【汽車電(dian)(dian)氣系(xi)統(tong)】汽車電(dian)(dian)氣系(xi)統(tong)有何特(te)點 汽車電(dian)(dian)氣系(xi)統(tong)的組(zu)成
汽車電氣系統的組成與特點
汽車電氣系統是汽車的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)組成(cheng)部分之一(yi)(yi)，其性(xing)能(neng)好壞(huai)直接影響(xiang)汽車的(de)(de)(de)動力性(xing)、經濟性(xing)、可靠性(xing)，安全(quan)性(xing)、舒適(shi)性(xing)以(yi)及排放等性(xing)能(neng)。汽車電(dian)氣系統是現代汽車發(fa)展水平的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)標志(zhi)，其科技含(han)量已成(cheng)為(wei)衡量現代汽車檔次(ci)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)指標之一(yi)(yi)。隨著(zhu)科技的(de)(de)(de)發(fa)展，集成(cheng)電(dian)路和微(wei)型電(dian)子(zi)計算(suan)機在汽車上(shang)的(de)(de)(de)廣泛應用，電(dian)器(qi)的(de)(de)(de)數量在增加(jia)、功率在增大，產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)質量、性(xing)能(neng)在提高，結構(gou)更趨于完善。汽車維修(xiu)材料工(gong)應了解和掌握(wo)電(dian)氣系統的(de)(de)(de)構(gou)造、配件(jian)識別及原理，對其正確收(shou)發(fa)與(yu)保管是十(shi)分必要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)。
該圖片由注冊用戶"Jane"提供，版權聲明反饋
一、汽車電氣系統的組成
現代汽(qi)車所裝備的電(dian)氣系統，按其用途(tu)可大致(zhi)歸納(na)并劃(hua)分為下面四(si)部分：
1．電源系統
電源系統(tong)包括蓄(xu)電池(chi)、發(fa)電機及(ji)其調節(jie)器。前兩者是(shi)(shi)并(bing)聯工作(zuo)，發(fa)電機是(shi)(shi)主電源，蓄(xu)電池(chi)是(shi)(shi)輔助電源。發(fa)電機配有調節(jie)器的作(zuo)用(yong)是(shi)(shi)在(zai)發(fa)電機轉速升高時，自動調節(jie)發(fa)電機的輸出電壓(ya)使之保持穩(wen)定。
2．用電系統
汽車上用電(dian)系統大致(zhi)可分為以下幾類(lei)：
(1)起(qi)動系：主要機件是(shi)啟動機，其(qi)任務是(shi)起(qi)動發動機。
(2)點火(huo)系(xi)：它是(shi)汽油發動(dong)機的組成部(bu)分，包括電子(zi)點火(huo)系(xi)統或傳統點火(huo)系(xi)統的全(quan)部(bu)組件。其任務(wu)是(shi)產生高壓電火(huo)花，按發動(dong)機的工作順序點燃(ran)氣(qi)缸(gang)內的可(ke)燃(ran)混合(he)氣(qi)。
(3)照(zhao)明系(xi)統：包括車(che)內外各種(zhong)照(zhao)明燈(deng)以(yi)及保證夜間安全行車(che)所必須的燈(deng)光，其中以(yi)前照(zhao)明燈(deng)最(zui)為重要。軍用車(che)輛還(huan)增設了(le)防空照(zhao)明。
(4)信號系統：包括電(dian)喇叭(ba)、蜂鳴器、閃光器及各種信號燈等，主要用來(lai)保證(zheng)安(an)全行車所必要的信號。
(5)電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統：主要指由微機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的裝(zhuang)置(zhi)，包括：電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)點火裝(zhuang)置(zhi)、電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)燃油噴射裝(zhuang)置(zhi)、電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)防抱死制(zhi)(zhi)(zhi)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)、電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)自動(dong)變速裝(zhuang)置(zhi)等，分別用(yong)來提高汽車的動(dong)力性(xing)(xing)、經濟性(xing)(xing)、安全性(xing)(xing)、排氣凈化和操縱自動(dong)化等性(xing)(xing)能。
