1、廣東省技工學校文化理論課教案（首頁） 共 頁科目汽車電氣汽車電源系統授課日期課時班級07汽電（2）07汽檢(3)授課方式理論講解作業題數擬用時間教學目的使學生掌握蓄電池的類型、結構、作用、型號等，了解蓄電池的工作原理、容量等選用教具掛圖課件重點1、 蓄電池的類型2、 蓄電池的類結構、作用、型號3、 蓄電池的工作原理、容量難點蓄電池的工作原理教學回顧汽車電氣系統的構成、特點等說明 審閱簽名：教學過程教學內容與進度一、穩定學生情緒、清點學生人數。二、引導進入本堂課主要內容。單元三 汽車電源系緒論一、汽車電氣設備的構成汽車上電器設備很多，可劃分為八大部分：1. 電源系：由蓄電池、發電機和調節器等組成

2、，是汽車的低壓電源。2. 起動系：主要由起動機和繼電器組成，其任務是起動發動機。3. 點火系：主要由點火線圈、分電器、火花塞等組成。其功能是將低壓電轉變為高壓電，產生電火花，點燃氣缸中的可燃混合氣。現代汽車發動機上使用的點火系統大致可分為傳統觸點式點火系、電子點火系統和計算機控制點火系統三種。4. 照明及信號裝置： 包括各種照明和信號燈及喇叭、蜂鳴器等。其任務是確保車內外照明和保證各種運行條件下的人車安全。5. 儀表：有電流表、機油壓力表、水溫表、燃油壓力表、車速里程表和發動機轉速表等。汽車儀表正向數字化、屏幕化發展。屬于汽車的檢測設備。6. 舒適系統：主要有暖風機、空調、音響視聽裝備等。其任

3、務是為了駕駛員和乘客提供良好的工作條件和舒適安樂的環境。7. 微機控制系統：包括發動機變速中心（EEC）、車輛行駛中心（VEC）、駕駛員信息中心（DIC）三大類。目前已經進入實用階段的電子控制裝置有：電子控制燃油噴射系統（EFI）、電子控制點火系統（ESA）、電子控制自動變速箱（EAT）、電子防抱死自動裝置（ABS）。8. 輔助電器：包括電動刮水器、電動汽油泵、檔風玻璃洗滌設備。電動玻璃、電動座椅、防無線電干擾設備等。二、汽車電氣設備的特點汽車種類繁多，電器設備十分復雜，但其基本原理是相同的，電系的特點也基本一致，可用十六字來概括，即“兩個電源、低壓直流、并聯單線、負極搭鐵”。1、兩個電源：即

4、蓄電池和發電機。蓄電池主要在起動時供電。發電機是主要電源，它在汽車正常運行時向用電設備供電，同時還給蓄電池充電。2、低壓直流：汽車用電源電壓有6V、12V、24V三種，以12V和24V為多。直流主要是從蓄電池充、放電來考慮的。3、并聯單線：汽車上的所有用電設備跟交流電系一樣，均采用并聯，所不同的是汽車電系的電壓低，屬于安全電壓。發動機、底盤等金屬可成為各種電器的一條公用線路，這樣由電器到電源就只需一條導線了，這就是所謂單線制。4、負極搭鐵：汽車電氣系統采用單線制時，必須統一電源負極搭鐵。課題一 蓄電池教學過程教學內容與進度一、蓄電池的分類蓄電池是一種化學電源，靠其內部的化學反應來儲存電能或向用

5、電設備供電。目前燃油汽車上使用的蓄電池主要有兩大類：鉛酸蓄電池（以下簡稱鉛蓄電池）和鎳堿蓄電池。同時，由于人們對燃油汽車排放要求的提高和能源危機的沖擊，各國正在不斷探索和研制電動汽車，其主要的動力源為新型高能蓄電池。下表列出了各種蓄電池特點。電動汽車結構復雜；成本高比容量大；無污染；充、放電性能好；使用壽命長電動車蓄電池使用時間長、可靠性高的車輛活性物質導電性差；價格較高容量大；使用壽命長；維護簡單；能承受大電流放電而不易損壞鎳堿蓄電池一般車輛比容量小；使用壽命相對較短結構簡單；價格便宜；內阻小；電壓穩定；可以短時間供給起動機強大的起動電流鉛酸蓄電池適 用 車 輛缺 點優點類 型一、1、鉛蓄電

6、池鉛蓄電池由于結構簡單、價格便宜、內阻小、可以短時間供給起動機強大的起動電流而被廣泛采用。鉛蓄電池又可以分為普通鉛蓄電池、干荷電鉛蓄電池、濕荷電鉛蓄電池和免維護鉛蓄電池。各種鉛蓄電池的特點見下表。 使用中不需維護，可用34年不需補加蒸餾水，極樁腐蝕極少，自放電少。免維護蓄電池池新蓄電池的極板處于已充電狀態，蓄電池內部帶有少量電解液。在規定的保存期內，如需使用，只需按規定加入電解液，靜置2030min即可使用，使用中需要定期維護。濕荷電鉛蓄電池新蓄電池的極板處于干燥的已充電狀態，電池內部無電解液。在規定的保存期內，如需使用，只需按規定加入電解液，靜置2030min即可使用，使用中需要定期維護。干

