汽车电气设备详解 汽车电气设备的组成
汽车电气设备包括电源、点火、起动、信号照明、仪表和辅助电气装置等。
一、电源系统
汽车上用电所需的电能,由发电机和蓄电池两个电源供应。发电机是由汽车发动机带动发电的,附有电压等调节装置,以保证电压等参数的稳定,传统的发电机为直流发电机,现在大都用硅整流交流发电机。
(一)蓄电池
蓄电池是电池中的一种,它的作用是能把有限的电能储存起来,在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。
它用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用1.28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池,叫做二次电池。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用,电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸。
放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)
蓄电池的应用
铅酸蓄电池产品主要有下列几种,其用途分布如下:
起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明;
固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源;
牵引型蓄电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源;
铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力;
储能用蓄电池:主要用于风力、太阳能等发电用电能储存;
蓄电池-主要成份
构成铅蓄电池之主要成份如下: 阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) +水(H2O) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等)
汽车蓄电池的维护保养
很多车主都认为蓄电池是一个很简单的东西,平时也不太注意作维护保养,其实在汽车的日常使用中,蓄电池也算得是最重要的部件之一,马虎不得。
蓄电池的日常使用应注意什么呢?记者特地采访了长青蓄电池有限公司副总经理周永坚及广州市广雄生工贸有限公司总经理徐静雄。周永坚说,蓄电池有启动电池和牵引电池之分,而启动电池又包括免维护电池和“加水”电池。就汽车而言,常用的都是启动电池,因 为它可以使汽车储能,然后瞬间释放,所以说用质量好的启动电池,汽车启动也更为迅速。
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蓄电池的充电
出现下列情况之一时应进行充电:电解液比重降至1.2以下;冬季放电超过25%;夏季放电超过50%;灯光暗淡;启动无力。
有的车主认为,快速充电可以节省时间,只需要3-5个小时。其实不然,快速充电只是迅速把电池表面激活,而实际上电池内部是没有完全充满电的。
除了快速充电之外,还有一种为慢充电,充电时间为10-15个小时,那些深亏电池就必须进行慢充电,否则充电时间不够,充电量不足,会直接影响到汽车的行驶性能。虽说充电是个相当简单的操作,但也有一些注意事项:1.向铅酸电池充电时,要穿上保护衣。2.充电时, 蓄电池附近不能有火花,禁止抽烟。3.对一个或对多个蓄电池并联充电时,充电器电压不要超过16V。
有关蓄电池在使用及保养方面需要注意的一些问题:
(1)蓄电池长久不用,它会慢慢自行放电,直至报废。因此,每隔一定时间就应启动一次汽车,给蓄电池充电。另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来,需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线,要先拔下负极线,或卸下负极和汽车底盘的连接。然后再拔去带有正极标志(+)的另一端,蓄电池有一定的使用寿命,到一定的时期就要更换。在更换时同样要遵循上述次序,不过在把电极线接上去时,次序则恰恰相反,先接正极,然后再接负极。
(2)当电流表指针显示蓄电量不足时,要及时充电。蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反映出来。有时在路途中发现电量不够了,发动机又熄火启动不了,作为临时措施,可以向其他的车辆求助,用它们车辆上的蓄电池来发动车辆,将两个蓄电池的负极和负极相连,正极和正极相连。
(3)电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。
