汽车电气设备构造和维修教学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页课件首页项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点项目四项目四 起动机结构与维修起动机结构与维修项目三项目三 交流发电机结构与维修交流发电机结构与维修项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修项目五项目五 点火系统结构与维修点火系统结构与维修项目六项目六 照明系统结构与维修照明系统结构与维修 项目七项目七 信号灯系统结构与维修信号灯系统结构与维修项目十四项目十四 汽车电气设备线路汽车电气设备线路项目八项目八 电喇叭结构与维修电喇叭结构与维修项目九项目九 汽车仪表结构与维修汽车仪表结构与维修 项目十项目十 汽车报警装置结构与维修汽车报警装置结构与维修项目十一项目十一 辅助电气结构与维修辅助电气结构与维修项目十二项目十二 汽车空调系统结构与维修汽车空调系统结构与维修 项目十三项目十三 防盗系统结构与维修防盗系统结构与维修第2页项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点活动一活动一 汽车电气系统组成汽车电气系统组成活动二活动二 汽车电气系统特点汽车电气系统特点第3页活动一活动一 汽车电气设备组成汽车电气设备组成项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点一、汽车电气设备组成一、汽车电气设备组成汽车电气作为汽车四大组成部分之一，在当代汽车上所占百分比已越来越大。当代汽车电气设备种类和数量繁多，但按照各电器作用归纳起来主要有以下八个子系统：1、电源系统 也称为充电系统，包含蓄电池、发电机、调整器及充电指示装置。其主要作用是给汽车各用电设备提供低压直流电能。2、起动系统 包含起动机及其控制装置。其作用是用于起动发动机。3、点火系统 该系统用于汽油发动机上，其任务是产生高压电火花，点燃汽油发动机汽缸内可燃混合气。4、照明系统包含汽车内外各种照明灯及其控制装置，用来确保夜间行车安全。5、信号系统包含声、光信号及各种行车信号标识灯，用来确保车辆运行时人车安全。6、仪表系统包含各种电器仪表（电流表、电压表、机油压力表、水温表、燃油表、车速及里程表、发动机转速表等）。用来显示汽车运行参数。第4页活动一活动一 汽车电气设备组成汽车电气设备组成7、舒适系统也称为辅助电器系统，包含电动刮水器、空调器、低温开启预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器等。其作用是给驾、乘人员提供舒适工作和乘坐环境。8、微机控制系统 包含汽车动力传动控制、底盘行驶控制、车身控制和信息与通讯控制等，伴随当代汽车技术发展，各控制系统由独立变成了相互联络，组成了汽车局域网络。其作用主要是处理当前汽车使用所面临安全、环境保护、能源问题和提升行驶汽车动力性、舒适性。二、汽车电气设备发展二、汽车电气设备发展伴随汽车技术发展，汽车已经不再是单纯运输工具，它正向着高速、安全、经济、舒适、环境保护、智能化、人性化发展，而汽车电气发展起着至关主要作用。汽车电气技术发展又主要是汽车电子技术发展。电子技术在当代汽车上应用则是以微处理机对各种工作过程控制为主要特点。微处理机实质上是一个比较简单、廉价单片计算机，它把中央处理单元(CPU)、一定容量存放器和输入输出接口电路集成在一块芯片上。微处理器工作时，经过各种传感器接收输入信息，经过分析、计算后再向执行机构发出指令，控制机构动作。项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点第5页活动一活动一 汽车电气设备组成汽车电气设备组成项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点从60年代开始研究汽车电子技术，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。19751985年，主要发展专用独立控制系统，如电子控制汽油喷射、防抱死制动装置等。1985年，主要开发可完成各种功效综合系统及各种车辆整体系统集中控制，这个时代称为汽车电子时代。尤其是汽车电子技术进步，将促使各子系统控制走向集中化，以此形成计算机集中控制系统，这一系统除中心电脑外，甚至包含多达23个微处理器以及大量传感器和执行机构，组成一个庞大而复杂信息交换和电控系统。当前。车用计算机容量已与当代PC机不相上下，计算速度则要求更高。