单元一电源系统

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/162,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,162,8/8/2024,单元一 电源系统,8/8/2024,项目一 概述,项目二 蓄电池,项目三 交流发电机,项目四 电压调节器,项目五 电源系统的使用与维修,实训一 蓄电池技术状况的检查,实训二 发电机、电压调节器的结构认识与检测,实训三 电源系统的故障诊断,8/8/2024,1.,掌握蓄电池的基本结构和型号,;,2.,熟悉蓄电池的基本工作原理和工作特性,;,3.,掌握蓄电池的容量概念及影响因素,;,4.,掌握蓄电池技术状况的检查、维护及充电,;,5.,熟悉蓄电池的常见故障与判断。,6.,了解交流发电机的功用、分类；,7.,掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法；,8.,掌握工程机械充电系的组成、电路及检测维修方法；,9.,了解调节器的工作原理；,10.,掌握调节器的检测方法。,学习目标,8/8/2024,目标 掌握工程机械电器设备的组成及其特点,1.,概况,电器设备的逐步进化过程,2.,电器设备,电器系统：保证汽车正常行驶。,控制系统：提高设备的整体性能。,项目一 概述,8/8/2024,3.,组成：七部分,1,）电源系统：蓄电池、发电机、电压调节器。向全车用电设备提供低压电。,2,）起动系统：起动机、起动继电器、启动开关等组成。起动发动机。,3,）点火系统：汽油发动机装备。产生电火花点燃可燃混合气。传统点火系、电子点火系、微机控制点火系。,4,）照明与信号系统：照明系统包括车内外各种照明灯；信号系统包括各种信号灯、闪光器、电喇叭、蜂鸣器等。保证车内外照明，提供信号，确保行车安全。,8/8/2024,5,）仪表报警装置：仪表系统包括监测发动机工况的各种仪表；报警装置包括防盗、警告及各种报警灯等。通过仪表、报警装置监测发动机各工况异常，确保行车安全。,6,）辅助电器：包括电动刮水器、玻璃升降等，向驾驶员提供舒适、方便、娱乐的环境。,7,）配电装置：各种控制开关、保险、中央接线盒、配电线束和连接器等。使全车电路构成一个整体。,8/8/2024,4.,电控系统：微机控制系统，由传感器、电子控制器（,ECU,）、执行器组成。控制全车在正常合适的工况下运行。,5.,电器设备的特点：,低压电源：,6v,、,12v,、,24v,，汽油车多用,12v,，柴油车,24v,。,直流：设备输出为直流电。,并联：用电设备与电源之间均为并联连接；,负极搭铁及单线制。,8/8/2024,电路图如图,1-1,所示。,发电机,调节器,蓄电池,8/8/2024,蓄电池,主要作用是发动机起动时向起动机供电。,发电机,为主电源。,调节器,作用是使发电机的输出电压保持恒定。,8/8/2024,1-1,调节器与发电机分离安装时的电源系统线路,8/8/2024,1-2,多功能调节器与发电机分离安装时的电源系统线路,8/8/2024,1-3,整体式交流发电机电源系统线路,8/8/2024,8/8/2024,8/8/2024,8/8/2024,8/8/2024,8/8/2024,1.,车用蓄电池是提供和储存电能的化学装置，是可逆电源。电能是通过化学反应产生的，有放电和充电两种状态。,放电：化学能 电能，释放能量。,充电：电能 化学能，储存能量。,2.,用途：,1,）起动发动机；,2,）发动机停转或低怠速运转，向电器附件供电；,3,）当充电系统过载，辅助供电；,4,）起电压稳定器的作用；,5,）长期储存能量；,6,）特定情况下供电：辅助负载（时钟、储存记忆功能），电流不到,30mA,；充电系故障（,25A,电流,120min,左右）。,项目二 蓄电池,8/8/2024,3.,分类,蓄电池,是一种,可逆的低压,直流电源，它既能将化学能转化为电能，也能将电能转换为化学能,。,蓄电池,可分为,碱性蓄电池,和,酸性蓄电池,两大类。常用的类型有：普通、干式荷,、湿荷,、,少,需维护或免维护、封闭式免维护蓄电池,。碱性蓄电池：铁镍蓄电池、镉镍蓄电池、银锌蓄电池；高性能蓄电池：鈉硫蓄电池、燃料蓄电池、锌,-,空气蓄电池。,8/8/2024,4.,构造,蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、电解液和外壳等组成，如图,1-4,所示。,8/8/2024,1,）极板：,由栅架和活性物质组成。如,图,1-5,所示,8/8/2024,由铅锑合金浇铸而成。普通,栅架含,锑量,5%7%,；干荷电蓄电池,栅架含,锑量,1.5%2.3%,。结构如图,1-6,所示。,目前，多采用铅,低锑合金栅架或铅,钙,锡合金栅架。为降低蓄电池内阻，改善启动性能，现代工程机械蓄电池采用了放射型栅架。如图,1-7,所示。,8/8/2024,2,）隔板,作用,：,在正负极板间起绝缘作用，使电池结构紧凑。,特征：（,1,）隔板有许多微孔，可使电解液畅通无阻。（,2,）隔板一面平整，一面有,沟槽,，沟槽面对着正极板，且与底部垂直，使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质,PbO2,脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。,免维护蓄电池,隔板做成,袋式,隔板,。,3,）活性物质,正极板,上的活性物质为二氧化铅（,P,b,O,2,），呈深棕色。,负极板,上的活性物质为海绵状纯铅（,P,b,），呈青灰色。,注意：,因为正极板化学反应剧烈，所以在单格电池中，负极板总比正极板多一片。