汽车电器设备构造与维修课件.ppt

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1、汽车电器设备构造与维修,马云贵,1,t课件,绪 论,一、汽车电气设备的发展概况20世纪50年代前-以机械为主,辅以必要的电器设备20世纪60年代-电子技术得到逐步的应用20世纪70年代-电子点火、电控喷油等多种控制20世纪80年代后-通讯技术、安全技术、可靠性、人 性化等多方位发展。,2,t课件,二、汽车电大设备的组成,分为三大部分:,电源,用电设备,全车线路配电装置,蓄电池、发电机及调节器,起动系、点火系、照明系、信号装置、仪表及警报装置、辅助电器、电子控制系统等,中央接线盒、保险装置、继电器、电线束及插接件、电路开关等,3,t课件,三、汽车电力设备的特点,1、采用直流电 2、采用低压电源

2、3、采用单线制 4、负极搭铁 5、设有保险装置 6、汽车线路有颜色和编号特征,4,t课件,四、本课程的性质、任务,1、掌握汽车电路与相关电器设备的结构、基本工作原理、使用和维修、检测和调试、故障判断与排除等基本知识和技能。2、读懂汽车电路图,学会用电路图分析汽车电路的基本工作情况;能根据具体电路进行故障判断和排除;对常用的电气设备能够独立地完成拆装和检修;能正确使用汽车电气设备维修中常用的工具、设备、仪器、仪表。,5,t课件,五、课程的学习方法和考核方法,1、课前预习,多做笔记,课后复习 2、理论与实践并重 3、考核 每个单元结束,布置一定的作业题。考核时采用理论与实践相结合的方法. 理论部分

3、以书、作业、为基础 实践部分按系部实践操作考核标准执行。,6,t课件,第一章蓄电池,蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置 11蓄电池的构造与型号111蓄电池的基本构造由极板、隔板、外壳、电解液等部分组成 (如图)1极板 : 正极板上的活性物质是二氧化铅,是棕红色 负极板上的活性物质是海绵状纯铅,呈青灰色,7,t课件,8,t课件,9,t课件,正、负极板上的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上 ,铅占94,锑占6 。 目前国内外已使用铅锑砷合金作板栅,可以减缓腐蚀速度,提高硬度与机械强度,增强其抗变形能力,延长蓄电池的使用寿命。 负极板栅厚度 :1.61.8 mm (厚) 1.2一1.4 mm

4、(薄) 正极板栅厚度 :2.22.4 mm (厚) 1.6一1.8 mm (薄) 正极板片数:4一13片 负极板片数:5一14片,10,t课件,2隔板,常见的隔板材料有木材。微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆和玻璃丝棉等几类。 隔板为一厚度小于lmm ,安装时,应将带沟槽的一面竖直朝向正极板。 3电解液 电解液由密度为 1.84 gcm3的纯硫酸和蒸馏水配制而成,密度一般在 1.241.31 gcm3,使用时根据当地最低气温或制造厂的要求进行选择,,11,t课件,4外壳 常用的材料有硬质橡胶、沥青塑料。工程塑料。我国目前已大量生产聚丙烯等工程塑料蓄电池外壳。5其他零部件 (l)铅连接条 : 有外

5、露式、跨桥式和穿壁对焊式三种 (2)加注孔盖 : 加注孔盖上有通气孔,下端有特制的隔板,其作用是将通气孔与单格上面的空间部分地隔开,以防汽车颠簸时,电解液从通气孔溅出。,12,t课件,13,t课件,112蓄电池的型号 XX XXX 字母表示其具有的特殊性能 第3部分表示蓄电池的额定容量 用阿拉伯数字组成 第2部分表示蓄电池的类型和特 征,用汉语拼音字母表示。 第1部分表示串联的单格电池数, 用阿拉伯数字组成,14,t课件,例如:6QAW100S 表示由 6个单格串联而成,标准电压为12V,额定容量100Ah的干荷电式免维护蓄电池,它采用了塑料整体式外壳 。1.1.3 免维护铅蓄电池的特点 1.

