第一章汽車電器及電子設(shè)備概述與蓄電池

1、汽車電器及電子設(shè)備主講 袁鵬平 傳統(tǒng)電器設(shè)備傳統(tǒng)電器設(shè)備的組成1、充電系統(tǒng)（電源系統(tǒng)）2、起動系統(tǒng)3、點火系統(tǒng)4、照明信號系統(tǒng)5、儀表系統(tǒng)6、其他輔助電器1、汽車電器設(shè)備的組成（1）充電系有發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器、蓄電池等，汽車用電設(shè)備的電源；（2）起動系主要指起動機(jī)，其任務(wù)是起動發(fā)動機(jī)；（3）點火系分電器、點火線圈、火花塞等，其功能是產(chǎn)生電火花，點燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣；（4）照明信號設(shè)備包括各種照明燈和信號燈以及喇叭、蜂鳴器等。其任務(wù)是保證各種運條件是的人車安全；照明信號系統(tǒng)頭燈（前照燈）（Head Lamp）霧燈（Fog Lamp）倒車燈（Back Up Lamp）室內(nèi)燈（Room Lamp）儀表

2、燈（Meter Lamp） 車幅燈（Clearance Lamp）駐車燈（Parking Lamp）牌照燈（License Plate Lamp） 指示用尾燈（Tail Lamp）方向指示燈（Turn Signal Lamp）剎車燈（Brake Lamp）照明用警告燈油壓警告燈（Oil Pressure Warning Lamp）充電警告燈（Charge Warning Lamp）油量警告燈（Fuel Level Warning Lamp）遠(yuǎn)光指示燈（High Beam Indicator）駐車剎車使用燈（Parking Brake Lamp）冷卻水溫警告燈（Water Temperature

3、 Lamp）阻風(fēng)門使用燈（Chock Lamp）（5）儀表燃油表、機(jī)油壓力表、水溫表、車速表；燃油表水溫表車速表發(fā)動機(jī)速度表（6）輔助設(shè)備電動刮水器、擋風(fēng)玻璃洗滌設(shè)備、防無線電干擾設(shè)備等。2、汽車電器設(shè)備的特點（1）低電壓汽車用電源電壓有6V、12V和24V三種，以12V和24V居多；（2）直流電源主要從蓄電池從充電角度來考慮；（3）單線制汽車上所有用電設(shè)備是并聯(lián)的，汽車發(fā)動機(jī)、底盤等金屬機(jī)體，作為各種電器的公用電路，由用電器到電源只需一條導(dǎo)線；（4）負(fù)極搭鐵我國JB515-64汽車、拖拉機(jī)用電設(shè)備技術(shù)條件中規(guī)定的。3、汽車電子信號的五大類型 (1)直流(DC)信號 在汽車中產(chǎn)生直流(DC)信

4、號的傳感器或電源裝置有-蓄電池電壓或控制電腦(PCM)輸出的傳感器參號電壓。模擬傳感器信號-發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器、燃油溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、廢氣溫再循環(huán)壓強(qiáng)和位置，翼板式或熱絲式空氣流量計、真空和節(jié)氣門開關(guān)，以及通用汽車、克萊斯勒汽車和亞洲汽車的進(jìn)氣壓力傳感器。 (2)交流(AC)信號 在汽車中產(chǎn)生交流(AC)信號的傳感器和裝置有：車速傳感器(VSS)、防滑制動輪速傳感器、磁電式曲軸轉(zhuǎn)角(CKP)和凸輪軸(CMP)傳感器、從模擬壓力傳感器(MAP)信號得到的發(fā)動機(jī)真空平衡波形、爆震傳感器(KS)。 (3)頻率調(diào)制信號 在汽車中產(chǎn)生可變頻率信號的傳感器和裝置有：數(shù)字式空

