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1、第一章 汽车电源系统故障诊断,第一节 汽车电源系统的构成 第二节 汽车蓄电池及其故障诊断 第三节 汽车发电机故障诊断 第四节 电压调节器故障诊断,第一节 汽车电源系统的构成,一、汽车电源 由蓄电池和发电机通过导线和搭铁并联而成。 二、汽车用电设备 （1）起动系统：起动机及控制电路。 （2）点火系统：传统点火系、电子点 火系和微机控制点火系 （3）照明、信号装置：包括车外和车 内的照明灯具。 （4）仪表及报警装置：包括车速里程表、发动机转速表、冷却 液温度表、燃油表等。 （5）辅助电器：包括散热器风扇、风窗清洁装置、空调等。 （7）电子控制系统：主要指利用微机控制的各个系统。,第一节 汽车电源系
2、统的构成,三、汽车电源系统的工作特点和要求 普遍采用工作电压为12V的电源系统，只有部分大型柴油车 采用电压为24V 的电源系统。 蓄电池用作发动机的起动电源，需要在短时间内向起动机提 供大电流。要求内阻要小，大电流输出时电压要稳定，确保良 好起动性能。还要求蓄电池的充电性能良好、使用寿命长、维 护方便或少维护。 发动机工作转速变化很大，要求发电机在转速变化范围内都 能正常发电且电压稳定，；此外，要求发电机的体积小、重量 轻、故障率低、发电效率高、使用寿命长。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,一、汽车蓄电池的作用、类型和结构 1汽车蓄电池的作用 起动时，向起动机、仪表和点火系统供电。 低速运转
3、时，向用电设备和发电机磁场绕组供电。 中、高速运转时，把发电机供给用电设备后的剩余电能转 换为化学能存储起来。 发电机负载增多或过载时，与发电机一起供电。 稳定电源电压，保护电器部件。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,2汽车蓄电池的结构 铅酸蓄电池由正负极板组、隔板、电解液、外壳等组成。正负极板是蓄电池的基本部件。负极板上所填充的活性物质为 多孔性海绵状纯铅（Pb),正极板上填充有细小结晶二氧化铅（ PbO2)。电解液由高纯度的硫酸（H2SO4）和蒸馏水按比例配 制而成。铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入两组铅制极 板而构成的电能储存器。 汽车用铅酸蓄电池由6个单格 电池串联而成，每个单格电
4、池的 标称电压为2V。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,3蓄电池的基本工作原理 极板浸入电解液后，二氧化铅溶解、电离后产生四价铅离子 （Pb4+），使正极板相对于电解液的电位高；而Pb溶解、电离后产生电子（e），使负极板电位低。 放电过程中，负极板上的电子e经外电路和负载流向正极板， 正极板上的二氧化铅和负极板上的海绵状铅逐渐变为硫酸铅（PbSO4），电解液中的硫酸逐渐消耗密度变小。 充电过程中，正极板上的硫酸铅逐渐变为二氧化铅，负极板 上的硫酸铅逐渐变为海绵状铅，电解液中硫酸浓度增加。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,4汽车蓄电池的类型 （1）铅酸蓄电池 湿荷电蓄电池 加注电解液后才能保存充
5、电过程中所得电量。 干荷电蓄电池 在未加注电解液状态下，能在较长时间内保存制造过程中所 得电量。 免维护蓄电池 在有效使用期内无需添加蒸馏水等维护工作的蓄电池。 （2）碱性蓄电池 在能量密度、使用寿命等方面都要优于铅酸蓄电池；但内阻 较大，不适合用作起动电源。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,5蓄电池的型号 由三段五部分构成，每段之间以短线相连。 串联的单格电池数电池类型；电池特征额定容 量；特殊特性 串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。 蓄电池类型用汉语拼音字母表示。 蓄电池的特征说明在同类产品中具有某种特征。 额定容量用阿拉伯数字表示，Ah（安培小时）。 特征性能用在额定容量后的拼音字母表
