汽车电器设备构造与维修-蓄电池.ppt

汽车电器汽车电器 构造与维修构造与维修 谈谈你对汽车电器的谈谈你对汽车电器的 认识或一些经历？认识或一些经历？绪 论一、汽一、汽车电气气设备的的发展概况展概况20世世纪50年代前年代前-以机械以机械为主，主，辅以必要的以必要的电器器设备20世世纪60年代年代-电子技子技术得到逐步的得到逐步的应用用20世世纪70年代年代-电子点火、子点火、电控控喷油等多种控制油等多种控制20世世纪80年代后年代后-通通讯技技术、安全技、安全技术、可靠性、可靠性、高效性、人性化等多方位高效性、人性化等多方位发展。展。二、汽二、汽车电器器设备的的组成成 分分为三大部分：三大部分：电源电源用电设备用电设备全车线路全车线路配电装置配电装置蓄电池、发电机蓄电池、发电机起动系、点火系、照明与信号系统、起动系、点火系、照明与信号系统、仪表及警报灯信号系统、辅助电器、仪表及警报灯信号系统、辅助电器、电子控制系统等电子控制系统等中央接线盒、保险装置、继电器、中央接线盒、保险装置、继电器、电线束及插接件、电路开关等电线束及插接件、电路开关等三、汽三、汽车电器器设备的特点的特点 1、采用直流采用直流电2、采用低采用低压电源源3、采用采用单线制制4、负极搭极搭铁四、本课程的性质、任务四、本课程的性质、任务 1 1、掌握汽车电路与相关电器设备的结构、基本工作原、掌握汽车电路与相关电器设备的结构、基本工作原理、使用和维修、检测和调试、故障判断与排除等理、使用和维修、检测和调试、故障判断与排除等基本知识和技能。基本知识和技能。结构结构 工作原理工作原理 检测与维修检测与维修2 2、读懂汽车电路图，学会用电路图分析汽车电路的基、读懂汽车电路图，学会用电路图分析汽车电路的基本工作情况；能根据具体电路进行故障判断和排除；本工作情况；能根据具体电路进行故障判断和排除；对常用的电气设备能够独立地完成拆装和检修；能对常用的电气设备能够独立地完成拆装和检修；能正确使用汽车电气设备维修中常用的工具、设备、正确使用汽车电气设备维修中常用的工具、设备、仪器、仪表。仪器、仪表。第一部分第一部分 电源系源系统一、一、蓄蓄电池池二、二、发电机机一、蓄一、蓄电池池 汽汽车蓄蓄电池俗称池俗称“电瓶瓶”，是一种将化学能与，是一种将化学能与电能相互能相互转化的装置，在汽化的装置，在汽车上与上与发电机并机并联，向，向全全车用用电设备供供电。1.1.蓄蓄电池的作用：池的作用：启启动发动机机时，给启启动机供机供电 当当发电机机过载时，协助助发电机向用机向用电设备供供电 当当发电机端机端电压高于蓄高于蓄电池池电压时，蓄，蓄电池充池充 电，储存存电能。能。一、蓄电池汽车对蓄电池的基本要求汽车对蓄电池的基本要求 :在发动机起动时，蓄电池必须能给起动机在发动机起动时，蓄电池必须能给起动机提供提供200200600A600A的电流（有的柴油发动机最大起动电的电流（有的柴油发动机最大起动电流超过流超过10001000A A），），并且要能持续一定的时间（一般并且要能持续一定的时间（一般要求要求5 510s10s以上）；在发电机发生故障不能发电时，以上）；在发电机发生故障不能发电时，蓄电池的容量应能维持车辆行驶一定的时间。所以，蓄电池的容量应能维持车辆行驶一定的时间。所以，要求汽车用蓄电池有尽可能小的内阻和足够的容量要求汽车用蓄电池有尽可能小的内阻和足够的容量一、蓄一、蓄电池池2.2.蓄蓄电池的分池的分类(广泛使用广泛使用铅酸蓄酸蓄电池池)2.1 2.1 普通普通铅酸蓄酸蓄电池池 2.2 2.2 免免维护蓄蓄电池池 2.3 2.3 干荷干荷电蓄蓄电池池 2.4 2.4 湿荷湿荷电蓄蓄电池池 2.5 2.5 胶体胶体电解解质铅蓄蓄电池池3.