使每一片正极板都处于两片负极板之间，保持其放电均匀，防止变形。,8/8/2024,8/8/2024,4,）电解液,由,纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成，一般密度为,1.241.30g/cm,3,，使用中应根据地区、气候条件和制造厂的要求而定。,注意：,不允许用工业硫酸和自来水、井水、河水等配制。因其杂质多，易引起自放电，从而影响蓄电池寿命。,8/8/2024,5,）壳体,壳体,用于盛装电解液和极板组。外壳应耐酸、耐热、耐振动冲击。,外壳,由,橡胶外壳,和,聚丙烯塑料,两种，普遍采用的是塑料外壳。外壳为整体式结构，壳内间壁分成,3,个或,6,个互不相通的单格。蓄电池单格电池之间均用铅质联条串联，,如图,1-9,所示。,注意：,每个单格电池设有一个液孔，可以加注电解液或检测电解液密度。孔盖上设有通气孔，便于排出蓄电池内部气体，防止外壳涨裂，发生事故。,8/8/2024,8/8/2024,5.,型号,我国蓄电池的型号为：机械工业部,JB2599-85,铅蓄电池产品型号编制方法,标准规定。,1,2,3,4,5,例,1,：,EQ1090,型车用,6-Q-105,例,2,：北京,2020,型车用,6-QA-60,串联单格,电 池 数,蓄电池,类 型,蓄电池,特 性,额 定,容 量,特殊,性能,8/8/2024,1,：,串联的单格电池数,，用阿拉伯数字表示。,2,：,电池用途,，用汉语拼音字母表示。用,Q,起动用蓄电池；,M,摩托车用蓄电池；,Jc,船用蓄电池；,HK,飞机用蓄电池；,3,：,极板类型,，,用,A,干荷电铅蓄电池；,B,薄型极板；,W,无需维护铅蓄电池；,4,：,20h,率额定容量,，用阿拉伯数字表示，单位为,Ah,；,5,：,特殊性能,，用汉语拼音字母表示，,G,高起动性能。,8/8/2024,6.,原理,1,）电动势的建立：能斯特原理。,2,）放电过程：化学能转化为电能，释放能量；,3,）充电过程：电能转化为化学能，储存能量。,蓄电池,充放电过程中的化学反应方程式为：,PbO,2,+2H,2,SO,4,+Pb,2PbSO,4,+2H,2,O,（,1,）具有可逆性。（,2,）充浓放稀。（,3,）正极板附近化学反应较负极板附近化学反应剧烈。,7.,主要工作参数：,1,）电动势,Ej,2,）内阻,R0,3,）端电压,U,8/8/2024,1,）静止电动势,蓄电池处于静止状态时，正负极板之间的电位差（即开路电压）称为静止电动势。,Ej=0.85+25,C,（,V,）式中：,25,C,温度为,25,C,时电解液的相对密度。,25,C=t+0.00075,（,t-25,）,2,）内阻 蓄电池内阻包括：电解液、极板、隔板和联条电阻。,（,1,）极板内阻很小，随活性物质的变化而变化，充电时变小，放电时变大。（,2,）隔板内阻与材料有关。（,3,）电解液内阻温度升高，内阻下降；,（,4,）联条内阻很小，为定值。,3,）端电压：,U=E-IR,（,1,）开始放电阶段（,2.112V,）：消耗孔隙内的硫酸，,U,下降较快。（,2,）相对稳定阶段（,21.85V,）：孔内消耗孔隙内的硫酸与孔外消耗的硫酸达到动态平衡，,U,缓慢下降。（,3,）迅速下降阶段（,1.851.75V,）：,8/8/2024,8.,工作特性：,1,）放电特性：是指充足电的蓄电池在恒流放电过程中，蓄电池的端电压,Uf,和电解液密度,25,随放电时间的变化规律。恒流放电特性曲线如图,1-17,所示,8/8/2024,2,）充电特性：在恒流充电过程中，单格电池的端电压,UC,和电解液相对密度,25,随时间的变化规律。,恒流充电特性曲线如图,1-18,所示。,蓄电池充电终了的标志：,（,1,）电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象。,(,电解水,),（,2,）电解液相对密度上升到最大值，且在,23h,小时内不再上升。,（,3,）单格端电压上升到最大值（,2.7V,），且在,23,小时不再升高。,8/8/2024,9.,容量、影响因素,1,）容量：供电能力。在规定时间放出电量多少或放电时间的长短。当蓄电池以恒流放电时，其容量,Q,等于放电电流,I,和放电时间,t,的乘积，既,Q=It,（,Ah,）有额定容量和起动容量之分。,（,1,）额定容量：将充足电的新蓄电池在电解液温度为,25,时，以,20h,放电率的放电电流连续放电，至,12V,蓄电池端电压下降到,10.5,0.05V,时所输出的电量（单格压降到,1.75V,）。,（,2,）额定储备容量：完全充足电的蓄电池，,25,时，,25A,电流放电到单格压降到,1.75V,，持续放电的时间（,min,）。充电系失效时，蓄电池能为照明、点火等设备提供,25A,的能力。,8/8/2024,（,3,）起动容量：蓄电池接启动机时的供电能力。分常温起动容量和低温起动容量。,常温起动容量：既电解液温度为,25,C,时，以,5min,放电率的电流（,3,倍额定容量的电流）连续放电至规定的终止电压（,12V,蓄电池为,9V,）时所输出的电量。,低温起动容量：既电解液温度为,-18,C,时，以,3,倍额定容量的电流连续放电至规定的终止电压（,12V,蓄电池为,6V,）时所输出的电量，其放电的时间应在,2.5min,以上。,2,）因素：容量越大，供电能力越强。有构造和使用两方面因素。,（,1,）构造因素：极板厚度、极板数、极板面积、通行极板中心距；,（,2,）使用因素：放电电流、电解液密度、电解液温度。,8/8/2024,10.,蓄电池的充电,充电方法：定流、定压、快速脉冲充电。,1,）定流,充电：充电,过程中，,充电电流恒定,不变（通过调整电压，保证电流不变）,。