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1、项目二 电源系统检修,本项目的具体任务： 任务1 蓄电池维护 能力培养目标 ： 1能够对蓄电池技术状况进行检查和维护 2能用充电机对蓄电池充电 3能够对蓄电池常见故障进行检测、诊断和排除,任务一 汽车电气系统基本构造及特点,任务引入 一台汽车停放半年后，不能正常起动发动机。打开汽车前大灯，灯光暗淡；按喇叭，声音微弱沙哑。这表明蓄电池电量不足，应对其进行充电。汽车上的蓄电池出现故障应如何解决？对蓄电池又如何正确的使用和维护？,任务分析 为了正确使用、维护蓄电池，并在蓄电池出现故障时迅速将故障排除，必须要了解蓄电池的功用和分类，掌握蓄电池的结构及工作原理，在此基础上，通过综合的分析故障原因，将其排
2、除。,任务相关知识：,任务相关知识 一、蓄电池的功用 （1）起动供电 发动机起动时，蓄电池向起动机提供强大的起动电流，同时还向点火系、仪表系供电。 （2）怠速供电 发电机电压较低或不发电、发动机超低速运转或停转时，蓄电池向用电设备供电，同时还向交流发电机励磁绕组供电。 （3）过载供电 当发电机过载时，蓄电池能协助发电机向用电设备供电。 （4）储存电能 发动机高速运转，正常供电的同时，蓄电池将发电机剩余电能转换为化学能储存起来。 （5）充当电容 蓄电池相当于一个大容量的电容器，它不仅能够保持汽车电气系统电压的稳定，还可以吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元器件。,二、蓄电池的分类 根据电解液的
3、不同可以分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类。车用蓄电池一般为起动型铅酸蓄电池，电解液是稀硫酸溶液。 根据加工工艺的不同可分为普通型、干荷电型、湿荷电型和免维护型等。干荷电型蓄电池，除具有普通型蓄电池的全部功能外，其主要特点是新的蓄电池内部没有电解液，极板是干的且处于荷电状态，使用时，加足电解液即可，不需进行初充电；湿荷电型蓄电池的极板为荷电状态，内部有少量电解液，大部分电解液被极板和隔板吸收；免维护蓄电池，是在汽车合理使用过程中，不需要添加蒸馏水。,三、普通蓄电池的构造 铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、电解液、壳体、铅联条、接线柱等部分组成。壳体一般分成三个或六个单格，每个单格注入电解液，
4、插入正、负极板即成为单格电池。每个单格电池的额定电压为2V。目前汽油车普遍采用12V电源，重型柴油车多采用24V电源。蓄电池结构如2-1图所示。,1极板 极板是蓄电池的核心部分，它由栅架及活性物质组成如图2-2所示。 删架的作用是容纳活性物质并使极板成形，一般由铅锑合金浇铸而成。目前国内外已使用铅锑砷合金作板栅，可以减缓腐蚀速度，提高硬度与机械强度，增强其抗变形能力，延长蓄电池的使用寿命。 活性物质就是极板上的工作物质。正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2）、呈暗棕色；负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈深灰色。,2隔板 隔板为一厚度小于1.0mm的长方形薄皮，其长和宽均比极板略大一点
5、。隔板的材料应具有多孔性和渗透性，且化学性质较稳定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的作用是使正、负极板尽量地靠近而不至于短路，缩小蓄电池的体积，防止极板变形和活性物质脱落。 3电解液 电解液是由密度为1.84g/cm3的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的混合液。其相对密度随使用地区温度的不同而进行选配。在20标准温度下，电解液的密度一般为1.241.31g/cm3。,4壳体 壳体由电池槽和盖组成，用来盛装电解溶液和极板组，使铅蓄电池构成一个整体。常用的材料有硬橡胶和塑料两种。在电池盖上对应于每个单格的顶部都有一个加液孔，可以用来检查液面高度和测量电解液的相对密度，加液孔平时用加液孔盖拧紧。加
