汽车电路和电气系统检修,变压器 半导体元器件,直流电路,正弦交流电 半导体器件,磁场分析 电动机,拓展：现代电子 技术应用,汽 车 电 工 电 子,汽 车 常 规 电 器,蓄电池,发电机,起动系,点火系,为车身电器与电控储备知识,普通照明,汽车的组成：发动机 底盘 车身 电器 现代汽车 家庭 高 科 技 各种电子产品快速出现 汽车电器 比重30%-50% 不断变化,绪 论,1886年世界上第一部汽车在德国问世 汽车电子技术始于60年代，其发展大致可分为三个阶段： 19651975年，汽车电子产品是由分立元件和集成电路IC组成，如晶体管收音机、集成电路调节器等。 19751985年，主要发展专用的独立系统，如电子控制汽油喷射、防抱死制动装置等。 19852000年，主要开发可完成各种功能的综合系统及各种车辆整体系统的集中控制，这个时代称为汽车的电子时代。,汽车电子技术的发展,汽车电器设备的组成,1 电源系统 电源部分包括蓄电池及发电机。 2 起动系统 主要由起动机组成，用来起动发电机。 3 点火系统 用来产生电火花，点燃汽油发动机内的可燃混合气。 4 照明与信号系统 照明装置包括仪表灯、小灯、大灯等；信号装置包括电喇叭及各种信号灯。 5 仪表、报警与电子显示系统 仪表包括水温表、燃油表、车速里程表等。 6 安全与舒适系统 包括电动刮水器、风窗洗涤器、汽车空调、安全气囊、中控门锁系统等。 7 电子控制系统 包括电子控制的燃油喷射装置、点火装置、防抱死制动装置、自动变速器 8 配电装置 包括中央接线盒、电路开关、保险装置、插接器和导线等。,汽车电器设备的组成,低压,直流,单线制,负极搭铁,汽车用电设 备的额定电 压有12V、 24V两种。 汽油车普遍 采用12V电 源，而大型 柴油车多采 用24V电源。,主要是因为给蓄电池充电时必须用直流电，所以汽车电源必须是直流电。,电源到用电设备只用一根导线连接。由于单线制节省导线、线路清晰、安装与检修方便，并且用电设备不需与车体绝缘。,采用单线制时，蓄电池的一个电极须接到车架上，俗称“搭铁”。若将蓄电池的负极接到车架上，就称为“负极搭铁”。,汽车电气系统特点：,任务1 直流电路,任务2 蓄电池的容量,任务3 蓄电池的故障及其排除,任务4 蓄电池的充电及充电设备,任务5 新型蓄电池,单元一：蓄电池,技能训练： 万用表的使用、直流电位测量,本次教学任务：任务1 直流电路,一、电路的基本物理量 1、电位 在汽车电路中“搭铁”点，视其为电路中的参考零点。如同观察 珠峰高度时以水平面为参考零点，电路中其他各点所具有的电势能 就是以该点为参考点的电位。 电位没有方向性，是标量。 提示：汽车蓄电池每单格的电位是2V。 进一步：电位是相对值，大小取决于参考点的选择。 操作：用万用表电压挡实测汽车电瓶每格电位。,外型,极板组总成,举例：,2、电压 电压就是电路中两点问的电位差。 提示：汽车电气系统的额定电压有12V和24V两种。 进一步：电压是矢量(有大小也有方向的量)，它的大小取决于电路中两点的选择；电压是对外电路元件(除去电源)而言。 操作：用万用表测量汽车驻车灯、尾灯电压。,3、电动势 电动势也是电路中两点的电位差，不过电动势通常是对电源内部而言，是表示其他形式的能量转换成电能的能力。 它的参考方向规定为电源内部低电位(“-”极性)端指向高电位(“+”极性)端，即电动势的方向为电位升高的方向。 提示：汽车蓄电池的电动势通常为12V。 进一步：电动势是矢量，表示电源本身的性质。 操作：用万用表测新干电池和新蓄电池的电动势。,一 蓄电池的工作原理,PbO2 +Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放电)，正负极板之间的电位差(即开路电压)。它的大小与电解液的相对密度和温度有关。,4、电流 电流就是带电粒子在电路中的定向运动。 通常规定正电荷运动的方向为电路中电流的实际方向，在实际电路中可选定参考方向，若实际方向与参考方向相同，电流为正值；若实际方向与参考方向相反，电流为负值。 提示：汽油发动机起动电流为200600A，有些柴油机起动电流l000A。 