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工程机械电气设备工程机械电气设备 教学课件 主编 王安新 第一章 电源系统电源系统第二章 起动系统起动系统目录目录第三章 点火系统点火系统第四章 照明与信号系统照明与信号系统第五章 仪表及传感器仪表及传感器第六章 空调系统空调系统第七章 全车电路全车电路第八章 施工现场供电施工现场供电第一章第一章 电源系统电源系统知识目标知识目标v1.能描述蓄电池、电压调节器、发电机的作用、能描述蓄电池、电压调节器、发电机的作用、结构及其工作过程。结构及其工作过程。v2.能说出各电器元件端子的名称，并能检测元件能说出各电器元件端子的名称，并能检测元件的技术性能。的技术性能。v3.能描述各种类型电源电路的工作原理。能描述各种类型电源电路的工作原理。v4.能描述蓄电池的日常使用和维护。能描述蓄电池的日常使用和维护。v5.能描述电源系统常见故障现象。能描述电源系统常见故障现象。v6.能分析常见故障原因。能分析常见故障原因。能力目标能力目标v1.能在车上识别电源系统中的电气元件。能在车上识别电源系统中的电气元件。v2.会正确使用检测仪器、仪表。会正确使用检测仪器、仪表。v3.能正确维护蓄电池。能正确维护蓄电池。v4.能判断发电机的好坏。能判断发电机的好坏。v5.能读懂不同类型的电源系统电路图。能读懂不同类型的电源系统电路图。v6.能根据电源系统的故障现象，分析故障原因。能根据电源系统的故障现象，分析故障原因。v7.会更换电器元件，正确接线，排除电源故障。会更换电器元件，正确接线，排除电源故障。v8.会写维修维护记录。会写维修维护记录。第一节第一节 概述概述一、工程机械电源系统的组成：由蓄电池、发电机一、工程机械电源系统的组成：由蓄电池、发电机及调节器、相关线路等组成。及调节器、相关线路等组成。二、蓄电池与发电机并联，蓄电池的作用是：二、蓄电池与发电机并联，蓄电池的作用是：v (1)(1)起动发动机时，给起动机供电，若为汽油机起动发动机时，给起动机供电，若为汽油机则还给点火系供电。要求在则还给点火系供电。要求在5-10s5-10s内向起动机提供强内向起动机提供强大电流大电流(汽油机一般为汽油机一般为200-600A200-600A，柴油机一般为，柴油机一般为800-800-l000A)l000A)。v (2)(2)发电机不工作或输出电压过低时，向用电设发电机不工作或输出电压过低时，向用电设备供电。备供电。v (3)(3)在发电机短时间超负荷时，可协助发电机向在发电机短时间超负荷时，可协助发电机向用电设备供电。用电设备供电。第一节第一节 概述概述v(4)(4)蓄电池储电不足时，可将发电机的电能转变为蓄电池储电不足时，可将发电机的电能转变为化学能储存起来。化学能储存起来。v(5)(5)具有电容器的作用，能吸收瞬间高电压，保护具有电容器的作用，能吸收瞬间高电压，保护电路中电子元件不被损坏。电路中电子元件不被损坏。三、电源系统的基本电路如图三、电源系统的基本电路如图1-11-1所示，它包括：所示，它包括：v(1)(1)发电机的工作电路发电机的工作电路发电机励磁电路及调节发电机励磁电路及调节器电路器电路;v(2)(2)充电电路充电电路充电电路及充电指示灯电路。充电电路及充电指示灯电路。第一节第一节 概述概述第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号一、蓄电池的构造一、蓄电池的构造v蓄电池的构造如图蓄电池的构造如图1-21-2所示，一般由所示，一般由6 6个单格电池个单格电池串联后形成一个串联后形成一个12V12V的蓄电池总成，每个单格电池的的蓄电池总成，每个单格电池的额定电压为额定电压为2V2V。蓄电池主要由正负极板组成的极板。蓄电池主要由正负极板组成的极板组、隔板、电解液、外壳、连接条和极柱等组成。组、隔板、电解液、外壳、连接条和极柱等组成。v1.1.极板极板v极板是铅蓄电池的主要组成部分，它分为正极板极板是铅蓄电池的主要组成部分，它分为正极板和负极板，正、负极板均由栅架（如图和负极板，正、负极板均由栅架（如图1-31-3）和活性）和活性物质组成。铅蓄电池的充、放电过程就是依靠极板物质组成。铅蓄电池的充、放电过程就是依靠极板上的活性物质和电解液中的硫酸进行化学反应来实上的活性物质和电解液中的硫酸进行化学反应来实现的。现的。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v正、负极板栅架结构相同，栅架的作用是容纳活正、负极板栅架结构相同，栅架的作用是容纳活性物质并使极板成型，一般由铅锑合金浇铸而成。性物质并使极板成型，一般由铅锑合金浇铸而成。v栅架中加锑有利于提高其机械强度，改善浇铸性栅架中加锑有利于提高其机械强度，改善浇铸性能，缺点是易引起蓄电池自行放电、栅架腐蚀等。