1、汽车电气设备构造与维修模块模块2 2 汽车电源系统结构与原理汽车电源系统结构与原理蓄电池的结构、原理与使用硅整流发电机的结构原理电压调节器的使用模块模块2 2 汽车电源系统结构与原理汽车电源系统结构与原理学习学习目标目标认识蓄电池的结构、充电及保养方法；认识蓄电池的结构、充电及保养方法；认识硅整流发电机的原理；认识硅整流发电机的原理；掌握硅整流发电机的结构、拆装与检测内容；掌握硅整流发电机的结构、拆装与检测内容；了解电压调节器的类型；了解电压调节器的类型；掌握汽车电源系统的组成；掌握汽车电源系统的组成；汽车电源系统简单故障检查。汽车电源系统简单故障检查。模块模块2 2 汽车电源系统结构与原理汽
2、车电源系统结构与原理学习内容学习内容蓄电池的结构、原理与检测方法；蓄电池的结构、原理与检测方法；蓄电池补充充电的方法；蓄电池补充充电的方法；硅整流发电机的结构与原理；硅整流发电机的结构与原理；硅整流发电机的检测内容与数据；硅整流发电机的检测内容与数据；电压调节器的类型与基本原理；电压调节器的类型与基本原理；汽车电源系统的组成及简单故障检查。汽车电源系统的组成及简单故障检查。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用知知 识识 点点 掌握蓄电池的构造与型号；掌握蓄电池的构造与型号；了解蓄电池的基本原理；了解蓄电池的基本原理；懂得蓄电池的充、放电特性。懂得蓄电池的充、
3、放电特性。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用设疑和引入设疑和引入某车不能起动，借助另一台车的蓄电池就能起动，为什么？某车不能起动，借助另一台车的蓄电池就能起动，为什么？任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用基础知识基础知识蓄电池的作用蓄电池的作用1.汽车上装有蓄电池（见图2-1）与发电机两个直流电源，全车用电设备均与直流电源并联连接。蓄电池主要有以下作用：图2-1 汽车蓄电池实物图 任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （1）在发动机起动时，向起动机和点火系统供电。（2）在发动机低速运转
4、时，向用电设备和发电机励磁绕组供电。（3）在发动机中、高速运转时，将发电机的剩余电能转化为化学能储存起来。（4）在发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。（5）蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电气系统电压稳定。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用普通铅蓄电池的构造普通铅蓄电池的构造2.汽车上广泛采用的蓄电池，由于其极板的主要成分是铅和电解液，而电解液主要是稀硫酸，所以又称铅酸蓄电池。汽车上的蓄电池主要用于起动发动机，又称起动型铅酸蓄电池，简称蓄电池，俗称电瓶。目前，汽车上采用的蓄电池可以分为普通铅蓄电池、干荷蓄电
5、池和免维护蓄电池等。普通铅蓄电池由正极板、负极板、隔板、电解液、外壳、蓄电池盖等组成，如图2-2所示。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 铅蓄电池由浸泡在电解液中的正极板（二氧化铅，PbO2）和负极板（海绵状纯铅，Pb）组成，电解液是硫酸（H2SO4）的水溶液。铅蓄电池的工作原理就是化学能和电能的相互转化过程。图2-2 普通铅蓄电池构造图任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池坏了，怎么办？听别人说，查维修手册，还是蓄电池坏了，怎么办？听别人说，查维修手册，还是 蓄电池的型号按我国机械标准铅酸蓄电池名称、型号编制与命名
6、办法（JB/T 25992012）规定，其型号编制和含义由5个部分组成，如图2-3所示。蓄电池的型号选择蓄电池的型号选择1.1 1）我国的蓄电池型号标准）我国的蓄电池型号标准图2-3 蓄电池型号编制和含义任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （1）1表示串联单格数，用阿拉伯数字表示。例如，6表示有6个单格，12 V的蓄电池。（2）2表示蓄电池类型，用汉语拼音的第一个字母表示，如Q为起动型。（3）3表示蓄电池特征。蓄电池的特征为附加说明，在同类用途的产品中具有某种特征需要在型号中加以区别时采用，以汉语拼音字母表示。例如，A表示干式负荷电极板。如果产品同时具有两
