汽車電器與電子控制技術(shù)第1章緒論知識(shí)要點(diǎn)掌握程度相關(guān)知識(shí)汽車電器與電子控制系統(tǒng)的發(fā)展、分類了解汽車電器與電子控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程掌握汽車電器與電子控制系統(tǒng)的分類汽車電器與電子控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、汽車電氣設(shè)備、汽車電子控制系統(tǒng)汽車電器與電子控制系統(tǒng)的特點(diǎn)掌握汽車電器與電子控制系統(tǒng)的特點(diǎn)低壓直流、單線制、負(fù)極搭鐵、用電設(shè)備并聯(lián)汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展了解汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)汽車電子控制系統(tǒng)的集成化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化以及共享化【本章教學(xué)要點(diǎn)】1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.第一階段1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代初期~70年代末，即汽車電子控制技術(shù)的初級(jí)發(fā)展階段。采用分立電子元件或集成電路組成的電子控制器進(jìn)行控制。具有代表性的技術(shù)有電子收音機(jī)、硅整流車用交流發(fā)電機(jī)、晶體管式電壓調(diào)節(jié)器、晶體管無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)和電子控制燃油噴射系統(tǒng)等。第一輛內(nèi)燃機(jī)車.mp42.第二階段1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代末~90年代中期，即汽車電子控制技術(shù)的大發(fā)展階段。

具有一定綜合性的汽車電子控制系統(tǒng)。代表性技術(shù)有發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、安全氣囊、電控懸架系統(tǒng)、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、前照燈光束自動(dòng)控制系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)等。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)的發(fā)展20世紀(jì)30年代用于軍用飛機(jī)上，1954年德國(guó)奔馳公司在奔馳300SL上裝了機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)（K型）；

20世紀(jì)60年代在K型的基礎(chǔ)上發(fā)展了機(jī)電組合式汽油噴射系統(tǒng)（KE型）；

20世紀(jì)60年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，德國(guó)BOSCH公司研制出電控燃油噴射系統(tǒng)（EFI）。Bosch公司電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展過程燃燒過程.mp4福特Eocboost直噴加增壓.flvAudiquattro?全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)3.第三階段1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代中期~至今，車載網(wǎng)絡(luò)控制階段，即采用車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)汽車電器與電子控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，是汽車電子控制技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展的階段。目前，電控單元ECU網(wǎng)絡(luò)化的多路集中控制系統(tǒng)是汽車電器線束分布方式和電子控制系統(tǒng)控制技術(shù)必然的發(fā)展方向。1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2.2汽車電子控制系統(tǒng)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類主要由供電系統(tǒng)、檢測(cè)裝置、配電裝置和用電設(shè)備四部分組成。1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)包括蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及其電壓調(diào)節(jié)器等。交流發(fā)電機(jī)是汽車的主電源，蓄電池是輔助電源。

交流發(fā)電機(jī)與蓄電池并聯(lián)工作。

交流發(fā)電機(jī)配有電壓調(diào)節(jié)器，其主要作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，使之保持穩(wěn)定。1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類2.檢測(cè)裝置包括各種電器檢測(cè)儀表和檢測(cè)傳感器，如機(jī)油壓力表、溫度表、燃油量表、車速里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表和自檢裝置，用來監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)和其他裝置的工作情況。1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類3.配電裝置包括中央配電盒、電路開關(guān)、保險(xiǎn)裝置、插接件和導(dǎo)線等。1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類4.用電設(shè)備(1)起動(dòng)系統(tǒng)：用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

(2)點(diǎn)火系統(tǒng)：產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。

(3)照明、信號(hào)及數(shù)字儀表顯示系統(tǒng)(4)附屬電器設(shè)備1.2.1汽車電氣設(shè)備1.2.2汽車電子控制系統(tǒng)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.2.2汽車電子控制系統(tǒng)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類根據(jù)汽車總體結(jié)構(gòu)的分類，汽車電子控制系統(tǒng)分為發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)三個(gè)部分。1.2.2汽車電子控制系統(tǒng)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)包括燃油噴射控制、點(diǎn)火控制、怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、爆燃控制、故障自診斷系統(tǒng)等。

發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)能最大限度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，盡可能降低汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放量。1.2.2汽車電子控制系統(tǒng)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類2.底盤電子控制系統(tǒng)底盤電子控制系統(tǒng)包括防抱制動(dòng)控制、牽引力控制、電子控制自動(dòng)變速器、電控懸架、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制和四輪轉(zhuǎn)向控制等。4WS；TPMS；ASR；ESP；EPS1.2.2汽車電子控制系統(tǒng)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類3.車身電子控制系統(tǒng)車身電子控制系統(tǒng)包括空調(diào)控制、車輛信息顯示、燈光控制、門鎖控制、電動(dòng)車窗與電動(dòng)后視鏡控制、電動(dòng)座椅控制、安全氣囊與安全帶控制、防盜與防撞安全系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、汽車音響控制、車內(nèi)噪聲與通風(fēng)控制、汽車內(nèi)部之間、以及汽車與外界進(jìn)行信息傳輸?shù)认到y(tǒng)和設(shè)備。1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.3.1低壓直流1.3.2單線制1.3.3負(fù)極搭鐵1.3.4用電設(shè)備并聯(lián)1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)1.3.1低壓直流1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)汽車電器系統(tǒng)采用低壓直流供電，柴油車大多采用24伏直流供電，汽油車大都采用12伏直流電壓供電。電源42V趨勢(shì)(ISA/ISG技術(shù))1.3.2單線制1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)單線制，是利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤、車身等金屬機(jī)件作為各種用電設(shè)備的共用連線（俗稱搭鐵），而用電設(shè)備到電源只需另設(shè)一根導(dǎo)線。

任何一個(gè)電路中的電流都是從電源的正極出發(fā)，經(jīng)導(dǎo)線流入到用電設(shè)備后，通過金屬車架流回電源負(fù)極而形成回路。1.3.3負(fù)極搭鐵1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)搭鐵，就是采用單線制時(shí)，將蓄電池的一個(gè)電極用導(dǎo)線連接到發(fā)動(dòng)機(jī)或底盤等金屬車體上。若蓄電池的負(fù)極連接到金屬車體上，稱為負(fù)極搭鐵；反之，若蓄電池的正極連接到金屬車體上，稱為正極搭鐵。1.1汽車電器與電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.2汽車電器與電子控制技術(shù)的分類1.3汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.4.1集成化1.4.2電動(dòng)化1.4.3智能化1.4.4網(wǎng)聯(lián)化1.4.5共享化1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2023年10大概念車.mp41.4.1集成化1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制(PCM)。將ABS、TRC和ASR綜合控制驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)力。將制動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、動(dòng)力傳動(dòng)等控制系統(tǒng)通過總線進(jìn)行連接，通過中央底盤控制器的控制運(yùn)算，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制在最佳水平，形成一體化底盤控制系統(tǒng)(UCC)。1.4.2電動(dòng)化1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2017年，從歐洲到北美，從北美到亞洲，再到全球最大的汽車市場(chǎng)中國(guó)，相關(guān)政府部門已經(jīng)或者正在制定停售內(nèi)燃機(jī)汽車的時(shí)間表。由此可見，汽車電動(dòng)化的勢(shì)頭已是銳不可當(dāng)。隨著更加嚴(yán)格環(huán)保政策的出臺(tái)，汽車電動(dòng)車化趨勢(shì)將加快。2021年12月，我國(guó)乘用車電動(dòng)化率為21%，首次邁過20%滲透率門檻，行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為當(dāng)滲透率超過20%，電動(dòng)化將加速滲透，我國(guó)正處于電動(dòng)車發(fā)展的加速期，電動(dòng)化大趨勢(shì)明確。1.4.3智能化1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車的智能化主要體現(xiàn)在兩方面：

