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文檔簡介
第一章緒論1.1汽車電氣設(shè)備的作用1.作用:汽車電氣設(shè)備(electricaldevice)是汽車的重要組成部分之一,其性能的好壞直接影響到汽車的動力性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性、排氣凈化及舒適性。2.組成:蓄電池、發(fā)電機(電源部分)、起動機、點火系統(tǒng)、照明信號系統(tǒng)、儀表信息(用電設(shè)備)等傳統(tǒng)的汽車電氣設(shè)備是汽車的基礎(chǔ)組成部分,也是汽車電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。1.2汽車電氣系統(tǒng)的特點雙電源:在汽車電氣系統(tǒng)中,采用兩個電源(蓄電池和交流發(fā)電機),兩者互相配合,協(xié)同工作。即使是在極端條件下(如發(fā)電機損壞,不發(fā)電),光靠蓄電池供電,汽車也能行駛一定里程。低電壓:汽車電氣系統(tǒng)的額定電壓(ratedvoltage)有6V、12V、24V三種。汽油發(fā)動機汽車普遍采用12V電源,柴油發(fā)動機汽車多采用24V電源(由兩個12V蓄電池串聯(lián)而成),摩托車采用6V電源。汽車運行中的實際工作電壓,一般12V系統(tǒng)為14V左右,24V系統(tǒng)為28V左右。直流供電:現(xiàn)代汽車發(fā)動機是靠電力起動機起動的,起動機由蓄電池供電,而向蓄電池充電又必須用直流電源,所以汽車電氣系統(tǒng)為直流系統(tǒng)。單線制:單線制(單線連接)是汽車電路的突出特點之一。汽車上所有用電設(shè)備都是并聯(lián)的,電源到用電設(shè)備只用一根導(dǎo)線連接,而將汽車的金屬機體作為公共回路,這種連接方式稱為單線制。由于單線制導(dǎo)線用量少,線路清晰,接線方便,因此廣為現(xiàn)代汽車所采用。負極搭鐵:指汽車上所有電器設(shè)備的正極均采用導(dǎo)線相互連接;而負極則直接或間接通過導(dǎo)線與金屬車架或車身的金屬部分相連,即搭鐵(Putupiron,亦稱接地,earthing或grounding)。并聯(lián)連接:各用電設(shè)備均采用并聯(lián)連接。由于采用并聯(lián)連接,所以汽車在使用中,當(dāng)某一支路用電設(shè)備損壞時,并不影響其他支路用電設(shè)備的正常工作。設(shè)有保險裝置:為了防止因電源短路(火線搭鐵)或電路過載而燒壞線束,電路中一般設(shè)有保護裝置,如熔斷器(短路保護)、易熔線(過載保護)等。汽車電線(導(dǎo)線)有顏色和編號特征:為了便于區(qū)別各電路的連接,汽車所有低壓導(dǎo)線必須選用不同顏色的單色或雙色線,并在每根導(dǎo)線上編號,編號由生產(chǎn)廠家統(tǒng)一編定。1.3汽車電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢——電壓升級發(fā)展趨勢:在現(xiàn)代汽車中,電氣設(shè)備越來越多,電氣負荷越來越大,這就要求汽車電源系統(tǒng)提供更多的電能,電壓升級已經(jīng)成為汽車電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。電壓方案:42V單電壓方案,14V/42V雙電壓方案。
第三章蓄電池汽車電源系統(tǒng)用于向汽車用電設(shè)備提供低壓直流電能,以保證汽車在行駛中和停車時的用電需要。圖2-12.1蓄電池的作用與分類蓄電池:Battery,俗稱電瓶,是一種可逆的直流電源,有放電和充電兩種工作狀態(tài)。圖2-22.蓄電池的作用:(1)發(fā)動機起動時,蓄電池向起動機和點火系統(tǒng)以及燃油噴射系統(tǒng)供電。(2)發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)、發(fā)電機電壓較低時,蓄電池向用電設(shè)備和交流發(fā)電機磁場繞組供電。(3)發(fā)電機出現(xiàn)故障不發(fā)電時,蓄電池向用電設(shè)備供電。(4)發(fā)電機過載時,蓄電池協(xié)助發(fā)電機向用電設(shè)備供電。(5)發(fā)動機熄火停機時,蓄電池向電子時鐘、汽車電子控制單元(ECU/ECM,亦稱計算機、微機、電腦)、音響設(shè)備以及汽車防盜系統(tǒng)供電。(6)因為蓄電池相當(dāng)于一只大容量的電容器,所以不僅能夠保持汽車電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定,而且還能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時過電壓,保護電子元件不被損壞。對蓄電池的要求:容量大、內(nèi)阻小,以保證蓄電池具有足夠的起動能力。起動發(fā)動機時,蓄電池必須能在短時間(5~10s)內(nèi)向起動機連續(xù)提供強大的起動電流:汽油發(fā)動機一般需要200~600A;柴油發(fā)動機一般需要500~1000A,甚至更大。起動型鉛酸蓄電池的突出特點是內(nèi)阻小、起動性能好、電壓穩(wěn)定,此外還有成本低、原料豐富等優(yōu)點,所以在汽車上廣泛應(yīng)用。蓄電池的分類:鉛酸蓄電池(Lead-acidBattery)和堿性蓄電池(AlkalineSecondarybattery)兩大類。蓄電池的安裝位置:蓄電池在汽車上的安裝位置根據(jù)車型和結(jié)構(gòu)而定,原則上離起動機越近越好。大多數(shù)轎車的蓄電池裝在發(fā)動機艙內(nèi)(圖2-4),也有裝在行李箱內(nèi)(圖2-5),甚至裝在后排乘客座椅下方的;貨車蓄電池的安裝位置以空載時質(zhì)量平衡為原則,一般裝在車架前部的左側(cè)或右側(cè);客車的蓄電池多裝在車廂內(nèi)。2.2鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號鉛酸蓄電池的構(gòu)造現(xiàn)代汽車用鉛酸蓄電池由六只單格電池串聯(lián)而成,每只單格電池的電壓約為2Ⅴ,串聯(lián)后蓄電池電壓為12Ⅴ。其構(gòu)件主要有極板、隔板、電解液、外殼、聯(lián)條、接線柱等。極板(Plate):是蓄電池的核心構(gòu)件,由柵架和活性物質(zhì)組成。柵架是用鉛銻合金澆鑄而成的,活性物質(zhì)就涂覆在柵架上。(加銻的目的是提高柵架的機械強度和改善澆鑄性能。但是銻有副作用,會加速氫的析出而加快電解液消耗。銻還易從正極板柵架中解析出來而引起蓄電池自放電和柵架腐蝕,縮短蓄電池的使用壽命。)國內(nèi)外大都采用低銻合金柵架,含銻量為2%~3%?;钚晕镔|(zhì),主要由鉛粉、添加劑與一定密度的稀硫酸混合形成。為防止龜裂和脫落,鉛膏中還摻有玻璃纖維等牽引附著物。b.隔板:為了防止相鄰正負極板彼此接觸而短路,正、負極板之間要用隔板隔開。c.電解液:俗稱電瓶水,是用純凈硫酸和純凈蒸餾水按一定比例配制而成的稀硫酸溶液。d.外殼:用來盛裝電解液和極板組,使蓄電池構(gòu)成一個整體。e.接線柱f.聯(lián)條:將單格蓄電池串聯(lián)起來,提高整個蓄電池的端電壓。鉛酸蓄電池的型號按機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB2599-1985《鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號編制方法》的規(guī)定,鉛酸蓄電池型號由三部分組成:串聯(lián)單格電池數(shù)、電池類型與特征、額定容量(A·h)。蓄電池的選用首先要選起動型,然后再選電壓和容量。主要根據(jù)起動機要求的電壓和容量來選擇蓄電池,一般應(yīng)滿足連續(xù)起動三次以上的要求。
2.3蓄電池的工作原理與特性蓄電池的基本工作原理
蓄電池放電時,正極板上的PbO2和負極板的Pb都變成了PbSO4,電解液中的硫酸減少,水增多,電解液密度下降。在蓄電池處于過充電時,會引起水的電解。2.蓄電池的工作特性a.靜止電動勢:蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)(不充電也不放電)時,正、負極板間的電位差(即開路電壓)稱為靜止電動勢。b.內(nèi)阻:電流流過鉛酸蓄電池時所受到的阻力稱為鉛酸蓄電池的內(nèi)阻。鉛酸蓄電池的內(nèi)阻包括極板、隔板、電解液和聯(lián)條的電阻。內(nèi)阻隨溫度降低而增大c.放電特性:指在恒流放電過程中,鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨放電時間而變化的規(guī)律。d.充電特性:指在恒流充電過程中,鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨充電時間而變化的規(guī)律。2.4蓄電池的容量及其影響因素蓄電池的容量蓄電池在規(guī)定條件(包括放電溫度、放電電流和放電終止電壓)下放出的電量多少或放電時間長短稱為蓄電池的容量,單位為A·h或A·mina.理論容量:假定活性物質(zhì)全部參加放電反應(yīng),由活性物質(zhì)質(zhì)量按法拉第電化當(dāng)量定律計算所得容量稱為理論容量。b.實際容量:當(dāng)恒流放電時,實際容量C等于放電電流If與放電時間tf之積,C=If*tf。c.20h放電率額定容量:國標(biāo)GB5008.1—1991《起動用鉛酸蓄電池技術(shù)條件》的規(guī)定,以20h放電率的放電電流在電解液初始溫度為25℃,電解液密度為1.28g/cm3的條件下,持續(xù)放電到單格蓄電池電壓下降到終止電壓(1.75V)。在此過程中,蓄電池所輸出的總電量,稱為該蓄電池的20h放電率額定容量,單位為A·h(安培·小時)。我國采用20h放電率額定容量作為起動用鉛酸蓄電池的額定容量。e.額定儲備容量:指完全充足電的蓄電池,在電解液初始溫度為25℃條件下,以25A的電流持續(xù)放電,直至單格蓄電池電壓下降到1.75Ⅴ。在此過程中,蓄電池的持續(xù)放電時間,稱為該蓄電池的額定儲備容量,單位為min(分鐘)。f.起動容量:蓄電池的起動容量有常溫起動容量和低溫起動容量兩種定義方法。常溫起動容量是指完全充足電的蓄電池,在電解液初始溫度為25℃條件下,以5min放電率的電流持續(xù)放電5min,直至單格蓄電池電壓下降至1.50V。在此過程中,蓄電池所輸出的總電量,稱為該蓄電池的常溫起動容量。低溫起動容量是指完全充足電的蓄電池,在電解液初始溫度為-18℃條件下,以5min放電率的電流持續(xù)放電2.5min,直至單格蓄電池電壓下降至1.00V。在此過程中,蓄電池所輸出的總電量,稱為該蓄電池的低溫起動容量。2.影響蓄電池容量的因素a.構(gòu)造因素對蓄電池容量的影響:①極板厚度的影響;②極板面積的影響;③同性極板中心距的影響。b.使用因素對蓄電池容量的影響:①放電電流的影響;②電解液溫度的影響;③電解液密度的影響。
