初级发动机电器1

蓄电池蓄电池蓄电池工作原理蓄电池工作原理一次电池一次电池 当把铜板和锌板插入稀释硫酸溶液时，当把铜板和锌板插入稀释硫酸溶液时，锌板被硫酸熔化为锌离子锌板被硫酸熔化为锌离子(Zn+)(Zn+)，带有正带有正(+)(+)电，因此负电荷被吸到锌板侧。并且，电，因此负电荷被吸到锌板侧。并且，氢离子氢离子(H+)(H+)因锌离子的排斥而将正电荷赋予因锌离子的排斥而将正电荷赋予铜板，因而铜板带有正电荷。由此，锌板和铜板，因而铜板带有正电荷。由此，锌板和铜板之间产生了电压差。铜板之间产生了电压差。在锌板和铜板之间连接一个外部载重（电阻在锌板和铜板之间连接一个外部载重（电阻器），电流将从铜板流经外部载重至锌板。器），电流将从铜板流经外部载重至锌板。通过此装置，化学能转化成电能。但是一次通过此装置，化学能转化成电能。但是一次电池，在立刻放电后，不可能再重新充电系电池，在立刻放电后，不可能再重新充电系统。统。电流锌板铜板氢离子硫酸根离子稀释硫酸氢气2二次电池二次电池 此类型通常被称为蓄电池。它此类型通常被称为蓄电池。它可在放电后通过重新充电系统来恢可在放电后通过重新充电系统来恢复蓄复蓄电池功能。在车辆内，主要使用二电池功能。在车辆内，主要使用二次电池。当连接电气负载和蓄电池次电池。当连接电气负载和蓄电池端子时，因电极板和蓄电池内电解端子时，因电极板和蓄电池内电解液之间的化学反应而生成电压。液之间的化学反应而生成电压。一般来说，蓄电池属于铅酸蓄电一般来说，蓄电池属于铅酸蓄电池，其中稀释硫酸用作电解液，氧池，其中稀释硫酸用作电解液，氧化铅用作正极板（正极），纯铅用化铅用作正极板（正极），纯铅用作负极板（负极）。作负极板（负极）。蓄电池工作原理蓄电池工作原理电流铅氧化铝氢离子硫酸根离子3蓄电池的用途蓄电池的用途放放电电 :材料分别用作电极板和电解液时，蓄电池能将化学能转化为电能材料分别用作电极板和电解液时，蓄电池能将化学能转化为电能 充电系统充电系统 :它也能将电能作为化学能储存它也能将电能作为化学能储存 蓄电池的优点蓄电池的优点 :*它体积小，重量轻，使用寿命长。它体积小，重量轻，使用寿命长。*它具有强抗震动性，且易于控制。它具有强抗震动性，且易于控制。*它容量大，且成本低。它容量大，且成本低。4蓄电池蓄电池种类种类 铅酸蓄电池铅酸蓄电池 此类蓄电池包括正此类蓄电池包括正(+)(+)极极(正极正极)板铅过氧化合物板铅过氧化合物(PbO2)(PbO2)，负极，负极 （负极）板的铅以及电解液稀释硫酸（负极）板的铅以及电解液稀释硫酸(H2SO4)(H2SO4)。其优点和缺点如下：。其优点和缺点如下：(1)(1)铅酸蓄电池铅酸蓄电池的优点的优点 *此类蓄电池在室内温度下发生化学反应，因此它比其它类型的此类蓄电池在室内温度下发生化学反应，因此它比其它类型的 蓄电池危险性更小。蓄电池危险性更小。*可靠性高和成本低。可靠性高和成本低。(2)(2)铅酸蓄电池铅酸蓄电池的缺点的缺点 *能量密度约为能量密度约为40Wh/kgf40Wh/kgf，低于其它类型蓄电池。，低于其它类型蓄电池。*与其它类型相比，它使用寿命短，充电系统时间长。与其它类型相比，它使用寿命短，充电系统时间长。5Alkali Alkali 蓄电池蓄电池 alkali alkali 蓄电池蓄电池中，包含中，包含 Ni-Fe Ni-Fe 蓄电池蓄电池和和Ni-Ni-CdCd 蓄电池蓄电池。