5、氣流量計、福特數(shù)字式進(jìn)氣壓力傳感器、光電式車速傳感器(VSS)、霍爾式車速傳感器(VSS)、光電式凸輪軸和曲軸轉(zhuǎn)角(CKP)傳感器、霍爾式凸輪軸(CAM)和曲軸轉(zhuǎn)角(CKP)傳感器。 (4)脈寬調(diào)制信號 在汽車中產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號的電路或裝置有：初級點火線圈、電子點火正時電路、廢氣再循環(huán)控制(EGR)、凈化、渦輪增壓和其它控制電磁閥、噴油嘴、怠速控制馬達(dá)和電磁閥。 (5)串行數(shù)據(jù)(多路)信號 若汽車中具備有自診斷能力和其它串行數(shù)據(jù)送給能力的控制模塊，則串行數(shù)據(jù)是由發(fā)動機(jī)控制電腦(PCM)，車身控制電腦(BCM)和防滑制動系統(tǒng)(ABS)或其控制模塊產(chǎn)生第一講 電源系統(tǒng) 為了能安全和舒適的駕駛，車輛

6、裝有許多電氣裝置。車輛不但在行駛時要用電，停車時也用電。因此汽車電源系統(tǒng)有蓄電池作為電源，并有充電系統(tǒng)，通過發(fā)動機(jī)運行來發(fā)電。充電系統(tǒng)向所有的電器設(shè)備供電并對蓄電池充電 電源系統(tǒng)整體圖 汽車電源系統(tǒng) 發(fā)電機(jī) 調(diào)節(jié)器（裝在發(fā)電機(jī)內(nèi)） 蓄電池 放電警告燈 點火開關(guān)等。作用 蓄電池、發(fā)電機(jī)與汽車用電設(shè)備都是并聯(lián)的。在發(fā)動機(jī)正常工作時，發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電和向蓄電池充電；起動時，蓄電池向起動機(jī)供電；放電警告燈用來指示蓄電池的充放電狀況；調(diào)節(jié)器的作用是使發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速變化時，能保持其輸出電壓恒定 電源系統(tǒng)電路示意圖 第一章 蓄電池 汽車蓄電池是一種儲存電能的裝置。一旦連接外部負(fù)載或接通充電電路，它便開始了

7、能量轉(zhuǎn)換過程，在放電過程中，蓄電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。在充電過程中，電能被轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。 第一節(jié) 蓄電池的作用、構(gòu)造與型號一、一、蓄電池的作用一、鉛酸蓄電池的作用 (1)發(fā)動機(jī)起動時，向起動機(jī)和點火系供電； (2)在發(fā)電機(jī)不發(fā)電或電壓較低時，向用電設(shè)備供電； (3)當(dāng)用設(shè)備同時接入較多，發(fā)電機(jī)超載時，協(xié)助發(fā)電機(jī)供電； (4)蓄電池存電不足，而發(fā)電機(jī)負(fù)載又較少時，將發(fā)電機(jī)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來（充電）。 (5）蓄電池相當(dāng)于一個大容量電容器，起到了整車電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定器的作用，能夠緩和電氣系統(tǒng)中的沖擊電壓，保護(hù)汽車上的電子設(shè)備； 二、蓄電池的構(gòu)造1、極板組2、隔板3、殼體4、聯(lián)條5、加液孔

8、蓋6、電解液加液孔蓋加液孔蓋殼體極柱觀察區(qū)觀察區(qū)隔板極板組蓄電池外殼加液孔蓋聯(lián)條電解液 電解液是用專用硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成，一般比重為1.241.30。 電解液比重小，易結(jié)冰，蓄電池的容量小 電解液比重過大，由于其粘度增加，其容量反而下降，而且縮短其壽命。 電解液的密度應(yīng)根據(jù)地區(qū)、氣候條件和制造廠的要求而定。電解液比重對蓄電池的工作影響很大不同地區(qū)和氣溫條件下的電解液比重氣候條件全充電蓄電池15 度時的比重冬季夏季冬季溫度低于-40的地區(qū)1.3101.250冬季溫度高于-40的地區(qū)1.2901.250冬季溫度高于-30的地區(qū)1.2801.250冬季溫度低于-20的地區(qū)1.2701.2