2.5蓄電池的充電1.充電設(shè)備是指某種直流電源,汽車上采用的充電設(shè)備是由發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機,充電室采用的多為硅整流充電機、晶閘管整流充電機等。a.硅整流充電機的型號:硅整流充電機的型號由五部分組成,第一部分是元件種類代號,硅元件用“G”表示,晶閘管元件用“KG”表示;第二部分是用途代號,“C”表示充電用;第三部分是元件的冷卻方式代號,“A”表示自然冷卻,“S”表示水冷,“F”表示強迫冷卻,“J”表示油冷;第四部分用數(shù)字表示額定整流電流值(A);第五部分用數(shù)字表示額定整流電壓值(V)。b.硅整流充電機的特點:硅整流充電機主要由交流電源與硅二極管組成,通過整流電路將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,以供蓄電池充電之用。圖2-3c.可控硅充電機充電方法a.定流充電:在充電過程中,保持充電電流恒定的充電方法稱為定流充電。b.定壓充電:在充電過程中,保持充電電壓恒定的充電方法稱為定壓充電。定壓充電電壓選擇:一般每單格電池約需2.5Ⅴ,即6Ⅴ電池需要充電電壓約為7.5Ⅴ,12Ⅴ電池需要充電電壓約為15V。定壓充電的特點是充電效率高,開始4~5h內(nèi),就可獲得90%~95%的充電量,可大大縮短充電時間。汽車上的充電系統(tǒng)采用電壓調(diào)節(jié)器實現(xiàn)對充電電壓恒定的控制。c.快速脈沖充電:采用自動控制電路對蓄電池進行正反向脈沖充電,可以提高充電效率,使用中的蓄電池補充充電只需0.5~1.5h。正脈沖充電→前停充→負脈沖瞬間放電→后停充→正脈沖充電→充足。充電種類a.初充電:對新蓄電池或更換極板的蓄電池在使用前進行的首次充電。初充電一般采用定流充電,全部充電時間約為60~70h。b.補充充電:蓄電池使用后的充電,稱為補充充電。蓄電池在汽車上由發(fā)電機進行的定壓充電,由于不能保證蓄電池徹底充足,而使蓄電池容量下降時,為防止產(chǎn)生硫化,每隔兩個月應(yīng)進行一次補充充電。補充充電一般需要13~17h。c.快速脈沖充電d.去硫充電:蓄電池產(chǎn)生硫化故障后,其內(nèi)阻將顯著增大,開始充電時充電電壓較高(嚴重硫化者高達2.8Ⅴ以上),溫升亦較快。對嚴重硫化的蓄電池,只能報廢;對硫化程度較輕的蓄電池,可以通過充電予以消除。這種消除硫化的充電工藝稱為去硫充電。4.充電時的注意事項
2.6改進型鉛酸蓄電池1.干荷電式蓄電池--提高了抗氧化性能普通鉛酸蓄電池負極板在儲運過程中,活性物質(zhì)微粒表面易被氧化,這樣新電池灌入電解液就會損耗一部分能量。為把這部分物質(zhì)還原,需進行比較煩瑣的初充電。2.免維護蓄電池(Maintenance-FreeBattery,MFBattery)3.螺旋狀極板膠體型免維護蓄電池蓄電池極板及隔板呈螺旋緊密捆綁狀,使得同樣容積極板反應(yīng)面積增大(比普通蓄電池幾乎大一倍),低溫起動電流更高,起動性能更好。膠體狀電解液粘附于極薄的纖維隔板網(wǎng)材料上,-40℃低溫也不會結(jié)冰,高溫65℃時不會漏液、漏氣??梢砸匀魏谓嵌裙潭姵?。寶馬車用蓄電池新技術(shù)a.AGM免維護蓄電池:在寶馬車(E46/E60等)上,配裝鉛-鈣合金柵架AGM免維護蓄電池(AbsorbedGlassMat,即采用可吸收玻璃纖維網(wǎng)袋式隔板的免維護蓄電池),安裝在行李箱右側(cè)。b.智能蓄電池傳感器IBS(IntelligentBatterySensor):是一個自身帶有微型控制器的傳感器。IBS持續(xù)測量蓄電池端電壓、蓄電池充電/放電電流和蓄電池電解液溫度,監(jiān)控蓄電池的工作狀態(tài)和健康狀態(tài)。c.安全蓄電池端子:在寶馬車上,蓄電池正極上連接有安全蓄電池端子,用于在緊急狀態(tài)(如劇烈撞車時如果燃油泄漏可能導(dǎo)致的爆炸)下的斷電防護。
2.7蓄電池的使用、維護與故障排除1.蓄電池的使用a.蓄電池的拆裝:1)蓄電池正、負接線柱的識別;2)蓄電池的拆卸,將點火開關(guān)置于斷開位置,使全車用電設(shè)備與電源斷開。拆卸時應(yīng)先拆負極柱上的搭鐵線,后拆正極柱上的起動機線;3)蓄電池的安裝,先接起動機(正極)線,再接(負極)搭鐵線。b.蓄電池的正確使用:(1)三抓,正確及時充電,正確操作使用,清潔維護;(2)五防,一防充電電流過大和長時間過充電;二防過度放電;三防電解液液面過低;四防電解液密度過高;五防電解液內(nèi)混入雜質(zhì)。c.蓄電池的儲存d.蓄電池冬季使用注意事項蓄電池的維護a.蓄電池的日常維護b.蓄電池放電程度的檢查:1)測量電解液的密度;2)用高率放電計測量電壓;3)用萬用表測量蓄電池的端電壓,如果蓄電池剛充過電或車輛剛行駛過,應(yīng)接通前照燈遠光30s,消除“表面充電”現(xiàn)象,然后熄滅前照燈,切斷所有負載再測量。蓄電池常見故障的排除極板硫化、活性物質(zhì)脫落、自行放電第三章交流發(fā)電機交流發(fā)電機與電壓調(diào)節(jié)器配合工作,其主要任務(wù)是對除起動機以外的所有用電設(shè)備供電,并向蓄電池充電。交流發(fā)電機主要由三相同步交流發(fā)電機和二極管整流器組成,一般稱為硅整流交流發(fā)電機,亦簡稱交流發(fā)電機。3.1交流發(fā)電機的構(gòu)造與工作原理1.汽車用交流發(fā)電機的分類a.按總體結(jié)構(gòu)分:1)普通交流發(fā)電機;2)整體式交流發(fā)電機,(integratealternator)是內(nèi)裝電壓調(diào)節(jié)器的交流發(fā)電機;3)帶泵交流發(fā)電機,是帶有真空泵的交流發(fā)電機;4)無刷交流發(fā)電機,(brush-lessalternator)是無電刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu)的交流發(fā)電機;5)永磁交流發(fā)電機,(permanent-magnetalternator)是轉(zhuǎn)子磁極采用永磁材料的交流發(fā)電機。b.按磁場繞組搭鐵方式分:1)內(nèi)搭鐵式交流發(fā)電機,磁場繞組的一端與發(fā)電機殼相連接;2)外搭鐵式交流電發(fā)機,磁場繞組的一端經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器后搭鐵。c.按裝用的二極管數(shù)量分:1)六管交流發(fā)電機,整流器由六只硅二極管組成,這種型式應(yīng)用最為廣泛;2)八管交流發(fā)電機,是具有兩個中性點二極管(neutral-pointdiode)的交流發(fā)電機,其整流器總成共有八只二極管;3)九管交流發(fā)電機,是指具有三個磁場二極管的交流發(fā)電機,其整流器總成共有九只二極管;4)十一管交流發(fā)電機,是指具有中性點二極管和磁場二極管的交流發(fā)電機,其整流器總成共有十一只二極管。d.按冷卻方式分:1)風(fēng)冷式發(fā)電機,按通風(fēng)方式不同可分為單風(fēng)扇式和雙風(fēng)扇式,單風(fēng)扇式是風(fēng)扇安裝在交流發(fā)電機的前端,風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軸向空氣流經(jīng)發(fā)電機內(nèi)部,對定子繞組進行冷卻。而雙風(fēng)扇式交流發(fā)電機是在轉(zhuǎn)子兩端各裝有一個風(fēng)扇,產(chǎn)生的是軸向和徑向的兩個方向的空氣流;2)水冷式發(fā)電機,在高檔轎車上,出于降低運行噪音和增強冷卻效果的考慮,多采用新型水冷式(water-cooled)發(fā)電機。交流發(fā)電機的構(gòu)造圖3-1國產(chǎn)JF系列交流發(fā)電機解體圖1—緊固螺母及彈簧墊圈;2—帶輪;3—風(fēng)扇;4—前軸承油封及護圈;5—組裝螺栓;6—前端蓋;7—前軸承;8—定子;9—轉(zhuǎn)子;10—“+”(電樞)接柱;11—散熱板;12—“—”(搭鐵)接柱;13—電刷及壓簧;14—電刷架外蓋;15—電刷架;16—“F”(磁場)接柱;17—后軸承;18—轉(zhuǎn)軸固定螺母及彈簧墊圈;19—后軸承紙墊及護蓋;20—安裝臂鋼套;21—后端蓋;22—后端蓋軸承油封及護圈;23—散熱板固定螺栓圖3-2整體式交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)1—連接螺栓;2—后端蓋;3—散熱板;4—防干擾電容器;5—滑環(huán);6—全封閉軸承;7—轉(zhuǎn)子軸;8—電刷;9—磁場接線柱;10—輸出接線柱;11—電壓調(diào)節(jié)器;12—電刷架;13—磁極;l4—電樞繞組;l5—定子鐵心;16—風(fēng)扇葉輪;17—帶輪;18—緊固螺母;19—全封閉軸承;20—勵磁繞組;21—前端蓋;22—定子槽楔子;23—電容器插接片;24—輸出整流二極管;25—磁場整流二極管;26—電刷架壓緊片a.轉(zhuǎn)子總成:(rotorassembly)是交流發(fā)電機的磁場部分,作用是產(chǎn)生磁場,主要由兩塊低碳鋼爪形磁極、磁軛、磁場繞組、轉(zhuǎn)子軸和滑環(huán)等組成。圖3-3轉(zhuǎn)子磁場的磁力線分布與磁場電路原理b.