(1)alkali(1)alkali 蓄电池蓄电池的优点的优点 它能在艰难的工作条件下如，过充电系统、充电系统不足和长时间离开它能在艰难的工作条件下如，过充电系统、充电系统不足和长时间离开 情况下继续工作。情况下继续工作。*它具有良好的高效放电性能。它具有良好的高效放电性能。*输出密度大。输出密度大。*使用寿命长使用寿命长 (1020(1020年年)。*充电系统时间短。充电系统时间短。(2)alkali(2)alkali 蓄电池蓄电池的缺点的缺点 *能量密度低，约为能量密度低，约为 2535Wh/kgf2535Wh/kgf。*电极的金属成本很高。电极的金属成本很高。*很难供应大批量生产。很难供应大批量生产。蓄电池蓄电池种类种类 6铅铅蓄电池蓄电池结构结构 铅酸蓄电池铅酸蓄电池的结构的结构 铅酸蓄电池的基本组成部分包括彼此具有不同电离特性的两类金属电极铅酸蓄电池的基本组成部分包括彼此具有不同电离特性的两类金属电极和壳体内电解液。正极和壳体内电解液。正极(+)(+)和负极和负极 (-)(-)之间存在电压差。如图之间存在电压差。如图Fig 1-3Fig 1-3所示，当在这些电极之间连接电气负载，因电极和电解液之间发生了化所示，当在这些电极之间连接电气负载，因电极和电解液之间发生了化学反应，连续的电流从带有较高电压的学反应，连续的电流从带有较高电压的(+)(+)电极侧流至带有较低电压的电极侧流至带有较低电压的(-)(-)电极。电极。导线导线放电铅放电铅氧化铅氧化铅7结构结构铅铅蓄电池蓄电池结构结构 接线柱接线柱壳体壳体单元支架单元支架通风塞通风塞连接器连接器（-）电极板）电极板蓄电池隔板蓄电池隔板玻璃垫玻璃垫（+）电极板）电极板8电极板电极板 电极包括正极板和负极板。电极包括正极板和负极板。在将带有稀释硫酸溶液的铅粉末或氧化铅在将带有稀释硫酸溶液的铅粉末或氧化铅粉末糊剂涂敷在合金极板上，使风干并变形后，分别由正极板和负极板粉末糊剂涂敷在合金极板上，使风干并变形后，分别由正极板和负极板处氧化铝和放电铅制成。处氧化铝和放电铅制成。铅铅蓄电池蓄电池结构结构 蓄电池隔板正极板玻璃垫负极板9板组板组 多片极板和隔板交叉装配形成板组。板组之间极板焊接连接。一个板组，多片极板和隔板交叉装配形成板组。板组之间极板焊接连接。一个板组，有一个（有一个（+）极柱和一个（）极柱和一个（-）极柱。）极柱。由此种方法形成的板组称为单格电池。而由此种方法形成的板组称为单格电池。而12V12V蓄电池内有蓄电池内有6 6个单格电个单格电 池串联池串联连接在一个壳体内。每个单格电池能产生连接在一个壳体内。每个单格电池能产生2.12.3V2.12.3V的电动势。当增加单格数目的电动势。当增加单格数目时，接触电解液的表面同时增大，因而蓄电池的容量也随之增加了。时，接触电解液的表面同时增大，因而蓄电池的容量也随之增加了。铅铅蓄电池蓄电池结构结构 接线柱连接器负极板组隔板元件正极板组10盖和通风塞盖和通风塞 盖也是塑性树脂制成的，黏合在壳体上以防止空气或湿气的渗透。盖也是塑性树脂制成的，黏合在壳体上以防止空气或湿气的渗透。盖的中心有孔，用来喷射电解液或蒸馏水，并可插入温度计或次品测量盖的中心有孔，用来喷射电解液或蒸馏水，并可插入温度计或次品测量比重，可用通风塞盖住此孔。通风塞的附近也有小孔，用于排放蓄电池比重，可用通风塞盖住此孔。通风塞的附近也有小孔，用于排放蓄电池内部生成的氧气或氢气。最近使用的内部生成的氧气或氢气。最近使用的MF MF 蓄电池蓄电池中，没有通风塞。