14汽车电器与电路分析实验指导书.docx
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14汽车电器与电路分析实验指导书
汽车电器与电路分析
实验指导书
汽车工程学院
2015年11月10日
实验一蓄电池的技术状况检查及其充电
一、实验目的
1.熟悉蓄电池的结构和工作原理
2.学习检测维护蓄电池的基本方法.
二、实验原理
对蓄电池电解液的密度检测，是判断蓄电池容量和放电程度的重要标志。
电解液密度与放电程度的关系是：
密度每下降0.01g／cm3相当于蓄电池放电6％，当判定蓄电池在夏季放电超过50％，冬季放电超过25％时不宜再使用，应及时进行充电，否则会使蓄电池早期损坏。
三、实验仪器及材料
汽车起动用铅酸蓄电池，密度计，吸液器，万用表，温度计，铜导线，高率放电计。
四、实验步骤
1．检测前对蓄电池的清洁作业
⑴检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，柱桩有无破损，壳体有无泄露，否则应修理或者更换。
然后用清水冲洗蓄电池外部的灰尘和污垢，再用碱水清洗。
⑵疏通加液盖通气孔。
⑶用钢丝刷或刮刀清洁柱桩和接线卡头的氧化物并涂抹一层薄凡士林或润滑脂。
2．检测蓄电池液面高度
⑴用玻璃管测量法，见图1-1a。
1）用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内极片的上平面处。
2）玻璃管内的电解液与电池液面同高，用大拇指按紧玻璃管上端，使管口密封。
3）提起玻璃管，测量玻璃管内的液面高度，即为蓄电池电解液液面高度。
标准值为10～15mm高，过低应加入蒸馏水使之符合标准。
⑵观察液面高度指示线法，见图1-1b。
使用透明塑料容器的蓄电池，检查液面高度时，在容器壁上刻有两条高度指示线。
正常液面高度应介于两线之间的中线上，低于中线则为液面过低，应加入蒸馏水补充。
⑶从加液面孔观察判断法，见图1-1c。
有些汽车蓄电池在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，检视液面高度，观察液面在方孔下面为液面过低；正好与方孔平行时为标准；液面满过方孔而充满加液口底部以上为过多。
3．检测蓄电池电解液密度
用密度计测量电解液密度的步骤如下：
1）打开蓄电池的加液盖。
2）把密度计下端的橡皮管插入单格电池的加液孔内，如图1-2所示。
3）用手将橡皮球捏瘪，再慢慢放开，电解液就会被吸到玻璃管中。
4）注意控制吸入时电解液不要过多或过少，以能将密度计浮子浮起而不会顶住为宜。
5）使管内的浮子浮在玻璃管中央（不要相互接触），读密度计的读数。
要求读数时使密度计刻度线与眼睛平齐，测量的密度值应用标准温度（+25℃）予以校正（同时测量电解液温度）。
不同温度条件下电解液密度修正值见表1-1。
表1-1不同温度条件下电解液密度修正值
电解液温度
（℃）
密度修正值
（g/cm3）
电解液温度
（℃）
密度修正值
（g/cm3）
电解液温度
（℃）
密度修正值
（g/cm3）
+40
+0.0113
+10
-0.0113
-20
-0.0337
+35
+0.0075
+5
-0.00150
-25
-0.0375
+30
+0.0037
0
-0.00188
-30
-0.0412
+25
0
-5
-0.0255
-35
-0.0450
+20
-0.0037
-10
-0.0263
-40
-0.0488
+15
-0.0075
-15
-0.0300
-45
-0.0525
6）将所测量的密度值、温度值与修正后的电解液密度值，以及根据密度下降的程度计算出的蓄电池剩余电量填入表1-2。
表1-2蓄电池密度测量记录（测量温度℃）
参数单格
1
2
3
4
5
6
测量值（g/cm3）
修正值（g/cm3）
剩余电量（%）
注意：
此项测量应该避免在蓄电池刚加入蒸馏水或者大电流放电过后进行，否则因为蓄电池内部电解液不平衡会使测量结果产生较大误差。
4．蓄电池电压的测量
⑴使用万用表测量蓄电池端电压万用表测量蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。
通常静置时，测量端电压≥12.6V，并且电解液密度≥1.22g/cm3，才可以基本判定蓄电池具有一定的电量储备。
⑵使用高率放电计检测（蓄电池检测表）高率放电计的结构及测量方法见图1-3所示。
图1-3高率放电计的结构及测量方法