一是原來由機(jī)械操作完成的，或不能完成的功能通過電子化來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛更好的控制，使駕乘更加安全與高效；

二是更多的影音娛樂功能集成在車內(nèi)，這讓駕乘人員可以在更輕松的環(huán)境中到達(dá)目的地。1.4.4網(wǎng)聯(lián)化1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)網(wǎng)聯(lián)化的汽車將產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括汽車和駕駛?cè)诵畔ⅰ?/p>

汽車信息包括：汽車位置和周邊環(huán)境信息，以及汽車診斷信息、保養(yǎng)信息、安全信息、性能信息、行駛信息；

駕駛?cè)诵畔ǖ乩砦恢?、用戶模式、駕駛歷史等。1.4.5共享化1.4汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)如能做到出門隨時(shí)隨地共享用車，那么汽車的利用率將得到提升，其個(gè)人用車的頻率也會(huì)提升。在短途用車需求旺盛時(shí)，共享用車會(huì)有很大的發(fā)揮空間。

國(guó)外有研究稱，汽車共享對(duì)汽車?yán)寐侍嵘目臻g大約在30%左右。本章小結(jié)汽車電器與電子控制技術(shù)：汽車電器設(shè)備和電子控制系統(tǒng)。

汽車電器設(shè)備主要由供電系統(tǒng)、檢測(cè)裝置、配電裝置和用電設(shè)備四部分組成；

汽車電子控制系統(tǒng)分為發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)三個(gè)部分。根據(jù)控制功能，汽車電子控制系統(tǒng)可分為動(dòng)力性、安全性、舒適性和娛樂信息控制四種類型。汽車電器與電子控制技術(shù)的特點(diǎn)包括低壓直流、單線制、負(fù)極搭鐵以及用電設(shè)備并聯(lián)連接。汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展呈集成化、電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化等趨勢(shì)。汽車電器與電子控制技術(shù)第2章汽車電源系統(tǒng)知識(shí)要點(diǎn)掌握程度相關(guān)知識(shí)汽車電源系統(tǒng)概述了解電池的種類掌握汽車電源供電方法了解常用電源電壓汽車電源系統(tǒng)的組成及工作特性傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池掌握車用鉛酸蓄電池的主體結(jié)構(gòu)、充放電化學(xué)反應(yīng)過程、工作特性鉛酸蓄電池的構(gòu)造、型號(hào)、工作原理及工作特性電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池了解電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的類型掌握電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及原理電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池的種類典型動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)和工作原理汽車交流發(fā)電機(jī)掌握三相交流發(fā)電的原理、整流器的工作原理和電壓調(diào)節(jié)器的工作原理掌握三相交流發(fā)電機(jī)的工作特性汽車交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、型號(hào)、工作原理及工作特性【本章教學(xué)要點(diǎn)】2.1汽車電源系統(tǒng)概述2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.1.1汽車電源系統(tǒng)的組成2.1.2汽車電源系統(tǒng)的工作特性2.1汽車電源系統(tǒng)概述2.1.1汽車電源系統(tǒng)的組成2.1汽車電源系統(tǒng)概述汽車電源系統(tǒng)的功用是向車載電器設(shè)備提供電能。在汽車上，由蓄電池、交流發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器、充電狀態(tài)指示裝置、開關(guān)和導(dǎo)線等連接而成的電氣系統(tǒng)稱為汽車電源系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)供電原理.mp42.1.1汽車電源系統(tǒng)的組成2.1.2汽車電源系統(tǒng)的工作特性2.1汽車電源系統(tǒng)概述2.1.2汽車電源系統(tǒng)的工作特性2.1汽車電源系統(tǒng)概述內(nèi)燃機(jī)汽車所采用的蓄電池具有容量小電流大的特點(diǎn)，這樣的電池稱為起動(dòng)用蓄電池。

內(nèi)燃機(jī)汽車的典型電源系統(tǒng)采用發(fā)電機(jī)和蓄電池并聯(lián)供電。

其電源系統(tǒng)工作特性如下：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由蓄電池負(fù)責(zé)向起動(dòng)系統(tǒng)供電。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或停轉(zhuǎn)時(shí)，交流發(fā)電機(jī)電壓低或不發(fā)電，由蓄電池負(fù)責(zé)向車載電器供電。2.1.2汽車電源系統(tǒng)的工作特性2.1汽車電源系統(tǒng)概述

(3)當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出功率超過車載電器啟用的總功率時(shí)，由交流發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電。(4)當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出功率低于車載電器啟用的總功率時(shí)，蓄電池協(xié)助交流發(fā)電機(jī)一起供電。(5)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，和交流發(fā)電機(jī)并聯(lián)的蓄電池可以起到穩(wěn)定輸出電壓的作用，保護(hù)車載電器設(shè)備。(6)當(dāng)汽車停駛時(shí)，由蓄電池負(fù)責(zé)向防盜系統(tǒng)等供電。2.1.2汽車電源系統(tǒng)的工作特性2.1汽車電源系統(tǒng)概述新能源汽車，特別是純電動(dòng)汽車，多采用電能作為主要驅(qū)動(dòng)能源，就必須配置大容量的蓄電池。蓄電池必須能夠保證獨(dú)立供給最大工作電流，這種具有大容量大電流特性的蓄電池稱為動(dòng)力型蓄電池。

混合動(dòng)力汽車，采用發(fā)電機(jī)和蓄電池并聯(lián)供電的電源系統(tǒng)。

純電動(dòng)汽車，蓄電池所儲(chǔ)存的電能是唯一的能量來源，儲(chǔ)能完全由車外供電設(shè)施來提供，必須進(jìn)行專門的充電操作。2.1汽車電源系統(tǒng)概述2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2.2蓄電池的型號(hào)2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池蓄電池.mp42.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)主要包括極板、隔板、電解液、殼體和電池狀態(tài)指示器。

核心部分是正負(fù)極板和電解液。

極板上的活性物質(zhì)可以和電解液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并建立電動(dòng)勢(shì)，從而進(jìn)行放電和充電過程。蓄電池的結(jié)構(gòu).mp42.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.極板

通常極板先用鉛銻合金鑄成柵格狀平板骨架，然后將活性物質(zhì)填充在柵架上。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.極板鉛酸蓄電池的極板分為正極板和負(fù)極板。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極板上的活性物質(zhì)是純鉛(Pb)。

圖2-2為顯微鏡下的極板表面。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.極板起動(dòng)型鉛酸蓄電池的極板大多制造成圖2-3所示的極板組形狀。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.極板將一組正極板和負(fù)極板同時(shí)浸入電解液中，在正、負(fù)極之間就可形成2V左右的電動(dòng)勢(shì)。這樣的組合稱為一個(gè)電池單元或單體電池。

