汽车电气设备构造与维修讲稿.ppt
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1、关于汽车电气设备构造与维修第一页,讲稿共一百二十一页哦第一章 电源系 电源系系统:向车上用电设备或控制装配供电,满足汽车的需要。它的组成:q发电机:由发动机带动,把机械能电能整流调压供电(设备)储存(电池)q调节器:避免因发动机转速过高产生电压过大。(调节励磁电流)维持恒定电压输出。q蓄电池:化学能=电能 提供能量:起动时。储存能量:正常行驶q电流表:用来指示蓄电池充电或放电电流的大小。(注意连接方法)第二页,讲稿共一百二十一页哦第一节 蓄电池的构造与型号q概述 铅酸蓄电池。由负极板,正极板和电解液(纯HSO4+蒸馏水)。分为普通型、干荷电型和免维护型等。q作用与特点提供大电流;供电;储存电能
2、;电容器。提供大电流;供电;储存电能;电容器。单格电压高;内阻小;性能可靠;价廉。单格电压高;内阻小;性能可靠;价廉。第三页,讲稿共一百二十一页哦蓄电池的基本组成蓄电池的基本组成第四页,讲稿共一百二十一页哦第一节 铅酸蓄电池q蓄电池基本结构v极板(组)极板(组)栅架栅架活性物质活性物质正极:正极:PbO2负极:负极:Pbv隔板隔板v外壳外壳v连条连条v电解液电解液:H2SO4+H2Ov盖、极桩、封口料、注液口盖、极桩、封口料、注液口第五页,讲稿共一百二十一页哦q干荷电蓄电池:在干燥、保存期内使用,加入适当密度的电解质。静置30min,调整电解液密度、高度,可使用,不必初充电。便于运输保管、且不
3、须初充电。当储存超过保存期时,因部分极板已氧化,使用前应充电5-10H才可使用。q免维护蓄电池:结构特点v超细玻璃纤维材料与袋状正极超细玻璃纤维材料与袋状正极隔板隔板v设有收集水蒸气和硫酸蒸设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室,减少蒸发;气的集气室,减少蒸发;装有催化剂钯,可使电解装有催化剂钯,可使电解的氢气与氧气合成为水。的氢气与氧气合成为水。v栅架栅架 改进合金材料减少自放改进合金材料减少自放电、电解现象并减小内阻电、电解现象并减小内阻v带密度计,不同颜色判断电带密度计,不同颜色判断电池存电量:绿色,深绿色,池存电量:绿色,深绿色,浅黄色。浅黄色。q性能特点免维护或极少维护免维护或极少维护寿命
4、长寿命长(8年以上)年以上)内阻小,起动性能好内阻小,起动性能好第六页,讲稿共一百二十一页哦q国产蓄电池规格型号按照标准JB/T2599-1993的规定,蓄电池产品型号共分为三段,五个含义。1、串联单格电池的数,用阿拉伯数字表示。其UN为它的2倍。2、电池的用途。Q:起动用蓄电池。3、蓄电池的特征代号。无符号:普通式铅蓄电池。A:干荷蓄电池。4、放电额定容量,我国用20H放电率额定是表示(A.H)。5、特殊性能,D:低温起动性能好。v例:例:6-QA-60,6Q105D第七页,讲稿共一百二十一页哦第三节蓄电池的工作原理与工作特性q工作原理v静态时(充好电)静态时(充好电)正极:正极:Pb4+负
5、极:负极:2e电解液:电解液:H2SO4+H2O正、负极电位差:正、负极电位差:2.1v12v蓄电池电压:蓄电池电压:11.7v-12.6v电解液密度:电解液密度:1.1-1.27第八页,讲稿共一百二十一页哦q工作原理(续)v放电时放电时正极:正极:PbO2+H2SO4+2H+2e-PbSO4+2H2O负极:负极:Pb+SO42-PbSO4+2e-电解液:电解液:H2SO4减少,减少,H2O增加,密度增加,密度总反应:总反应:PbO2+Pb+2H2SO42 PbSO4+2H2O第九页,讲稿共一百二十一页哦q工作原理(续)v充电时充电时正极:正极:PbO2 负极:负极:Pb电解液:电解液:H2S