7、种特征，原则上按表2-1的顺序将两个代号并列标示。而干封蓄电池一般略去不写。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 表2-1 铅酸蓄电池特征代号任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （4）4表示20 h放电率额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为Ah。（5）5表示特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示。例如，G表示薄型极板，高起动率；S表示塑料外壳；D表示低温起动性能好。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 以型号为6-QAW-54a的蓄电池为例，检验是否掌握了此知识点。（1）6表示蓄电池由6个单
8、格电池组成，每个单格电池电压为2 V，即额定电压为12 V。（2）Q表示汽车起动用蓄电池。（3）A表示干荷型蓄电池。（4）W表示免维护型蓄电池。（5）54表示蓄电池的额定容量为54 Ah。（6）a表示对原产品的第一次改进。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 1979年时，日本标准蓄电池型号用日本（Nippon）的N为代表，后面的数字是电池槽的大小，用接近蓄电池额定容量来表示，以NS40ZL说明如下。（1）N 表示日本JIS标准。（2）S 表示小型化，即实际容量比40 Ah小，为36 Ah。（3）Z表示同一尺寸下具有较好的起动放电性能；S表示极桩端子比同容量
9、蓄电池要粗，如NS60SL。2 2）日本）日本JISJIS标准蓄电池标准蓄电池任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 注：注：一般来说，蓄电池的正极和负极有不同的直径，以避免将蓄电池极性接反。蓄电池锥形端子的直径如表2-2所示。（4）L表示正极柱在左端；R表示正极桩在右端，如NS70R。注：注：从远离蓄电池极桩方向看。表2-2 蓄电池锥形端子的直径任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 到1982年，日本标准蓄电池型号按照新标准来执行，以38B20L（相当于NS40ZL）为例进行说明。（1）38表示蓄电池的性能参数。数字越大，
10、表示蓄电池可以存储的电量越多（见表2-3）。表2-3 蓄电池性能参数任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （2）B表示蓄电池的宽度和高度代号。蓄电池的宽度和高度组合是由8个字母中的一个表示的（AH），字符越接近H，表示蓄电池的宽度和高度越大（见表2-4）。表2-4 蓄电池的宽度和高度任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （3）20表示蓄电池的长度约为20 cm。（4）L表示正极端子的位置，从远离蓄电池极柱看过去，正极端子在右端的标R，正极端子在左端的标L。（续表）（续表）任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电
11、池的结构、原理与使用 以型号为54434的蓄电池为例，说明如下：（1）开头5表示蓄电池额定容量在100 Ah以下，开头6表示蓄电池容量为100200 Ah，开头7表示蓄电池额定容量在200 Ah以上。例如，54434表示蓄电池额定容量为44 Ah，61017MF表示蓄电池额定容量为110 Ah，70027表示蓄电池额定容量为200 Ah。3 3）德国）德国DINDIN标准蓄电池标准蓄电池任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用（2）容量后两位数字表示蓄电池尺寸组号（见表2-5）。表2-5 DIN蓄电池尺寸组号任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池
12、的结构、原理与使用 以型号为58430（12 V 430 A 80 min）的蓄电池为例，说明如下：（1）58 表示蓄电池尺寸组号（见表2-6）。4 4）美国）美国BCIBCI标准蓄电池标准蓄电池 表2-6 BCI蓄电池尺寸组号任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （2）430表示冷起动电流为430 A。（3）80 min表示蓄电池的储备容量为80 min。注：注：冷起动电流（CCA）：在-17.8 和-28.9 条件下，可获得的某特定意义下的最小电流。这个指标把蓄电池的起动能力与发动机的排量、压缩比、温度、起动时间、发动机和电气系统的技术状态，以及起动和点