汽車常用的12V電池是由6個(gè)單體電池串聯(lián)而成。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.隔板將正、負(fù)極板隔開，以防止正、負(fù)極板互相接觸造成短路。應(yīng)耐酸并具有多孔性，以利于電解液的滲透。免維護(hù)蓄電池隔板做成袋式隔板。1-極板組總成2-負(fù)極板3-隔板4-正極板5-極板聯(lián)條2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池3.電解液電解液在蓄電池的化學(xué)反應(yīng)中，起到離子間導(dǎo)電的作用。

電解液由純凈的濃硫酸和水按照一定的比例配置而成，其密度在1.24~1.30g/cm3范圍內(nèi)。

配制工藝:使用耐酸器皿,只能將硫酸慢慢的倒入蒸餾水,并不斷的攪拌。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池4.殼體殼體用來放置電解液和極板組，并保護(hù)它們。

鉛酸蓄電池的殼體應(yīng)具有耐酸、耐熱、耐震、耐沖擊和耐老化等功能，通常采用聚丙烯塑料制成。

蓄電池外形多為長(zhǎng)方體，殼體分為電池槽和電池蓋兩部分。殼體底部經(jīng)常會(huì)設(shè)置沉淀池，即由沉淀池壁形成的凹槽，用于存放脫落的活性物質(zhì)，避免與上方的極板接觸造成短路2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池4.殼體殼內(nèi)由間壁分成3個(gè)或6個(gè)互不相通的單格，各單格之間用鉛質(zhì)聯(lián)條串聯(lián)起來，如右圖所示。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池5.電池狀態(tài)指示器

(1)干式荷電蓄電池指極板在干燥狀態(tài)下，能在較長(zhǎng)時(shí)間(一般為2年)內(nèi)保存電量的蓄電池。

這種電池在蓋板上都配置了加液口，使用時(shí)加入規(guī)定容量的稀硫酸電解液，電池即達(dá)到滿電狀態(tài)，正常使用。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池5.電池狀態(tài)指示器

(2)免維護(hù)蓄電池對(duì)于免維護(hù)蓄電池，無法直接提取內(nèi)部的電解液，為了方便使用者了解電池狀態(tài)，這類電池普遍裝有便于肉眼觀測(cè)的蓄電池狀態(tài)指示器(也稱為內(nèi)裝式密度計(jì))。2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2.2蓄電池的型號(hào)2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.2.2蓄電池的型號(hào)2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池按機(jī)械工業(yè)部JB/T2599－2012《鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鉛蓄電池的型號(hào)分為三部分：第一部分第二部分

第三部分

串聯(lián)數(shù)蓄電池的類型蓄電池的特征蓄電池的額定容量

20h放電率的額定容量，單位為A·h，單位略去不寫。

用阿拉伯?dāng)?shù)字表示用大寫的漢語拼音字母表示

Q-起動(dòng)用鉛蓄電池M-摩托車用蓄電池用大寫的漢語拼音字母表示

A-干荷電鉛蓄電池W-免維護(hù)鉛蓄電池B-薄型極板2.2.2蓄電池的型號(hào)2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2.2蓄電池的型號(hào)2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.放電過程

當(dāng)鉛蓄電池的正、負(fù)極板浸入電解液中時(shí)，在正、負(fù)極板間就會(huì)產(chǎn)生約2.1V的靜止電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)若接入負(fù)載，在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電流就會(huì)從蓄電池的正極經(jīng)外電路流向蓄電池的負(fù)極，這一過程稱為放電。2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.放電過程蓄電池的放電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。

正極板：Pb4＋＋2e→Pb2＋

Pb2＋＋SO42-→

PbSO4

負(fù)極板：Pb－2e→Pb2＋

Pb2＋＋SO42-→

PbSO4放電過程.mp42.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.充電過程充電時(shí)，蓄電池的正，負(fù)極板分別與充電電源的正，負(fù)極相連，當(dāng)充電電源的端電壓高于蓄電池電壓時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，電流從蓄電池的正極流入，從負(fù)極流出，這一過程成為充電。2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.充電過程

正極板：

PbSO4→

Pb2＋＋SO42-Pb2＋－2e→

Pb4＋

Pb4＋

＋2SO42-+2H2O→PbO2+2H2SO4

負(fù)極板:PbSO4

→Pb2＋＋SO42-

Pb2＋+2e→

Pb2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池工作時(shí)總的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2.2.1鉛酸蓄電池的構(gòu)造2.2.2蓄電池的型號(hào)2.2.3鉛酸蓄電池的工作原理2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.靜止電動(dòng)勢(shì)將鉛蓄電池的正、負(fù)極板浸入電解液中。

正極板的活性物質(zhì)PbO2少量溶入電解液，并與其發(fā)生作用產(chǎn)生四價(jià)鉛離子Pb4＋與氫氧化根OH－。一部分Pb4＋沉淀在正極板上，使正極板具有正電位，≈＋2.0V。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池1.靜止電動(dòng)勢(shì)負(fù)極板的Pb少量溶入電解液，產(chǎn)生Pb2＋，使負(fù)極板具有負(fù)電位，≈-0.1V。因此，在外電路未接通時(shí)，且當(dāng)這種反應(yīng)達(dá)到相應(yīng)平衡時(shí)，單格蓄電池電壓（即為靜止電動(dòng)勢(shì)）Ej=2.0-(-0.1)=2.1V2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.蓄電池的內(nèi)阻內(nèi)阻包括以下幾部分：(1)極板電阻:很小，隨活性物質(zhì)變化而變化。

(2)隔板電阻:與材料有關(guān)

(3)電解液電阻:溫度降低，內(nèi)阻變大；(如右圖所示)。(4)電極接柱電阻:很小，為定值。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池3.放電特性鉛酸蓄電池的放電特性是指以恒定的電流If放電時(shí)，蓄電池端電壓Uf、電動(dòng)勢(shì)Ef和電解液密度ρ隨時(shí)間變化的規(guī)律。

圖2-9所示是以20h放電率(If=0.05C20)進(jìn)行恒流放電的電池放電特性。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池3.放電特性鉛酸蓄電池放電終了特征如下：(1)電解液密度下降至最小許可值(約為1.11g/cm3)。(2)單體電池電壓下降至放電終止電壓(約為1.75V)。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池4.充電特性鉛酸蓄電池的充電特性是指以恒定的電流IC充電時(shí)，電池端電壓UC、電動(dòng)勢(shì)EC和電解液密度ρ隨時(shí)間變化的規(guī)律。

圖2-10所示是以20h充電率(IC=0.05C20)進(jìn)行恒流充電的電池充電特性。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池4.充電特性鉛酸蓄電池充足電終了的特征如下：(1)電解液密度上升至最大值。(2)蓄電池端電壓上升至最大電壓(單體電池電壓2.7V)，且2小時(shí)內(nèi)不再變化。(3)電解液冒出大量的氣泡，呈現(xiàn)“沸騰”狀態(tài)。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池5.蓄電池的容量蓄電池在規(guī)定條件(包括放電強(qiáng)度、放電電流及放電終止電壓)下放出的電量多少或放電時(shí)間長(zhǎng)短稱為蓄電池容量，單位為A·h或A·min。蓄電池的容量表征了蓄電池供電能力的大小。2.2.4鉛酸蓄電池的工作特性2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池5.蓄電池的容量