6、O4增加,增加,H2O减少,密度减少,密度总反应:总反应:2PbSO4+2H2O PbO2+Pb+2H2SO4过充电:过充电:H2O分解为分解为H2和和O2第十页,讲稿共一百二十一页哦q电动势与内阻1、静止电动势:在 静止状态下,极板间电位差,其值取决于电解液的密度和温度。经验公式:EJ=0.85P25 P25:25时的电解液密度。P25=PT0.0075(T25)PT:测量的电解液密度。2、内阻:极板电阻、隔极电阻、电解液电阻、联条和极柱电阻等内阻。大小与电解液的密度和温度有关。P,电阻;P,电阻;T,电阻;极板面积越大越薄,极板电阻;放电结束时,电阻q蓄电池在良好技术状态下。内阻和很小40
7、 R0=0.01 20 R0=0.019 满足起动机工作要求(大电流)。q 对于完全充电的蓄电池在T=20时,内阻PO可用经验公式得到PO=e/1.71Qe(e:额定电压 Qe额定容量)第十一页,讲稿共一百二十一页哦q工作特性v静态静态电动势范围电动势范围:1.95V2.1V电解液密度范围:电解液密度范围:1.11.29v充电特性充电特性(图)(图)条件:恒定电流条件:恒定电流电压与电动势的关系:电压与电动势的关系:U=E0+I R电压的变化电压的变化密度的变化密度的变化第十二页,讲稿共一百二十一页哦充电特性第十三页,讲稿共一百二十一页哦v放电特性放电特性(图)(图)条件:恒定电流条件:恒定电
8、流电压与电动势的关系:电压与电动势的关系:U=E0 I R电压的变化电压的变化密度的变化密度的变化终止电压:与放电率有关(图)终止电压:与放电率有关(图)第十四页,讲稿共一百二十一页哦第四节 蓄电池的容量与影响因素q蓄电池的容量v容量概念容量概念容量(安时)=放电电流(安)放电时间(小时)即 C=If tf(Ah)v20h放电率额定容量放电率额定容量(Ah)有关规定:有关规定:GB5008.1-1991举例举例:6Q105(20h*5.25A=105Ah)储备容量(储备容量(min)第十五页,讲稿共一百二十一页哦q影响容量的因素极板结构极板结构电解液:温度,密度电解液:温度,密度放电电流(下表
9、)放电电流(下表)放电电流(A)6.7512.671400放电时间(h)201010.083(5min)终止电压(v)1.751.71.61.5实际容量(Ah)1351267133.3实际容量与放电电流间的关系实际容量与放电电流间的关系(标称容量:(标称容量:135Ah)第十六页,讲稿共一百二十一页哦第十七页,讲稿共一百二十一页哦第五节 蓄电池的充电方法q充电设备:硅整流、可控硅、快速充电机q充电方法v按过程分类按过程分类定流充电定流充电特点与连接特点与连接定压充电定压充电特点与连接特点与连接快速充电快速充电问题的提出问题的提出原理原理方法(图)与注意方法(图)与注意第十八页,讲稿共一百二十一
10、页哦第五节 蓄电池的充电方法q充电方法(续)v按作业分类按作业分类初充电初充电补充充电补充充电*(条件、步骤、要求)(条件、步骤、要求)防硫化充电(间歇过充电)防硫化充电(间歇过充电)锻炼循环充电(大充大放)锻炼循环充电(大充大放)去硫充电(水冲洗)去硫充电(水冲洗)第十九页,讲稿共一百二十一页哦第六节 蓄电池的正确使用与维护q使用与技术状态检查使用要求大电流放电时间、充电电压、过放电状态、电解液密度。检查液面高度、密度、放电程度q使用维护v安装牢固安装牢固接触电阻影响接触电阻影响v保持清洁保持清洁漏电问题漏电问题v检查溶液密度检查溶液密度补充蒸馏水补充蒸馏水第二十页,讲稿共一百二十一页哦第七