13、火的最低使用电压等重要的变量联系起来。它是指充满电的12 V蓄电池在30 s内，其端电压下降到7.2 V时，蓄电池所能供给的最小电流。冷起动额定值给出的是总电流值。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （4）美国标准的蓄电池也可以这样表示：78-600，78表示蓄电池尺寸组号，600表示冷起动电流为600 A。储备容量（RC）：汽车在充电系统不工作的情况下，在夜间靠蓄电池点火和提供最低限度的电路负载所能运行的大致时间。可具体表述为：完全充足电的12 V蓄电池，在（252）的条件下，以25 A恒流放电至蓄电池端电压下降到（10.50.05）V时的放电时间。任务
14、任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用免维护蓄电池免维护蓄电池2.如图2-4所示，免维护蓄电池是指在规定的使用条件下，使用期间不需要进行维护的蓄电池。对于车用铅蓄电池来讲，也就是使用期间不需要经常添加蒸馏水的蓄电池。图2-4 免维护蓄电池实物图任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 为防止杂质侵入和水分蒸发，免维护蓄电池采用了仅有极桩外露的全封闭式外壳。为防止蓄电池损坏和爆炸，在密封式壳体上设有排气孔和安全阀。安全阀中装有催化剂，可使氢气与氧气合成为水蒸气，冷却后再返回电解液内。为有效防止外来火花造成危害，在其内部还装有火花捕捉器
15、。如前所述，免维护蓄电池与普通铅蓄电池的最大区别是极板材料不同。由于采用铅钙合金制作栅架，消除了铅锑合金栅架的一些弱点（如水分蒸发、过量充电、热破坏和自行放电）。因此，不仅使其使用性能得到改善，而且还延长了其使用寿命和储存寿命。免维护蓄电池的主要性能特点如下：任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （1）水分散失少。免维护蓄电池失水量少，一般仅为普通铅蓄电池的1/10左右，使用中一般不需要添加蒸馏水。这一方面是由于铅钙合金的析氢过电位比铅锑合金高，充电时析氢量少，从而水分逸出量大大减少；另一方面是由于免维护蓄电池设有集气室，可使收集到的水蒸气冷却后重新返回电解
16、液内，避免了水分散失。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （2）自行放电量小。普通铅蓄电池的栅架一般用铅锑合金制作，且含锑量较高。在充电时，正极栅架上的锑被逐渐溶解到电解液中，并不断地在负极板表面沉积，与负极板上的活性物质形成微电池，使其自行放电量增大。免维护蓄电池的栅架采用铅钙合金材料，其特点是晶粒较细，耐腐蚀，不易形成微电池，自行放电量小。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 如图2-5所示，两个蓄电池的接线柱是刚好相反的。R表示从远离蓄电池极柱看过去，蓄电池正极在右，维修行业将它定义为正极蓄电池，一般国产品牌的汽车
17、选用此类蓄电池，如图2-6所示。图2-5 不同的蓄电池对比图2-6 金杯车蓄电池任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 L则表示从远离蓄电池极柱看过去，蓄电池正极在左，维修行业将它定义为反极蓄电池，一般进口品牌汽车会使用，如图2-7所示。但上述规则不是绝对的，在选用时应认真看清车型蓄电池的具体类型，避免选错。图2-7 日产风度车蓄电池任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的安装蓄电池的安装3.（1）先查看车上元件是否带密码功能，如果随便拆卸，就会使这些元件在更换蓄电池后无法正常工作。具体的操作步骤如下：先向车主询问或从服
18、务站信息中心查到相应的密码，在更换蓄电池后，重新输入密码。对元件进行重新学习过程，令其恢复原来的功能。在没有任何帮助信息的情况下更换蓄电池时，应当由两人配合完成，先将一个有电的蓄电池用跨接线并接在原车上，令车辆保持供电，再将坏电池更换，完成后拆去所有设备。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （2）先拆负极后拆正极，先装正极后装负极，如图2-8所示。为什么要这样做呢？反过来行不行？车上的所有金属部件都是与蓄电池的负极相连的，如果先拆正极，所用工具就会导致蓄电池正负极发生短路故障，损坏蓄电池或烧坏车上元件。图2-8 蓄电池拆卸任务任务2.1 2.1 蓄电池的结
