汽车电气设备知识

一、汽车电器主要组成部分(简述汽车电气设备的作用与组成?)

1．电源系统

包括蓄电池、发电机、调节器。其中发电机为主电源，发电机正常工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。调节器的作用是使发电机的输出电压保持恒定。

蓄电池，蓄电池为可逆的直流电源。在汽车上使用最广泛的是起动用铅蓄电池，它与发动机并联，向用电设备供电。蓄电池的作用是：当发动机启动时，向启动机和点火系供电；在启动机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电；当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电；当蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来。因此它在汽车上占有重要位置。如何正确使用和维护保养蓄电池，对延长蓄电池的使用寿命极为重要。所以，汽车修理厂要担负维护、修理及启用新蓄电池等作业项目。

发电机是汽车电系的主要电源，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。

汽车所用的发电机有直流发电机、交流发电机。直流发电机是利用机械换向器整流，交流发电机是利用硅二极管整流，故又称硅整流发电机。

汽车用电器都是按照一定的直流电压设计的，汽油机常用12V，柴油机常用24V。在汽车上，发电机既是用电器的电源，又是蓄电池的充电装置。为了满足用电器和蓄电池的要求对发电机的供电电压和电流变化范围也有一定的限制。

直流发电机所匹配的调节器一般都是由电压调节器，电流限制器，截断继电器三部分组成。而交流发电机调节器都可大大简化。由于硅二极管具有单向导电的特性，当发电机电压高于蓄电池动势时，二极管有阻止反向电流的作用，所以交流发电机不再需要截流继电器。由于交流发电机具有限制输出电流的能力因此也不再需要限流器。但它的电压仍是随转速变化而变化的，所以为了得到恒定的直流电压，还必需装有电压解调器。

2．启动系统

包括串励式直流电动机、传动机构、控制装置。其作用是用于启动发动机。起动机是用来起动发动机的，它主要由电机部分、传动机构（或称啮合机构）和起动开关三部分组成。

3．点火系统

包括点火开关、点火线圈、分电器总成、火花塞等，其作用是产生高压电火花，点燃汽油机发动机汽缸内的混合气。在现代汽油发动机中，气缸内燃料和空气的混合气大多采用高压电火花点火。电火花点火具有火花形成迅速，点火时间准确，调节容易以及混合气点燃可*等优点。为了在气缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置。点火装置按电能的来源不同，可分为蓄电池点火和磁电机点火两大类。

4．照明系统

包括汽车内、外各种照明灯及其控制装置。用来保证夜间行车安全。主要有前照灯、雾灯、尾灯、制动灯、棚灯、电喇叭、转向灯闪光器等。

5．信号系统

包括喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种行车信号标识灯。用来保证车辆运行时的人车安全。

6．仪表系统

包括各种电器仪表（电流表、充电指示灯或电压表、机油压力表、温度表、燃油表、车速及里程表、发动机转速表等）。用来显示发动机和汽车行驶中有关装置的工作状况。

汽车仪表的作用是帮助驾驶员随时掌握汽车主要部分的工作情况，及时发现和排除可能出现的故障和不安全因素，以保证良好的行使状态。汽车常用仪表有电流表、水温表、发动机机油压力表、燃油油量表及车速里程表，有的汽车还有发动机转速表和制动系贮气筒气压表等。①电流表

电流表串联在充电电路中，是用来指示蓄电池充、发电状态的仪表，按结构形式可分为电磁式、动磁式和光电指示灯式。最常用的是电磁式电流表，它具有结构简单耐振等特点。

②机油压力表

机油压力表（油压表）可用来指示，发动机机油压力的大小和发动机润滑系工作是否正常。它由装在仪表板上的油压指示表和装在发动机主油道中或粗滤器上的传感器两部分组成。③水温表

水温表可用来指示发动机水泵中冷却水的工作温度是否正常。它由装在仪表板上的水温指示表和装在发动机汽缸盖水泵上的水温传感器（俗称感温室）两部分组成，两者用导线相通。常用水温指示表为双金属式电磁式，传感器有双金属式和热敏电阻式两种。