7、荷電鉛蓄電池新蓄電池的極板不帶電，使用前需按規定加注電解液并進行初充電，初充電的時間較長，使用中需要定期維護。普通鉛蓄電池特 點類 型教學過程教學內容與進度2、免維護蓄電池免維護蓄電池又稱MF蓄電池，免維護是指在汽車合理使用期間，不需要對蓄電池進行加注蒸餾水、檢測電解液液面高度、檢測電解液密度等維護作業。免維護蓄電池特點： 1）柵架材料采用鉛鈣合金，既提高了柵架的機械強度，又減少了蓄電池的耗水量和自放電。 2）采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，將正極板裝在隔板袋內，既可避免正極板上的活性物質脫落，又能防止極板短路。因此殼體底部不需要凸起的肋條，降低了極板組的高度，增大了極板上方的容積，使電解液貯存量

8、增多。 3）蓄電池內部安裝有電解液密度計，可自動顯示蓄電池的存電狀態和電解液液面的高低。如果密度計的觀察窗呈綠色，表明蓄電池存電充足，可正常使用；若顯示深綠色或黑色，表明蓄電池存電不足，需補充充電；若顯示淺黃色，表明蓄電池已接近報廢。如圖所示。 1綠色（充電程度為65或更高） 2黑色（充電程度低于65） 3淺黃色（蓄電池有故障）4蓄電池蓋 5觀察窗 6光學的荷電狀況指示器 7綠色小球4）采用了新型安全通氣裝置和氣體收集器，在孔蓋內部設置了一個氧化鋁過濾器，可阻止水蒸氣和硫酸氣體通過，同時又可以使氫氣和氧氣順利逸出。通氣塞中裝有催化劑鈀，可促使氫、氧離子重新結合成水回到蓄電池中。二、起動型鉛蓄電

9、池的用途、結構與型號1、起動型鉛蓄電池的用途（1）發動機起動時，向起動機和點火系供電。（2）在發電機不發電或電壓較低的情況下，向用電設備供電。（3）當用電設備同時接入較多，發電機超載時，協助發電機供電。（4）蓄電池存電不足，而發電機負載又較少時，它可將發電機的電能轉變為化學能儲存起來，也就是充電。2、起動鉛蓄電池的結構教學過程教學內容與進度鉛蓄電池一般由3個或者是6個單個電池串連而成，每單格的額定電壓為2V，串連成6V或者12V，以滿足汽車用電設備的需要。鉛蓄電池主要由下列各部分組成：（1）極板極板是蓄電池的核心部分，它分為正極板和負極板。正極板上的活性物質是深棕色二氧化鉛（PbO2），負極板

10、上的活性物質是青灰色海綿狀鉛（Pb）。蓄電池充、放電過程中，電能和化學能的互相轉換，就是依靠極板上的活性物質和電解液中硫酸的化學反應來實現的。（2）隔板為了減小蓄電池的內阻和尺寸，蓄電池內部的正負極盡可能地靠近，但為了避免彼此接觸而短路，正負極之間要用隔板隔開。隔板材料應具有多孔性，以便電解液滲透，且化學性能穩定，即具有耐酸性和抗氧化性。（3）電解液 電解液是蓄電池內部發生化學反應的主要物質，由化學純凈硫酸和蒸餾水按一定的比例配制而成，其相對密度一般在1.241.28之間。（4）殼體蓄電池的外殼用來盛放電解液和極板組，外殼應耐酸、耐熱、耐振。通常用硬橡膠或聚丙烯塑料制成。（5）聯條與極樁聯條的

11、作用是將各單格電池串聯起來，傳統蓄電池的聯條是外露的，整體蓋蓄電池的聯條在電池內部，多采用穿壁式或跨越式結構。極樁用來與外部電路連接，有錐臺型和L型等形式，為便于識別，極樁上方或旁邊刻有“+”或“P”，“”或“N”，或者在正極樁上涂紅色油漆。3、起動型鉛蓄電池的型號蓄電池的型號一般都標注在外殼上，其型號的編制由五部分組成。12345（1） 串連的單格電池數，用阿拉伯數字表示（2）蓄電池的類型，用拼音字母來表示。Q起動型蓄電池；M摩托車用蓄電池；JC船用蓄電池；HK飛機用蓄電池。（3）電池特征，用字母表示。A干荷電蓄電池；H濕荷電蓄電池；W免維護蓄電池；S少維護蓄電池等。（4）20h放電額定容量

12、，用阿拉伯數字表示，不帶容量單位。（5）特殊性能，如G高起動率蓄電池；D低溫起動性能好的蓄電池；S塑料外殼蓄電池。三、鉛蓄電池的作用原理、容量 1、鉛蓄電池的作用原理蓄電池的工作原理就是化學能與電能的互相轉化。當蓄電池將化學能轉化教學過程教學內容與進度為電能而向外供電時，稱為放電過程；當蓄電池與外界直流電源相聯將電能轉化為化學能存儲起來時，稱為充電過程。（1）放電過程當蓄電池充足電時，正極板上的活性物質是二氧化鉛，負極板上的活性物質純鉛，在電解液（純硫酸蒸餾水）作用下，發生以下化學反應：PbO22H2SO4PbPbSO42H2O+PbSO4 反應前：正極（二氧化鉛）、電解液（硫酸）、負極（純鉛

13、）反應后：正極（硫酸鉛）、電解液（水）、負極（硫酸鉛）如果電路不中斷，上述電化學反應將繼續進行。電解液中的硫酸因氫離子和硫酸根離子的遷移而被消耗，生成了水。所以，放電后電解液的密度是逐漸的下降的。這個過程一直進行到化學反應不能再繼續進入為止。（2）充電過程如果把放電后的蓄電池接一直流電源，使蓄電池正極接直流電源的正極，蓄電池的負極接直流電源的負極。當外加電源電壓高于蓄電池電動勢時，電流將以放電電流相反的方向流過蓄電池，使蓄電池正、負極發生與放電相反的化學反應：PbSO42H2O+PbSO4PbO22H2SO4Pb反應前：正極（硫酸鉛）、電解液（水）、負極（硫酸鉛）反應后：正極（二氧化鉛）、電解