高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。
它由一只电压表和一负载电阻组成，见图1-4。
由于在检测时，蓄电池对负载电阻放电电流可达100A以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。
以12V蓄电池为例，使用方法如下：
1）将测试夹分别对应夹在蓄电池的正、负极柱桩上。
此时读数显示蓄电池的空载电压值。
通常显示在11.8～13V范围内为正常。
2）按下按钮开关，蓄电池开始瞬间大电流放电，在5s内读出电压表的指示数值。
图1-4高率放电计原理及表盘图
若指针稳定在10～12V区间（绿色区域），说明蓄电池存电充足，不需要充电；
若指针在9～10V区间（黄色区域），说明蓄电池存电不足，需要充电；
若指针在9V以下区间（红色区域），说明蓄电池严重亏电，要立即充电，才能使用；
如果空载电压基本符合要求，但负载时指针迅速下降至红色区域以下，说明蓄电池已经损坏。
注意：
此项测量不能连续进行，必须间隔1分钟后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。
测量电压与放电程度的关系见表1-3。
表1-3蓄电池测量电压与放电程度的关系
蓄电池开路端电压（V）
≥12.6
12.4
12.2
12.0
≤11.7
高率放电计检测值（V）
10～12
9～10
≤9
高率放电计检测单格值（V）
1.7～1.8
1.6～1.7
1.5～1.6
1.4～1.5
1.3～1.4
放电程度（%）
0
25
50
75
100
3）单格电压的检测在负载检测后，立即进行单格电压的检测，可以发现蓄电池单格性能是否正常，方法如下：
断开红色测试夹，将功能转换开关置于2，然后用附带软测试表笔依次从高电压单格进行测量（如无外部连接条，可将表笔插入加液孔，并触及内部极板），显示数值应该逐次线性递减，如果哪个单格递减数值与其它相比较大，则说明此格电池组有故障，需要检修或者更换。
将测量结果填入表1-4。
表1-4蓄电池电压测量记录
万用表测量端电压值（V）
高率放电计测量电压值（V）
单格电压值（V）
根据测试结果估算容量（%）
100
75
50
25
0
5．蓄电池的充电
蓄电池的充电作业方法通常有：
恒压充电、恒流充电和脉冲快速充电三种。
从延长蓄电池使用寿命角度出发，建议采用恒流充电方式。
蓄电池的充电作业根据使用情况，分初充电和补充充电两种工艺过程。
参见表1-6蓄电池参数，采用恒流充电方法对蓄电池进行充电作业，将充电过程蓄电池参数的变化记录在表1-7中。
然后根据记录数据绘制蓄电池充电特性曲线。
表1-6蓄电池恒流充电规范
蓄电池
型号
初充电
补充充电
第一阶段
第二阶段
第一阶段
第二阶段
充电
电流
（A）
时间
（h）
充电
电流
（A）
时间
（h）
充电
电流
（A）
时间
（h）
充电
电流
（A）
时间
（h）
6-Q-60
4.2
30～40
1.8
25～30
6
10～12
3
3～5
6-Q-90
6.3
30～40
2.7
25～30
9
10～12
4.5
3～5
6-Q-105
7.35
30～40
3.15
25～30
10.5
10～12
5.25
3～5
6-Q-120
8.4
30～40
3.6
25～30
12
10～12
6
3～5
6-QA-60
4.2
30～40
1.8
25～30
6
10～12
3
3～5
6-QA-75
5.25
30～40
2.25
25～30
7.5
10～12
3.75
3～5
6-QA-100
7
30～40
3
25～30
10
10～12
5
3～5
6．蓄电池充电作业注意事项：
（1）严格遵守各种充电方法的操作规范。
（2）充电过程中，要及时检查记录各单格电池电解液密度和端电压。
在充电初期和中期，每2h检查记录－次即可，接近充电终了时，每1h检查记录一次。
如发现个别单格电池的端电压和电解液密度上升比其它单格电池缓慢，甚至变化不明显时，应停止充电，及时查明原因，消除故障。
或单独进行小电流充电，使其恢复正常后，再与其它电池一起充电。
（3）整个充电过程中必须随时测量各单格电池的温度，以免温度过高影响蓄电池的性能。
当电解液温度上升到40℃时，应立即将充电电流减半，减小充电电流后，如果电解液温度仍继续升高，应该停止充电，待温度降低到35℃以下时，再继续充电，也可以采用风冷或水冷的方法降温。
