02-汽车电源系统.ppt

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1、单元一汽车电源系统,第一节汽车蓄电池第二节汽车交流发电机第三节电源系统的使用与维护,返回,第一节汽车蓄电池,一、汽车用蓄电池的作用和基本要求汽车用蓄电池的作用汽车蓄电池作为汽车上的两个电源之一，在汽车上与发电机并联，其主要作用有：（）起动发动机时，向起动系统、点火系统，以及收音机、点烟器及常用灯光等供电。（）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。（）储蓄电能：当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,（）过载返回送电：当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。（）电容器

2、功能：蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电气系统电压的稳定，保护电子元件。汽车用蓄电池的基本要求汽车用蓄电池最基本的功能是必须能够满足起动发动机的需要，即在短时间内（），可供给起动机强大的电流（一般为，有些柴油机可达），故对汽车用蓄电池的基本要求是：容量大，内阻小，有足够的起动能力和连续供电能力。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,二、起动型铅酸蓄电池的结构蓄电池的种类很多，下面以起动型铅酸蓄电池为例介绍其结构。起动型铅酸蓄电池由只或只单格电池串联而成，如图所示，每只单格电池电压约为，串联成或以供汽车选用。它主要由极板、隔板、电解液、外壳、联条和极柱等组成，下面分别加以介绍。极

3、板极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充放电过程中，电能与化学能的相互转换依靠极板上的活性物质与电解液中硫酸的化学反应来实现。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,极板分正、负极板两种，它由栅架和活性物质组成，如图所示。）栅架栅架用于容纳活性物质，并使极板成型，一般由铅锑合金浇铸而成，如图所示。铅锑合金中，一般加入.的锑，以提高栅架的机械强度并改善其浇注性能。但锑会加速氢的析出而使电解液的消耗加剧，甚至会引起蓄电池自放电和栅架的膨胀、溃烂，缩短蓄电池的使用寿命。因此，栅架正向低锑，甚至无锑的铅钙锡合金发展。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,）活性物质活性物质就是极板上的工作物质，为充放电

4、过程提供不可缺少的离子。正极板上的活性物质为深棕色的二氧化铅（），负极板上的活性物质为青灰色的海绵状纯铅（）。将一片正极板和一片负极板浸入电解液中，可得到.左右的电动势。为增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分别并联，用横板焊接成正、负极板组。安装时，正、负极板组相互嵌合安装，中间插入隔板后装入蓄电池单格内，便形成单格电池。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,由于正极板活性物质比较疏松，且正极板处的化学反应比负极板上的化学反应剧烈，反应前后活性物质体积变化较大，为防止因正极板拱曲和活性物质脱落，在每个单格电池中，负极板的片数总比正极板多一片。国产负极板的厚度为.，正极板的厚度为.。国外大

5、多采用薄型极板，厚度为.。薄型极板对提高蓄电池的比容量（极板单位尺寸所提供的容量）和改善起动性能都是很有利的。隔板,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,为了使蓄电池结构尽量紧凑，正、负极应尽可能靠近，但又得避免其相互接触而造成短路，所以必须采用隔板加以绝缘。由于电化学反应在液体中进行，有离子迁移运动，为使电解液渗透，隔板应具有多孔性和良好的耐酸性，故一般采用微孔塑料、微孔橡胶、木质材料和玻璃纤维等材料，如图所示。木质隔板因原料丰富、制作简单、价格便宜曾得到广泛应用，但因其耐腐蚀性能差，已被淘汰。近年来，由于人造材料工业的不断发展，其价格大幅下降，且微孔橡胶和微孔塑料隔板耐酸性好、强度高、使