(4)在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液。切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。
(5)在启动汽车时,不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5秒,再次启动间隔时间不少于15秒。在多次启动仍不着车的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。
(6)日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气。倘若蓄电池盖小孔被堵,产生的氢气和氧气排不出去,电解液膨胀时,会把蓄电池外壳撑破,影响蓄电池寿命。
(7)检查电池的正、负级有无被氧化的迹象。可以用热水时常浇电瓶的电线连接处。
(8)检查电路各部分有无老化或短路的地方。防止电池因为过度放电而提前退役。
电动车蓄电池---维护、保养篇
1.蓄电池禁止亏电存放,若用完了闲置几天再充电,极板易出现硫酸盐化,容量下降。
2.定期检查:定期测量单节电池的电压,若其中有一块电池的电压低于10.5V,此时应找维修站检查或修理,以免损坏另外两块好电池
3.电动自行车的设计载重量为75KG,避免带过重的物件,在起步和上坡时请用脚蹬助力
4.冬季电池容量随气温的降低而下降这是正常现象,以20℃为标准,一般-10℃时容量为80%
5.长期保持电池表面的清洁,存放车辆时禁止曝晒,应将车辆停放在阴凉通风干燥处
6.电池需要长时间放置时必须先充足电,一般每一个月补充一次
7.车辆在起步、上坡、超载、顶风时用脚踏加以助力,以免大电流放电
8.充电时要使用专用充电器,放置在阴凉通风处、避免高温和潮湿
9.请勿使用有机溶剂清洗蓄电池外壳
10.请勿将蓄电池正负极端短路,以免发生危险
11.禁止过放电:当仪表盘红色欠压显示灯发光时,表明电量进入饥饿区,应及时充电
12.禁止过充电:充电时间应根据行驶里程长短有所不同,里程越长,充电时间就长,反之则短。
13.蓄电池组若发生故障,请将其送交厂家授权处或有关机构妥善处理。请不要随意丢弃以免造成环境污染
蓄电池使用误区
1.1蓄电池电荷容量与发动机不匹配
根据发动机类型和使用条件合理选用蓄电池的电荷容量,是提高蓄电池的经济性,延长其使用寿命的重要途径之一。起动机起动发动机时,蓄电池输出的电流很大,在一般情况下为150A-200A,在低温(-10℃)起动时输出的电流高达250A-300A。如果蓄电池电荷容量与发动机不匹配,蓄电池电荷容量偏小,则在起动阻力大时,小电荷容量的蓄电池在剧烈放电的情况下,势必加速单位时间内活性物质与硫酸的反应,使蓄电池温度升高,极板因过负荷而弯曲,结果造成活性物质大量脱落,极板早期损坏,从而使蓄电池寿命大大缩短。如果蓄电池电荷容量偏大,虽然不会发生上述问题,但不能充分利用其活性物质,使蓄电池经济性下降。因此蓄电池的电荷容量,一定要与发动机相匹配。通常蓄电池电荷容量的选择,应根据起动机功率、电压和用电设备的负荷而定。
1.2蓄电池并联混用
有些驾驶员在起动发动机时,因原有蓄电池存电不足,就并联上一只充足电的蓄电池共同使用。实际上并联后充足电的蓄电池会以很大的充电电流向存电不足的蓄电池充电,极易造成极板活性物质脱落,影响其使用寿命。同时蓄电池并联后并不能提供给起动机很大的起动电流,更不利于发动机的起动。正确的方法应当是把存电不足的蓄电池拆下,换上充足电的蓄电池,然后再起动发动机。
1.3蓄电池串联混用
在蓄电池使用中,有时会出现新、旧蓄电池串联使用的现象,殊不知,这种做法会缩短蓄电池的使用寿命。因为新蓄电池内的化学反应物质较多,端电压较高,内阻较小(12V新蓄电池内阻只有0.015-0.018Ω);而旧蓄电池端电压较低,内阻较大(12V旧蓄电池的内阻在0.085Ω以上)。如果将新、旧蓄电池串联混用,那么在充电状态下,旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压,结果造成新蓄电池充电尚未充足而旧蓄电池充电早已过高;在放电状态下,由于新蓄电池的电荷容量比旧蓄电池的电荷容量大,结果造成旧蓄电池过量放电,甚至造成旧蓄电池反极。因此对蓄电池决不能新、旧混用。
另外,不同电荷容量的蓄电池也不能串联混用,因为两种电荷容量不同的蓄电池串联使用时,往往会使电荷容量小的蓄电池过量充电或放电,缩短其使用寿命。
1.4柴油车蓄电池单格损坏仍继续使用
由于柴油发动机压缩比较大,所需起动转矩也较大,所以一般柴油机均采用24V电压起动,以提高起动机的比功率,但发电机和全车用电设备仍用12V电压,因此柴油车电路中装有电压转换开关,起动时转换开关将两只12V蓄电池串联工作,以24V电压供电,在非起动状态时,转换开关又将两只蓄电池恢复为并联工作,以满足12V电压的需要。但当其中一只蓄电池某单格损坏时,有些驾驶员便将其短路后继续使用,这样由于两只蓄电池端电压不等,会造成较大的放电电流和充电电流,导致蓄电池和发电机损坏,因此柴油车上的蓄电池单格损坏后应立即更换或修理,而不可将单格蓄电池短路后继续使用。