(6)輔(fu)助電(dian)器(qi)：包括電(dian)動刮水(shui)器(qi)、低溫起(qi)動預熱裝置、空調器(qi)、收錄機、點煙器(qi)、防盜裝置、玻璃(li)升降器(qi)、座椅調節器(qi)等。輔(fu)助電(dian)器(qi)有日益增(zeng)多(duo)的趨勢，主要(yao)向舒適、娛樂、保障安全方面發展。
3．檢測系統
包括各種檢測儀表(biao)(biao)如電壓表(biao)(biao)、電流表(biao)(biao)、水(shui)溫表(biao)(biao)、油壓表(biao)(biao)、燃(ran)油表(biao)(biao)、車速里程表(biao)(biao)、發(fa)動機(ji)轉速表(biao)(biao)和各種報(bao)警燈，用來監測發(fa)動機(ji)和其(qi)它裝置的工作情(qing)況。
4．配電系統
配電(dian)系(xi)統包括中央接(jie)線(xian)盒、電(dian)路開關、保險裝(zhuang)置、插接(jie)件和導(dao)線(xian)等(deng)，以保證線(xian)路工作的可靠(kao)性(xing)和安全(quan)性(xing)。
二、汽車電氣系統電系的特點
汽車電氣系統(tong)具有以下(xia)四個特(te)點：
1．低壓
汽車電系的額定電壓有12伏(fu)（V）、24V兩種，汽油(you)車(che)普遍采用(yong)12V電系，而柴(chai)油車多采用24V電系。電器(qi)產品額(e)定運行端電壓(ya)，對(dui)發電裝(zhuang)置12V電系為14V；對24V電系為28V。對(dui)用(yong)電設備(bei)電壓在0.9～1.25倍額定(ding)電壓范圍內變動時(shi)應能(neng)正常(chang)工作。
2．直流
汽車電(dian)(dian)(dian)系采用直流(liu)(liu)是(shi)因為起動(dong)發動(dong)機(ji)的啟動(dong)機(ji)，為直流(liu)(liu)串激式電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)，其工作時必須(xu)由蓄電(dian)(dian)(dian)池供電(dian)(dian)(dian)，而(er)蓄電(dian)(dian)(dian)池消耗(hao)電(dian)(dian)(dian)能后又必須(xu)用直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)來充電(dian)(dian)(dian)。
3．單線制
是指從(cong)電源到(dao)用電設備只(zhi)用一根電線連接，而另(ling)一根導線則由(you)金屬部分如車體(ti)、發(fa)動機等(deng)代替作(zuo)為電器回路的(de)接線方(fang)(fang)式(shi)，具有節省導線、簡化線路、方(fang)(fang)便安裝檢修(xiu)、電器元件(jian)不需與車體(ti)絕緣等(deng)優點而得到(dao)廣泛(fan)采(cai)用。但(dan)在個別(bie)情況(kuang)下，也(ye)采(cai)用雙線制。
4．負極搭鐵
采用(yong)(yong)單線(xian)(xian)制時，蓄電(dian)池(chi)的負極(ji)必須(xu)用(yong)(yong)導線(xian)(xian)接到車體上，稱(cheng)為負極(ji)搭鐵(tie)，這是國家標準規(gui)定的，也(ye)是交流(liu)發電(dian)機(ji)正常工作(zuo)的必要條件。
第二節蓄電池的構造與識別
一、蓄電池的與類型
（一）功用
蓄電(dian)(dian)池是(shi)一種可逆的(de)低壓直流(liu)電(dian)(dian)源，是(shi)汽車電(dian)(dian)源的(de)重要組成部分。蓄電(dian)(dian)池既能(neng)將(jiang)化(hua)(hua)學能(neng)轉換為(wei)電(dian)(dian)能(neng)，也能(neng)將(jiang)電(dian)(dian)能(neng)轉換為(wei)化(hua)(hua)學能(neng)。它的(de)作用是(shi)：
1．起動發(fa)動機時，供給起動機大(da)電(dian)流，故(gu)稱為起動型蓄(xu)電(dian)池。
2．在(zai)發電(dian)機不(bu)發電(dian)或電(dian)壓(ya)較(jiao)低的情況下向(xiang)用電(dian)設(she)備供(gong)電(dian)。