14、液（硫酸）、負極（純鉛）充電時，正極板外加電流將二個電子經外電路輸送到負極板，正極板上原二價鉛離子因失去二個電子而成為四價鉛離子，再與水反應生成二氧化鉛（附著在正極板上）。而在負極板上，由于得到二個電子與原二價鉛離子結合生成純鉛（附著在負極板上）。與此同時，從正、負極上電離出來的硫酸根離子則與水中氫離子結合生成硫酸。所以充電時，水被消耗，電解液密度上升。在充電過程中，上述化學反應不斷進行。當充電進行到極板上的物質和電解液完全恢復到放電前的狀態，又可向外供電。一、 2、鉛蓄電池的容量鉛蓄電池的容量是在規定的條件下，充足電的蓄電池所能輸出的電量，單位是安培小時（A.h）。廣東省技工學校文化理論課教

15、案（首頁） 共 頁科目汽車電氣汽車電源系統授課日期課時2節班級07汽電（2）07汽檢（3）授課方式理論講解作業題數擬用時間教學目的使學生掌握硅整流發電機作用、結構、工作原理選用教具掛圖課件重點1、 硅整流發電機的結構2、 硅整流發電機的工件原理難點硅整流發電機的工作原理教學回顧蓄電池的類型、結構、作用、原理等說明 審閱簽名：教學過程教學內容與進度一、穩定學生情緒、清點學生人數。二、引導進入本堂課主要內容。課題四 硅整流發電機結構與工作原理一、 作用硅整流發電機的作用主要作用是：它是汽車上除蓄電池外的另一個電源。當發動機電壓高于蓄電池電壓時，能及時向蓄電池充電，并向全車用電設備（除起動機外）直接

16、供給直流電。二、硅整流發電機的結構硅整流發電機由轉子總成、定子總成、散熱板（硅整流器）、電刷總成、電容、前后端蓋以及傳動散熱裝置（皮帶、風扇與帶輪等）部件組成，如圖21所示。圖21 發電機分解圖1轉子總成轉子總成是交流發電機的磁極部分，用來產生磁場。它由轉子軸、兩塊爪形磁極、磁軛、勵磁繞組、滑環等組成，如圖22所示。圖22 交流發電機轉子兩塊爪形磁極有數目相等的鳥嘴形磁極，互相交錯地排列后形成磁極（通常每塊具有六個爪形磁極），它們是用低碳鋼板沖壓而成，也可以用精密鑄造方法成形。在兩塊爪形磁極之間的空腔內裝有導磁用的鐵芯，稱為磁軛，它由低碳鋼制成，其上繞有磁場線圈。爪形磁極和磁軛均壓裝在有花鍵的

17、轉子軸上。磁場線圈的兩個頭分別焊接在與軸絕緣的兩個滑環上，滑環通常由黃銅制成，由酚醛玻璃纖維塑料制成的環座固定于轉子軸上。因此，兩滑環之間、滑環與轉子軸之間均保持絕緣。滑環的外表面必須平整，光滑，才能很好地和它們相互配合的兩個炭刷保持接觸。兩個炭刷裝在與端蓋絕緣的炭刷架內，通過彈簧壓力與滑環保持接觸。兩炭刷的引線分別與端蓋上的磁場（F）、搭鐵（E或）兩接柱（大多數發電機在端蓋接線柱旁鑄出相應的標識，如F，E等）相連。平時爪形磁極上保持剩磁能力差，當直流電源通過磁場、搭鐵兩接柱后，使兩塊爪形磁極分別產生N、S極，形成六對相互交錯的磁極。其磁路：大部分磁通路徑是：磁軛爪形磁極（N極）爪形磁極空氣隙

18、定子鐵芯另一爪形磁極（S極）磁扼；小部分磁通從定子旁邊的空氣中及N、S極之間的空氣通過，稱為漏磁通。2）定子總成定子總成由定子鐵芯和定子繞組組成，如圖所示23所示。 圖23定子總成定子總成是三相交流發電機的電樞，用來產生三相交流電。它固裝在兩端蓋之間。定子鐵芯由硅鋼片疊制而成，為了防止磁的損失，硅鋼片的兩側涂有絕緣漆或進行氧化處理。鐵芯內側分布有許多槽，在槽內布有三相線圈繞組。三相繞組用高強度聚酯漆包線在繞線機上繞制而成，在嵌入定子鐵芯槽內時，通常先用絕緣紙（一般為青殼紙）等絕緣材料將線圈包好，與鐵芯槽隔開，最后用干燥的與槽形相仿的槽楔（竹條）打入擠緊，以防止線圈通電時松動發響。三相繞組連接方

19、式有星形接法和三角形接法兩種，但大部分發電機按星形接法，如圖24中b)所示。星形接法多用在需要發動機低速時提供較高電壓的場合，而三角形接法的交流發電機可以輸出較高的電流強度，神龍富康轎車、北京切諾基轎車、部分廣州本田轎車采用三角接法，如圖24中a)所示。圖24 定子繞組的“”形和“Y”形連接三相繞組在定子中的結構，如圖25所示。 圖25定子繞組展開圖設定子槽數為36槽(汽車發電機常用)，三相繞組的首端A、B、C相互之間相隔120°電角度（在圖例中顯示的是每相線圈的始邊相差2個槽，也可是8個槽）。計算方法是（以定子36槽，6對磁極，即極爪數為6對為例）:（1）每相繞組的線圈數=定子鐵芯