定子總成:(statorassembly)也稱電樞,由定子鐵心和定子繞組組成,作用是產(chǎn)生三相交變電動勢。三相繞組的連接方法可分為星形連接和三角形連接兩種。圖3-4定子繞組的連接方法c.整流器:作用是把交流發(fā)電機產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)變成直流電輸出,整流器一般由六只整流二極管和散熱板組成。整流二極管分為正極二極管和負極二極管兩種。正極二極管的中心引線為正極,外殼為負極,管殼底部一般有紅字標(biāo)記。負極二極管的中心引線為負極,外殼為正極,管殼底部一般有黑字標(biāo)記。圖3-5二極管命名及符號例如ZQ10表示為汽車用整流二極管,額定正向電流為10A。d.前、后端蓋:作用是支承轉(zhuǎn)子總成并封閉內(nèi)部構(gòu)造。后端蓋內(nèi)裝有電刷與電刷架,兩只電刷裝在電刷架中的導(dǎo)孔內(nèi),借助彈簧的彈力與滑環(huán)保持接觸。兩個電刷中與發(fā)電機外殼絕緣的稱為絕緣電刷,其引線接到發(fā)電機后端蓋外部的接線柱“F”上,成為發(fā)電機的磁場接柱。另一個電刷是搭鐵的,稱為搭鐵電刷。e.帶輪及風(fēng)扇交流發(fā)電機的工作原理a.發(fā)電原理:圖3-6交流發(fā)電機的工作原理圖E=CnΦ,式中E——每相繞組中電動勢的有效值,Ⅴ;C——發(fā)電機結(jié)構(gòu)常數(shù);n——發(fā)電機轉(zhuǎn)速,r/min;Φ——磁極磁通,Wb。b.整流原理:硅整流器是利用二極管的單向?qū)щ娦?,將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷?。六管交流發(fā)電機整流電路有些交流發(fā)電機帶有中心抽頭,它是從三相繞組的中性點引出來的,其接線柱標(biāo)記為“N”。中性點對發(fā)電機外殼(搭鐵)之間的電壓稱為中性點電壓,其數(shù)值等于發(fā)電機輸出電壓的一半。中性點電壓用途很廣,常用來控制充電指示燈和各種用途的繼電器,如控制空調(diào)繼電器、磁場繼電器等。圖3-7三相橋式整流電路及電壓波形圖3-8帶有中心抽頭的交流發(fā)電機2)八管交流發(fā)電機整流電路圖3-9八管交流發(fā)電機整流電路試驗表明,在不改變交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)的情況下,在定子繞組的中性點處加裝中性點二極管后,發(fā)電機輸出功率與額定功率相比,可以提高10%~15%,并且轉(zhuǎn)速越高輸出功率增加越明顯。九管交流發(fā)電機整流電路在有些交流發(fā)電機中,除了有普通交流發(fā)電機用來整流的六只二極管外,又多裝了三個功率較小的二極管,組成九管交流發(fā)電機。三個功率較小的二極管專門用來供給磁場電流,所以又叫磁場二極管。圖3-10九管交流發(fā)電機充電系統(tǒng)電路十一管交流發(fā)電機整流電路圖3-11十一管交流發(fā)電機整流和充電電路十一管交流發(fā)電機,不僅能增大輸出功率,還可以用充電指示燈來指示發(fā)電機工作狀況。c.勵磁方式:向交流發(fā)電機的磁場繞組供電使其產(chǎn)生磁場的過程,稱為勵磁(excitation,亦稱激磁)。交流發(fā)電機磁場繞組的勵磁方式有兩種形式,一種是由蓄電池供電,稱為他勵(separatelyexcited,亦稱他激);另一種是由發(fā)電機自身所發(fā)電能供電,稱為自勵(self–excitation,亦稱自激)。3.2交流發(fā)電機的工作特性與型號1.交流發(fā)電機的工作特性a.輸出特性:也稱負載特性或輸出電流特性。輸出特性是指在發(fā)電機保持輸出電壓一定(即U=const)時,發(fā)電機的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。空載轉(zhuǎn)速值是選擇發(fā)電機與發(fā)動機傳動比的主要依據(jù)。滿載轉(zhuǎn)速值是判斷在用發(fā)電機技術(shù)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。(a)輸出特性(b)空載特性圖3-12交流發(fā)電機的工作特性b.空載特性:指在無負荷(即I=0)時,發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速之間的變化規(guī)律。c.外特性:是指轉(zhuǎn)速保持一定(即n=const)時,發(fā)電機的端電壓與輸出電流之間的關(guān)系。圖3-13交流發(fā)電機的外特性交流發(fā)電機型號依次為:產(chǎn)品代號、電壓等級代號、電流等級代號、設(shè)計序號、變型代號3.3交流發(fā)電機的檢測與維修1.交流發(fā)電機的車上檢查檢查傳動帶的外觀、檢查傳動帶的撓度、檢查有無噪音、檢查導(dǎo)線連接情況、發(fā)電機電壓測試、“B”接線柱電流測試交流發(fā)電機的拆卸與不解體檢測整機測試:1)測量各接線柱之間的電阻,利用萬用表的(R×1)擋測量“F”與“-”之間的電阻值,測量“+”與“-”之間和“+”與“F”之間的正、反向電阻值,也可以判斷交流發(fā)電機內(nèi)部的技術(shù)狀況;2)空載轉(zhuǎn)速的測試,空載電壓的測試在萬能試驗臺上進行,接線方法如圖3-13所示;3)滿載轉(zhuǎn)速的測試,有些故障,在沒有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來的,所以在對發(fā)電機進行空載轉(zhuǎn)速測試后,應(yīng)再作滿載轉(zhuǎn)速測試,滿載轉(zhuǎn)速測試可以接著空載轉(zhuǎn)速進行;4)用示波器觀察輸出電壓波形表3-1交流發(fā)電機各接線柱之間的電阻值交流發(fā)電機
型號“F”與“-”
之間的電阻值“+”與“-”之間的電阻值“+”與“F”之間的電阻值正向反向正向反向JF115~640~50>100050~60>1000JF13JF21JF1219.5~2140~50>100050~70>1000JF22JF23JF26圖3-14交流發(fā)電機的空載和滿載測試圖3-15交流發(fā)電機出現(xiàn)各種故障時輸出電壓的波形交流發(fā)電機的解體檢修a.轉(zhuǎn)子的檢修:用萬用表可檢測勵磁繞組是否短路和斷路,如果阻值低于標(biāo)準(zhǔn)值,則說明勵磁繞組短路;如果阻值為無窮大,則說明勵磁繞組斷路。用萬用表可檢測勵磁繞組是否搭鐵。圖3-16用萬用表可檢測勵磁繞組是否短路和斷路圖3-17用萬用表可檢測勵磁繞組是否搭鐵b.定子的檢修:用萬用表可檢測定子繞組是否斷路、是否搭鐵。圖3-18用萬用表可檢測定子繞組是否斷路圖3-19用萬用表可檢測定子繞組是否搭鐵c.二極管的檢修d.電刷的檢測4.交流發(fā)電機的裝復(fù)與檢測
3.4交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器1.交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的作用與工作原理a.電壓調(diào)節(jié)器(voltageregulator):可以保證交流發(fā)電機輸出電壓不受轉(zhuǎn)速和用電設(shè)備變化的影響,使其保持穩(wěn)定,以滿足用電設(shè)備的需要。b.電壓調(diào)節(jié)器的工作原理c.交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的分類:觸點式電壓調(diào)節(jié)器,晶體管式電壓調(diào)節(jié)器,集成電路式電壓調(diào)節(jié)器。觸點式電壓調(diào)節(jié)器a.工作原理:通過電磁力和彈簧彈力的平衡改變觸點閉合和斷開的時間,改變勵磁電流大小,從而改變磁通,進而實現(xiàn)對發(fā)電機輸出電壓的調(diào)節(jié)。1-固定觸點支架;2-銜鐵;3-電磁線圈;4-觸點彈簧;5-磁軛;6-電刷;7-滑環(huán)(集電環(huán));8-勵磁繞組(磁場繞組);9-定子(電樞)繞組;
10-點火開關(guān);R1-加速電阻;R2-調(diào)節(jié)電阻;R3-溫度補償電阻;
K1-低速觸點;K2-高速觸點圖3-20FT61型雙觸點式電壓調(diào)節(jié)器電路b.帶附加磁場繼電器的電壓調(diào)節(jié)器圖3-21FT61A型雙級電壓調(diào)節(jié)器電路Q1-起動線圈;Q2-維持線圈;Ⅹ-電壓調(diào)節(jié)器磁化線圈;S-電源開關(guān);SB-起動按鈕;K1-低速觸點;K2-高速觸點;K3-磁場繼電器動合觸點;R1-加速電阻;R2-調(diào)節(jié)電阻;R3-溫度補償電阻3.晶體管式電壓調(diào)節(jié)器a.工作原理:是利用晶體管的開關(guān)特性來控制發(fā)電機的勵磁電流,使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定的。晶體管電壓調(diào)節(jié)器大多采用NPN型晶體管制成,與外搭鐵式交流發(fā)電機匹配。圖3-22JFT106型晶體管調(diào)節(jié)器原理圖4.集成電路式電壓調(diào)節(jié)器(ICvoltageregulator也稱IC電壓調(diào)節(jié)器)a.工作原理:根據(jù)發(fā)電機的電壓信號(輸入信號),利用晶體管的開關(guān)特性控制發(fā)電機的勵磁電流,進而實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電機輸出電壓的目的。集成電路電壓調(diào)節(jié)器也有內(nèi)、外搭鐵之分,而且以外搭鐵形式居多。圖3-23JFT152型混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器電路圖b.