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1、汽车电器与电子技术实验指导书皖西学院机电学院吴从兵 编写目 录实验一 汽车电源系统试验 （1）实验二 起动机结构与性能试验 （5）实验三 点火系统结构与性能试验 （9）实验四 汽车总线及电路故障排除 （12）实验五 传感器的检测 （13）实验一 汽车电源系统试验一、实验目的1了解蓄电池的结构2. 掌握交流发电机的拆装顺序，并且能够正确使用拆装工具；3根据交流发电机工作原理，在拆装过程中熟悉交流发电机各零部件，并掌握其基本技术要求；4能清楚地说明各零部件在发电机工作时的作用；5掌握触点式调节器的常规检查和维护方法；6掌握电子式、集成电路式调节器技术状况的检查方法；7学会使用电气万能实验台对起动机
2、进行检测；8能够根据相关的标准对检测结果做出正确的结论。二、主要实验仪器1蓄电池；2. 交流发电机；3触点式调节器、集成电路式调节器；4万用表、电流表、电压表及转速表各；5 电烙铁、卡尺、12V2W小灯泡；6 汽车电器试验台。三、实验原理1. 蓄电池的结构汽车用蓄电池主要由极板组、隔板、连接条、外壳、电解液等组成。2. 发电机结构与工作原理汽车用交流发电机，一般是由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两大部分。交流发电机的转子是用来建立磁场，定子是用来产生交流电动势，通过硅二极管整流器整流成直流电，向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。3. 交流发电机性能的检测 交流发电机有故障，应将其从汽车上拆
3、下来，作进一步检查。四、实验步骤（一）发电机的拆装与维护1交流发电机的分解1）拆下固定电刷组件和调节器总成的两个固定螺钉，取下电刷和调节器。2）分别用直径为14mm、5mm的套筒扳手拆下输出端子（B+）和励磁绕组接线端子（D+）上的紧固螺母。3）拆下绝缘架固定螺钉，取下绝缘架。4）拆下防干扰电容器固定螺钉，拔下电容器引线插头，取下电容器5）拆下前、后端盖固定螺栓，分离前、后端盖，使定子与后端盖在一起。6）拆下整流器总成固定螺钉，从后端盖上取下整流器总成与定子。7）用3050W220V的电烙铁焊开走子绕组引线与整流二极管引出电极间的四个焊点，使定子总成与整流器总成分离。2交流发电机的检查1）检查
4、发电机转子 检查转子绕组对搭铁是否短路，检查转子绕组间是否短路和断路，检查滑环的磨损情况。2）检查发电机定于 检查定于绕组对搭铁是否短路，检查定于绕组是否断路。3）检查二极管 检查正二极管、负二极管和励磁二极管。4）检查电刷 超过极限应更换。3交流发电机的装复1）在轴承内加注润滑脂。2）将转子、前端盖、风扇叶轮及传动带盘装合在一起。3）安装电刷架，电刷及弹簧。4）安装元件板。元件板也安装在后端盖内部。5）把定子线囵与后端盖合装在一起，连接好二极管与定子线团的引出线。6）将两端盖装合在一起，拧紧对销螺钉。7）安装发电机接线桩头。发电机上“”与 “Y”桩头部应与后端盖不导电，发电机“一”桩头应与后
5、端盖导电。4触点式调节器的检查与维护1）检查触点表面是否有较深蚀坑或严重残缺，磨平后触点厚度不得小于0.4mm。（修磨触点应用专用白金砂条插人触点接触面之间，轻压活动触点，往复抽动白金砂条，直到磨光磨平接触面。最后用硬纸片夹在触点间，擦去脏物和遗留砂粒。对于蚀境较严重的触点，可拆下在平整的油石上磨平后再装上，装复时上、下触点中心应对正，其偏移量不得超过0.2mm，以保证触点接触面积。）2）检查电阻。电阻不得有断丝、叠丝、变色、烧焦等现象，阻值变化过大或烧焦严重时必须更换。（更换时，可采用同型号废旧调节器上的相应的未损坏的电阻）3）检查弹簧。（调节器的弹簧均采用密圈拉力弹簧，若拆下的弹簧在自由状