中，没有通风塞。铅铅蓄电池蓄电池结构结构 排放的气体通风孔扩散环形电解液表面11充电系统和放电操作充电系统和放电操作电解液电解液 *放电操作时化学反应放电操作时化学反应*充电操作时化学反应充电操作时化学反应正极正极电电解液解液负极负极正极正极电电解解液液负极负极PbOPbO2 2+2H2H2 2SOSO4 4+PbPb PbSOPbSO4 4+2H2H2 2O O+PbSOPbSO4 4氧化氧化铝铝稀释硫稀释硫酸酸放电放电铅铅硫酸硫酸铅铅水水硫酸硫酸铅铅正极正极电电解液解液负极负极正极正极电电解液解液负极负极PbSOPbSO4 4+2H2H2 2O O+PbSOPbSO4 4PbOPbO2 2+2H2H2 2SOSO4 4+PbPb氧化铝氧化铝水水硫酸铅硫酸铅氧化铝氧化铝稀释硫酸稀释硫酸放电铅放电铅12充电系统和放电操作充电系统和放电操作铅酸蓄电池铅酸蓄电池放电放电 正极板的氧化铝通过氧化铝内的氧与电解液内硫酸中的氢反应生成水。正极板的氧化铝通过氧化铝内的氧与电解液内硫酸中的氢反应生成水。氧化铝内的铅与硫酸结合形成硫酸铅。氧化铝内的铅与硫酸结合形成硫酸铅。正极板负极板正极板负极板隔板放电铅转化为硫酸铅起动机电解液硫分子点火照明 ON喇叭音响13充电系统和放电操作充电系统和放电操作电解液比重和放电状态电解液比重和放电状态 电解液比重随放电量的减少成比例减少。电解液比重随放电量的减少成比例减少。完全放电状态下数值。通过测量电解液的比重，可检测蓄电池放完全放电状态下数值。通过测量电解液的比重，可检测蓄电池放电了多少。电了多少。放电量（%）电解液比重14充电系统和放电操作充电系统和放电操作测量电解液比重的方法测量电解液比重的方法 吸入型比重计由橡胶衬套、带浮吸入型比重计由橡胶衬套、带浮子的玻璃管和吸管组成。要测量子的玻璃管和吸管组成。要测量比重，打开蓄电池盖上的通风比重，打开蓄电池盖上的通风塞，将吸管插入孔内，吸取电解塞，将吸管插入孔内，吸取电解液，并读取浮子停止处位置的刻液，并读取浮子停止处位置的刻度。由于电解液的表面张力，接度。由于电解液的表面张力，接触浮子的电解液表面凸起，所以触浮子的电解液表面凸起，所以应读取凸起部分所指的刻度。应读取凸起部分所指的刻度。橡胶衬套刻度浮子吸管15充电系统和放电操作充电系统和放电操作对于光学折射比重计，打开光折射盖，使用测量杆获取一些电解液，将对于光学折射比重计，打开光折射盖，使用测量杆获取一些电解液，将它粘在测量镜上，关闭折射盖，向右侧转动盖，在使比重计水平情况它粘在测量镜上，关闭折射盖，向右侧转动盖，在使比重计水平情况下，透过透视镜观察，并读取暗侧和亮侧之间界限指示的刻度。下，透过透视镜观察，并读取暗侧和亮侧之间界限指示的刻度。测量电解液比重的方法测量电解液比重的方法 透镜(放大测量刻度)测量口电解液防冻剂16充电系统和放电操作充电系统和放电操作铅酸蓄电池充电铅酸蓄电池充电 利用外部的直流电源（充电机或发电机），向已放电的蓄电池充电，利用外部的直流电源（充电机或发电机），向已放电的蓄电池充电，放电操作期间分解为硫酸铅的正极和负极反应物质将转变为铅和硫基。放电操作期间分解为硫酸铅的正极和负极反应物质将转变为铅和硫基。负极正极硫酸分子充电发电机或充电器负极正极硫酸铅转化为放电铅，硫基转化为电解液。硫酸铅转化为氧化铝，硫基转化为电解液。