汽车电器与电控系统实验指导书

淮淮 阴阴 工工 学学 院院 汽车电器与电控系统 实验指导书 编者：陈勇 交通工程交通工程学院学院 2012017 7 年年 1 1 月月 1010 日日 实验一实验一 交流发电机与调节器测试交流发电机与调节器测试 一、实验课时：2 学时 二、主要内容及目的 1掌握交流发电机的拆解及装复。 2掌握交流发电机各部零件及总成的检查。 3正确进行交流发电机的检测与试验。 4掌握晶体管电子调节器的静态检测。 5掌握晶体管电子调节器的动态检测。 三、实验器材 1电器试验台一台，硅整流交流发电机一台； 2台钳及平台、蓄电池各一；一字、十字起子大小各一，开口、梅花扳手各一套； 3万用表、弹簧秤、游标卡尺或钢板尺、拉器、百分表各一； V 形铁一对； 4内外搭铁型晶体管电子调节器各一个； 5两只 2W/12V 或者 3W/24V 灯泡，镊子一个，导线及接头夹子若干。 四、实验操作步骤及工作要点 （一）硅整流交流发电机的拆解及清洗 1拧下电刷组件的两个固定螺钉，取下电刷组件； 2拧下后轴承盖的三个固定螺钉，取下后轴承防尘盖，再拧下后轴承处的紧固螺母； 3拧下前后端盖的连接螺栓，轻敲前后端盖，使前后端盖分离； 4从后端盖上拆下定子绕组端头，使定子总成与后端盖分离； 5拆下整流器总成； 6拆下皮带轮固定螺母，从转子上取下皮带轮、半圆键、风扇和前端盖； 7用布或棉纱蘸适量清洗剂擦洗转子绕组、定子绕组、电刷及其它机件。 （二）硅整流交流发电机的装复 首先向轴承中填充 2/3 的润滑脂，再按拆解的反顺序装复： （1）将前端盖、风扇、半圆键和皮带轮依次装到转子轴上，并用螺母紧固； （2）将整流板、定子绕组依次装入后端盖； （3）将两端盖装合在一起，并拧紧联接螺栓； （4）拧紧后端盖轴承紧固螺母，装好轴承盖； （5）装电刷组件； （6）装复后，转动发动机皮带轮，转子转动平顺，无摩擦及碰击声。 （三）硅整流交流发电机的试验 1试验台试验 1）空载试验 以硅整流发电机为例。 试验步骤如下： 将被试发电机固紧在试验台夹具上，选好套简与橡皮接头，调整夹具，找好同轴度。夹 具夹紧程度应适当，不能过紧或过松。 如图 1 所示，根据发电机 14V 额定电压、负极搭铁要求，用连接导线将插孔 39 与发电机 “磁场”(F2)、 “电枢”(+)接线柱相连，用连接导线连接插孔 35 与 37，用连接导线连接发电 机“磁场”接柱 Fl 与搭铁接线住，相应操作 65。根据电机旋转正方向，慢慢摇动手轮使转速 逐渐上升， 双察转速表 13 与直流电压表 12。 待电压升至约 13V 时， 拨出连接 35 与 37 的导线。 调整电机转速，使电压稳定在 14V。若转速低于 1150r/min说明发电机空载性能良好；若大 于此值说明空载性能差。 图 1 空载试验 2） 满载试验 硅整发电机在试验台上的装夹与空载试验相同。用连接导线连接插孔 40 与 41，用连接导 线连接插孔 39 与发电机“电枢”接线柱，府连接导线连接发电机“电枢”与“磁场”Fl 接线 柱搭铁。旋转开关 27 至低速档转速量程开关至 01000rmin 档。根据电机旋转正方向， 摇动手轮，使电机升速。待电压建立后。拔下连接插孔 35 与 37 的导线，用连接导线连接插 孔 37 与 38，将开关 7 转至高速档，转速量程开关转至 05000rmin 档。逐渐转动手轮提高 转速，并相应摇动电阻器手轮增大发电机输出。观察电流表、转速表、电压表，当输出电流 达 36A、电压为 14V 时，若转速低于规定转速，说明发电机负载性能好；若高于此值，说明 发电机负载性能差。 3) 注意事项 (1) 试验前、认真观看万能试验台仪表板上的各种标志； (2) 应按实习步骤进行电路连接。 有关附件及插孔， 待指导教师确认后方可进行电路连接， 连续完毕必须经指导教师检查无误后才能进行试验； (3) 使用试验台时，应将台面清理干净，不能将被测试品、工具、附件等堆放在台上； (4) 注意操作安全听从指导教师安排； （四）调节器的检测与试 1.