1.5忽视疏通通气孔
蓄电池在充放电过程中会产生氢气和氧气,尤其在过充电时,水被电解而产生大量的氢气和氧气。蓄电池加液孔盖上的通气孔就是用来散发这些气体的。平时如果忽视通气孔的疏通,造成通气孔阻塞,蓄电池在化学反应时产生的热量和气体无法散发,会使蓄电池内部温度和压力不断升高,最终导致蓄电池爆炸。因此在日常维护中应注意疏通通气孔,防止脏物堵塞通气孔。
电源总开关使用误区
2.1电源总开关装在蓄电池火线端
有些国产汽车在出厂时没有安装电源总开关。为了安全与方便,有些驾驶、维修人员便加装了手动电源总开关,但却错误地将电源总开关装在了蓄电池的火线端上,因为大多数汽车的电源为负极搭铁,所以这不仅没有起到防范作用,而且会引发新的不安全因素。
2.2盲目对电喷车加装电源总开关
有些驾驶员为了安全起见,在电喷车上加装电源总开关,这种做法有很大的危害性。因为这种汽车上装有电脑,对电源电压要求非常严格,而蓄电池在电路中既能储存电能,又能吸收电路中的浪涌电压和脉冲高电压。如果电源总开关接触不良,会因瞬间高电压而损坏电脑,而且一旦断开电源、总开关,电脑记忆、电子钟等也会失去功能。
2.3盲目切断电源总开关
有些汽车上的电源总开关控制着所有用电设备的通断。在汽车运行过程中,一旦电气设备或线路出现故障,可迅速切断电源总开关以避免故障扩大。可是有些维修人员,在发电机正常运转情况下突然切断电源总开关,企图以此判断发电机发电量是否不足和充电系统是否有故障。由于蓄电池在电系中犹如一个低内阻、大电荷容量的容电器、滤波器。在充电系统正常工作时,它可以吸收和抑制交流发电机可能出现的过电压,如果蓄电池突然被切断,发电机还在工作,会使充电回路中的电流发生突变,在发电机电枢绕组中会感应出一个瞬变高电压,这时由于没有蓄电池起瞬变抑制作用,该瞬变高电压便会给汽车上的电器设备,特别是给作为汽车新技术应用的晶体管、集成电路等电子器件带来较大的危害。
电解液密度、液面高度检查调整误区
3.1电解液密度“宁大勿小”
有些驾驶员认为,电解液密度越大,蓄电池的放电程度就越低,蓄电池的端电压就越高,电荷容量就越大,并且可防止冬季电解液结冰而冻坏蓄电池,因而在调整电解液密度时,不仅使原始电解液密度高于规定值,而且在正常使用中需补加蒸馏水时也习惯补加一些不同密度的电解液,结果使电解液密度越来越高。其实这种做法是非常错误的。
电解液密度作为衡量蓄电池放电程度的一个重要标志,是以原始电解液密度已经确定为前提的,补加不同密度的电解液,只意味着提高原电解液的密度,即使测得的电解液密度较高也不能说明其放电程度就低;提高电解液密度可提高蓄电池端电压和电荷容量是相对而言的,一方面提高电解液密度可以提高蓄电池的电动势,使其端电压和电荷容量增加,但另一方面电解液密度过大,电解液粘度增加、内阻增大,使其渗透能力降低,反而会使蓄电池端电压和电荷容量下降,而且电解液密度过大还会造成极板硫化和隔板腐蚀等多种问题,使蓄电池使用寿命降低。
3.2忽视电解液液面高度的检查
应定期检查蓄电池电解液液面高度。若电解液数量不够,会导致极板上部与空气接触而硫化,降低蓄电池的电荷容量,缩短其使用寿命。一般在冬天半个月检查1次,夏天高温水易蒸发,应每周检查1次。电解液液面高度一般为高出极板防护网10mm-15mm。现在绝大多数蓄电池在外壳上都有电解液液面高度上、下限标记,所以电解液液面只要在规定范围内即可。对于目前广泛使用的免维护蓄电池,虽然使用中不需要添加蒸馏水,但也应结合汽车定期维护检查电解液液面高度,不符合要求时应进行调整。
3.3电解液液面“宁高勿低”
有些驾驶员在给蓄电池加注电解液或补加蒸馏水时,对其液面高度往往采取“宁高勿低”的错误做法。电解液液面过高,在车辆行驶过程中,电解液很容易从通气孔溢出而腐蚀极柱,造成极柱接触不良或早期损坏。聚积在蓄电池盖上的电解液会使正、负极柱连通而构成回路,致使蓄电池自行放电。同时电解液液面过高会造成蓄电池内部压力过大,严重时还会造成蓄电池爆炸。
3.4随意添加蒸馏水
在蓄电池日常维护中,当电解液不足时,一般应补加蒸馏水。但有时电解液减少是由于蓄电池壳体破损出现裂缝或加液孔盖扣不严使电解液泄漏而造成的。而有些驾驶员往往在检查液面高度时不注意区分是因蓄电池壳体破损或其他原因造成电解液泄漏,还是正常损耗,只要电解液液面一降低就加蒸馏水,结果造成电解液密度明显降低,使蓄电池不能正常工作。还有些驾驶员常常在收车后添加蒸馏水,结果所添加的蒸馏水不能与蓄电池原电解液充分混合,因而极易使蓄电池产生自行放电或损坏蓄电池极板,在严寒地区还会造成蓄电池局部结冰现象,影响蓄电池的使用寿命。反之,若在出车前给蓄电池添加蒸馏水,由于汽车在行驶中发电机不断给蓄电池充电,可使所加的蒸馏水与蓄电池内原电解液充分混合,蓄电池性能不会受影响。因此应在出车前添加蒸馏水,而不宜在收车后添加蒸馏水。