分類:全集成電路電壓調(diào)節(jié)器和混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器,全集成電路是把晶體管、二極管、電阻、電容等同時印制在一塊硅基片上?;旌霞呻娐肥侵赣珊衲せ虮∧る娮枧c集成的單片芯片或分立元件組裝而成,目前使用最廣泛的是厚膜混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器。c.集成電路電壓調(diào)節(jié)器輸入電壓信號的檢測:根據(jù)檢測點不同可分為發(fā)電機電壓檢測法和蓄電池電壓檢測法兩種。(a)蓄電池電壓檢測法(b)發(fā)電機電壓檢測法圖3-24集成電路電壓調(diào)節(jié)器的輸入電壓信號的檢測d.整體式交流發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器圖3-25內(nèi)裝集成電路式電壓調(diào)節(jié)器的十一管交流發(fā)電機電路交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的型號依次是產(chǎn)品代號、電壓等級代號、結(jié)構(gòu)型式代號、設(shè)計序號、變型代號。電壓調(diào)節(jié)器的檢查與調(diào)整a.電磁振動式電壓調(diào)節(jié)器的檢查與調(diào)整:1)外部檢修;2)電壓調(diào)節(jié)器的測試。圖3-20電壓調(diào)節(jié)器的測試與調(diào)整b.晶體管電壓調(diào)節(jié)器的檢查與修理:1)判斷晶體管電壓調(diào)節(jié)器是內(nèi)搭鐵式還是外搭鐵式;2)判斷晶體管電壓調(diào)節(jié)器的好壞,準(zhǔn)備一個輸出電壓為0~30V,電流為3~5A的可調(diào)穩(wěn)壓電源,參照圖3-58所示連接,線路連接好后,由0Ⅴ逐漸調(diào)高直流電源電壓,此時一個小燈泡的亮度應(yīng)隨電壓升高而增強,當(dāng)電壓調(diào)高到調(diào)節(jié)器電壓值(12V系統(tǒng)為13.5~14.5Ⅴ;24Ⅴ系統(tǒng)為27~29Ⅴ)或者略高于調(diào)節(jié)器電壓值時,若亮的燈變暗,兩個燈亮度相近,則電壓調(diào)節(jié)器是好的;若一個燈始終發(fā)亮,或兩個小燈始終同樣亮,則電壓調(diào)節(jié)器是壞的。(a)內(nèi)搭鐵式電壓調(diào)節(jié)器(b)外搭鐵式電壓調(diào)節(jié)器圖3-21判斷晶體管電壓調(diào)節(jié)器搭鐵類型的方法圖3-22內(nèi)搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測試圖3-23外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測試c.集成電路電壓調(diào)節(jié)器的檢查整體式交流發(fā)電機的勵磁繞組一般是通過調(diào)節(jié)器搭鐵的。圖3-24集成電路調(diào)節(jié)器的測試d.電壓調(diào)節(jié)器的代用原則7.交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器新技術(shù)帶有蓄電池溫度傳感器的發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器、利用車載計算機直接控制發(fā)電機輸出電壓圖3-25用車載計算機進行調(diào)壓控制的充電系統(tǒng)電路3.5充電指示燈控制電路與瞬變過電壓保護電路1.充電指示燈控制電路通過充電指示燈繼電器控制;通過起動復(fù)合繼電器控制;通過磁場二極管控制(九管和十一管交流發(fā)電機即利用三個磁場二極管控制充電指示燈電路);通過隔離二極管控制(沃爾沃汽車采用這一方式。它的交流發(fā)電機與一般的交流發(fā)電機相同,僅在充電電路中增加了一個功率較大的隔離二極管,利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥刂瞥潆娭甘緹簦a(chǎn)FT126型電壓調(diào)節(jié)器電路,其中K2為繼電器動斷觸點,控制充電指示燈的亮、滅。充電指示燈HL亮表示不充電。圖3-26充電指示燈繼電器控制電路
東風(fēng)EQ1091型汽車的控制電路。K2為保護繼電器動斷觸點,除對起動機進行鎖止外,還用來控制充電指示燈的亮、滅;Q2為保護繼電器電磁線圈,承受發(fā)電機中性點電壓;充電指示燈HL亮表示不充電。圖3-27起動復(fù)合繼電器充電指示燈控制電路圖3-28沃爾沃汽車充電指示燈電路2.瞬變過電壓保護電路半導(dǎo)體元件對瞬變電壓是很敏感的,當(dāng)瞬變電壓達到一定值時,就會使半導(dǎo)體元件損壞。由于交流發(fā)電機的勵磁電流及轉(zhuǎn)速都很高,產(chǎn)生的瞬變能量也很大。所以現(xiàn)代汽車都加有過電壓保護電路,用以保護半導(dǎo)體元件不受損壞。a.瞬變過電壓的產(chǎn)生及危害:1)拋負載瞬變;2)切斷電感負載瞬變;3)磁場衰減瞬變。b.瞬變過電壓的保護方法:防止因過電壓而損壞半導(dǎo)體元件的方法有兩種,一是提高半導(dǎo)體元件的承壓能力;另一種方法是增加過電壓保護裝置,吸收各種瞬變過電壓能量,以保護電子元件。常用方法有穩(wěn)壓管保護、晶閘管過壓保護等幾種。圖3-29穩(wěn)壓二極管過電壓保護電路1—過電壓保護電路;2—電壓調(diào)節(jié)器;3—交流發(fā)電機圖3-30晶閘管過壓保護電路3.6電源系統(tǒng)的使用與維修1.電源系統(tǒng)的使用a.交流發(fā)電機的正確使用:1)蓄電池搭鐵極性不能接錯;2)充電系統(tǒng)的導(dǎo)線連接要牢固可靠;3)發(fā)電機和電壓調(diào)節(jié)器二者的規(guī)格型號要相互匹配;4)發(fā)動機熄火后,應(yīng)將點火開關(guān)(或電源開關(guān))斷開,以免蓄電池長時間向勵磁繞組和電壓調(diào)節(jié)器磁化線圈放電,浪費電能。b.交流發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的正確使用2電源系統(tǒng)的檢修a.不充電b.充電電流過小c.充電電流過大d.充電不穩(wěn)e.發(fā)電機工作中有異響f.充電指示燈故障附錄:圖3-1夏利轎車所用的整體式交流發(fā)電機的電路圖1—勵磁繞組2—電壓調(diào)節(jié)器3—勵磁二極管4—充電指示燈5—防干擾電容器圖3-2奧迪、紅旗轎車所用的交流發(fā)電機電路圖第四章起動系統(tǒng)4.1起動系統(tǒng)概述起動系統(tǒng)的作用就是供給發(fā)動機曲軸起動轉(zhuǎn)矩,使發(fā)動機曲軸達到必需的起動轉(zhuǎn)速,以便使發(fā)動機進入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機進入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)后,便結(jié)束任務(wù)立即停止工作。電力起動機簡稱為起動機(俗稱馬達),均安裝在汽車發(fā)動機飛輪殼的座孔上,用螺栓緊固。起動系統(tǒng)的組成由蓄電池、起動機和起動控制電路等組成,起動控制電路包括起動按鈕或開關(guān)、起動繼電器等。起動機與曲軸的傳動比:汽油機一般為13~17,柴油機一般為8~10。圖4-1起動系統(tǒng)的組成起動機的組成及分類起動機的組成:起動機(Starter)由直流電動機、傳動機構(gòu)和控制機構(gòu)三大部分組成。起動機的分類:1)按勵磁方式分為勵磁式起動機和永磁式起動機。勵磁式起動機靠勵磁繞組和磁極鐵心建立磁場,結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜,但輸出轉(zhuǎn)矩和功率都很大,故應(yīng)用極為廣泛。永磁起動機以永磁材料作為磁極,取消了勵磁式起動機中的勵磁繞組和磁極鐵心,結(jié)構(gòu)簡化,體積小,質(zhì)量輕,并節(jié)省了金屬材料。但永磁起動機的功率一般較小,使用范圍在一定程度上受到限制。2)按控制機構(gòu)分為機械控制式起動機和電磁控制式起動機(亦稱電磁操縱式起動機)。機械控制式起動機由駕駛員利用腳踏(或手動)直接操縱機械式起動開關(guān)接通或切斷起動電路,通常稱為直接操縱式起動機。電磁控制式起動機由駕駛員旋動點火開關(guān)或按下起動按鈕,通過電磁開關(guān)接通或切斷起動電路。3)按嚙合方式分為慣性嚙合式起動機、強制嚙合式起動機和電磁嚙合式(電樞移動式)起動機。慣性嚙合式起動機的離合器靠慣性力的作用產(chǎn)生軸向移動,使驅(qū)動齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。由于可靠性差,現(xiàn)代汽車已不再使用。強制嚙合式起動機靠人力或電磁力經(jīng)撥叉推移離合器,強制性地使驅(qū)動齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。因其具有結(jié)構(gòu)簡單,動作可靠,操縱方便等優(yōu)點,故被現(xiàn)代汽車普遍采用。電磁嚙合式起動機靠電動機內(nèi)部輔助磁極的電磁力,吸引電樞作軸向移動,將驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒圈,起動結(jié)束后再由回位彈簧使電樞回位,讓驅(qū)動齒輪退出飛輪齒圈。所以,又稱電樞移動式起動機,多用于大功率柴油機。4)按傳動機構(gòu)分為普通式起動機和減速式起動機。普通式起動機將電動機電樞產(chǎn)生的起動力矩直接通過離合器、驅(qū)動齒輪傳給飛輪齒圈的起動機稱為普通式起動機。減速起動機基本結(jié)構(gòu)與普通式起動機相同,只是在電樞和驅(qū)動齒輪之間,裝有減速齒輪(一般減速比為3~4),經(jīng)減速、增矩后,再帶動驅(qū)動齒輪。減速式起動機是今后車用起動機的發(fā)展方向。圖4-2起動機的組成4.起動機的型號依次是產(chǎn)品代號、電壓等級代號、功率等級代號、設(shè)計序號、變型代號。