6、免维护铅蓄电池的结构特点 采用低锑合金或铅钙合金制作极板栅架 ; 采用密封式压铸成型极桩 ; 外壳为聚丙烯塑料热压而成,槽底没有肋条, 体积小,质量轻; 隔板采用袋式聚氯乙烯隔板;,15,t课件,通气孔采用新型 安全通气装置 ; 单格电池间的极 板组的连接条, 采用穿壁式贯通 连接,可减少内 阻。,16,t课件,2兔维护铅蓄电池的使用特性 (1)使用中不需要加水 (2)自放电少,寿命长 (3)接线柱腐蚀较小 (4)起动性能好 12蓄电池的工作原理121蓄电池电动势的建立正极板上: PbO22H2OPb(OH)4 Pb(OH)4Ph4+4OH,正极板的电极电位约为十20 V。,17,t课件,极板

7、的电极电位约为一01V。 在静止状态下的电动势E。约为2.1V。 实际测定的结果是 EO 2.044 V。122蓄电池的放电过程 正极板上: Pb4+2ePb2+ Pb2+SO42PbSO4 负极板上: Pb2+SO42PbSO4 Pb 2ePb2+ 电解液中的 H2SO4逐渐减少,而H2O逐渐增多,电解液密度下降。,18,t课件,19,t课件,123蓄电池的充电过程 正极板上: PbSO4Pb2+SO42 Pb2+2e(外电力的作用) Ph4+ Ph4+4OHPb(OH)4 Pb(OH)4PbO2 H2O SO42 2H+H2 SO4 总反应:PbSO42e2H2OSO42PbO22 H2

8、SO4 负极板上的总反应:PbSO42e2H+PbH2 SO4,20,t课件,21,t课件,蓄电池充放电时的特征:放电时:(H2 SO4),(H2O),电解液密度充电时: (H2 SO4),(H2O),电解液密度在充放电时,电解液密度发生变化,主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果,因此要求正极板处的电解液流动性要好。放电终了时,极板上尚余有7080的活性物质没有起作用。,22,t课件,13蓄电池的工作特性,131蓄电池的静止电动势 E00.8425 式中,E。蓄电池的静止电动势,单位为V; 2525时电解液的密度。 25t(t25) 式中,t实测的电解液密度; t测量时电解液温度,单位

9、为; 密度温度系数,取0.000 75。,23,t课件,132蓄电池的内阻 蓄电池的内阻大小反映了蓄电池带负载的能力。 极板电阻在完全充电状态下是很小的,但随着蓄电池放电程度的增加,覆盖在极板表面的PbSO4增多,极板电阻会随之增大。 隔板电阻主要取决于隔板的材料、厚度及多孔性,在常用的隔板中,微孔塑料隔板的电阻较小。 电解液的电阻与电解液的温度和密度有关。温度降低时会因电解液的粘度增大,渗透能力下降而引起电阻增加。而电解液的密度过高或过低时,均会导致电阻增大。 美国标准SAEJ546明确规定,12 V蓄电池在标准负荷时的内阻为0.014 。,24,t课件,133蓄电池的充放电特性,1蓄电池的

10、放电特性概念:蓄电池的放电特性是指恒流放电时,蓄电池端电压Uf、电动势E和电解液密度25随放电时间变化的规律。,25,t课件,放电时,由于蓄电池内阻尼的影响,蓄电池端电压Uf低于其电动势E,即Uf E一IfR0当Uf从2.1V 1.85 V 1.75 V 时,立即停止放电。放电停止后, Uf 1.95 V 。一般来说,电解液密度每下降004 gcm3,蓄电池放电量大约为额定容量的 25。蓄电池放电终了的特征如下: 单格电池电压下降至放电终止电压,以 20 h放电率放电,单格电池电压降至 175 V。 电解液密度下降至最小的许可值,大约为1.11gcm3。,26,t课件,2蓄电池的充电特性 概念

11、:蓄电池的充电特性是指以恒电流充电时,蓄电池充电电压、电动势E及电解液密度25等随充电时间变化的规律。,27,t课件,充电时:Uc E Ic R0 当蓄电池单格电池电压达到2324 V时,极板上 PbSO4已基本被还原成活性物质,这时充电接近终了。当单格电池电压升至27V时,继续充电23h,以保证蓄电池完全充电。充电停止后,附加电位消失,单格电池电压又迅速降至21V左右。蓄电池充电终了的特征是: 蓄电池的端电压上升至最大值(单个电池电压为2.7 V),且2 h内不再变化。 电解液的密度上升至最大值,且2h内基本不变。蓄电池剧烈地放出大量气泡,电解液沸腾。,28,t课件,14影响蓄电池容量的因素

12、,141蓄电池的容量 C If t f式中,C蓄电池的容量,单位为Ah; If放电电流,单位为A; t f放电时间,单位为h。1额定容量 概念:GB 5008.11991标准规定,以 20 h放电率的放电电流在电解液初始温度为(255),密度为(1.280.01)gcm3(25)的条件下,连续放电到规定的单格终止电压175 V,蓄电池所输出的电量,称为蓄电池的额定容量,记为C20。,29,t课件,2额定储备容量 是指充足电的蓄电池在电解液温度为25条件下,以25 A电流放电到单格终止电压175 V时所能维持的时间。符号为Cm,单位为min。3起动容量 表示蓄电池在发动机电力起动时的供电能力,用