6、用寿命长，而玻璃纤维隔板具有多孔性好、成本低廉等优点，故在实际使用中得以普及。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,隔板一面平滑，另一面有凹槽，为保证正极板在充放电过程中化学反应剧烈时电解液顺利地上下流通，安装时带凹槽的一面应朝向正极板，这样能保证活性物质脱落时能沿槽迅速沉至底。电解液电解液一般由密度为.的专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，它是蓄电池发生化学反应的主要物质，为电化学反应提供必要的离子。电解液的配制应严格选用规定的二级专用硫酸和蒸馏水，且配置时要把浓硫酸缓慢倒入蒸馏水中，并不断搅拌。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,电解液的密度一般为.，电解液密度过低，冬季易结冰；

7、电解液密度过高，电解液黏度增加，蓄电池的内阻增加，而加速隔板、极板的腐蚀，使其使用寿命缩短。故应根据本地区气候条件和制造厂的要求合理选用，如表所示。电解液相对密度值，随温度的变化而变化，一般温度每升高，相对密度变化值为.。外壳外壳用来盛放电解液和极板组，并使蓄电池构成一个整体。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,外壳的材料有硬质橡胶和聚丙烯塑料两种，由间壁将其分为个或个相互分离的单格，底部有凸起的肋条支撑极板组，凸肋之间的空间用来容纳极板脱落的活性物质，以防极板短路，如图所示。橡胶外壳的每单格有一个小盖，塑料外壳采用整体盖。普通蓄电池每单格的中间有一个电解液加液孔，用于添加电解液和蒸馏水

8、，以及测量电解液的密度、温度和液面高度。平时拧装一个螺塞，螺塞上有一个通气小孔，蓄电池使用时应保持其畅通，以便随时排出蓄电池内化学反应放出的氢气（）和氧气（），防止外壳胀裂和发生事故，如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,联条为提高蓄电池的供电电压，用联条将各单格电池串联连接，一个单格电池的正极桩与相邻单格电池的负极桩采用联条焊接。联条连接方式通常有外露式、内部穿壁式和跨越式等，如图所示。为减小蓄电池内阻和质量，现代蓄电池上采用单格电池直接联条。各个单格电池的极板联条通过单格电池间壁以最短的距离相互连接，这样可减少由于外部影响造成短路的危险。极柱,上一页,下一页,返回,第一节汽车

9、蓄电池,极柱的作用是将蓄电池的电压引出，第一个单格电池的正极板联条与正极柱相连，最后一个单格电池的负极板联条与负极柱相连。极柱有锥形、侧置式和形等，如图所示。为便于识别，极桩的上方或旁边标刻有“”（或）、“”（或）标记，或者在正极桩上涂红色油漆。三、蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理就是化学能和电能的相互转化，它分为充电和放电两个过程，如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,当铅酸蓄电池接通外电路负载放电时，正极板上的和负极板上的都变成了，电解液中的硫酸变成了水。充电时，正、负极板上的分别恢复成原来的和，电解液中的水变成了硫酸。蓄电池的化学反应方程式为当蓄电池的正、负极板浸入电解液中

10、时，在正、负极板间就会产生约.的静止电动势。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,此时若接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电。蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池的充电过程是电能转换为化学能的过程。四、汽车用蓄电池的类型目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,同时，由于人们对燃油

11、汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各汽车公司正不断探索和研制电动汽车，其主要动力源为新型高能蓄电池。表列出了各类蓄电池的特点。铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。干荷电铅蓄电池,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,干荷电铅蓄电池是指极板处于干燥的已充电状态和无电解液储存的蓄电池。它的外观、内部零件结构及使用效果与普通铅蓄电池的基本相同，二者的根本区别在于，前者的极板在干燥状态下能较长期地保存制造过程中所得到的电荷。干荷电铅蓄电池和普通铅蓄电池相比，自放电小，

12、储存期长，因而被大批量生产和使用。湿荷电铅蓄电池湿荷电铅蓄电池是指极板为荷电状态，带有少量的电解液，而大部分电解液被吸入极板和隔板中储存的一种蓄电池。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,它与普通铅蓄电池的不同之处在于，采用极板群组化成后浸入相对密度为.、内含.（质量比）硫酸钠的稀硫酸溶液中浸渍，离心沥酸后不经干燥即密封而成湿荷电铅蓄电池。免维护铅蓄电池免维护铅蓄电池又称（）蓄电池，是指在汽车合理使用期间，不需要对蓄电池进行加注蒸馏水、检测电解液液面高度、检测电解液密度等维护作业，其结构如图所示。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,免维护铅蓄电池内部安装有电解液密度计，可自动显示蓄电