充电电流一般为额定容量的,10%20%,，广泛用于初充电、补充充电、去硫化充电等。,优点,为：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池,寿命。,缺点,是充电时间长，且需要经常调整充电电流,。,2,）定压充电：。充电电压保持恒定。适用于补充充电、免维护蓄电池的充电。,优点,为：,充电时间短，不需要人看管。,缺点,是,充电电流大小不能调整，所以不能保证蓄电池彻底充足电，也不能用于初充电和去硫化充电,。,8/8/2024,3,）脉冲快速充电法,以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。大电流恒流充电,I,C,=,（,0.8,1,）,C,至单池电压升至,2.4V,；前停充,15,25ms,；反向脉冲充电,I,C,=,（,1.5,2.0,）,C,，,t=150,1000,s,；后停充,25,40ms,，如此循环，直至充足电。,优点,为：充电时间短（初充电,5h,，补充,1h,）。,缺点,是影响寿命，维修困难，价格贵，适用于电池集中、充电频繁、要求应急场合。,8/8/2024,注意：,1,）定流充电时的连接,采用串联,法,：,即把蓄电池,串联起来,接入充电,电源。,可,串联蓄电池单格总数和电池只数为：,蓄电池,单格总数,=,充电机的额定充电电压,/2.7,串联,12V,蓄电池数,=,充电机的额定充电电压,/,（,2.7,6,）,所有,串联支路的蓄电池，其容量最好相同，否则充电电流必须按容量最小的电池来,选定。,2,）定压充电时的连接,采用并联,法：,即,把不同的蓄电池并联起来,接入充电电源。并联,蓄电池的数目必须按充电设备的最大输出电流决定。,8/8/2024,充电种类,：初充电、补充充电、间歇过充电、循环锻炼充电、去硫化充电。,1,）初充电：对,新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电,。充电电流小，充电时间长，化学反应充分。,步骤,：检查外部、通气孔加注电解液 选择充电电流（,I,C1,=Q,20,/15,，,I,C2,=Q,20,/30,）连接蓄电池,-,充电过程中应注意问题 调整电解液密度。,2,）补充,充电：蓄电池,使用后的,充电，正常的保养性充电。充电电流大，充电时间短。,步骤,：检查外部、通气孔、液面高度液面不足补加蒸馏水至极板上沿,15mm,检查,单格电压选择,充电电流（,I,C1,=Q,20,/10,，,I,C2,=Q,20,/20,）,充电时间约为,13,16h,。,3,）间歇,过充电：是避免极板,硫化的一种预防性充电。一般应每隔,3,个月进行一次,。充电,方法是先按补充充电方式充足电，停歇,1h,后，再以减半的充电电流进行过充电，直至充足电为止。,8/8/2024,4,）循环锻炼充电：为迫使相当于额定容量的活性物质都能参加工作，以避免活性物质由于长期不参与化学反应而收缩，每隔一段时间（如：,3,个月）应对蓄电池进行一次循环锻炼充电。充电方法是先用补充充电或间歇过充电将蓄电池充足电，然后，以,20h,放电率放完电，再用补充充电法充足电即可使用。,5,）去硫化充电：蓄电池轻度硫化，可用充电的方法予以消除，方法如下：（,1,）倒出电解液，加入蒸馏水冲洗两次后，再加入蒸馏水；（,2,）用,IC=Q,20,/30,（,A,）的电流进行充电，当密度上升到,1.15,时，倒出电解液，再加蒸馏水继续充电，直至密度不再上升；（,3,）以,20h,率放电电流放电至单池电压降到,1.75V,时，再进行上述充电。反复进行以上过程，直至输出容量达到额定容量的,80%,以上，即可使用。,8/8/2024,充足电的标志：,注意事项：,（,1,）遵守充电电流规范,。,（,2,）观察各单格电池的电压和密度。,（,3,）观察电池温度。,（,4,）充电应连续进行。,（,5,）配制和灌入电解液时，遵守安全操作规则。,（,6,）,室内要安装通风装置，严禁明火。,（,7,）,充电设备不应和蓄电池放置在同,一工作室,。,8/8/2024,蓄电池装配过程，如图,1-11,8/8/2024,5.,蓄电池,技术状态指示器,在免维护蓄电池盖上设有一只结构如图,1-12a,）所示的蓄电池技术状态指示器来指示蓄电池技术状态。,中心呈红色圆点，周围呈蓝色圆环，表示蓄电池技术状态良好。,中心呈红色圆点，周围呈无色透明圆环，表示蓄电池充电不足。,中心呈无色透明圆点，周围呈红色圆环，表示蓄电池充电不足,8/8/2024,8/8/2024,干荷蓄电池,极板,处于干燥的已充电状态和无电解液贮存的蓄电池。,使用特点：干荷蓄电池加足电解液后，静放,2030min,即可使用。,工艺特点：,提高,了负极板上的海绵状纯铅的憎水性和抗氧化性：,（,1,）在负极板的铅膏中加入抗氧化剂,；,（,2,）在化成过程中，有一次深度放电或反复充放电循环,；,（,3,）负极板在化成过程中进行水洗和浸渍,；,（,4,）正负极板和隔板用特殊工艺干燥处理。,8/8/2024,1,免维护蓄电池的结构特点,（,1,）极板栅架采用铅钙锡合金制成，消除了锑的副作用；（,2,）采用袋式聚氯乙烯隔板，可避免活性物质脱落、极板短路；（,3,）采用新型安全通气装置；（,4,）外壳由聚丙烯塑料制成，槽底无筋条。,2,、免维护电池的使用优点,（,1,）使用中不需加水；（,2,）自放电少；（,3,）耐过充电性能好；（,4,）使用寿命长；（,5,）内阻小，起动性好。,8/8/2024,8/8/2024,（一）蓄电池的正确使用,三抓,1.,抓及时、正确充电（,1,）放完电的电池,24h,内送充电间；（,2,）装车使用电池定期补充充电，放电程度，冬季不超过,25%,，夏季不超过,50%,；（,3,）带电液存放的蓄电池定期补充充电。