能，缺点是易引起蓄电池自行放电、栅架腐蚀等。v活性物质是极板上的工作物质，正极板上的活性活性物质是极板上的工作物质，正极板上的活性物质主要是二氧化铅物质主要是二氧化铅(PbO(PbO2 2)，呈，呈深褐色深褐色。负极板上。负极板上的活性物质主要是海绵状的纯铅的活性物质主要是海绵状的纯铅(Pb)(Pb)，制作时铅膏，制作时铅膏中加入了松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂，成型后中加入了松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂，成型后负极板呈负极板呈深灰色深灰色。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v将正、负极板各一片浸入电解液中，就可获得将正、负极板各一片浸入电解液中，就可获得2.1V2.1V的电动势。为了增大蓄电池的容量，而又不致的电动势。为了增大蓄电池的容量，而又不致使体积过大，一般都采用小面积的多片正、负极板使体积过大，一般都采用小面积的多片正、负极板分别并联，用横板焊接，组成正、负极板组，如图分别并联，用横板焊接，组成正、负极板组，如图1-41-4所示。所示。v安装时正、负极板相互嵌合，中间插入隔板，放安装时正、负极板相互嵌合，中间插入隔板，放入单格电池槽内，形成单格电池。入单格电池槽内，形成单格电池。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v2.2.隔板隔板v为了减小铅蓄电池的内电阻和尺寸，正、负极板为了减小铅蓄电池的内电阻和尺寸，正、负极板间的距离应尽可能的小，为此在二者之间插入隔板。间的距离应尽可能的小，为此在二者之间插入隔板。隔板的作用就是使正、负极板尽量靠近而不至于短隔板的作用就是使正、负极板尽量靠近而不至于短路。隔板采用绝缘材料制成，具有多孔性、有一定路。隔板采用绝缘材料制成，具有多孔性、有一定的机械强度、耐酸、不含对极板有害的物质。的机械强度、耐酸、不含对极板有害的物质。v隔板的结构形状有槽沟状、袋状等，如图隔板的结构形状有槽沟状、袋状等，如图1-51-5所示。所示。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号a)槽沟状隔板 b)袋状隔板图1-5 蓄电池隔板结构第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v3.3.电解液电解液 v电解液是由密度为电解液是由密度为1.484g/cm1.484g/cm3 3的化学纯净硫酸和的化学纯净硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的溶液，相对密度一蒸馏水按一定比例配制而成的溶液，相对密度一般在般在1.24-1.30g/cm3(25)1.24-1.30g/cm3(25)。v电解液的作用是形成电离，促使极板活性物质溶电解液的作用是形成电离，促使极板活性物质溶离，产生可逆的电化学反应。离，产生可逆的电化学反应。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v4.4.外壳外壳 v蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的容器，蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的容器，其材料具有耐热、耐酸、耐振等特性。目前国内其材料具有耐热、耐酸、耐振等特性。目前国内多采用硬橡胶外壳和聚丙乙烯外壳，以后者居多。多采用硬橡胶外壳和聚丙乙烯外壳，以后者居多。壳内用间壁分隔成壳内用间壁分隔成3 3个或个或6 6个互不相通的相同单格，个互不相通的相同单格，单格底部有凸筋用来积存极板脱落的活性物质。单格底部有凸筋用来积存极板脱落的活性物质。每个单格内放入一对极板组，组成一个单格电池。每个单格内放入一对极板组，组成一个单格电池。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v5.5.连接条连接条 v铅蓄电池一般由若干个单格电池串联而成，每个铅蓄电池一般由若干个单格电池串联而成，每个单格电池的额定电压单格电池的额定电压2V2V。连接条的作用是将单格。连接条的作用是将单格电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。v6.6.极柱极柱 v铅蓄电池的首尾两极板组的横板上分别焊有两接铅蓄电池的首尾两极板组的横板上分别焊有两接线柱称为蓄电池的正、负极柱。