3.5随意添加电解液
在汽车使用过程中,经常遇到蓄电池使用一段时间后,出现存电不足、电解液密度减小或缺水的现象。有些驾驶员不懂蓄电池的技术性能,误认为只要添加电解液就可以使其恢复工作能力。殊不知,这样会导致蓄电池电解液密度不断升高,这不但会使其内阻增大,端电压迅速下降,而且还会因电解液黏度增加,渗透能力变差,使蓄电池电荷容量降低。在使用过程中,电解液密度减小并不是硫酸消耗了,而是随着放电的进行,存电量的减小,硫酸逐渐转移到两极板上,与活性物质生成硫酸铅,使电解液密度减小,放电越多电解液密度越小。因此当蓄电池电解液密度下降时,应及时对蓄电池进行补充充电,切勿随意添加电解液。
蓄电池充电误区
4.1新蓄电池不进行初充电
蓄电池的首次充电称为初充电,初充电对蓄电池的使用寿命和电荷容量有很大的影响。若充电不足,则蓄电池电荷容量不高,使用寿命也短;若充电过量,则蓄电池电气性能虽然好,但也会缩短它的使用寿命,所以新蓄电池要小心谨慎地进行初充电。对于普通蓄电池在使用前一定要按充电规范进行初充电。对于干荷电铅蓄电池,按使用说明书,虽然在规定的两年储存期内若需使用,只要加入规定密度的电解液搁置15min,不需要充电即可投入使用。但是,如果储存期超过两年,由于极板上有部分氧化,为了提高其电荷容量,使用前应进行补充充电,充电5h-8h后再用。
4.2蓄电池不进行补充充电
有些驾驶员常忽视对在用车蓄电池的补充充电。由于蓄电池在车上充电不彻底,易造成极板硫化;同时,在使用中充、放电的电量是不平衡的,倘若放电大于充电而使蓄电池长期处于亏电状态,蓄电池极板就会慢慢硫化。这种慢性硫化,会使蓄电池电荷容量不断降低,直到起动无力,大大缩短蓄电池的使用寿命。为使蓄电池极板上的活性物质及时得到还原,减少极板硫化,提高蓄电池电荷容量,延长其使用寿命,对在用车蓄电池应定期进行补充充电。
4.3蓄电池过充电
蓄电池经常过量充电,即使充电电流不大,但电解液长时间“沸腾”,除了活性物质表面的细小颗粒易于脱落外,还会使栅架过分氧化,造成活性物质与栅架松散剥离。
4.4充电时极性充反
由于蓄电池正负极板材料不同,除了活性物质外,负极板还添加了硫酸钡、腐殖酸、炭黑和松香等材料,用来防止负极板收缩和氧化。另外,每个单格蓄电池的负极板数又总是比正极板数多一片,而且负极板比正极板略薄。当进行蓄电池的初充电或补充充电时,若不注意极性,会使蓄电池充反,使正、负极几乎都变成粗晶粒的PbSO4,造成蓄电池电荷容量不足,不能正常工作,甚至导致蓄电池报废。因此,充电时一定要注意极性,切不可极性充反
(二)汽车发电机
隋着汽车技术的进步,汽车的用电量越来越高。20年前,中级轿车的发电机输出功率一般只有500瓦左右,现在一般中级轿车发电机都在1000瓦左右。发电机功率的增加是随着车上用电设备增加而增加的。现在汽车上的发电机都是风冷式发电机,由皮带轮后的风扇吹风进入机壳进行冷却。在现有风冷式发电机构造的限制下,功率的增加必然会导致发电机体积的加大。
1、发电机的功用
发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时(怠速以上),向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电。
2、发电机的分类
汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机,由于交流发电机在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰,目前所有汽车均采用交流发电机,交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类:
A、按结总体结构分五类
(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)
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(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CS—121、CS—130和CS—144三种不同的型号)
(3)带泵交流发电机(和汽车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
(5)永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)
B、按整流器结构分四类
(1)六管交流发电机例JF1522(东风汽车用)
(2)八管交流发电机例JFZ1542(天津夏利汽车用)