当前来说，微处理机重点应用于下述几个方面：最正确点火时刻控制、最正确空燃比控制、怠速控制、废气再循环控制、安全系统、减振控制系统、操纵系统、信息交换和报警系统、汽车导航系统、语音系统等。其中，微处理技术在发动机工作过程控制、自动变速、动力转向控制、防抱死制动系统、汽车悬架控制系统等方面已取得可喜结果。伴随计算机人工智能化进展，将人工智能用于汽车控制也已不再是遥远事了。国外已研究出装有些人工智能电脑汽车，当汽车运行过程中出现不正常工况时，电脑便会模仿人声音向驾驶员发出警告。第6页活动一活动一 汽车电气设备组成汽车电气设备组成今后汽车电子技术发展主攻方向是不停地提升排放标准；不停地降低燃油消耗；不停地提升安全性；不停地提升舒适性把汽车和外部交通环境结合起来考虑，优化汽车行驶环境，强化交通运输高水平监控，到达深入节油，降低排放，减轻对人们生活压力。当前，应用电子技术对汽车进行适时控制特点是：并非是一两个原因控制；往往是需要多个信息输入，然后，经过信息处理后，才形成准确判断，指令多个执行器协调完成一次控制动作，同时还要求该次控制结果能反馈，以作下次参考，完成汽车适时控制过程。这主要是因为汽车行驶工况改变范围甚宽，情况复杂，仅采取一个模型来处理全部工况要求是不够缘故。比如，发动机排放控制，若考虑全部工况排放量都很低，不超标，即不论是处于什么工况下，如冷起动、暖车、怠速、低速、低负荷、加速、满载、高速、超速、超负荷等各类工况下，则非普通传统方法所能做到，非单纯机械所能完成。另外，有些技术要求已大大突破了当前机械技术所含有能力。比如向车内发出反声波以抵消车内噪音；向发动机支座发出反振波，以降低发动机对车身振动及噪音、提升舒适性诸类等等。总之，电子技术在当代和未来汽车产品技术中主要地位是不能没有和无法代替。项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点第7页活动二活动二 汽车电气系统特点汽车电气系统特点项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点一、汽车电气设备普通特点汽车电气设备众多，但含有以下四个共同特点：1、两个电源 蓄电池和发电机，汽车全部设备均与蓄电池、发电机并联。发电机为主电源，主要提供汽车运行时各用电设备用电；蓄电池为辅助电源，主要供起动机用电。2、低压直流 当代汽油机用12V，柴油机用24V，因为汽车用电设备增多，42 V电源研发已经在进行。3、并联单线 汽车用电设备较多，但均采取并联电路，从电源到用电设备只用一根导线，汽车车身作为一根共用导线。安装在钣金件上、挂车上或非金属车厢板上电器设备则普通采取双线制。4、负极搭铁 为降低蓄电池电缆铜断子在车架、车身连接处电化学腐蚀，提升搭铁可靠性，统一标准，便于汽车电子设备生产、使用和维修，要求汽车电气系统采取单线制时，必须统一电源负极搭铁。第8页活动二活动二 汽车电气系统特点汽车电气系统特点项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点二、汽车电气设备使用特点汽车电气设备在使用过程中，环境对其影响是很大，详细有以下几个方面：1、温度与湿度影响 温度改变包含：外界环境温度和条件使用温度。在我国，外界环境温度改变范围大约是-40+50(阳光下)；条件使用温度与汽车工作时间长短、电子线路布置位置及其本身发烧、散热条件等有亲密关联。就普通情况而言，发动机温度可达100以上，仪表板内壁温度可达60以上，而排气管内温度可达600以上(排气含氧传感器即置于此)。这么高使用温度往往是造成电子元件过热损坏主要原因之一。另外，在严寒地域工作汽车，温度改变较大，如汽车在严寒地域起动后马上行驶时，各部分温度发生急剧改变，冷却液温度从室外-30到起动l0min后升到+80左右；发动机油温也在起动30min后升到80左右。所以电气设备尤其是电子元器件安装要考虑到所安装位置温度环境。湿度增加则会增加水分子对电子元件浸润作用，使电子元器件绝缘性能减弱，加速其老化。第9页活动二活动二 汽车电气系统特点汽车电气系统特点项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点2、电压波动影响正常情况下，汽车电源是波动。在发动机未起动前或转速低于某值时，由蓄电池供电；在发动机转速超出一定转速时，发电机对外供电，给用电设备供电和给蓄电池充电。因为蓄电池放电程度不一样，其输出电压改变较大，同时发电机调整器是用通、断方式来控制发电机励磁电流，输出电压在标准电压附近上下波动，这个波动范围应是从蓄电池端电压到调整器起作用电压之间。比如使用12v电源汽车，低温起动时其蓄电池端电压可低到68v，而发电机高速运转时，则可达14.5v。