汽车电工电子技术实验指导书.docx

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汽车电工电子技术实验指导书

汽车电工电子技术基础

实验指导书

汽车实验中心

录目

.............1汽车传统点火系统工作过程实验一

...................4车用交流发电机实验实验二

................13实验三车用低压电器电路实验

................18模拟电路元件认识实验实验四

实验一汽车传统点火系统工作过程

一、实验目的

1.了解传统点火系统的基本组成2.掌握传统点火系的工作过程

二、实验原理

传统点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火开关、点火线圈、

电容器、断电器、配电器、火花塞、阻尼电阻和高压导线等组成。

汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由火花塞点燃的，从而燃

烧对外作功，汽油机的燃烧室中都装有火花塞。

火花塞有一个中心电极和

一个侧电极，两电极之间是绝缘的。

当在火花塞两电极间加上直流电压并

且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火

花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；

能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。

1．

图1点火系统

其工作原理为：

接通点火开关，发动机开始运转。

发动机运转过程中，

断电器凸轮不断旋转，使断电器触点不断地开、闭。

当断电器触点闭合时，

蓄电池的电流从蓄电池正极出发，经点火开关、点火线圈的初级绕组、断

电器活动触点臂、触点、分电器壳体搭铁，流回蓄电池的负极。

当断电器

的触点被凸轮顶开时，初级电路被切断，点火线圈初级绕组中的电流迅速

下降到零，线圈周围和铁心中的磁场也迅速衰减以至消失，因此在点火线

圈的次级绕组中产生感应电压，称为次级电压，其中通过的电流称为次级

电流，次级电流流过的电路称为次级电路。

触点断开后，初级电流下降的速率越高，铁心中的磁通变化率越大，

次级绕组中产生的感应电压越高，越容易击穿火花塞间隙。

当点火线圈铁

心中的磁通发生变化时，不仅在次级绕组中产生高压电（互感电压），同时

也在初级绕组中产生自感电压和电流。

在触点分开、初级电流下降的瞬间，

自感电流的方向与原初级电流的方向相同，其电压高达300V。

它将击穿

触点间隙，在触点间产生强烈的电火花，这不仅使触点迅速氧化、烧蚀，

影响断电器正常工作，同时使初级电流的变化率下降，次级绕组中感应的

电压降低，火花塞间隙中的火花变弱，以致难以点燃混合气。

为了消除

2．

自感电压和电流的不利影响，在断电器触点之间并联有电容器C1。

在触

点分开瞬间，自感电流向电容器充电，可以减小触点之间的火花，加速初

级电流和磁通的衰减，并提高了次级电压。

点火工作示意图图2

三、实验仪器及材料

1、492Q型汽油发动机一台

2、传统分电器一台

3、桑塔纳仿真试验台及示教板

四、实验内容与步骤

1、结合492Q型汽油发动机，简述该发动机的点火系统的组成、工

作原理、结构特点。

2、观看桑塔纳仿真试验台和示教板动作并记录其工作过程。

3．

五、思考题

1、传统点火系统的组成、工作原理、结构特点。

2、点火系的功用。

3、火花塞的功用及分类。

4、记录所观察到的点火系统的工作过程。

5、为什么要点火提前？

6、满足点火系统的基本要求是什么？

7、传统点火系中附加电阻的作用是什么？

4．

实验二车用交流发电机实验

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.掌握发电机工作特性测试方法

二、实验原理

硅整流交流发电机的结构

硅整流交流发电机由一台三相同步交流发电机和硅二极管整流器组成。

发电机工作时产生的三相交流电通过整流器进行三相桥式全波整流后转变

为直流电。

硅整流交流发电机是由转子、定子、整流器、端盖、风扇叶轮

等组成。

转子用来在发电机工作时建立磁场。

它由压装在转子轴上的两块爪形

5．

磁极、两块磁极之间的励磁绕组和压装在转子轴上的两个滑环组成。

两个

滑环彼此绝缘并与轴绝缘。

励磁绕组的两端分别焊接在两个滑环上。

定子用来在发电机工作时，与转子的磁场相互作用产生交流电压。

它

由内圆带槽的硅钢片叠成的铁心和对称地安装在铁心上的三相定子绕组组

成。

三相定子绕组按星形或按三角形接法连接。

按星形接法连接时，三相

