教案 汽车电气设备与维修

模块一 电源系统 教学目的 使学生了解和掌握铅蓄电池、交流发电机及其调节器的作用、结构、工作原理与特性、使用与维护、常见故障的排除等内容，对汽车电源系统有初步的认识。 教学重点 普通铅蓄电池、交流发电机及其调节器的结构、原理、特性。 教学难点 电源系统常见故障的诊断与排除方法。 教学过程 教学内容

项 目 一 汽 车 用 蓄 电 池 一、蓄电池的种类、构造与型号： 1. 分类：｛ ★ 汽车上广泛采用铅酸蓄电池。 2．普通型蓄电池的构造：P2图1-1 包括：极板、隔板、电解液、壳体、联条、接线柱等。 3．型号：（JB/T 2599-1993）P4表1-2 铅蓄电池型号由三部分组成：串联单格电池数、电池类型和特征、额定容量 二、蓄电池的工作原理与特性： 1．工作原理：铅蓄电池： 电能 化学能 （1）蓄电池电动势的建立： 正极板上的活性物质少量溶解产生Pb4+，具有约2.0V的正电位 负极板上的活性物质少量溶解产生Pb2+，具有约0.1V的负电位 即蓄电池的静止电动势约为：E0=2.0V－（-0.1V）=2.1V （2）蓄电池充、放电过程的总反应化学方程式为： PbO2 + Pb + 2H2 SO4 2 PbSO4 + 2H2 O 2．工作特性： （1）静止电动势E0：蓄电池在静止状态（不充电也不放电）时，正、负极板间的电位差（即开路电压） （2）内阻： （3）充电特性：蓄电池的端电压与电解液相对密度的关系。P8图1-8 A.电解液密度随时间的变化是一条上升直线，直至达到最大值。 B、蓄电池端电压变化规律： ①开始充电阶段：端电压迅速上升 ②稳定上升阶段：端电压缓慢上升 ③迅速上升阶段：端电压急剧上升 ④为过充电阶段：端电压不再回升 （4）放电特性：蓄电池的端电压与电解液相对密度的关系。P9图1-9 A、电解液相对密度随放电时间直线下降． B、蓄电池端电压变化规律： ①开始放电阶段：端电压下降较快 ②相对稳定阶段：端电压缓慢下降 ③迅速下降阶段：端电压急剧下降 三、蓄电池的技术性能参数： 1. 蓄电池的容量： （1）理论容量：

铅酸蓄电池：普通型、荷电型（干式、湿式）、少维户型、 免维护型、胶体型 碱性蓄电池 （2）实际容量：Q=放电电流×放电时间 （单位：安培·时或A·h） （3）额定容量：用20h放电率容量表示 （单位：安培·时或A·h） （4）储备容量：规定条件下，蓄电池的放电时间 （单位：分钟或min） 2．影响容量的因素： （1）构造方面：①极板的厚度、面积 ②同性极板的中心距离 （2）使用方面：①放电电流 ：放电电流越大，则容量越小 ②电解液温度 ：电解液温度降低时，输出容量减小 ③电解液相对密度：适当增大电解液的相对密度，则容量增大；电解液的相对密度过高或过低，均会使容量减小。 四、蓄电池的充电及充电设备： 1． 充电方法：定流充电、定压充电、脉冲充电 2． 充电种类：初充电、补充充电、快速脉冲充电、去硫化充电 五．蓄电池的使用与检查： 1．正确使用： 2．检查：（1）检查电解液液面高度 （2）检查放电程度 3．蓄电池的常见故障及排除方法： （1）极板硫化：极板上有较多的硫酸铅（原因、预防措施P17） (2) 活性物质脱落：主要是正极板上的氧化铅脱落(原因、预防措施P17) (3) 自行放电：无负载状态下，蓄电池电量自行消失（漏电）(原因、预防措施P18)