,2.,抓正确使用操作（,1,）每次启动时间不超过,5s,，启动间隔时间,15s,，最多连续启动,3,次；（,2,）车上蓄电池应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放。,8/8/2024,3.,抓清洁保养（,1,）保持蓄电池表面清洁；（,2,）及时清除蓄电池表面的酸液；（,3,）经常疏通通气孔。,五防,1.,防止过充和充电电流过大；,2.,防止过度放电；,3.,防止电解液液面过低；,4.,防止电解液密度过大；,5.,防止电解液内混入杂质。,8/8/2024,1.,应特别注意保持其处于充足电状态，以防结冰；,2.,冬季补加蒸馏水应在充电时进行，以防结冰；,3.,冬季容量降低，发动机启动前应进行预热，每次启动时间不超过,5s,，每次启动间隔应有,15S,4.,冬季气温低，蓄电池充电困难，应经常检查蓄电池存电状况,8/8/2024,外部故障：,外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂。,内部故障：,极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。,1.,极板硫化,极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简称硫化。,1,）故障现象,（,1,）放电时，内阻大，电压急剧下降，不能持续供给启动电流；,8/8/2024,（,2,）充电时，内阻大，单格电池的充电电压高达,2.8V,以上，密度上升慢，温度上升快，过早出现沸腾现象。,2,）产生原因,（,1,）蓄电池长期充电不足或放电后不及时充电，温度变化时，硫酸铅发生再结晶；（,2,）蓄电池液面过低，极板上部发生氧化后与电解液接触，也会生成粗晶粒硫酸铅；（,3,）电解液密度过高、电液不纯或气温变化剧烈。,3,）措施,（,1,）硫化不严重时，采用去硫充电法充电；,（,2,）硫化严重时，报废；（,3,）保持蓄电池经常处于充足电状态：（,4,）电解液高度应符合规定。,8/8/2024,蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。,1,）故障特征,如果充足电的蓄电池在,30,天之内每昼夜容量降低超过,2%,，称为故障性自放电。,2,）故障原因,（,1,）电解液含杂质过多；（,2,）电解液密度偏高；（,3,）电池表面不清洁；（,4,）栅架中含锑。,3,）防止措施,（,1,）使用符合标准的硫酸和蒸馏水配置电解液,；,8/8/2024,（,2,）配置电解液的容器要保持清洁；（,3,）防止杂质进入电池内；（,4,）电池表面要保持清洁干燥。,4,）处理措施,产生自放电后，将电池完全放电，倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之后重新组装，加入新的电解液。,8/8/2024,1,）故障特征,蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊，有棕色物质自底部上升。,2,）故障原因,（,1,）充电电流过大；（,2,）过充时间过长；电解水产生,H2,和,O2,冲击极板上的活性物质；（,3,）低温大电流放电；造成极板拱曲；（,4,）工程机械行驶时颠簸、振动。,8/8/2024,1,）故障现象,(1),工程机械起动时，起动机转速很快地减慢，转动无力；,（,2,）按喇叭声音弱、无力；,（,3,）开启前照灯，灯光暗淡。,故障原因,（,1,）使用新电池前未按要求进行初充电；,（,2,）发电机调节器电压调得过低，使蓄电池经常充电不足；,8/8/2024,（,3,）经常长时间起动起动机，造成大电流放电，使极板损坏；,（,4,）电解液的相对密度低于规定值；,（,5,）电解液的相对密度过高或电解液面过低，造成极板硫化。,故障排除,（,1,）首先检查蓄电池的外部，看外壳是否良好；,（,2,）检查蓄电池搭铁接线，极柱的连接夹子有无松动；,（,3,）检查蓄电池密度、高度、调节电压。,8/8/2024,检测包括：,检查电解液液面高度,模拟启动放电检测,检查电解液密度,一、蓄电池电解液液面高度的检查,可采用三种方法,1.,玻璃管测量法 用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内如图,2-16 a,）所示。,8/8/2024,2.,液面高度指示法,在容器上刻有两条高度指示线，如图,2-16b,）所示，正常液面高度应介于两线间。,3.,加液孔观察判断法,部分进口小轿车在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，如图,2-16c,）所示。,a,）,b,）,c,）,8/8/2024,1.,用高率放电计测量单格电池的端电压,（,1,）,3V,高率放电计（如图,2-,）,只能测量单格电压，接入时间,5S,，测量电压和存电量之间的关系,电压,V,：,1.7,1.8 1.6,1.7 1.5,1.6 1.4,1.5 1.3,1.4,放电程度,%,：,0 25 50 75 0,说明：上限适用于新的或容量大的蓄电池，下限适用于一般电池。