13、倍率和持续时间表示。起动容量有两种规定:常温起动容量和低温起动容量。(1)常温起动容量 常温起动容量为电解液初始温度25时,以5 min放电率的电流放电,放电5 min至单格电池电压降至15 V时所输出的电量。,30,t课件,例如:对于6Q100型蓄电池,C20100 Ah,在电解液初始温度为25时,以3C20A3 100 A300A的电流放电 5min,单格电池电压降至 1.5V,蓄电池端电压降至1.56V9V,其起动容量为(300560)Ah25 Ah。 (2)低温起动容量 低温起动容量为电解液初始温度-18时,以5min放电率的电流放电,放电2.5 min。至单相电池电压降至1V时所输出

14、的电量。,31,t课件,142影响蓄电池容量的因素,影响蓄电池容量有以下四方面的因素。 1极板的构造 2放电电流 :放电电流越大,蓄电池的容量就越低。 注意:一次起动时间不应超过5S;连续两次起动应间隔 15 S以上。3电解液的温度4电解液的密度,32,t课件,33,t课件,15蓄电池的充电,151蓄电池充电的方法 充电可分为定流充电、定压充电和快速充电三种 。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。方法:、充电电流大小 :为C20的115l10; 、当单格电压达2.4V时,充电电流减小一半,直到充满为止。特点:有较大的适应性,可以任意选择和调整充电电流,因此可以对各

15、种不同情况及状态的蓄电池充电。例如,新蓄电池的初充电,使用中的蓄电池补充充电,去硫充电等。定流充电的不足之处在于需要经常调节充电电流,充电时间长。,34,t课件,2、定压充电在充电过程中,直流电源电压保持不变的充电方法称为定压充电。采用定压充电时,应注意选择充电电压。电压选择过高会造成充电初期充电电流过大和发生过充电现象,造成极板损坏;电压选择过低则会使蓄电池充电不足。一般单格电池充电电压定为2.5 V,即蓄电池的充电电压应为(1480005)V(6格电池)或(7.400.05)V(3格电池)。此外,充电初期最大充电电流不应超过03 C20A,否则应适当调低充电电压,待蓄电池电动势升高后再将充

16、电电压调整到规定值。,35,t课件,3快速充电 采用快速充电,新蓄电池初充电不超过5h,补充充电只需要0515h,大大缩短了充电时间,提高了效率。目前采用的快速充电方法有脉冲快速充电法和大电流递减充电法。一般在蓄电池集中、充电频繁的场合或应急部门使用快速充电。但其输出容量较低,能量转换效率也较低,不能将蓄电池完全充足,且对蓄电池的寿命有不利的影响。,36,t课件,152蓄电池充电的种类 1初充电 初充电的特点是充电电流小,充电时间长。(l)加注电解液 按制造厂的规定,加注一定密度的电解液。液面高出极板上沿15mm。加注电解液后,蓄电池应静置36h,待温度低于35才能进行充电。(2)初充电过程

17、第一阶段充电电流约为额定容量的115,充电至电解液中逸出气泡,单格电压达到24v时为止。第二阶段充电电流减半,充电至电解液沸腾,密度和瑞电压连续3 h不变时为止。,37,t课件,(3)注意事项 、充电过程中应经常测量电解液温度,上升到40时应将充电电流减半;上升到45时应停止充电,待冷至35以下再行充电。 、初充电接近完毕时应测量电解液密度,如果不符合规定值,应用蒸馏水或密度为1400gcm3的电解液调整,调整后再充电 2 h。、新蓄电池充电完毕后,要以20 h放电率放电,再次充电,然后又以20 h放电率再次放电。如果第二次放电的蓄电池容量不小于额定容量的90,就可以使用了。,38,t课件,2

18、补充充电 如果电解液密度下降到 1150 gcm3以下,或单格电池电压下降到 175 V以下,或冬季放电超过25 ,夏季放电超过50,或前照灯灯光比平时暗淡,或起动无力,则必须进行补充充电。补充充电可采用定流充电,也可采用定压充电。若采用定流充电方法,其充电过程与初充电相似,但充电电流可以略大一些。第一阶段的充电电流为额定容量的110,充电至单格电池电压达到24V时电流减半,直至充足。 若采用定压充电,其充电方法如下: 将蓄电池与充电电源连接。 将电压调至规定值,观察充电电流,如果电流超过03C20A,应适当降低电压、待蓄电池电动势升高后再将电压调至规定值。 充电电流在连续2h内变化不大于01