项 目 二 硅 整 流 交 流 发 电 机 一、交流发电机的结构、工作原理: 1、 结构：（P18图1-19）主要包括：转子、定子、整流器、端盖与电刷总成、带轮及风扇等等 （1）转子：其作用是产生磁场 结构：P19图1-20 集电环、转子轴、爪极（2个）、磁轭（铁芯）、励磁绕组、滑环（2个） （2）定子：其作用是产生三相交流电动势 ①结构：P19图1-21 定子铁芯、定子绕组 ②定子绕组的接法：星形联结、三角形联结 （3）整流器：其作用是将定子绕组产生的三相交流电转换成直流电 结构：P20图1-22 2、 工作原理： （1）发电原理：P21图1-26 转子（磁场）旋转时，定子绕组切割磁力线，产生频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相正弦电动势。 E=CnΦ E——电动势的有效值（V） C——发电机结构常数 n——发电机转速（r/min） Φ——磁极磁通 （2）整流电路：交流电转换成直流电 （1）六管交流发电机整流电路：P22图1-27 （2）八管交流发电机整流电路：图1-28 （3）九管交流发电机整流电路：图1-39 （4）十一管交流发电机整流电路：图1-30 二、交流发电机的型号及类型： 1．型号： 1 2 3 4 5 1——产品代号 2——电压等级代号 3——电流等级代号 4——设计序号 5——变型代号（P24） 例： JFZ1913Z表示：JFZ→整体式交流发电机 1→电压等级12V 9→输出电流大于90A 13→设计序号 Z→调整臂在左 2．类型：①按有无电刷分为无刷式（爪极式、感应式、带励磁机式、永磁式）和有刷式（内装电刷式、外装电刷式） ②按磁场绕组的搭铁方式分为内搭铁式和外搭铁式 ③按通风方式分为单风叶式和双风叶式 ④按采用二极管的数目分为六管式、八管式、九管式、十一管式 二、硅整流交流发电机的工作特性： 1． 输出特性（发电机的输出电压U保持一定时，输出电流与转速之间的关系） 2． 空载特性（交流发电机空载时，输出电压与转速之间的关系） 3． 外特性（交流发电机转速一定时，输出电压与电流的关系）

项 目 三 电 压 调 节 器 一、电压调节器的工作原理和分类： 1． 原理：当交流发电机转速较高时，调节器通过减小发电机励磁电流来减小磁极磁通量，使发电机的输出电压保持不变。 2． 分类：①电磁振动式（触点振动式）调节器 ②晶体管调节器 ③集成电路调节器 二、晶体管式电压调节器：（P29图1-36） 1． 晶体管式电压调节器的工作原理： （1）当发电机电压低于蓄电池电压时，VT1截止、VT2导通，发电机他励： 蓄电池正极 励磁绕组 发电机“F”接线柱 调节器“F”接线柱 晶体 VT2（c→e） 调节器“E”接线柱 搭铁 蓄电池负极 （2）当发电机电压高于蓄电池电压但低于调节电压值时，VT1截止、VT2导通，发电机自励：发电机正极 励磁绕组 发电机“F”接线柱 调节器“F”接线柱 VT2（c→e） 调节器“E”接线柱 蓄电池负极 （3）当发电机电压高于调节电压值时，VT1导通、VT2截止，发电机励磁电路被切断 （4）当发电机电压下降到小于调节电压值时，VT1截止、VT2导通，发电机自励 2．集成电路电压调节器：（P30）略 三、电源系保护电路： 1．瞬变过电压的产生及危害： （1）抛负载瞬变 （2）切断电感负载瞬变 （3）磁场衰减瞬变 2．瞬变过电压的保护方法： （1）采用稳压管保护：图1-41 （2）晶闸管过压保护：图1-44

项 系 目 统 四 使 汽 用 车 与 一、交流发电机及调节器的使用与检测： 1． 正确使用： 2． 检测： 二、汽车电源系统常见故障的诊断与排除： 1． 不充电 2． 充电电流过小 充 维 电 护 3． 充电电流过大 4． 充电不稳 小结：