绕组的首端分别与整流器的硅二极管相连，三相绕组的尾端连在一起作为

发电机的中性点。

按三角形接法连接时，将三相绕组中一相绕组的首端与

另一相绕组的尾端相连，并将联接点接整流器的硅二极管。

整流器是由6个（8个、9个或11个）硅二极管组成的三相桥式全波整

流电路，在发动机工作时将三相定子绕组中产生的交流电转变为直流电。

在负极搭铁的发电机中，3个（或4个）二极管的壳体为负极，压装在与发

电机机体绝缘的元件板上，并与发电机的输出端（正极）相连，其引线为二

极管的正极，称为正极二极管；另外3个（或4个）二极管的壳体为正极，

压装在不与机体绝缘的元件板上，或直接压装在电刷端盖上，作为发电机

的负极，其引线为负极，称为负极二极管。

图2交流发电机原理图

交流发电机试验电路应按图3所示电路进行连接（即整体式交流发电

机可直接进行试验，普通交流发电机需要连接调节器才能进行试验）。

6．

交流发电机与调节器试验电路3图

三、实验仪器及材料

万用表、钳式万用表、导线、电压调节器、手持式转速表、内六角扳

手一套，汽车电器万能实验台，如图4所示。

注意调频电机与发电机之间

的传动比i。

图4TQD-2型调频调速汽车电器万能实验台

四、实验步骤

（一）发电机空载特性试验（无调节器）

7．

对交流发电机进行空载转速试验的方法如下：

⑴按试验要求连接交流发电机和试验台；

⑵交流电源三相四线380V和直流电瓶12V正确接入试验台，将总

电源开关1打开，此时交流指示灯3亮，然后将功能开关2—“发电机起

动机选择”拨到“2”位置即“发电机位”。

将发电机的转向选择控制开关5

转向左档，发电机将逆时针旋转（从实验台左向右看）。

⑶将实验台“励磁电压”端子与发电机磁场绕组“F”端子连接，

将实验台“发电机地线”端子与发电机“E”端子连接，此时发电机将他

励发电。

⑷顺时针调节调速手轮28逐渐升速，通过转速表观察转速值。

当达

到发电机转速达到1000×ir/min时，将发电机的电压输出“B”端子与磁

场绕组“F”端子连接，并拆下实验台“励磁电压”端子与发电机磁场绕

组“F”端子连接，然后直流电瓶12V与试验台断开，此时发电机自励发

电。

⑸当达到发电机规定转速时，用万用表测试发电机的电压输出

“B”端子与发电机“E”端子的电压值，填入表2-1并绘制发电机端电

压与转速之间的关系曲线。

2-表交流发电机空载特性（发电机型号）

1

转速20001600140012001800×800×1000r/min（）ii×ii×ii××i电压

（二）发电机外特性试验（无调节器）

对交流发电机进行外特性试验的方法如下：

⑴按试验要求连接交流发电机和试验台；

⑵交流电源三相四线380V和直流电瓶12V正确接入试验台，将总

8．

电源开关1打开，此时交流指示灯3亮，然后将功能开关2—“发电机起

动机选择”拨到“2”位置即“发电机位”。

将发电机的转向选择控制开

关5转向左档，发电机将逆时针旋转（从实验台左向右看）。

顺时针调节

负载手轮27，使电阻最大。

⑶将实验台“励磁电压”端子与发电机磁场绕组“F”端子连接，

将实验台“发电机地线”端子与发电机“E”端子连接，此时发电机将他

励发电。

⑷顺时针调节调速手轮28逐渐升速，通过转速表观察转速值。

当达

到发电机转速达到1500×ir/min时，将发电机的电压输出“B”端子与磁

场绕组“F”端子连接，并拆下实验台“励磁电压”端子与发电机磁场绕

组“F”端子连接，然后直流电瓶12V与试验台断开，此时发电机自励发

电。

将发电机的电压输出“B”端子与实验台“电压输出+”端子连接，

此时发电机向可调电阻供电。

⑸用钳式万用表测量发电机的电压输出“B”端子与实验台“电压

输出+”端子接线的电流，读取实验台上电压表13的电压值。

逆时针调

节负载手轮27，使电阻变小，通过增加联条改变负载。

将数据填入表2-

2，并绘制发电机端电压与电流之间的关系曲线。

表交流发电机外特性2-2

电压（）v

）A电流（

（三）发电机输出特性试验（带调节器）

1、空载转速试验对交流发电机进行空载转速试验的方法如下：

按试验要求连接交流发电机和试验台；⑴

正确接入试验台，将总⑵交流电源三相四线380V和直流电瓶12V

9．

电源开关1打开，此时交流指示灯3亮，然后将功能开关2—“发电机起

动机选择”拨到“2”位置即“发电机位”。

将发电机的转向选择控制开

关5转向左档，发电机将逆时针旋转（从实验台左向右看）。

顺时针调节

负载手轮27，使电阻最大。

⑶将发电机磁场绕组“F”与调节器“F”端子连接，发电机的电压

输出“B”端子与调节器“+”端子连接，发电机“E”端子与调节器

“E”端子连接。

将发电机的电压输出“B”端子与实验台“电压输出+”