4.2起動機用直流電動機直流電動機的工作原理圖4-3直流電動機的工作原理2.直流電動機的結(jié)構(gòu)組成主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成。圖4-4起動機用直流電動機結(jié)構(gòu)a.定子:定子亦稱磁極,其作用是產(chǎn)生磁場,分勵磁式和永磁式兩類。為增大轉(zhuǎn)矩,汽車起動機通常采用四個磁極,兩對磁極相對交錯安裝,定子與轉(zhuǎn)子鐵心形成的磁力線回路下圖所示,低碳鋼板制成的機殼是磁路的一部分。1)勵磁式定子,鐵心為低碳鋼,鐵心磁場要靠繞在外面的勵磁繞組通電建立。采用勵磁式定子的電動機,其勵磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)連接,故稱串勵式電動機(先將勵磁繞組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞繞組串聯(lián))。2)永磁式定子。由于結(jié)構(gòu)尺寸及永磁材料性能限制,永磁起動機的功率一般不大于2kW。圖4-5電動機磁路圖4-6勵磁式電動機定子圖4-7串勵式電動機b.轉(zhuǎn)子:亦稱電樞,由電樞軸、鐵心、電樞繞組和換向器等組成。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。圖4-8起動機轉(zhuǎn)子c.電刷端蓋d.驅(qū)動端蓋:驅(qū)動端蓋上有撥叉座和驅(qū)動齒輪行程調(diào)整螺釘,還有支撐撥叉的軸銷孔。圖4-9驅(qū)動端蓋直流電動機工作特性直流電動機按勵磁方式可分為永磁式和電磁式兩大類,電磁式按勵磁繞組與電樞繞組的連接關(guān)系又可分并勵式、串勵式和復(fù)勵式三種。并勵式直流電動機勵磁繞組與電樞繞組聯(lián)在同一電源上,具有較“硬”的機械特性;串勵式直流電動機的勵磁繞組與電樞繞組相串聯(lián),具有較“軟”的機械特性;復(fù)勵式電動機的磁極上有兩組勵磁繞組,一組同電樞串聯(lián),另一組則同電樞并聯(lián),它的機械特性比并勵式軟,較串勵式硬。(a)永磁式(b)并勵式(c)串勵式(d)復(fù)勵式圖4-10直流電動機類型4.起動機與發(fā)動機、蓄電池的匹配a.起動機的功率及其影響因素:1)起動機的功率;2)影響起動機功率的因素。b.起動機基本參數(shù)的確定:1)起動機功率的選擇,取決于發(fā)動機的起動阻力矩和最低起動轉(zhuǎn)速;2)傳動比選擇,汽油發(fā)動機為13~17,柴油發(fā)動機為8~10;3)蓄電池容量的選擇,式中U——起動機額定電壓(Ⅴ);P——起動機額定功率(kW);C——蓄電池額定容量(A·h)。4.3起動機的傳動與控制機構(gòu)1.起動機的傳動機構(gòu)a.起動機的傳動過程b.單向離合器的作用:常見起動機單向離合器主要有滾柱式、彈簧式和摩擦片式三種。2.起動機的控制機構(gòu)起動機控制機構(gòu)也叫操縱機構(gòu),有機械控制式(亦稱直接操縱式,現(xiàn)已淘汰)和電磁控制式(電磁操縱式)兩類。圖4-11電磁操縱式起動機電路原理4.4起動系統(tǒng)控制電路起動開關(guān)直接控制起動系統(tǒng)是指起動機由起動開關(guān)(點火開關(guān)或起動按鈕)直接控制,起動功率較小的汽車(如長安奧拓微型轎車、天津夏利轎車)常用這種控制形式。(a)接線圖(b)電原理圖圖4-12開關(guān)直接控制的起動系統(tǒng)電路2.起動繼電器控制起動系統(tǒng)(a)接線圖(b)電原理圖圖4-13起動繼電器控制的起動系統(tǒng)電路起動復(fù)合繼電器控制起動系統(tǒng)為了在發(fā)動機起動后,使起動機自動停轉(zhuǎn)并保證不再接通起動機電路,解放CA1092及東風(fēng)EQ1092等汽車采用了具有安全驅(qū)動保護功能的起動復(fù)合繼電器控制起動系統(tǒng)。圖4-14起動復(fù)合繼電器控制的起動系統(tǒng)電路4.車載計算機控制起動系統(tǒng)圖4-15LS400轎車微機控制的起動系統(tǒng)4.5典型起動機工作過程分析電磁控制強制嚙合式起動機1—起動繼電器觸點;2—起動繼電器線圈;3—點火開關(guān);4、5—起動機開關(guān)接線柱;6—點火線圈附加電阻短路接線柱;7—導(dǎo)電片;8—接線柱;9—電磁開關(guān)接線柱;10—接觸盤;11—推桿;12—固定鐵心;13—吸拉線圈;14—保持線圈;15—活動鐵心;16—復(fù)位彈簧;17—調(diào)節(jié)螺釘;18—連接片;19—撥叉;20—定位螺釘;21—滾柱式單向離合器;22—驅(qū)動齒輪;23—限位螺母;24—附加電阻線(白線1.7Ω)圖4-16電磁控制強制嚙合式起動機2.減速式起動機減速起動機基本結(jié)構(gòu)與電磁強制嚙合式起動機相同,只是在電樞和驅(qū)動齒輪之間,裝有減速機構(gòu)。經(jīng)減速機構(gòu)將起動機轉(zhuǎn)速降低后,再帶動驅(qū)動齒輪。起動機的減速機構(gòu),常見的有三種形式:內(nèi)嚙合齒輪式、外嚙合齒輪式和行星齒輪式。(a)外嚙合齒輪式(b)內(nèi)嚙合齒輪式(c)行星齒輪式圖4-17減速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式電樞移動式起動機
4.6起動預(yù)熱裝置1.起動預(yù)熱裝置的作用及類型為保證低溫條件下迅速可靠地起動發(fā)動機,在多數(shù)柴油機和少數(shù)汽油機上設(shè)有低溫起動預(yù)熱裝置,以提高進入氣缸的空氣(或可燃混合氣)、潤滑油和冷卻液的溫度。汽車上常采用的低溫起動預(yù)熱裝置有電熱塞、電熱陶瓷進氣加熱器和電火焰預(yù)熱器等。起動預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)及控制a.電熱塞b.電熱陶瓷進氣加熱器c.電火焰預(yù)熱器
4.7起動系統(tǒng)的使用維護與故障排除
1.起動系統(tǒng)的使用注意事項(1)起動時踩下離合器踏板,將變速器掛入空擋或停車擋。(2)每次接通起動機的時間不得超過5s,兩次之間應(yīng)間歇15s以上。(3)發(fā)動機起動后應(yīng)馬上松開起動開關(guān)。(4)發(fā)現(xiàn)起動系統(tǒng)工作異常時,應(yīng)及時診斷并排除故障后再起動。2.起動系統(tǒng)的維護3.起動系統(tǒng)故障診斷與排除a.起動機不轉(zhuǎn)b.起動機轉(zhuǎn)動無力:1)檢查蓄電池,蓄電池負極樁到發(fā)動機缸體之間的電壓不大于0.4V;2)檢查起動機。c.起動機空轉(zhuǎn)d.起動機撞擊異響e.起動機失去自動保護功能第五章點火系統(tǒng)5.1點火系統(tǒng)概述1.點火系統(tǒng)的作用2.汽油發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)(正常著車)的必備條件3.對點火系統(tǒng)的基本要求1)點火系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓。汽車在行駛中,發(fā)動機在滿載低速時需8~10kV的高壓電,正常點火一般均在15kV以上,起動時可達19kV,通常將點火裝置的設(shè)計能力控制在30kV以內(nèi)。2)電火花應(yīng)具有足夠的點火能量。為保證發(fā)動機能在較高經(jīng)濟性和污染物排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上正常工作,其可靠的點火能量應(yīng)達到50~80mJ,起動時應(yīng)產(chǎn)生大于100mJ的電火花能量。3)點火系統(tǒng)應(yīng)按照發(fā)動機的工作順序進行點火。一般直列四缸發(fā)動機的點火順序為1→3→4→2,直列六缸發(fā)動機的點火順序為1→5→3→6→2→4。4)點火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機各種工況的變化。一般把發(fā)動機發(fā)出最大功率或油耗最小時的點火提前角,稱為最佳點火提前角。影響最佳點火提前角的主要因素有:①發(fā)動機轉(zhuǎn)速。點火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的升高而增大,但不是線性關(guān)系。②發(fā)動機負荷。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變的情況下,發(fā)動機的點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機負荷的增加而減小。③起動及怠速。發(fā)動機起動和怠速時,要求點火提前角減小甚至不提前點火。④汽油的辛烷值。隨著汽油辛烷值的增大,點火提前角可適當(dāng)增加。⑤發(fā)動機壓縮比。隨著發(fā)動機壓縮比的增高,點火提前角可相應(yīng)減小。⑥混合氣的濃度?;旌蠚獾臐舛戎苯佑绊懭紵俾剩?dāng)過量空氣系數(shù)α=0.8-0.9時,燃燒速度最快,最佳點火提前角最小。過稀或過濃的混合氣,由于燃燒速率降低,故必須相應(yīng)增加點火提前角。4.點火系統(tǒng)的發(fā)展歷程a.傳統(tǒng)點火系統(tǒng):傳統(tǒng)點火系統(tǒng)也稱蓄電池點火系統(tǒng)、觸點式點火系統(tǒng)。這種點火系統(tǒng)具有最基本的結(jié)構(gòu),在該系統(tǒng)中,通過機械凸輪接通和斷開觸點,使點火線圈的初級電流間歇流動,從而在點火線圈次級產(chǎn)生點火高壓(已經(jīng)被新型點火系統(tǒng)取代)。圖5-1傳統(tǒng)點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)b.無觸點電子點火系統(tǒng):用信號發(fā)生器取代凸輪觸點機構(gòu),利用電子控制的方法使點火線圈的初級電流間歇流動,從而在點火線圈次級產(chǎn)生點火高壓。圖5-2無觸點電子點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)c.