20、槽數/（2×相數）=36/（2×3）=6，即每相繞組由6個完全一樣的線圈串聯而成。（2）定子繞組每個線圈的節矩=極矩=定子鐵芯槽數/磁極數=36/（2×6）=3，即某個線圈的起始邊如果裝在第一槽中，則末邊應裝在第四槽中，相距3槽。（3）定子鐵芯每相鄰兩槽間的機械角度=360°/鐵芯槽數=360°/36=10°。（4）定子鐵芯每相鄰兩槽間的電角度=磁極對數×機械角度=6×10°=60°。由于三相交流電每相之間的電角度相差為120°，所以，三相繞組始邊彼此要相隔120°電角度，如

21、第二相繞組的始邊與第一相繞組的始邊應相距2個槽或8個槽，那么A、B、C相繞組的始邊應分別裝在7，9，11槽或7，15，23槽中。星形接法是將A、B、C三相繞組的末端連接在一起，形成三相繞組的中心抽頭或稱為中性點，記為N。三角形接法是將相鄰相繞組的首端與尾端相連，即A相的首端與C相的尾端、B相的首端與A相的尾端、C相的首端與B相的尾端分別焊接在一起。三角形接法無中性點。3）整流器整流器的作用是將定子繞組產生的交流電變為直流電。由六只大功率二極管（有些高性能發電機使用六個以上二極管）組成三相橋式整流電路，如圖26所示。 圖26 硅二極管的安裝和接線示意圖硅二極管有兩種，正極管和負極管。正極管，其引

22、線為二極管的正極，外殼為負極，在管殼底上一般有紅色標記。三個正極管負極裝配在一個鋁合金制成的散熱板上，構成正散熱板。正散熱板（元件板）與外殼絕緣，經螺栓通至后端蓋，作為發動機的電樞接柱，即發電機的正極，該接柱附近的發電機的殼體上通常鑄有“B”或“A”或“+”或“B+”字樣。負極管，其引線為二極管的負極，外殼為正極，管底殼上一般有黑色標記。三個負極管正極裝配在一個鋁合金制成的散熱板上，構成負散熱板。負散熱板安裝在端蓋上，與發電機外殼搭鐵接柱（E）相通，作為發電機的負極。有些硅整流發電機的整流器采用九只二極管，增加三只小功率二極管專門用來供給勵磁電流，這樣可以提高發電機的電壓調節精度。還有些發電機

23、為了利用中性點電壓，提高發電機輸出功率，增加了兩只大功率中性點二極管。中性點二極管對中性點電壓進行整流，并匯入了發電機的輸出端。4）電刷與電刷架 電刷的作用是與滑環相接觸，將直流電引入勵磁繞組。電刷由石墨制成。電刷架內裝電刷和彈簧，利用彈力使電刷與滑環緊密接觸。電刷架多用酚醛玻璃纖維塑料制成。電刷、電刷彈簧以及電刷架構成一個組合體，如圖27所示。 圖27 電刷總成交流發電機的電刷總成有內裝式和外裝式兩結構。內裝式是將電刷架安裝在后端蓋內部，即電刷的拆裝或更換在電機內部；外裝式則是用螺釘將電刷架安裝在后端蓋殼外表上，即電刷的拆裝或更換在外部進行。在后端蓋安裝電刷架的勵磁接線柱旁邊，通常會對應鑄出

24、“F”、“F+”、“D+”和“E”、“F”等標記。如果中性點抽頭也有引出線，與勵磁繞組接線柱共用電刷架定位，在同一個出線口，但在中性點接線柱旁邊也標出“N”字樣。有些發電機無碳刷。硅整流發電機的搭鐵形式有內搭鐵與外搭鐵之分。勵磁繞組的一端在發電機端蓋上搭鐵稱為內搭鐵，該發電機稱為內搭鐵式硅整流發電機；勵磁繞組的兩端均與端蓋絕緣,其中一端經調節器后搭鐵稱為外搭鐵,該發電機稱為外搭鐵式硅整流發電機。5）端蓋 端蓋的作用是支承轉子，封閉內部結構，方便安裝與調整V型皮帶松緊度。它由鋁合金鑄造，采用鋁合金的最主要目的是為了防止漏磁，同時又減少發電機質量，且散熱性能好。 端蓋有前后之分。前端蓋鑄有安裝臂，

25、調整臂與出風口。后端蓋鑄有安裝臂與進風口。發電機的整流器及電刷總成都安裝在后端的內側或外側上。6）傳動、散熱裝置發電機的前端裝有傳動皮帶盤，它通過發動機曲軸帶動皮帶盤旋轉。為了對發電機強制通風散熱，在皮帶盤后裝有葉片風扇（或直接在轉子端面上加工出具有風扇功能的多片突緣），前后端蓋開有通風口。當皮帶盤與風扇一起轉動時，靠風扇的離心作用，使空氣從后端蓋進風口流入，經發電機內部從前端蓋出風口流出。有些裝有兩個風扇的緊湊型發電機，利用風扇的離心力從前后端蓋的進風口吸入空氣，再從前后端蓋徑向的出風口排出，將轉子和定子繞組的熱量帶走，達到散熱的目的。柴油發動機上安裝的交流發電機，其尾端裝有真空泵。三、硅整