汽车电器设备在使用过程中开关过程、触点断合、点火脉冲等动作会因为电磁感应而在短时间内产生较高电压，称为脉冲电压，也称为瞬时过电压。瞬时过电压峰值很高，但连续时间很短，对强电设备(如起动机、电喇叭等)危害不大，但对微电子设备及其元件危害较大。所以，在使用有电子控制装置汽车时，需尤其注意瞬时过电压产生及其预防。第10页活动二活动二 汽车电气系统特点汽车电气系统特点3、无线电干扰影响当代汽车上各个电器工作方式不一样，它们之间会以不一样方式彼此侵扰。点火、开关等工作产生脉冲，即是一个干扰。通常全部汽车电器能在车上共同工作而不干扰其它电器正常工作，也能抵抗其它电器于扰能力称为汽车电器相容性。实际上，因为汽车电器间相互干扰不可防止，所以，对汽车电子电路来说，主要是电磁相容性。任何原因激发出电路中振荡，都会经过导线等以电磁波形式发射出去，不但干扰收音机、通信设备，而且对车上含有高频响应特点电子系统电会产生电磁干扰。另外，由车外收发两用机之类无线电设备、雷达、广播电台等发射无线电波，也会干扰汽车上仪器，使电子控制装置失控。所以，汽车上应用计算机(控制器)、传感器、执行器等，应含有良好电磁屏蔽办法，确保电气设备正常工作。4、其它环境影响振动和冲击是汽车行驶过程中不可防止，对电子设备破坏是机械性，会造成脱线、脱焊、触点抖动、搭铁不良等故障。除此之外，还会受到水、盐、油及其它化学物质危害。所以，电子元件应具备对水浸、冰冻承受能力；对盐耐腐蚀性；对沙尘耐脏性；对机油、机油添加剂、汽油和防冻液耐腐蚀性。项目一项目一 汽车电气系统组成与特点汽车电气系统组成与特点第11页 项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理活动二活动二 蓄电池容量及影响原因蓄电池容量及影响原因活动三活动三 蓄电池充电蓄电池充电活动四活动四 蓄电池常见故障及原因分析蓄电池常见故障及原因分析活动五活动五 蓄电池使用、维护与检测蓄电池使用、维护与检测第12页 蓄电池又称二次电池，是一个将所取得电能以化学能形式贮存并可将化学能转化为电能电化学装置。它是当前世界上广泛使用一个化学“电源”，含有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点，是世界上各类电池中产量最大、用途最广一个电池。汽车用蓄电池，至19应用至今，已经有一百多年历史了。在其整个发展历程中，容量、能量密度、材料以及寿命等方面都有了很大改进。进入二十一世纪，伴随电子技术发展及在汽车上应用，人们对环境保护要求越来越高，汽车蓄电池也将伴随电动汽车普及而逐步由起动型转为驱动型。一、汽车用蓄电池作用汽车蓄电池作为汽车上两个电源之一，在汽车上与发电机并联，其主要作用有：1、起动发动机时，向起动系、点火系，以及收音机，点烟器，及惯用灯光等供电。2、当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。3、储蓄电能：当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池充电电压时，蓄电池将发电机剩下电能储存起来。4、过载返回送电：当发电机过载时，蓄电池帮助发电机向用电设备供电。5、电容器功效：蓄电池还能够吸收电路中瞬时过电压，保持汽车电器系统电压稳定，保护电子元件。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第13页 二、对汽车用蓄电池基本要求二、对汽车用蓄电池基本要求汽车用蓄电池最基本功效是必须能够满足起动发动机需要，即在短时间内（5s10s），可供给起动机以强大电流（普通为200800A，有些柴油机可达1500A），故对汽车用蓄电池基本要求是：容量大、内阻小、有足够起动能力和连续供电能力。三、起动型铅酸蓄电池结构三、起动型铅酸蓄电池结构蓄电池种类很多，下面以起动型铅酸蓄电池为例介绍其结构。起动型铅酸蓄电池由3只或6只单格电池串联而成，如图2-1所表示，每只单格电池电压约为2V，串联成6V或12V以供汽车选取，如图2-2所表示，它主要由极板、隔板、电解液、外壳、联条和极柱等组成，下面分别加以介绍。图2-1 单格电池 图2-2 蓄电池结构 活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第14页 （一）极板（一）极板极板是蓄电池关键部分，蓄电池充放电过程中，电能与化学能相互转换依靠极板上活性物质与电解液中硫酸化学反应来实现。极板分正、负极板两种。它由栅架和活性物质组成。如图2-3所表示。图2-3 极板 1、栅架、栅架栅架用于容纳活性物质，并使极板成型，普通由铅锑合金浇铸而成。如图2-4所表示。