19、构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （3）安装后的简单检查。当蓄电池安装完毕后，应检查蓄电池的连接是否牢靠，以防止行驶过程中松动。用手摇动电池夹，看是否出现松动。如松动应用工具紧固，工具一般为10、12、13的呆扳手或梅花工具。已经调到最小值而仍无法紧固时，可以先在电池夹内放入薄铜片或导电性能好的金属，然后再紧固。用万用表电压挡测量有无接触电阻，如图2-9所示。若无接触电阻，则电池夹与电池桩良好导通，万用表指示数据为0 V。若不为0 V，说明电池夹与电池桩之间出现氧化物，导通性差，会影响起动性能，如图2-10所示。如出现氧化，可以利用热水或砂纸将氧化物清除。任务任务2.1 2.1 蓄电池的
20、结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用图2-9 接触电阻检查 图2-10 电池柱氧化任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用为什么蓄电池既能供电又能储电？为什么蓄电池既能供电又能储电？蓄电池中的电化学反应过程为：当蓄电池和负载接通放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成PbSO4，电解液中的H2SO4减少，相对密度下降。充电时按相反的方向变化，正负极板上的PbSO4分别恢复成为原来的 PbO2和 Pb，电解液中的H2SO4增加，相对密度变大。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性 （1）
21、静止电动势是指蓄电池不充电也不放电时蓄电池的电动势。静止电动势可用直流电压表或万用表直接测量，其大小取决于电解液的相对密度和温度。相对密度是给定体积的某种液体与相同体积的水的质量之比。在电解液相对密度为1.0501.300时，蓄电池的静止电动势可用以下经验公式计算：静止电动势和内阻（静止电动势和内阻（*）1.任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用式中，Ej为蓄电池的静止电动势，V；25 为温度在25 时电解液的相对密度。如果测量电解液相对密度时的电解液温度不是标准温度25，则要进行换算，公式为式中，t为是实测的电解液相对密度；t为是测量时的电解液温度，；为电解
22、液密度温度系数，取=0.000 75。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （2）蓄电池的内阻大小反映蓄电池带负载的能力。在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。在正常的使用中，蓄电池的内阻很小，约为0.011。因此，蓄电池可以获得较大的输出电流，以适应起动需要。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池放电终了的特征蓄电池放电终了的特征2.（1）单格电压（蓄电池内每一小块电池电压）放电至终止电压（以20 h放电率放电，单格电压降至1.75 V）。（2）电解液相对密度降到最低值（1.11）。（3）蓄电池允许的
23、放电终止电压与放电电流有关，放电电流越大，则放完电的时间越短，允许的放电终止电压越低。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池充电终了的特征蓄电池充电终了的特征3.（1）蓄电池内产生大量气泡，即出现“沸腾”现象。（2）蓄电池端电压上升至最大值，且2 h内不再增加。（3）电解液相对密度上升至最大值，且23 h内不再增加。蓄电池充、放电过程如图2-11所示。图2-11 蓄电池充、放电过程任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的使用与维护要注意什么？蓄电池的使用与维护要注意什么？（1）大电流放电时间不宜过长，使用起动机，每
24、次的时间不超过5 s，相邻两次起动之间应间隔15 s以上。（2）充电电压不能过高，当充电电压增高10%12%时，蓄电池的寿命将会缩短2/3左右。（3）尽量避免蓄电池过放电和长期在亏电状态下工作，放完电的蓄电池应在24 h内充电。蓄电池的正确使用方法蓄电池的正确使用方法1.任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （4）冬季使用蓄电池，要特别注意保持充足电状态，以免电解液密度降低而结冰。在不结冰的前提下，尽可能采用密度偏低的电解液。如液面过低，需添加蒸馏水时，只能在充电前进行，并尽可能地使蒸馏水和电解液混合。（5）冷车起动前，注意发动机和蓄电池的预热。任务任务2.