(3)九管交流发电机例(日本日立、三凌、马自达汽车用)
(4)十一管交流发电机例JFZ1913Z(奥迪、桑塔纳汽车用)
C、按磁场绕组搭铁形式两分类
(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。
3、交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制方法》的规定,汽车交流发电机型号组成如下:
(1) 产品代号
产品代号用中文字母表示,例:JF——普通交流发电机 JFZ——整体式(调节器内置)交流发电机 JFB——带泵的交流发电机 JFW——无刷交流发电机
(2) 电压等级代号
电压等级代号用一位阿拉伯数字表示,例:1表示12V系统,2表示24V系统,6表示6V系统
(3) 电流等级代号
电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示
(4) 设计序号
设计序号用1~2位阿拉伯数字表示,表示产品设计的先后顺序。
(5) 变形代号
交流发电机以调整臂位置作为变形代号,从驱动端看,调整臂在左边用Z表示,调整臂在右端用Y表示,调整臂在中间不加标记。
三、汽车永磁发电机
汽车发电机是汽车装配的必需品,是汽车电系的主要电源,更是汽车不可分割的重要组成部分,它在正常工作时,对除起动机以外的所有的用电设备供电,并向蓄电池充电,以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。汽车发电机又集高技术、高难度于一身,是保证汽车迅速可靠起动和正常运行的至关重要的产品,是体现汽车的重要标志之一。
车用永磁交流发电机采用国际最新导磁材料----钕铁硼为磁场,与线绕励磁发电机相比:没有黑色金属铸(锻)造的爪极和磁厄,没有漆包线绕制的励磁线圈,没有电刷和集电环。其性能特点主要表现在,可以满足现代汽车在多种情况下对发动机的高标准要求,而且高效节能,无碳刷,可靠性高,对车载电器不产生干扰,并减少电瓶的充、放电频率,延长电瓶的使用寿命,在电瓶完全无电或脱离电瓶的特殊情况下,汽车仍可启动行驶,而且功率大。由于此系列发电机具有低转发电的独特设计,因此,受到广大城市公交系统及长时间低速慢行,频繁启动停车用户的广泛认可与应用。汽车永磁发电机设计,成功的应用到各类汽油机、柴油机为动力的车辆,但根据它的低转速发电特点,更适用于长时间低速慢行的城市公交车、矿山机械、市政道路施工机械等频繁起步停车的车辆。
目前汽车用发电机主要是硅整流发电机,在实践中发现传统励磁硅整流发电机存在很多缺点如:
1.励磁式发电机是通过蓄电池给作为转子的电磁铁线圈供电后,产生磁场,才具备发电功能。这样在其输出电能时自身将有20%的能源消耗;
2.励磁式发电机用于励磁的集电环与碳刷易磨损,寿命短,故障率高,长时间摩擦必须定期更换;
3.转子内部的电磁铁线圈在工作时易发生烧毁、断线是售后服务比例中的40%的病因;
4.随着市场上价格漆包线的上涨,其制造成本比较高;
5.励磁式发电机的转子是由轴、爪极、铜线绕组、尼龙骨架、碳刷、集电环、弹簧、导电板、绝缘垫等十几种元件组装而成。生产过程需要30几道工序,加工难度大等等。
通过研发与设计实现了永磁发电机在0-15000转及汽车高温环境下的正常工作,其优越性非常突出如:
(1)无蓄电池发电. 因其转子是永久性的磁体无须励磁电流,只要其在发动机带动下转动即可发电,节约了能源,与相同体积的励磁式发电机相比,同等情况下可获得输出的功率高出一倍,并且当汽车在行进中蓄电池损坏时汽车的供电系统仍可正常工作,即使无蓄电池只要摇转发动机或溜车均可实现点火运行;
(2) 低速供电性能好,电压调整率小。低速供电时,在电磁参数相同的情况下,硅整流发电机“零电流”时永磁发电机可以对外输出3A~5A节省下来的“励磁 电流”,对、大大改善了低速供电性能。制造工艺简单,加工方便,漏磁小,直轴和交轴电枢反应电抗小,电枢反应弱,因而电压调整率小,其外特性较为平坦,高速供电时,输出电压稳定性也很好。
(3)结构简单,性能更加稳定。永磁发电机在转子结构上只有轴、爪极、薄片式钕铁硼、磁钢,简化了加工工序。与同功率发电机相比,重量也减少25%,延长了轴承的使用寿命,并有效的降低了电刷与集电环摩擦产生的无线电干扰,省去了由于电刷磨损而更换的烦恼;永磁发电机避免了电励磁发电机的励磁绕组易烧毁、断线及碳刷、滑环易磨损等问题。电子稳压器与发电机联为一体,使发电机整体实现直流输出,体积小、重量轻,使用维护方便。
(4)环境适应性强。该发电机无电励磁绕组、无碳滑环结构,能在潮湿或灰尘尘多的恶劣条件下运行;无需外加励磁电源,发电机只要旋转就能发电,提高了可靠性;永磁发电机无碳刷、滑环结构,消除了碳刷与滑环之间摩擦而产生的无线电干扰,消除了电火花,也能适合在爆炸性危险程度较高的环境中工作。