6、液孔盖中心的通气孔应经常保持畅通。使蓄电池化学反应放出的气体随时逸出。 5铅联条 联条的作用是将单格电池串联起来，提高整个铅蓄电池的端电压。普通电池联条也由铅锑合金浇铸而成，硬橡胶外壳电池的联条位于电池小盖上方。塑料外壳蓄电池则采用穿壁式联条。,6接线柱 普通蓄电池在首尾两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱分锥形、L型、侧孔型三种。为了便于区分接线柱的极性，在正极接线柱上或旁边标有“+”或“P”记号；在负极接线柱上标有“-”或“N”记号，有的蓄电池的正极涂有红油漆。,四、蓄电池的型号 国产蓄电池型号的编制和含义如下：,（1）第1部分表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字组成，蓄电池的标准电压是该数字
7、的2倍。 （2）第2部分表示蓄电池的类型，根据其主要用途来划分，用汉语拼音字母表示。第一个字母为“Q”表示起动型铅蓄电池，摩托车用蓄电池代号为“M”。 （3）第3部分表示蓄电池的特征，为极板类型，用汉语拼音字母表示，具体见表2-1。 （4）第4部分表示蓄电池的额定容量用阿拉伯数字组成。 （5）第5部分是蓄电池的特殊性能用汉语拼音字母表示，如：“G”表示高起动率；“S”表示塑料槽；“D”表示低温起动性好；省略表示普通型蓄电池。,表2-1 产品特征代号,例如： 1）6QAW100S：表示由 6个单格串联而成，标准电压为12V，额定容量100Ah的干荷电式免维护蓄电池，它采用了塑料整体式外壳 。 2
8、）6-QA-100：表示该电池由六个单元格串联组成，即额定电压为12V，额定容量为100Ah的干荷式起动型蓄电池。 3）3-Q-90：表示该蓄电池由三个单格组成，额定电压为6V，额定容量为90Ah的起动型蓄电池。 4）6-QA-105G：由六个单格串联，额定电压为12V，额定容量为105Ah的起动用干荷电高起动率蓄电池。,五、蓄电池充放电原理 蓄电池的工作过程就是化学能与电能的转化过程。放电时将化学能转化为电能供用电设备使用；充电时将电能转换为化学能储存起来。蓄电池中正极板上的活性物质是PbO2，负极板上活性物质是Pb，电解液为H2SO4的水溶液。蓄电池放电时，正极板上的PbO2和负极板上的P
9、b都变成PbSO4，电解液中的H2SO4减少，密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化，正极板上的PbSO4恢复成PbO2，负极板上的PbSO4恢复成Pb，电解液中的H2SO4增加，密度增大。化学反应式为：,六、蓄电池的工作特征 1放电特征 蓄电池的放电特性是指恒流放电时，蓄电池端电压Uf、电动势E和电解液密度25随放电时间变化的规律，如图2-4a所示。,当Uf从2.1V降到1.85V再降到1.75V时，立即停止放电。放电停止后，Uf上到1.95V。 一般来说，电解液密度每下降0.04g/cm3，蓄电池放电量大约为额定容量的25。 蓄电池放电终了的特征如下： 1）单格电池电压下降至放电终止电
10、压，以 20 h放电率放电，单格电池电压降至1.75 V。 2）电解液密度下降至最小的许可值，大约为1.11g/cm3。,2.充电特征 蓄电池充电特性是指以恒电流充电时，蓄电池充电电压、电动势E及电解液密度25等随充电时间变化的规律，如图2-4b所示。,一只完全放电的蓄电池，单格电压只有1.95V，电解液密度只有1.11。在充电过程中，电解液密度随时间变化是逐渐上升的。其端电变化是：开始充电时，上升迅速，然后缓慢上升至2.4V，蓄电池基本充足，电解液开始冒气泡。若继续充电，则电压急剧上升至2.7V，电解液密度上升至1.27，并激烈地冒气泡，呈“沸腾”状态。若停止充电，则端电压将下降至2.1V。
11、 当蓄电池单格电池电压达到2.32.4V时，极板上 PbSO4已基本被还原成活性物质，这时充电接近终了。 当单格电池电压升至2.7V时，继续充电23h，以保证蓄电池完全充电。 充电停止后，附加电位消失，单格电池电压又迅速降至2.1V左右。,蓄电池充电终了的特征是： 1）蓄电池的端电压上升至最大值（单个电池电压为2.7V），且2h内不再变化。 2）电解液的密度上升至最大值，且2h内基本不变。 3）蓄电池剧烈地放出大量气泡，电解液沸腾。,七、蓄电池的容量 在放电允许的范围内，蓄电池输出的电量称为容量，用Q表示。 Q Ift f 式中 Q蓄电池的容量，单位为Ah； If放电电流，单位为A； t f是
