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1、整理第四章 汽车电源和起动系统ok第四章 汽车电源和起动系统第一部分 学习要点一、汽车电源系统1汽车电源系统主要由蓄电池、发电机及其调节器、电流表（电压表或充电指示灯）等组成，其作用是向汽车上的用电设备和控制装置供电，满足汽车用电需要。2蓄电池与发电机及汽车用电设备都是并联的。在发动机正常工作时，发电机应向用电设备供电，并向蓄电池充电；当接入用电设备过多使发电机超载时，蓄电池可协助发电机供电；起动时，蓄电池向起动机提供大电流；电流表（或电压表）用来指示蓄电池充电或放电电流（或电压）的大小；调节器的作用是使发电机在转速变化时保持其输出电压恒定。3铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入两组极板而构成

2、的电能储存器，它由极板、隔板、外壳、电解液等部分组成。每个单格电池的标称电压为2 V，3格串联起来成为6 V蓄电池，6格串联起来成为12 V蓄电池。4蓄电池正极板上的活性物质是二氧化铅，呈棕红色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅，呈青灰色。蓄电池在充电与放电过程中，电能和化学能的相互转换是依靠极板上活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正、负极板上的活性物质分别充填在铅锑合金铸成的栅架上。目前板栅含锑量已经降为23，在板栅合金中加入0.10.2的砷，可以减缓腐蚀速度，提高硬度与机械强度，增强其抗变形能力，延长蓄电池的使用寿命。目前国内外已使用铅锑砷合金作板栅。5出于对使用期限的考虑，正极活性

3、物质脱落和板栅腐蚀是决定蓄电池使用寿命的主要原因，因此正极板栅要厚一些，负极板栅厚度一般为正极板栅厚度的7080。6薄形极板的使用能改善汽车的起动性能，提高蓄电池的比能量。7为了增大蓄电池的容量，一般将多片正极板（413片）和多片负极板（514片）分别并联，组成正极板组和负极板组。8在每个单格电池中，负极板的数量总是比正极板要多一片。正极板都处在负极板之间，最外面2片都是负极板。因为正极板活性物质较疏松，机械强度低，这样把正极板都夹在负极板中间，使其两侧放电均匀，保持正极板工作时不易因活性物质膨胀而翘曲，造成活性物质脱落。9铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度为1.84的纯硫酸和蒸馏水配制而成，密

4、度一般在1.241.31 g/cm3的范围之内。10电解液的纯度是影响蓄电池的电气性能和使用寿命的重要因素，一般工业用硫酸和普通水中，因含有铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中去，否则容易自行放电，并且容易损坏极板。因此，蓄电池电解液要用规定的蓄电池专用硫酸和蒸馏水配制。11配制电解液应在耐酸的陶瓷或玻璃容器内进行。先将蒸馏水倒入容器内，然后慢慢地加入蓄电池专用硫酸，并且要不停地用耐酸玻璃棒搅拌。绝对不允许将水倒入硫酸中，否则将产生剧烈的化学反应，使硫酸飞溅出来，造成人身事故。12电解液加液孔盖可防止电解液溅出。加液孔盖上有通气孔，便于排出蓄电池内产生的H2和O2，以免发生事故，如在孔盖上

5、安装过滤器，还可以避免水蒸气的溢出，减少水的消耗。13我国蓄电池的型号一般都标注在外壳上，其型号的编制由五部分组成。各部分含义如下：1为串联的单格数，用阿拉伯数字表示。2为蓄电池的用途，用汉语拼音字母表示，Q表示起动用蓄电池。3为极板类型，用字母表示（无字为干封普通极板铅蓄电池），A表示干性荷电铅蓄电池；B表示薄型极板铅蓄电池；W表示免维护蓄电池。4为20 h放电额定容量，用阿拉伯数字表示，不带容量单位。有时在额定容量后面用一个字母表示特征性能：G高起动功率；S塑料槽；D低温起动性能好。5特殊性能，用汉语拼音字母表示（无字为一般性能蓄电池），G表示高起动功率蓄电池。14、蓄电池的充电过程和放电