线柱称为蓄电池的正、负极柱。v为了便于区分，为了便于区分，正极柱正极柱上或旁边标有上或旁边标有“”记号记号或涂红色，或涂红色，较粗较粗；负极柱上或旁边标有；负极柱上或旁边标有“”记记号，号，较细较细。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号二、蓄电池的规格型号二、蓄电池的规格型号v蓄电池的型号按蓄电池的型号按铅酸蓄电池名称、型号编制与铅酸蓄电池名称、型号编制与命名办法命名办法(JB/T 2509-2012)(JB/T 2509-2012)规定，国产蓄电池规定，国产蓄电池的型号共分的型号共分3 3段段5 5部分，其产品型号的编制和含义部分，其产品型号的编制和含义如下如下:串联单格电池数串联单格电池数电池类型和特征电池类型和特征额定容量额定容量第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v（1 1）串联单格电池数）串联单格电池数用阿拉伯数字表示，其用阿拉伯数字表示，其额定电压为这个数字的额定电压为这个数字的2 2倍。倍。v（2 2）蓄电池的类型）蓄电池的类型是根据其主要用途来划的。是根据其主要用途来划的。如起动型蓄电池用如起动型蓄电池用“Q Q”，代号，代号Q Q是汉字是汉字“起起”的的第一个拼音字母。第一个拼音字母。v（3 3）蓄电池特征）蓄电池特征为附加部分，仅表示同类用为附加部分，仅表示同类用途的产品具有某种特征，在型号中又必须加以区途的产品具有某种特征，在型号中又必须加以区别时才采用。当产品同时具有两种特征时，应按别时才采用。当产品同时具有两种特征时，应按表表1-21-2顺序将两个代号并列标志。顺序将两个代号并列标志。第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v蓄电池产品特征代号蓄电池产品特征代号 表表1-2 1-2 v(4)(4)额额定定容容量量用用阿阿拉拉伯伯数数字字表表示示，指指20h20h放放电率额定容量，单位为电率额定容量，单位为A Ah h。产品特征产品特征 干荷电干荷电 湿荷电湿荷电 少维护少维护防酸式防酸式 液密式液密式 代号代号 A H SF M产品特征产品特征 气密式气密式 薄型极板薄型极板 带液式带液式 免维护免维护胶质电解液胶质电解液 代号代号 Q B D W J第二节第二节 蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号v(5)(5)在在产产品品具具有有某某些些特特殊殊性性能能时时，可可在在型型号号的的末末尾尾加加注注相相应应的的代代号号。如如：G G表表示示高高起起动动率率；S S表表示示塑料外壳；塑料外壳；D D表示低温起动性能。表示低温起动性能。v蓄电池规格型号举例：蓄电池规格型号举例：6-QAW-105G6-QAW-105G：表表示示由由6 6个个单单格格电电池池串串联联组组成成，额额定定电电压压为为12V12V，额额定定容容量量为为105A105Ah h的的起起动动用用干干荷电免维护高起动率蓄电池。荷电免维护高起动率蓄电池。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性一、蓄电池的工作原理一、蓄电池的工作原理 v蓄电池是由正、负极板浸入在电解液中形成的，蓄电池是由正、负极板浸入在电解液中形成的，其内部发生的化学反应是可逆的，在充、放电过其内部发生的化学反应是可逆的，在充、放电过程中，蓄电池内的导电是依靠正、负离子的反向程中，蓄电池内的导电是依靠正、负离子的反向运动来实现的。运动来实现的。v当蓄电池对负载当蓄电池对负载放电放电时，正极板上深褐色的时，正极板上深褐色的PbPbO O2 2转化成了浅褐色的转化成了浅褐色的PbSOPbSO4 4；负极板上深灰色的海绵；负极板上深灰色的海绵状状PbPb转化成了灰色的转化成了灰色的PbSOPbSO4 4；电解液中的部分；电解液中的部分H H2 2SOSO4 4转变为转变为H H2 2O O而使其而使其浓度降低浓度降低。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v充电充电时，正负极板上的时，正负极板上的PbSOPbSO4 4逐渐恢复为逐渐恢复为 PbOPbO2 2和和PbPb，电解液中的硫酸，电解液中的硫酸浓度增高浓度增高。v蓄电池充、放充电过程的电化学反应式为蓄电池充、放充电过程的电化学反应式为:第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v1.1.