17铅铅蓄电池蓄电池的容量的容量 蓄电池蓄电池的容量的容量 20h20h率容量是指以恒定电流在率容量是指以恒定电流在2020小时内（小时内（10h10h率容量，为率容量，为1010小时）持续放电，小时）持续放电，直到单格电池的终止电压到达直到单格电池的终止电压到达1.75V1.75V，所输出的总电量。这里用作标准放电率。，所输出的总电量。这里用作标准放电率。蓄电池容量的单位为蓄电池容量的单位为AHAH（安培小时率）（安培小时率）。安培小时率安培小时率(AH)=(AH)=放电电流放电电流 (A)X(A)X 持续放电至到达终止电压（持续放电至到达终止电压（H H）的时间）的时间放电放电率率2020小时小时1010小时小时5 5小时小时3 3小时小时1 1小时小时容量容量(AH)(AH)1001009292808075756868放电电流量放电电流量 (A)(A)5 59.29.216.016.025.025.068.068.0放电电流率放电电流率1.01.01.841.843.23.25.05.013.613.618蓄电池蓄电池充电系统充电系统铅酸蓄电池的充电方法铅酸蓄电池的充电方法 变压器和电压选择开关根据连接到变压器和电压选择开关根据连接到DCDC端子的电气负载数量，输出必需的端子的电气负载数量，输出必需的DCDC电压。变换了的电压。变换了的ACAC电流通过选择开关传递至整流器，由包括电流通过选择开关传递至整流器，由包括4 4个二极管个二极管的整流电流整流成单相电流。的整流电流整流成单相电流。(+)(+)和和 (-)(-)端子处，输出用于充电的直流端子处，输出用于充电的直流电流。电流。变压器整流器开关19快速充电法快速充电法 快速充电法一般是指在充电时间不足时使用快速充电机进行充电的快速充电法一般是指在充电时间不足时使用快速充电机进行充电的方法。由于快速充电法不在电极活性物质的深色部分处进行化学反应，方法。由于快速充电法不在电极活性物质的深色部分处进行化学反应，因此在完成快速充电后，应执行补充充电。因此在完成快速充电后，应执行补充充电。蓄电池蓄电池充电系统充电系统20MF MF 蓄电池蓄电池 MF(MF(无需维护无需维护)蓄电池是新型铅酸蓄电池，可防止自放电或化学反应时蓄电池是新型铅酸蓄电池，可防止自放电或化学反应时因产生气体而导致电解液的减少，并可减少检查和维护的程序。因产生气体而导致电解液的减少，并可减少检查和维护的程序。MF 蓄电池 PT 蓄电池 21起动起动系统系统起动起动系统系统 起动系统起动系统发动机起动时，需要从外部提供初始进气和压缩冲程需要的力来旋转发动机起动时，需要从外部提供初始进气和压缩冲程需要的力来旋转曲轴。此时，需要蓄电池、起动机、点火开关和导线。曲轴。此时，需要蓄电池、起动机、点火开关和导线。电磁开关起动机点火开关蓄电池档位开关(仅适用于自动变速器）23DCDC电机电机的种类和工作原理的种类和工作原理 安安装装能能在在磁磁场场内内自自由由转转动动的的导导体体(电电枢枢)后后，安安装装换换向向器器供供应应电电源源，附附着着接接触触换换向向器器的的电电刷刷向向导导体体供供应应电电流流，并并应应用用电电流流，根根据据法法兰兰左左手手法法则则，按按特特定定方方向向产产生生力力。此此时时，电电流流从从换换向向器器A A流流至至换换向向器器B)B)。因因此此当当导导体体A A接接近近N N极极时时产产生生向向下下的的力力，而而当当导导体体B B接接近近S S极极时时产产生生向向上上的的力力。因因此此，将将向向左左转转动动。