6、过程是一种可逆的化学反应，充放电过程中蓄电池内的导电是靠正、负离子的反向运动来实现的。15蓄电池放电终了的特征是：电解液密度降低到最小许可值（约111 g/cm3）；单格电池的端电压降至放电终止电压值。实践证明，蓄电池容许的放电终止电压与放电电流强度有关。放电电流强度越大，则放完电的时间越短，而允许的放电终止电压越低。16蓄电池充电终了的特征是：蓄电池内产生大量气泡，形成“沸腾”现象；电解液密度、端电压上升到最大值，且在2 h3 h内不再增加。可见充电过程消耗了水，生成硫酸，故充电时电解液的密度是上升的，而放电时电解液密度是下降的。17蓄电池的选择由汽车发电机和发动机的参数确定。其中，蓄电池的

7、额定电压与发电机的额定电压一致，蓄电池的额定容量决定于发动机的功率。18、蓄电池长时期充电不足，会导致极板不可逆硫酸铅化，从而缩短蓄电池的使用寿命。19蓄电池出厂时一般不加注电解液，加液口盖上的通气孔用蜡封固，以便长途运输和长期存放。启用之前，应先擦净外表面，旋开加液口盖，去掉封口薄膜、封口蜡、封口胶布等密封措施，加入按要求配制的电解液，浸渍4 h8 h，最多不超过24 h，就可充电。充电前应检查液面高度，如果因极板吸入部分电解液使液面降低，可补充原密度的电解液至液面高出极板上沿15 mm。同时测量电解液温度，必须等温度降至30 以下才能接入充电机，按初充电规范充足电。20、为了正确使用蓄电池

8、，及时发现蓄电池在使用过程中出现的各种故障，汽车每行驶1 000 km，要对蓄电池进行检查。21、用玻璃管测量电解液液面高度。电解液液面高度应高出极板上沿15 mm，不足时要加注蒸馏水，除非确实知道液面降低是电解液溅出所致，一般不允许加入硫酸溶液。因为这样会使电解液密度偏高，降低蓄电池的使用寿命。 22、根据实际经验，电解液相对密度每减少0.01，相当于蓄电池放电6，所以通过测量电解液密度就可以粗略估算出蓄电池的放电程度。23、用高率放电计测量蓄电池各个单格在大电流放电时的电压值，是模拟接入起动机负荷，测量蓄电池在接近起动机起动电流放电时的端电压，用以判断蓄电池的放电程度和起动能力。测量时应将

9、高率放电计的两个叉尖紧紧地压在单格电池的正、负极桩上，历时5 s，电压表的读数就是大负荷放电情况下蓄电池所能保持的端电压。技术状况良好的蓄电池，用高率放电计测量时，单格电压在1.5 V以上，并在5 s内保持稳定。其中，读数在1.75 V以上的说明单格电池完好。读数在1.5 V1.75 V的表明放电较多，应进行补充充电。如果在5 s内单格电池电压迅速下降到1.5 V以下，或者蓄电池中的一个单格电压比其余的单格电压低0.1 V以上，则说明单格电池有故障，应该进行修理。24、为了使蓄电池经常处于完好状态，延长其使用寿命，对使用中的蓄电池要进行维护。具体维护的项目有：（1）观察蓄电池外壳表面有无电解液

10、漏出或渗出。(2) 检查蓄电池在汽车上安装是否牢固，导线接头与极桩、导线接头与车架（搭铁线）是否连接紧固。汽车电系的所有导线中，只有3根蓄电池导线截面积比较大（35 mm2以上），由于汽车的长期运营，接头处容易松动。(3)经常性的清除蓄电池盖上的灰尘、泥土、酸垢，擦去蓄电池盖上的电解液，保持方液口盖螺塞上的通气孔畅通，清除极桩和导线接头上的氧化物。 (4)定期检查并调整电解液的密度以及液面的高度。（5）定期检查蓄电池的放电程度，超过规范规定的要立即予以充电。25、蓄电池的常规充电方法有定电流充电和定电压充电两种，非常规充电有脉冲快速充电。26、蓄电池在充电过程中，使其充电电流保持恒定不变，随着

11、蓄电池电动势的逐渐提高，逐步增加充电电压的方法叫定电流充电。当充到蓄电池单格电压上升至2.4 V（电解液开始冒气泡）时，再将充电电流减小一半后保持恒定，直到蓄电池完全充足。一般使用充电机在充电工作间对蓄电池进行充电，常采用这种定电流充电法。27、同容量蓄电池串连后充电时，如被充蓄电池容量大小不等，可按混联方法连接蓄电池后充电。也就是先给蓄电池按容量和放电程度分组，把容量相同和放电程度相同的蓄电池串连起来，并使各串联组内单格电池数相等，然后把各串联组并联到充电电源上去。各串连支路容量不同时，充电电流应按容量小的蓄电池来选定，容量大的蓄电池则不容易充足或充得太慢。28、在充电过程中，加在蓄电池两端

