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中职电子专业《汽车电气设备》教案_第二章

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    • 1、第一节 蓄电池,一、蓄电池的分类及作用 铅酸蓄电池 有两大类: 镍碱蓄电池 普通蓄电池 铅酸蓄电池: 免维护蓄电池、 干式荷电蓄电池 胶体蓄电池,蓄电池的作用是: (1)在发动机起动时,给起动机提供大电流,同时向点火系统、燃油系统及电脑系统供电。 (2)在发电机不发电时向用电设备供电。 (3)当取下汽车钥匙时,由蓄电池向时钟、发动机及车身ECU存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电。 (4)当发电机超载时,协助发电机供电。 (5)当发电机发电时,蓄电池可将发电机的电能转变为化学能储存起来(即充电)。 (6)蓄电池相当于一个大容量电容器。,二 铅蓄电池的构造与型号,蓄电池是由6个串联单格组成的,每个单格相当于一个小电池,电压为2V,故车用蓄电池的电压为12V。 1、正、负极板 2、隔板 3、电解液 4、壳体 5、联条,铅蓄电池的构造与型号,外型,1.极板 极板分为正极板和负极板两种,均由栅架和填充在其上的活性物质构成。 正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2),呈深棕色; 负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb),呈青灰色。,注意:正负极板均做成极板组,以提高容量. 负极板组的片数比正极

      2、板组的片数多一片.,栅架,活性物质,极板组总成,2隔板 蓄电池内部正负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性,且具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。 3电解液 电解液由专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成,密度一般为1.24-1.30g/cm3(电解液的温度为25)。配制电解液必须使用耐酸的器皿,切记只能将硫酸慢慢的倒入蒸馏水中,并不断搅拌。,4壳体 蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的,一般采用橡胶或塑料制成。壳体内部由6个互不相通的单格组成。每个单格的顶部有一个加液孔,用于添加电解液和蒸馏水,加液孔盖上设有通风孔,供蓄电池化学反应中产生的气体(H2和O 2等)能随时逸出。 5联条 联条的作用是将单格电池串联起来。串接方式一般有外露式与穿壁式。,型号 (例) (1)6-QA-l05:表示由6个单格电池组成,额定电压12V,额定容量为105Ah的起动型干荷电蓄电池。 (2)6-QAW-60:表示6个单格电池组成,额定电压12V,额定容量为60Ah的起动型干荷电免维护蓄电池。,第一部分:表示串联的单格电池数,用阿拉伯数字

      3、表示。 第二部分:表示蓄电池的类型和特征,用汉语拼音字母组成。一般第一个字母用Q,表示起动型蓄电池;其他字母表示蓄电池的结构特征,如: A干荷电式 W免维护式 J胶体电解液 第三部分:表示蓄电池的额定容量,用20h率额定容量来表示,单位为Ah(安培小时)。,三、蓄电池的工作原理及特性,1电动势的建立 正极板: 负极板:,2蓄电池的放电,3蓄电池的充电,蓄电池在充放电时总的化学反应过程 :,结论:在放电过程中,正负极板上的活性物质都转化为PbSO4,同时,电解液中的 转化为水,电解液的密度不断下降。充电 过程与此相反。,四、蓄电池的工作特性 蓄电池的工作特性主要包括蓄电池的电动势、静止电动势、内阻以及充、放电特性。,1、静止电动势 静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放电),正负极板之间的电位差(即开路电压)。它的大小与电解液的相对密度和温度有关 。,2、内电阻,蓄电池的内电阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条电阻组成。,极板:放电程度越高,极板电阻越大 。 温度低,粘度大,电解液电阻增大 密度过高或过低,电解液电电阻增大,电解液:,电解液电阻与密度的关系:,3、放电特性 蓄电