25、1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的正确维护方法蓄电池的正确维护方法2.为了使蓄电池经常处于完好的技术状态，对正在使用的蓄电池应做好以下维护工作：（1）保持电解液液面高出极板1015 mm，若电解液不足，只能添加蒸馏水。（2）要保持蓄电池外部的清洁，经常清理蓄电池上的灰尘、泥土和极桩、电线头上的氧化物，擦去蓄电池上部和外表面的电解液与污物。（3）经常检查蓄电池在车上安装是否牢靠，极桩是否松动，接线是否紧固。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用 （4）定期检查并疏通加液孔盖上的通气孔，检查和调整各单格电池内电解液的液面高度。（5
26、）及时根据当时的季节调整电解液密度。（6）经常检查蓄电池的放电程度。如低于规定标准，要立即进行补充充电。（7）电解液由蒸馏水和纯硫酸组成，其相对密度为1.241.30。任务任务2.1 2.1 蓄电池的结构、原理与使用蓄电池的结构、原理与使用关键术语回顾关键术语回顾及及 供电，储能，充电，放电，维护，额定容量，冷起动电供电，储能，充电，放电，维护，额定容量，冷起动电流（流（CCACCA），免维护蓄电池），免维护蓄电池。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电技技 能能 点点 进一步了解蓄电池技术状况检测的内容进一步了解蓄电池技术状况检测的内容；掌握蓄电池技术状况检测的设备和方法掌握
27、蓄电池技术状况检测的设备和方法；掌握蓄电池充电设备的使用方法；掌握蓄电池充电设备的使用方法；技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电技能训练准备技能训练准备 设备及工具准备设备及工具准备：蓄电池若干、带刻度的玻璃管、密度计、高率放电计、蒸蓄电池若干、带刻度的玻璃管、密度计、高率放电计、蒸馏水和充电设备等馏水和充电设备等。学生实习准备学生实习准备：根据学生的人数，分成根据学生的人数，分成4 4组，确定每组的组长组，确定每组的组长。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 技能训练步骤技能训练步骤集合集合1.教师检查学生穿着工作服情况，点名并宣布实习安全规程。技能训练技
28、能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 教师集中讲解教师集中讲解2.（1）玻璃管测定法，如图2-12所示。用一个带刻度的空心玻璃管插到蓄电池内极板的上平面处。玻璃管内的电解液与蓄电池内高出极板的电解液液面等高，用大拇指按紧玻璃管上端，使管口密封。1 1）蓄电池电解液液面高度检查）蓄电池电解液液面高度检查技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 提起玻璃管，观察玻璃管内的液面高度，即为蓄电池电解液液面高出极板的高度。标准值为1015 mm，过低应添加蒸馏水，使之符合标准。图2-12 玻璃管测定法技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电（2）液面高度指示线检查法，
29、如图2-13所示。对使用透明塑料容器的蓄电池，为检查液面高度，在容器外壁上刻有两条高度指示线。正常液面高度应介于两线之间，低于下线则为液面过低，应添加蒸馏水。图2-13 液面高度指示线检查法技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 图 2-14 观察孔检查法（3）观察孔检查法，如图2-14所示。部分进口小汽车在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有观察孔，用于检视液面高度。液面在方孔下面为液位过低，正好与方孔平齐时为标准，液面没过方孔为液位过高。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 当发现电解液液面低于标准值时，应及时补充蒸馏水。除确知液面降低是电解液溅出所致外，
30、不允许补充硫酸溶液。因为电解液液面正常降低是电解液中的蒸馏水电解和蒸发所致。要特别注意不能加注冷开水、自来水、河水及其他质地的水，否则会造成蓄电池自放电的故障。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 端电压的检测可以用万用表或高率放电计（蓄电池测试仪）进行。万用表只能测量蓄电池的端电压，不能判定蓄电池的起动性能。利用高率放电计(见图2-15），可以准确判断蓄电池的放电程度。2 2）蓄电池端电压的检测）蓄电池端电压的检测图2-15 高率放电计技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 检测时，将测试仪的两触针紧压在蓄电池的正、负极上。此时，测试仪指针指示的是蓄电池的电