（4）充电时，应旋开出气孔盖，使产生的气体能顺利逸出，以免发生事故。
（5）充电室要安装通风和防火设备，在充电过程中，严禁烟火。
实验二交流发电机的结构认识与拆装
一、实验目的
1.掌握交流发电机与调节器的结构和工作原理
2.学习拆解及装配发电机作业的基本方法。
二、实验原理
1.发电机结构与工作原理
汽车用交流发电机，一般是由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两大部分。
交流发电机的转子是用来建立磁场，定子是用来产生交流电动势，通过硅二极管整流器整流成直流电，向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。
2.交流发电机性能的检测
对交流发电机与调节器进行初步检测，可使用万用表。
当使用指针式万用表检测二极管时，二极管的阻值随万用表内部电压高低，挡位不同数值也会不同，通常使用R×1或者R×10档，测量正向电阻值，一般为几十；反向电阻值，一般为几十k以上。
若正反向电阻值一大一小差异很大，说明二极管良好。
若正反向电阻均为∞，说明断路；若均为0，说明短路。
使用数字万用表测量时，质量良好的二极管正向压降一般为500～700mV，反向电阻为几百k。
对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管短路或断路，该二极管所在的正或负整流板总成就需要更换新品，如果二极管是压装在整流板或后端盖上，那么在二极管短路或者断路后，只需同型号规格的二极管更换故障二极管即可。
三、实验仪器及材料
万用表，车用交流发电机，维修工具，铜导线若干。
四、实验步骤
1．发电机拆解前的检测
使用万用表对发电机外接线柱进行测量，可以初步判定发电机的状态。
对于普通发电机拆解前的测量，建议使用指针式万用表，其测量结果依使用万用表型号不同，略有差异。
常用发电机各接线柱间电阻值见表2-1所示。
将测量发电机结果填入表2-2中，并据此判断发电机状态。
表2-1常用发电机各接线柱间电阻值
发电机型号
“F”与“E”间电阻（）
“B”与“E”间电阻（）
“N”与“E”或“B”间电阻（）
正向
反向
正向
反向
夏利JFZ1542
2.8～3.0
40～50
≥10k
10～15
≥10k
桑塔纳JFZ1913
2.8～3.0
65～80
≥10k
10～15
≥10k
表2-2发电机测量结果（使用万用表型号及档位：
）
发电机型号
“F”与“E”间电阻（）
“B”与“E”间电阻（）
“N”与“E”或“B”间电阻（）
正向
反向
正向
反向
2．发电机拆解作业
⑴发电机的拆解按照以下操作步骤进行：
1）拆下电刷及电刷架（外装式）紧固螺钉，取下电刷架总成，见图2-1。
2）在前后端盖上做记号，拆下连接前后端盖的紧固螺栓，见图2-2，将其分解为与转子结合的前端盖和与定子连接的后端盖两大部分。
注意：
不能单独将后端盖分离下来，否则会扯断定子绕组与整流器的连接线（即三相定子绕组端头）。
3）将转子夹紧在台虎钳上，拆下带轮紧固螺母，见图2-3，再依次取下带轮、风扇、半圆键、定位套。
4）将前端盖与转子分离，若该部装配过紧，可用拉器拉开（见图2-4）或用木锤轻轻敲，使之分离。
注意：
铝合金端盖容易变形，因此拆卸时应均匀用力。
图2-5后端盖的分解
5）拆掉防护罩，拆掉图2-5所示的后端盖上的三个螺钉（其中③兼作“—”接线柱），即可将防护罩取下。
对于整体式发电机，先拧下“B”端子上的固定螺母并取下绝缘套管；再拧下后防尘盖上的3个带垫片的固定螺母，取下后防尘盖；然后拆下电刷组件的两个固定螺钉和调节器的3个固定螺钉，取下电刷组件和IC调节器总成；最后拧下整流器二极管与定子绕组的引线端子的连接螺钉，取下整体式整流器总成。
6）拆下定子上四个接线端（三相绕组首端及中性点）在散热板上的连接螺母，如图2-6所示，使定子与后端盖分离。
图2-7整流板的分解
图2-6定子线圈与整流板的分解
7）拆下后端盖上紧固整流器总成的螺钉，取下整流器总成（见图2-7）。
注：
若经检验所有二极管均良好，该步骤可不进行。
8）零部件的清洗对机械部分可用煤油或清洗液清洗，对电气部分如绕组、散热板及全封闭轴承等宜用干净的棉纱擦拭去表面尘土、脏污。
发电机的拆解要按照工艺要求进行，禁止生敲硬卸而损坏机件。
拆解的零件要按照规范清洗并顺序摆放。
对有问题的零件和拆解复杂部位的顺序和连接方法，必要时要有详细记录。
35．发电机的装配