11、节 蓄电池的常见故障q常见故障v容量降低容量降低现象:起动时运转无力现象:起动时运转无力原因:原因:新蓄电池初充电不足新蓄电池初充电不足溶液密度不对溶液密度不对过度放电,活性物质脱落过度放电,活性物质脱落长期不用,极板硫化长期不用,极板硫化第二十一页,讲稿共一百二十一页哦第七节 蓄电池的常见故障q常见故障(续)v自行放电自行放电现象:每日放电现象:每日放电原因原因电解液不纯电解液不纯局部有短路局部有短路v充电困难充电困难现象:充不上电现象:充不上电原因原因内部有短路或极板变形内部有短路或极板变形第二十二页,讲稿共一百二十一页哦免维护(MF)蓄电池q结构特点v隔板隔板超细玻璃纤维材料与袋状正极隔
12、板超细玻璃纤维材料与袋状正极隔板减小极板短路和活性物质脱落减小极板短路和活性物质脱落 v孔塞孔塞通气孔设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室,减少蒸发通气孔设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室,减少蒸发通气孔中装有催化剂钯,可使电解的氢气与氧气合成为水。通气孔中装有催化剂钯,可使电解的氢气与氧气合成为水。v栅架栅架 改进合金材料(铅钙合金取代铅锑合金)减少自放电、电解现象并改进合金材料(铅钙合金取代铅锑合金)减少自放电、电解现象并减小内阻减小内阻q性能特点免维护或极少维护免维护或极少维护寿命长寿命长(8年以上)年以上)内阻小,起动性能好内阻小,起动性能好第二十三页,讲稿共一百二十一页哦胶体蓄电池胶体蓄电
13、池q特点v胶体电解液,不易流动和蒸发,水分胶体电解液,不易流动和蒸发,水分 损失极少损失极少v自放点率极小,可充电后长期存储自放点率极小,可充电后长期存储(1-2年)、便于启用年)、便于启用 v放电特性好放电特性好v比能量特别是比功率要比常规铅酸蓄比能量特别是比功率要比常规铅酸蓄 电池大电池大 20%以上以上v寿命比一般蓄电池长一倍左右寿命比一般蓄电池长一倍左右v也是免维护也是免维护 q应用v电动汽车、电动自行车、电动汽车、电动自行车、UPS电源等电源等第二十四页,讲稿共一百二十一页哦硷性蓄电池硷性蓄电池q结构特点v电解液为硷性溶液电解液为硷性溶液q主要种类v镉镍(镉镍(Cd-Ni)蓄电池蓄电
14、池正极:正极:Ni(OH)3负极:负极:Cd电解液:电解液:KOHv铁镍铁镍(Fe-Ni)蓄电池蓄电池v银锌银锌(Ag-Zn)蓄电池蓄电池v镍氢(镍氢(Ni-H)蓄电池蓄电池q性能特点v能量密度高能量密度高v少维护、寿命长(可长达少维护、寿命长(可长达1020年)年)v荷电保持能力强荷电保持能力强v价格高价格高第二十五页,讲稿共一百二十一页哦燃料电池(燃料电池(FC)q燃料电池结构原理v正极:正极:O2(或空气)(或空气)v负极:负极:H2(或其它燃料如甲醇)(或其它燃料如甲醇)v电解液:电解液:KOH(或高分子电解质膜)(或高分子电解质膜)v反应过程:反应过程:2H2+O22H2O(在催化剂
15、作用下)(在催化剂作用下)(与电解水的过程相反与电解水的过程相反)第二十六页,讲稿共一百二十一页哦氢氧燃料电池氢氧燃料电池 在催化剂的作用下,在催化剂的作用下,在电解液中使氢失去电子,在电解液中使氢失去电子,氧得到电子,并与氢离子氧得到电子,并与氢离子和电子结合生成水。电子和电子结合生成水。电子通过外电路的移动形成电通过外电路的移动形成电流。流。氢气作为氢气作为“燃燃料料”,氧气作为氧,氧气作为氧化剂。氢和氧通过化剂。氢和氧通过电化学反应释放出电化学反应释放出电能。电能。第二十七页,讲稿共一百二十一页哦氢-空气燃料电池q结构v负极:氢气负极:氢气v正极:空气正极:空气v电解质薄膜电解质薄膜第二
