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1、 电 气 一、汽车电气系统的组成 现代汽车所装备的电气系统，按其用途可大致归纳并划分为下面四部分：1电源系统 电源系统包括蓄电池、发电机及其调节器。前两者是并联工作，发电机是主电源，蓄电池是辅助电源。发电机配有调节器的作用是在发电机转速升高时，自动调节发电机的输出电压使之保持稳定。2用电系统 汽车上用电系统大致可分为以下几类：(1)起动系：主要机件是启动机，其任务是起动发动机。(2)点火系：它是汽油发动机的组成部分，包括电子点火系统或传统点火系统的全部组件。其任务是产生高压电火花，按发动机的工作顺序点燃气缸内的可燃混合气。(3)照明系统：包括车内外各种照明灯以及保证夜间安全行车所必须的灯光，其
2、中以前照明灯最为重要。军用车辆还增设了防空照明。(4)信号系统：包括电喇叭、蜂鸣器、闪光器及各种信号灯等，主要用来保证安全行车所必要的信号。(5)电子控制系统：主要指由微机控制的装置，包括：电子控制点火装置、电子控制燃油喷射装置、电子控制防抱死制动装置、电子控制自动变速装置等，分别用来提高汽车的动力性、经济性、安全性、排气净化和操纵自动化等性能。(6)辅助电器：包括电动刮水器、低温起动预热装置、空调器、收录机、点烟器、防盗装置、玻璃升降器、座椅调节器等。辅助电器有日益增多的趋势，主要向舒适、娱乐、保障安全方面发展。3检测系统 包括各种检测仪表如电压表、电流表、水温表、油压表、燃油表、车速里程表
3、、发动机转速表和各种报警灯，用来监测发动机和其它装置的工作情况。4配电系统 配电系统包括中央接线盒、电路开关、保险装置、插接件和导线等，以保证线路工作的可靠性和安全性。二、汽车电气系统电系的特点 汽车电气系统具有以下四个特点：1低压 汽车电系的额定电压有 12 伏（V）、24V 两种，汽油车普遍采用 12V 电系，而柴油车多采用 24V 电系。电器产品额定运行端电压，对发电装置 12V 电系为 14V；对 24V 电系为 28V。对用电设备电压在倍额定电压范围内变动时应能正常工作。2直流 汽车电系采用直流是因为起动发动机的启动机，为直流串激式电动机，其工作时必须由蓄电池供电，而蓄电池消耗电能后
4、又必须用直流电来充电。3单线制 是指从电源到用电设备只用一根电线连接，而另一根导线则由金属部分如车体、发动机等代替作为电器回路的接线方式，具有节省导线、简化线路、方便安装检修、电器元件不需与车体绝缘等优点而得到广泛采用。但在个别情况下，也采用双线制。4负极搭铁 采用单线制时，蓄电池的负极必须用导线接到车体上，称为负极搭铁，这是国家标准规定的，也是交流发电机正常工作的必要条件。第二节 蓄电池的构造与识别 一、蓄电池的与类型（一）功用 蓄电池是一种可逆的低压直流电源，是汽车电源的重要组成部分。蓄电池既能将化学能转换为电能，也能将电能转换为化学能。它的作用是：1起动发动机时，供给起动机大电流，故称为
5、起动型蓄电池。2在发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。3当用电设备短时间耗电超过发电机供电能力时，协助发电机向用电设备供电。4蓄电池存电不足，而发电机负载又较小时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来(即充电)。另外，蓄电池相当于一个大电容器，它可随时将发电机产生的过电压吸收掉，起到保护晶体管、延长其使用寿命的作用。（二）类型 按其外部结构可分为：橡胶槽和塑料槽蓄电池。按其性能可分为：湿荷电、干荷电和免维护蓄电池等。目前汽车上广泛采用干荷电、免维护塑料槽的铅酸蓄电池。二、蓄电池的结构和识别 铅酸蓄电池的构造如图 4-1 所示。它主要有极板、隔板、电解液和外壳等部分组成。1极板 极板
6、分正极板和负极板，每片极板均由栅架和活性物质构成。制成正极板上的活性物质为二氧化铅，呈棕红色；负极板上的活性物质为海绵状纯铅，呈青灰色。为了增大蓄电池的容量，需要把正、负极板分别焊成极板组，且负极板组比正极板组多一片。图 4-1 干荷电蓄电池的结构 1-外壳 2-正极板 3-加液孔螺塞 4-电池盖 5-负极柱 6-负极板组 7-正极板组 8-隔板 9-负极板 10-正极板 2隔板 隔板通常用木质、微孔橡胶、微孔塑料或玻璃纤维制成。隔板安装在正负极板之间，防止正负极板相碰而短路。隔板一面制有沟槽，装配时有沟槽面应竖直面向正极板。3电解液 电解液由纯净硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。其密度大小可用
7、密度计测量，一般为 1.231.30gcm3之间。4外壳 蓄电池外壳用橡胶或塑料制成整体，用以储存电解液和支承极板。相邻两单格之间有隔壁，把每个外壳分成三个或六个单格。5极柱与穿壁式联条 每个单格电池都有正、负两个极柱，分别连接正、负极板组，连接正极板组的叫正极柱，连接负极板组的叫负极柱。正极柱接起动机开关接柱，负极柱接车架(接铁)。穿壁式联条用来连接相邻单格电池的正、负极柱，使单格电池相互串联成多伏的电池。如一只 12V 的蓄电池由 6 个单格电池串联而成。三、蓄电池的型号标志 根据原机械工业部标准 JB2599-1985铅蓄电池产品型号编制方法规定，蓄电池型号由三部分组成，各部分之间用破折