进一步：电流是矢量，分析时不但要注意大小，而且要注意方向。 操作：用万用表电流挡，测点火系统一次线圈电流。,5、基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律 在任一瞬时，流向某一节点的电流之和等于由该节点流出的电流之和，即任一瞬时，一个节点上电流的代数和为零。这就是基尔霍夫电流定律。 提示：基尔霍夫电流定律是对复杂电路多支路电流而言的，分析时注意节点的选取。 进一步：电流是矢量，分析时不但要注意大小，而且要注意方向，一般规定流入节点电流为正值，流出节电流为负值。 例题：在图1-2中，I1=2A，I2=4A，I3=7A，计算I4。 解：由基尔霍夫电流定律可列出 I1+I3=I2+I4 代入数值计算出 I4=5A,基尔霍夫电压定律 在任一瞬时，沿任一回路循环(顺时针或逆时针方向)，回路中各段电压的代数和为零，这就是基尔霍夫电压定律。 提示：基尔霍夫电压定律是对复杂电路中单一回路电压而言， 分析时注意回路的选取。同一回路中不同电路分支的电 流可以不同。 进一步：电压是矢量，分析时不但要注意大小，而且要注意方 向，一般规定沿回路电压降为正值，沿回路电压升为 负值。,二、特殊电阻在汽车上的应用 （1）热敏电阻： 电阻值随温度升高而减少的热敏电阻称为负温度系数（NTC）热敏电阻，如图所示。 （2）压敏电阻： 进气压力传感器是由压力转换元件（硅片）、把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路和真空室组成。如图所示。,图1-14 冷却液温度传感器,图1-15 进气压力传感器,（3）光敏电阻： 光敏电阻是利用半导体的光致导电特性制成的。在受光时，半导体受光照产生载流子，由一电极到达另一电极，有效地参与导电，从而使光电导体的电阻率发生变化。光照强度越强，电阻越小。,操作：光电式光量传感器的检测。这种传感器内装有光敏电阻。当有光照射到传感器上时，光敏电阻的阻值发生变化。即这种传感器把周围亮度的变化转换成元件阻值的变化。它可以用于汽车上各种灯具亮灯、熄灯的自动控制。,三、电容 电容器充电、放电和隔直流、通交流的特性，在电路中用于隔直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成振荡电路等。 提示：电容所承受的电压不能超过其额定电压。在汽车上，虽然蓄电池的电压是12V，但有些电路上有超过300V的高电 压，因此选用电容时要认真研究电路的工作状态，选用额定电压有足够余量的电容；当环境温度很高时，电容会加速老化，所以在可靠性有要求的部件上，一般要选用云母、聚酯电容。,单元一 蓄电池,蓄电池的工作特性,1 内电阻,蓄电池的内电阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条电阻组成。放电 程度越高，极板电子越大；温度低，粘度大，电解液电阻增大，温度过高或 过低，电解液电阻增大。,电解液电阻与密度关系,复习,单元二 蓄电池,蓄电池的工作特性,2 放电特性,蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度等参数随时间而变化的规律。,放电特性,复习,放电终了的特征 1）单格电压放电至终止电压（1.75V） 2）电解液密度降至最小许可值（约1.11g/cm3） 蓄电池允许的放电终止电压与放电电流强度有关，放电电流越大，则放完电的时间越短，而允许的放电终止电压越低。,复习,单元二 蓄电池,蓄电池的工作特性,3 充电特性,蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压Ue和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。,充电特性,复习,充电终了的特征 1）蓄电池内产生大量气泡，即出现沸腾现象（电解水2H2O=2H2 +O 2）。 2）端电压上升到最大值（2.7V），且2h内不再增加。 3）电解液密度上升到最大值，且23h内不再增加。