6、示。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,二、蓄电池的容量及影响因素 1蓄电池的容量 容量C（Ah）等于放电电流If与持续放电时间tf的乘积： （l）20h放电率额定容量C20：充足电蓄电池，电解液温度 25时，以20h放电率（If=0.05C）连续放电到单格电池电压降 至l.75V，输出的电量（A h）。 （2）储备容量Cm ：充足电蓄电池，电解液温度25时，以 25A电流放电到单格电池电压降至1.75V持续时间（min）。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,2影响蓄电池容量的因素 （l）极板的构造 （2）放电电流 蓄电池容量与放电电流的关系如图。 （3）电解液的温度 电解液温度低时，粘度大，渗透
7、能 力下降。容量与温度的关系如图。 （4）电解液密度 蓄电池容量与电解液密度的关系见 图。实际使用中，电解液 的密度一般 为1.261.285g/cm3。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,三、铅酸蓄电池的常见故障及其原因 （1）内部短路 正、负极板间直接接触或被其他导体搭接使之短路。 主要原因有：隔板破损、脱落的活性物质沉积在极板组底缘 或粘附在负极板上缘、极板组严重弯曲等。 （2）极板活性物质脱落 极板上的活性物质脱落而使蓄电池容量逐渐降低。 基本原因是：充放电时，极板上的活性物质的体积总在不断 膨胀和收缩；充足电后，极板孔隙中逸出大量气泡，在极板内 部形成压力，使活性物质容易脱落。 （3）
8、正极板弯曲 硫酸铅膨胀系数大从而使极板各部位的体积膨胀量不同，引 起极板弯曲。正极板弯曲严重时会迫使负极板随之弯曲。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,（4）极板硫化 极板上生成白色粗晶粒硫酸铅的现象。 蓄电池长期充电不足或放电后充电不及时。 蓄电池电解液液面高度过低。 电解液密度过高或电解液不纯，气温变化大等。 （5）极板栅腐蚀 使用过程中，极板栅架逐渐氧化腐蚀直至报废。 电解液中混入有害酸类和有机盐类、电解液密度过高、过充 电等是主要原因。 （6）单体电池极性颠倒 （7）自放电 电路未接通时，电量随存放时间增长而逐渐下降。 极板上活性物质慢慢与电解液发生反应生成硫酸铅引起。,第二节 汽车蓄电
9、池及其故障诊断,四、蓄电池技术状况检测诊断 1外观检查 包括：外壳破裂、封口剂开裂、连条断裂和极桩损坏等。 2电解液密度检查 配制铅酸蓄电池电解液的材料为高纯度的硫酸和蒸馏水。 夏季与冬季应选用密度不同的电解液，见表。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,不同电解液密度的配制比例见表。 可以根据电解液密度与放电程度的关系判断放电程度。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,蓄电池电解液的密度可用吸式密度计检测。 电解液的密度与温度有关，电解 液温度每上升1，电解液密度下降 0.007 g/cm3： 25-换算至标准温度（25）下的密度（g/cm3）； t -实测密度（g/cm3）； t-测量时电解液的温
10、度。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,3放电程度检查 （1）密度法 把全充电状态的电解液密度值与测得并经校正的电解液密度 值比较，即可知蓄电池的放电程度。 Q-放电量（Ah）； Q0-额定容量（Ah）； b-全充电密度（g/cm3）； 0-全放电密度（g/cm3）； 25-标准温度（25）下的密度（g/cm3）。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,（2）放电计法 采用高率放电计测量各单格电池在大电流放电时的电压值， 可以判断蓄电池的放电程度。 检查时，应旋掉注液口盖，把放电计 的两尖抵牢同一单体的两个极柱，当指 针稳定后，迅速读数并移开放电计开放 电叉。电压读数与放电程度的关系见表。,第二节 汽
11、车蓄电池及其故障诊断,（3）蓄电池测试仪检测法 测试仪由可动线圈型电压表和 可变电阻并联而成。可变电阻作 为蓄电池的负荷，控制蓄电池放 电电流；电压表两个端子通过导 线与蓄电池正、负极桩相联，测 试蓄电池端电压。 蓄电池端电压与放电程度间的关系见表。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,4电解液液面高度检查 液面高度检查方法如图。 用内径为56mm的玻璃管从注液口插 下，直至压下防护板顶住极板为止，然后 以手指堵住管的上口提出玻璃管，若玻璃 管下端液柱长度在1015mm之间，说明 液面高度正确。 采用透明耐酸塑料容器的蓄电池可以从容器侧面直接观察液 面高度。一些蓄电池容器侧面有液面高度指示线，有少