电动势的建立电动势的建立 v根据能斯特理论，金属或金属化合物插入电解液根据能斯特理论，金属或金属化合物插入电解液后，部分金属或金属化合物溶于电解液，后，部分金属或金属化合物溶于电解液，当溶解当溶解达到平衡时，在金属或金属化合物与电解液之间达到平衡时，在金属或金属化合物与电解液之间产生了电势差，叫作产生了电势差，叫作电极电势电极电势。材料不同，电极。材料不同，电极电势不同。蓄电池正极是二氧化铅电势不同。蓄电池正极是二氧化铅(PbO(PbO2 2)，负极，负极是铅是铅(Pb)(Pb)，两者之间形成蓄电池的，两者之间形成蓄电池的电动势电动势。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v2.2.放电过程放电过程v蓄电池将蓄电池将化学能转换成电能化学能转换成电能的过程称为蓄电池的的过程称为蓄电池的放电放电过程。当蓄电池接上负载时，在电动势的作过程。当蓄电池接上负载时，在电动势的作用下，放电电流用下，放电电流I If f便从正极经过负载流向负极，便从正极经过负载流向负极，即电子从负极流向正极，使正极电位降低、负极即电子从负极流向正极，使正极电位降低、负极电位升高，原有的电离平衡被破坏。电位升高，原有的电离平衡被破坏。v在正极板处，在正极板处，PbPb4+4+得到电子变成得到电子变成PbPb2+2+后又与电解液后又与电解液中的中的SOSO4 42-2-结合生成结合生成PbSOPbSO4 4沉附于正极板上，使正极沉附于正极板上，使正极板处的电离平衡因为板处的电离平衡因为PbPb4+4+的减少而被打破，从而引的减少而被打破，从而引起起PbOPbO2 2不断减少；不断减少；v在负极板处，因为极板上的电子减少打破了负极在负极板处，因为极板上的电子减少打破了负极第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性 板与电解液之间的电离平衡，从而引起负极板上板与电解液之间的电离平衡，从而引起负极板上的的PbPb失去电子形成失去电子形成PbPb2+2+，PbPb2+2+又与电解液中又与电解液中SOSO4 42-2-的的 结合生成结合生成PbSOPbSO4 4沉附于极板上；沉附于极板上；v在电解液中，由于在电解液中，由于 OHOH-的减少和氢离子的减少和氢离子(H(H+)相对增相对增多，打破原来的平衡，使相对过剩的多，打破原来的平衡，使相对过剩的OHOH-与与H H+不断不断结合成水。结合成水。v当放电回路断开时，放电过程即被终止，正负极当放电回路断开时，放电过程即被终止，正负极与电解液之间达到新的电离平衡状态；与电解液之间达到新的电离平衡状态；第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v蓄电池放电过程具有以下特征：蓄电池放电过程具有以下特征：(1)(1)正、负极板上的活性物质逐渐转变为正、负极板上的活性物质逐渐转变为PbSOPbSO4 4。(2)(2)随着放电的进行，电解液中的随着放电的进行，电解液中的H H2 2SOSO4 4减少，水减少，水增多，电解液密度下降。增多，电解液密度下降。(3)(3)由于由于PbSOPbSO4 4的导电性能比的导电性能比PbOPbO2 2和和PbPb差，随着差，随着PbSOPbSO4 4的增多，蓄电池内阻增大。同时，的增多，蓄电池内阻增大。同时，由于由于PbSOPbSO4 4附着于极板表面，使电解液与附着于极板表面，使电解液与PbOPbO2 2和和PbPb接触接触面积越来越小，蓄电池的供电能力逐渐下降。面积越来越小，蓄电池的供电能力逐渐下降。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v3.3.充电过程充电过程 v蓄电池将外接电源的蓄电池将外接电源的电能转换成化学能电能转换成化学能储存起来储存起来的过程称为蓄电池的的过程称为蓄电池的充电充电过程。过程。v蓄电池充电过程具有以下特征：蓄电池充电过程具有以下特征：v(1)(1)正、负极板上的活性物质逐渐由正、负极板上的活性物质逐渐由PbSOPbSO4 4转变为转变为PbOPbO2 2和和PbPb。v(2)(2)随着充电的进行，电解液中的水减少、随着充电的进行，电解液中的水减少、H H2 2SOSO4 4增增多，电解液密度上升。在充电过程中，可以通过多，电解液密度上升。在充电过程中，可以通过检测电解液密度来判断蓄电池的充电程度。检测电解液密度来判断蓄电池的充电程度。v(3)(3)随着充电的进行，随着充电的进行，PbSOPbSO4 4减少及减少及PbOPbO2 2和和PbPb增增第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性 多，蓄电池内阻减小；同时，蓄电池的供电能力多，蓄电池内阻减小；同时，蓄电池的供电能力逐渐恢复。逐渐恢复。