模块二 启动系统 教学目的 使学生了解和掌握起动系的作用及组成、起动系控制电路的工作原理；起动机的结构、工作原理；起动系常见故障的诊断与排除 教学重点 起动系的组成，起动机的构造与工作原理 教学难点 起动系常见故障的诊断与排除方法 教学过程 教学内容

项 目 一 启 动 机 一、启动机的功用和组成： 1． 功用：将电能转变成机械能，使发动机由静止状态进入自行运转状态 2． 组成：直流串励式电动机、传动机构、控制装置 3． 分类： （1）按控制装置分：①直接操纵式 ②电磁操纵式 （2）按传动机构分：①惯性啮合式 ②强制啮合式 ③电枢移动式 ④齿轮移动式 ⑤减速式 4．对启动机的要求： 5．启动机的型号： 二、直流电动机及其特性： 1.直流电动机的构造：定子（磁极）、转子（电枢）、换向器、电刷、端盖 2.直流电动机的工作原理：电能→机械能 电枢绕组中流过电流时，受到电磁力的作用，按同一方向而不停地旋转。 3.直流电动机的特性： 串励电动机的特性： （1）起动转矩大 （2）轻载转速高、重载转速低 （3）短时间内能输出最大功率 三、传动机构： 1.离合器：1、滚柱式单向离合器（P58图2-8） 2、摩擦式单向离合器（图2-10） 3、弹簧式单向离合器（图2-12） 2.拨叉：1、机械式拨叉 2、电磁式拨叉 四、控制机构： 1.机械式控制装置 2.电磁式控制装置（直接控制式、带启动继电器控制、启动保护电路） 五、典型汽车启动系（P66）

项 的 目 使 一、启动机的使用与维护： 二、启动机的故障诊断： 1．起动机不转 2．起动机运转无力 二 用 启 与 动 维 机 护 3．起动机空转 4．驱动齿轮与飞轮齿环不能啮合且有撞击声 5．电磁开关吸合不牢且有“嗒嗒”声 6．单向离合器不回位 7．失去保护性能 小结：

模块三 点火系统 教学目的 使学生了解和掌握点火系的作用及其要求、常见点火电路的组成及工作原理；点火各主要零部件的结构、原理、检修；点火系常见故障的诊断与排除。 教学重点 典型点火的组成与工作原理；主要零部件的结构、原理、检修。 教学难点 点火系常见故障的诊断与排除方法。 教学过程 教学内容

项 目 一 电 感 式 点 火 系 一、电感式传统点火系： 1．传统点火系的组成及工作原理：传统点火系主要由电源、点火开关、分电器、点火线圈、高低压导线、火花塞等组成 2.传统点火系主要部件及作用：P82 二、电感式电子点火系： 1． 工作原理：发动机的曲轴转动时，信号发生器产生点火脉冲信号，控制点火控制器的功率三极管的导通与截止。 当功率三极管导通时，初级电路（低压电路）接通： 蓄电池正极→电流表→点火开关→附加电阻→初级绕组→点火控制器的功率三极管→搭铁→蓄电池负极 （图中实线所示） 电流通过初级绕组，使铁芯磁化，产生磁场。 当功率三极管截止时，则初级电路断开，初级电流及其产生的磁场迅速消失，于是在次级绕组中产生很高的感应电动势（高压电）。 配电器将高压电分配给各缸火花塞，击穿火花塞的间隙，产生电火花，点燃可燃混合气。 2． 主要部件结构： （1）分电器总成：电子点火系分电器主要由信号发生器、配电器、真空点火提前装置、离心点火提前装置等组成。 （2）电子点火控制器 三、计算机控制点火系： 1、有分电器计算机控制点火系： （1）组成和工作原理： 组成：低压电源、点火开关、微机控制单元ECU（俗称电脑）、点火控制器（又称点火模块）、点火线圈、分电器、火花塞、高压线、传感器。 工作原理：a、传感器向电控单元（ECU）输入相关信号（如水温、空气流量、节气门开度、车速、曲轴位置及发动机转速等），电控单元（ECU）处理这些信息后，向点火控制器输出点火信号，由点火控制器中的大功率三极管接通或切断点火线圈的初级电路。