31、动势。当负载电流达到最大时，必须达到最小电压9.6 V；如果在测量过程中电压降到规定值以下，则说明蓄电池已经过放电或出现故障。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 蓄电池电解液密度的测量步骤如下：（1）打开蓄电池的加液盖。（2）把密度计下端的橡胶管伸入单格电池的加液口内。（3）用手捏一下橡胶球，再慢慢放开，电解液就被吸到玻璃管中。（4）注意控制吸入的电解液量，不要过多或过少，以将密度计浮子浮起而不会顶住为宜。3 3）蓄电池电解液密度的测量）蓄电池电解液密度的测量技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 （5）使管内的浮子浮在玻璃管中央（不要相互接触），观察密度计
32、的读数。读数时，使密度计刻度线与眼睛平齐，读出电解液的密度值，如图2-16所示。图 2-16 密度计检查法 注意：注意：对于刚进行强电流放电或刚添加过蒸馏水后的蓄电池，不宜进行电解液密度测量，否则会因电解液混合不均匀而使测量结果不准确。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 蓄电池的充电包括初充电和补充充电。（1）蓄电池的初充电。现在汽车普遍采用干荷蓄电池，因其出厂时极板已经带电，所以初次使用只需按规定加足电解液后，静置2030 min后即可装车使用。（2）蓄电池的补充充电。清除蓄电池外部的脏污和极柱上的氧化物。拧下加液孔盖，疏通通气孔。检查电解液高度是否符合要求。4 4）蓄电
33、池的充电）蓄电池的充电技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 蓄电池充电的连接。充电机操作面板如图2-17所示。按要求将待充电蓄电池连接好，将充电机的正、负极分别与蓄电池的正、负极相连，如图2-18所示。图2-17 充电机操作面板 图2-18 蓄电池与充电机的连接技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 补充充电分为两个阶段。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2.32.4 V。第二阶段的充电电流约为额定容量的1/20，充至单格电压为2.52.7 V，电解液密度达到规定值，并且在23 h内基本不变，蓄电池内产生大量气泡，电解液呈“沸腾”状
34、态，此时表示电已充足，时间约为15 h。将加液口盖拧紧，擦净蓄电池表面便可使用。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 （1）严格遵守各种充电方法的操作规范。（2）处于寒冷天气的蓄电池在充电之前需检查电解液是否结冰，不可对电解液结冰的蓄电池进行充电，否则会引起爆炸。（3）补充充电前需检查电解液的液面高度，电解液不足时应补充蒸馏水。5 5）充电的注意事项）充电的注意事项技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 （4）充电过程中应注意测量电解液的温度，当温度超过40 时应将电流减半，如温度继续升高达45 时应停止充电，待冷却至35 以下时再充电。也可采用风冷或水冷的方
35、法来降温。（5）充电室要安装通风设备，在充电过程中通风设备应不停地工作，以排出有害气体，避免发生爆炸及损害操作人员的健康。（6）充电室内要严禁烟火。技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电实习评价实习评价实习项目活动评价表实习项目活动评价表技能训练技能训练 蓄电池的检测与充电蓄电池的检测与充电 （续表）（续表）任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 知知 识识 点点 认识汽车发电机的结构；认识汽车发电机的结构；了解汽车发电机的发电原理；了解汽车发电机的发电原理；掌握汽车发电机的工作特性。掌握汽车发电机的工作特性。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的
36、结构原硅整流发电机的结构原理理 设疑和引入设疑和引入 汽车电气设备的供电是不是全部依靠蓄电池汽车电气设备的供电是不是全部依靠蓄电池？1.1.发电机的发电机的功用功用 除蓄电池外，汽车交流发电机也是汽车的主要电源，它除蓄电池外，汽车交流发电机也是汽车的主要电源，它与电压调节器互相配合工作。其主要任务是对除起动机以外与电压调节器互相配合工作。其主要任务是对除起动机以外的所有用电设备进行供电，并向汽车上的蓄电池充电的所有用电设备进行供电，并向汽车上的蓄电池充电。2.2.交流发电机的交流发电机的类型类型 汽车用交流发电机按总体结构形式可分为普通式汽车用交流发电机按总体结构形式可分为普通式(发电发电机与
37、电压调节器独立机与电压调节器独立)、整体式（电压调节器附在发电机、整体式（电压调节器附在发电机内）、带真空泵式、无刷式和永磁式等；按励磁绕组的搭铁内）、带真空泵式、无刷式和永磁式等；按励磁绕组的搭铁方式可分为内搭铁式和外搭铁式；按整流器的形式可分为方式可分为内搭铁式和外搭铁式；按整流器的形式可分为6 6管整流、管整流、8 8管整流、管整流、9 9管整流和管整流和1111管整流等管整流等。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 基础知识基础知识 汽车用交流发电机多采用三相同步交流发电机，其结构按其类型的不同而异，普通式与整体式的车用交流发电机在结构上大同小异，而与无