,8/8/2024,3V,高率放电计,12V,高率放电计,8/8/2024,(2)12V,高率放电计,测,12V,电池，蓄电池充满电，密度在,1.24g/cm3,，接入时间,10S15S,；电压能保持在：,10.5V11.6V,以上，存电量为充足,蓄电池无故障；电压能保持在：,9.6V10.5V,，存电量为不足,蓄电池无故障；电压降到：,9.6V,以下，存电量严重不足或蓄电池有故障,8/8/2024,63,/29,（,1,）电流选择按下表,蓄电池容量（,A.h,）放电电流（,A,）放电时间（,S,）端电压（,V,）,100 200,300 15 10.2,50 100,170 15 9.6,30 70,120 15 9.0,8/8/2024,（,2,）操作步骤,将,“,电流调节旋钮,”,逆时针旋转至切断放电电路；将电流检测电缆上正（红）、负（黑）夹夹到蓄电池正、负极柱上；,将电压检测线上正（红）、负（黑）夹夹到蓄电池正、负极柱上；顺时针转动电流调节旋钮至规定放电电流，放电,15s,；观察电压表指针位置，判断蓄电池技术状况：,8/8/2024,指针位置,-,蓄电池状态,蓝色区域,-,端电压高于,9.6V,，状态良好,红色区域,-,端电压低于,9.6V,，存电不足,不稳定或电流急剧减小至,0-,蓄电池故障,逆时针转动电流调节旋钮，停止放电,.,8/8/2024,66,/29,用吸式密度计测量,电解液密度,，检测方法如,图,2-18,所示。,注意：同时检测,电解液温度,值，进行修正。,对于刚进行过强电流放电或刚加过蒸馏水后的蓄电池，不宜进行,电解液温度的量。,8/8/2024,67,/29,电解液密度与放电程度的关系是,密度每下降,0.01g/cm,3,相当于蓄电池放电,6%,。,当判断蓄电池在,夏季,放电超过,50%,，,冬季,放电超过,25%,时，不宜再使用，应及时进行充电。,用密度计测量,电解液密度,来估算放电程度。,用高率放电计测量,单格电池的电压,估算放电程度。,观看录相,2,8/8/2024,车上的充电设备为,交流发电机。,充电专用设备,：可控硅整流充电机、硅整流充电机、智能充电机。,如,图,2-19,所示。,使用方法,可控硅整流充电机,8/8/2024,项目二 交流发电机的分类与结构,1.,何为交流发电机,交流发电机：机械能转化为电能，由发动机带动，产生三相交流电，用二极管整流输出直流电。,2.,功用,当发动机在怠速以上转速运转时，与电压调节器配合使用，除向起动机以外的用电系统供电，同时还向蓄电池充电。,8/8/2024,3,、类型,1,）总体结构,（,1,）普通交流发电机,(,使用时需要配装电压调节器的发电机,),例,JF132,（,EQ140,用）（,2,）整体式交流发电机,(,发电机和调节器制成一个整体的发电机,),例别克轿车的发动机上装配的是,CS,型发电机（包括,CS121,、,CS130,和,CS144,三种不同的型号）如图：,8/8/2024,（,3,）带泵交流发电机,(,和工程机械制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机,),例,JFZB292,发电机。,（,4,）无刷交流发电机,(,不需要电刷的发电机,),例,JFW1913,发电机。,8/8/2024,（,5,）永磁交流发电机,(,磁极为永磁铁制成的发电机,),2,）按整流器结构分四类（,1,）六管交流发电机 例,JF1522,（东风工程机械用）（,2,）八管交流发电机 例,JFZ1542,（天津夏利工程机械用）（,3,）九管交流发电机 例（日本日立、三凌、马自达工程机械用）（,4,）十一管交流发电机 例,JFZ1913Z,（奥迪、桑塔纳工程机械用）,3,）按磁场绕组搭铁形式分两类（,1,）内搭铁型交流发电机：磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相联）（,2,）外搭铁型交流发电机：磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。,8/8/2024,4,、型号,根据中华人民共和国工程机械行业标准,QC/T73-93,工程机械电器设备产品型号编制方法,的规定，工程机械交流发电机型号组成如下：,变型序号,设计序号,产品代号,电压等级代号,电流等级,代号,8/8/2024,1,）交流发电机的产品代号有,JF,、,JFZ,、,JFB,、,JFW,四种。,2,）电压、电流等级及设计序号用阿拉伯数字表示。,3,）变型代号，从驱动端看，在中间不加标记；在右边时用,Y,表示；在左边时用,Z,表示。,例如：,JF152,表示交流发电机，其电压等级为,12V,，电流等级为,5059A,，第二次设计。桑塔纳、奥迪,100,型轿车用,JF1913Z,型交流发电机是电压等级为,12V,，电流等级为,90A,，第,13,次设计，调整臂在左边的整体交流发电机。,8/8/2024,8/8/2024,5,、构造,由,三相同步交流发电机,和,硅二极管,组成。如图,1-22,所示。,8/8/2024,8/8/2024,三相同步交流发电机,由转子总成、定子总成、传动带轮、风扇、前后端盖及电刷等组成。,1,）转子：,是用来建立磁场的。由两块爪极、激磁绕组、轴和滑环、磁轭等组成。如图所示。,8/8/2024,2,）定子：,定子又叫电枢，是用来产生交流电动势的。由铁芯和三相绕组组成。,连接方法：,星形连接,三角连接,8/8/2024,3,）整流器：交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电，,6,管交流发电机的整流器是由,6,只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路,。,8/8/2024,a:,具有中性点二极管,b,：具有磁场二极管,c,：具有中性点和磁场 二极管,a,）,b,）,c,）,8/8/2024,4,）传动带轮：用铸铝或铝合金制成，分单槽和双槽。,5,）风扇：用,1.5mm,的钢板或用铝合金压铸制成。,6,）前端盖：前后端盖用非导磁材料铝合金制成，漏磁少。,8/8/2024,（七）电刷与电刷架,材料为石墨，电刷与电刷架的结构有内装式和外装式，如图所示。