(5)延长蓄电池使用寿命。首先,永磁发电机具有很好的低速充电性能,可使蓄电池经常处于充足电状态,能有效防止蓄电池的极板硫化。第二稳压精度高,不欠充电,也不会过充电,在充电过程中始终保持微量出气状态,不会产生大量的气泡,这样既不损耗大量的电解液和污染蓄电池表面,同时也有效地避免了因剧烈出气而造成的活性物质脱落,从而提高了蓄电池寿命。第三,三相半波可控整流稳压电路实质上是一个斩波式的开关稳压器,工作时,斩掉(截止)部分波,导通部分波,截止瞬间,即停止充电,蓄电池极化迅速消除,若有负载,则蓄电池还要放电,相当于反充电,极化消除效果会更好,为导通瞬间充电提供了非常好的条件,在导通瞬间、高幅值的脉冲充电电流,可使极板上的活性物进行充分的电化学反应,有较强的去硫化和激活作用,因而蓄电池的容量可增加,从而延长了蓄电池使用寿命。
(6)体积小、重量轻、比功率大、价格合理、用途广。采用高磁能积,高剩磁感应强度及矫顽力,去磁曲线为直线的钕铁硼稀土永磁材料的转子结构,使得发电机内部结构设计排列得很紧凑,体积小、重量轻。永磁转子结构的简化,还使得转子转动惯量减少,实用转速增加,比功率(即功率、体积之比)达到一个较高的值。发电机不仅具有稳压功能,而且还可输出直流电,给蓄电池充电,或直接驱动需用直流电的刮雨器、暖风机、电喇叭等。
(7)采用可控硅整流稳压技术。整流和控制系统采用可控硅与脉冲式开关稳压器,由于车用发电机功率大,额定输出电压为14V或28V,因此输出电流大,电流越大,发热越多。经检验证明它的稳压精度、负载特性及转速特性已达到国家标准,可控硅整流稳压电路的耗电量要比整流桥电路的耗电量低,减少发热量,提高子输出功率,而且该电路集稳压、整流于一体,大大降低了成本。
(8)提高发电效率,减少工作损耗。因其设计的改进,永磁发电机采用钕铁硼永磁体励磁,由于不需要电励磁绕组的电能消耗,仅此一项即可提高效率10%~15%。由于采用永磁转子,没有电励磁发电机的励磁线圈、碳刷和集电环之间的机械损耗,转子在两口轴承间无接触旋转,不在产生任何摩擦,大大延长了养护的周期及发生故障的几率,省去了励磁电流产生的无功损耗及电刷压降,减小了铁损,增大了导磁率,所以使发电机的输出功率又可提高5%以上。
二、点火系统:
用以保证准时而可靠地点燃汽油机中的可燃混合气(见汽车发动机详解之点火系统)。
三、起动系统
由直流电动机、传动装置和控制机构3部分组成。 能使发动机在各种气候下可靠地用电力起动机起动。
一、直流电动机
直流电动机就是将直流电能转换成机械能的电机。
直流电动机的分类
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同,直流电机可分为下列几种类型。
1.他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系,而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机,接线如图(a)所示。图中M表示电动机,若为发电机,则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2.并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联,接线如图(b)所示。作为并励发电机来说,是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电;作为并励电动机来说,励磁绕组与电枢共用同一电源,从性能上讲与他励直流电动机相同。
3.串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后,再接于直流电源,接线如图(c)所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
4.复励直流电机
复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组,接线如图(d)所示。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反,则称为差复励。
不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式,直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
直流电动机的特点
(一)调速性能好。所谓“调速性能”,是指电动机在一定负载的条件下,根据需要,人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级调速,而且调速范围较宽。
(二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此,凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械,例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等,都用直流电动机拖动。