铅锑合金中，普通加入68.5锑，以提升栅架机械强度并改进其浇注性能。但锑会加速氢析出而使电解液消耗加剧，甚至会引发蓄电池自放电和栅架膨胀、溃烂，缩短蓄电池使用寿命。所以，栅架正向低锑，甚至无锑铅钙锡合金发展。图2-4 栅架 活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第15页 为了降低蓄电池内阻，改进蓄电池起动性能，有些铅蓄电池采取了放射形栅架，图2-5为桑塔纳轿车蓄电池放射形栅架结构。2 2、活性物质、活性物质活性物质就是极板上工作物质，为充放电过程提供不可缺乏离子。正极板上活性物质为深棕色二氧化铅（PbO2），负极板上活性物质为青灰色海绵状纯铅（Pb）。将一片正极板和一片负极板浸入电解液中，可得到2.1V左右电动势。为增大蓄电池容量，常将多片正、负极板分别并联，用横板焊接成正、负极板组。安装时，正负极板组相互嵌合安装，中间插入隔板后装入蓄电池单格内，便形成单格电池，如图2-6所表示。图2-6 极板组 图2-5 放射形栅架 活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第16页 因为正极板活性物质比较疏松，且正极板处化学反应比负极板上化学反应猛烈，反应前后活性物质体积改变较大，为预防因正极板拱曲和活性物质脱落，在每个单格电池中，负极板片数总比正极板多一片。国产负极板厚度为1.8mm，正极板厚度为2.2mm。国外大多采取薄型极板，厚度为1.11.5mm。薄型极板对提升蓄电池比容量（极板单位尺寸所提供容量）和改进起动性能都是很有利。图2-7 隔板 木质隔板因原料丰富、制作简单、价格廉价，曾得到广泛应用。但因其耐腐蚀性能差，已被淘汰。近年来，因为人造材料工业不停发展，其价格大幅下降，且微孔橡胶和微孔塑料隔板耐酸性好，强度高，使用寿命长，而玻璃纤维隔板含有多孔性好，成本低廉等优点，故在实际使用中得以普及。隔板一面平滑，另一面有凹槽。为确保正极板在充、放电过程中化学反应激烈时，而使电解液顺利地上下流通，安装时，带沟槽一面应朝向正极板。这么还能确保活性物质脱落时，能沿槽快速沉至底。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第17页 （三）电解液三）电解液电解液普通由密度为1.84g/cm3专用硫酸和蒸馏水按一定百分比配制而成，它是蓄电池发生化学反应主要物质，为电化学反应提供必要离子。电解液配制应严格选取GB4554-84标准要求二级专用硫酸和蒸馏水。且配置时，一定要把浓硫酸迟缓倒入蒸馏水中，并不停搅拌。电解液密度普通为1.241.33g/cm3，电解液密度过低，冬季易结冰；电解液密度过大，电解液粘度增加，蓄电池内阻增加，而加速隔板、极板腐蚀，使其使用寿命缩短，故应依据当地域气候条件和制造厂要求合理选取。如表2-1所表示。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第18页 电解液相对密度值，随温度改变而改变，普通温度每升高1，相对密度改变值为0.0007 g/cm3。（四）外壳（四）外壳外壳用来盛放电解液和极板组，并使蓄电池组成一个整体。外壳材料有硬质橡胶和聚丙烯塑料两种，由间壁将其分为三个或六个相互分离单格，底部有凸起筋条支撑极板组，凸筋之间空间用来容纳极板脱落活性物质，以防极板短路，如图2-8所表示。图2-8 外壳 橡胶外壳每单格有一个小盖；塑料外壳采取整体盖。普通蓄电池每单格中间有一个电解液加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，以及测量电解液密度、温度和液面高度。平时拧装一个螺塞，螺塞上有一个通气小孔，蓄电池使用时应保持其通畅，方便随时排出蓄电池内化学反应放出氢气（H2）和氧气（O2），防活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第19页 止外壳胀裂和发生事故，如图2-9所表示。图2-9 加液孔盖 图2-10 联条（五）联条（五）联条为提升蓄电池供电电压，用联条将各单格电池串联连接，一个单格电池正极桩与相邻单格电池负极桩采取联条焊接，如图2-10所表示。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第20页 联条连接方式通常有外露式、内部穿壁式或跨接式等，如图2-11所表示。图2-11 联条连接方式为降低蓄电池内阻和质量，当代蓄电池上采取单格电池直接联条。各个单格电池极板连接条经过单格电池间壁以最短距离相互连接，这么可降低因为外部影响造成短路危险。（六）极柱（六）极柱极柱作用是将蓄电池电压引出，第一个单格电池正极板联条与正极柱相连，最终一个单个电池负极板联条与负极柱相连。