電控電子點火系統(tǒng):在電控電子點火系統(tǒng)中,電控點火提前裝置取代了傳統(tǒng)的點火提前機構(gòu)(真空及離心提前機構(gòu)),并開始利用發(fā)動機電子控制單元控制點火提前角。圖5-3電控電子點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)d.無分電器點火系統(tǒng):簡稱DLI(Distributor-lessIgnition)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用多個點火線圈,直接向火花塞輸送高電壓,取消了機械式分電器結(jié)構(gòu),沿用了發(fā)動機電子控制單元控制點火提前角的方法。圖5-4無分電器點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.點火系統(tǒng)的分類a.按照點火能量的儲存方式分類:①電感儲能式電子點火系統(tǒng)(亦稱電感放電式電子點火系)。在這類點火系統(tǒng)中,電火花的點火能量以磁場的形式儲存在點火線圈中。②電容儲能式電子點火系統(tǒng)(亦稱電容放電式電子點火系)。在這類點火系統(tǒng)中,電火花的點火能量以電場的形式儲存在專門的儲能電容器中。b.按照點火信號發(fā)生原理分類:①電磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(如一汽解放車系、豐田車系);②霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(如德國大眾車系);③光電式電子點火系統(tǒng)(如日本日產(chǎn)車系)。c.按初級電路的控制方式分類:①傳統(tǒng)點火系統(tǒng);②電子點火系統(tǒng),多應(yīng)用于采用化油器供油的發(fā)動機上,如解放CA1092、東風(fēng)EQ1091以及早期生產(chǎn)的普通桑塔納、捷達、奧迪100、紅旗等車型;③電控電子點火系統(tǒng)。d.按照高壓電的配電方式分類:①機械配電式點火系統(tǒng)(有分電器點火系統(tǒng));②計算機配電式點火系統(tǒng)(無分電器點火系統(tǒng))。在以上各種點火裝置中,相對于電容儲能式點火系統(tǒng)而言,電感儲能式點火系統(tǒng)應(yīng)用廣泛;而在電感儲能式點火系統(tǒng)中,以電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式點火系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛;對于高壓電的配電方式而言,有分電器點火系統(tǒng)在中低檔車型中應(yīng)用較多,無分電器點火系統(tǒng)在中高檔車型中應(yīng)用較多。總體來說,采用電子控制無分電器點火系統(tǒng)是汽車點火技術(shù)的發(fā)展趨勢。5.2點火系統(tǒng)構(gòu)造與工作原理(無觸點式電子點火系統(tǒng))點火系統(tǒng)的工作原理a.點火系統(tǒng)的基本組成:無觸點電子點火系統(tǒng)一般由點火信號發(fā)生器、點火控制器、點火線圈、火花塞等組成。b.點火系統(tǒng)的基本原理圖5-5無觸點電子點火系統(tǒng)工作原理火花塞電極間隙擊穿以后,儲存在C中的電場能首先放出。這部分由電容器儲存的能量維持的放電稱為“電容放電”,其特點是放電時間極短,放電電流很大。由于電火花是在次級電壓達到最大值以前發(fā)生的,所以電容放電只消耗了磁場能的一部分?;鸹ㄈg隙擊穿以后,阻力大大減小,鐵心中剩余的磁場能將沿著電離了的火花塞間隙緩慢放電,形成“電感放電”(又稱“火花尾”),其特點是放電時間較長,放電電流較小,放電電壓較低。實驗證明,電感放電的持續(xù)時間越長,點火性能越好。2.點火系統(tǒng)的構(gòu)造a點火線圈:點火線圈(Ignitioncoil)由初級繞組、次級繞組和鐵心等組成,按磁路的結(jié)構(gòu)形式不同,可分為開磁路式點火線圈和閉磁路式點火線圈。1-磁力線;2-鐵心;3-初級繞組;4-次級繞組;5-導(dǎo)磁鋼套圖5-6開磁路點火線圈的磁路a)日字鐵心的磁路分布b)口字鐵心的磁路分布1-初級繞組;2-次級繞組;3-鐵心圖5-7閉磁路點火線圈的磁路b.分電器:由配電器、點火信號發(fā)生器和點火提前機構(gòu)等組成。分電器軸由發(fā)動機曲軸直接或間接驅(qū)動。配電器由分電器蓋和分火頭組成。常用的點火信號發(fā)生器有三種類型,分別是電磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式和光電式。在點火信號發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生反映曲軸位置的電信號,點火信號發(fā)生器將該信號送入點火控制器,以控制點火線圈產(chǎn)生高壓電,進行點火。在分電器中一般設(shè)有兩套自動調(diào)節(jié)點火提前角的裝置。一套是能隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化自動調(diào)節(jié)點火提前角的離心式點火提前角調(diào)節(jié)裝置,它使點火提前角隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大而適當(dāng)?shù)卦龃螅涣硪惶资悄馨窗l(fā)動機負荷不同自動調(diào)節(jié)點火提前角的真空式點火提前角調(diào)節(jié)裝置,使點火提前角隨發(fā)動機負荷的增大而減小。1-螺釘及墊片;2-點火信號發(fā)生器轉(zhuǎn)子(凸輪);3-撥板;4-分電器軸;5-離心重塊;6-彈簧;7-托板;8-銷釘;9-柱銷圖5-8離心點火提前調(diào)節(jié)器1-分電器外殼;2-點火信號發(fā)生器轉(zhuǎn)子(凸輪);3-點火信號發(fā)生器(觸點);4-真空點火提前調(diào)節(jié)器外殼;5-彈簧;6-真空連接管;7-進氣道;8-節(jié)氣門;9-膜片;10-拉桿;11-固定銷圖5-9真空點火提前調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)原理示意圖c.火花塞:中心電極與側(cè)電極之間的間隙一般為0.6~0.7mm。與高能點火系統(tǒng)配套的火花塞,其間隙可達1.0~1.2mm。1-高壓分線接線柱;2-陶瓷絕緣體;3-導(dǎo)電金屬桿;4-殼體;5-導(dǎo)電玻璃;6-中心電極;7-紫銅墊圈;8-密封墊圈;9-側(cè)電極圖5-10火花塞d高壓電線:帶阻尼的高壓線可抑制和衰減點火系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻電磁波,降低對無線電設(shè)備及電控裝置的干擾。
5.3無觸點電子點火系統(tǒng)無觸點電子點火系統(tǒng)又稱晶體管點火系統(tǒng)或半導(dǎo)體點火系統(tǒng)點火信號發(fā)生器a.電磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)子凸齒與線圈鐵心間的空氣間隙不斷發(fā)生變化,穿過線圈鐵心中的磁通也不斷變化。當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時,線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢的大小與磁通的變化率成正比。(a)靠近時(b)對正時(c)離開時1—信號轉(zhuǎn)子;2—傳感線圈;3—鐵心;4—永久磁鐵圖5-11電磁感應(yīng)式信號發(fā)生器的磁路變化圖5-12穿過線圈的磁通及線圈中的感應(yīng)電動勢圖5-13豐田20R型發(fā)動機半導(dǎo)體點火系統(tǒng)電路b.霍爾效應(yīng)式點火信號發(fā)生器:圖5-14霍爾效應(yīng)原理(5-1)UH—霍爾電壓,單位為V;RH—霍爾系數(shù);d—半導(dǎo)體基片厚度,單位為m;I—電流,單位為A;B——磁感應(yīng)強度,單位為T。磁感線被轉(zhuǎn)子葉片旁路(b)磁感線通過轉(zhuǎn)子缺口1分電器軸;2永久磁鐵;3信號轉(zhuǎn)子葉片;4霍爾觸發(fā)器;5分電器外殼圖5-15霍爾效應(yīng)式信號發(fā)生器工作原理c.光電式點火信號發(fā)生器:當(dāng)轉(zhuǎn)子的缺口通過光源時,VT4導(dǎo)通;當(dāng)轉(zhuǎn)子的實體部分遮住光源時,VT4截止。1-分火頭;2-光源(發(fā)光元件);3-光接收器(光電元件、光敏元件);4-遮光盤(遮光轉(zhuǎn)子);5-輸出信號;6-電源圖5-16光電式點火信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)GA—光源(發(fā)光二極管);VTC—光接收器(硅光電晶體管)圖5-17光電式電子點火系統(tǒng)的工作原理點火控制器對輸入的點火觸發(fā)信號進行處理后,準(zhǔn)確、可靠地控制大功率三極管的導(dǎo)通與截止,及時通斷點火線圈初級電流,使點火線圈次級適時地產(chǎn)生高壓。圖5-18點火控制器基本功能電路3.集成式點火總成5.4電容儲能式點火系統(tǒng)電容儲能式點火系統(tǒng)的特點(電容放電式點火系統(tǒng))電容儲能式點火系統(tǒng)每個工作循環(huán)包括三個階段:晶閘管截止(關(guān)斷),直流升壓器為儲能電容充電;晶閘管在觸發(fā)器信號觸發(fā)下導(dǎo)通,儲能電容經(jīng)點火線圈初級繞組放電;火花塞跳火,直流升壓器的振蕩器停止振蕩。2.電容儲能式點火系統(tǒng)的基本組成電源、點火開關(guān)、直流升壓器、儲能電容、晶閘管、觸發(fā)器(點火信號發(fā)生器)以及點火線圈、分電器、高壓線、火花塞等組成。1—蓄電池;2—點火開關(guān);3—振蕩器;4—直流升壓器;5—儲能電容;6—晶閘管;7—點火線圈;8—分電器;9—觸發(fā)器;10—火花塞圖5-19電容儲能式電子點火系統(tǒng)組成及工作原理圖5.5無觸點電子點火系統(tǒng)的使用與維護1.注意事項2.維護項目3.調(diào)整點火正時a.點火正時b.檢查點火是否正時:①發(fā)動機空轉(zhuǎn)檢驗。起動發(fā)動機,使水溫升到70~80℃,在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時突然加速,如發(fā)動機轉(zhuǎn)速能迅速增加,僅有輕微的爆燃敲擊聲并立即消失,表明點火時間正確;如爆燃敲擊聲嚴重,表示點火過早;如發(fā)動機轉(zhuǎn)速不能隨節(jié)氣門打開立刻升高,并有發(fā)“悶”之感,排氣管出現(xiàn)“突、突”聲且冒黑煙,則為點火過遲。②路試。起動發(fā)動機,待發(fā)動機水溫達70~80℃后,選擇平坦道路以直接擋行駛。突然將加速踏板踩到底,如果在車速急增時能聽到微弱的敲擊聲,但很快消失,表明點火時間正確;如果聽到有明顯的金屬敲擊聲,表示點火過早;如果加速時感到發(fā)“悶”,表示點火過遲。③用正時燈校正點火正時。安裝正時燈,把正時燈的紅色和黑色導(dǎo)線分別接至蓄電池的正、負極上,把正時燈的傳感器信號接至第一缸火花塞上,如果是霓虹燈,則可將其紅線接至第一缸火花塞上,黑色線接在火花塞高壓線上。