13、池的存电状态和电解液液面的高低。如果密度计的观察窗呈绿色，表明蓄电池存电充足，可正常使用；若显示深绿色或黑色，表明蓄电池存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已接近报废。内装式密度计工作示意图如图所示。各种铅蓄电池的特点如表所示。五、铅蓄电池的型号,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,按机械工业部颁发的铅蓄电池产品型号编制方法规定，铅蓄电池的型号分为三部分，如图所示。铅蓄电池的产品特征代号如表所示。六、蓄电池的容量及其影响因素蓄电池的容量是指在规定的放电条件下（一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下），完全充足电的蓄电池所能够输出的电量。它是标注蓄电池对外放电能力、衡量

14、蓄电池质量的优劣以及选用蓄电池的重要指标。蓄电池容量的分类,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,蓄电池的容量根据其使用条件不同可以进行如下划分。）理论容量理论容量是指假定活性物质全部参加放电反应，由活性物质质量按法拉第电化当量定律计算所得的容量。）实际容量实际容量是指蓄电池实际放出的电量，一般用表示。恒流放电时，。实际容量总小于理论容量。）额定容量,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,.起动用铅酸蓄电池技术要求规定：完全充足电的蓄电池在电解液温度为（）条件下，以放电率的放电电流（.）连续放电至蓄电池的端电压降到（.）时输出的电量。额定容量是检验蓄电池质量的重要指标，在蓄电池型号中体现，

15、如即表示额定容量为。）储备容量.起动用铅酸蓄电池技术要求规定：完全充足电的蓄电池在电解液温度为（）条件下，以电流连续放电至蓄电池电压降到（.）时，放电所持续的时间，计量单位为。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,储备容量表达了在汽车电源系统出现故障时，蓄电池尚能向外电路提供电流的能力。）起动容量起动容量表示蓄电池在发动机起动时的供电能力，分为低温起动容量和常温起动容量。低温起动容量是指电解液在时，以倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至所放出的电量，持续时间应在.以上；常温起动容量是指电解液在时，以倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至.所放出的电量，持续时间应在以上。,上一页,下一

16、页,返回,第一节汽车蓄电池,影响容量的因素蓄电池的容量不是一个定值，它与多种因素有关，具体体现在产品的结构因素和使用条件两方面。）产品结构因素对容量的影响极板上活性物质的数量、极板厚度、极板面积、极板中心距、活性物质的孔率等对容量均有一定的影响。理论上，一般活性物质的数量越多，容量越大。但是，实际上活性物质的利用率只有左右，一旦活性物质的数量确定，可通过增大极板面积以提高其利用率，从而增大容量。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,极板越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高，反之亦然；极板面积越大，同时参与化学反应的活性物质就越多，容量越大；中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。一般来说

17、，活性物质的孔率越大，电解液扩散渗透越容易，容量越大，但孔率的过分增大会导致活性物质减少，从而导致容量减少。）使用条件对容量的影响蓄电池的放电电流、电解液温度、电解液密度等使用条件对容量的影响如下：随着放电电流增大，蓄电池的电化学极化、浓差极化、欧姆极化变强，使蓄电池的端电压下降变快，从而使放电时间缩短。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,当蓄电池温度降低时，电解液的黏度随之增大，导致离子渗入极板困难，使活性物质利用率低而导致蓄电池容量降低；与此同时，随着电解液黏度的增大，蓄电池内阻增大，导致内压降增高，端电压值减小，使容量进一步减小。所以冬季时要对蓄电池保暖，以保证其有足够的容量。随着