端子连接，将发电机“E”端子与实验台“发电机地线”端子连接。

⑷用钳式万用表测量发电机的电压输出“B”端子与实验台“电压

输出+”端子接线的电流，此时钳式万用表测量的是蓄电池向发电机及调

节器输出的电流。

顺时针调节调速手轮28逐渐升速，当钳式万用表示数

符号开始改变时，记录转速表转速值即空载转速。

记录空载转速，填入表2-3。

2、零电流转速试验

交流发电机的零电流转速是利用图解外延法获得，试验方法如下：

⑴按试验要求连接交流发电机、调节器和试验台；

⑵交流电源三相四线380V和直流电瓶12V正确接入试验台，将总

电源开关1打开，此时交流指示灯3亮，然后将功能开关2—“发电机起

动机选择”拨到“2”位置即“发电机位”。

将发电机的转向选择控制开关5

转向左档，发电机将逆时针旋转（从实验台左向右看）。

顺时针调节负载

手轮27，使电阻最大。

⑶将发电机磁场绕组“F”与调节器“F”端子连接，发电机的电压

输出“B”端子与调节器“+”端子连接，发电机“E”端子与调节器

“E”端子连接。

将发电机的电压输出“B”端子与实验台“电压输出+”

端子连接，将发电机“E”端子与实验台“发电机地线”端子连接。

10．

⑷用钳式万用表测量发电机的电压输出“B”端子与实验台“电压

输出+”端子接线的电流。

先顺时针调节调速手轮28将发电机转速升高

到1700r/min以上，然后逆时针调节调速手轮28缓慢降低发电机转速，

直至输出电流介于额定电流的5%和2A之间（但不能低于2A），记录其

转速和电流以供图解零电流转速使用。

将电流—转速特性曲线延长至与横坐标相交，该交点的转速即为零电

流转速，填入表2-3。

绘制电流—转速特性曲线。

3、最小工作电流试验输出电流）试验的方对交流发电机进行最小工作电流（即1500r/min法如下：

按试验要求连接交流发电机、调节器和试验台；⑴

正确接入试验台，将总12V380V⑵交流电源三相四线和直流电瓶—“发电机起2亮，然后将功能开关打开，此时交流指示灯3电源开关1”位置即“发电机位”。

将发电机的转向选择控制开动机选择”拨到“2。

顺时针调节转向左档，发电机将逆时针旋转（从实验台左向右看）关527，使电阻最大。

负载手轮

F”端子连接，发电机的电压将发电机磁场绕组“F”与调节器“⑶”端子与调节器+”端子与调节器“”端子连接，发电机“E输出“B

””端子与实验台“电压输出+”端子连接。

将发电机的电压输出““EB”端子与实验台“发电机地线”端子连接。

端子连接，将发电机“EB”端子与实验台“电压⑷用钳式万用表测量发电机的电压输出“将发电机转速升高28输出+”端子接线的电流。

先顺时针调节调速手轮，从实验台下拆下蓄电池，调节负载电阻使实验台上的电到1500/ir/min13.5V，记录钳式万用表示数为最小工作电流。

压表示数为

11．

表2-3交流发电机输出特性试验

最小工作电流（A）零电流转速（空载转速（r/,min）r/,min）

五、思考题

1.空载特性和外特性实验时为什么不能带调节器？

2.交流发电机的工作过程。

12．

实验三车用低压电器电路实验

一、实验目的

1、掌握汽车电路特点

2、熟悉汽车低压电路用电设备的工作

二、实验原理

汽车电路基本特点是：

低压、直流、负极搭铁、单线并联。

低压：

额定电压6V、12V、24V，汽油机普遍采用12V电源，柴油

机多采用24V。

汽车运行中的电压，一般12V系统为14V，24V系统的

为28V。

直流：

蓄电池、交流发电机+整流电路

（发电机与蓄电池并联，蓄电池负极必须搭铁。

蓄电池正极经电流表

（或直接）接法电机正极，蓄电池静止电动势常在11.5V～13.5V，发电

机输出电压常限定在13.8V～15V之间（24V电系28V~30V）。

发电机工

作时正常电压比蓄电池电压高0.3～3.5V，这主要是为了克服线路压降，

使蓄电池充电时既能充足，又不至于过度充电。

）

负极搭铁：

蓄电池正极线直接与各用电设备连接，蓄电池负极线直接

搭在车架金属机件上，用电设备的负极线也就近搭在车架金属机件上，利

用发动机和汽车底盘（粱架）的金属体作公共通道。

这种负极线与车体相

连接的方式就称为搭铁，也称为接地或接铁。

负极搭铁具有对电子器件干

扰少，对车架及车身电化学腐蚀小，联接牢固的优点，现在绝大多数汽车

13．

是负极搭铁。

这些搭铁线形式与普通导线有所不同，一般是扁平的铜质或

铝质编织线，电流承载量大。

单线并联：

电源到用电设备只用一根导线连接，而用金属机件作为另

一根公共回路线的连接方式称为单线制。

绝大部分用电设备都是并联在电

源上。

故当一条支路发生故障时，并不影响其他支路设备的正常工作。

喇叭继电器：

当按下喇叭按钮，继电器线圈得点，继电器常开触点闭

合，蓄电池电压加至喇叭。

利用继电器的常开触点、电喇叭、蓄电池等构

成喇叭的驱动电路。

喇叭继电器的作用：

就是利用铁心线圈的小电流控制继电器的常开触

点流经的大电流，从而保护喇叭开关。

喇叭继电器电路图1电动车窗主要由车窗升降器、电动机、继电器、开关等组成。

其中使

14．

用的电动机有永磁电动机和串励电动机，电动机必须双向运转，可以实现

车窗的上升和下降运动。

电动车窗可使驾驶员或乘客利用开关升降车窗玻

璃，操作简便、安全。

所有车窗系统都装有两套控制开关，一套装在仪表

板上，为总开关，它由驾驶员控制每个车窗升降。

另一套分别装在每个车

窗中部，为分开关，可由乘客进行操纵。

升降器及电动机2图为了便于驾驶员调整后视镜的角度，很多轿车安装了电动后视镜，驾