16、十八页,讲稿共一百二十一页哦甲醇燃料电池甲醇甲醇分解分解氢离子氢离子+氧氧+电电子子第二十九页,讲稿共一百二十一页哦燃料电池的特点及应用燃料电池的特点及应用q燃料电池与普通电池的区别v普通电池只是一个有限的电能输出和储存装置。只是一个有限的电能输出和储存装置。v燃料电池则不同,参与反应的化学物质氢和氧,分别由燃则不同,参与反应的化学物质氢和氧,分别由燃料电池外部的单独储存系统提供。料电池外部的单独储存系统提供。v只要能保证氢氧反应物的供给,燃料电池就可以只要能保证氢氧反应物的供给,燃料电池就可以连续不断地产生电能。从这个意义上说,燃料电池是一个氢氧产生电能。从这个意义上说,燃料电池是一个氢氧发
17、电装置。q燃料电池特点v能量密度更高能量密度更高v无环境污染无环境污染q燃料电池的应用v纯纯电动汽车(电动汽车(EV)、航天方面)、航天方面第三十页,讲稿共一百二十一页哦三菱公司的燃料电池汽车三菱公司的燃料电池汽车氢燃料箱氢燃料箱燃料电池系统燃料电池系统第三十一页,讲稿共一百二十一页哦丰田燃料电池汽车丰田燃料电池汽车氢燃料箱氢燃料箱燃料电池汽车燃料电池汽车独立轮毂电机独立轮毂电机燃料电池组燃料电池组第三十二页,讲稿共一百二十一页哦 蓄电池q思考题与练习题v1、说明蓄电池正、负极板的主要材料,以、说明蓄电池正、负极板的主要材料,以及电解液的主要成分。及电解液的主要成分。v2、分别说明蓄电池在充、
18、放电过程中正、分别说明蓄电池在充、放电过程中正、负极板各自生成什么物质?充、放电过程中负极板各自生成什么物质?充、放电过程中溶液的密度有什么变化?溶液的密度有什么变化?v3、说明定流充电与定压充电各自的优缺点。、说明定流充电与定压充电各自的优缺点。v4、某蓄电池使用中发现容量降低、起动无、某蓄电池使用中发现容量降低、起动无力,分析可能的故障原因。力,分析可能的故障原因。第三十三页,讲稿共一百二十一页哦蓄电池q思考题与练习题(续)v5、国产、国产6-Q-135型蓄电池额定容量是多少?型蓄电池额定容量是多少?若以若以20h放电率放电,其放电电流是多少?放电率放电,其放电电流是多少?若以若以135A
19、电流放电,能否连续放电电流放电,能否连续放电1小时?小时?v6、说明蓄电池使用维护中需要注意的主要、说明蓄电池使用维护中需要注意的主要问题。问题。v7、说明免维护蓄电池的优点。、说明免维护蓄电池的优点。第三十四页,讲稿共一百二十一页哦第九节 交流发电机构造及类型q概述v发电机的作用发电机的作用提供电源提供电源v发电机的种类发电机的种类直流与交流直流与交流v使用交流发电机的优点使用交流发电机的优点结构简单、价廉、结构简单、价廉、变压、便于维护。变压、便于维护。v汽车发电机的种类汽车发电机的种类1、按总体结构分类、按总体结构分类有刷发电机(普通有刷发电机(普通-JF132、整体式、整体式-CS12
20、1、带、带真空助力泵真空助力泵-JFZB292)无刷发电机无刷发电机JFW1913永磁发电机永磁发电机JFW1712第三十五页,讲稿共一百二十一页哦q2、按搭铁方式分类、按搭铁方式分类内、外搭铁内、外搭铁q3、按整流管数目分类六管、八管、九管、十一管等第三十六页,讲稿共一百二十一页哦第九节 交流发电机构造及类型q普通交流发电机的构造(图)v转子转子作用:产生磁场作用:产生磁场结构:结构:爪极爪极磁场线圈磁场线圈v定子定子作用:产生交流电(交流电压、电流)作用:产生交流电(交流电压、电流)结构:结构:铁心铁心电枢绕组电枢绕组绕组结构及连接绕组结构及连接第三十七页,讲稿共一百二十一页哦第九节 交流