38、刷式、永磁式在结构上有较大的差异。整体式的车用交流发电机的结构如图2-19所示，它主要由定子、转子、转子轴、电子调节器、风扇及皮带轮等组成（调节器组件装在交流发电机后端的防护罩内，但不是交流发电机的组成部分）。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 定子定子1.定子总成是产生和输出交流电的部件，又称电枢，由定子铁心和定子绕组组成，如图2-20所示。图2-19 整体式的车用交流发电机的结构图2-20 定子实物、原理图任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大
39、多数采用星形联结，也有用三角形联结的。为使三相绕组中产生大小相等、相位差120（电角度）的对称电动势，三相绕组及其在定子槽内的嵌镶必须遵循一定的原则：每相绕组的线圈个数、每个线圈的匝数和每个线圈的节距都必须完全相等；三相绕组的起端A、B、C在定子槽内的排列必须互隔 120电角度。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 转子总成是发电机的励磁部分，它主要由两块爪极、励磁绕组、磁轭、集电环及转子轴等组成。转子实物图和结构图分别如图2-21和图2-22所示。转子转子2.图2-21 转子实物图图2-22 转子结构图任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机
40、的结构原理 两块爪极被压装在转子轴上，且内腔装有磁轭，并绕有励磁绕组。绕组两端的引线分别焊在与轴绝缘的两个集电环上。两个电刷装在与端盖绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与集电环保持接触。当发电机工作时，两电刷与直流电源连通，可为励磁绕组提供定向电流并产生轴向磁通。使两块爪极被分别磁化为N 极和S 极，从而形成交错的6对磁极，并沿圆周方向均匀分布。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 整流器整流器3.整流器由正整流板和负整流板组成，其结构图如图2-23所示。图2-23 整流器结构图 任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 整流器的作用是将
41、三相定子绕组输出的交流电通过三相桥式整流变成直流电输出。交流发电机的整流器大多由6只硅二极管组成，另外还有8管、9管或11管组成的整流器。外壳为正极、中心引线为负极的二极管，称为负极管，一般在管壳底部标有黑色标记；外壳为负极、中心引线为正极的二极管，称为正极管，一般在管壳底部标有红色标记。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 安装二极管的散热板称为整流板（也称元件板），通常用合金制成以利于散热。现代汽车用交流发电机都有两块整流板，安装3只正二极管的整流板（装在外侧）称为正整流板，安装3只负二极管的整流板（装在内侧）称为负整流板（也有个别发电机将3只负二极管安装在
42、后端盖上），两块板绝缘地安装在一起，与后端盖用尼龙或其他绝缘材料制成的垫片隔开，并固定在后端盖上。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 安装在正整流板上并与之绝缘的3个接线柱分别固定正、负极管子的引线和来自三相绕组某一相的端头。与正整流板连接在一起的螺栓引至后端盖外部，并与后端盖绝缘作为发电机的电源输出端，其标记为“B”（“+”“A”或“电枢”）。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 如图2-24所示，前后端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构造，它由铝合金制成，具有轻便、阻磁（减少漏磁）、散热性能好等优点。前后端盖前后端盖4.图2
43、-24 前后端盖任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 电刷是通过集电环给励磁绕组提供电流的元件。电刷装在电刷架内，通过弹簧与集电环紧密接触，如图2-25所示。电刷与电刷架电刷与电刷架5.图2-25 电刷与电刷架结构图及安装任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 电刷架根据发电机类型的不同，其安装位置也有所不同。有的安装在发电机的后端盖上（外装式），这种结构便于电刷的维护与更换；有的与整流器安装在一起（内装式），维护或更换电刷时，须将发电机后端盖上的防护罩拆下。发电机前端装有带轮，由发动机通过轴带动。在带轮后面装有风扇，靠风扇的离心作