18、电解液密度增大，蓄电池的电动势增大，电解液渗透能力增强，使参加反应的活性物质量增多，从而使蓄电池的容量增大。但是当密度过高时，会使电解液黏度增大，使其内阻增大，而加剧极板硫化，导致蓄电池容量降低。实践证明，电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,所以，冬季使用的电解液，在不使其结冰的前提下，应尽可能采用稍低的电解液密度。此外应考虑车辆在用地区的温度，因为温度的高低会影响电解液的密度。七、蓄电池的充电充电是蓄电池使用过程中延长使用寿命的一个重要环节，放电后的蓄电池必须通过充电才能重新投入使用。新蓄电池和修复后的蓄电池在首次使用前必须进行初充电；在蓄电池的

19、正常使用过程中，为了延长蓄电池的使用寿命，还要进行一些必要的补充充电、均衡充电等。充电方法,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,蓄电池的充电必须根据不同的情况选择恰当的方法，并且正确使用充电设备，以提高工作效率，延长充电设备和蓄电池的寿命。通常蓄电池的充电方法有以下种。）恒流充电恒流充电是指在充电过程中，充电电流保持不变（通过调整电压，保证电流不变）的充电方法。它广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。恒流充电的适应性强，可任意选择和调整充电电流的大小，有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命；其缺点是充电时间长，要经常调节充电电流。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,）恒压充电恒压

20、充电是指在充电过程中，充电电压保持恒定不变的充电方法，它是蓄电池在汽车上由发电机对其充电的方法。）脉冲快速充电脉冲快速充电的过程是：先用.倍额定容量的大电流进行恒流充电，使蓄电池在短时间内充至额定容量的，当单格电池电压升至.，开始冒气泡时，由充电机的控制电路自动控制，开始脉冲快速充电，首先停止充电（称为前停充），然后再放电或反向充电，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流（脉冲深度一般为充电电流的.倍，脉冲宽度为），,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,然后再停止充电（称为后停充），而后按照正脉冲充电前停充负脉冲瞬间放电后停充正脉冲充电循环进行，直至充足电为止。脉冲快速充电的优点是充电时间可大

21、大缩短（新蓄电池充电仅需，补充充电需）。但对蓄电池的寿命有一定的影响，并且脉冲快速充电机结构复杂、价格昂贵，故适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。充电的种类根据充电目的不同，蓄电池的充电可分为初充电、补充充电和间歇过充电等。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,）初充电初充电是对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电，其目的是恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质因缓慢放电和硫化而失去的电量。初充电的特点是：充电电流小，充电时间长，必须彻底充足。）补充充电补充充电是指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。,上一页,下一页,返回,第一节

22、汽车蓄电池,一般汽车用蓄电池应每隔个月从车上拆下来进行一次补充充电，使用中，如发现下列现象之一，必须及时进行补充充电：电解液相对密度降至.以下时；冬季放电量超过，夏季放电量超过时；前照灯灯光比平时暗淡，起动无力时；单格电池电压降到.以下时。）间歇过充电间歇过充电又称预防硫化过充电，是避免使用中极板硫化的一种预防性充电。一般应每隔个月进行一次。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,充电方法是先按补充充电方式充足电，停歇后，再以减半的充电电流进行过充电，即出现“沸腾”现象为止。如此反复，直至充足电为止。八、蓄电池的正确使用与维护三抓（）抓及时、正确充电：放完电的电池内送充电间；装车使用的电池应

23、定期补充充电，放电程度，冬季不超过，夏季不超过；带电解液存放的蓄电池应定期补充充电。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,（）抓正确使用操作：每次起动时间不超过，起动间隔时间为，最多连续起动次；车上蓄电池应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放。（）抓清洁保养：保持蓄电池表面清洁；及时清除蓄电池表面的酸液；经常疏通通气孔。五防（）防止过充和充电电流过大。（）防止过度放电。（）防止电解液液面过低。（）防止电解液密度过大。,上一页,下一页,返回,第一节汽车蓄电池,（）防止电解液内混入杂质。拆装注意事项（）拆装、移动蓄电池时，应轻搬轻放，严禁在地上拖曳。（）蓄电池型号和车型应相符，电解液密度和高度应符合

