汽车辅助电器设备应用研究.docx

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汽车辅助电器设备应用研究

摘要

文章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,理断,检修

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;，tructure;，rinciple;，iagnosis;maintenance

1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]

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。

[2]

2.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。

[3]如图2-1所示。

图2--1

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

故障现象：

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。

主要原因：

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。

故障排除：

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

故障现象：

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。

主要原因：

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。

故障排除：

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。

3.交流发电机

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3-1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。

[5]

图3--1

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3-2、图3-3所示是交流发电机的工作原理图：

图3--2

图3--3

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