极柱有锥形、侧置式和L形活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第21页 等，如图2-12所表示。为便于识别，极桩上方或旁边标刻有“+”（或P）、“-”（或N）标识，或者在正极桩上涂红色油漆。二、蓄电池工作原理二、蓄电池工作原理蓄电池工作原理就是化学能和电能相互转化。它分为充电和放电两个过程。如图2-13所表示。图2-12 蓄电池极柱外形 图2-13 蓄电池工作原理 当铅蓄电池接通外电路负载放电时，正极板上PbO2和负极板上Pb都变成了PbSO4，电解液中硫酸变成了水。充电时，正极板上Pb、SO4分别恢复成原来PbO2和Pb，电解液中水变成了硫酸。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第22页 蓄电池化学反应方程式为：当铅蓄电池正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约2.1V静止电动势。此时若接入负载，在电动势作用下，电流就会从蓄电池正极经外电路流向蓄电池负极，这一过程称为放电，蓄电池放电过程是化学能转变为电能过程。充电时，蓄电池正、负极分别与直流电源正、负极相连，当充电电源端电压高于蓄电池电动势时，在电场作用下，电流从蓄电池正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能过程。三、蓄电池工作特征三、蓄电池工作特征蓄电池工作特征包含蓄电池内阻、单格电池电压、额定电压、充电电压、充电特征和放电特征。1、蓄电池内阻反应了它负载能力。在条件相同时，内阻越小，输出电流越大，负载能力越强。蓄电池内阻Ri主要由极板电阻Ri1、隔板电阻Ri2、电解液电阻Ri3和联条电阻组成Ri4，即RiRi1Ri2Ri3Ri4。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第23页 图2-14 放电特征 5 5、蓄电池放电特征、蓄电池放电特征是指恒流放电过程中，蓄电池端电压Uf和电解液密度25随时间f而改变规律。将一只完全充分电蓄电池以20h放电率电流进行恒流放电，在放电过程中，每隔一定时间，测量其单格电池端电压和Uf和电解液密度25，便可得到其放电特征曲线，如图2-14所表示。3 3、单格电池额定电压、单格电池额定电压 单格电池额定电压为2V，整个蓄电池额定电压为单格电池额定电压与串联单格电池数乘积。24V汽车电系电压，可由2个12V蓄电池串联而得到。4 4、充电电压、充电电压 又叫起泡电压，即高于此电压时，蓄电池水分解为氢气和氧气，而显著冒气泡，不一样蓄电池充电电压有所不一样，12V蓄电池普通应限制在14.114.7V，免维护蓄电池充电电压普通应限制在13.814.1V。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第24页 开始放电阶段，因为极板孔隙内硫酸快速消耗，电解液密度快速下降，浓差极化增大，端电压由2.14V快速下降至2.1V；当极板孔隙外向孔隙内扩散硫酸与孔隙内消耗硫酸到达动态平衡时，孔内外电解液密度一起迟缓下降，所以端电压迟缓下降至1.85V；伴随放电继续，当放电靠近终了时，电化学极化、浓差极化、欧姆极化显著增大，端电压由1.85V快速下降至1.75V，此时应停顿放电。假如此时继续放电（过分放电），会在孔隙中生成粗结晶PbSO4，而使极板损坏，蓄电池容量下降，故应尽可能防止。当停顿放电后，缘于极板孔隙中电解液和壳体内电解液相互渗透趋于平衡，而使端电压有所回升。图2-15 充电特征 6 6、蓄电池充电特征、蓄电池充电特征 是指在恒流充电过程中，蓄电池端电压UC和电解液密度25 随时间C而改变规律，如图2-15所表示。以一定充电电流IC给一只完全放完电蓄电池充电，在充电过程中，每隔一活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第25页 定时间，测量其单格电池端电压和Uf和电解液密度25，便可得到其充电特征曲线，从充电特征曲线能够看出：充电时，电解液密度25按直线规律上升。这是因为恒流充电，电流值一定，故化学反应速度一定，单位时间内生成硫酸量一定。开始充电时，极板孔隙内快速生成硫酸，浓差极化增大，端电压快速上升；伴随充电进行，孔隙内生成硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成速度与扩散速度到达平衡时，端电压随电解液密度改变而迟缓上升至2.4V；充电末期，端电压快速上升到2.7V左右，且维持23h不变，电解液呈沸腾状态。