24、规定。（）安装时，蓄电池固定在托架上，塞好防振垫。（）极桩涂上凡士林或润滑油，防腐防锈。极桩卡子与极桩要接触良好。（）蓄电池搭铁极性必须与发电机一致。（）接线时先接正极后接负极，拆线时相反，以防金属工具搭铁，造成蓄电池短路。,上一页,返回,第二节汽车交流发电机,一、交流发电机的功用与要求交流发电机的功用交流发电机的功用是当发动机所需电压高于蓄电池电压时，能及时向蓄电池充电，并向全车除起动机外的所有用电设备直接供电。发电机是汽车上的主要电源，它与蓄电池并联，由汽车发动机驱动。对交流发电机的要求汽车发电机的形式和结构，取决于车辆电气设备和蓄电池充电所需的电能，它必须满足以下要求，以保证能给蓄电池充

25、电和为汽车上用电设备供应电能：,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,（）所有连接的负载要用直流电。（）即使全部永久性负载都接通，也需要有足够的电力为蓄电池快速充电，并维持充电状态。（）要尽量在发电机的某个转速范围内保持输出电压恒定。（）质量小，结构紧凑，噪声低，效率高，寿命长。（）发电机要保持牢固，能承受外来的如振动、高温、剧烈温度变化、污垢和潮湿等各种变化。二、交流发电机的结构,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,普通硅整流发电机主要由三相同步交流发电机和只二极管组成的三相桥式全波整流器两大部分组成。如图所示，主要包括转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、皮带轮等部件。转子总成转子的功

26、用是产生磁场，它主要由两块爪极、磁轭、磁场绕组、转子轴和滑环等组成，如图所示。转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有个由低碳钢制成的鸟嘴形磁极，空腔内装有磁轭（也叫铁芯），用于导磁。磁轭上绕有磁场绕组（又称转子线圈），磁场绕组的两根引线分别焊在与转子轴绝缘的两个滑环上。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,滑环由两个彼此绝缘的铜环组成，它与装在后端盖上的两个电刷相接触，两个电刷通过引线分别接在两个螺钉接线柱，即“”和“”上。当两滑环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使得爪极一块被磁化为极，另一块被磁化为极，从而形成对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋

27、转的磁场。除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他交流发电机都需要励磁。所谓励磁，即将电流引入磁场绕组，使之产生磁场。交流发电机励磁有两种方式：自励和他励。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,在发动机起动期间，需要蓄电池提供发电机的励磁电流，这种供给磁场电流的方式称为他励发电。当发电机有能力对外供电时，就将自身发的电供给磁场绕组生磁发电，这种供给磁场电流的方式称为自励。定子总成定子也叫电枢，它的功用是产生感应电动势，主要由定子铁芯和定子绕组组成，如图所示。定子铁芯由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在定子铁芯的槽中。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,定子绕组为三相

28、绕组，采用星形（形）接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电，如图所示。三相绕组必须按一定要求绕制，才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差的三相电动势，发电机定子绕组由专门人员绕制。整流器交流发电机整流器的作用是将定子绕组产生的三相交流电整流成为直流电。整流器由只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，只硅整流二极管分别压装（或焊装）在两块整流板上，如图所示。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,硅整流二极管只有一根引线，有正二极管和负二极管之分。引出线为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫负极管。整流板有正、负极之分。将三只正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板；将三只

29、负极管安装在另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。在正整流板上有一个输出接线柱（发电机的输出端）。负整流板直接搭铁，负整流板一定要和壳体相连接。整流板的形状各异，有马蹄形、长方形和半圆形等。电刷与电刷架,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,电刷总成由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过滑环引入磁场绕组，它由石墨制成。电刷架内装电刷和弹簧，利用弹簧的弹力与滑环紧密接触，多采用酚醛玻璃纤维塑料模压而成或用玻璃纤维增强尼龙制成。发电机的电刷总成有内装式和外装式之分，如图所示。内装式是将电刷架安装在后端盖内部，故如果电刷损坏，必须解体发电机，现已逐渐被淘