二、蓄电池的主要工作参数二、蓄电池的主要工作参数v铅蓄电池的主要工作参数包括：电动势铅蓄电池的主要工作参数包括：电动势E Ej j、内电、内电阻阻RoRo、端电压。、端电压。v 1.1.电动势电动势E Ej jv无负荷情况下的端电压（开路电压）称为蓄电池无负荷情况下的端电压（开路电压）称为蓄电池的电动势，又称为静止电动势。蓄电池的电动势的电动势，又称为静止电动势。蓄电池的电动势与电解液的相对密度和温度有关。若密度在与电解液的相对密度和温度有关。若密度在1.1001.1001.300g/cm1.300g/cm3 3范围内时，可由下面经验公范围内时，可由下面经验公第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性 式估算其值：式估算其值：E Ej j=0.84+=0.84+2525 式中：式中：25252525电解液实际测量的密度，电解液实际测量的密度，25 25=t t （t t25)25)；t t 实际测量的电解液相对密度；实际测量的电解液相对密度；t t 实际测量的电解液温度；实际测量的电解液温度；密度温度系数，密度温度系数，=0.00075=0.00075，即温度，即温度每升高每升高ll，相对密度将下降，相对密度将下降0.000750.00075。v蓄电池充足电时，电解液密度一般约为蓄电池充足电时，电解液密度一般约为1.290g/cm1.290g/cm3 3，对应的电动势约为对应的电动势约为2.10V2.10V；放电终了时，电解液密度；放电终了时，电解液密度一般约为一般约为1.12g/cm1.12g/cm3 3，对应的电动势约为，对应的电动势约为1.97V1.97V。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v2.2.内电阻内电阻R Ro ov蓄电池内阻为极板、电解液、隔板、连接条和蓄电池内阻为极板、电解液、隔板、连接条和极柱等电阻的总和，用极柱等电阻的总和，用R Ro o表示。蓄电池的电阻大表示。蓄电池的电阻大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同的条件下，小反映了蓄电池带负载的能力。在相同的条件下，内阻愈小，输出电流愈大，带负载能力愈强。内阻愈小，输出电流愈大，带负载能力愈强。v3.3.端电压端电压v放电时，由于蓄电池内阻放电时，由于蓄电池内阻R R0 0有压降，所以蓄电有压降，所以蓄电池的端电压池的端电压U Uf f小于其电动势小于其电动势E E：第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v U Uf f=E=EI If f R Ro ov式中式中I If f 放电电流。放电电流。v充充电电时时，电电源源电电压压必必须须克克服服蓄蓄电电池池的的电电动动势势E E和和蓄蓄电电池池内内部部压压降降I IC CR Ro o，故故蓄蓄电电池池的的端端电电压压U UC C大大于于其其电动势电动势E E：vU UC C=E=EI IC CR Ro ov式中式中I IC C 充电电流。充电电流。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性三、蓄电池工作特性三、蓄电池工作特性v蓄电池工作特性包括放电特性和充电特性。蓄电池工作特性包括放电特性和充电特性。v1.1.放电特性放电特性v蓄电池的放电特性是指蓄电池在规定的条件下，蓄电池的放电特性是指蓄电池在规定的条件下，恒流放电过程中，端电压恒流放电过程中，端电压U Uf f 、电动势、电动势E E和电解液和电解液密度随放电时间而变化的规律，为合理使用蓄电密度随放电时间而变化的规律，为合理使用蓄电池提供理论依据。池提供理论依据。v放电过程中，端电压的变化规律分四个阶段。放电过程中，端电压的变化规律分四个阶段。v第一阶段第一阶段 端电压由端电压由2.11V2.11V迅速下降到迅速下降到2.0V2.0V左右。左右。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v第二阶段第二阶段 端电压由端电压由2.0V2.0V下降到下降到1.85V1.85V，基本呈直，基本呈直线规律缓慢下降。线规律缓慢下降。v第三阶段第三阶段 端电压迅速由端电压迅速由1.85V1.85V下降到下降到1.75V1.75V。此此值为单格电池的终止电压，应立即停止放电。值为单格电池的终止电压，应立即停止放电。v第四阶段第四阶段 停止放电后，蓄电池电压稍有上升停止放电后，蓄电池电压稍有上升(称称为蓄电池为蓄电池“休息休息”)。v蓄电池放电终了的特征是蓄电池放电终了的特征是:v(1)(1)单格电池电压下降到放电终止电压单格电池电压下降到放电终止电压(见表见表1-3)1-3)。