这这里里产产生生的的旋旋转转力力与与磁磁场场流流经经导导体体的的电电流流和和磁磁场场强强度度的的倍倍数数成成比比例例变变化化。参参考考上上述述情情况况，导导体体转转动动180180后后，导导体体A A和和导导体体B B位位于于相相反反位位置置。因因此此，转转动动方方向向颠颠倒倒，不不能能继继续续地地转转动动。为为了了防防止止发发生生此此冲冲突突，供供应应电电流流的的方方向向应应与与磁磁场场保保持持在在一一个个方方向向使使转转动动方向不颠倒。方向不颠倒。24起动起动电机电机 结构结构起动起动电机电机结构结构起动开关起动机电磁开关柱塞固定接触点移动接触点回位弹簧变速杆小齿轮衬套弹簧小齿轮齿轮外壳换向器电刷磁极铁心定子电枢中心轴承支架制动盘驱动端框架变速杆小齿轮铁心电磁开关螺栓电刷换向器单向离合器定子电刷架末端框架25起动起动电机电机 -电枢电枢电枢电枢 电枢线圈需要大电流，因此应按照波形绕组方法由矩形的导体制成。把电枢线圈需要大电流，因此应按照波形绕组方法由矩形的导体制成。把线圈插入绝缘状态下的槽内，线圈的一端连接线圈插入绝缘状态下的槽内，线圈的一端连接N N极，另一端连接极，另一端连接S S极。极。小齿轮小齿轮电枢电枢单向离合器单向离合器减减速速齿轮齿轮电枢铁心槽绝缘体线圈26多层铜换向器板在彼此绝缘情况下（云母）排列成圆柱形。焊接电枢线多层铜换向器板在彼此绝缘情况下（云母）排列成圆柱形。焊接电枢线圈和各换向片。使得来自电刷的电流按一个方向流至电枢线圈。圈和各换向片。使得来自电刷的电流按一个方向流至电枢线圈。起动起动电机电机 -电枢电枢电枢电枢 换向器切割V形夹绝缘体换向器片衬套换向器片云母切割深度（0.50.8mm）（最大值0.2mm）27起动起动电机电机 -固定部件固定部件 起动机的固定部件包括定子（产生磁场旋转电枢）、磁极铁心、励磁线起动机的固定部件包括定子（产生磁场旋转电枢）、磁极铁心、励磁线圈以及电刷（通过换向器、电刷架、支撑电枢轴的前后端架，将电流从圈以及电刷（通过换向器、电刷架、支撑电枢轴的前后端架，将电流从励磁线圈传递到电枢线圈）。励磁线圈传递到电枢线圈）。定子电刷励磁线圈引线磁极铁心28起动起动电机电机 -电磁开关电磁开关 激激磁磁线线圈圈的的工工作作过过程程：在在驾驾驶驶席席座座椅椅处处闭闭合合起起动动开开关关（或或点点火火开开关关；钥钥匙匙），蓄蓄电电池池电电流流通通过过，产产生生磁磁力力，吸吸拉拉柱柱塞塞。通通过过柱柱塞塞的的运运动动，操操作作接接触触盘盘同同时时接接触触两两接接触触点点；拉拉动动变变速速杆杆来来滑滑动动驱驱动动齿齿轮轮以以便便驱驱动动齿齿轮轮与与发动机飞轮齿圈相啮合。发动机飞轮齿圈相啮合。柱塞回位弹簧保持线圈开关外壳空心核开关盖弹簧接触盘吸拉线圈起动机（M)端子起动（st)端子蓄电池（B）端子29起动起动电机电机 -单向离合器单向离合器 滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 Outer raceInner raceRollerSpring滚柱式单向离合器使用滚柱式单向离合器使用4545个滚柱。此类离合器具有重量轻、尺寸小的个滚柱。此类离合器具有重量轻、尺寸小的特点，当两个齿轮啮合时产生的惯性小，因此驱动齿轮或飞轮齿圈受到特点，当两个齿轮啮合时产生的惯性小，因此驱动齿轮或飞轮齿圈受到的损坏小。的损坏小。