12、的充电电压保持恒定不变的充电方法，称为定电压充电。汽车上的发电机对蓄电池的充电即为定电压充电。其特点是充电开始，充电电流很大，随着蓄电池电动势的不断增高，充电电流逐渐减小。充电终了，充电电流将自动减小至零，因而不需要人照管。同时由于定电压法充电速度快，4 h5 h内蓄电池就可获得本身容量的9095，比一般充电时间大大缩短。所以特别适合对具有不同容量的蓄电池进行充电。其主要缺点是不能调整充电电流，因而不能保证蓄电池彻底充足电。定电压充电时蓄电池的连接与定电流充电不同，被充蓄电池常采用并联连接法。要求各并联支路的单格电压总数相等，但各蓄电池的型号、容量以及放电程度则可不同。但要注意，并联蓄电池的数

13、目必须按充电设备的最大输出电流来决定。 29、脉冲快速充电法亦为分段充电法。整个充电过程为：正脉冲充电0.8Qe1Qe停充（24 ms40 ms）、负脉冲（脉冲宽度1.5 1 000 s，脉冲深度为1.5 Qe3 Qe）放电或反充、再停充、再正脉冲充电。如此脉冲循环充电，直至充足电为止。该充电方法显著的特点是充电速度快，即充电时间大大缩短。一次初充电只需5 h左右，补充充电仅需1 h左右。采用这种方法充电，还可以使蓄电池容量增加，使极板“去硫化”明显。但其缺点是充电速度快，析出的气体总量虽减少，可其出气率高，对极板活性物质的冲刷力强，故使活性物质易于脱落，因而对蓄电池的使用寿命会有一定影响。3

14、0、新蓄电池或修复后的蓄电池（更换极板）在使用之前的首次充电为初充电。操作中要注意，按照不同季节和气温选择电解液密度，液面要高出极板上沿15 mm，静止6 h8 h，让电解液充分浸渍极板，接好充电机，按充电规范进行。初充电分两个阶段进行，第一阶段的充电电流约为蓄电池额定容量的1/15，充电至电解液中有气泡析出，端电压达到2.4 V；第二阶段充电电流约为蓄电池额定容量的1/30，充电至电解液密度上升到最大值，过2 h3 h也不再增加，并产生大量气泡，电解液呈“沸腾”状态，这时蓄电池已充满电，应切断电源，充电结束。 31、蓄电池在使用中，如果发现起动机运转无力、灯光比平时暗淡、冬季放电超过25、夏

15、季放电超过50、储存不用已近一个月的蓄电池，都必须进行补充充电。另外，由于汽车上使用的蓄电池进行的是定电压充电，不可能使蓄电池充足，为了有效防止硫化，最好每23个月进行一次补充充电。32、蓄电池补充充电一共分二个阶段：第一阶段的充电电流约为蓄电池额定容量的1/10，充至单格电压为23 V2.4 V；第二阶段的充电电流约为容量的1/20，充至单格电压为2.5 V3.7 V，电解液达到规定值，并且在2 h3 h内基本不变，蓄电池内产生大量气泡，电解液呈“沸腾”状态，此时表示电池电已充足，时间大约为15 h。33、充电注意事项：严格遵守各种充电方法的充电规范；充电过程中，要密切观察各单格电池的电压和

16、密度变化，及时判断其充电程度和技术状况；在充电过程中，密切注意蓄电池的温度；初充电时应连续进行，不能长时间间断；配制和灌入电解液时，要严格遵守安全操作规则和器皿的使用规则。34、免维护蓄电池的极板栅架采用铅钙锡合金材料制成，彻底消除锑的副作用。因为锑的存在，不仅会在电化学反应中不断地从正极板析出锑并迁移到负极板表面，为自放电创造条件，而且使蓄电池电动势降低，充电电流增大，水的电解速度加快。35、免维护蓄电池采用袋式聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既能避免活性物质脱落，又能防止极板短路。36、免维护蓄电池通气孔塞采用新型安全通气装置，孔塞内装有氧化铝过滤器和钯催化剂。过滤器能阻止水蒸汽和硫酸气体通过，避免其与外部火花接触而发生爆炸，催化剂能促使氢氧离子结合生