9、40冬季溫度低于0的地區(qū)1.2401.240 蓄電池一般分隔為三個或六個單格，每個單格電池的標(biāo)稱電壓為2V，將三個或六個單格電池串聯(lián)后制成一只6V或12V蓄電池總成。目前裝有汽油發(fā)動機(jī)的汽車上使用的是有6個單格電池組成的12伏蓄電池，裝有柴油發(fā)動機(jī)的汽車上使用的是有兩個12伏蓄電池串聯(lián)而成的24伏電源電池。隨著汽車上用電設(shè)備的增加目前汽車電源電壓有升高的趨勢，可能會是36伏或則48伏 三、蓄電池的類型與編號 蓄電池的型號一般都標(biāo)注在外殼上，其型號的編制由五部分組成。單格數(shù)蓄電池類 型蓄電池特征額定容量特殊性能123451蓄電池單格數(shù)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，常用的有3和6。2蓄電池的用途，用漢語拼音

10、第一個字母表示，Q為起動型，M為摩托車用，JC為船用，HK為飛機(jī)用等。3如A為干式荷電極板，無字為干封普通極板鉛蓄電池。420h率放電額定容量，用數(shù)字表示。單位為Ah。5特殊性能，用漢語拼音第一個字母表示，如G為高起動率；塑料槽用“S”；用“D”表示低溫啟動性好。蓄電池特征代號 國產(chǎn)部分車型的蓄電池型號和主要性能 例子 如3-Q-105表示蓄電池由3個單格組成，額定電壓為6V，額定容量為105Ah的起動用鉛蓄電池。 6-QA-105表示蓄電池由6個單格組成，額定電壓為12V，額定容量為105Ah的起動用干荷電極板，高起動率鉛蓄電池。第二節(jié) 蓄電池的工作原理化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化：當(dāng)蓄電池將化學(xué)

11、能轉(zhuǎn)化為電能而向外供電時，稱為放電過程；當(dāng)蓄電池與外界直流電源相聯(lián)而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來時，稱為充電過程 充電過程 蓄電池充電過程和放電過程 蓄電池的工作原理Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放電充電 當(dāng)蓄電池充足電時,正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極板上的活性物質(zhì)是純鉛。 第三節(jié) 蓄電池的工作特性 蓄電池的工作特性主要包括：蓄電池的工作特性主要包括： 蓄電池的電動勢、內(nèi)阻以及充、放電蓄電池的電動勢、內(nèi)阻以及充、放電特性。特性。1、靜止電動勢 靜止電動勢是指蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)(不充電也不放電)，正負(fù)極板之間的電位差(即開路電壓)，用E0表示。它的大小與電解液的相對密度

12、和溫度有關(guān) 2、內(nèi)阻 蓄電池的內(nèi)電阻大小反映了蓄電池帶負(fù)載的能力。在相同的條件下，內(nèi)電阻越小，輸出電流越大，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。蓄電池的內(nèi)電阻為極板電阻、電解液電阻、隔板電阻、連條和極柱電阻的總和，用R0表示 蓄電池內(nèi)阻與電解液比重和溫度有關(guān)，通常在比重為1.2左右時，硫酸電離度最好，內(nèi)阻最小3、蓄電池的充電特性Uc=E+IcRn蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓Ue和電解液密度等參數(shù)隨充電時間變化的規(guī)律。以一定的充電電流Ic向一只完全放電的蓄電池進(jìn)行充電，在充電過程中，每隔一定時間測量其單體電他的端電壓Uc、電解液密度和溫度，便可得到該蓄電池的充電特性曲線。 充電終了的三個標(biāo)志

13、（1）電解液呈“沸騰”狀（因析出氫氣和氧氣所致）；（2）電解液相對密度上升至最大值，且23h內(nèi)不再上升；（3）端電壓上升至最大值（2.7V），且23h內(nèi)不再升高。4、放電特性Uf=E-IfRn蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓Uf和電解液相對密度等參數(shù)隨時間而變化的規(guī)律。將一只完全充足電的蓄電池以20h放電率的電流進(jìn)行恒流放電，在放電過程中，每隔一定時間測量其單體電池的端電壓Uf和電解液相對密度，便可得到該蓄電池的放電特性曲線。 放電終止的標(biāo)志（1）單格電池電壓下降到放電終止電壓值（以20h放電率放電時，此值為1.75V）。（2）電解液相對密度下降到最小許可值，約為1.11。