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性起动型铅蓄电池的放电率与终止电压的关系起动型铅蓄电池的放电率与终止电压的关系 表表1-3 1-3 v(2)(2)电解液相对密度下降到最小值。电解液相对密度下降到最小值。放电情况 放电率 20h10h3h30min5min放电电流(A)0.05Qe0.1Qe0.25QeQe3Qe单格电池终止电压(V)1.751.701.651.551.50第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v2 2、充电特性、充电特性v 铅蓄电池的充电特性是指蓄电池在恒定电流铅蓄电池的充电特性是指蓄电池在恒定电流充电状态下，电解液相对密度、蓄电池端电压、充电状态下，电解液相对密度、蓄电池端电压、电动势随充电时间而变化的规律。电动势随充电时间而变化的规律。v 在充电过程中，电解液相对密度随时间呈直在充电过程中，电解液相对密度随时间呈直线规律逐渐上升。蓄电池端电压的上升规律由五线规律逐渐上升。蓄电池端电压的上升规律由五个阶段组成：个阶段组成：第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v第一阶段第一阶段 充电开始，端电压由充电开始，端电压由1.95V1.95V迅速上升到迅速上升到2.10V2.10V左右。左右。v第二阶段第二阶段 单格电池端电压从单格电池端电压从2.10V2.10V平稳上升至平稳上升至v2.4V2.4V左右。左右。v第三阶段第三阶段 端电压从端电压从2.4V2.4V迅速上升至迅速上升至2.7V2.7V，并有，并有大量气泡产生。大量气泡产生。v第四阶段第四阶段 为过充电阶段，该阶段端电压和电解为过充电阶段，该阶段端电压和电解液的相对密度不再上升，一般持续液的相对密度不再上升，一般持续2 23h3h，以保证，以保证蓄电池充足电。蓄电池充足电。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性v第五阶段第五阶段 停止充电后，极板外部的电解液逐渐停止充电后，极板外部的电解液逐渐向极板内部渗透，极板内外电解液相对密度趋于向极板内部渗透，极板内外电解液相对密度趋于平衡，附加电压逐渐消失，端电压由平衡，附加电压逐渐消失，端电压由2.7V2.7V逐渐降逐渐降为为2.1V2.1V左右稳定下来。左右稳定下来。v铅蓄电池充电终了的特征是：铅蓄电池充电终了的特征是：v(1)(1)端电压和电解液相对密度均上升到最大值，且端电压和电解液相对密度均上升到最大值，且2 23h3h内不再增加。内不再增加。v(2)(2)电解液中产生大量气泡，出现电解液中产生大量气泡，出现“沸腾沸腾”现象。现象。第三节第三节 蓄电池的原理与特性蓄电池的原理与特性四、蓄电池的容量及其影晌因素四、蓄电池的容量及其影晌因素v1.1.蓄电池的容量蓄电池的容量 v蓄电池的容量是指完全充电的蓄电池在放电允许蓄电池的容量是指完全充电的蓄电池在放电允许的范围内输出的电量，它标志蓄电池对外供电的的范围内输出的电量，它标志蓄电池对外供电的能力。能力。v2.2.蓄电池容量的影响因素蓄电池容量的影响因素 v蓄电池的容量与放电电流、电解液的温度、电解蓄电池的容量与放电电流、电解液的温度、电解液的密度及极板的结构等因素有关。液的密度及极板的结构等因素有关。第四节第四节 蓄电池的充电蓄电池的充电一、充电种类一、充电种类v1.初充电初充电 待启用的新蓄电池或修复后的蓄电池，使用之前待启用的新蓄电池或修复后的蓄电池，使用之前的首次充电称为初充电。初充电对蓄电池的性能的首次充电称为初充电。初充电对蓄电池的性能和使用寿命影响很大。和使用寿命影响很大。初充电的特点是充电电流小，充电时间长。初充电的特点是充电电流小，充电时间长。v2.补充充电补充充电 已经连续使用已经连续使用3 3个月或起动机起动力量不足时，个月或起动机起动力量不足时，应对蓄电池进行补充充电。应对蓄电池进行补充充电。第四节第四节 蓄电池的充电蓄电池的充电v3.3.去硫充电去硫充电 v当极板严重硫化时，可进行当极板严重硫化时，可进行“去硫充电去硫充电”。去硫。去硫充电时，先将蓄电池中的电解液倒出，充电时，先将蓄电池中的电解液倒出，反复用蒸反复用蒸馏水冲洗干净后，注入蒸馏水高过极板馏水冲洗干净后，注入蒸馏水高过极板15mm15mm，用，用初充电电流进行充电。初充电电流进行充电。v4.4.均衡充电均衡充电 v由于制造、使用的诸多因素，蓄电池会出现各单由于制造、使用的诸多因素，蓄电池会出现各单格蓄电池间的端电压、电解液密度、容量等的差格蓄电池间的端电压、电解液密度、容量等的差异。异。第四节第四节 蓄电池的充电蓄电池的充电v5.5.