3．當用(yong)電(dian)(dian)(dian)設備短時間耗電(dian)(dian)(dian)超過(guo)發電(dian)(dian)(dian)機供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)能力時，協(xie)助(zhu)發電(dian)(dian)(dian)機向用(yong)電(dian)(dian)(dian)設備供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)。
4．蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)存電(dian)(dian)(dian)不足，而發電(dian)(dian)(dian)機負載又較小時(shi)，它可將發電(dian)(dian)(dian)機的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)轉變為化學能(neng)儲存起來(即(ji)充電)。
另(ling)外(wai)，蓄(xu)電池相當于(yu)一個大電容器(qi)，它(ta)可隨時將發(fa)電機產生(sheng)的過電壓吸(xi)收掉，起到保護晶體管、延長(chang)其使(shi)用(yong)壽命的作用(yong)。
（二）類型
按其(qi)外部(bu)結(jie)構可分為：橡膠槽(cao)和塑料(liao)槽(cao)蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)。按其(qi)性能可分為：濕荷電(dian)、干(gan)荷電(dian)和免維(wei)護蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)等。目前(qian)汽(qi)車上廣(guang)泛(fan)采用(yong)干(gan)荷電(dian)、免維(wei)護塑料(liao)槽(cao)的鉛酸蓄(xu)電(dian)池(chi)(chi)。
二、蓄電池的結構和識別
鉛酸蓄電池的構造如圖4-1所示。它主要有極板(ban)、隔(ge)板(ban)、電解液和外殼等(deng)部分組成。
1、極板
極(ji)板(ban)(ban)(ban)分正極(ji)板(ban)(ban)(ban)和負(fu)極(ji)板(ban)(ban)(ban)，每片(pian)極(ji)板(ban)(ban)(ban)均(jun)由柵架和活(huo)性物質(zhi)(zhi)構成。制成正極(ji)板(ban)(ban)(ban)上的(de)活(huo)性物質(zhi)(zhi)為(wei)(wei)二氧化(hua)鉛，呈(cheng)棕紅(hong)色；負(fu)極(ji)板(ban)(ban)(ban)上的(de)活(huo)性物質(zhi)(zhi)為(wei)(wei)海綿狀(zhuang)純(chun)鉛，呈(cheng)青灰色。為(wei)(wei)了(le)增(zeng)大蓄電(dian)池的(de)容量，需要(yao)把正、負(fu)極(ji)板(ban)(ban)(ban)分別焊成極(ji)板(ban)(ban)(ban)組，且負(fu)極(ji)板(ban)(ban)(ban)組比(bi)正極(ji)板(ban)(ban)(ban)組多一片(pian)。
2、隔板
隔板(ban)通常(chang)用(yong)木質、微孔橡膠、微孔塑料或玻璃纖維制成(cheng)。隔板(ban)安裝(zhuang)在正負(fu)極板(ban)之間，防止正負(fu)極板(ban)相碰而(er)短路(lu)。隔板(ban)一面制有溝槽，裝(zhuang)配時有溝槽面應豎直(zhi)面向正極板(ban)。
3、電解液
電解液由純凈硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成。其密度大小可用密度計測量，一般為1.23～1.30g／cm3之(zhi)間(jian)。
4、外殼
蓄電池外殼用橡膠或塑料制成整(zheng)體，用以儲存電解液和支承極板。相鄰兩單格之間有(you)隔壁(bi)，把每個外殼分成三個或六個單格。
5、極柱與穿壁式聯條
每個單格電池都有正、負兩個極柱，分別連接正、負極板組，連接正極板組的叫正極柱，連接負極板組的叫負極柱。正極柱接起動機開關接柱，負極柱接車架(接(jie)鐵)。
穿壁式聯條用來連接相鄰單格電池的正、負極柱，使單格電池相互串聯成多伏的電池。如一只12V的(de)蓄電(dian)池由6個單格(ge)電池串聯而成(cheng)。
三、蓄電池的型號標志
根據原機械工業部標準JB2599-1985《鉛蓄電(dian)池(chi)產品(pin)型(xing)號編(bian)制方(fang)法(fa)》規定(ding)，蓄電(dian)池(chi)型(xing)號由三部(bu)分組成，各部(bu)分之間用破折號分開(kai)。
(1)串聯單格(ge)電池(chi)數。指一個整體殼體內(nei)所(suo)包含的單格(ge)電池(chi)數目(mu)，用阿拉伯(bo)數字表示。
(2)電(dian)池類型。根據蓄電(dian)池主要用(yong)(yong)途劃分(fen)。啟動型蓄電(dian)池用(yong)(yong)“Q”表示，代號“Q”是漢字(zi)“起”的第一個拼音字(zi)母。
