四．桑塔纳2000型GSi整车电路说明
桑塔纳2000GSi型轿车整车电气系统采用中央线路板方式，即大部分继电器和熔丝都安装在中央线路板正面（如图4-1和表4-1所示），主线束从中央线路板反面接插后通往各用电器（如图4-2）。
中央线路板上标有线束和导线接插位置的代号及接点的数字号。
主要线束的插件代号有A、B、C、D、E、G、H、L、K、M、N、P、R。
其中P插座插入常火线，查找时只要根据电路图中导线与中央线路板灰色区域中下框线交点处的代号，就能了解其导线在某个线束中的第几个插头上。
桑塔纳2000GSi型轿车电气线路图中的符号说明如图4-3所示。
为了识读电气线路，以图4-4为例进行说明：
（1）整车电气系统正极电源分三路：
标有“30”的为常火线，电压为12V，即与蓄电池直接相连，中间不经过任何开关，不论是停车时或发动机处于熄火状态均有电，专供发动机熄火时也需用电的电器使用，如停车灯、制动灯、报警灯、顶灯、冷却风扇电动机等；标有“15”的为小容量电器火线，它是点火开关接通后才有电的火线；标有“X”的为车辆起步时才接通的大容量电器用火线，如供起动发动机用。
（2）搭铁线也分三路：
标有“
”的为搭铁线；标有“
”、“
”、“
”的为中央线路板搭铁线；标有“
”的为尾灯线束搭铁线。
而标有“31”的为中央线路板内搭铁线。
（3）从图4-4中可知，J2为继电器，黄色圈内标号为12，表示该继电器位于中央线路板上第12位。
（4）图中S代表熔丝，下脚标号代表该熔丝在中央线路板上的位置。
如S19表示该熔丝处于中央线路板第
19位，熔丝的容量可从它的颜色来判断；红色为10A，蓝色为15A，绿色为30A，黄色则为20A。
（5）图中A13为中央线路板接头说明，该蓝/黑色导线连接于中央线路板A线束第13位插头上。
以此类推，B28即在B线束第28位插头上。
导线上标有的数字表示线的截面积，如1.5、1.0、2.5分别表示该线截面积为1.5mm2、1.0mm2、2.5mm2。
（6）图中T29/8表示连接插头，即29孔插头的第8位上。
以此类推，T29/6表示29孔插头的第6位。
（7）尾线尾部标号表示该导线连接的开关接线柱号，如“15”表示E3开关的“15”接线柱。
（8）K6表示报警闪光装置指示灯。
（9）“102”、“128”、“238”表示此导线与线路图下端第102、128、238编号上方的导线连接。
实验四思考题
试用方框图画出桑塔纳2000GSi轿车的充电系统、起动系统和点火系统的电路图。
参考文献：
1．赵福堂主编《汽车电器与电子设备》北京理工大学出版社（1997.12）
2．王启瑞主编《汽车电气及电子设备》安徽科学技术出版社（2000.8）
3．王克才主编《汽车电路原理与维修》国防工业出版社（1998.9）
4．孙仁云、付百学主编《汽车电器与电子技术》机械工业出版社（2006.1）
5．桑塔纳2000型GSi电器电路仿真实验台说明书
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