④燃油表

燃油表可用来指示燃油箱内储存燃油量的多少。它由装在仪表板上的燃油指示表和装在燃料箱内的传感器两部分组成。燃油指示表有电磁式和双金属式两种，传感器均为可变电阻式。

⑤车速里程表

车速里程表是用来指示汽车行驶速度和累计汽车行驶里程数的仪表。它由车速表和里程表两部分组成。

7．辅助电器系统

包括电动刮水器、空调器、低温启动预热装置、收录机、点烟器、玻璃升降器等。随着汽车辅助工业的发展和现代化技术在汽车方面的应用，现代汽车装用的辅助电气设备很多，除了汽车用音响设备，通讯器材和汽车电视等服务性装置外，都是一些与汽车本身使用性能有关的电气设备。如电动刮水器，电动洗窗器，电动玻璃升降器，暖风通风装置、电动座位移动机构，发动机冷却系电动风扇、电动燃料泵，冷气压缩机用电磁离合等等。这些辅助电气设备大体可分三类：电机类、电磁离和器类和电动泵类。

①双速电动式刮水器

双速电动式刮水器一般是由一个直流并激（或复激）电动机和一套减速传动机构组成。

②风窗玻璃防冰霜设备

冬季风窗玻璃上易结冰霜，用刮水器是无法清除的,有效的办法是将玻璃加热。在空调设备的汽车上，将热风吹向风窗玻璃，就可以避免结冰。在无空调设备的汽车上，风窗玻璃可利用电阻丝来加热，在风窗玻璃的内面贴有三根镍铬丝，通过加热，就可防止冰霜，这种装置耗电量为30-50W,效果很好。国外有些高级轿车上采用电子加热器,通过三级管的控制,使电阻丝通电加热。

③电热塞

冬季由于进入柴油机内的空气温度较低，压缩混合空气达不到着火的温度，因此，起动比较困难。为了使柴油机冬季易起动，在柴油机燃烧室内装用了电热塞，用来提高汽缸内的空气温度。

④晶体管电动汽油泵汽车上一般装用的膜片式汽油泵，虽然结构简单、效能可*，但由于它安装在发动机的机体上，夏季常因为发动机温度高使供油系产生"气阻"现象，使汽油流通不畅，近年来由于半导体的发展和应用，汽车上已装用电动汽油泵，以代替膜片式汽油泵。⑤电磁离合器电磁离合器是一种常见的自动控制元件，它具有工作可*，容易实现远距离控制等特点。在汽车上，它常被用做冷气压缩机驱动离合器和发动机冷却系风扇离合器。当汽车空调系统中制冷量过剩时，通过它将传动皮带轮与压缩机主轴脱开；当汽车发动机散热器冷却能力过剩时，可通过它使风扇滑转以减少发动机的动力消耗，在气温较低的季节里，仅风扇离合器一项就可降低汽车的油耗率2%左右。

8．电子控制系统

包括电控燃油喷射装置、电子点火装置、制动防抱死装置、自动变速器等。

二、汽车电器系统的特点

1、低压——汽油车多采用12V，柴油车多采用24V。

2、直流——主要从蓄电池的充电来考虑。

3、单线制——单线制即从电源到用电设备使用一根导线连接，而另一根导线则用汽车车体或发动机机体的金属部分代替。单线制可节省导线，使线路简化、清晰，便于安装与检修。

4、负极搭铁——将蓄电池的负极与车体相连接，称为负极搭铁。

三、简述汽车蓄电池的作用及特点，何谓启动型蓄电池？

作用：

1、当发动机起动时，向起动机、点火系供电；

2、发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电；

3、当用电设备开启较多、发电机负荷较大时，协助发电机供电；

4、当蓄电池存电不足且发电机运转时，发电机向蓄电池充电，实现能量的

转换和储存。

5、特点：内阻小、电压稳定、结构简单、成本低、起动性能好。汽车用蓄

电池必须满足发动机启动的需要，即在短时间内向起动机提供大电流（汽油机约为200~600A，柴油机可达到1000A）这种蓄电池通常称为启动型蓄电池。

四、简述汽车蓄电池的额定容量怎样定义?

我国汽车起动用铅蓄电池，按GB/T5008·2—91标准规定，分为橡胶外壳及塑料外壳上固定式、塑料外壳下固定式等几种。

串联单格电池数：是指该电池总成所包含的单格电池数目，用阿拉件数字表示。

电池类型：根据其主要用途划分，起动型铅蓄电池用“Q”表示，代号Q是汉字“起”的第一个拼音字母。

五、对铅蓄电池进行补充充电时,要注意什么?