14、第四節(jié) 蓄電池的容量一、蓄電池容量 蓄電池的容量是指在放電允許的范圍內(nèi)蓄電池輸出的電量，即Q= Iftf蓄電池的容量與放電電流的大小及電解液的溫度有關(guān)，其標(biāo)稱形式有兩種：1、額定容量Qe2、起動容量1.額定容量用20h率容量表示。國標(biāo)GB5008.1-91啟動用鉛蓄電池技術(shù)條件規(guī)定：將充電的新蓄電池在電解液溫度為255C條件下，以20h率的放電電流（0.05C20）連續(xù)放至單池平均電壓降到1.75V時，輸出的電量稱為額定容量。例如：3-Q-90型蓄電池，在電解液平均溫度為25的情況下，以4.5A放電電流連續(xù)放電20h后，單格電壓降為1.75V，它的額定容量Q=4.520=90（Ah） 2、啟動

15、容量 啟動容量表示蓄電池在發(fā)動機(jī)啟動時的供電能力，分為低溫啟動容量和常溫啟動容量。（1）低溫啟動容量電解液在18時，以3倍額定容量的電流持續(xù)放電至單格電壓下降至1V所放出的電量。持續(xù)時間應(yīng)在2.5min以上。 （2）常溫啟動容量電解液在30時，以3倍額定容量的電流持續(xù)放電至單格電壓下降至1.5V所放出的電量。持續(xù)時間應(yīng)在5min以上。 例如，3-Q-90型蓄電池在25以270A電流放電5min電池的端電壓降到4.5V，其起動容量為2705/60=22.5Ah 蓄電池的容量是標(biāo)志蓄電池對外放電能力、衡量蓄電池質(zhì)量的優(yōu)劣以及選用蓄電池的最重要指標(biāo)。二、影響蓄電池容量的因素1、放電電流 放電電流越大

16、，蓄電池的容量越小，這是因為放電過程中，正負(fù)極板上的PbO2和Pb與H2SO4發(fā)生反應(yīng)生成的PbSO4使極板孔隙縮小， H2SO4的滲入困難，放電電流越大，化學(xué)反應(yīng)速度越快， PbSO4堵塞極板孔隙加快， H2SO4的滲入越困難，其實際輸出的容量越小。2、電解液溫度 在一定的放電電流下，溫度越低則容量越小。 蓄電池的額定容量是在+30C時的容量，溫度每降低1 ，緩慢放電時的容量約減少1 % ，迅速放電時約減少2 %3、電解液比重 提高電解液比重，可以提高鉛蓄電池的電動勢和容量。但電解液比重過大，又導(dǎo)致粘度增加和內(nèi)阻增大，蓄電池容量反而減小。冬季在電解液不結(jié)冰的前提下，可能采用稍低些的電解液比重

17、第五節(jié) 蓄電池的維護(hù)與檢查 一、維護(hù)（1）經(jīng)常清除蓄電池表面的灰塵污物，電解液濺到蓄電池表面時，應(yīng)用抹布蘸10%濃度的蘇打水或堿水擦凈，電極樁和電線夾頭上出現(xiàn)氧化物時應(yīng)及時清除。（2）經(jīng)常疏通加液孔蓋上的通氣孔。（3）檢查各單格內(nèi)電解液的液面高度，如發(fā)現(xiàn)不足及時補(bǔ)充。（4）根據(jù)當(dāng)時的季節(jié)，及時調(diào)整電解液密度。 （5）放完電的蓄電池在 24h內(nèi)應(yīng)及時充電。 （6）停駛車輛的蓄電池，每兩個月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。 （7）常用車輛的蓄電池，放電程度冬季達(dá)25、夏季達(dá)50%時即應(yīng)充電，必要時及時進(jìn)行補(bǔ)充充電。（8）拆卸蓄電池電纜時，應(yīng)先拆下蓄電池負(fù)極，再拆下蓄電池正極；安裝蓄電池電纜時，應(yīng)先安裝蓄電池正極，再安裝蓄電池負(fù)極，以免拆卸過程中造成蓄電池斷路。 二、二、 蓄電池的正確使用蓄電池的正確使用 （1）不要連續(xù)使用起動機(jī)。每次起動的時間不得超過5s，如果一次未能起動，應(yīng)停頓15s以上再作第二次起動，連續(xù)三次起動不成功者，應(yīng)查明原因，排除故障后再起動發(fā)動機(jī)。 （2）安裝和搬運蓄電