预防硫化过充电预防硫化过充电 v为预防蓄电池的极板硫为预防蓄电池的极板硫化，每隔化，每隔3 3个月可进行个月可进行一次预防硫化过充电。一次预防硫化过充电。二、充电设备二、充电设备 v目前最常用的充电设备目前最常用的充电设备是硅整流充电机、可控是硅整流充电机、可控硅充电机和可控硅快速硅充电机和可控硅快速充电机充电机,如图如图1-9 1-9 所示。所示。图1-9 常用充电设备第四节第四节 蓄电池的充电蓄电池的充电三、充电方法三、充电方法 v蓄电池的充电，应根据不同情况选择适当的充电蓄电池的充电，应根据不同情况选择适当的充电方法，通常蓄电池的充电方法有定电流充电、定方法，通常蓄电池的充电方法有定电流充电、定电压充电和脉冲快速充电三种。电压充电和脉冲快速充电三种。v1.1.定电流充电定电流充电v定电流充电是指充电过程中充电电流保持恒定不定电流充电是指充电过程中充电电流保持恒定不变的充电方法。变的充电方法。第四节第四节 蓄电池的充电蓄电池的充电v2.2.定电压充电定电压充电 v定电压充电是指充电过程中充电电压保持恒定不定电压充电是指充电过程中充电电压保持恒定不变的充电方法。变的充电方法。v3.3.脉冲快速充电脉冲快速充电 v脉冲快速充电是利用可控制硅快速充电机对蓄电脉冲快速充电是利用可控制硅快速充电机对蓄电池进行正反向脉动充电，即在大电流充电过程中，池进行正反向脉动充电，即在大电流充电过程中，进行短暂的停充，并加以放电脉冲的充电方法。进行短暂的停充，并加以放电脉冲的充电方法。第五节第五节 其它常见蓄电池其它常见蓄电池一、干荷电蓄电池一、干荷电蓄电池 v干荷电蓄电池负极板的制造工艺与普通蓄电池不干荷电蓄电池负极板的制造工艺与普通蓄电池不同，且正极板上的二氧化铅化学性质比较稳定，同，且正极板上的二氧化铅化学性质比较稳定，可长期保持荷电性能。负极板上的活性物质海绵可长期保持荷电性能。负极板上的活性物质海绵状铅表面积大，化学活性高，容易氧化。状铅表面积大，化学活性高，容易氧化。二、湿荷电蓄电池二、湿荷电蓄电池v湿荷电蓄电池的极板采用群组化成，然后将极板湿荷电蓄电池的极板采用群组化成，然后将极板浸入硫酸钠溶液里浸入硫酸钠溶液里10min，硫酸钠吸附在负极，硫酸钠吸附在负极板活性物质表面，起抗氧化作用。离心沥酸后，板活性物质表面，起抗氧化作用。离心沥酸后，不经干燥即组装密封成湿荷电蓄电池。不经干燥即组装密封成湿荷电蓄电池。第五节第五节 其它常见蓄电池其它常见蓄电池三、免维护蓄电池三、免维护蓄电池v使用特点使用特点：(1)所谓免维护，主要是指使用过程所谓免维护，主要是指使用过程中从不或很少加注蒸馏水和维护。中从不或很少加注蒸馏水和维护。(2)由于自放由于自放电少，可较长时间湿式储存，一般允许储存两年电少，可较长时间湿式储存，一般允许储存两年以上。以上。(3)耐过充性能好。耐过充性能好。(4)使用寿命长。使用寿命长。四、胶体蓄电池四、胶体蓄电池 v胶体蓄电池的电解液为胶状物质，主要成分为硅胶体蓄电池的电解液为胶状物质，主要成分为硅酸钠和硫酸钠。酸钠和硫酸钠。五、碱性蓄电池五、碱性蓄电池 v该类型蓄电池使用碱性电解液。该类型蓄电池使用碱性电解液。第五节第五节 其它常见蓄电池其它常见蓄电池v1.1.铁镍蓄电池铁镍蓄电池 v该蓄电池的外壳用钢板制成。正极板的活性物质该蓄电池的外壳用钢板制成。正极板的活性物质是氢氧化镍，为增强其导电性能，有时掺杂些片是氢氧化镍，为增强其导电性能，有时掺杂些片状纯镍。状纯镍。v2.2.镉镍蓄电池镉镍蓄电池 v镉镍蓄电池的正极板是氢氧化镍，负极板是镉。镉镍蓄电池的正极板是氢氧化镍，负极板是镉。v3.3.银锌蓄电池银锌蓄电池 v银锌蓄电池正极板上的活性物质是氧化银，负极银锌蓄电池正极板上的活性物质是氧化银，负极板是锌。板是锌。第五节第五节 其它常见蓄电池其它常见蓄电池六、高能蓄电池六、高能蓄电池 v新型高能蓄电池循环充电次数达新型高能蓄电池循环充电次数达2000次以上，次以上，一次充电可使行走机械行驶一次充电可使行走机械行驶300km及以上及以上。v研究使用中的高能蓄电池种类很多，其中研究使用中的高能蓄电池种类很多，其中主流的主流的有有三元锂电池（特斯拉、宝马、北汽、江淮等）三元锂电池（特斯拉、宝马、北汽、江淮等）或者磷酸铁锂电池（比亚迪）。或者磷酸铁锂电池（比亚迪）。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试一、蓄电池的正确使用和维护一、蓄电池的正确使用和维护v1.1.在蓄电池的日常使用和维护中应尽量做到在蓄电池的日常使用和维护中应尽量做到:v1)1)及时充电。及时充电。v2)2)正确使用起动机。不连续使用起动机，每次起正确使用起动机。不连续使用起动机，每次起动的时间不得超过动的时间不得超过5s5s。