汽车在行驶中，并不能使蓄电池得到较好的补充充电（尤其在寒区使用时，由于环境温度过低，蓄电池温度过低），因此，在蓄电池使用一段时间后，其容易将会极大的降低。为了保证蓄电池能正常工作，延长其使用寿命，应强制性地在室内进行补充充电。在补充充电时应注意紧下事项：

①充电电源电压每一单格为3V左右，蓄电池总充电电压不应低于18V。

②充电电流保持在10A左右，充电后期可适当减小些。

③充电时间一般为16-18h，此时蓄电池电解液相对密度应达到1.26，单格电压为2.7V，便泡时间均在2h以上。

④充电时，电解液温度不得超过45℃，超过时应立即停止充电冷却。

维护与保管的好坏，不仅直接影响蓄电池的质量和寿命，还影响起动设备安全用电和工作任务的完成。因此，蓄电池的维护、保管是蓄电池使用及销售职员的一项重要工作。

铅酸蓄电池的维护分日常维护和定期维护。日常维护是指平时日常工作中的维护，这是蓄电池维护工作的最基本而有效的一项工作。定期维护是针对蓄电池的不同情况，在充电站进行一定项目的维护，只有在日常维护工作做好的基础上，结合定期维护，才能把蓄电池的维护工作做好。

六、如何对铅蓄电池进行日常维护?

⑴、日常维护

①经常保持蓄电池表面的清洁。发现表面有灰尘和硫酸时，应及时檫拭，檫拭时可先用沾有苏打水的檫布檫拭一遍，后用净水冲洗干净；

②经常用蒸馏水清洗排气栓，保持排气栓通气良好；

③按照规定进行蓄电池的充电、放电和补充电工作；

④充电过程中，电解液的温度不得超过45℃，严防过量充电；

⑤放电过程中，严禁大电放逐电和过量放电；

⑥充放电过程中，应开动透风装置排除酸雾，使室内空气较为新鲜，以减少酸性分子对职员和设备的腐蚀。

⑦发现故障应及时排除；

⑧蓄电池充电间应经常保持清洁、干燥、空气流通、光线充足。应用湿拖把檫净地面，在清洁、尽缘较好的情况下，可以在地面洒水，保持室内的湿度，以减少电池中水分的蒸发；

⑨做好各种充、放电的记录工作。

⑵、定期维护

①非启动用蓄电池每月应认真地用蒸馏水檫拭一次表面，直至表面（含外壳）不呈酸性为止；

②启动蓄电池每半个月应认真地检查连接条，极柱及输出接线的接触情况和牢固程度，彻底清除金属部位（如接线端子）的氧化物和锈蚀，更换金属部位的凡士林油；

③及时检查和排除蓄电池的故障；

④对蓄电池丈量用的仪表（如密度计、温度计、电压表、电流表）进行检查和校验，以免由于仪表不正确导致蓄电池维护工作的质量受到影响；

⑤根据天气季节的变化，按说明书的要求，调整电解液密度（也称换季）；

⑥电池失水时应及时补充纯水，防止极板露出液面而氧化和降低利用率。切勿补充电解液；

电池在使用过程中应调整好充电电器的电压（13.8-14.4V）防止过充电。

七、简述汽车交流发电机结构及作用

1、作用

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、结构

流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。

（一）转子

转子的功用是产生旋转磁场。

转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成。

转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和磁轭。

集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。

当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。

交流发电机的磁路为：磁轭→N极→转子与定子之间的气隙→定子→定子与转子间的气隙→S极→磁轭。

（二）定子

定子的功用是产生交流电。

定子由定子铁心和定子绕组成。

定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。

定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。

三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。

1．每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。2．每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。3．三相绕组的始边应相互间隔2π+120o电角度（一对磁极占有的空间为360o 电角度）

在国产JF13系列交流发电机中，一对磁极占6个槽的空间位置（每槽60o电角度），一个磁极占3个槽的空间位置，所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽，每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽，三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽，8个槽，14个槽等。

（三）整流器

交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电，6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。

1．汽车用硅整流二极管特点

（1）工作电流大，正向平均电流50A，浪涌电流600A；

（2）反向电压高，反向重复峰值电压270V，反向不重复峰值电压300V；

（3）只有一根引线见图2-9。并且有的二极管引线是正极，有的二极管引线是负极，引出线为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫负极管，所以说整流二极管有正二极管和负二极管之分。

（四）端盖

端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。

后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。

八、汽车交流发电机的工作特性

交流发电机的工作特性是指发电机经整流后输出的直流电压、电流和转速之间的关系，它包括输出特性、空载特性和外特性，见图1-54。

汽车发动机的转速从怠速到最高转速的变化范围很大，由它带动旋转的发电机转速也相应在较大范围内变化。研究发电机的特性，应以转速为基准来分析各有关参数之间的关系。