5.6無觸點電子點火系統(tǒng)的檢修1.無觸點電子點火系統(tǒng)常見故障分析a.發(fā)動機不能起動b.發(fā)動機運轉(zhuǎn)不均勻c.發(fā)動機動力不足無觸點電子點火系統(tǒng)元件檢修a.點火線圈的檢修b.分電器的檢修c.火花塞的檢修d.點火信號發(fā)生器的檢修e.點火控制器的檢修f.高壓線電阻的檢測第六章汽車照明信號系統(tǒng)6.1汽車燈具汽車燈具的種類與用途汽車燈具按功能可分為照明燈具和信號燈具兩大類;按安裝位置可分為外部燈具和內(nèi)部燈具。a.外部燈具:1)前照燈;2)霧燈;3)牌照燈;4)倒車燈;5)制動燈;6)轉(zhuǎn)向燈;7)示位燈(示寬燈);8)示廓燈;9)駐車燈;10)警示燈。b.組合燈具:目前,大多數(shù)汽車都采用組合燈具,即把前照燈、前轉(zhuǎn)向燈、前示位燈等組合在一起,構(gòu)成前組合燈,把倒車燈、制動燈、后轉(zhuǎn)向燈、后示位燈等組合在一起,構(gòu)成后組合燈。c.內(nèi)部燈具:常見內(nèi)部燈具有頂燈、閱讀燈、行李廂燈、門燈、踏步燈、儀表照明燈、報警及指示燈、工作燈等。2.對汽車燈具的要求3.照明系統(tǒng)控制電路圖6-1北京切諾基汽車照明電路6.2前照燈及其控制電路1.對前照燈的基本要求2.前照燈的結(jié)構(gòu)a.反射鏡:反射鏡的作用是將燈泡的光線聚合并導(dǎo)向前方。b.配光鏡:又稱散光玻璃,其作用是將反射鏡反射出來的平行光束進行折射,使車前路面和路緣都有良好而均勻的照明。c.前照燈燈泡:常用的汽車前照燈的燈泡有白熾燈泡、鹵素?zé)襞莺虷ID氣體放電燈燈泡(氙氣燈泡)等幾種。3.前照燈的防炫目裝置a.采用遠、近光束變換b.近光燈絲加裝配光屏c.采用不對稱光形(E形或Z形)4.前照燈類型按光學(xué)組件的結(jié)構(gòu)不同,可將前照燈分為半封閉式、封閉式兩種。5.前照燈的檢測與調(diào)整a.用屏幕法檢驗前照燈的配光性能b.用檢驗儀檢驗前照燈的發(fā)光強度和配光性能c.前照燈的調(diào)整與修理6.前照燈控制電路與智能化燈光系統(tǒng)a.前照燈的控制電路(a)控制火線式(b)控制搭鐵線式圖6-2前照燈的控制電路b.前照燈自動變光電路圖6-3前照燈自動變光電路原理圖c.燈光提示報警與自動關(guān)燈電路:能夠自動發(fā)出報警,警告駕駛員關(guān)閉前照燈和尾燈,或者自動關(guān)閉燈光。1-車燈開關(guān);2-至前照燈;3-至停車燈;4-接點火開關(guān);5-閃光器;6-蜂鳴器圖6-4提醒關(guān)燈電路d.前照燈自動延時關(guān)閉電路:前照燈自動關(guān)閉延時器是一種自動關(guān)閉前照燈的控制裝置。當(dāng)汽車停駛時,為駕駛員下車離去提供一段照明時間。1-延時按鈕開關(guān);2-延時繼電器;3-前照燈變光開關(guān);4、5-接前照燈6-機油壓力開關(guān)圖6-5前照燈延時關(guān)閉控制電路e.前照燈昏暗自動發(fā)光控制電路f.智能化燈光系統(tǒng)
6.3汽車信號系統(tǒng)轉(zhuǎn)向燈及危險報警裝置a.轉(zhuǎn)向燈及危險報警電路圖6-6切諾基轉(zhuǎn)向燈電路(轉(zhuǎn)向信號閃光器和危險報警閃光器單獨設(shè)置)轉(zhuǎn)向信號燈系統(tǒng)由閃光繼電器(簡稱閃光器)、轉(zhuǎn)向燈開關(guān)、轉(zhuǎn)向信號燈和轉(zhuǎn)向指示燈等組成。當(dāng)接通危險報警信號開關(guān)時,所有轉(zhuǎn)向信號燈同時閃爍,表示車輛遇緊急情況,請求其他車輛避讓。根據(jù)GB7258-2004《機動車運行安全技術(shù)條件》規(guī)定,危險報警燈操縱裝置不得受點火開關(guān)控制。b.閃光器的工作原理:常見的閃光器(flasher)有電容式、翼片式、晶體管式等幾類(圖6-34)。翼片式和帶繼電器的晶體管式閃光器結(jié)構(gòu)簡單體積小、閃光頻率穩(wěn)定、監(jiān)控作用明顯、工作時伴有響聲,故被廣泛使用。翼片式閃光器分為直熱翼片式和旁熱翼片式兩種。晶體管式閃光器有帶繼電器晶體管閃光器(有觸點)、無觸點閃光器、集成電路閃光器等。圖6-直熱翼片式閃光器圖6-7旁熱翼片式閃光器圖6-8帶繼電器的晶體管式閃光器SR—輸入檢測器;D—電壓檢測器;Z—振蕩器;SC—輸出級;RS—取樣電阻;J—繼電器圖6-9上海桑塔納汽車裝用的集成電路閃光器2.倒車信號裝置a.倒車燈及報警器電路:汽車倒車時,為了警示車后的行人和其他車輛注意避讓,在汽車的后部裝有倒車燈和倒車蜂鳴器(或倒車語音報警器),它們均由裝在變速器上的倒擋開關(guān)控制。圖6-10解放CA1092汽車倒車信號電路b.倒車報警器:1)倒車蜂鳴器;2)倒車語音報警器(將語音信號壓縮存儲于集成電路中,如下圖,集成塊IC1是儲存有語音信號的集成電路,集成塊IC2是功率放大集成電路,穩(wěn)壓管VD用于穩(wěn)定語言集成塊IC1的工作電壓)圖6-11解放CA1092型汽車裝用的倒車蜂鳴器電路圖6-12倒車語音報警器電路c.倒車雷達:倒車雷達裝置由倒車雷達偵測器(亦稱超聲波轉(zhuǎn)換器、聲納傳感器,俗稱電眼)、控制器、蜂鳴器等組成。倒車雷達偵測器安裝在車輛后部保險杠上,它向汽車后部發(fā)射超聲波,并接收反射回來的超聲波,由一個無線電收發(fā)機和一個處理器組成,處理器將回波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳遞給控制單元。電喇叭喇叭按發(fā)音動力的不同分為氣喇叭和電喇叭兩類;按外形分有螺旋形、筒形、盆形三類;按聲頻分有高音和低音兩種。電動氣喇叭主要由電動氣泵和氣喇叭兩部分組成。按下喇叭按鈕時,直流電動機驅(qū)動氣泵運轉(zhuǎn),產(chǎn)生壓縮空氣,壓縮空氣直接通入氣喇叭使喇叭發(fā)音。1—鐵心;2—銜鐵;3—彈片;4—調(diào)整螺母;5—鎖緊螺母;6—螺釘;7—支架;8—活動觸點;9—固定觸點;10—防護罩;11—絕緣片;12—滅弧電容;13—磁化線圈;14—傳聲筒;15—中心螺桿;16—膜片圖6-13螺旋形電喇叭1—磁化線圈;2—活動鐵心;3—膜片;4—共鳴片;5—振動塊;6—外殼;7—鐵心;8—螺母;9—按鈕圖6-14盆形電喇叭1—傳聲筒;2—彈簧;3—蓋板;4—膜片;5—電動機軸;6—轉(zhuǎn)子;7—偏心腔體;8—葉片;9—電動機;10、11—進氣口;12—螺釘圖6-15電動氣喇叭第七章汽車儀表信息系統(tǒng)7.1汽車儀表1.汽車儀表概述汽車儀表的作用與基本組成2.汽車儀表的結(jié)構(gòu)與工作原理一般汽車儀表有電壓表、電流表、機油壓力表、水溫表、燃油表、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表和車速里程表等。a.電壓表:1-交叉電磁線圈;2-轉(zhuǎn)子;3-指針;4-刻度板;5-穩(wěn)壓管;6-接線柱;7-永久磁鐵;8-限流電阻圖7-1北京切諾基汽車上裝用的電磁式電壓表1—指針;2—電熱絲;3—雙金屬片;4—刻度板;5—接線柱;6—支架圖7-2電熱式電壓表b.電流表:電流表按結(jié)構(gòu)可分為電磁式和動磁式兩種。圖7-3解放CA1092型汽車裝用電磁式電流表圖7-4東風(fēng)EQ1092型汽車裝用動磁式電流表c.機油壓力表:簡稱油壓表或機油表。其作用是指示發(fā)動機主油道機油壓力。它由裝在發(fā)動機主油道(或粗濾器殼)上的油壓傳感器配合工作。發(fā)動機處于怠速工況時,機油表的指示值不得低于100kPa;低速工況時,指示值不得低于150kPa。正常值應(yīng)為200~400kPa,一般最高不允許超過600kPa。常用的油壓表有電熱式和電磁式兩種。圖7-5電熱式油壓表圖7-6電磁式油壓表d.水溫表:水溫表的作用是指示發(fā)動機冷卻水的溫度。正常情況下,水溫表指示值應(yīng)為85~95℃。水溫表與裝在發(fā)動機水套上的水溫傳感器(水溫感應(yīng)塞)配合工作。常用的水溫表有電熱式和電磁式兩類,電磁式水溫表又分雙線圈式和三線圈式兩種。雙線圈式水溫表也采用負溫度系數(shù)熱敏電阻式水溫傳感器。當(dāng)發(fā)動機冷卻水溫度發(fā)生變化時,熱敏電阻傳感器直接控制左、右線圈中的電流大小,使兩個鐵心作用于銜鐵上的電磁力發(fā)生變化,從而帶動指針偏轉(zhuǎn),指示相應(yīng)的溫度值。圖7-7電熱式水溫表配電熱式傳感器圖7-8電熱式水溫表配熱敏電阻水溫傳感器圖7-9雙線圈式水溫表(切諾基)圖7-10三線圈水溫表(五十鈴N系列)e.燃油表圖7-11雙線圈燃油表圖7-12三線圈式燃油表(五十鈴N系列)(分流電阻R的作用是補償線圈繞制誤差對指示精度的影響)圖7-13電熱式燃油表f.儀表穩(wěn)壓器:電熱式水溫表及燃油表配用可變電阻式傳感器時,應(yīng)在電路中串入儀表穩(wěn)壓器,以穩(wěn)定儀表平均電壓,減小儀表的指示誤差。儀表穩(wěn)壓器常見有電熱式和電子式兩類。采用三端集成穩(wěn)壓器可簡化儀表結(jié)構(gòu),降低儀表成本,提高穩(wěn)壓精度,延長儀表壽命。桑塔納、奧迪轎車儀表板采用了專用的三端式電子儀表穩(wěn)壓器,A端為輸出,“-”端為搭鐵,“+”為輸入端。該穩(wěn)壓器輸出電壓為9.5~10.5Ⅴ。圖7-14電熱式儀表穩(wěn)壓器圖7-15桑塔納轎車儀表電路(電子式儀表穩(wěn)壓器)g.發(fā)動機轉(zhuǎn)速表:發(fā)動機轉(zhuǎn)速表用來指示發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速表按其結(jié)構(gòu)不同可分為機械式和電子式,其中應(yīng)用較廣泛的是電子式。電子式轉(zhuǎn)速表按轉(zhuǎn)速信號的獲取方式不同可分為:①從點火系統(tǒng)獲取信號的轉(zhuǎn)速表;②測取飛輪(或正時齒輪)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速表;③從柴油機燃油供應(yīng)系統(tǒng)獲取轉(zhuǎn)速信號的轉(zhuǎn)速表。圖7-16脈沖式電子轉(zhuǎn)速表h.車速里程表圖7-17磁感應(yīng)式車速里程表圖7-18電子式車速表與干簧式車速傳感器(奧迪)汽車儀表常見故障分析機油壓力表常見故障分析表7-1電熱式機油壓力表常見故障及故障原因故障現(xiàn)象故障原因指針不動(電源正常)指示表損壞