30、汰。外装式电刷架用螺钉安装在后端盖壳体外表上，故检修和更换方便。风扇为保证发电机在工作时不致因温升过高而损坏，在发电机上装有风扇，用以散热。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,发电机均在后端盖上开有进风口，在前端盖上开有出风口，当发电机旋转时，风扇也一起旋转，使空气高速流经发电机内部，对发电机进行强制冷却，如图所示。风扇一般用钢板冲制而成或用铝合金压铸而成。发电机上一般装有一个或两个风扇。对于只有一个风扇的发电机，其风扇均装在前端盖和皮带轮之间。对于有两个风扇的发电机，其安装形式有两种：一种是在前后端盖内的转子爪极两侧各焊接一个；另一种是在前端盖和皮带轮之间安装一个风扇，另一个安装在

31、后端盖和转子爪极之间。皮带轮,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,发电机的前端装有传动皮带轮，如图所示。它通过形皮带与发动机曲轴上的形皮带轮连接，由发动机曲轴驱动其旋转。皮带轮通常用铸铁或铝合金制成，也有用薄钢板卷压而成的，分为单槽、双槽和多楔形槽三种，利用半圆键装在风扇外侧的转轴上，再用弹簧垫片和螺母紧固。前后端盖端盖一般分为前端盖和后端盖两部分，如图所示，起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效防止漏磁，二是铝合金散热性能好，而且能够减小发电机的质量。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,前端盖上铸有支脚、调整臂和出风口。后端盖上铸有支脚和

32、进风口，而且还装有电刷总成。三、交流发电机的工作原理发电原理交流发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和磁场绕组。当外电路通过电刷使磁场绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为极和极。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势，而后经整流器整流为直流电输出，这就是交流发电机的工作原理，如图所示。由于三相绕组在定子槽中是对称绕制的，因此三相交流电动势大小相等、相位差互为，其瞬时值为,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,整流原理交流发电机是

33、利用二极管的单向导通性把交流电转换为直流电的。普通交流发电机是用只二极管组成三相桥式整流电路，把定子绕组中感应出来的交流电转变为直流电。）二极管的导通原则当给二极管加上正向电压时，二极管导通；当给二极管加上反向电压时，二极管截止。当只二极管负极端相连时，正极端电位最高者导通；当只二极管正极端相连时，负极端电位最低者导通。二极管导通原则如图所示。）整流过程分析,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,图（）所示为以六管构成的三相桥式整流电路。由上述二极管导通原则可知，当发电机正常工作时，三个正极管、，在某瞬时，电压最高的一相正极管导通；三个负极管、，在某瞬时，电压最低的一相负极管导通。由于发

34、电机的三相绕组是对称安装的，故同时导通的管子总是两个，即正、负极管各一个。具体分析如下：在时间内，最高，最低，和都处于正向电压导通状态，电流回路为：最高电位点发电机“”负载最低电位点，于是在负载上得到的电压为，其方向为上“”下“”。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,在时间内，最高，最低，和都处于正向电压导通状态，电流回路为：最高电位点发电机“”负载最低电位点，于是在负载上得到的电压为，其方向为上“”下“”。在时间内，最高，最低，和都处于正向电压导通状态，电流回路为：最高电位点发电机“”负载最低电位点，于是在负载上得到的电压为，其方向为上“”下“”。,上一页,下一页,返回,第二节汽车

35、交流发电机,在时间内，和导通；时间内，和导通；时间内，和导通。以此类推，只二极管两两轮流导通，使得负载两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。四、交流发电机的种类按交流发电机的总体结构分类（）普通交流发电机：使用时需要配装电压调节器的发电机。（）整体式交流发电机：发电机和电压调节器制成一个整体的发电机。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,（）带泵交流发电机：和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机，多用于柴油机。（）无刷交流发电机：无电刷和滑环的发电机。（）永磁交流发电机：转子磁极用永磁铁制成的发电机。按整流器结构分类（）六管发电机：整流器由只二极管组成。（）八管发电机：整流器由只二