      4、池的放电特性是指在恒流放电过程中,蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度等参数随时间而变化的规律。将一只完全充足电的蓄电池以20h放电率的电流进行恒流放电,在放电过程中,每隔一定时间测量其单体电池的端电压Uf和电解液相对密度,便可得到该蓄电池的放电特性曲线。,放电特性:,蓄电池放电终了的特征是: (1)电解液密度下降到最小许可值; (2)单格电池的端电压下降至放电终止电压;,4、充电特性 蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中,蓄电池的端电压Ue和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。以一定的充电电流Ic向一只完全放电的蓄电池进行充电,在充电过程中,每隔一定时间测量其单体电他的端电压Uc、电解液密度和温度,便可得到该蓄电池的充电特性曲线。,充电特性,蓄电池充电终了的特征: (1)蓄电池电解液内产生大量气泡,呈 “沸腾”状; (2)端电压和电解液密度均上升至最大值,且23h内不再增加。,五、 蓄电池容量及其影响因素,1、蓄电池容量 蓄电池的容量是指在规定的放电条件下,完全充足电的蓄电池所能放出的电量,用“C”表示。,额定容量:完全充足电的蓄电池,在电解液温度为25时,以20 h放电率(放电电流

      5、为0.05 )连续放电,直至单格电压降到1.75V时为止,蓄电池所输出的电量称为额定容量,用 示。,二、影响蓄电池容量的主要因素 1、放电电流: 放电电流越大,容量减小。 2、电解液温度:温度降低,容量减小。 3、电解液密度:密度过大、过小,容量减小。,放电电流与容量的关系:,温度与容量的关系:,密度与容量的关系:,1、充电方法 (1)定流充电 (2)定压充电 (3)脉冲快速充电 2、充电种类 (1)初充电 (2)补充充电 (3)去硫化充电,六、 蓄电池的充电,1、充电方法 (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。 定流充电过程分为两个阶段: 第一阶段:以规定的电流进行充电; 第二阶段:充电电流减半,一直到充电终了。,定流充电的连接方式及充电特性曲线:,(2)定压充电 充电过程中,充电电压始终保持不变的充电方法称为定压充电。,2、充电种类 (1)初充电:用于新蓄电池的首次充电。 特点:只能用定电流充电,充电电流小,时间长。 初充电通常分两个阶段进行: 第一阶段的充电电流约为额定容量的1l 5,充电至电解液中产生气泡,单格电池端电压达2.4V为止; 第二阶

      6、段将充电电流减半。,2、充电种类 (2)补充充电 蓄电池在车上使用,当电量不足时,应对蓄电池进行补充充电。 特点:可以采用定电流充电,也可采用定电压充电。 采用定电流充电时: 第一阶段的充电电流为额定容量的1/10,充电至电解液中产生气泡,单格电压达到2.4V时为止; 第二阶段充电电流减半,直至充满电为止。,七、 蓄电池的使用与维护,1、蓄电池的维护 (1)检查蓄电池在车上安装是否牢靠,起动电缆线与极桩的连接是否紧固,检查电缆线的线夹与极桩是否有氧化物。 (2)保持加液孔盖上的气孔畅通; (3)定期检查电解液的液面高度,液面一般应高出极板1015mm,一般情况下,当液面低时,应补加蒸馏水; (4)定期对蓄电池进行补充充电,以保证蓄电池始终保持充足电的状态。 (5)经常检查蓄电池的放电程度,超过规定时立即进行补充充电。,2、蓄电池的使用 (1)蓄电池的选择 主要根据外型尺寸和额定容量。 (2)电解液的选择 一般情况下应该选择密度偏低的电解液。 (3)冬季使用蓄电池的注意事项。 (4)新蓄电池的使用 一般情况下,新蓄电池在使用之前应参考说明书,以说明书为准。,测端电压,测密度,八、新型蓄电

      7、池,1、免维护蓄电池 免维护蓄电池,也叫MF蓄电池,其含义是蓄电池在合理的使用期限内,无需进行日常维护或只需较少维护的蓄电池称之为免维护蓄电池。,免维护蓄电池的结构特点 (1) 与普通铅蓄电池相比,采用了铅钙合金或低锑合金作为极板栅架,减少自放电。 (2) 隔板采用袋式微孔聚氯乙烯隔板,将正极板包住。增大空间,增加电解液。 (3)加液孔盖上的通气孔采用新型安全的通气装置和气体收集器,可阻止水蒸气和硫酸气体通过。,免维护蓄电池的优点: (1) 使用中不需补加注蒸馏水或很少补加加注蒸馏水,不需补充充电。 (2) 使用寿命长。 (3) 内阻小、起动性能好 。 (4)自放电少。,2、干式荷电蓄电池 极板在完全干燥的状态下能够长期(一般为两年)保存在化学过程中所得到电荷的蓄电池,叫做干式荷电铅蓄电池,简称干荷蓄电池。,(1)结构特点:在其负极板的铅膏中加人抗氧化剂,在海棉状铅表面形成一层保护膜,可防止活性物质与空气接触而被氧化。 (2)优点:这类蓄电池在加人符合规定的电解液之后,静置30min即可使用,不需进行初充电,是目前应用很广泛的蓄电池。,3、全密封型免维护蓄电池 1)绿色,表示蓄电池的技