汽車用鉛酸蓄電池大多為起動(dòng)型蓄電池，容量標(biāo)記必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5008.1-2013《起動(dòng)用鉛酸蓄電池第1部分技術(shù)條件和試驗(yàn)方法》的規(guī)定執(zhí)行。

主要采用如下兩個(gè)指標(biāo)來表征其容量的大小:(1)20小時(shí)率額定容量Cn(2)額定儲(chǔ)備容量Cr,n2.1汽車電源系統(tǒng)概述2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3.2鎳鎘電池2.3.3鎳氫電池2.3.4鋰離子電池2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)的主要任務(wù)是提供電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電能，為照明、燈光信號(hào)裝置、車載音響設(shè)備等提供電源。

本節(jié)主要介紹動(dòng)力蓄電池(簡(jiǎn)稱動(dòng)力電池)的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理，其蓄電池管理系統(tǒng)及控制方法將在第13章中詳細(xì)介紹。2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池1.按電解液種類分類(1)堿性電池(2)酸性電池(3)中性電池(4)有機(jī)電解液電池2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.按工作性質(zhì)和儲(chǔ)存方式分類(1)一次電池(2)二次電池(3)燃料電池(4)儲(chǔ)備電池2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池3.按所用正、負(fù)極材料分類(1)鋅系列電池：如鋅錳電池、鋅銀電池等。(2)鎳系列電池：如鎳鎘電池、鎳氫電池等。(3)鉛系列電池：如鉛酸電池。(4)鋰系列電池：如鋰離子電池、鋰聚合物電池和鋰硫電池。(5)二氧化錳系列電池：如鋅錳電池、堿錳電池等。(6)空氣(氧氣)系列電池：如鋅空氣電池、鋁空氣電池等。2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3.2鎳鎘電池2.3.3鎳氫電池2.3.4鋰離子電池2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.3.2鎳鎘電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池鎳鎘電池(Nickel-cadmiumBattery，Ni-Cd)的正極材料為球形氫氧化鎳，充電時(shí)為NiOOH，放電時(shí)為Ni(OH)2。

負(fù)極材料為海綿狀金屬鎘或氧化鎘粉以及氧化鐵粉。氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性，增加極板容量。

電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，為了增加電池的容量和循環(huán)壽命，通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰(每升電解液加15～20g)。2.3.2鎳鎘電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3.2鎳鎘電池2.3.3鎳氫電池2.3.4鋰離子電池2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.3.3鎳氫電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池目前，以儲(chǔ)氫合金為負(fù)極材料的鎳氫電池能滿足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車所要求的高能量、高功率、長(zhǎng)壽命和足夠?qū)挼墓ぷ鳒囟确秶?.3.3鎳氫電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池鎳氫電池由以鎳的儲(chǔ)氫合金為主要材料的負(fù)極板、具有保液能力和良好透氣性的隔膜、堿性電解液、金屬殼體、具有自動(dòng)密封的安全閥及其他部件構(gòu)成。正極板的活性物質(zhì)為NiOOH(放電時(shí))和Ni(OH)2(充電時(shí))，負(fù)極板的活性物質(zhì)為H2(放電時(shí))和H2O(充電時(shí))。

電解液采用30%的氫氧化鉀溶液。2.3.3鎳氫電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.3.3鎳氫電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3.2鎳鎘電池2.3.3鎳氫電池2.3.4鋰離子電池2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子可以分為：

液態(tài)鋰離子電池(LithiumIonBattery，LIB)；

聚合物鋰離子電池(PolymerLithiumIonBattery,PIB)。

主要區(qū)別在于電解質(zhì)不同，液態(tài)鋰離子電池使用的是液態(tài)電解質(zhì)，而聚合物鋰離子電池則以聚合物電解質(zhì)來代替。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池1.鋰離子電池的工作原理鋰離子電池在原理上實(shí)際是一種鋰離子濃差電池，正、負(fù)極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。

正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2、LiNiO2或LiMn2O4。

負(fù)極采用鋰碳層間化合物L(fēng)iC6。

電解質(zhì)為L(zhǎng)iPF6和LiAsF6等有機(jī)溶液。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池1.鋰離子電池的工作原理

經(jīng)過Li+在正負(fù)電極間的往返嵌入和脫嵌形成電池的充電和放電過程。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.鋰離子電池的正極材料鋰離子電池正極材料是具有能使鋰離子較為容易地嵌入和脫出，并能同時(shí)保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的一類化合物—嵌入式化合物。作為嵌入式電極材料的金屬氧化物，根據(jù)其空間結(jié)構(gòu)的不同主要可分為以下3種類型：2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.鋰離子電池的正極材料

(1)層狀化合物層狀正極材料中研究比較成熟的是鈷酸鋰(LiCoO2)和鎳酸鋰(LiNiO2)。層狀LiCoO2結(jié)構(gòu)如圖2-13所示。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.鋰離子電池的正極材料

(2)尖晶石型結(jié)構(gòu)

LiMnO2是尖晶石型嵌鋰化合物的典型代表。目前，錳酸鋰電池已大量應(yīng)用在電動(dòng)汽車上。

日產(chǎn)公司推出的leaf純電動(dòng)汽車、三菱公司推出的i-MiEV純電動(dòng)汽車均采用了這種類型的動(dòng)力電池，其高壓電池組安裝位置如圖2-14所示。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.鋰離子電池的正極材料

(3)橄欖石型結(jié)構(gòu)LiFePO4在自然界中以磷鐵鋰礦的形式存在，屬于橄欖石型結(jié)構(gòu)，如圖2-15所示。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池2.鋰離子電池的正極材料

(3)橄欖石型結(jié)構(gòu)LiFePO4實(shí)際最大放電比容量可高達(dá)165mA·h/g，3.2V。LiFePO4中的強(qiáng)共價(jià)鍵作用使其在充放電過程中能保持晶體結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，具有更高的安全性能和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。LiFePO4的原材料來源廣泛、價(jià)格低廉、不污染環(huán)境、比容量高，已成為現(xiàn)階段各國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)之一。2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池3.鋰離子電池的負(fù)極材料負(fù)極材料是決定鋰離子電池綜合性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一。目前，應(yīng)用的負(fù)極材料如下：(1)碳材料(2)氧化物負(fù)極材料(3)金屬及合金類材料2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池4.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)(1)工作電壓高：鈷酸鋰鋰離子電池的工作電壓為3.6V，錳酸鋰鋰離子電池的工作電壓為3.7V，磷酸鐵鋰鋰離子電池的工作電壓為3.2V，而鎳氫、鎳鎘電池的工作電壓僅有1.2V。(2)能量密度高：鋰離子電池正極材料的理論能量密度可達(dá)200W·h/kg以上，實(shí)際應(yīng)用中由于不可逆容量損失，能量密度低于這個(gè)數(shù)值，但也可達(dá)到140W·h/kg，為鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。(3)循環(huán)壽命長(zhǎng)2.3.4鋰離子電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池4.鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)(4)自放電小(5)無記憶效應(yīng)，無需初充電(6)環(huán)保性好：相對(duì)于傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池廢棄可能造成環(huán)境污染問題，鋰離子電池中不含汞、鉛、鎘等有害元素。4860與刀片電池.mp42.3.1動(dòng)力蓄電池的種類2.3.2鎳鎘電池2.3.3鎳氫電池2.3.4鋰離子電池2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池燃料電池是一種不經(jīng)過燃燒，直接將燃料化學(xué)能經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為電能的裝置。