直流电动机的工作原理
大致应用了“通电导体在磁场中受力的作用”的原理,励磁线圈两个端线同有相反方向的电流,使整个线圈产生绕轴的扭力,使线圈转动。
要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,关键在于:当线圈边在不同极性的磁极下,如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换, 即进行所谓“换向”。 为此必须增添一个叫做换向器的装置,换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向,就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理。
直流电动机的构造
分为两部分:定子与转子。记住定子与转子都是由那几部分构成的,注意:不要把换向极与换向器弄混淆了,记住他们两个的作用。
定子包括:主磁极,机座,换向极,电刷装置等。
转子包括:电枢铁芯,电枢绕组,换向器,轴和风扇等。
直流电动机四种励磁方式各自的特点
直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关,通常直流电动机的励磁方式有4种:直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。掌握4种方式各自的特点:
1,直流他励电动机:
励磁绕组与电枢没有电的联系,励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
2,直流并励电动机:
并励绕组两端电压就是电枢两端电压,但是励磁绕组用细导线绕成,其匝数很多,因此具有较大的电阻,使得通过他的励磁电流较小。
3,直流串励电动机:
励磁绕组是和电枢串联的,所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降,励磁绕组的电阻越小越好,所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成,他的匝数较少。
4,直流复励电动机:
电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。
二、万向传动装置
万向传动装置的作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴,并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下,仍能可靠地传递动力。
它主要由万向节、传动轴和中间支承组成。安装时必须使传动轴两端的万向节叉处于同一平面。
万向传动装置的类型
万向传动装置可分为闭式和开式两种.
1.闭式万向传动装置采用单万向节,传动轴被封闭在套管中,套管与车架做球铰连接,而与驱动桥固定连接.其最大特点是:传动着外壳作为推力管来传递汽车的纵向力,从而时传动轴外壳起到了悬架系统导向机构中纵向摆臂的作用,这对于其后悬架拆用螺旋弹簧作为弹性元件是十分必要的.
2.开式万向传动装置结构简单,重量轻,现代汽车广泛应用开式万向传动装置,
万向传动装置的应用
万向传动装置在汽车上的应用主要有以下几个方面:
①变速器(或分动器)与驱动桥之间:一般汽车的变速器、离合器与发动机三者合为一体装在车架上,驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变化及汽车在不平路面行驶时引起的跳动,会使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化。
②越野汽车变速器与分动器之间:为消除车架变形及制造、装配误差等引起的其轴线同轴度误差对动力传递的影响,须装有万向传动装置。
③汽车转向驱动桥的半轴是分段的,转向时两段半轴轴线相交巳交角变化,因此要用万向节。
④断开式驱动桥的半轴:主减速器壳在车架上是固定的,桥壳上下摆动,半轴是分段的,须用万向节。
⑤某些汽车的转向轴装有万向传动装置,有利于转向机构的总体布置。
三、控制机构
包括主油路调压阀,手动阀,换档阀及锁止离合器控制阀等,集中安装在自动变速器的阀体上。
四、信号照明系统
为了保证汽车日夜行驶安全,汽车上装有各种信号和照明设备,用来照明道路、驾驶室和车厢内部以及仪表等。信号装置能发出标示车辆宽度、转向、停车制动或倒车等的信号灯光或用音响信号警告行人和其他车辆。有的汽车还装有高温和低压的警告灯、部件故障显示灯和部件工作指示灯以及在雾天行驶时所需要的雾灯。
一、车灯
车灯是什么?
车灯就是指车辆上的灯具。
车灯有哪些种类?