      8、术状况良好; 2)黑色,表示电解液密度偏低,应对蓄电池进行补充充电; 3)浅黄色,表示电解液液面过低,蓄电池已不能继续使用。,第二节 交流发电机,安装位置,发电机的作用与分类,作用: 给全车用电设备供电(除起动机外),包括给蓄电池充电。 分类: 普通硅整流发电机,调节器外置。 整体式硅整流发电机,调节器内置。,一、 交流发电机的构造,转子 定子 整流器 端盖 皮带轮及风扇,组成:,作用: 产生磁场。,1、转子,1、转子 组成: 滑环 轴 爪极 励磁绕组,1、转子,发电机磁场接线柱,“F”。 发电机搭铁接线柱,“”。,两个炭刷,两个炭刷,两个滑环,1、转子 激磁电路:电源+ 点火开关 磁场接柱F 激磁绕级 搭铁,笔记,转子的作用:产生磁场。 转子的组成:爪极、励磁绕组、轴和滑环。 激磁电路:蓄电池正极点火开关发电机激磁绕组搭铁。(调节器) 转子电刷引出的发电机接线柱: “F”(或“磁场”)接线柱 “”(搭铁)接线柱,作用: 产生交流电动势。 组成: 铁芯 三相对称绕组,2、定子,三相绕组的联结方法: 星形联结 三角形联结 三相对称电动势: 大小相等、电位差互差120电角度。,2、定子,作

      9、用: 将三相绕组中产生的三相交流电转换为直流电。 组成: 六只二极管组成三相桥式整流电路: 三只正极管子 三只负极管子,3、整流器,笔记+课后思考,三个正极管子引出发电机的火线接柱,标记为“B”(“A”、“+”、或“电枢”)。 是不是所有的发电机都是有六个二极管? 正极管子:元件板上。 负极管子:后端盖上。 元件板必须与后端盖绝缘,并固定在后端盖上用螺栓引至后端盖外部作为发电机的火线接柱,标记为“B”(“A”、“+”、或“电枢”)。,有轴承座 炭刷架 通风孔 接线柱,4、前后端盖,4、前后端盖 炭刷架与炭刷 : 内搭铁 外搭铁,内搭铁,外搭铁,皮带轮 发动机通过风扇皮带、皮带轮驱动发电机旋转。 风扇 当发动机带动发电机高速旋转时,风扇可使空气流经发电机内部进行冷却。,5、皮带轮及风扇,二、交流发电机的工作原理,一、发电原理,二、整流原理 1由于三个正极管子:在某一瞬间,哪一相的电压最高,则该相的正极管子就导通。 2、由于三个负极管子:在某一瞬间,哪一相的电压最低,则该相的负极管子就导通。 3、在每一瞬间,同时导通的管子只有两个,即正、负管子各一个 。,中性点电压:,中性点电压作用: 1、控制继电器 2、提高发电机功率,中性点二极管,作用: 提高功率10% 15%。,中性点电压:,3、激磁方法:,注意:激磁电路,先他激,后自激。,3、激磁方法:,激磁二极管,注意:激磁电路,三、交流发电机的特性,1、输出特性:,注意:空载转速、满载转速、自我保护。,2、空载特性: 空载时,电压与转速的关系。,3、外特性: 电压与输出电流的关系。,第三节 交流发电机的调节器,一、电压调节器的工作原理 交流发电机每项绕组电动势 : E=Cn,结论:当交流发电机的转速升高时,调节器通过减小发电机的激磁电流来减小磁通,使发电机的输出电压保持不变。,二、电压调节器的分类,触点式电压调节器 晶体管调节器 集成电路调节器,发电机调节器:,三、晶体管调节器 1、晶体管调节器的基本电路:,UAB电压反向加在稳压 管VS上。R1的阻值是 这样确定的:当发电 机输出电压UAC达到规 定的调整值时,UAB电压正好等于稳压管VS 的反向击穿电压。,

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