氫/氧燃料電池是原電池的一種特殊形式，其構(gòu)造如圖2-16所示。2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池燃料電池工作原理示意圖，如圖2-17所示。2.3.5燃料電池2.3電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池氫氣和氧氣分別分配至兩個(gè)電極：氫氣至正極(A)，氧氣至負(fù)極(C)。

氫氣在催化劑的作用下釋放兩個(gè)電子并分裂成兩個(gè)帶正電的氫核即質(zhì)子。氫核可以滲入并穿過薄膜。氧氣在其電極側(cè)通過催化作用吸收電子，然后立即與自由的氫質(zhì)子反應(yīng)生成水。

如果電子連接正極和負(fù)極，則該反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生電流，隨著氫氣轉(zhuǎn)化成水，燃料電池中直接產(chǎn)生電能。豐田全新第2代Mirai氫燃料電池技術(shù)詳解.mp42.1汽車電源系統(tǒng)概述2.2傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池2.3電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.4.1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4.2汽車交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4.4交流發(fā)電機(jī)的工作特性2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.4汽車交流發(fā)電機(jī)對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車而言，蓄電池只作為起動(dòng)、怠速和停車監(jiān)控等工況下的備用電源，在汽車正常行駛的大部分時(shí)間內(nèi)，則由交流發(fā)電機(jī)給汽車用電設(shè)備進(jìn)行供電。同時(shí)，當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)，交流發(fā)電機(jī)還需要給蓄電池進(jìn)行充電。

現(xiàn)代汽車普遍采用三相交流發(fā)電機(jī)，通過由硅二極管組成的三相橋式整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，供汽車使用。這種發(fā)電機(jī)也稱為硅整流交流發(fā)電機(jī)。2.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)組成原理.mp42.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子如圖2-20所示。由爪極、勵(lì)磁繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成。1－集電環(huán)2－轉(zhuǎn)子軸3－爪極4－磁軛5－勵(lì)磁繞組圖2-20a)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子總成圖2-20b)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子分解圖2.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.定子定子的功用是產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)。由定子鐵心和定子繞組(線圈)組成，如圖所示。定子裝在轉(zhuǎn)子外面，和發(fā)電機(jī)的前后端蓋固定在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子繞組中磁通發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。交流發(fā)電機(jī)定子總成及連接方式a）定子繞組星形連接b)定子繞組三角形連接2.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)3.整流器功用:將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姟Ｕ髌饔烧靼搴驼鞫O管組成，整流器是由6只硅整流二極管分別壓裝（或焊裝）在相互絕緣的兩塊板上組成的，

6只整流二極管分為正極管和負(fù)極管兩種：

引出電極為正極的稱為正極管→正極板；引出電極為負(fù)極的稱為負(fù)極管→負(fù)極板。交流發(fā)電機(jī)整流二極管安裝示意圖a)焊接式b)電路圖c)壓裝式1-正整流板2-負(fù)整流板JF132發(fā)電機(jī)整流器總成1-負(fù)整流板2-正整流板3-散熱片4-螺栓孔5-正極管6-負(fù)極管7、9-安裝孔8-絕緣墊交流發(fā)電機(jī)整流器和定子的連接電路圖a)星形連接b)三角形連接2.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)4.電刷組件電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。兩個(gè)電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)。電刷的作用是將電源通過集電環(huán)引入勵(lì)磁繞組。交流發(fā)電機(jī)的搭鐵型式a)內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)b)外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)2.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)5.電壓調(diào)節(jié)器(1)功用及結(jié)構(gòu)

交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器是把交流發(fā)電機(jī)輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的控制裝置。調(diào)節(jié)器有觸點(diǎn)式和電子式：觸點(diǎn)式采用機(jī)械開關(guān)控制，體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、頻率低、觸點(diǎn)易燒蝕及故障率高，已被淘汰。

現(xiàn)代汽車發(fā)電機(jī)普遍采用電子式電壓調(diào)節(jié)器，如圖2-30所示。2.4.1汽車交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4汽車交流發(fā)電機(jī)5.電壓調(diào)節(jié)器

(2)按結(jié)構(gòu)形式分:晶體管式、集成電路調(diào)節(jié)器；

(3)按搭鐵形式分：內(nèi)搭鐵式、外搭鐵式；2.4.1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4.2汽車交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4.4交流發(fā)電機(jī)的工作特性2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.4.2交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)2.4汽車交流發(fā)電機(jī)汽車交流發(fā)電機(jī)型號(hào)由產(chǎn)品代號(hào)、電壓等級(jí)代號(hào)、電流等級(jí)代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)、變型代號(hào)五部分組成，如圖所示。2.4.1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造2.4.2汽車交流發(fā)電機(jī)的型號(hào)2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4.4交流發(fā)電機(jī)的工作特性2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)1.磁場(chǎng)的勵(lì)磁方式除了永磁式交流發(fā)電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁以外，其他形式的交流發(fā)電機(jī)都需要?jiǎng)?lì)磁。將電流引入到勵(lì)磁繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)稱為勵(lì)磁。交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁過程是先他勵(lì)后自勵(lì)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般高出蓄電池電壓1~2V以便對(duì)蓄電池充電，此時(shí)，由發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電。(1)他勵(lì)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)未達(dá)到怠速轉(zhuǎn)速)，自身不能發(fā)電，需要蓄電池供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流，使勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)來發(fā)電。

這種由蓄電池供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為他勵(lì)發(fā)電。(2)自勵(lì)隨著轉(zhuǎn)速的提高(一般在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速時(shí))，發(fā)電機(jī)定子繞組的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高并能使整流器二極管導(dǎo)通，當(dāng)輸出電壓UB大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)就能對(duì)外供電了。當(dāng)發(fā)電機(jī)能對(duì)外供電時(shí)，就可以把自身發(fā)的電供給勵(lì)磁繞組，這種自身供給磁場(chǎng)電流發(fā)電的方式稱為自勵(lì)發(fā)電。2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)2.電動(dòng)勢(shì)的工作原理2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)3.三相電動(dòng)勢(shì)的工作原理(1)交流電動(dòng)勢(shì)的變化頻率f和轉(zhuǎn)速、磁極對(duì)數(shù)成正比

式中－磁極對(duì)數(shù)－發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)

在交流發(fā)電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁極呈鳥嘴形，其磁場(chǎng)的分布近似正弦規(guī)律，所以交流電動(dòng)勢(shì)的波形也近似正弦規(guī)律，如果發(fā)電機(jī)定子的三相繞組是對(duì)稱繞制的則產(chǎn)生的三相電動(dòng)勢(shì)也是對(duì)稱的。(2)三相交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式：

－每相電動(dòng)勢(shì)的最大值－每相電動(dòng)勢(shì)的有效值－電角速度(3)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值的表示式中-繞組系數(shù)(和發(fā)電機(jī)定子繞組的繞線方式有關(guān))-每相繞組的匝數(shù)（單位：匝）

-頻率（單位：Hz）-每極磁通（單位：Wb）-電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)（）-稱為相電動(dòng)勢(shì)。