21、发电机构造及类型q 交流发电机构造第三十八页,讲稿共一百二十一页哦第九节 交流发电机构造及类型q交流发电机的构造(续)v整流器整流器作用作用接法:三相桥式(图)接法:三相桥式(图)v端盖与电刷端盖与电刷电刷的作用:向转子线圈引进磁场电流电刷的作用:向转子线圈引进磁场电流q国产交流发电机型号系列按QC/T731993规定:产品代号、电压等级、电流等级、设计序号、变形代号vJF系列系列JF1512 JFZ1813Z第三十九页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及特性q交流发电机的工作原理v两个基本关系两个基本关系f =pn/60E=Ce n mv整流原理(图)整流原理(图)v整流电压平
22、均值整流电压平均值U与线电压与线电压UL、相电压、相电压U的关系的关系U=3/ULm=32/UL=1.35 UL=2.34 U其中:其中:U=整流电压平均值,整流电压平均值,ULm=线电压幅值,线电压幅值,UL=线电压有效值,线电压有效值,U=相电压有效值相电压有效值 v整流管选择整流管选择ID=1/3 IUDRM=2 UL U(实际远大于此值)(实际远大于此值)第四十页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及特性q交流发电机的工作原理(续)第四十一页,讲稿共一百二十一页哦整流管连接第四十二页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及特性q交流发电机的工作原理(续)v中性点电
23、压问题中性点电压问题UN(平均)(平均)=U/2中性点电压波形(图),中性点电压波形(图),三谐波发电原理三谐波发电原理中点二极管电路(图)中点二极管电路(图)v发电机的激磁问题发电机的激磁问题自激问题自激问题它激问题它激问题第四十三页,讲稿共一百二十一页哦中性点电压第四十四页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及特性q交流发电机的特性v空载特性空载特性(图)(图)I=0,U=f(n)它激阶段它激阶段自激阶段自激阶段v外特性外特性(图)(图)n=const,U=f(I)U下降的原因下降的原因阻抗压降阻抗压降电枢反应电枢反应第四十五页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及
24、特性第四十六页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及特性q交流发电机的特性(续)v输出特性输出特性(图)(图)nn1(空载转速)(空载转速):I=0,不能带负载。,不能带负载。n1nn2:转速增加,:转速增加,I增长有限(限流能力)。增长有限(限流能力)。IImax第四十七页,讲稿共一百二十一页哦第四十八页,讲稿共一百二十一页哦第十节交流发电机的工作原理及特性q其它车用交流发电机v无刷电机无刷电机爪极式(图)爪极式(图)永磁式(图)永磁式(图)带励磁机式(图)带励磁机式(图)第四十九页,讲稿共一百二十一页哦第五十页,讲稿共一百二十一页哦第五十一页,讲稿共一百二十一页哦第十一节 交流
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