12、量蓄电 池可以从加液孔检查液面高度。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,五、蓄电池电解液品质和极板故障的诊断 主要故障为电解液不纯和极板故障两种类型。 （1）电解液品质检查 解液中含铁、铜、砷、盐酸等是引起 不正常自放电的主要原因；砂酸、醋酸、有机化合物和锰则是 腐蚀正、负极板和隔板的主要成分。 需准备的试剂有：硫酸、硝酸、盐酸、硝酸银、硫氰化钾、 高锰酸钾、氨水、固体硫化钠、固体三氯化铁、马钱子碱、过 氧化铅和蒸馏水。 1）含铁试验 2）含铜试验 3）含砷试验 4）含盐酸试验 5）含锰试验 6）含硝酸试验 7）含醋酸试验 8）含有机物试验,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,（2）极板故障检查 1
13、）充放电检查 对蓄电池进行一次充放电循环，记录该过程中蓄电池的运行 参数和表现出的现象，并据此分析蓄电池的状态和故障。 充电至全充电状态，测量电解液密度、温度及开路电压， 将电解液的密度调为1.28g/cm3（25）。 以20h放电率放电并保持恒定。 开始时，记录每个单格电池的电压值；放电过程中，每小 时测量一次放电电流、单格电池电压、电解液密度和温度等； 若电压降至1. 9V，每隔15 min测量一次。 电压降至1. 75V停止放电。记录总放电小时数，实际放电 容量（Ah）为放电小时数（h）与放电电流（A）的乘积。,第二节 汽车蓄电池及其故障诊断,2）故障分析 极板硫化 蓄电池极板硫化后，内
14、阻显著增大。充电时，端电压迅速上 升至充电终止电压，放电容量明显偏低。 内部短路 充电过程中，端电压上升很慢或升不到充电终止电压；放电 过程中，容量明显偏低。 活性物质脱落 充电时电解液浑浊并呈棕色，充电终了现象提前出现；放电 时，实际放电容量减小。 极性颠倒 放电过程中，在短时间内即出现电压大幅度下降，且某单体 电池端电压明显低于其他单格电池，则该单格电池极性颠倒。,第三节 汽车发电机故障诊断,一、汽车交流发电机的结构和类型 1汽车交流发电机的结构 由定子、转子、整流器和端盖四部分组成，见图所示。 （1）定子 由定子铁心和定子绕组构成。定子绕组为三相对 称绕组，连接方式有Y形联结和形联结两种
15、。大部分汽车交 流发电机采用Y形联结。 （2）转子 由转子轴、爪形磁极、磁扼（转子铁心）、励磁 线圈和集电环构成。,第三节 汽车发电机故障诊断,爪形磁极压装在转子轴上； 励磁线圈绕在磁扼上构成电磁铁，励磁线圈两端分别连接于 转子轴上的一对集电环上； 集电环是两个相互绝缘的铜环，分别与发电机的两个电刷接 触。 当两个电刷与直流电源接通时，励磁绕 组中便有定向电流通过，从而产生轴向磁 场，使两块爪极被分别磁化为N极和S极， 形成犬牙交错的6对磁极，并沿均匀分布。,第三节 汽车发电机故障诊断,（3）整流器 由整流二极管和整流板构成。 整流二极管有正、负之分。引出电极为二极管正极的称为正 极管，引出电
16、极为二极管负极的称为负极管；安装正极管的整 流板称为正整流板，安装负极管的整流板称为负整流板。 （4）端盖 发电机的前、后端盖均用铝合金材料铸造或锻造而成。电刷 组件和整流器均安装在后端盖上，二者均有外装式和内装式两 种安装形式。,第三节 汽车发电机故障诊断,2汽车交流发电机的型号 汽车交流发电机的型号组成如下： （1）产品代号 有JF、JFZ、JFB、JFW四种，分别表示交流发电机、整体 式交流发电机、带泵交流发电机、无刷交流发电机。其中： 整体式交流发电机指内装电子调节器的交流发电机。 带泵交流发电机指带真空制动助力泵的交流发电机。 无刷交流发电机指无电刷 和集电环结构的交流发电机。 如采用永磁材料制造转子磁极的 永磁交流发电机。,第三节 汽车发电机故障诊断,（2）电压等级和电流等级代号 分别用一位数字表示。 电压等级12V和24V分别用1和2表示。 电流等级代号有1、2、9共9个数字，分别表示电流等级 为19A、2029A、3039A、90A.。 （3）设计序号 用一位或二位阿拉伯数字表示。 （4）变型代号 表示交流发电机调整臂位置。位于右侧时用Y表示；位于左侧 时，用Z表示；无字母则表示在中间位置。,