(3)電(dian)池特(te)征。為(wei)附加部分，僅在同類用(yong)(yong)途的(de)產品具有某種(zhong)特(te)征，而在型號中又必須加以區別時采用(yong)(yong)。如用(yong)(yong)干(gan)荷電(dian)蓄電(dian)池，則(ze)用(yong)(yong)漢字(zi)(zi)“干(gan)”的(de)第二個(ge)拼(pin)音字(zi)(zi)母“A”表(biao)示；如為無(wu)需(免(mian))維(wei)護蓄電(dian)池，則用“無”字(zi)的(de)第一個拼音字(zi)母(mu)“W”來表(biao)示。當產品同時具有兩種特征時，原則上應按表(biao)4-1順(shun)序用兩個代號并列表示。
(4)額定容量。是指20h率額定容量(liang)，用(yong)阿拉(la)伯數字表示(shi)，單位為安(an)培·小(xiao)時(A·h)，在型(xing)號中可略去(qu)不(bu)寫。
蓄電池容量通常以正極板的片數n來(lai)估算，每片標(biao)準(zhun)正極板(ban)額(e)定容量Cs為15 Ah，則蓄電池額定容量C20=Cs·n。
(5)特殊性能(neng)。在(zai)產品具有某些特殊性能(neng)時，可用相應的代(dai)號加在(zai)型號末尾表示。如“G”表示(shi)薄(bo)型極(ji)板的(de)高(gao)啟動率(lv)電池(chi)，“S”表(biao)示采用工程塑料外(wai)殼與熱封合(he)工藝的蓄電池。
例1：東(dong)風EQ2102型越野汽(qi)車用6-QW-180型(xing)蓄電池：表示由(you)6個單格電池組成，額定電壓為12V，額定容量為180A·h的啟動(dong)型(xing)免維(wei)護蓄電池(chi)。
例2：解放CQ1121J載貨汽車用6-QAW-180型蓄電池：表示(shi)由6個單(dan)格電(dian)(dian)池組(zu)成，額定電(dian)(dian)壓為12V，額定容(rong)量(liang)為180A·h的啟動型干(gan)荷電免維護蓄電池。
例3：北京BJ2020型吉普車用(yong)6-QA-60型蓄電池：表示由6個單格電(dian)池組(zu)成，額定電(dian)壓(ya)為(wei)12V，額定(ding)容量為60A·h的啟動型干荷電蓄(xu)電池。
四、鉛酸蓄電池工作原理
鉛酸蓄電池的充、放電是由正極板上的活性物質二氧化鉛（PbO2）和負極板(ban)上的活性物質(zhi)海綿狀(zhuang)的純鉛（Pb）與(yu)電解液(ye)中(zhong)的硫酸（H2SO4）發生化學反應來完成的(de)。
(一)電動勢的建立
當正、負極板浸入電解液后，在單格蓄電池的正負極柱間產生電動勢。在正極板處，少量PbO2溶入電解(jie)液，與水（H2O）生成Pb（OH）4，再分解成四(si)價(jia)鉛離子(zi)（Pb4+）和氫氧根離子（OH－）。即：
PbO2＋2H2O→Pb（OH）4 Pb（OH）4 Pb4+＋4OH－
Pb4+沉附于極板的表面，OH－留在電(dian)解(jie)液中，使正(zheng)極板相對于電(dian)解(jie)液具(ju)有正(zheng)電(dian)位。當達到(dao)平衡時，約(yue)為＋2.0V。
在負極板處金屬鉛受到兩方面的作用，一方面它有溶解于電解液的傾向，因而有少量鉛進入溶解，生成二價鉛離子（Pb2＋），在極板(ban)上留(liu)下兩個電子（2e），使極板帶負(fu)電(dian)；另(ling)一方(fang)面，由(you)于正、負(fu)電(dian)荷的吸引，Pb2＋有沉(chen)附于極板表面的傾向。當兩(liang)者達(da)到平衡時(shi)，溶解便停止(zhi)，負(fu)極板相對于電解液具有負(fu)電位，約為－0.1V。
因此(ci)，在外電(dian)路未接通(tong)，反應(ying)達到相對平衡(heng)狀態時，蓄電(dian)池(chi)的電(dian)動勢為：
2.0－（－0.1）＝2.1V
這是單格蓄電池正負極間的電動勢，對于6個單(dan)格串聯而成的一塊蓄電池，則其電動(dong)勢(shi)為2.1×6＝12.6V。
(二)放電過程
將蓄電池的化學能轉換為電能的過程稱為放電過程。
蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)池接上(shang)負載，在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)動勢(shi)的(de)作用下，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)從正(zheng)極(ji)(ji)(ji)經過負載流(liu)向負極(ji)(ji)(ji)（即(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)子從負極(ji)(ji)(ji)流(liu)向正(zheng)極(ji)(ji)(ji)），使正(zheng)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位降(jiang)低，負極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位升(sheng)高，破(po)壞了原有的(de)平衡。