外座圈外座圈内座圈内座圈滚柱滚柱弹簧弹簧30多片式多片式单向离合器单向离合器 此类离合器用于电枢转动式起动机，电枢轴处形成的花键与提前套筒内此类离合器用于电枢转动式起动机，电枢轴处形成的花键与提前套筒内侧形成的花键结合，它们能产生滑动运动。驱动离合器片与提前套筒的侧形成的花键结合，它们能产生滑动运动。驱动离合器片与提前套筒的槽结合。驱动齿轮与外部壳（包括在壳内侧形成的槽处的从动离合器槽结合。驱动齿轮与外部壳（包括在壳内侧形成的槽处的从动离合器片）形成一体。片）形成一体。起动起动电机电机-单向离合器单向离合器 套筒（内表面上形成螺旋花键）内表面上有4个能接收离合器片A突出部分的槽。变速杆驱动齿轮驱动齿轮离合器片B提前套筒支撑板离合器弹簧离合器片B离合器片A31斜撑式斜撑式单向离合器单向离合器 此类型离合器一般用在重量大发动机上此类型离合器一般用在重量大发动机上 起动起动电机电机-单向离合器单向离合器 转动：固定内座圈时，它同时按外座圈相同速度旋转。单向离合器：内座圈旋转快于外座圈，发动机的转速快于起动机。斜撑斜撑外座圈（驱动）32起动起动电机电机 -传动传动 BendixBendix形式形式 此类型是利用驱动齿轮的惯性特性的一种方法，串激起动机在高速无负此类型是利用驱动齿轮的惯性特性的一种方法，串激起动机在高速无负载下旋转。载下旋转。电枢和轴开始旋转Bandix 弹簧驱动齿轮和齿圈啮合。将停止状态下的驱动齿轮推至轴的末端。所有部件啮合成一体，发动机转动。发动机起动。当飞轮齿圈的速度加快时，将分离驱动齿轮的啮合。33a.a.接通点火开关。接通点火开关。b.b.电流从电磁开关的起动机开关端子（电流从电磁开关的起动机开关端子（S S 端子）流至吸拉线圈和保持线端子）流至吸拉线圈和保持线c.c.圈。圈。c.c.流入吸拉线圈的电流经由电磁开关的起动机端子（流入吸拉线圈的电流经由电磁开关的起动机端子（M M端子）流至起动机端子）流至起动机d.d.的励磁线圈、电刷、换向器和电枢线圈，电枢开始旋转。的励磁线圈、电刷、换向器和电枢线圈，电枢开始旋转。d.d.拉进拉进电磁开关电磁开关的柱塞，拉动变速杆，由此变速杆推动起动机的驱动齿的柱塞，拉动变速杆，由此变速杆推动起动机的驱动齿e.e.轮与飞轮齿圈啮合。轮与飞轮齿圈啮合。e.e.因拉进柱塞，电磁开关的接触盘接近两接触点。因拉进柱塞，电磁开关的接触盘接近两接触点。f.f.当电流经由导线从蓄电池流至励磁线圈和电枢线圈时，起动机在大功当电流经由导线从蓄电池流至励磁线圈和电枢线圈时，起动机在大功g.g.率下开始旋转并使发动机转动。率下开始旋转并使发动机转动。小齿轮驱动式小齿轮驱动式 起动起动电机电机-传动传动 34起动起动电机电机-传动传动 35电枢驱动式电枢驱动式电枢驱动式电枢驱动式 此类型被用于柴油发动机上。此类型被用于柴油发动机上。起动起动电机电机-传动传动 Spring电枢电枢的运动电磁开关电刷磁极铁心励磁线圈驱动齿轮多片离合器电刷弹簧止动杆36减速齿轮式减速齿轮式 此起动机部件和小齿轮驱动式相同，但是，动力传递包含电磁开关（拉此起动机部件和小齿轮驱动式相同，但是，动力传递包含电磁开关（拉动减速齿轮和驱动齿轮，中断主电流）。在电枢轴的前端，主驱动齿轮动减速齿轮和驱动齿轮，中断主电流）。在电枢轴的前端，主驱动齿轮安装在花键上，主驱动齿轮和中间齿轮，中间齿轮和离合器齿轮一直保安装在花键上，主驱动齿轮和中间齿轮，中间齿轮和离合器齿轮一直保持啮合。持啮合。起动起动电机电机-传动传动 电刷架电枢压力轴驱动齿轮离合器电磁线圈电磁开关励磁线圈37