傳感器線圈斷線或機械故障
引線脫落接通電源,發(fā)動機未起動,指針移動傳感器內(nèi)部搭鐵或短路指針指示值不準(zhǔn)傳感器調(diào)整不當(dāng)或損壞,指示表調(diào)整不當(dāng)或損壞表7-2電磁式燃油表常見故障及故障原因故障現(xiàn)象故障原因故障現(xiàn)象故障原因燃油表不動或微動左線圈引線脫落
左線圈燒斷
接錯電源
指針和轉(zhuǎn)子卡住
指針和表面卡住指針總在滿刻度處燃油表到傳感器連接不良
傳感器電阻引線斷線
傳感器電阻斷線
活動觸點接觸不良指針只在零處作微動右線圈引線脫落
右線圈燒斷
傳感器浮筒漏油指針跳動傳感器搭鐵不良
銅片觸點燒壞
觸點壓得不緊
指針和表面有摩擦指針總在1/2處跨接電阻接觸不良或斷線
傳感器氧化銹蝕表7-3電熱式水溫表常見故障及故障原因故障現(xiàn)象故障原因指針不動(電源正常)穩(wěn)壓器不正常
穩(wěn)壓器發(fā)熱線圈斷線或引線脫落
雙金屬片發(fā)熱線圈引線脫落
熱敏電阻失效指針指示值不準(zhǔn)穩(wěn)壓器工作不正常
儀表發(fā)熱線圈短路
熱敏電阻老化表7-4機械傳動式車速里程表常見故障及故障原因故障現(xiàn)象故障原因指針完全不動變速器軟軸的蝸輪或蝸桿損壞
軟軸兩端的方頭磨損變小
車速表內(nèi)孔過大
軟軸縮短
驅(qū)動軸卡滯
軟軸折斷指針動但比標(biāo)準(zhǔn)值小游絲拉得太緊
各轉(zhuǎn)動部件缺油或積污
磁鐵失去磁性指針動但比標(biāo)準(zhǔn)值偏高且不回零位游絲變軟或未盤緊里程表數(shù)字輪不動里程表的減速蝸輪蝸桿卡住
數(shù)字輪銹蝕卡住
數(shù)字輪和小傳動齒輪變形卡住數(shù)字輪有一半工作有一個輪兩邊的齒損壞
小齒輪損壞指針跳動軸承孔擴大或軸尖磨損
鋁罩變形與磁鐵摩擦
軟軸安裝位置不當(dāng)
蝸輪蝸桿個別齒損壞
磁鐵吸入鐵屑,摩擦鋁罩7.2汽車報警裝置汽車報警裝置的作用為了警示汽車、發(fā)動機或某一系統(tǒng)處于不良或特殊狀態(tài),引起汽車駕駛員的注意,保證汽車可靠工作和安全行駛,防止事故發(fā)生,汽車上安裝了多種報警裝置,主要包括報警燈和監(jiān)視器兩類。報警燈由報警開關(guān)控制,當(dāng)被監(jiān)測的系統(tǒng)或總成工作不正常時,開關(guān)自動接通而使報警燈發(fā)亮,以提醒駕駛員注意,如大燈、尾燈故障報警燈、水溫報警燈、機油壓力報警燈、燃油不足報警燈、氣壓不足報警燈、制動燈斷線報警燈、液面過低報警燈等。報警燈通常安裝在儀表板上,功率為1~4W,在燈泡前設(shè)有濾光片,使報警燈發(fā)出黃光或紅光,濾光片上通常制有標(biāo)準(zhǔn)圖形符號。有些汽車報警燈采用發(fā)光二極管顯示,標(biāo)準(zhǔn)圖形符號標(biāo)在發(fā)光二極管旁邊。監(jiān)視器及控制電路監(jiān)視器主要用來反映燈光信號系統(tǒng)是否工作正常,常見的有前照燈監(jiān)視器和尾燈監(jiān)視器。利用尾燈監(jiān)視器駕駛員在駕駛座位上即可檢查尾燈及制動燈(剎車燈)的工作情況,通常尾燈監(jiān)視器有兩種型式:一種是采用光導(dǎo)纖維的傳光線式;另一種是感應(yīng)式,采用電路設(shè)計,將警告燈裝在儀表板上。圖7-19前照燈光纖監(jiān)視器與光纖照明圖7-20感應(yīng)式前照燈監(jiān)視器電路圖7-21感應(yīng)式尾燈監(jiān)視器電路報警燈及報警燈開關(guān)機油壓力過低報警燈1)彈簧管式機油壓力過低報警燈:當(dāng)機油壓力低于某一定值時(一般為0.03~0.1MPa),管形彈簧呈向內(nèi)彎曲狀態(tài),于是觸點閉合,電路接通,報警燈點亮。當(dāng)機壓油力達到正常值時,管形彈簧變形大,觸點斷開,報警燈熄滅。圖7-22東風(fēng)EQ1092型汽車裝用的彈簧管式機油壓力報警燈電路2)膜片式機油壓力過低報警燈圖7-23膜片式機油壓力報警燈電路b.燃油不足報警燈:其報警開關(guān)為熱敏電阻式,裝在油箱內(nèi)。當(dāng)箱內(nèi)燃油量多時,負溫度系數(shù)的熱敏電阻元件浸沒在燃油中,散熱快,溫度較低,電阻值較大。因此,電路中幾乎沒有電流,報警燈不亮。而當(dāng)燃油減少到規(guī)定值以下時,熱敏電阻元件露出油面,散熱較慢,溫度升高,電阻值減小,電路中流增大,則報警燈點亮。圖7-24燃油不足報警燈電路c.氣壓過低報警燈:當(dāng)儲氣筒內(nèi)的氣壓低于0.35~0.45MPa時,報警燈點亮;當(dāng)儲氣筒中的氣壓升到0.45MPa以上時,報警燈熄滅。圖7-25氣壓過低報警燈電路d.水溫過高報警燈:當(dāng)冷卻水溫正常時,雙金屬片變形小,觸點斷開,報警燈不亮。如果冷卻水溫升高到95~105℃以上時,雙金屬片由于溫度升高而彎曲變形較大,使觸點閉合,報警燈電路接通,報警燈點亮。
圖7-26水溫過高報警燈電路e.冷卻水、制動液、風(fēng)窗玻璃清洗液液面過低報警燈:液面過低報警裝置適用于發(fā)動機冷卻水、制動液、風(fēng)窗玻璃清洗液等液面過低的報警。其工作原理是:當(dāng)浮子隨液面下降到規(guī)定值以下時,永久磁鐵吸動干簧開關(guān)使之閉合,接通電路,使報警燈點亮,以示告警。當(dāng)液面在規(guī)定位置以上時,浮子上升,磁鐵吸力不足,干簧開關(guān)在自身彈力作用下,使電路斷開,報警燈熄滅。圖7-27液面過低報警燈電路f.蓄電池液面過低報警燈:當(dāng)蓄電池液面高度正常時,傳感器鉛棒上的電位為8Ⅴ,從而使VT1導(dǎo)通,VT2截止,報警燈不亮。當(dāng)電解液液面在最低限以下時,鉛棒無法與電解液接觸,也就無正電位,從而使VT1截止,VT2導(dǎo)通,報警燈點亮。圖7-28蓄電池液面過低報警燈電路g.燈具斷線報警裝置:舌簧開關(guān)式電流傳感器在其電流線圈的外面繞有電壓補償線圈,其作用是防止電壓的變化引起傳感器的誤動作,在骨架的中間設(shè)置有舌簧開關(guān)。舌簧開關(guān)式電流傳感器廣泛用在汽車燈具系統(tǒng),檢測制動燈、尾燈、牌照燈及制動燈的燈絲是否有斷開的,當(dāng)有1個燈泡燈絲斷絲時,報警燈點亮。圖7-29舌簧開關(guān)式電流傳感器外形圖7-30舌簧開關(guān)式電流傳感器的結(jié)構(gòu)圖7-31舌簧開關(guān)式電流傳感器的電路圖7-34為電流傳感器電路,當(dāng)開關(guān)閉合時,若燈泡全部工作正常,電流線圈中有額定電流流過,這時在線圈產(chǎn)生的磁力的作用下,舌簧開關(guān)閉合,如果有燈泡斷絲,相應(yīng)的電流線圈中電流減少,磁力減弱,使舌簧開關(guān)斷開,進行報警。圖7-32燈泡線路故障顯示繼電器電路圖7-35為舌簧開關(guān)式電流傳感器的應(yīng)用實例,圖中繼電器就是檢測制動燈尾燈燈絲斷開時的傳感器。h.制動器摩擦片磨損報警電路圖7-33磨損檢測傳感器在盤式制動器上的安裝情況及工作電路常見汽車報警燈電路一般汽車普遍采用楔型儀表燈泡作為報警燈光源。圖7-34白熾燈泡型報警燈電路圖7-35發(fā)光二極管型報警燈電路(上海桑塔納普通型)7.3汽車電子儀表1.汽車電子儀表的優(yōu)點2.汽車電子儀表的顯示器件電子顯示器件大致可分為發(fā)光型和非發(fā)光型兩大類。發(fā)光型顯示器件有發(fā)光二極管、真空熒光管、陰極射線管、等離子顯示器件和電致發(fā)光顯示器件等;非發(fā)光型顯示器件有液晶顯示器件和電致變色顯示器件等,均可作為汽車電子顯示器件使用。發(fā)光二極管較適用于作汽車指示燈、數(shù)字符號段或點數(shù)不太多的光桿圖形顯示。LCD)是一種新型的非發(fā)光型平板顯示器件,有兩塊厚約1mm的玻璃基板,基板上涂有透明的導(dǎo)電材料,以形成電極圖形,兩基板間注入一層5~20μm厚的液晶,再在兩玻璃基板的外表面分別貼上前偏振片和后偏振片,并將整個顯示板完全密封,以防濕氣和氧侵入,這便構(gòu)成透射式LCD;若在后玻璃基板的后面再加上反射鏡,便組成反射-透射式LCD。陰極射線管(CathodeRayTube,CRT)亦稱為顯像管或電子束管,它是一種特殊的真空管。其結(jié)構(gòu)與原理與家用及辦公用電腦彩色顯示器相同。圖7-36發(fā)光二極管數(shù)碼顯示LED圖7-37數(shù)字式車速表的真空熒光管顯示屏VFD圖7-38液晶顯示器件(LCD)結(jié)構(gòu)圖7-39汽車儀表用反射-透射式LCD原理圖3.汽車電子儀表的維護a.電子儀表板的檢測b.電子儀表板維修注意事項:1)切斷電源;2)靜電放電;3)靜電搭鐵;4)元器件的保管;5)車速里程表電路片的處理。
7.4汽車信息系統(tǒng)汽車
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