26、流發電機的分類現代汽車上的硅整流發電機分為以下幾類：1）按總體結構分（1）普通交流發電機； （2）整體式交流發電機(發電機和調節器制成一個整體的發電機)；（3）帶泵交流發電機；（4）無刷交流發電機(不需要電刷的發電機) 。2）按整流器結構分(1)六管交流發電機；（2）八管交流發電機；（3）九管交流發電機；（4）十一管交流發電機。3）按磁場繞組搭鐵形式分（1）內搭鐵型交流發電機；（2）外搭鐵型交流發電機。3）型號根據中華人民共和國汽車行業標準QC/T73-93汽車電器設備產品型號編制方法的規定，國產汽車交流發電機型號組成如下：產品代號 產品代號用中文拼音字母表示，例：JF普通硅整流交流發電機；J

27、FZ整體式（調節器內置）硅整流交流發電機；JFB帶泵的硅整流交流發電機；JFW無刷硅整流交流發電機。 電壓等級代號 電壓等級代號用一位阿拉伯數字表示，如表110，其中電壓等級代號含義是：1表示12V電系，2表示24V電系，6表示6V電系。表314電壓等級代號電壓等級代號123456電壓（V）12246電流等級代號電流等級代號也用一位阿拉伯數字表示，如表111，其含義如下表所示表315 電流等級代號 電流等級代號電流等級代號（A）12345678919202930394049505960697079808990設計序號，用12位阿拉伯數字來表示。變形代號交流發電機以調整臂位置作為變形代號，從驅動

28、端看，調整臂在左邊用表示，調整臂在右端用表示，調整臂在中間不加標記。例如，型號為JF152，表示額定電壓是12V，電流等級為第5級，即額定電流5059A，第二次設計的普通硅整流交流發電機。型號為FJZ1913Z，表示額定電壓是12V，電流等級為9級，即額定電流90A，第13次設計，調整臂在左邊的整體式硅整流交流發電機。注：進口發電機不符合上述標準。四、交流發電機的工作原理交流發電機的基本原理是利用電磁感應原理產生交流電的。三相同步交流發電機的工作原理如圖28所示。圖28三相同步交流發電機工作原理由于轉子旋轉，轉子磁力線和定子繞組之間便產生相對運動，轉子爪極間產生的磁力線勢必被三相繞組線圈所切割

29、，由于三相繞組在定子槽中分布的位置不同，所以在三相繞組中分別產生交流電動勢。由于三相繞組是對稱的，所以產生的三相電動勢也是對稱的。即eA、eB、eC三相電動勢的大小相等，相位差互為120°，其瞬時值分別為：eA=Emsint eB= Emsin（t2/3）eC= Emsin（t +2/3）式中Em每相電動勢的最大值，Em 1.414E，E為每相電動勢的有效值(V)電頻率（rad/s）同理，可得三相電壓有效值UA、UB、UC。而E=4.44KfN式中K繞組系數，取決于繞組的分布設計，當采用集中繞組時，K=1N每相繞組的匝數f感應電動勢的頻率（HZ）每極磁通（Wb）其中，頻率f與磁極對數

30、和轉速有關，其關系式為：f=P n/60式中P磁極對數 n轉子轉速（r/min）將f代入E式，得E=4.44KPnN/60對于定型的發電機而言，上式中的K、P、N均為定值。設C=4.44KPN/60則有E=Cn由上述可知，三相同步交流發電機每相電動勢有效值的高低與轉子的轉速和磁通量的乘積成正比。若忽略發電機內部繞組電阻所引起的電壓降低，每相電壓輸出有效值：U=Cn這就是三相同步交流發電機的電壓變化規律。五、硅整流器的工作原理硅二極管具有單向導電性，利用這一特性，在普通的交流發電機中，采用6只硅二極管組成三相橋式整流電路，就可以將交流電轉變成直流電。如圖29中的a)所示。 圖29三相橋式整流電路

31、及電壓波形其中三個正極管V1、V3、V5的負極聯在一起，正極分別接在三相繞組的首端A、B、C上。在某一瞬間，當某相電壓U的值升高到一定數量時，與之相連的二極管正極電位隨之升高，該二極管就會導通。另外三個二極管V2、V4、V6的正極聯在一起，負極也是接在三相繞組的首端A、B、C上，在某一瞬間，當某相電壓U的值大降低到一定數量時，與之相連的二極管負極電位隨之降低，該二極管就會導通。1）整流的過程 當發電機在正常的工作狀態，有外電路負載的情況下，其整流的過程如圖127b)所示。 在t1t2時間內，uA最高，uB最低，V1和V4處于正向電壓導通狀態，電流從最高電位uA出發，經V1“+”Rf“”V4，流

32、入最低電位uB，于是在Rf上得到的電壓為uAB（因為二極管的內阻很小），其方向上“+”下“”。 在時間t2t3內，uA仍最高，而uc變為最低，V1和V6處于正向電壓導通，電流從最高電位uA出發，經V1“+”Rf“”V6，流入最低電位uc，于是在Rf上得到的電壓為，其方向也是上“+”下“”。 在時間t3t4內，uB最高，uc最低，V3和V6導通，Rf上得到uBC，同樣是上“+”下“”。 同理，依次下去，周而復始，在負載Rf上得到一個比較穩定的脈沖電壓，一個周期6個紋波，脈動頻率為6f，通過6只二極管整流后，在負載Rf上得到一個比較平穩的直流電壓。廣東省技工學校文化理論課教案（首頁） 共 頁科目汽