,复习,单元二 蓄电池,一蓄电池的容量,1 容量,蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能放出的电量，用“C”表示。,2 额定容量,额定容量完全充足电的蓄电池，在电解液温度为25时，以20 h放电率连续放电，直至单格电压降到1.75V时为止，蓄电池所输出的电量称为额定容量。,单元二 蓄电池,二 影响蓄电池容量的主要因素,（1）放电电流 （2）电解液温度 （3）电解液的纯度 （4）电解液密度 （5）极板构造,（1）放电电流 1）If单位时间生成硫酸铅孔 隙堵塞，活性物质 利用率低C 2）If单位时间消耗硫酸电解液密度下降快C 注意每次启动发动机时间不得超过 5S，再次启动时间间隔15S以上。,（2）电解液的温度 温度粘度渗入极板困难，活性物质利用率 C；同时，粘度内阻内压降端电压C。,（3）电解液的纯度 纯度不好的电解液明显减少蓄电池的容量。 含有1%的铁，蓄电池在一夜内就会放完电。,（4）电解液密度 电解液密度电动势E，电液渗透能力，参加反应的活性物质C 过高，粘度，内阻，极板硫化C 实践证明电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量。冬季使用的电解液，在不使其结冰的前提下，尽可能采用稍低的电解液密度。,（5）极板构造 极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高。 极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。 同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大,影响蓄电池容量的主要因素,放电电流与容量的关系,影响蓄电池容量的主要因素,温度与容量的关系,密度与容量的关系,蓄电池常见的故障、使用与维护,教学目的要求： 通过学习掌握蓄电池的故障及检测方法，学会对蓄电池的维护及储存方法。 主要教学内容： 一、蓄电池的检查 二、蓄电池常见的外部故障 三、蓄电池常见的内部故障 四、蓄电池的维护 教学重点、难点： 1、蓄电池的维护 2、蓄电常见的内部故障,复习一下,一、蓄电池的检查,1、目测或用玻璃管检查电解液液面的高度液面应高出极板上沿15mm，在minmax之间,2、用密度计测量电解液密度 1)应同时测出电解液温度，以将测得的密度值换算到25度进行修正 2)25 =t +(t25) 3)实际经验：电解液相对密度每减少0.01，相当于蓄电池放电6%，故可估算出放电程度。,一、蓄电池的检查,3、用高率放电计检测放电程度 测12V电池，蓄电池充满电，密度在1.24g/cm3 ，接入时间10S15S； 1）电压能保持在：10.5V11.6V以上，存电量为充足,蓄电池无故障； 2）电压能保持在：9.6V10.5V，存电量为不足,蓄电池无故障； 3）电压降到：9.6V以下，存电量严重不足或蓄电池有故障,一、蓄电池的检查,一、蓄电池的检查,密度计测量,高率放电计测量,4、 新型蓄电池的检测方法 1）静止电动势测试 先消除“表面充电”现象，再用万用表测开路电压 2）新式12V高率放电计测试,一、蓄电池的检查,二、蓄电池常见的外部故障,1、 容器破裂 2、 封口胶破裂 3、 极桩螺栓和螺母腐蚀 4、 蓄电池爆炸,三、蓄电池的维护,1、 蓄电池的正确使用 2、 蓄电池的正确维护（保养） 3、 干荷电蓄电池的使用与维护,1）大电流放电时间不宜过长 2）充电电压不能过高 3）防止过放电和欠充电 4）冬季调整电解液密度，防结冰,1、蓄电池的正确使用,1）保持清洁 2）连接牢靠：定期检查松动情况 3）检查调整液面高度（定期） 4）检查调整液面密度（定期）冬季密度不能过低（易冻结）,2、蓄电池的正确维护,5）及时充电：放完电电池24小时内充电 6）检查并疏通加液孔盖上的通气孔 7）正确使用起动机 8）正确拆装,2、蓄电池的正确维护,初次使用时，加入相应电解液到规定高度，记下密度和温度，静放2030分钟，再测温度和密度，如温度上升不到6度，密度下降不到0.01g/cm3，即可使用。否则需要补充充电。,3、干荷电蓄电池的使用与维护,1、抓及时