搭铁型式的检测 按图 2a 接好线路； 图 2 电子调节器搭铁型式的检测 将电源电压 U 调到 12V； 接通开关 K，若小灯泡不亮，则该调节器为内搭铁型调节器；若小灯泡亮，则该调节器 为外搭铁型调节器。 2万能试验台测试 将晶体管调节器和配套标准发电机装在万能电器试验台上，按图 3 连接好线路，然后逐 步提高发电机转速到规定值，再逐步变化负载电流，调节器的调压值和各种负载下的电压差 值应符合试验技术要求。否则，应予以检修或更换。 图 3 发电机调节器试验 五、实验数据、现象记录 1.画出发电机空载特性曲线； 2.画出发电机外特性曲线； 3.画出发电机输出特性曲线。 六、注意事项 1.分离前后端盖时，不要硬敲乱撬，要使用拉器。 2.使用万用表检测时，应注意万用表型号和档位的选择。 实验二实验二 起动机起动机性能测试性能测试 一、实验课时：2 学时 二、主要内容及目的 1掌握起动机的拆装方法。 2掌握起动机的检修方法。 3正确使用电器万能试验台检验起动机的工作性能。 三、实验器材 1电器万能试验台、起动机、蓄电池各一； 2一字起子、十字起子、尖嘴钳、扭力扳手各一，开口扳手一套，台钳一架； 3万用表、游标卡尺、百分表及 V 形铁、弹簧秤、厚薄规各一，00 号砂纸、锯片若干； 四、技术标准和要求 1电枢轴径向圆跳动应不大于 0.100.15mm，电枢轴的轴向间隙不大于 0.051.00mm； 轴颈外径与衬套内径配合间隙应为 0.0350.077mm 最大不超过 0.15mm。 2换向器失圆度不大于 0.05mm，换向器直径不小于标准值 1.10mm。 3电刷磨损后的高度不应小于电刷原高度的一半，一般不小于 10mm；电刷与换向器的 接触面不低于 80%；电刷弹簧的弹力，应为 11.7614.7N。 4QD121 型起动机驱动齿轮与限位环间隙为 4.5±1 mm，驱动齿轮端面与端盖凸缘距离 为 3234 mm。 5以 QD124 型起动机为例，空转试验时，电压 12V，起动机转速不低于 5000r/min，电 流不大于 90A；全制动试验时，电压 8V，电流不大于 650A，扭矩不小于 29.4N·m。 五、实验操作步骤及工作要点 （一） 解体起动机 1清除外部尘污和油垢； 2拆下防尘箍，用铁丝钩提起电刷弹簧，将电刷取出； 3取下穿心螺栓，分离前端盖、外壳和电枢； 4拆下中间轴承板、拔叉和啮合器； 5解体后，清洗擦拭各零件。金属零件用煤油或汽油，绝缘零件用布或浸汽油的布擦拭。 （二）起动机装复与调整 1 起动机装复 按分解的相反顺序装复： （1）将离合器和移动叉装入后端盖内； （2）装入中间轴承支撑板； （3）将电枢轴插入后端盖内； （4）装上电动机外壳和前端盖，并用长螺栓结合紧； （5）装电刷和防尘罩； （6）装起动机开关。 起动机装复后应转动灵活，各摩擦部位涂润滑油予以润滑，电枢轴的轴向间隙应符合标 准。 （三）使用电器万能试验台检验起动机的工作性能 1空载试验 如图 1 所示，将起动机夹在夹具上，接好试验线路，接通起动机电路，起动机应运转均 匀，无碰擦声，且电刷无强烈火花产生。此时电压表、电流表、转速表和读数应符合规定。 若电流高而转速低，说明起动机装配过紧或电枢磁场绕组有短路或搭铁故障；若电流和转速 都小，说明电路中接触电阻过大，有接触不良之处。 图 1 空载试验 2全制动试验（扭矩试验） 如图 2 所示，将起动机夹紧在试验台上，使制动力矩杠杆（扭力杠杆）的一端夹住起动 机起动齿轮。另一端挂在弹簧秤上，接通起动机电路（接通时间不大于 5s） ，观察单向滑轮是 否打滑，并迅速记下电流表、电压表和弹簧秤读数，然后与原技术标准相对照。若扭矩小而 电流大，说明电枢和磁场绕组中有搭铁短路故障；若扭矩和电流都小，说明电路中有接触不 良之处；若驱动齿轮不转而电枢轴有缓慢转动，说明单向滑轮打滑。 