44、用给发电机强制通风。前后端盖通过34个螺栓与定子紧固在一起。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 汽车发电机怎样输送出直流电？汽车发电机怎样输送出直流电？（1）交流电动势的产生。交流发电机电动势产生的过程如图2-26所示。交流发电机定子的三相绕组（U、V、W）按一定的规律排列在发电机的定子槽内，各相相差120电角度。当将励磁绕组接通直流电源时即被激励，转子的爪极被磁化为数对N极和S极。其磁力线由N极出发，穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁心，最后又通过气隙回到相邻的S极。交流发电机的工作原理（交流发电机的工作原理（*）1.任务任务2.2 2.2 硅整流发电机
45、的结构原理硅整流发电机的结构原理 图2-26 交流发电机电动势产生的过程任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 当转子旋转时，由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动，所以在三相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位相差120电角度的正弦电动势A、eB、eC。每相绕组电动势的有效值与转子的转速及磁极的磁通成正比，即 式中，E为相电动势的有效值，V；C 为发电机常数，其值与发电机结构有关；n为发电机转速，r/min；为磁极的磁通，Wb。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 （2）整流原理（*）。交流发电机定子绕组中感应产生的交流电，是通过6只
46、二极管组成的三相桥式全波整流电路转变为直流电的。二极管具有单向导电特性。由于3只正极管的正极分别接在发电机三相绕组的始端（A、B、C）上，它们的负极又连接在一起，所以3只正极管的导通原则是在某一瞬间正极电位最高者导通。而3只负极管的负极分别接在发电机三相绕组的始端，它们的正极又连接在一起，所以3只负极管的导通原则是在某一瞬间负极电位最低者导通。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 根据上述原则，其整流原理如图2-27所示。图2-27 整流原理图任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 除了部分交流发电机采用6管构成的三相桥式整流电路外
47、，还有部分交流发电机采用了8管、9管甚至是11管构成的整流电路，其整流过程基本相似。8管交流发电机整流电路如图2-28(a)所示，其特点是利用中性点的输出来提高发电机的输出功率。实验证明，加装中性点二极管后，在发电机转速超过2 000 r/min 时可提高11%15%的输出功率。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 9管交流发电机整流电路如图2-28(b)所示，其特点是两块正极板共用一块负极板，形成两路输出，一路给负载供电（包括给蓄电池充电），另一路提供自励电流及控制充电指示灯。11管交流发电机整流电路如图2-28(c)所示，它综合了8管与9管交流发电机整流电路
48、的特点，进一步改善了发电机的性能。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原理硅整流发电机的结构原理 图2-28 多管交流发电机整流电路任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 车用交流发电机的励磁方式与一般工业用交流发电机不同，车用交流发电机要求在低速时能快速发电。为了使交流发电机在低速运转时的输出电压满足汽车用电的要求，在发电机开始发电时采用他励方式，即由蓄电池提供励磁电流，增强磁场，使电压随发电机转速很快上升。当发电机输出电压高于蓄电池电压时（发电机的转速达到1 000 r/min左右），励磁电流便由发电机自身供给，这种励磁方式称为自励。由此可见，汽车交流发
49、电机在输出电压建立前后分别采用他励和自励两种不同的励磁方式。励磁方式与励磁控制形式励磁方式与励磁控制形式2.任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 汽车用交流发电机励磁电流的控制形式有两种。一种是控制励磁电流的相线，其可以通过发电机本体直接搭铁，这种控制方式通常称为内搭铁（或内搭铁交流发电机）；另一种控制方式是控制励磁电流的搭铁，这种控制方式通常称为外搭铁（或外搭铁交流发电机）。任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 输出特性也称负载特性或输出电流特性，是指当交流发电机保持输出电压一定时，发电机的输出电流与转速之间的关系。一般来说，标
50、称电压为12 V的交流发电机，其输出电压恒定在14 V；标称电压为24 V的发电机，其输出电压恒定在28V。通过试验可以测得一条输出特性曲线，即曲线I=f（n），如图2-29所示。交流发电机的工作特性（交流发电机的工作特性（*）3.1 1）输出特性）输出特性任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 图2-29 输出特性曲线任务任务2.2 2.2 硅整流发电机的结构原硅整流发电机的结构原理理 由输出特性可以看出发电机在不同转速下输出功率的情况。（1）当发电机在较低的空载转速时就能达到额定输出电压值，因此其具有低速充电性能好的优点。（2）当发电机转速升到满载转速时，即可