36、极管和只中性点二极管组成。（）九管发电机：整流器由只二极管和只磁场二极管组成。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,（）十一管交流发电机：整流器由只二极管、只中性点二极管和只磁场二极管组成。按磁场绕组的搭铁形式分类按磁场绕组（两只电刷引线）和发电机的连接方式，把发电机分为内搭铁式和外搭铁式两种，如图所示。（）内搭铁式发电机：磁场绕组直接在发电机内部与壳体相连而搭铁，即两只电刷的引线一根与后端盖上的磁场接线柱“”相连，另一根直接与发电机外壳上的搭铁接线柱“”相连。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,（）外搭铁式发电机：磁场绕组的两只电刷都与壳体绝缘的发电机，通过电压调节器搭铁，

37、即两电刷的接线柱均与发电机外壳绝缘，分别用“”和“”表示。按冷却方式分类（）风冷式交流发电机：采用冷却风扇，用空气加以冷却（分为无新鲜空气吸入管的冷却和有新鲜空气吸入管的冷却）。（）水冷式交流发电机：采用水作为冷却介质进行冷却。五、常见交流发电机的结构八管交流发电机,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,八管交流发电机和六管交流发电机的基本结构是相同的，区别是八管交流发电机在原有六管发电机的整流器的基础上增加了只中性点二极管，只正极管接在中性点和正极之间，只负极管接在中性点和负极之间，对中性点电压进行全波整流，如图所示。当中性点的电压高于发电机的输出电压时，二极管导通，此时电流由中性点发

38、电机的负载任一只负极管相应相绕组中性点，形成回路。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,当中性点的瞬时电压低于搭铁电压时，二极管导通，此时电流经中性点任一相定子绕组相应相的正极管发电机的负载中性点，形成回路。这样，就能利用中性点电压来增加发电机的输出功率，在高速时，可以提高的输出功率。九管交流发电机九管交流发电机的基本结构和六管交流发电机相同，不同之处在于整流器。九管交流发电机的整流器由只大功率整流二极管和只小功率磁场二极管组成。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,其中只大功率整流二极管组成三相全波桥式整流电路，对外负载供电。只小功率二极管与只大功率负极管也组成三相全波桥式整

39、流电路专门为发电机提供励磁电流，所以称只小功率二极管为磁场二极管，如图所示。十一管交流发电机十一管交流发电机的结构也和六管普通交流发电机基本相同，只是在原有管整流器的基础上增加了只中性点二极管和只磁场二极管，它兼具九管交流发电机和八管交流发电机的优点，如图所示。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,六、电压调节器由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为.，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所

40、有工况下基本保持恒定。电压调节器的作用,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,电压调节器的作用是使交流发电机输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。电压调节器的种类汽车发电机用的电压调节器种类繁多，型号各异，一般采用整体封装形式，不可拆卸，不能维修，只能整体更换。按其结构特点和工作原理可分为触点式（电磁振动式）调节器和电子式调节器。常见电压调节器的外形如图所示。）触点式调节器,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,触点式调节器是通过电磁力控制触点的开闭而改变磁场电路的电阻来调节励磁电流的，由于其有很多缺陷，随着汽车电子技术的迅速发展，目前已淘汰。）电子式调节器电子式调节器是利用功率

41、三极管的开关特性，接通或断开磁场电路来调节磁场绕组的平均电流的。它与触点式调节器相比具有以下优点：开关时间短，允许更小的控制容差；开关电流大，可以减少型号种类；无开关火花，避免了无线电的干扰；不磨损,无须维护;对冲击振动和气候影响不敏感；结构紧凑,质量小，可直接装在交流发电机上，与发电机的尺寸无关。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,电子式调节器按结构分为晶体管式、集成电路式和数字电路式；按安装方式分为外装式和内装式；按搭铁形式分为内搭铁式和外搭铁式；按功能的多少分为单功能型和多功能型。电压调节器的基本工作原理由交流发电机的工作原理可知，交流发电机的输出电压正比于交流发电机的感应电动