车灯可以分为前车灯,后车灯,转向灯,车牌照明灯等。
各种各样的车灯
前车灯
前车灯在整辆车的前部,普遍有两个,一左一右,成轴对称。它主要起照明作用,前灯发出的光可以照亮车前方的情况,使驾驶者可以在黑夜里安全的行车,前车灯一般有许多种类:卤素前大灯、氙气灯、雾灯、LED灯、日间行车灯以及每部车都配备的转向灯。
后车灯
后车灯在整辆车的后部,由两部分组成,一左一右,成轴对称。后车灯主要是用来提示车辆后方的人(包括行人与驾驶着),后车灯一般有四部分组成:刹车灯、转向灯、倒车灯以及反光条。 转向灯
车牌照明灯
车牌照明灯暗藏在前后两个车牌的上方或左右方。它主要是照明车牌,使人们在黑夜中辨别车辆。当前灯启动时,车牌照明灯自动随之启动。
1、前车灯
卤素前大灯
卤素灯其实就是一类特殊的白炽灯,其原理就是电阻上有电流通过时会发热,当温度足够高时时发出波长在可见光频段的黑体辐射。 卤素灯一般有两种:碘钨灯和溴钨灯,其原理是一样的。白炽灯点亮时,虽然其灯丝温度不超过钨的熔点和沸点,但是仍然会有少量的钨在高温下挥发。 当挥发出来的钨原子遇到较冷的灯泡外壳时,就会凝结沉淀,久而久之灯泡外壳就会堆积一层发黑的钨膜。普通白炽灯用久了外壳发黑就是这个缘故。如果在灯泡里充入一些碘,当灯泡点亮时,碘会挥发成气体,碘蒸气遇到较冷的钨,就会与其反应,生成低沸点的化合物——碘化钨,从而使灯泡外壳沉淀的钨挥发。碘化钨气体遇高温会分解。当碘化钨气体遇到灯丝时,就分解,将钨留在灯丝上,而碘则继续以气体形式在灯丝与外壳之间游离,当它再次来到灯泡外壳时,它又会与外壳上的钨反应…… 这样,一方面灯丝不停地将钨挥发到灯泡外壳上,另一方面碘又不停地把钨搬运回灯丝,这样灯丝挥发消耗的速度大大降低了,灯泡寿命得以延长。于是,可以用碘钨灯制造功率很大的白炽灯,例如1000瓦。如果不加卤素,普通白炽灯如果做到这么大功率,寿命将会很短,难以实用。卤素灯已广泛应用于汽车照明领域。
氙气灯
氙气灯HID就是High intensity Discharge 高压气体放电灯的英文缩写,可称为重金属灯或氙气灯。 它的原理是在UV-cut抗紫外线水晶石英玻璃管内,以多种化学气体充填,其中大部份为氙气(Xenon)与碘化物等惰性气体,然后再透过增压器(Ballast)将车上12伏特的直流电压瞬间增压至23000伏特的电流,经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离,在两电极之间产生光源,这就是所谓的气体放电。而由氙气所产生的白色超强电弧光,可提高光线色温值,类似白昼的太阳光芒,HID工作时所需的电流量仅为3.5A,亮度是传统卤素灯泡的三倍,使用寿命比传统卤素灯泡长10倍。氙气灯已广泛应用于汽车照明领域。
雾灯
装于汽车前部比前照灯稍低的位置,用于雨雾天气行车时照明道路。因为雾天能见度低,驾驶员视线受到限制。灯光可增大运行距离,特别是黄色防雾灯的光穿透力强,它可提高驾驶员与周围交通参与者的能见度,使来车和行人在较远处发现对方。
LED灯
Light Emitting Diode,简称LED,中文名称叫发光二极管。LED灯带则是指把LED组装在带状的FPC(柔性线路板)或PCB硬板上,因其产品形状象一条带子一样而得名。有没有LED灯是辨别好车与孬车的捷径。
日间行车灯
日间行车灯应在车辆发动机启动后自动开启。天黑后,司机需手动开启常规照明车灯,而日间行车灯随之自动熄灭。日间行车灯可让其他“道路使用者”更容易看清汽车,而且与现行近光车头灯相比能耗更低。日间行车灯只配备在少数好车上,成有好车的象征。
2、后车灯
刹车灯
分为两类:左右刹车灯(两个)和高位刹车灯(一个)
左右刹车灯是后车灯的重要组成部分,一左一右分布在两边的后车灯里。它是红色的,红色有警示的意思。刹车一踩灯就亮(包括手刹)。刹车灯是提示后面车辆自己的车要减慢速度或停车,后面的车就可以提前准备。现在的刹车灯一般是雾灯,可以穿透厚厚的雾。也有用LED灯做刹车灯。
高位刹车灯,一般安装在车尾上部,以便后面行驶的车辆易于发现前方车辆刹车,起到防止追尾事故发生的目的。高位刹车灯作用是警示后面行驶的车辆,从而避免发生追尾事故。没有高位刹车灯的车辆,尤其是底盘较低的轿车和微型汽车在刹车时由于后刹车灯位置较低
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