6、态下，各弹簧之间有未压紧现象时，应予以修整。弹簧两端的拉钩若有折断不足一圈长度时，可用尖嘴钳弯起端圈重做钩环。）（二）交流发电机性能的检测1. 空载试验 以CA1091型汽车用交流发电机为例进行讲解。其实验台如图所示。l）将被试发电机因紧在试验台夹具上，选好套筒与橡皮接头，调整夹具，找好同轴度，夹具夹紧程度应适当，不能过紧或过松。2）根据交流发电机14V额定电压、负极搭铁要求，用连接导线将插孔39与发电机“磁场”（F）、“电枢”（+）接线柱相连，用连接导线连接插孔40与41，旋转开关27至低速档，用连接导线连接插孔35与37，用连接导线连接发电机“磁场”接柱F；与搭铁接线柱，相应操作65，根据
7、电机旋转正方向，慢慢摇动手轮，使转速逐渐上升。观察转速表13与直流电压表12。待电压升值约13V时，拔出连接35与37的导线。调整发电机转速，使发电机电压稳定在14V。若转速低于 1150rmin，说明发电机空载性能良好；若大于此值，说明空载性能差。TQD2型万能实验台上进行交流发电机空载试验a）原理图 b）操作图2. 满载试验 1）交流发电机在试验台上的装夫与空载试验相同。用连接导线连接插孔40与41，用连接导线连接插孔39与发电机“电枢”接线柱，用连接导线连接发电机“电枢”与“磁场”F。接线柱，调节电阻器达到最大值，。一最精用连接导线连接插孔35和37。用连接导线使发电机“磁场”F；接线柱
8、搭铁。 2）旋转开关 27至低速档，转速量程开关至 01000rmin档。根据电动机旋转正方向，摇动手轮，使电动机升速。待电压建立后，扳下连接插孔35和37的导线，用连接导线连接插孔37与38，将开关27旋至高速档，转速量程开关旋至05000rmin档。逐渐转动手轮提高转速，并相应摇动电阻器手轮增大发电机输出。观察电流表、转速表、电压表，当输出电流达36A、电压为I4V时，若转速低于规定转速，说明发电机负载性能好；若高于此值，说明发电机负载性能差。五、注意事项1拆装过程中不得丢失、损坏和漏装零部件。不可用汽油清洗转子和定子线圈，以防绝缘损坏。2注意安全操作，防止转动部分伤人。3调试电路必须连接
9、正确。4电动机的转速调整必须稳步进行，且要求准确。5指示表的读数应准确。6进行部件调整时，应停止运转以防发生事故。六、实验数据、现象记录 1发电机的检测记录 数据项目发电机1发电机2发电机3二极管正向电阻二极管反向电阻电刷的长度定子绕组电阻转子绕组电阻2调节器的检测数据 数据项目调节器1调节器2调节器3高速触点间隙衔铁间隙3000min的输出电流3500min的输出电流3发电机实验数据数据项目发电机1发电机2额定电压额定功率空载特性输出特性适用车型七、思考题1交流发电机与蓄电池在车上的连接关系。2起动前、起动过程中、起动后蓄电池端电压（额定电压为12V）如何变化？3交流发电机电子调节器的工作原
10、理。实验二 起动机结构与性能试验一、 实验目的1熟悉起动机各部件，掌握起动机的拆装方法和顺序，正确使用拆装工具； 2通过拆装起动机，进一步巩固对起动机工作原理的理解，要求能清楚地说出每个零部件的作用；3了解起动机各零部件的技术要求，掌握各零部件的测试方法；4学会使用电气万能实验台对起动机进行检测；5能够根据相关的标准对检测结果做出正确的结论。二、 主要设备1起动机；2扳手、嘴钳等工具；3万用表、电流表、电压表；4TQD2型万能实验台；6常用工具。三、 实验原理（一）起动机的结构起动机主要由直流串励式电动机（产生转矩,将蓄电池输入的电能转换为机械运动）、传动机构(啮合机构)和电磁开关）起动机的控