驶员在行车时便可方便地对左右后视镜的角度进行随时调节。

电动后视镜主要由调整开关、双电动机、传动和执行机构、外壳及连

接件等组成。

反射镜的背后装有两套电动机和驱动器，可操纵反射镜上下

及左右转动。

通常上下方向的转动用一个电动机控制，左右方向的转动用

另一个电动机控制。

通过改变电动机的电流方向，就可完成对后视镜的上

下左右方向的调整。

15．

电动后视镜结构3图

电动后视镜电路图图4

16．

三、实验仪器及材料

桑塔纳3000实验车。

奥德赛实验车。

奥迪100实验车。

四、实验步骤

1、结合奥迪100汽车，找到喇叭控制电路，检查该系统是否正常工

作。

2、拆卸奥迪100的自动门窗调整机构，深刻认识和理解该机构的工

作原理。

3、接通点火开关，结合桑塔纳3000和奥德赛熟悉后视镜和自动门窗

的工作原理。

五、思考题

1、电动后视镜有何作用？

2、采用自动车窗调整机构的汽车有哪些好处？

17．

实验四模拟电路元件认识实验

一、实验目的

1.熟悉模拟电路元件的外形

2.掌握元件的检测方法

二、实验原理及方法

1、二极管

二极管又称晶体二极管,简称二极管（diode）;它只往一个方向传送电流

的电子零件。

它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照

外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。

晶体二极管为一个由p型

半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并

建有自建电场。

当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引

起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。

二极管实物1图

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界

面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。

当不存在外加电压时，由于

18．

p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等

而处于电平衡状态。

当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互

相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。

当外界有反向电压

偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与

反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。

当外加的反向电压高到一定程

度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，

产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击

穿现象。

p-n结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

二极管最重要的特性就是单方向导电性。

在电路中，电流只能从二极

管的正极流入，负极流出。

下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和

反向特性。

正向特性

在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位

端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。

必须说明，当加在

二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向

电流十分微弱。

只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门坎电压”，

又称“死区电压”，锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能直

正导通。

导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅

管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。

反向特性

在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此

时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，

称为反向偏置。

二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二

极管，称为漏电流。

当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流

会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。

19．

2、三极管

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管,是

一种电流控制电流的半导体器件.其作用是把微弱信