19、A,且电解液密度无明显变化,则可以认为充电结束。,39,t课件,3预防硫化过充电 为预防硫化,蓄电池每隔3个月进行一次预防硫化过充电:先用补充充电的电流值将电池充足,然后间歇l h,将电流值减半继续充至沸腾,这样反复数次,直到蓄电池刚一接入直流电源充电就立即沸腾起来,这时就可以结束充电了。4去硫充电 去硫充电:光倒出容器内的电解液,用蒸馏水反复冲洗数次,然后加入蒸馏水,用初充电电流进行充电,并且随时测量电解液密度。当密度上升到1150 gcm3时,要加蒸馏水冲淡,继续充至密度不再上升。然后进行放电,反复进行到在6 h内密度值不再变化时为止。最后按初充电的方法充电,调整电解液密度至规定值。,40

20、,t课件,5、锻炼循环充电即按正常的充电方法将蓄电池充足,然后以20 h放电率放完,再按正常充电方法充足。153蓄电池充电注意事项 严格遵守各种充电方法的充电规范。 将充电机与蓄电池连接时,要注意极性 。在充电机工作时,不要连接或脱开充电机引线。 在充电过程中,要注意电压和电解液密度。在充电过程中,要注意各个单格电池的温升。充电时,打开蓄电池加液孔盖,使气体顺利逸出。通风好,严禁在附近产生电火花、明火和吸烟。充电时,导线必须连接可靠。,41,t课件,16蓄电池的使用与维护,161蓄电池的维护 定期检查蓄电池安装是否牢固,线夹与极桩的连接是否牢固,并及时清除线夹和极桩上的氧化物。在其表面涂上凡上

21、林或黄油可防止氧化。 经常检查蓄电池表面是否清洁,应及时清除灰尘、油污、电解液等脏物。畅通加液孔盖通气小孔。定期检查电解液的液面高度,液面一般应高出极板1015 mm,液面过低时应及时补充蒸馏水。除非确知液面降低是由于电解液溅出所致,否则一般不允许加注硫酸溶液。检查蓄电池的放电程度,如果放电程度冬季超过25,夏季超过50时,就应对蓄电池立即进行补充充电。,42,t课件,定期对蓄电池进行补充充电,不考虑蓄电池放电程度强制性进行补充充电,以保证蓄电池始终保持充足电状态,避免极板硫化。定期补充充电一般为每月一次,城市公共汽车可短些,而长途运输车辆可更长一些。连接蓄电池时,细心查明极性,不要接错。脱开

22、蓄电池时,始终要先拆负极(搭铁)电缆。千万不要把工具放在蓄电池上。它们可能会同时触及两个极桩,使蓄电池短路而引起事故。,43,t课件,162蓄电池技术状况检查 1电解液液面的检查 2电解液密度的检查3用高率放电计测量放电电压 读数在175 V以上说明单格电池完好。读数在17515 V表明放电较多,应进行补充充电。 4蓄电池开路电压的检查,44,t课件,45,t课件,163蓄电池常见故障 1极板硫化 (主要有: )充电不足的蓄电池长期放置时,温升时,极板上一部分硫酸铅溶于电解液中;温降时,溶解度随之减小,部分硫酸铅再结晶成粗大颗粒的硫酸铅附在极板上,使之硫化。 电池内液面过低,极板上部与空气接触

23、而氧化(主要是负极板)。 电解液密度过大或不纯,气温变化大都能使极板硫化。 补救办法:当硫化不严重时,可采用去硫充电法进行充电。当硫化严重时,应予以报废。,46,t课件,2、自行放电 自行放电的原因主要有: 电解液不纯,杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差,通过电解液产生局部放电。 电池溢出的电解液堆积在盖板上,使正负极桩形成通路。 极板活性物质脱落,下部沉淀物过多使极极短路。 蓄电池长期放置不用,硫酸下沉,下部密度比上部大,极板上下部发生电位差引起自行放电等。发生自放电故障后,应倒出电解液,取出极板组,抽出隔板,再用蒸馏水冲洗极板和隔板,然后重新组装,加入新的电解液重新充电。,47,t课件,3极板短路 隔板损坏、极板拱曲变形或活性物质大量脱落都会造成极板短路。 极板短路的外部特征是充电电压低,密度上升很慢,充电中气泡很少,而且用高率放电叉测试时,单格电池电压很低或者为零。 对于短路的蓄电池必须拆开,查明原因并进行故障排除。4活性物质脱落 负极板上活性物质脱落的主要原因是大电流过充电,产生大量的氢气和氧气,当氢气从负极板的孔隙向外冲出时,会使活性物质脱落。 汽车行驶中的颠簸振动,也会加速活性物质的脱落。,48,t课件,

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