11、制装置，控制电路的通断）组成。（二）起动机实验1空载试验测量起动机的空载电流和空载转速并与标准值比较说明：电流值标准值，n标准值，表明装配过紧或电枢绕组和励磁绕组内有短路或搭铁现象。电流值标准值，n标准值，表明内部电路有接触不良的地方。2全制动试验在空载试验后，通过测量起动机完全制动时的电流和转矩来检验其动机的性能良好与否，需进行全制动试验。说明：电流大，转矩小，表明此磁场绕组或电枢绕组有短路或搭铁的不良现象。 电流小，转矩小，表明起动机接触内阻过大。四、实验步骤（一）起动机的拆装桑塔纳系列轿车所用的QD1229起动机分解步骤为例，其结构如图所示。 1. 起动机的分解1） 用扳手旋下电磁开关的
12、接线柱“M”的螺母，取下连接片。 2）旋下起动机贯穿螺钉6和衬套座螺钉14，取下村套座12和端盖9，取出垫片组件11和衬套10。3）用尖嘴钳将电刷弹簧抬起，拆下电刷架8及电刷33。4）用扳手旋下螺栓 37，从驱动端盖上取下电磁开关总成。5）在取出转子后，从端盖上取下传动叉26，然后取出驱动齿轮与单向离合器31，再取b驱动齿轮端衬套29。2. 起动机的检查1）起动机电枢轴的检查。用百分表检查电枢轴是否弯曲，电枢轴轴径与村套配合间隙不得超过 0.15mm。QD1229起动机的分解1. 起动机总成 2. 磁场线圈固定螺栓 3. 起动机固定螺栓 4. 弹性垫圈 5. 螺母6. 端益连接螺栓 7. 垫圈
13、 8. 电刷架 9. 电刷端盖 10. 衬套 11. 垫片组件 12. 衬套座13. 弹性垫圈 14. 螺钉 18. 弹簧垫圈 19. 电磁开关端盖 20. 电磁开关总成 21. 垫块及密封圈 22. 螺母 23. 弹性垫圈 24. 电磁开关活动接住中间支撑盘 25. 拨叉轴 26. 传动轴 27. 驱动端端盖 28. 中间支撑 29. 电枢轴驱动齿轮套 30. 止推垫圈 31. 驱动齿轮与单向离合器 32. 励出绕组 33. 电刷 34. 电刷弹簧 35. 弹簧 36. 电枢 37. 螺栓2）起动机换向器的检查。检查换向器表面有无污损，检查换向器的径向圆跳动，测量换向器的直径，检查换向器是否
14、有短路、断路现象。3）起动机励磁绕组的检查。检查励磁绕组是否有短路、断路现象。4）起动机电刷的检查。用卡尺检查电刷长度，用弹簧秤测量弹簧拉力。5）起动机离合器和驱动齿轮的检查。检查驱动齿轮是否有严重损伤或磨损，检查离合器是否打滑或卡滞。6）起动机电磁开关的检查。检查电磁开关内部线圈是否有短路、断路或搭铁故障。3起动机的组装起动机的组装顺序可按拆卸相反的顺序进行，但要注意：在衬套10和衬套29中涂上润滑脂，用止推垫圈30调整驱动齿轮的轴向间隙（推到极限值时），标准值为0.3l.5mm。（二）起动机实验1空载试验起动机的空载试验如图所示。1）将被试起动机夹紧在夹具上，注意其位置应使各接线柱便于接线
15、。2）用附件F1一端插入54，另一端与起动机主接线柱相接。根据被试起动机的额定电压用附件F2将53与52、51、50的其中之一相连（连52为24V、连51为12V、连50为6V）。起动机的空载试验 起动机全制动试验的装夹图 a）操作图 b）内部电路 a）起动机齿轮顺时针转动 b）起动机齿轮逆时针转动 3）按下按钮，起动机即可开始空转，注意观察电流表、电压表的读数，并记录。2全制动试验1）将被测起动机固紧在夹具上，将制动器连接杆的夹块夹紧被试起动机驱动齿轮的三“齿”，对顺时针旋转的起动机应装夹下部三个齿对逆时针旋转者夹上部三个齿。2）按空载试验中的电路连接好线路。3）按下开关，观察电压表、电流表