蓄蓄电池的池的结构构3.1 3.1 极板：核心，化学反应的场所极板：核心，化学反应的场所 正、负极板上的活性物质分别填充在铅锑合金铸成正、负极板上的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上的栅架上 ，铅占，铅占9494，锑占，锑占6 6 。目前国内外已使用铅锑砷合金作板栅，可以减缓腐目前国内外已使用铅锑砷合金作板栅，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。长蓄电池的使用寿命。负极板栅厚度负极板栅厚度 ：1.8 mm(1.8 mm(厚厚)一一1.4 mm(1.4 mm(薄薄)正极板栅厚度正极板栅厚度 ：2.4 mm(2.4 mm(厚厚)一一1.8 mm(1.8 mm(薄薄)正极板片数：正极板片数：4 4一一1313片片 负极板片数：负极板片数：5 5一一1414片片 （负极板比对应正极多一片）（负极板比对应正极多一片）隔板：把正负极板隔开，防止短路隔板：把正负极板隔开，防止短路 常见的隔板材料有木材。微孔橡胶、微孔塑料、常见的隔板材料有木材。微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆和玻璃丝棉等几类。玻璃纤维纸浆和玻璃丝棉等几类。隔板一般厚度小于隔板一般厚度小于1mm 1mm，安装时，应将带沟槽，安装时，应将带沟槽的一面竖直朝向正极板。的一面竖直朝向正极板。3.3 3.3 电解液电解液 电解液由的纯硫酸和蒸馏水配制而成，密度电解液由的纯硫酸和蒸馏水配制而成，密度一般在一般在 1.31 g1.31 gcmcm3 3，使用时根据当地的气候条，使用时根据当地的气候条件和制造厂的要求进行选择。对于透明塑料容器的件和制造厂的要求进行选择。对于透明塑料容器的蓄电池，还可以通过指示线观察液面高度。蓄电池，还可以通过指示线观察液面高度。从表可以发现，冬季的密度比夏季的高，越寒冷的地区，密度越大4 4外壳外壳 外壳是用来盛放电解液和电池组的，因此，必须外壳是用来盛放电解液和电池组的，因此，必须耐酸、耐温、耐寒、抗振等。耐酸、耐温、耐寒、抗振等。常用的材料有硬质橡胶、沥青塑料、工程塑料等常用的材料有硬质橡胶、沥青塑料、工程塑料等绝缘材料。我国目前已大量生产聚丙烯等工程塑料绝缘材料。我国目前已大量生产聚丙烯等工程塑料蓄电池外壳。蓄电池外壳。5 5其他零部件其他零部件 （l l）铅连接条）铅连接条 ：把单体电池联接起来，有外露式、跨桥式和穿把单体电池联接起来，有外露式、跨桥式和穿壁对焊式三种。壁对焊式三种。（2 2）极桩：）极桩：有有圆圆锥锥形形和和L L形形等等形形状状，为为了了表表示示，会会涂涂上上相相应的油漆应的油漆 免维护电池免免维护蓄蓄电池池与普通与普通铅蓄蓄电池相比，有以下特点池相比，有以下特点:(1)(1)极板极板栅架采用架采用铅钙合金或低合金或低锑合金合金(含含锑2%2%3%)3%)，减少了析气量，耗水量。，减少了析气量，耗水量。同同时自行放自行放电也大大减少，使用寿命延也大大减少，使用寿命延长。(2)(2)隔板采用袋式聚隔板采用袋式聚氯乙乙烯隔板，将正隔板，将正极板包住，可保极板包住，可保护正极板活性物正极板活性物质不致脱不致脱落，并防止极板短路。落，并防止极板短路。(3)(3)有的通气孔采用新型安全通气装有的通气孔采用新型安全通气装置，可保持蓄置，可保持蓄电池内的酸气，避免与外部池内的酸气，避免与外部火花直接接触，以防爆炸。通气塞中火花直接接触，以防爆炸。通气塞中还装装有催化有催化剂钯，帮助排出的，帮助排出的氢氧离子氧离子结合生合生成水再回到蓄成水再回到蓄电池中去，减少了水的消耗。池中去，减少了水的消耗。这种新型通气装置种新型通气装置还可使蓄可使蓄电池池顶部和接部和接线柱保持清柱保持清洁，减少了接，减少了接头的腐的腐蚀。