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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