電解液中H2SO4的(de)電離過(guo)程為：H2SO42H＋＋SO－
在正極板處，Pb4+與電(dian)子結合變成(cheng)Pb2＋，Pb2＋與(yu)電解液中的硫酸根離(li)子（SO－）結合生成PbSO4沉附(fu)于極板上，即：Pb4+＋2e→Pb2＋；Pb2＋＋SO－→PbSO4。
在負極板處，Pb2＋與電解液中的SO－結合(he)也生(sheng)成(cheng)PbSO4沉(chen)附于負極(ji)板上，而極(ji)板上的(de)金屬鉛繼續溶解，生(sheng)成(cheng)Pb2＋和電子，即：Pb－2e→Pb2＋；Pb2＋＋SO－→PbSO4。
在電解液中，H－和OH－結合生成水，即：4H－＋4OH－→2H2O。
如果電路不中斷，上述的化學反應繼續進行，使正極板上的PbO2和負極板上的Pb都逐漸轉變為(wei)PbSO4，電解液中的(de)H2SO4含量逐漸減少(shao)而水(shui)含量增多，故電解液的相(xiang)對密度下降(jiang)。同時因PbSO4的導電性比PbO2和(he)Pb差，隨其含量的逐(zhu)漸增(zeng)加其內阻(zu)增(zeng)大，使供電能力下降。
蓄電池在放電過程中總的化學反應方程式為：PbO2＋2H2SO4＋Pb＝2PbSO4＋2H2O
(三)充電過程
將電能轉換成蓄電池的化學能的過程稱為充電過程，如圖4-2c所示。充(chong)電(dian)時，蓄(xu)電(dian)池(chi)應接直流電(dian)源(yuan)，蓄(xu)電(dian)池(chi)的正(zheng)(zheng)極接電(dian)源(yuan)正(zheng)(zheng)極，蓄(xu)電(dian)池(chi)負極接到電(dian)源(yuan)負極。
當電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓高于蓄電(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)動(dong)勢時，在(zai)電(dian)(dian)場力作用下，電(dian)(dian)流(liu)從蓄電(dian)(dian)池的(de)正極(ji)(ji)流(liu)入，負極(ji)(ji)流(liu)出（即驅使電(dian)(dian)子從正極(ji)(ji)經外電(dian)(dian)路流(liu)入負極(ji)(ji)）。這時在(zai)正負極(ji)(ji)發生(sheng)的(de)化(hua)學反應正好(hao)與放電(dian)(dian)過程相反。
在電(dian)場力(li)的作(zuo)用(yong)下，正(zheng)、負(fu)極(ji)板上的硫(liu)酸鉛和電(dian)解液中(zhong)的水均發(fa)生電(dian)離。即：
PbSO4Pb2＋＋SO－；H2OH－＋OH－
在正極板處，Pb2＋失去兩個電(dian)子2e變成(cheng)Pb4＋，與電解液中的OH－結合生成Pb（OH）4。它(ta)又分解為PbO2和H2O，PbO2附著在(zai)正極板(ban)上(shang)，即：
Pb2＋－2e→Pb4+；Pb4+＋4OH－→Pb（OH）4；Pb（OH）4PbO2＋H2O。
在負極板處，Pb2＋在電場力的作用下(xia)獲得兩個(ge)電子2e變成金屬鉛，并附著在(zai)負極(ji)板上(shang)。即：Pb2＋＋2e→Pb。
在電解液中，H－和(he)SO－結合生成PbSO4，即(ji)：2H－＋SO－→H2SO4。
可見，在充電過程中，正、負極板上的PbSO4將逐(zhu)漸恢復(fu)為PbO2和Pb，電(dian)解液中(zhong)的硫酸(suan)含量逐(zhu)漸(jian)增多，水含量逐(zhu)漸(jian)減少。當PbSO4已基本還原成PbO2和Pb時，充電(dian)電(dian)流(liu)主要用來電(dian)解水，即2H2O→2H2↑＋O2↑，使(shi)正極冒出氧氣(qi)（O2），負極冒出(chu)氫氣（H2）。充(chong)(chong)電(dian)電(dian)流(liu)越(yue)大，則冒氣越(yue)多，極易(yi)使(shi)極板上的活(huo)性物質脫落。故(gu)在充(chong)(chong)電(dian)末期，充(chong)(chong)電(dian)電(dian)流(liu)以(yi)小為(wei)宜。
蓄電(dian)池充電(dian)和(he)放電(dian)過程是(shi)可逆的電(dian)化(hua)學反應過程，內部(bu)導電(dian)靠離子運動實現。如略去中間(jian)的化(hua)學反應過程可用下式(shi)表示：
該圖片由注冊用戶"Jane"提供，版權聲明反饋