8、号分开，其内容及排列如下：(1)串联单格电池数。指一个整体壳体内所包含的单格电池（1）串联单格电 池 数（2）蓄电池类 型（3）蓄电池类 型（4）额 定 容 量（5）特 殊 性 能 数目，用阿拉伯数字表示。(2)电池类型。根据蓄电池主要用途划分。启动型蓄电池用“Q”表示，代号“Q”是汉字“起”的第一个拼音字母。(3)电池特征。为附加部分，仅在同类用途的产品具有某种特征，而在型号中又必须加以区别时采用。如用干荷电蓄电池，则用汉字“干”的第二个拼音字母“A”表示；如为无需(免)维护蓄电池，则用“无”字的第一个拼音字母“W”来表示。当产品同时具有两种特征时，原则上应按表 4-1 顺序用两个代号并列表
9、示。(4)额定容量。是指 20h 率额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为安培小时(Ah)，在型号中可略去不写。蓄电池容量通常以正极板的片数 n 来估算，每片标准正极板额定容量 Cs 为 15 Ah，则蓄电池额定容量 C20=Csn。(5)特殊性能。在产品具有某些特殊性能时，可用相应的代号加在型号末尾表示。如“G”表示薄型极板的高启动率电池，“S”表示采用工程塑料外壳与热封合工艺的蓄电池。表4-1 蓄电池产品特征代号 序 号 产品特征 代 号 序 号 产品特征 代 号 1 干荷电 A 7 半密封式 B 2 湿荷电 H 8 液密式 Y 3 免维护 W 9 气密式 Q 4 少维护 S 10 激活式 I
10、 5 防酸式 F 11 带液式 D 6 密封式 M 12 胶质电解液式 J 例 1：东风 EQ2102 型越野汽车用 6-QW-180 型蓄电池：表示由 6 个单格电池组成，额定电压为 12V，额定容量为 180Ah的启动型免维护蓄电池。例 2：解放 CQ1121J 载货汽车用 6-QAW-180 型蓄电池：表示由 6 个单格电池组成，额定电压为 12V，额定容量为 180Ah的启动型干荷电免维护蓄电池。例 3：北京 BJ2020 型吉普车用 6-QA-60 型蓄电池：表示由 6个单格电池组成，额定电压为 12V，额定容量为 60Ah 的启动型干荷电蓄电池。四、铅酸蓄电池工作原理 铅酸蓄电池的
11、充、放电是由正极板上的活性物质二氧化铅（PbO2）和负极板上的活性物质海绵状的纯铅（Pb）与电解液中的硫酸（H2SO4）发生化学反应来完成的。(一)电动势的建立 当正、负极板浸入电解液后，在单格蓄电池的正负极柱间产生电动势。在正极板处，少量 PbO2溶入电解液，与水（H2O）生成 Pb（OH）4，再分解成四价铅离子（Pb4+）和氢氧根离子（OH）。即：PbO22H2OPb（OH）4 Pb（OH）电解液中 H2SO4的电离过程为：H2SO42HSO24 在正极板处，Pb4+与电子结合变成 Pb2，Pb2与电解液中的硫酸根离子（SO24）结合生成 PbSO4沉附于极板上，即：Pb4+2ePb2；P
12、b2SO24PbSO4。在负极板处，Pb2与电解液中的 SO24结合也生成 PbSO4沉附于负极板上，而极板上的金属铅继续溶解，生成 Pb2和电子，即：Pb2ePb2；Pb2SO24PbSO4。在电解液中，H和 OH结合生成水，即：4H4OH2H2O。如果电路不中断，上述的化学反应继续进行，使正极板上的PbO2和负极板上的 Pb 都逐渐转变为 PbSO4，电解液中的 H2SO4含量逐渐减少而水含量增多，故电解液的相对密度下降。同时因PbSO4的导电性比PbO2和Pb差，随其含量的逐渐增加其内阻增大，使供电能力下降。蓄电池在放电过程中总的化学反应方程式为：PbO22H2SO4Pb2PbSO42H
13、2O(三)充电过程 将电能转换成蓄电池的化学能的过程称为充电过程，如图4-2c 所示。充电时，蓄电池应接直流电源，蓄电池的正极接电源正极，蓄电池负极接到电源负极。当电源电压高于蓄电池的电动势时，在电场力作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出（即驱使电子从正极经外电路流入负极）。这时在正负极发生的化学反应正好与放电过程相反。在电场力的作用下，正、负极板上的硫酸铅和电解液中的水均发生电离。即：PbSO4Pb2SO24；H2OHOH 在正极板处，Pb2失去两个电子 2e 变成 Pb4，与电解液中的OH结合生成 Pb（OH）4。它又分解为 PbO2和 H2O，PbO2附着在正极板上，即：Pb22eP
14、b4+；Pb4+4OHPb（OH）4；Pb（OH）4PbO2H2O。在负极板处，Pb2在电场力的作用下获得两个电子2e 变成金属铅，并附着在负极板上。即：Pb22ePb。在电解液中，H和 SO24结合生成 PbSO4，即：2HSO24H2SO4。可见，在充电过程中，正、负极板上的 PbSO4将逐渐恢复为PbO2和 Pb，电解液中的硫酸含量逐渐增多，水含量逐渐减少。当PbSO4已基本还原成 PbO2和 Pb 时，充电电流主要用来电解水，即2H2O2H2O2，使正极冒出氧气（O2），负极冒出氢气（H2）。充电电流越大，则冒气越多，极易使极板上的活性物质脱落。故在充电末期，充电电流以小为宜。蓄电池充电和放电过程是可逆的电化学反应过程，内部导电靠离子运动实现。如略去中间的化学反应过程可用下式表示：PbO2 Pb H2SO4 正极板 负极板 电解液 放电 充电 PbSO4 H2O 正负极板 电解液