33、車電氣汽車電源系統授課日期課時2節班級07汽電（2）07汽檢（3）授課方式理論講解作業題數擬用時間教學目的使學生掌握調節器作用、結構、工作原理選用教具掛圖課件重點1、 調節器的結構2、 調節器的工件原理難點調節器的工作原理教學回顧硅整流發電機的類型、結構、作用、原理等說明 審閱簽名：教學過程教學內容與進度一、穩定學生情緒、清點學生人數。二、引導進入本堂課主要內容。課題三 調節器一、作用電壓調節器的作用是：把發電機輸出電壓限制在某一限定值內，使發電機輸出的電壓必須與蓄電池及用電設備的電壓相適應，以保護用電設備和蓄電池不被損壞。2、調節器的分類1）按其結構特點和工作原理可分（1）機械電磁振動式（又

34、稱觸點式）調節器機械電磁振動式調節器是通過一對或兩對觸點的反復開啟、閉合來改變發電機磁場電路的電阻來調節磁場電流的。 按觸點的數量分 單級式：只有一對觸點，如FT111、FT211型調節器； 雙級式：有兩對觸點，如FT61、FT71型調節器。 按組成的聯數分 單聯式：只有一組電壓調節器，如FT61、FT71型調節器； 雙聯式：除有電壓調節器外，另有一組磁場繼電器或充電指示燈繼電器，如FT61A型調節器。（2） 電子調節器 電子調節器是利用晶體三極管的開關特性，使磁場電路接通和斷開來調節磁場繞組的平均電流的。 晶體管式調節器：利用分立電子元件組成的調節器，如JFT06型電子調節器。 集成電路調節

35、器：即利用集成電路（IC）組成的調節器，如北京切諾基的調節器。 電腦控制的集成電路（IC）調節器：利用發動機電腦接收全車電系電負載信號，經計算后啟動某一程序，發出指令，控制發電機調節器的集成電路，從而控制發電機的輸出電壓，如廣州本田的調節器。2） 按安裝方式分（1） 外裝式調節器與發電機分開的調節器，如JFT106型電子調節器；（2） 內裝式調節器安裝在發電機內部的調節器，一般為集成電路調節器。3） 按搭鐵形式分 內搭鐵式調節器：與內搭鐵型硅整流發電機配套工作的電子調節器。 外搭鐵式調節器：與外搭鐵型硅整流發電機配套工作的電子調節器。4） 按功能的多少分 單功能型調節器僅有調節電壓功能的調節器

36、，如JFT106型調節器； 多功能型調節器除具有調節電壓功能外，還具有充電指示燈控制功能（如天津夏利轎車的ICR1761型調節器）或帶有過壓控制的調節器。3、調節器的型號國產生汽車調節器型號是根據汽車電器設備產品型號編制方法（QC/T7393）規定，發電機調節器的產品型號編制方法如下：產品代號硅整流發電機調節器的產品代號有：“FT”和“FTD”兩種，分別表示“發電機調節器”和“電子發電機調節器”漢語拼音每個詞組的第一個字母，即“F”發電機、“T”調節器、“D”電子電壓等級代號與硅整流交流發電機相同（參見本單元一課題二“硅整流發電機”文中的表110部分。 結構型式代號結構型式代號用1位阿拉伯數字

37、表示，參見表317。表317 硅整流交流發電機調節器的結構型號代號結構型式代號12345觸點式調節器單聯雙聯三聯電子調節器晶體管式集成電路式設計序號按產品設計先后次序，以12位阿拉伯數字表示。變型代號以漢語拼音大寫字母A、B、C 順序表示（不能用O和I）。例如，FT126C表示12V的雙聯電磁振動式調節器，第6次設計，第3次變型。FTD152表示12V的集成電路調節器，第二次設計(舊標準JB154683規定的型號為JFT152)。二、調節器的結構與工作原理1、調節器的基本工作原理：根據交流同步發電機發電的原理可知，發電機的輸出直流電壓U正比于交流發電機的感應電動勢E，而感應電動勢E正比于發電機

38、轉速與每極磁通，每極磁通大小取決于發電機磁場電流IF的大小，即：UEn.n.IF因此，當發電機轉速變化時，只要自動調節發電機磁場電流IF的大小，便可使發電機輸出電壓保持恒定。調節器就是利用這一原理來調節發電機輸出電壓的。2、調節器的結構與工作原理下面通過幾種典型的調節器，介紹調節器的結構與工作原理。1）雙級電磁振動觸點式調節器（1）基本電路和工作過程如圖31a)所示，雙級電磁振動式調節器的基本電路由常閉的低速觸點K1、常開的高速觸點K2、直接搭鐵的定觸點和繞在鐵心上承受發電機的電壓磁化繞組L組成。 圖31 雙級電磁振動式調節器工作原理與電壓調整特性調節器的工作過程： 起動過程發動機起動，發電機

39、開始發電時，低速觸點K1是閉合的，勵磁電流由蓄電池提供，發電機他勵發電。 自勵過程隨轉速的升高，發電機電壓上升。當發電機電壓高于蓄電池電動勢時，發電機就進入自勵。 低速調壓區當發電機轉速升到nlA時，發電機電壓稍高于第一級調整值時，流過L線圈電流產生的電磁吸力矩大于彈簧拉力矩，吸下觸點臂，使K1打開(K2不閉合)，調節電阻R串人勵磁電路，勵磁電流減小，磁場變弱，發電機電壓下降。由于電壓下降，使流過L線圈的電流減小，電磁吸力變弱，于是K1復位(閉合)，R被短路，勵磁電流加大，磁場變強，電壓又上升，K1又打開。K1的不斷開、閉，控制發電機電壓(在n1An1B的轉速范圍內)基本保持不變。轉速越高，K