16、的读数并记录。从弹簧称上读出全制动转矩数值，并记录。五、实验注意事项1起动机零部件较笨重，拆装过程中要防止打滑跌落。2在用万用表、卡尺的检测过程中要认真仔细。3实验过程中要保证记录时间的准确性。4要认真观察电流表及电压表数值，保证实验记录的准确。5 每次空载试验不要超过1分钟，以免起动机过热。6时间小于5秒，以免烧坏电动机，对蓄电池使用寿命造成不利影响。六、 实验数据、现象记录1起动机测量电阻 数据项目起动机1起动机2起动机3起动机励磁绕组电阻起动机电磁开关电阻转子滑环之间电阻电枢绕组的电阻2起动机实验数据数据项目起动机1起动机2起动机3空载转速空载电流全制动转速全制动电流七、思考题1起动机的
17、结构。2. 起动机控制电路的工作原理。3减速起动机与一般起动机的区别。实验三 点火系统结构与性能试验一、实验目的1认识传统点火系各部件，明确它的安装位置。加深对点火系电路及工作过程的认识和理解。2实验时不得乱动有关点火系各元器件及汽车上的其他装置。3能独立完成传统点火系电路的连接。二、主要实验仪器1 EQ1092型汽车发动机点火系统；2 CA1092型汽车发动机点火系统；3. 无分电器点火系统；4. 汽车电器试验台。三、实验原理点火系由蓄电池、点火开关、分电器、点火线圈、高压导线和火花塞等组成，其工作原理如图所示。发动机工作时，分电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转，凸轮旋转时交替地使
18、断电器触点打开与闭合（信号发生器使点火器功率管导通或截止）。在点火开关接通的情况下，当触点闭合时（信号发生器使点火器功率管导通），点火线圈一次绕组中有电流流过，流过一次绕组的电流称为一次电流i1，一次电流所流过的路径称为一次电路，或低压电路。其路径如下：蓄电池正极电流表点火开关点火线圈“十开关”接线柱附加电阻“开关”接线柱点火线圈一次绕组点火线圈“一”接线柱断电器触点（点火器功率管）搭铁蓄电池负极。电流通过一次绕组时，在铁心中产生磁场。当断电器凸轮将触点打开（信号发生器使点火器功率管截止）时，一次电路被切断，一次绕组中的电流迅速下降到零，引起磁通突降，在一次绕组中产生自感电动势，达200300
19、V。因此，二次绕组中将在互感的作用下产生与二次绕组和一次绕组匝比成正比的高压电动势，达1520kV。该电动势击穿火花塞间隙，产生电火花，点燃混合气。二次绕组上产生的电压称为二次电压U2，二次绕组所在的电路称为二次电路，或高压电路。其路径为：二次绕组附加电阻点火开关蓄电池正极蓄电池负极高压导线配电器旁电极分火头高压导线二次绕组。发动机工作期间，断电器凸轮（信号发生器触发转子）每转一周，各缸按点火顺序轮流点火一次。四、实验步骤1找出蓄电池，观察蓄电池在汽车上的安装位置、结构以及蓄电池与发动机的连接关系。2自蓄电池的正极开始，沿线路向前找到电流表及点火开关、附加电阻、点火线圈。点火线圈有两个绕组（一
20、次绕组和二次绕组）、三个接线柱和一个高压线插孔，分别接通低压电路和高压电路。1）低压电路：蓄电池正极与点火线圈一次绕组相连，找到分电器，打开分电器盖，找到断电器，观察断电器的结构，其电路路径为断电器触点臂、触点、搭铁，回到了蓄电池的负极。2）高压电路：发动机工作时，在断电器触点分开瞬间，二次侧电路感应产生高压电，由于高压电流是点火线圈的二次侧感应电流，故其方向与原低压电流方向相反，其电源是点火线圈的二次绕组，负载为火花塞间隙，其电路为：点火线圈二次绕组、附加电阻、点火开关、电流表、蓄电池正极、蓄电池负极，然后在发动机上找到火花塞，并观察火花塞的结构。由火花塞侧电极、火花塞间隙、火花塞中心电极并