1）将整流器装到后端盖上参见图2-7，拧上三颗固定螺钉，整流器即被固定在后端盖上。
应注意各绝缘垫片不能漏装。
装复后用万用表电阻档测量“B”接线柱与端盖间电阻应为∞。
测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻，均应为∞。
若上述电阻较小或者为零，表明漏装了绝缘垫片或套管，应拆开重装。
2）将定子总成与后端结合装定子绕组上的四个接线端子从后端盖孔中穿出，将接线端分别连接在整流器的接线螺钉上，参见图2-6。
3）将前端盖装到转子轴上先将前端盖上的轴承、轴承盖安装并紧固好，再将该部分套到转子轴上，若过盈量较大，可用木锤轻轻敲入。
4）将后端盖、定子装到转子轴上应注意使前后端盖上发电机安装挂脚位置恰当（符合拆解标记）。
上述两大部分结合后，穿上前、后端盖紧固螺栓并分几次拧紧。
注意各螺栓的拧紧切不可一次完成，而应轮流进行，并且不断转动转子，若转子运转受阻或者内部有摩擦，应调整拧紧力矩。
5）装配风扇、带轮在转子轴上套上定位套、安装半圆键、风扇叶片、带轮、弹簧垫圈，拧紧带轮紧固螺母，参见图2-3。
6）装复后端盖上的防护罩，参见图2-5。
7）安装电刷架总成，参见图2-1。
8）检验装配质量使用万用表检测各接线柱和与外壳间的电阻值，应该符合参数要求。
否则应该拆解重装。
实验三起动机的结构认识与拆装
一、实验目的
1.掌握起动机的拆装顺序。
2.了解起动机各零件名称和作用。
3.学习拆解检修及装配起动机作业的基本方法。
二、实验仪器及材料
汽车用起动机，万用表，维修工具。
三、实验步骤
1．起动机拆解和清洗
（1）首先将待修起动机外部的尘污、油污清除。
（2）拆下连接片与电磁开关，取下电磁铁芯。
（3）拆下防尘箍，用钢丝钩子提起电刷弹簧取出电刷（共4只）。
（4）拆下起动机贯穿螺栓，使后端盖、起动机外壳、电枢分离。
（5）取下拨叉支承销，取下驱动端盖、拨叉与转子总成。
（6）用专用工具拆下止推座圈，取下驱动齿轮、单向离合器。
各总成是否继续进一步分解，应视具体情况而定。
（7）对分解的零部件进行清洗。
清洗时，对所有的绝缘部件，只能用干净布蘸少量汽油擦拭，其他机械零件均可放入汽油、煤油或柴油中洗刷干净并凉干。
2．起动机的清洗与装配
1）对分解的零部件进行清洗，清洗时，对所有的绝缘部件，只能用干净布蘸少量汽油擦拭，其他机械零件均可放入汽油、煤油或柴油中洗刷干净并凉干。
注意：
整流片及电刷表面在装配时，不应沾有油污。
2）按解体的相反顺序进行安装，在将电枢轴装入电刷架时，应防止将电刷撞断，必要时使用专用工具进行安装。
3）装配完毕后，转子应转动灵活，无碰擦或卡滞现象。
4）用改锥沿轴向拨动驱动齿轮，应能伸出并能自动回位。
实验四点火系统结构认识和原理演示
实验目的
1．巩固课堂所学的传统点火系统和各种电子点火系统的基本原理；
2．掌握实验仪器、设备的使用；
3．研究传统点火系统的机理以及影响点火能量、点火提前角等因素；
4．研究发动机对点火的要求，比较传统点火系统与电子点火系统的优劣；
5．学会利用系统原理和所获得的技术参数，提高分析和解决问题的能力。
工具材料
1．汽车点火系统综合实验台；
2．正时灯、万用表、常用工具一套。
实验步骤
1．电路辩识
1）在示教板上找到传统点火系统点火线圈、分电器、点火开关，掌握接线情况，注意不同地方所用导线的颜色。
2）在示教板上找到有分电器电控点火系统点火线圈、分电器、点火开关、点火器、点火ECU点火信号发生器（传感器）等组件，了解各组件接线情况，注意不同地方所用导线的颜色。
3）在示教板上找到找到无分电器电控点火系统点火线圈、点火开关、点火器、点火ECU，转速传感器、判缸传感器（霍尔传感器）等组件，了解各组件接线情况，注意不同地方所用导线的颜色。
2．点火系的测试
1）中央高压线和各分缸线的跳火实验。
拔出高压线，距缸体5～8mm跳火，注意火花的颜色和跳火时的响声。
2）分火头漏电检测。
拆下分电器盖，拔出中央高压线，对分火头做跳火试验。
有火，说明分火头漏电；无火，说明分火头绝缘良好。
3）分电器盖漏电实验。
拆下分电器盖，拔出所有分缸线火花塞端，对缸体做跳火试验，哪缸高压线跳火，说明该缸的分电器插孔和中央插孔之间有窜电。
3．传统点火系各部件检测
1）点火线圈。
用万用表测初级线圈和次级线圈电阻，记录测量结果。
2）高压线。
用万用表测各高压线电阻值，记录。
3分电器电容器的性能检测。
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