(4)(4)单格格电池池间采用穿壁式采用穿壁式连接，减小了内阻，接，减小了内阻，提高了起提高了起动性能。性能。(5)(5)外壳外壳为聚丙聚丙烯塑料塑料热压而成，壳底没有凸而成，壳底没有凸肋，极板肋，极板组直接座落在蓄直接座落在蓄电池底部，池底部，这样可使极可使极板上部容板上部容积增大，增大，电解液解液储量增大，且壳体内壁量增大，且壳体内壁薄，与同容量薄，与同容量电池相比，重量池相比，重量轻，体，体积小。小。免免维护铅蓄蓄电池的使用特性池的使用特性（1）使用中不需要加水）使用中不需要加水（2）自放）自放电少，寿命少，寿命长（3）接）接线柱腐柱腐蚀较小小（4）起）起动性能好性能好4.4.蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理 蓄电池的工作过程就是化学能与电能相互转换蓄电池的工作过程就是化学能与电能相互转换的过程。的过程。电化学反化学反应方程式方程式为：PbO2+2H2SO4+Pb PbSO4+2H2O+PbSO4（正极板）（正极板）（电解液）解液）（负极板）极板）（正极板）（正极板）（电解液）（解液）（负极板）极板）放电充电 正极板的正极板的电极极电位位约为十十20V。极板的极板的电极极电位位约为一一01V。在静止状在静止状态下的下的电动势E E。约为。实际测定的定的结果是果是 E EO O 2.044 V2.044 V。蓄蓄电池的放池的放电过程程 正极板上：正极板上：PbPb4+4+2e2ePbPb2+2+Pb Pb2+2+SOSO4 42 2PbSOPbSO4 4负极板上：极板上：PbPb2+2+SOSO4 42 2PbSOPbSO4 4 Pb Pb 2e2ePbPb2+2+电解液中的解液中的 H H2 2SOSO4 4逐逐渐减少，而减少，而H H2 2O O逐逐渐增多，增多，电解液密度下降。解液密度下降。蓄电池的充电过程蓄电池的充电过程 正极板上：正极板上：PbSOPbSO4 4PbPb2+2+SOSO4 42 2 PbPb2+2+2 2e e(外电力的作用外电力的作用)Ph)Ph4+4+Ph Ph4+4+4OH4OHPb(OH)Pb(OH)4 4 Pb(OH)Pb(OH)4 4PbOPbO2 2 H H2 2O O SO SO4 42 2 2H2H+HH2 2 SO SO4 4 正总反应：正总反应：PbSOPbSO4 42e2e2H2H2 2O OSOSO4 42 2PbOPbO2 22 H2 H2 2 SO SO4 4 负极板上的总反应：负极板上的总反应：PbSOPbSO4 42e2e2H2H+PbPbH H2 2 SO SO4 4 蓄电池充放电时的特征蓄电池充放电时的特征:放电时：（放电时：（H H2 2 SO SO4 4）,（H H2 2O O）,电解液密度电解液密度充电时：充电时：（H H2 2 SO SO4 4）,（H H2 2O O）,电解液密度电解液密度在充放电时，电解液密度发生变化，主要是由于正在充放电时，电解液密度发生变化，主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板的活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。极板处的电解液流动性要好。放电终了时，极板上尚余有放电终了时，极板上尚余有70708080的活性物质的活性物质没有起作用。没有起作用。影响蓄电池容量的因素影响蓄电池容量的因素 影响蓄电池容量有以下四方面的因素。影响蓄电池容量有以下四方面的因素。1 1极板的构造极板的构造 2 2放电电流放电电流 ：放电电流越大，蓄电池的容量就越低。放电电流越大，蓄电池的容量就越低。注意：一次起动时间不应超过注意：一次起动时间不应超过5S5S；连续两次起；连续两次起动应间隔动应间隔 15 S15 S以上。