v3)3)应经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持蓄电应经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持蓄电池表面清洁、干燥。池表面清洁、干燥。v4)4)经常检查电解液液面高度，经常检查电解液液面高度，使其保持在规定范使其保持在规定范围内。围内。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试v2.2.蓄电池使用中应避免的情况蓄电池使用中应避免的情况v1)1)长时间过充电或充电电流过大。长时间过充电或充电电流过大。v2)2)过度放电。过度放电。v3)3)电解液液面过低或过高。电解液液面过低或过高。v4)4)电解液密度过高。电解液密度过高。v5)5)电解液内混入杂质。电解液内混入杂质。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试v3.3.蓄电池冬季使用注意事项蓄电池冬季使用注意事项v1)1)尽量保持蓄电池处于充足电状态，以免蓄电池尽量保持蓄电池处于充足电状态，以免蓄电池放电后电解液密度降低而结冰。放电后电解液密度降低而结冰。v2)2)补加蒸馏水，应在充电时进行，以使蒸馏水较补加蒸馏水，应在充电时进行，以使蒸馏水较快的与电解液混合而不致结冰。快的与电解液混合而不致结冰。v3)3)由于蓄电池容量降低，在冷态起动前，应尽量由于蓄电池容量降低，在冷态起动前，应尽量先预热发动机，以减小起动阻力，提高起动转速，先预热发动机，以减小起动阻力，提高起动转速，避免蓄电池的亏损。避免蓄电池的亏损。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试二、蓄电池技术状况的检查二、蓄电池技术状况的检查 v为了保证蓄电池得到及时维护，了解电解液液面为了保证蓄电池得到及时维护，了解电解液液面高度和蓄电池充放电程度的检查方法非高度和蓄电池充放电程度的检查方法非 常重要。常重要。v1.1.电解液液面高度的检查。电解液液面高度的检查。v2.2.蓄电池放电程度的检查。蓄电池放电程度的检查。v1)1)测量电解液的相对密度。测量电解液的相对密度。v2)2)用高率放电计测量放电电压用高率放电计测量放电电压 。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试三、蓄电池的拆卸和安装三、蓄电池的拆卸和安装 v1.1.蓄电池的拆卸蓄电池的拆卸v从车上拆下蓄电池时，按下述程序进行拆卸从车上拆下蓄电池时，按下述程序进行拆卸:v1)1)将点火开关置于将点火开关置于“OFFOFF”(断开断开)位置，切断电源；位置，切断电源；v2)2)先拧松负极柱上搭铁电缆的接头螺栓并取下搭铁先拧松负极柱上搭铁电缆的接头螺栓并取下搭铁电缆接头，然后再拧松正极柱上的电缆接头螺栓并电缆接头，然后再拧松正极柱上的电缆接头螺栓并取下该电缆接头。取下该电缆接头。v3)3)拆下蓄电池固定架。拆下蓄电池固定架。v4)4)从车上取下蓄电池。从车上取下蓄电池。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试v2.2.蓄电池的安装蓄电池的安装v将蓄电池安装到车上时，应按下述程序进行将蓄电池安装到车上时，应按下述程序进行:v1)1)参照技术参数检查待用蓄电池是否适合本车使参照技术参数检查待用蓄电池是否适合本车使用。用。v2)2)确认蓄电池正、负极柱的安放位置正确后，再确认蓄电池正、负极柱的安放位置正确后，再将蓄电池放到安装架上。将蓄电池放到安装架上。v3)3)正、负电缆接头分别接于正、负极柱上正、负电缆接头分别接于正、负极柱上(注意，注意，先接正极柱上的电缆接头，然后再接负极柱上的先接正极柱上的电缆接头，然后再接负极柱上的搭铁电缆接头，以防扳手搭铁导致蓄电池短路放搭铁电缆接头，以防扳手搭铁导致蓄电池短路放电；电缆不应绷得过紧电；电缆不应绷得过紧)。第六节第六节 蓄电池的维护与性能测试蓄电池的维护与性能测试v4)4)在正、负极柱及其电缆接头上涂抹一层凡士林在正、负极柱及其电缆接头上涂抹一层凡士林或润滑脂，以防极柱和接头氧化腐蚀。或润滑脂，以防极柱和接头氧化腐蚀。v5)5)装上压板，拧紧蓄电池固定架。装上压板，拧紧蓄电池固定架。第七节第七节 硅整流发电机硅整流发电机一、概述一、概述v1 1、硅整流发电机的作用、硅整流发电机的作用v硅整流发电机是一种将机械能转变成电能的装置，硅整流发电机是一种将机械能转变成电能的装置，它是工程机械的主要电源，由发动机驱动，在正常它是工程机械的主要电源，由发动机驱动，在正常工作时，对除起动机以外的一切用电设备供电，并工作时，对除起动机以外的一切用电设备供电，并向蓄电池充电。向蓄电池充电。v2.2.硅整