,8/8/2024,磁场绕组（两只电刷）和发电机的联接不同，使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种,1,内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机（和壳体直接相连）。见,图,1-26,（,a,）,2,外搭铁型发电机：磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。见,图,1-26,（,b,）,外搭铁型发电机的磁场绕组负极（负电刷）接调节器，通过后再搭铁。,8/8/2024,内搭铁与外搭铁交流发电机,8/8/2024,6,、工作原理,1,）发电原理（,1,）在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁场）。（,2,）磁场外有一个定子绕组,绕组有,3,组线圈,(3,相绕组,),，,3,相绕组彼此相隔,120,度。（,3,）当转子旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线（或者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化）而产生电动势。如图,1-29,所示。每相绕组的电动势的有效值：,E,=Cn,8/8/2024,8/8/2024,8/8/2024,三相交流电动势分别用,e,u,、,e,v,、,e,w,表示，其瞬时值方程为：,e,u,=E,m,sint=E,sint,e,v,=E,m,sin(t-120)=E,sin(t-120),e,w,=E,m,sin(t+120)=E,sin(t+120),电动势的有效值为,:,E,=4.44KW,=C,e,n,绕组系数，整集距绕法,K=1,每相绕组的匝数（匝）,感应电动势的频率（,Hz,）,发电机转速,每极磁通,电机结构常数,8/8/2024,二极管的导同原则,正极管,的导通原则：瞬间正极电位最高者导通。,负极管,的导通原则：瞬间负极电位最低者导通。,8/8/2024,2,）整流过程,8/8/2024,92,/29,先他激、,后自激。,激磁电路如图,1-31,8/8/2024,7,、交流发电机的工作特性：,空载特性、输出特性、外特性,1,）空载特性,定义：,研究发电机空载运行时，,U=f,（,n,）之间的关系,结论：,判断低速充电性能的好坏。,输出电压随转速升高而升高。,8/8/2024,2,）输出特性,定义：,U,不变（对,12V,系列为,14V,，对,24V,系列规定为,28V,），其输出电流,I,与转速,n,之间的关系如图,1-32,所示。,结论：,空载转速,n1,：,满载转速,n2,交流发电机具有限制输出电流的能力,8/8/2024,3,）外特性,定义：,转速一定时，,U=f,（,I,）之间的关系。,结论：,必须配用电压调节器。,怕短路。（特别是发电机在高速失载时，端电压会急剧升高，致使电气设备中的电子元件有被击穿的危险）。,8/8/2024,8,、无刷交流发电机：是指没有电刷和滑环的交流发电机。,优点：（,1,）没有电刷和滑环,不存在电刷与滑环接触不良导致的发电不稳或不发电故障。,（,2,）工作时无火花，也减小了无线电干扰。,缺点：（,1,）爪极间连接工艺困难 （,2,）由于磁路中间隙加大，发电机相同输出功率下需加大励磁电流。,无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式、永磁式和感应子式四种。,8/8/2024,（一）爪极式无刷交流发电机的结构特点,8/8/2024,8/8/2024,（三）爪极式无刷交流发电机的优缺点,优点是：结构简单、维护工作量少，工作可靠；工作时无火花。,缺点是：制造工艺要求高、焊接困难；结构复杂。,二、带泵交流发电机,带泵交流发电机的发电机与普通交流发电机完全一样，不同的是转子轴很长并伸出后端盖，利用外花键与真空泵的转于内花键相连接，驱动真空泵与发电机转子同步旋转，给工程机械制动系中的真空筒抽真空，为制动系的真空增压器提供真空源，主要用于没有真空源的柴油机（汽油机可直接从进气歧管处取得真空。制动时因节气门几乎关闭而在进气歧管中形成高真空，而柴油机无节气门）。国产,JFB2525,型带泵交流发电机外形如,图,2-21,所示。,8/8/2024,项目三 电压调节器,1,、功用,是当发动机转速变化时，自动对发电机的电压进行调节，使发电机的电压稳定，以满足工程机械用电设备的要求。,2,、电压调节原理与调节方法,U,E,=Cen,8/8/2024,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，使发电机的输出电压保持不变。,触点式电压调节器通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流,If,大小。,晶体管调节器、集成电路调节器等利用大功率三极管的导通和截止，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流,I,f,大小。,3,、电压调节器的分类：,按工作原理可分为：,触点式电压调节器、晶体管调节器、集成电路调节器、电脑控制调节器,按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为：内搭铁型调节器、外搭铁型调节器,8/8/2024,4,、工作原理：,1,）以,FT,61,型电压调节器为例,8/8/2024,（,1,）调节器不工作时，低速触点,S1,常闭，高速触点,S2,常开。发动机转速升高时，发电机转速也随之升高，发电机端电压升高到稍高于蓄电池电压时，发电机自励。