由此可見，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)一定時(shí)(結(jié)構(gòu)常數(shù)不變)，相電動(dòng)勢(shì)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、磁通成正比。2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)4.三相定子繞組連接方式及輸出電壓2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)5.整流原理(1)單相半波整流原理2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)5.整流原理(2)單相橋式整流原理2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)5.整流原理(3)三相橋式整流發(fā)電機(jī)整流原理.swf2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)6.交流發(fā)電機(jī)調(diào)壓原理(1)電壓調(diào)節(jié)器調(diào)壓原理

交流發(fā)電機(jī)定子線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和磁極的磁通成正比，由公式(2-13)可知：2.4.3交流發(fā)電機(jī)的工作原理2.4汽車交流發(fā)電機(jī)6.交流發(fā)電機(jī)調(diào)壓原理(2)電子式電壓調(diào)節(jié)器工作過程利用晶體管的開關(guān)特性，通過晶體管導(dǎo)通和截止相對(duì)時(shí)間的變化來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，改變磁通量，從而調(diào)節(jié)輸出電壓的。2.4.4交流發(fā)電機(jī)的工作特性2.4汽車交流發(fā)電機(jī)汽車交流發(fā)電機(jī)的工作特性主要包括空載特性、外特性和輸出特性。本章小結(jié)汽車電源系統(tǒng)由蓄電池或交流發(fā)電機(jī)供電。發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)時(shí)，由蓄電池供電。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，由交流發(fā)電機(jī)供電，向蓄電池充電。汽車電源系統(tǒng)有多種電壓方案。雙電壓電源系統(tǒng)逐漸成為主流應(yīng)用。傳統(tǒng)汽車用鉛酸蓄電池主要由極板、隔板、電解液、殼體和電池狀態(tài)指示器等組成。工作特性指標(biāo)主要包括靜止電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、放電特性、充電特性和容量。電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池主要有鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及燃料電池等類型。鋰離子電池有工作電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無記憶效應(yīng)、環(huán)保性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。本章小結(jié)汽車交流發(fā)電機(jī)使用的三相交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電效率高，整流后輸出電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)。其主要由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、電子調(diào)節(jié)器和殼體等組成。三相交流發(fā)電可實(shí)現(xiàn)全周期連續(xù)輸出。兩個(gè)交錯(cuò)對(duì)插的爪極將原本方向恒定的勵(lì)磁磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兇艌?chǎng)。電子調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)勵(lì)磁磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，使其和轉(zhuǎn)速反向變化，從而保證輸出電壓的穩(wěn)定性。工作特性主要包括空載特性、外特性和輸出特性。汽車電器與電子控制技術(shù)第3章汽車起動(dòng)系統(tǒng)知識(shí)要點(diǎn)掌握程度相關(guān)知識(shí)汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)了解起動(dòng)系統(tǒng)的作用、常用的起動(dòng)方式掌握起動(dòng)系統(tǒng)的組成及工作過程；掌握起動(dòng)機(jī)的組成及型號(hào)編制規(guī)則發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式起動(dòng)系統(tǒng)的作用、組成、工作過程及型號(hào)起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理掌握直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中幾種常用單向離合器的工作原理，不同車用電磁開關(guān)的控制原理熟練分析起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，起動(dòng)機(jī)特性，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電磁開關(guān)新型起動(dòng)機(jī)掌握幾種新型起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)，減速式起動(dòng)機(jī)【本章教學(xué)要點(diǎn)】3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇3.4新型起動(dòng)機(jī)3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式3.1.2電起動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作過程3.1.3起動(dòng)機(jī)的組成3.1.4起動(dòng)機(jī)的型號(hào)3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有手搖起動(dòng)、汽油機(jī)起動(dòng)、壓縮空氣起動(dòng)、電起動(dòng)和拖動(dòng)等幾種方式。電起動(dòng)是利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)方式。它具有起動(dòng)快捷方便、省力等優(yōu)點(diǎn)，但需要一套電起動(dòng)系統(tǒng)。

現(xiàn)代汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)，均采用電起動(dòng)方式。如沒有特殊說明，本章討論的起動(dòng)系統(tǒng)均指電起動(dòng)系統(tǒng)。3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式3.1.2電起動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作過程3.1.3起動(dòng)機(jī)的組成3.1.4起動(dòng)機(jī)的型號(hào)3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.1.2電起動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作過程3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)電起動(dòng)系統(tǒng)主要由蓄電池、起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)繼電器、點(diǎn)火開關(guān)等組成，如圖3-1所示。

工作過程：3.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式3.1.2電起動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作過程3.1.3起動(dòng)機(jī)的組成3.1.4起動(dòng)機(jī)的型號(hào)3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.1.3起動(dòng)機(jī)的組成3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)起動(dòng)機(jī)的作用是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

它一般由串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制裝置三部分組成，如圖3-2所示。起動(dòng)機(jī)構(gòu)造.mp43.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式3.1.2電起動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作過程3.1.3起動(dòng)機(jī)的組成3.1.4起動(dòng)機(jī)的型號(hào)3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.1.4起動(dòng)機(jī)的型號(hào)3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)根據(jù)QC/T73-1993《汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法》規(guī)定，起動(dòng)機(jī)的型號(hào)如下所示：1-產(chǎn)品代號(hào)：QD表示起動(dòng)機(jī)；QDJ表示減速式起動(dòng)機(jī)；QDY表示永磁式起動(dòng)機(jī)(包括永磁減速式起動(dòng)機(jī))。2-電壓等級(jí)代號(hào)，電壓等級(jí)代號(hào)：1表示12V；2表示24V。3-功率等級(jí)代號(hào)，功率等級(jí)代號(hào)其含義見表3-1。4-設(shè)計(jì)序號(hào)。5-變型代號(hào)。3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇3.4新型起動(dòng)機(jī)3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2.3電磁控制裝置3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造電樞、磁極、外殼、電刷與刷架等組成。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(1)電樞總成電樞用來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。由電樞鐵心、電樞繞組、電樞軸及換向器組成。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(2)磁極在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成。一般是4個(gè)，由4個(gè)勵(lì)磁繞組形成兩對(duì)磁極，兩兩相對(duì)。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(2)磁極勵(lì)磁繞組一般與電樞繞組串聯(lián)在電路中，稱串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(3)電刷和電刷架將電流引入電樞，使電樞產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

電刷裝在電刷架中，借彈簧壓力緊壓在換向器上。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(3)電刷和電刷架與外殼直接相連構(gòu)成電路搭鐵，稱為搭鐵電刷；與勵(lì)磁繞組和電樞繞組相連，與外殼絕緣，稱為絕緣電刷。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造(4)殼體及軸承殼體起支承和保護(hù)作用。

軸承用于支承電樞軸。3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理據(jù)電磁理論可知，電磁轉(zhuǎn)矩M與電樞電流及磁通的乘積成正比：3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.起動(dòng)機(jī)的工作特性

汽車起動(dòng)機(jī)所用的電動(dòng)機(jī)為串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，其工作特性有以下幾點(diǎn)：(1)轉(zhuǎn)矩特性(2)機(jī)械特性(3)起動(dòng)機(jī)特性曲線3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2.3電磁控制裝置3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由單向離合器和撥叉兩部分組成。