21、沿线路找到配电器，观察配电器的结构。从配电器旁电极，然后到分火头，再到配电器中心电极，最后到点火线圈二次绕组负极。3观察分析点火系电路的连接及控制情况。4观察设在汽车驾驶室内的控制操作面板。5起动发动机，观察点火系的工作情况。五、注意事项1观察实验时不得随意乱动。2在发动机工作时，注意不要触摸高压电路，以免出现事故。3 实验结束后，应断开电源总开关。六、实验数据、现象记录1点火系静态测量数据 数据项目CA1092型汽车无分电器点火系统蓄电池电压点火线圈初级线圈电阻点火线圈次级线圈电阻高压线电阻分缸线电阻白金触点间隙2. 动态数据 数据电流CA1092型汽车无分电器点火系统启动时电流正常工作时电
22、流发动机点火顺序发动机点火提前角七、思考题1电子点火系统与传统点火系统的区别。2点火系统各部件的电路连接顺序。3. 闭合角大小对点火性能有何影响？4. 发动机不能启动，如果是点火系统的问题，怎样进行处理？实验四 汽车总线及电路故障排除一、实验目的1了解汽车电系的特点和汽车布线的基本原则；2认识汽车主要电路，了解其各组成部分；3掌握汽车电路故障排除方法。二、主要实验仪器1CA1092型汽车；2汽车总线；3. 万用表；4. 全车电器试验台。三、实验原理 汽车主要电路：汽车电源系统、起动系统、点火系统、照明系统、仪表、辅助设备，发动机控制电脑以及传感器等。四、思考题1. 汽车电系的特点。2. 汽车电
23、路的基本分析方法。实验五 传感器的检测一、实验目的1了解传感器在车上位置、作用。2掌握传感器的拆卸方法。3熟悉传感器的工作原理。4能熟练地检测传感器，并判断其故障。二、主要实验仪器1蓄电池；2数字万用表；3空气流量计；4节气门位置传感器；5车速及水温传感器；6“一”字起子、“十”字起子及常用工具。三、实验原理传感器感受规定的物理量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。简单的说，传感器即使把非电量转换成电量的装置1空气流量计1）量板（翼片）式空气流量计量板（翼片）式空气流量计如图所示，空气流量计的风门部分由测量叶片、缓冲叶片及壳体组成。测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转。电位计
24、部分主要由电位计、回位弹簧、调整齿圈等组成。量板（翼片）式空气流量计是根据空气流动产生的压力差将风门叶片推开的原理进行工作的。而电位计与风门叶片是同轴的，所以当叶片偏转时，电位计滑臂必然转动。由于转轴一端装有螺旋回位弹簧，当其弹力与吸入空气流量对测量叶片产生的推力平衡时，风门叶片就会处于某一个稳定偏转位置，而电位计滑臂也处于镀膜电阻的某一对应位置，从而测量出对应位置的电阻，计算出进气量。2）热线式空气流量计热式空气流量传感器有热丝式和热膜式之分，根据电热体放置的位置不同又有主流式和旁通式两种形式。热丝主流式空气流量传感器的结构如图所示。电热体是用铂丝制成，热丝的工作温度一般在100120。为防
25、止进气气流的冲击和发动机回火对热丝造成损坏，在其两端都有金属网加以保护。2节气门位置传感器如图所示，节气门位置传感器安装在节气门体上，它将节气门开度转换成电压信号输出，以便计算机控制喷油。它主要由与节气门联动的电位器、怠速触点等组成。电位计的动触点（即节气门开度输出触点）随节气门开度在电阻膜上滑动，从而在该触点上（TTA 端子）得到与节气门开度成正比例的线性电压输出；当节气门全闭时，另外一个与节气门联动的动触点与IDL触点接通，传感器输出怠速信号。节气门位置输出的线性电压信号经过A/D转换后输送给计算机。 3车速传感器 车速传感器一般是磁电式的，它由带有四磁极的转子、舌簧开关组成。当变速器输出