,（,2,）当发动机转速升到较高转速，发电机的输出电压达到第一级调压值（,14V,）时，低速触点不停地开启、闭合，使发电机输出电压保持在一级调整值上。,（,3,）发动机作高速运转时，发电机输出电压较大，低速触点断开，,R1,和,R2,串人励磁电路。,（,4,）但发电机输出电压仍然继续升高，达到二级调压值,14.5V,，如此不断反复，高速触点不断开启、闭合作振动，使发电机在高速运转时自动调节电压，维持在二级工作电压,14.5V,上。,（,5,）发动机停止工作时，断开点火开关，发电机不发电，调节器恢复原始状态，低速触点闭合，高速触点打开。,8/8/2024,2,）晶体管电压调节器,晶体管调节器调节器等利用大功率三极管的导通和截止，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流,I,f,大小。,根据发电机和调节器的形式其接线分两种,:,内搭铁式和外搭铁式。,8/8/2024,外搭铁式晶体管调节器基本电路,8/8/2024,8/8/2024,以,JFT106,型晶体管电压调节器为例,该调节器为,14V,外搭铁，可以配,14V,、,750W,的九管交流发电机，也可配,14V,、功率小于,1000W,的六管交流发电机。,8/8/2024,（,1,）,JFT106,型晶体管调节器元件功用说明：,电阻,R,1,和,R,2,组成一个分压器，,R3,是调整电阻。,VT2,、,VT3,接成复合管，目的是提高放大倍数，,VT1,是小功率三极管（,NPN,型），用来放大控制信号；,VD3,是续流二极管，防止三极管,VT,2,，,被击穿损坏；,R5,、,R6,、,R7,、,R8,是偏流电阻；,R4,是正反馈电阻，起提高三极管开关速度，延长三极管寿命；,C1,、,C1,是降频电容，起降低三极管开关频率，延长三极管寿命；,VD1,是,VS1,的温度补偿管,；,VD2,是分压二极管，防止,VT2,、,VT3,的误导通；,VS2,起过压保护作用，保护工程机械上的用电设备不因瞬时过电压二损坏。,8/8/2024,（,2,）工作原理：,（,a,）点火开关,SW,接通，发电机电压,U,B,蓄电池电动势时,VT,1,截止，,VT,2,导通，蓄电池直接供电到磁场绕组，他励。,（,b,）发电机电压虽然升高,但如果蓄电池电动势发电机输出电压,U,B,调节上限时,VT,1,继续截止，,VT,2,继续导通，发电机自励且开始对外供电。,（,c,）当发电机电压升高到等于调节上限,U,2,时，调节器开始工作。,（,d,）发电机电压升到调节上限时，,VT2,就截止，磁场电路被切断，输出电压下降。周而复始，发电机输出电压被控制在一定范围内。,8/8/2024,3,）集成电路电压调节器,根据使用要求，将电路中的若干元件集成在同一基片上，制成一个独立的电子芯片。集成电路调节器装于发电机内部，,（,1,）集成电路调节器的特点：,（,a,）体积小、质量轻；,（,b,）耐高温性能好，可在,130,0,高温下正常工作；,（,c,）更加耐振，使用寿命长。,8/8/2024,（,2,）集成电路调节器的电压检测法,（,a,）发电机电压检测法：,发电机电压检测电路的缺点：当发电机到蓄电池之间连接电阻大时，蓄电池充电电压会偏低，使蓄电池充电不足,。,8/8/2024,112,/29,（,b,）蓄电池电压检测法：,直接检测蓄电池端电压来控制发电机的输出，可使蓄电池的充电电压有保证。,8/8/2024,113,/29,集成电路调节器应用举例：,图为天津夏利轿车发电机使用的集成电路调节器外形图，该发电机为整体式交流发电机，调节器为,内装式外搭铁型。,该调节器有,6,个接线端子,F,、,P,、,E,三个端子用螺钉直接和发电机连接，,B,端用螺母固定在发电机的输出端子,“,B,”,上，,IG,、,L,两个端子佣金属线引到调节器的外部接线插座上。,8/8/2024,114,/29,8/8/2024,115,/29,磁场电流控制：,VT2,是大功率三极管，由集成片,IC,控制,VT2,的导通和截止，从而控制磁场电路通断，使发电机电压得到控制。,充电指示灯：,充电指示灯串接在,VT1,集电极上，,VT1,导通充电指示灯亮，,VT1,截止充电指示灯熄灭。当发电机输出电压低于蓄电池电压时，,IC,中控制电路使,VT1,导通，充电指示灯亮，当发电机输出电压高于蓄电池电压时，,IC,中控制电路使,VT1,截止，充电指示熄灭,。,8/8/2024,下图为广州本田雅阁轿车直列,4,缸发动机配用的发电机调节器电路图，发电机整流器为八管。调节器为,内装式外搭铁型，由发电机电脑控制。,在工程机械电路中有一个,负载检测仪，,检测电路中总电流负载大小，送信号导电脑，调节器,C,接线端子送发电机电压信号到电脑，电脑根据这两个信号判断磁场电路应该接通还是断开，输出控制信号到,FR,端子，驱动调节器的控制电路，适时地接通和断开磁场绕组电路，以此控制发电机的输出电压。,8/8/2024,117,/29,8/8/2024,4,、,型号,QC/T73-93,工程机械电器设备产品型号编制方法,的规定，工程机械交流发电机调节器的产品型号组成如下：,变型序号,设计序号,结构形式代号,电压等级代号,产品代号,8/8/2024,项目四 电源系统,1,、充电指示灯控制电路：,1,）利用中性点电压，通过复合起动继电器控制,8/8/2024,2,）利用单个二极管来控制充电指示灯,8/8/2024,3,）利用三个激磁二极管来控制,8/8/2024,2,、电源系电路,1,）,CA1091,电源电路,8/8/2024,2,）桑塔纳,2000,电源系统电路,8/8/2024,3,）夏利轿车电气系统电路,8/8/2024,3,、常用的维修工具与仪器的使用,1,）跨接线,2,）测试灯,3,）工程机械专用电笔,4,）万用表,（,1,）指针式万用表,（,2,）数字式万用表,8/8/2024,实,训：交流发电机及调节器检测,1.,交流发电机的解体,2.,交流发电机主要部件的检查,3.,交流发电机的组装,4.,交流发电机的不解体检测,5.,调节器的检查,6.,试验台检测交流发电机,8/8/2024,一、交流发电机调节器的正确使用,1.,蓄电池的极性必须是负极搭铁，不能接反。