作用：將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，而發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后則斷開發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)起動(dòng)機(jī)的逆向驅(qū)動(dòng)，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)而使起動(dòng)機(jī)“飛散”。起動(dòng)、傳動(dòng)裝置.mp43.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1.滾柱式單向離合器3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理2.摩擦片式單向離合器3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.彈簧式單向離合器3.2.1直流電動(dòng)機(jī)3.2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2.3電磁控制裝置3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.2.3電磁控制裝置3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理電磁控制裝置又稱為起動(dòng)機(jī)的電磁開關(guān)，它與電磁式撥叉合裝在一起，利用電磁鐵控制起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪的嚙合與分離。

用起動(dòng)按鈕或點(diǎn)火鑰匙控制電磁鐵，再由電磁鐵控制主電路開關(guān)，以接通和切斷主電路。電磁開關(guān).mp4起動(dòng)機(jī)原理.mp43.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇3.4新型起動(dòng)機(jī)3.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇1.起動(dòng)機(jī)功率的選擇

起動(dòng)機(jī)的功率P(kW)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需功率選取，它取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩MQ(N·m)和最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速nQ(r/min)起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩:在最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)矩。最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速:起動(dòng)時(shí)，能保證進(jìn)入氣缸內(nèi)的混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定的溫度和良好的霧化，使發(fā)動(dòng)機(jī)能可靠點(diǎn)火工作所需的最低轉(zhuǎn)速。3.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇2.傳動(dòng)比選擇通常起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪一般為9~13齒(個(gè)別情況為5~7個(gè)齒)。起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比一般在如下范圍內(nèi)選擇：(1)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)：13~17(2)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)：8~103.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇3.蓄電池容量的選擇起動(dòng)機(jī)的功率確定后，可以按如下經(jīng)驗(yàn)公式確定蓄電池的容量：3.1汽車起動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)3.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.3起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇3.4新型起動(dòng)機(jī)3.4.1電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)3.4.2減速起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)3.4.1電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)靠磁極磁通的電磁力，使電樞軸向移動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒圈。3.4.1電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)3.4.2減速起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)3.4.2減速起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)普通起動(dòng)機(jī)電樞轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速相同，減速起動(dòng)機(jī)在電樞與驅(qū)動(dòng)齒輪之間增加了一套減速機(jī)構(gòu)。減速起動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：采用了高速低扭矩的電動(dòng)機(jī)，可使起動(dòng)機(jī)重量和體積減小，且便于安裝；提高了起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而有利于發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)；電樞軸較短而不易彎曲等。3.4.2減速起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)1.外嚙合式3.4.2減速起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)2.內(nèi)嚙合式3.4.2減速起動(dòng)機(jī)3.4新型起動(dòng)機(jī)3.行星齒輪式本章小結(jié)起動(dòng)系統(tǒng)主要包括蓄電池、起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)繼電器、點(diǎn)火開關(guān)等。起動(dòng)機(jī)一般由串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)、控制裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受到電磁力作用而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，由電樞總成、磁極、電刷與刷架及其它附件組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要組成部分是單向離合器，其作用是將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，而發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后則斷開發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)起動(dòng)機(jī)的逆向驅(qū)動(dòng)，常見的單向離合器有滾柱式、摩擦片式及扭簧式。控制裝置一般是電磁開關(guān)，控制起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的嚙合與分離以及電動(dòng)機(jī)電路的通斷，防止誤操作。新型起動(dòng)機(jī)主要有電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)和減速式起動(dòng)機(jī)。第4章汽車點(diǎn)火系統(tǒng)汽車電器與電子控制技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)掌握程度相關(guān)知識(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)簡(jiǎn)介了解點(diǎn)火系統(tǒng)的作用、要求點(diǎn)火系統(tǒng)的作用、要求及分類普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)掌握電子點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)熟練分析電子點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)、霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)、光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)、點(diǎn)火線圈的構(gòu)造、火花塞的構(gòu)造微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)掌握微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)熟練分析微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成、點(diǎn)火提前角控制、閉合角控制、爆燃控制【本章教學(xué)要點(diǎn)】在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，點(diǎn)火系統(tǒng)的作用是適時(shí)地為發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)已壓縮的可燃混合氣提供足夠能量的電火花，使發(fā)動(dòng)機(jī)能及時(shí)、迅速地燃燒做功。適時(shí)在氣缸燃燒室內(nèi)產(chǎn)生電火花的裝置，稱為點(diǎn)火系統(tǒng)。

要求點(diǎn)火裝置應(yīng)滿足下列三個(gè)基本要求：(1)能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的電壓；(2)火花塞產(chǎn)生的電火花必須有足夠的能量；(3)點(diǎn)火提前角應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況相適應(yīng)。目前，應(yīng)用在汽車上的點(diǎn)火裝置種類較多，大致可以分為以下幾種：(1)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)(2)普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)(3)微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.1概述4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.1概述4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)1.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)存在的不足(1)火花能量的提高受到限制(2)觸點(diǎn)故障多、壽命短(3)對(duì)火花塞積炭和污染敏感觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng).mp44.1.1概述4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)2.電子點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)不存在觸點(diǎn)氧化、燒蝕、變形、磨損等現(xiàn)象，可增大初級(jí)斷電電流值，提高次級(jí)電壓，有效地改善和保證點(diǎn)火性能。(2)電磁能量得到了充分利用，高電壓形成迅速，火花能量大。(3)減小了火花塞積炭影響?；鸹ㄈg隙為1.1~1.2mm。(4)點(diǎn)火時(shí)間精確，混合氣能得到完全燃燒。(5)對(duì)無線電干擾小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，保養(yǎng)維修簡(jiǎn)便。4.1.1概述4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)3.電子點(diǎn)火系統(tǒng)的分類(1)按點(diǎn)火裝置有無觸點(diǎn)分類1)觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火裝置，又稱半導(dǎo)體管或晶體管輔助點(diǎn)火裝置。2)無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置，又稱全晶體管點(diǎn)火裝置。(2)按點(diǎn)火能量的儲(chǔ)存方式分類1)電感儲(chǔ)能式電子點(diǎn)火裝置。其儲(chǔ)能元件是點(diǎn)火線圈。2)電容儲(chǔ)能式電子點(diǎn)火裝置。其儲(chǔ)能元件是專用的電容器。4.1.1概述4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)3.電子點(diǎn)火系統(tǒng)的分類(3)按點(diǎn)火提前角的控制方式分類1)普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)。2)微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)。4.1.1概述4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)又稱磁脈沖式或磁電式電子點(diǎn)火裝置，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，已在國(guó)內(nèi)外普遍使用。日本豐田轎車等均裝有該類型點(diǎn)火裝置。豐田轎車無觸點(diǎn)式磁感式應(yīng)電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要由磁感應(yīng)式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器、點(diǎn)火控制器、分電器、點(diǎn)火線圈、火花塞等組成，如圖4-1所示。4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)1.信號(hào)發(fā)生器作用：產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置相對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)電壓脈沖信號(hào)，并輸給點(diǎn)火控制器作為點(diǎn)火控制信號(hào)。組成：信號(hào)轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、磁扼和繞在鐵芯上的感應(yīng)線圈。磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器.swf電磁點(diǎn)火.mp44.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)2.點(diǎn)火控制器如圖4-1所示，點(diǎn)火控制器內(nèi)有5只三極管。VT1管接成二極管的形式，起溫度補(bǔ)償作用；VT2管為觸發(fā)管；VT3和VT4管起放大作用；VT5管為大功率管，與點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組串聯(lián)，以提供較大的初級(jí)電流，使其截止時(shí)能在次級(jí)繞組產(chǎn)生所需要的高壓電。4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)3.點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理1)點(diǎn)火開關(guān)接通后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未工作，傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，傳感器無輸出信號(hào)，點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組有電流流過。2)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，分電器開始轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)發(fā)生器開始產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。當(dāng)感應(yīng)線圈輸出“+”信號(hào)時(shí)3)當(dāng)感應(yīng)線圈輸出“-”信號(hào)時(shí)