当充电靠近终了时，PbSO4已基本还原成PbO2和Pb，这时，过剩充电电流将电解水，使正极板附近产生O2从电解液中逸出，负极板附近产生H2从电解液中逸出，电解液液面高度降低。所以，铅蓄电池在使用过程中需要定时补充蒸馏水。蓄电池充电终了特征是：（1）蓄电池产生大量气泡，即所谓沸腾 （2）端电压和电解液密度均上升至最大值，且23h内不再增加。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第26页 四、汽车用蓄电池类型四、汽车用蓄电池类型当前燃油汽车上使用蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第27页铅蓄电池因为结构简单、价格廉价、内阻小、铅蓄电池因为结构简单、价格廉价、内阻小、能够短时间供给起动机强大起动电流而被广泛采能够短时间供给起动机强大起动电流而被广泛采取。铅蓄电池又能够分为普通铅蓄电池、干荷电取。铅蓄电池又能够分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。第28页 （一）干荷电蓄电池（一）干荷电蓄电池干荷电蓄电池是指极板处于干干荷电蓄电池是指极板处于干燥已充电状态和无电解液贮存蓄燥已充电状态和无电解液贮存蓄电池。电池。它外观、内部零件结构及使用它外观、内部零件结构及使用效果与普通蓄电池基本相同，如效果与普通蓄电池基本相同，如图图2-162-16所表示。二者根本区分在所表示。二者根本区分在于前者极板在干燥状态下能较长于前者极板在干燥状态下能较长久地保留制造过程中所得到电荷。久地保留制造过程中所得到电荷。干荷电蓄电池和普通蓄电池相干荷电蓄电池和普通蓄电池相比，自放电小，贮存期长，因而比，自放电小，贮存期长，因而被大批量生产和使用。被大批量生产和使用。图2-16 干荷电蓄电池 活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第29页（二）湿荷电蓄电池湿荷电是指极板为荷电状态，带有少许电解液，而大部分电解液被吸入极板和隔板中贮存一个蓄电池。它与普通蓄电池不一样之处于于，采取极板群组化成后浸入相对密度为1.350g/cm3，内含0.5%（质量比）硫酸钠稀硫酸溶液中浸渍10min，离心沥酸后不经干燥即密封而成湿荷电蓄电池。第30页 （三）免维护蓄电池（三）免维护蓄电池免维护蓄电池又称MF（Maintenance-Free）蓄电池，是指在汽车合理使用期间，不需要对蓄电池进行加注蒸馏水、检测电解液液面高度、检测电解液密度等维护作业，如图2-17所表示。免维护蓄电池内部安装有电解液密度计，可自动显示蓄电池存电状态和电解液液面高低。图2-17 免维护蓄电池结构 假如密度计观察窗呈绿色，表明蓄电池存电充分，可正常使用；若显示深绿色或黑色，表明蓄电池存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已靠近报废。如图2-18所表示。图2-18 内装式密度计工作示意图活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第31页 各种铅蓄电池特点见表2-3。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第32页 五、蓄电池型号五、蓄电池型号按机械工业部颁发JB259993铅蓄电池产品型号编制方法标准要求，铅蓄电池型号分为三部分，见表2-4。其中，蓄电池类型采取其用途加以划分。如“Q”表示起动用蓄电池；“M”表示摩托车用蓄电池；而“N”表示内燃机用蓄电池。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第33页 蓄电池特征部分，当产品同时含有两种特征时，标准上按表2-5次序将两个代号并列标示。蓄电池特殊性能部分，置于型号末尾。如G表示薄型极板高起动率蓄电池，S表示采取工程塑料外壳、电池盖及热封工艺蓄电池。比如：6-QA-60：6个单格电池组成，额定电压为12V、额定容量60Ah起动型干荷电铅蓄电池；6-QAW-60：6个单格电池组成，额定电压为12V、额定容量为60Ah起动型干荷电免维护蓄电池。活动一活动一 蓄电池结构与原理蓄电池结构与原理项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第34页 蓄电池容量C是指在要求放电条件下（一定放电电流、一定终止电压和一定电解液温度下），完全充分电蓄电池所能够输出电量。它是标注蓄电池对外放电能力、衡量蓄电池质量优劣以及选取蓄电池主要指标。