12、放电时间，单位为h。,1额定容量 额定容量Qe是检验蓄电池质量的重要指标之一。GB5008.11991标准规定，以20 h放电率的放电电流在电解液初始温度为（255），密度为（1.280.01）g/cm3（25）的条件下，连续放电到规定的单格终止电压1.75V，蓄电池所输出的电量，称为蓄电池的额定容量，记为Q20。 例如，6QA60型蓄电池，在电解液初始温度为25时，以3A的放电电流持续放电20h，单格电压降到1.75V，其额定容量则为：Q20320Ah60Ah。,2起动容量 起动容量表示蓄电池在发动机电力起动时的供电能力，用倍率和持续时间表示。起动容量有两种规定：常温起动容量和低温起动容量。
13、,（1）常温起动容量 电解液在30时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为8V，6V蓄电池为4V）所放出的电量称为常温起动容量（持续时间应在5min以上）。 例如，对于6Q100型蓄电池，Q20100Ah，在电解液初始温度为25时，以3Q20A（3100A300A）的电流放电5min，单格电池电压降至1.5V，蓄电池端电压降至9V（1.56V9V），其起动容量为：（3005/60）Ah25Ah。,（2）低温起动容量 电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为6V，6V蓄电池为3V）所放出的电量称为低温起动容量（持续时间应在2.5min以上）。,九、
14、免维护蓄电池 普通的蓄电池虽然具有内阻小、起动输出电流大、电压稳定、工艺简单、造价低廉等优点，但由于其自行放电较严重、失水量大、极柱腐蚀严重，使用寿命短等先天性不足，需要在使用过程中经常或定期的进行维护。为了避免或减少这些既要与硫酸接触，又使驾驶员和修理工作非常烦恼的工作，免维护蓄电池应运而生。免维护蓄电池，也叫MF蓄电池，是现代汽车上广泛使用的一种新型蓄电池，其结构如图2-5所示。,免维护铅蓄电池的使用特性如下： （1）使用中不需要加水，减少了维护工作。 （2）自放电少，寿命长 。一般使用寿命在4年左右，为普通蓄电池的23倍。 （3）接线柱腐蚀较小。免维护蓄电池电池盖上设有安全通气装置，可阻
15、止水蒸气和硫酸气体的通过，减少电解液的消耗，并能减弱电极柱和附近机件的腐蚀。 （4）内阻小，有起动性能好。 （5）耐过充电性能好。,一、蓄电池的充电 1充电方法 （1）定流充电 蓄电池在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法称为定流充电。由于充电过程中蓄电池电动势随充电时间的增加而升高，因此，定流充电过程需逐步提高充电电压。当单格电池电压上升至2.4V，电解液开始有气泡冒出时，应将电流减半，直至完全充足电为止。采用定流充电时，6V与12V的蓄电池可以串联在一起同时充电。所串联的蓄电池最好与剩余容量相接近，否则充电电流的大小必须按容量最小的来选定，大小为Q20的1/15l/10，而容量大的蓄电池
16、可能充电不足或者充电太慢。,任务实施及规范,定流充电有较大的适应性，可以任意选择和调整充电电流，因此可以对各种不同情况及状态的蓄电池充电。例如，新蓄电池的初充电，使用中的蓄电池补充充电，去硫充电等。定流充电的不足之处在于需要经常调节充电电流，充电时间长。,（2）定压充电 蓄电池在充电过程中，电源电压保持不变的充电方法称为定压充电。定压充电开始时，充电电流很大，随蓄电池的电动势不断提高，充电电流逐渐减小。在45h内就可以获得本身容量的9095，因而可以大大缩短充电时间。 采用定压充电时，应注意选择充电电压。电压选择过高会造成充电初期充电电流过大和发生过充电现象，造成极板损坏；电压选择过低则会使蓄电池充电不足。一般单格电池充电电压定为2.5V，即蓄电池的充电电压应为（14.800.05）V（6格电池）或（7.400.05）V（3格电池）。此外，充电初期最大充电电流不应超过0.3 Q