發(fā)動(dòng)機(jī)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，周而復(fù)始，點(diǎn)火線圈不斷產(chǎn)生高壓電。豐田車點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理.swf4.1.1概述4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)

簡(jiǎn)稱霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)，是利用霍爾效應(yīng)原理制成的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生點(diǎn)火信號(hào)，觸發(fā)和控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)工作的。霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)由內(nèi)裝霍爾信號(hào)發(fā)生器的分電器、點(diǎn)火控制器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。

圖4-6為桑塔納轎車裝用的霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)的組成及電路連接圖。4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)1.信號(hào)發(fā)生器(1)霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)原理如圖4-7所示。霍爾原理.mp4當(dāng)電流通過放在磁場(chǎng)中的半導(dǎo)體基片(即霍爾元件)，且電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，在同時(shí)垂直于電流與磁場(chǎng)的方向上，半導(dǎo)體基片內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與電流大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的電壓，這個(gè)電壓稱為霍爾電壓UH。4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)1.信號(hào)發(fā)生器(2)霍爾信號(hào)發(fā)生器圖4-8所示為裝有霍爾式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的分電器結(jié)構(gòu)?；魻柺椒蛛娖饔捎|發(fā)葉輪和信號(hào)觸發(fā)開關(guān)組成。霍爾信號(hào)發(fā)生器內(nèi)的霍爾元件實(shí)際上是一個(gè)霍爾集成電路，其內(nèi)部集成電路原理如圖4-9所示。4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)2.點(diǎn)火控制器圖4-12為霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火控制器電路圖。除一般點(diǎn)火控制器的開關(guān)作用外，增加了點(diǎn)火線圈限流控制、閉合角控制、停車斷電保護(hù)、過壓保護(hù)等功能。4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)3.霍爾式點(diǎn)火系統(tǒng)的工作過程發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，分電器軸帶動(dòng)霍爾信號(hào)發(fā)生器的觸發(fā)葉輪旋轉(zhuǎn)?；魻桙c(diǎn)火電路.mp44.1.1概述4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)是利用光敏元件(光敏晶體管或光敏二極管)的光電效應(yīng)原理，制成光電式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器給點(diǎn)火控制器提供點(diǎn)火信號(hào)，達(dá)到控制點(diǎn)火的目的。4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)基本組成如圖4-13所示。4.1.1概述4.1.2磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.3霍爾效應(yīng)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.4光電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)1.點(diǎn)火線圈的構(gòu)造4.1.5電子點(diǎn)火系統(tǒng)典型元件構(gòu)造4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)2.火花塞的構(gòu)造將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，在其電極間隙中產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣。對(duì)火花塞提出了以下要求：(1)絕緣體應(yīng)絕緣可靠，并能承受高于30kV的電壓。(2)能承受溫度的劇烈變化，適當(dāng)?shù)臒崽匦浴?3)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，電極應(yīng)采用難熔、耐蝕的材料制成。(4)有適當(dāng)?shù)碾姌O間隙和安裝位置，氣密性良好，可靠點(diǎn)火。火花塞的自凈溫度

火花塞的熱特性主要取決于火花塞絕緣裙部的長(zhǎng)度：絕緣體裙部長(zhǎng)的火花塞，其受熱面積大，而傳熱距離長(zhǎng)，但散熱困難，因此裙部溫度高，稱“熱型”火花塞；絕緣裙部短的火花塞，其受熱面積小，而傳熱距離短，散熱容易，因此裙部溫度低，稱“冷型”火花塞。

熱型火花塞適用于低速、低壓縮比的小功率發(fā)動(dòng)機(jī)；冷型火花塞則適用高速、高壓縮比的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)。4.1普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)又稱電控點(diǎn)火系統(tǒng)(ElectronicSparkAdvance,ESA)主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)在各種工況及環(huán)境條件下，均可自動(dòng)獲得最佳的點(diǎn)火提前角。(2)工作過程中，均可對(duì)點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的通電時(shí)間和通電電流進(jìn)行控制，從而使點(diǎn)火線圈中存儲(chǔ)的點(diǎn)火能量保持恒定。(3)采用爆燃控制策略后，可使點(diǎn)火提前角控制在爆燃的臨界狀態(tài)，以此獲得最佳的燃燒過程。4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)高壓配電方式4.2.3微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的控制原理4.2.4微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的典型應(yīng)用4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)組成，如圖4-21所示。4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)1.傳感器、開關(guān)等輸入信號(hào)(1)凸輪軸位置傳感器

(CylinderIdentificationSensor,CIS)(2)曲軸位置傳感器

(CrankshaftPositionSensor,CPS)4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)1.傳感器、開關(guān)等輸入信號(hào)(3)空氣流量傳感器(AirFlowSensor,AFS)(4)進(jìn)氣溫度傳感器(IntakeAirTemperatureSensor,IATS)(5)冷卻液溫傳感器(CoolantTemperatureSensor,CTS)(6)節(jié)氣門位置傳感器(ThrottlePositionSensor,TPS)(7)爆燃傳感器(EngineDetonationSensor,EDS)(8)各種開關(guān)信號(hào)：

起動(dòng)開關(guān)；空調(diào)開關(guān)；空擋起動(dòng)開關(guān)4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)2.電子控制單元又稱電控單元，與發(fā)動(dòng)機(jī)電控汽油噴射系統(tǒng)共用。

作用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各種與點(diǎn)火有關(guān)的傳感器輸入信息及內(nèi)存數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出點(diǎn)火信號(hào)，控制點(diǎn)火控制器動(dòng)作，完成點(diǎn)火工作。4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)3.點(diǎn)火控制器點(diǎn)火控制器，是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的執(zhí)行器之一。作用：根據(jù)電控單元ECU輸出的指令，通過內(nèi)部大功率晶體管的導(dǎo)通和截止，控制初級(jí)電流的通斷，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作。4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成4.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)高壓配電方式4.2.3微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的控制原理4.2.4微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的典型應(yīng)用4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)4.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)高壓配電方式4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)1.機(jī)械配電方式由分火頭將高壓電分配至分電器蓋旁電極，再通過高壓線輸送到各缸火花塞上的傳統(tǒng)配電方式。桑塔納2000GLi、紅旗CA7220E型等轎車的點(diǎn)火系統(tǒng)都采用了機(jī)械配電方式。

缺點(diǎn)：4.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)高壓配電方式4.2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)2.電子配電方式在點(diǎn)火控制器控制下，點(diǎn)火線圈的高壓電按照一定點(diǎn)火順序，直接加到火花塞上的點(diǎn)火方式。

采用電子配電方式分配高壓電的點(diǎn)火系統(tǒng)稱為無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)（Distributor-LessIgnition,DLI)。

常用電子配電方式分為雙缸同時(shí)點(diǎn)火和各缸單獨(dú)點(diǎn)火兩種