一、蓄一、蓄电电池容量分池容量分类类蓄电池容量依据其使用条件不一样能够进行以下划分。1 1、理、理论论容量容量 假定活性物质全部参加放电反应，由活性物质质量按法拉第电化当量定律计算所得容量。2 2、实际实际容量容量C C 蓄电池实际放出电量。恒流放电时，C=Iftf。实际容量总小于理论容量。3 3、额额定容量定容量 国家标准GB5008.1-91起动用铅蓄电池技术条件要求：完全充分电蓄电池在电解液温度为252条件下，以20h放电率放电电流（0.05C20）连续放电至12V蓄电池端电压降到10.50.05V时输出电量。额定容量是检验蓄电池质量主要指标，在蓄电池型号中表达。如6-QA-105即表示额定容量为105Ah。4 4、贮备贮备容量容量 活动二活动二 蓄电池容量及其影响原因蓄电池容量及其影响原因项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第35页 国家标准GB5008.191起动用铅蓄电池技术条件要求：完全充分电蓄电池在电解液温度为252条件下，以25A电流连续放电至12V蓄电池电压降到10.50.05V时，放电所连续时间，计量单位为min。贮备容量表示了在汽车电源系统统出现故障时，蓄电池尚能向外电路提供25A电流能力。5 5、起、起动动容量容量 起动容量表示蓄电池在发动机起动时供电能力，分为低温起动动容量和常温起动容量：低温起动容量是指电解液在18时，以3倍额定容量电流连续放电至单格电压下降至1V所放出电量。连续时间应在2.5min以上；常温起动容量是指电解液在30时，以3倍额定容量电流连续放电至单格电压下降至1.5V所放出电量。连续时间应在5min以上。二、影响容量原因二、影响容量原因蓄电池容量不是一个定值，它与各种原因相关，详细表示在产品结构原因和使用条件两方面。（一）（一）产产品品结结构原因构原因对对容量影响容量影响极板上活性物质数量、极板厚度、极板面积、极板中心距、活性物质孔率等对容量都有一定影响。活动二活动二 蓄电池容量及其影响原因蓄电池容量及其影响原因项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第36页 理论上说，普通活性物质数量越多，容量越大。不过，实际上活性物质利用率只有60左右，一旦活性物质数量确定后，则可经过增大极板面积以提升其利用率。，从而增大容量。国产蓄电池基本极板面积已基本统一，每对极板面容量为7.5Ah，故经过极板数量N计算极板容量C207.5（N-1）。极板越薄，活性物质利用率就越高，容量就越高，反之亦然；极板面积越大，同时参加化学反应活性物质就越多，容量越大；中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大；活性物质孔率普通来说活性物质孔率越大，电解液扩散渗透更轻易，容量越大，但孔率过分增大会造成活性物质降低，而造成容量降低。（二）使用原因（二）使用原因对对容量影响容量影响蓄电池放电电流、电解液温度、电解液密度等使用原因对容量影响以下：伴随放电电流If增大，蓄电池电化学极化、浓差极化、欧姆极化变强，使蓄电池端电压下降变快，而使放电时间缩短。伴随If增大，单位时间内生成硫酸铅增多，而造成孔隙堵塞，使活性物质利用率低，从而造成C降低；另外伴随If增大，单位时间消耗硫酸量增多，使电解液密度下降快，容量C减小。故在起动发动机时候，应该要确保每次起动发动机时间不得超出5s，再次起动时间间隔15s以上。活动二活动二 蓄电池容量及其影响原因蓄电池容量及其影响原因项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第37页 当蓄电池温度降低时，电解液粘度随之增大，而造成离子渗透极板困难，使活性物质利用率低而造成蓄电池容量C降低；与此同时，伴随电解液粘度增大，蓄电池内阻增大，而造成内压降增高，端电压值降低，使C深入减小。所以冬季时候要对蓄电池保暖，以确保其有足够容量。伴随电解液密度增大，蓄电池电动势E增大，电解液渗透能力增强，使参加反应活性物质量增多，而使蓄电池容量C增大。不过当密度过高时，会使电解液粘度增大，使其内阻增大，而加剧极板硫化，造成蓄电池容量降低。实践证实，电解液密度偏低有利于提升放电电流和容量。所以，冬季使用电解液，在不使其结冰前提下，应尽可能采取稍低电解液密度。另外应考虑车辆在用地域温度，因为温度高低会影响电解液密度。活动二活动二 蓄电池容量及其影响原因蓄电池容量及其影响原因项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第38页 充电是蓄电池使用过程中延长使用寿命一个主要步骤，放电后蓄电池必须经过充电才能重新投入使用。