图 2 全制动试验 六、实验数据、现象记录 型号 规格 空载特性 全制动特性 额定电 压（V） 额定功 率 （KW） 电压 （V） 电流不 大于 （A） 转速不小 于 （r/min） 电压 （v） 电流不 小于 （A） 扭矩不 小于 （Nm） 七、注意事项 1用蓄电池测试电磁开关和起动机时，检查时间不宜过长。 2起动机夹在电器万能试验台夹具上时，注意一定和驱动轴同轴。 实验三实验三 微机控制点火系统微机控制点火系统实验实验 一、实验课时：2 学时 二、主要内容及目的 1掌握微机控制点火系统的结构和工作原理； 2. 掌握微机控制点火系统主要传感器的检测方法； 3. 掌握微机控制点火系统点火提前角在各种工况下控制方法。 三、实验器材 1Motronic M1.5 发动机控制系统模拟试验系统一套； 2点火正时灯一个； 3数字示波器，万用表一台； 4常用工具若干。 四、实验原理与方法 图 1 Motronic M1.5 发动机控制模拟试验系统 Motronic 是采用计算机控制系统进行点火控制和燃油喷射控制的发动机管理系统。 Motronic 实验模版清晰、鲜明、直观的展示了汽车点火控制和燃油喷射系统的工作原理图。它 通过插件式线束连接器安全、方便、可靠地把传感器与执行器连接起来。所有与主控单元之 间均通过 4mm 插座和桥式插头连接，插头的另一端与学生测量工作台相连，构成控制单元与 学生测量台之间的信号通道。只需移动其中任何一个桥式插头就可设置故障，点火提前角和 喷油量的信号变化可以立刻在实验平台上显示出来。 该系统组合了燃油喷射、高质量混合气配制和正确的点火正时，在火花点燃发动机全部 运行工况范围内提供相互支持。Motronic M1.5 发动机控制模拟试验系统整体结构如图 1。 Motronic 将所有发动机控制用电子系统结合在一个单独的控制单元(ECU)中， 如图2 所示。 安装在发动机上的监测装置（传感器）收集所需的运行数据，并将这些信息传送到控制单元 ECU，ECU 内部的输入电路将这些数据转换成数字信号输入给微处理器，微处理器根据这些 数据来确定发动机目前的瞬间运行工况，从而确定此时的最佳点火提前角，通过输出控制信 号来控制执行元件实现发动机的点火正时。 M 303030 1515 274849951464544 3 363717 53 3131 165434122 264221 4041111928 10 5513632 712 31 15 图 2 电子控制单元(ECU) 1发动机转速、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的结构原理与信号测取 (1)发动机转速和曲轴位置传感器结构原理与信号测取 1-永久磁铁 2-壳体 3-发动机壳体 4-软铁芯 5-线圈 6-有一个基准点的齿圈 图3 发动机转速和曲轴位置传感器 安装在曲轴上的是一个带有 57 个齿的齿圈，其中故意缺掉了 1 齿，齿的运动信号由一个 电感式转速传感器进行记录，这一传感器由一个永磁体和一个带有铜绕组的软铁芯组成(如图 3)。当铁磁体齿轮的各齿在传感器近旁通过时，传感器中的磁场感生一个个交流电压信号。这 一交流电压的幅值随着传感器与齿轮之间的距离增大而减小，随着发动机转速的增加而增大。 当发动机在极低转速的时候就已经能够获得足够大的电压。ECU 中的检测回路将具有高频振 荡的正弦电压信号转换成具有恒定幅值的矩形波电压。 4849 12 S N 示波器示波器 图 4 曲轴位置传感器测试原理图 矩形波电压的触发边沿通过一个中断输入信号传送到计算机。当触发边沿的间隔是相邻 前后两个触发边沿间隔的两倍时，该齿沟的位置波记录下来。通过确定齿沟的位置可以得出 1 号缸和 4 号缸的曲轴位置。计算机再根据时间对曲轴位置进行计算。 交流电压脉冲信号也就等于信号轮通过传感器的齿数，所以当计算机测得信号脉冲的频 率，也就