26、轴通过软轴带动转子旋转时，舌簧开关就会在转子永久磁铁的作用下进行周期性的开关动作，转子每转一周，舌簧开关开闭四次，通过外电路输出4个脉冲。如果将该脉冲信号送数字电路或者计算机进行记数和运算，就可以得到车速输出。四、实验步骤（一）传感器的拆卸1先熟悉传感器的作用，估计在什么部位，然后在可能的部位寻找，确其准确的地方。2拔下其插头上的线束，拆下传感器。（二）传感器的检测：1节气门位置传感器的检测1）拔去节气门位置传感器的线束插头。2）用万用表在节气门位置传感器接线插座上测量怠速开关的导通情况。当节气门全闭时，怠速开关应导通；当节气门开启时，怠速开关应不导通。否则，应调整或更换节气门位置传感器。3）
27、用万用表测量节气门位置传感器中线性电位计的电阻（E2和VTA之间的电阻）。该电阻应能随节气门开度的增大而呈线性增大。4）将测量结果与标准值比较。如有不符，应调整或更换节气门位置传感器。2节气门位置传感器的调整节气门位置传感器调整不当，会影响电子控制自动变速器的正常工作1）拧松节气门位置传感器的两个固定螺钉。2）将厚度为0.50mm的厚薄规插入节气门摇臂和限位螺钉之间，同时用万用表测量怠速开关的导通情况。3）朝节气门闭合方向转动节气门位置传感器，使怠速开关触点断开，然后朝节气门开启方向慢慢地转动节气门位置传感器，直至怠速开关闭合为止。4）拧紧节气门位置传感器的两个固定螺钉。5）分别用0.40mm
28、和0.65mm的厚薄规插入节气门限位螺钉和节气门摇臂之间，同时测量怠速开关的导通情况。当厚薄规为0.40mm时，怠速开关应导通；当厚薄为0.65mm时，怠速开关应断开。否则，应重新调整节气门位置传感器。3车速传感器与输入轴转速传感器的检测1）车速传感器或输入轴转速传感器的感应线圈电阻的检（1）拔下车速传感器或输入轴转速传感器线束插头。（2）用万用表测量车速传感器或输入轴转速传感器两接线端之间的电阻不同车型自动变速器的这种传感器感应线圈的电阻不完全相同，通常为几百欧到几千欧。如果感应线圈短路、断路或电阻值不符合标准，说明传感器损坏。2）车速传感器或输入轴转速传感器的输出脉冲的检测（1）车速传感器
29、输出脉冲检测：用千斤顶将汽车一侧的驱动轮顶起，让操纵手柄位于空档位置，用手转动悬空的驱动轮，同时用万用表测量车速传感器两接线柱之间有无脉冲感应电压。测量时，应将万用表选择开关转至1V以下的直流电压档位置或电阻档位置。若在转动车轮时万用表指针有摆动，说明传感器有输出脉冲，其工作正常；否则，说明传感器有故障。（2）输入轴转速传感器输出脉冲检测；将传感器拆下，用一根铁棒或一块磁铁迅速靠近或离开传感器， 同时用万用表测量传感器两传感器接线柱之间有无脉冲感应电压。如没有感应电压或感应电压很微弱，说明传感器有故障。4水温传感器和液压油温度传感器的检测1）拆下水温传感器或液压油温度传感器。2）将传感器置于盛
30、有水的烧杯中，加热杯中的水，同时测量在不同温度下传感器两接线端之间的电阻。3）将测量的电阻值与标准值相比较。如果不符合标准，说明传感器损坏。五、使用注意事项1检测电子产品一般使用数字万用表。2传感器动态检测，一般施加5伏电压。3电子产品要小心轻放，防止碰、摔。六、实验数据、现象记录1翼片式空气流量计（静态）端子测量片位置标准电阻测量电阻FCE1测量片全关闭测量片开启0FSE2全关闭20600从关闭到开启201200 2翼片式空气流量计（就车测量）端子标准电阻温度测量电阻FSE20.200.60VCE20.200.6020THAE22.003.0020FCE1不定3水温传感器测量记录 数 据项 目水温传感器一水温传感器二256085100七、思考题1. 热膜式空气流量计的工作原理。2. 简述曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的作用。3. 为什么电控发动机需要凸轮轴位置传感器的判缸信号？