42、势，即，当转速升高时，增大，输出端电压升高，当转速升高到一定值时（空载转速以上），输出端电压达到极限，要想使发电机的输出电压不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通来实现。又磁极磁通与励磁电流成正比，减小磁通也就是减小励磁电流。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,所以，交流发电机电压调节器的工作原理是：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流来减小磁通，使发电机的输出电压保持不变。）外搭铁式晶体管调节器的工作原理图所示为外搭铁式晶体管调节器的基本电路，它由三只电阻、，两只三极管、，一只稳压二极管和一只二极管组成。其工作原理如下：,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发

43、电机,（）点火开关接通，发电机电压蓄电池电动势时，截止，导通，蓄电池直接供电到磁场绕组。此时的磁场绕组电路为：蓄电池正极磁场绕组调节器接线柱三极管调节器接线柱搭铁蓄电池负极。该阶段发电机他励，其电压随转速升高而升高。（）发电机电压虽然升高，但如果蓄电池端电压发电机输出电压调节上限时，继续截止，继续导通，发电机开始自励并对外供电。此时磁场绕组电路为：发电机正极磁场绕组调节器接线柱三极管调节器接线柱搭铁发电机负极。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,发电机电压随转速升高而继续升高。（）当发电机电压升高到等于调节上限时，调节器开始工作。电阻、分压，导通，导通，截止，磁场电路被切断，发电机输

44、出电压迅速下降。当发电机电压下降到等于调节下限时，电阻、分压减小，当时，截止，截止，重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,发电机电压升到调节上限时，就截止，磁场电路被切断，输出电压下降；降到等于调节下限时，磁场电路被接通，发电机电压上升，周而复始，发电机输出电压被控制在一定范围内。配装外搭铁式晶体管调节器的发电机的输出电压上限和下限的差值很小，所以发电机的输出电压波动非常小，再加上电容的滤波，所以发电机的输出电压很稳定。）内搭铁式晶体管调节器的工作原理内搭铁式晶体管调节器的基本电路如图所示。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,其特

45、点是晶体管、采用型，发电机的励磁绕组连接在的集电极和搭铁端之间，其工作原理与外搭铁式电子调节器类似。）集成电路调节器的工作原理集成电路调节器也叫调节器，是根据使用要求，将电路中的若干元件集成在同一基片上，制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机内部，构成整体式交流发电机。发电机外部有个或个接线柱。集成电路调节器可以分为全集成电路和混合集成电路两类。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,前者是将二极管、三极管、电阻、电容等电子元件同时制在一块基片上；后者则由厚膜或薄膜电阻与集成的单片芯片或分立元件组装而成。集成电路调节器与晶体管调节器相比，体积和质量更小，故可直接装在发电机内部或

46、壳体上成为整体式发电机的一个零件，这样就可以省去调节器与发电机的连接导线，减少线路的损失，使调节精度更高（可达.）；由于取消了外接电路，发生故障的概率更小，且无须任何保养，性能更加可靠；更耐振，寿命更长；耐高温性能好，可在的高温下正常工作。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,集成电路调节器的工作原理与晶体管调节器的工作原理完全一样，都通过稳压管感应发电机的输出电压信号，利用三极管的开关特性控制发电机的励磁电流，使发电机的输出电压保持恒定。它同样有内外搭铁之分，并以外搭铁居多。目前国内外轿车上已大量采用集成电路调节器，其主要代表有三接线柱式和四接线柱式两种，如图所示。电压调节器的选配选配电压调节器时，应和发电机的搭铁形式匹配，最好使用汽车说明书中指定的调节器。,上一页,下一页,返回,第二节汽车交流发电机,如果采用其他型号替代，