以上。3 3电解液的温度电解液的温度4 4电解液的密度电解液的密度 5.5.蓄电池的使用蓄电池的使用5.1 5.1 蓄电池的识别蓄电池的识别5.25.2 蓄电池的正确使用蓄电池的正确使用6-QW-105D6 蓄电池的充电 蓄电池充电的方法 充电可分为定流充电、定压充电和快速充电三种。1）定流充电 在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法称为定流充电。方法：方法：、充电电流大小：为C20的115l10；、当单格电压达时，充电电流减小一半，直到充满为止。特点：特点：有较大的适应性，可以任意选择和调整充电电流，因此可以对各种不同情况及状态的蓄电池充电。例如，新蓄电池的初充电，使用中的蓄电池补充充电，去硫充电等。定流充电的不足之处在于需要经常调节充电电流，充电时间长。2、定压充电在充电过程中，直流电源电压保持不变的充电方法称为定压充电。采用定压充电时，应注意选择充电电压。电压选择过高会造成充电初期充电电流过大和发生过充电现象，造成极板损坏；电压选择过低则会使蓄电池充电不足。一般单格电池充电电压定为2.5 V，即蓄电池的充电电压应为（1480005）V（6格电池）或（）V（3格电池）。此外，充电初期最大充电电流不应超过03 C20A，否则应适当调低充电电压，待蓄电池电动势升高后再将充电电压调整到规定值。3快速充电 采用快速充电，新蓄电池初充电不超过5h，补充充电只需要0515h，大大缩短了充电时间，提高了效率。目前采用的快速充电方法有脉冲快速充电法和大电流递减充电法。一般在蓄电池集中、充电频繁的场合或应急部门使用快速充电。但其输出容量较低，能量转换效率也较低，不能将蓄电池完全充足，且对蓄电池的寿命有不利的影响。152蓄电池充电的种类 1初充电 初充电的特点是充电电流小，充电时间长。（l）加注电解液 按制造厂的规定，加注一定密度的电解液。液面高出极板上沿15mm。加注电解液后，蓄电池应静置36h，待温度低于35才能进行充电。（2）初充电过程 第一阶段充电电流约为额定容量的115，充电至电解液中逸出气泡，单格电压达到24v时为止。第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，密度和瑞电压连续3 h不变时为止。（3）注意事项、充电过程中应经常测量电解液温度，上升到40时应将充电电流减半；上升到45时应停止充电，待冷至35以下再行充电。、初充电接近完毕时应测量电解液密度，如果不符合规定值，应用蒸馏水或密度为1400gcm3的电解液调整，调整后再充电 2 h。、新蓄电池充电完毕后，要以20 h放电率放电，再次充电，然后又以20 h放电率再次放电。如果第二次放电的蓄电池容量不小于额定容量的90，就可以使用了。2补充充电 如果电解液密度下降到 1150 gcm3以下，或单格电池电压下降到 175 V以下，或冬季放电超过25，夏季放电超过50，或前照灯灯光比平时暗淡，或起动无力，则必须进行补充充电。补充充电可采用定流充电，也可采用定压充电。若采用定流充电方法，其充电过程与初充电相似，但充电电流可以略大一些。第一阶段的充电电流为额定容量的110，充电至单格电池电压达到24V时电流减半，直至充足。若采用定压充电，其充电方法如下：将蓄电池与充电电源连接。将电压调至规定值，观察充电电流，如果电流超过03C20A，应适当降低电压、待蓄电池电动势升高后再将电压调至规定值。充电电流在连续2h内变化不大于01A，且电解液密度无明显变化，则可以认为充电结束。3预防硫化过充电 为预防硫化，蓄电池每隔3个月进行一次预防硫化过充电：先用补充充电的电流值将电池充足，然后间歇l h，将电流值减半继续充至沸腾，这样反复数次，直到蓄电池刚一接入直流电源充电就立即沸腾起来，这时就可以结束充电了。