新蓄电池和修复后蓄电池在首次使用前必须进行初充电；在蓄电池正常使用过程中，为了延长蓄电池使用寿命，还要进行一些必要补充充电、均衡充电等。一、充一、充电电方法方法蓄电池充电必须依据不一样情况选择恰当方法，而且正确得使用充电设备，以提升工作效率，并延长充电设备和蓄电池寿命。通常蓄电池充电方法以下3种：（一）恒流充（一）恒流充电电是指在充电过程中，充电电流保持不变（经过调整电压，确保电流不变）充电方法。它广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。恒流充电适应性强，可任意选择和调整充电电流大小，有利于保持蓄电池技术性能和延长使用寿命，其缺点是充电时间长，要经常调整充电电流。活动三活动三 蓄电池充电蓄电池充电项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第39页活动三活动三 蓄电池充电蓄电池充电 （二）恒压充电（二）恒压充电 是指在充电过程中，充电电压保持恒定不变充电方法，它是蓄电池在汽车上由发电机对其充电方法。（三）脉冲快速充电（三）脉冲快速充电 脉冲快速充电过程是：先用0.81倍额定容量大电流进行恒流充电，使蓄电池在短时间内充至额定容量5060，当单格电池电压升至2.4V，开始冒气泡时，由充电机控制电路自动控制，开始脉冲快速充电，首先停顿充电25ms（称为前停充），然后再放电或反向充电，使蓄电池反向经过一个较大脉冲电流（脉冲深度普通为充电电流1.53倍，脉冲宽度为1501000s），然后再停顿充电40ms（称为后停充），而后按着正脉冲充电前停充负脉冲瞬间放电后停充正脉冲充电循环进行，直至充分电为止。脉冲快速充电优点是充电时间可大大缩短（新蓄电池充电仅需5h，补充充电需1h）。但蓄电池寿命有一定影响，而且脉冲快速充电机结构复杂，价 格 昂 贵，故 适 合 用 于 电 池 集 中、充 电 频 繁、要 求 应 急 场 所。项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第40页 二、充电种类二、充电种类 依据充电目标不一样，蓄电池充电可分为初充电、补充充电、去硫化充电、间歇过充电和循环锻炼程度（一）初充电（一）初充电 对新蓄电池或更换极板后蓄电池进行首次充电。其目标是恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质因迟缓放电和硫化而失去电量。初充电特点：充电电流小，充电时间长，必须彻底充分。（二）补充充电（二）补充充电补充充电是指对使用中蓄电池在无故障前提下，为保持或恢复其额定容量而进行正常保养性充电。普通汽车用蓄电池应每隔12个月从车上拆下来进行一次补充充电，使用中，如发觉以下现象之一时，必须及时进行补充充电：电解液相对密度降至1.15g/cm3以下时；冬季放电量超出25，夏季超出50时；前照灯灯光比平时暗淡，起动无力时；单格电池电压降到1.70V以下时。（三）间歇过充电（三）间歇过充电间歇过充电又称预防硫化过充电，是防止使用中极板硫化一个预防性充电。普通应每隔3个月进行一次。活动三活动三 蓄电池充电蓄电池充电项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第41页 充电方法是先按补充充电方式充分电，停歇1h后，再以减半充电电流进行过充电，即出现“沸腾”现象为止。如此重复，直至充分电为止。铅蓄电池外部故障轻易觉察，现象比较显著，可经过简单修补、除污、紧固等方法进行修复；而内部故障则不易觉察，只有在使用或充电时才出现一定症状，一旦产生就不易排除。所以在使用中应以预防为 图2-19 普通铅蓄电池外部故障主，尽可能防止内部故障产生。内部故障则包含极板硫化、活性物质脱落、自行放电、极板短路和栅架短路等。一、极板硫化一、极板硫化 蓄电池长久充电不足或放电后长时间未充电，极板上生成白色粗晶粒硫酸铅PbSO4现象，叫做硫酸铅硬化，简称“硫化”。粗晶粒硫酸铅导电性差，正常充电极难还原，晶粒粗，体积大，且会堵塞活性物质孔隙，而妨碍电解液渗透和扩散，使蓄电池内阻增大，以至于在起动发动机时，不能提供强大电流，造成不能起动活动四活动四 蓄电池常见故障及原因蓄电池常见故障及原因项目二项目二 蓄电池结构与维修蓄电池结构与维修 第42页 故障。1、故障特征：、故障特征：放电时，内阻大，电压急剧下降，不能连续供给起动电流；充电时，内阻大，单格电池充电电压高达2.8V以上，密度上升慢，温度上升快，过早出现“沸腾”现象。2 2、产产生生原原因因：蓄电池长久充电不足或放电后不及时充电，当温度改变时，硫酸铅发生再结晶；蓄电池液面过低，电解液不足，极板上部与空气接触发生氧化后与电解液接触，而生成