40、1的打開時間越長，勵磁電流平均值越小。 失控區 當轉速超過n1B而又小于n2A時，K1一直打開(K2不閉合)，R一直串入勵磁電路。但由于轉速較高，R又較小，調節器失去調壓作用，即失控，發電機電壓將隨轉速的升高而升高。 高速調壓區當發電機轉速升到n2A，端電壓稍超過第二級調整值時，磁化繞組變大的電磁吸力使K2閉合，將勵磁繞組短路，勵磁電流急劇減小到零，電壓迅速下降。電壓下降又使磁化線圈電流減小，吸力變弱，K2又分開(K1仍分開)，勵磁繞組又有電流通過，發電機電壓又上升。如此反復，K2的不斷開、閉，實現高速區范圍內的電壓調節工作。在超過n2A以上范圍，發電機轉速越高，K2的閉合時間越長，勵磁電流平

41、均值越小。（2）FT61型調節器雙級電磁振動式調節器種類繁多，但它們的構造和工作原理基本相同。現以FT61型調節器為例，說明其構造和工作過程。如圖32所示，FT61型調節器主要由裝在外罩內的鐵心、磁軛、銜鐵、拉力彈簧、低速觸點K1、高速觸點K2、磁化線圈以及裝在底板下面的加速電阻RI(使觸點的振動頻率加快)、調節電阻R2和溫度補償電阻R3等組成。調節器底板上有兩個絕緣的“點火”(“+”)、“磁場”(“F”)接線柱和一個搭鐵螺釘。圖32 FT61型調節器的電路其工作過程： 發動機起動，發電機開始發電前，勵磁電流由蓄電池提供。其電路為：蓄電池正極電流表點火開關調節器點火接線柱低速觸點K1銜鐵磁扼磁

42、場接柱電刷、滑環勵磁繞組滑環、電刷搭鐵蓄電池負極。同時，蓄電池還向調節器磁化繞組供電，其電路為：蓄電池正極電流表點火開關調節器點火接線柱加速電阻R1磁化線圈X溫度補償電阻R3搭鐵蓄電池負極。此時，用電設備由蓄電池提供，電流表指示放電。 隨著轉速的升高，發電機電壓上升，當發電機電壓高于蓄電池電動勢時，發電機就進入自勵。其電路（包括磁化繞組電路）除電源改變外，其它不變。此時，發電機開始對外供電，電流表指示充電（如果此時蓄電池電不足夠）。 當發電機轉速升高，發電機電壓稍高于第一級調整值時，低速觸點K1工作（不斷開閉），調節發電電壓。流過X繞組電流產生的電磁吸力矩大于彈簧拉力矩，吸下觸點臂，使K1打開

43、(K2不閉合)，勵磁電路為：發電機正極點火開關調節器點火接線柱“+ ”加速電阻R1調節電阻R2磁場接柱“F” 電刷、滑環勵磁繞組滑環、電刷搭鐵發電機負極。 轉速升高，進入失控區，K1和K2都打開，勵磁電路與點中K1打開（K2不閉合）時相同。 當發電機轉速繼續升高，當電壓達到第二級調整值時，高速觸點K2閉合，控制發電機電壓基本不變。當K2閉合，將勵磁繞組短路，勵磁電流急劇減小到零，電壓迅速下降。（3）優缺點 優點： 采用兩級調壓，適應的轉速范圍寬，更適合高轉速發電機配用。一般汽車在行駛中，調節器多工作于第二級電壓調節狀態，基本不受轉速限制；調節電阻值選擇合理，觸點的火花較小；靈敏度較高，調壓質量

44、符合要求。 缺點：高速觸點間隙過小，約0.20.3mm，不便維護；兩級調壓中間有一個失控區,對充電性能有一定影響；觸點斷開時仍會產生火花,對無線電有一定影響。電磁振動觸點式調節器由于有較多的缺點，正逐漸被電子式調節器所代替。2）晶體管調節器以國產JFT106型晶體管調節器為例進行說明。（1）組成國內外產生的晶體管調節器，結構與設計基本相同，一般都是由23個三極管、12個穩壓管和一些電阻、電容、二極管等電子元件組成。外殼用鋁合金或鋼板合密封。在外殼上通常鑄有“+”或“S”或“D+”表示火線接柱、“”或“E”表示搭鐵接柱、“F”或“DF”表示磁場接柱符號。JFT106型晶體管調節器主要由組成分壓器

45、的電阻R1、R2、R3；晶體三極管的偏置電阻R5、R6、R7、R8；正反饋電阻R4、穩壓管V3；組成復合大功率三極管開關電路V4、V6、V7三極管；續流二極管V8、電容器C1、C2等組成。（2）工作過程JFT106型晶體管調節器電路如圖見33所示。圖33 JFT106型晶體管調節器電路JFT106型晶體管調節器屬外搭鐵式調節器，它可以與14V、750W的外搭式九管硅整流發電機配套，也可以與14V、功率小于1000W的外搭救鐵式六管硅整流發電機相配套。該調節器有“+”、“F”、“”三個接柱，其中“+”接線柱與發電機“F1”接柱經熔斷器，由點火開關“IG”接線柱供電，“F”接線柱與發電機“F2”接