4去硫充电 去硫充电：光倒出容器内的电解液，用蒸馏水反复冲洗数次，然后加入蒸馏水，用初充电电流进行充电，并且随时测量电解液密度。当密度上升到1150 gcm3时，要加蒸馏水冲淡，继续充至密度不再上升。然后进行放电，反复进行到在6 h内密度值不再变化时为止。最后按初充电的方法充电，调整电解液密度至规定值。5、锻炼循环充电即按正常的充电方法将蓄电池充足，然后以20 h放电率放完，再按正常充电方法充足。1 15 53 3蓄蓄电池充池充电注意事注意事项 严格遵守各种充电方法的充电规范。将充电机与蓄电池连接时，要注意极性。在充电机工作时，不要连接或脱开充电机引线。在充电过程中，要注意电压和电解液密度。在充电过程中，要注意各个单格电池的温升。充电时，打开蓄电池加液孔盖，使气体顺利逸出。通风好，严禁在附近产生电火花、明火和吸烟。充电时，导线必须连接可靠。16蓄电池的使用与维护 161蓄电池的维护 定期检查蓄电池安装是否牢固，线夹与极桩的连接是否牢固，并及时清除线夹和极桩上的氧化物。在其表面涂上凡上林或黄油可防止氧化。经常检查蓄电池表面是否清洁，应及时清除灰尘、油污、电解液等脏物。畅通加液孔盖通气小孔。定期检查电解液的液面高度，液面一般应高出极板1015 mm，液面过低时应及时补充蒸馏水。除非确知液面降低是由于电解液溅出所致，否则一般不允许加注硫酸溶液。检查蓄电池的放电程度，如果放电程度冬季超过25，夏季超过50时，就应对蓄电池立即进行补充充电。定期对蓄电池进行补充充电，不考虑蓄电池放电程度强制性进行补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电状态，避免极板硫化。定期补充充电一般为每月一次，城市公共汽车可短些，而长途运输车辆可更长一些。连接蓄电池时，细心查明极性，不要接错。脱开蓄电池时，始终要先拆负极（搭铁）电缆。千万不要把工具放在蓄电池上。它们可能会同时触及两个极桩，使蓄电池短路而引起事故。162蓄电池技术状况检查 1电解液液面的检查 2电解液密度的检查3用高率放电计测量放电电压 读数在175 V以上说明单格电池完好。读数在17515 V表明放电较多，应进行补充充电。4蓄电池开路电压的检查 163蓄电池常见故障 1极板硫化（主要有：）充电不足的蓄电池长期放置时，温升时，极板上一部分硫酸铅溶于电解液中；温降时，溶解度随之减小，部分硫酸铅再结晶成粗大颗粒的硫酸铅附在极板上，使之硫化。电池内液面过低，极板上部与空气接触而氧化（主要是负极板）。电解液密度过大或不纯，气温变化大都能使极板硫化。补救办法：当硫化不严重时，可采用去硫充电法进行充电。当硫化严重时，应予以报废。2、自行放电 自行放电的原因主要有：电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。电池溢出的电解液堆积在盖板上，使正负极桩形成通路。极板活性物质脱落，下部沉淀物过多使极极短路。蓄电池长期放置不用，硫酸下沉，下部密度比上部大，极板上下部发生电位差引起自行放电等。发生自放电故障后，应倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，再用蒸馏水冲洗极板和隔板，然后重新组装，加入新的电解液重新充电。3极板短路 隔板损坏、极板拱曲变形或活性物质大量脱落都会造成极板短路。极板短路的外部特征是充电电压低，密度上升很慢，充电中气泡很少，而且用高率放电叉测试时，单格电池电压很低或者为零。对于短路的蓄电池必须拆开，查明原因并进行故障排除。4活性物质脱落 负极板上活性物质脱落的主要原因是大电流过充电，产生大量的氢气和氧气，当氢气从负极板的孔隙向外冲出时，会使活性物质脱落。汽车行驶中的颠簸振动，也会加速活性物质的脱落。