,2.,发电机运转时，不能用试火的方法检查发电机是否发电，否则会烧坏二极管。,3.,整流器和定子绕组连接时，禁止用兆欧表或,220V,交流电源检查发电机的绝缘情况。,4.,发电机与蓄电池之间的连接要牢靠。,5.,一旦发现交流发电机或调节器有故障应立即检修，及时排除故障，不应再连续运转。,6.,为交流发电机配用调节器时，交流发电机的电压等级必须与调节器电压等级相同，交流发电机的搭铁类型必须与调节器搭铁类型相同，调节器的功率不得小于发电机的功率，否则系统不能正常工作。,8/8/2024,7.,线路连接必须正确，目前各种车型调节器的安装位置及接线方式各不相同，故接线时要特别注意。,8.,调节器必须受点火开关控制，发电机停止转动时，应将点火开关断开，否则会使发电机的磁场电路一直处于接通状态，不但会烧坏磁场线圈，而且会引起蓄电池亏电。,二、交流发电机的调节与维护,1,查发电机驱动带（,1,）外观：用肉眼观看应无裂纹或磨损现象，如有则应更换。（,2,）挠度：用,100N,的力压在带的两个传动轮之间，新带挠度约为,5,10mm,旧带约为,7,14mm,。,2,检查导线的联接：（,1,）接线是否正确、牢靠；（,2,）发电机输出端接线螺丝必须加弹簧垫。,3,检查运转时有无噪声；,4,检查是否发电,8/8/2024,电源系统故障诊断与排除：,电源系的常见故障：不充电、充电电流过小、过大、充电电流不稳。,一、充电系统不充电故障,1,故障现象,(1),发动机中高速运转，充电指示灯不熄灭。,(2),开前照灯，电流表指示放电。,2,故障原因,(1),线路的接线断开或短路。,(2),电流表的接线错误。,(3),发电机故障。,(4),调节器调整不当或有故障。,二、充电电流过小,1,故障现象,8/8/2024,(1),蓄电池在亏电情况下，发动机中速以上运转时，电流表指示充电电流过小；,(2),蓄电池经常存电不足；,(3),打开前照灯，灯光暗淡，按动电喇叭声音小。,2,判断步骤与方法,(1),外观检查：,检查发电机皮带的松紧度，用手指按下皮带的中部，若压下量过大，说明发电机皮带过松，应调整；,检查充电线路各导线接头是否接触不良或锈蚀脏污。,(2),对于外搭铁的发电机，用一根导线将,“,F-,”,端子与,“,E,”,端子连接；,（,3,）对于内搭铁的发电机，将,“,F,”,端子上的导线拆下，另用一根导线将,“,F,”,端子与,“,B,”,端子连接；若电流表指示的充电电流增大，说明故障在调节器；,8/8/2024,三、充电电流过大,1,故障现象,(1),在蓄电池不亏电的情况下，充电电流仍在,10A,以上；,(2),蓄电池电解液损耗过快；,(3),分电器断电器触点经常烧蚀；各种灯泡经常烧坏。,2.,故障原因,（,1,）电子调节器内部电路参数匹配不当；,（,2,）控制磁场电流的大功率三极管短路；,（,3,）调节器前级驱动电路断路造成发电机电压失控。,3.,故障排除,由于电子调节器采用树脂封装，不能检修，因此，确认调节器故障后，只能更换新品。,8/8/2024,四、充电电流不稳,1.,故障现象,工程机械行驶时，如果电流表或充电指示灯指示充电，但电流表指针左右摆动或充电指示灯闪烁，则说明充电电流不稳。,2.,故障原因,（,1,）发电机驱动皮带过松而打滑；,（,2,）充电线路连接松动、接触不良；,（,3,）发电机内部接触不良。如电刷弹簧弹力过弱，电刷磨损过度，磁场绕组端头焊点松脱，集电环表面过脏；,（,4,）电子调节器内部元件虚焊。,3.,故障排除,8/8/2024,133,/29,检查发电机与发动机之间驱动带的挠度是否符合规定？,调整挠度,检查发电机、调节器、,N,蓄电池之间的连接导线有无松脱、断路？,检修,（,2,）内搭铁型发电机：将调节器“,F”,端子与“,E”,端子上的导线拆下并悬空，,并将试灯连接端子“,F”,与“,E”,之间；,（,3,）逐渐升高发动机转速，查看试灯发亮情况以及电流表或充电指示灯情况,用试灯代替磁场绕组，检修诊断发电机与线路故障：,（,1,）外搭铁型发电机：将调节器“,B”,端子与“,F-”,端子上的导线拆下并悬空，,并将试灯连接端子“,B”,与“,F-”,之间；,试灯稳定发亮,试灯闪烁,充电稳定,充电不稳定,发电机内部接触不良,（,1,）磁场绕组接头虚焊,（,2,）调节器内部元件虚焊,充电线路接触不良,分解检修交流发电机,N,N,Y,Y,8/8/2024,五、交流发电机充电系常见故障的部位,8/8/2024,1,、交流发电机由三相同步交流发电机和硅整流器组成。,2,、交流发电机的转子是发电机的磁场，定子是发电机的电枢。,3,、交流发电机的定子绕组通常为,Y,形接法，整流器为三相桥式整流电路。,4,、交流发电机的励磁方法为先他励，后自励。,5,、交流发电机的工作特性包括输出特性、空载特性和外特性。,6,、电压调节器的作用是维持发电机输出电压的稳定,。,7,、发电机输出电压的调节是通过改变励磁电流的大小来实现的。,8,、常见的调节器类型有触点式调节器、晶体管调节器和集成电路调节器。,9,、晶体管调节器分内搭铁和外搭铁两种形式。,10,、充电指示灯点亮，说明蓄电池没有充电。,11,、通过检查发电机的励磁电路和发电机本身，可以查出不充电故障的具体部位。,12,、在进行发电机性能测试时，可进行空载试验和满载试验。,小 结,