46、線柱相連接，“”接線柱搭鐵。調節器工作過程如下：接通點火開關S，蓄電池電壓經分壓器加在穩壓管V3兩端，此時，V3截止，三極管V4截止，而V6、V7導通，接通了發電機的勵磁電路，發電機進行他勵建立電動勢。當發電機端電壓升高到高于蓄電池電壓時，發電機由他勵轉為自勵正常發電。 隨著發電機轉速的升高，當發電機端電壓高于規定值時，穩壓管V3導通，三極管V4由截止轉為導通，V6、V7則由導通轉為截止，切斷磁場電路，發電機端電壓下降，當降至規定值時V3又截止，V4也截止，V6、V7又導通，再次接通勵磁電路，發電機端電壓又上升。如此反復，使發電機電壓保持在規定值附近。二極管V2接在穩壓管V3之前，其作用是保證

47、穩壓管安全可靠地工作。當發電機端電壓過高時，V2能限制流過V3的電流，以防止燒壞V3；當發電機端電壓降低時，V2又迅速截止，以保證V3可靠截止。續流二極管V8作用是防止V7截止時，勵磁繞組中的自感電動勢擊穿V7。電阻R4它具有提高靈敏度、加速V7翻轉、減少三極管過度損耗、改善調壓質量的作用。電容器C1、C2可降低晶體管的開關頻率，進一步減少管耗。穩壓管V1起到過電壓保護作用，利用穩壓管的穩壓特性，可在發電機負載突然減小或蓄電池接線突然斷開時，發電機所產生的正向瞬時過電壓起保護作用，并可利用其正向導通特性對開關斷開時，電路中可能產生的瞬時過電壓起保護作用。廣東省技工學校文化理論課教案（首頁） 共

48、 頁科目汽車電氣汽車起動系統授課日期課時2節班級07汽電（2）07汽檢（3）授課方式理論講解作業題數擬用時間教學目的使學生掌握起動系統的作用、分類、結構、工作原理及控制線路選用教具掛圖課件重點1、 起動機的結構2、 起動機的工件原理3、起動機的控制線路難點起動機的工作原理及控制線路教學回顧調節器的類型、結構、作用、原理等說明 審閱簽名：教學過程教學內容與進度一、穩定學生情緒、清點學生人數。二、引導進入本堂課主要內容。起動系統一、起動系統的作用要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須用外力轉動發動機的曲軸，使氣缸內吸入(或形成)可燃混合氣并燃燒膨脹，工作循環才能自動進行。曲軸在外力作用下開始轉動

49、到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。發動機常見的起動方式有：（1）人力起動 用手搖或繩拉，勞動強度大，適用于一些小功率的發動機，一般作為一種后備的起動方式。（2）輔助汽油機起動 由于增加了能源消耗，體積大，故汽車上不采用，主要用在大功率的柴油發動機上。（3）電力起動 它以蓄電池為電源，以直流電動機為動力，通過控制機構和傳動裝置進行工作，操作簡便，起動迅速可靠，因此被現代汽車廣泛采用。二、 起動系的組成起動系一般都由起動型蓄電池、起動機、起動開關、起動繼電器等組成。其中，蓄電池為起動機提供電能，起動機將電能轉化為機械能，輸出轉矩帶動發動機運轉；起動開關用來控制起動機工作；起動繼

50、電器（在小型起動電路中一般不配備）是用來保護起動開關的。起動系的一般控制電路，如圖1所示。三、 起動機的功用、組成、型號與分類a) 起動機的組成起動機一般都是由以下三部分組成的：（1）直流串勵式電動機 其作用是將蓄電池提供的直流電能轉變為機械能，產生轉矩起動發動機。（2）傳動機構 其作用是在發動機起動時，使起動機驅動齒輪嚙入發動機飛輪齒圈，將起動機轉矩傳給發動機曲軸；在發動機起動后使驅動齒輪打滑與飛輪齒圈自動脫開。（3）控制裝置（也稱電磁開關） 用來接通和切斷起動機與蓄電池之間的電路。在有些汽車上，還具有接入和隔除點火線圈附加電阻的作用。2、起動機的功用起動機的功用是：由直流電動機產生動力，經

51、傳動機構帶動發動機曲軸轉動， 從而實現發動機的起動。3、起動機的分類起動機種類繁多，但常見起動機的電動機部分一般沒有本質的差別，而控制方法和傳動機構的嚙入方式則有很大差異，因此起動機是按控制方法和傳動機構的嚙入方式的不同來分類的。按控制方法的不同，起動機可分為：(1) 機械控制式(2)電磁控制式 按傳動機構嚙入方式，起動機可分為： (1)慣性嚙合式； (2)強制嚙合式； (3)電樞移動式； (4)齒輪移動式； (5)同軸式起動機； 除上述以外，還有磁極為永久磁鐵的永磁式起動機，以及內裝減速齒輪的減速起動機等等。4、起動機的型號規格起動機的型號組成如圖（1） 產品代號 QD表示普通電磁式起動機；QDJ表示減速起動機；QDY表示永磁起動機。（2） 電壓等級代號 112V；224V。（3） 功率等級代號>878675645342312<1功率（KW）987654321功率等級代號 四、 起動機的結構解放CA1092型汽車用的起動機結構如圖2所示。a) 直流電動機它主要由電樞、磁極、電刷及電刷架、殼體及端蓋等部件構成。（1）電樞 是電動機的轉子，用來產生轉矩，其結構如下所示。（2）磁極 用來產生電動機的磁場，它由磁極鐵心和勵磁繞組兩部分組成。磁極鐵心一般由低碳鋼制成，并通過螺釘固定在電動機殼體上。磁極一般是4個