1、 汽车充电系统故障诊断汽车充电系统故障诊断 参赛选手：参赛选手：* * * * * * 1.1.1 1.1.1 汽车电路特点及组成汽车电路特点及组成 1.1.2 1.1.2 电路中的基本物理量电路中的基本物理量 1.1.3 1.1.3 基本电路元件的特性及应用基本电路元件的特性及应用 1.1.4 1.1.4 万用表的使用方法万用表的使用方法 1.1.1 汽车电路特点及组成汽车电路特点及组成1.1.低压、直流供电低压、直流供电 2.2.单线制单线制3.3.负极搭铁负极搭铁4.4.两个电源两个电源5.5.用电设备并联用电设备并联用电设备到电源只有一根导线，用电设备到电源只有一根导线，利用发动机、底
2、盘、车身等金属利用发动机、底盘、车身等金属机件作为用电设备的搭铁线。机件作为用电设备的搭铁线。蓄电池蓄电池发电机发电机p11.1.2 1.1.2 电路中的基本物理量电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向一、电流及电流的参考方向1.电流电流 带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成电流。电流的单位：电流的单位： A（安培）、（安培）、kA（千安）、（千安）、mA(毫安）、毫安）、A（微安）（微安）dtdqi （单位时间内通过某一截面的电荷量）（单位时间内通过某一截面的电荷量）A10A1 , A10mA 1 , A10kA 1-633 2 .
3、电流的参考方向电流的参考方向 电流的实际方向：电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向 电流的参考方向：电流的参考方向：实际方向（实际方向（2A）参考方向参考方向（参考方向参考方向与与实际方向实际方向相同）相同）A)2( 0 ii参考方向参考方向（参考方向参考方向与与实际方向实际方向相反）相反）A)2( 0 ii实际方向（实际方向（2A）二、电压、电位及电压的参考方向二、电压、电位及电压的参考方向1.电位（电动势）电位（电动势）电场力把单位正电荷从一点移到电场力把单位正电荷从一点移到参考点参考点所做的功。所做的功。 （电路中电位（电路中电位参考点
4、参考点：接地点，：接地点，Vo= 0） 电位单位：电位单位： V（伏特）、（伏特）、kV（千伏）、（千伏）、mV(毫伏）毫伏） 电位方向：无电位方向：无2.电压电压电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。电场力把单位正电荷从一点移到另一点所做的功。qAuddab baabVVu 单位：单位：同电位同电位方向：方向：实际方向（高电位实际方向（高电位 低电位）低电位）参考方向（任选）参考方向（任选）三、电动势三、电动势定义：定义：电源力把单位正电荷从电源力把单位正电荷从“-”-”极板经电源内部移到极板经电源内部移到“+”+”极板所极板所 做的功。做的功。大小：大小：单位：单位：伏特（同电压）伏
5、特（同电压）方向：方向： qAedd 实际方向（低电位实际方向（低电位 高电位）高电位）参考方向（任选）参考方向（任选） 在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、的大小，还要在电路的分析计算中，不仅要算出电压、电流、的大小，还要确定确定这些量在电路中的这些量在电路中的实际方向实际方向。在复杂电路分析中，必须列写电路方程，。在复杂电路分析中，必须列写电路方程，如果如果不知道电压、电流、的方向就写不出电路方程。不知道电压、电流、的方向就写不出电路方程。 但是，在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出来。因此电但是，在电路中各处电压、电流的方向很难事先判断出来。因此电路内各处路内各处电压、电流的
6、实际方向电压、电流的实际方向也就也就不能事先确定不能事先确定。 为了解决以上的问题，在分析电路之前，为了解决以上的问题，在分析电路之前，首先假定一个电压或电流首先假定一个电压或电流方向（参考方向）。方向（参考方向）。 根据参考方向列写电路方程，根据参考方向列写电路方程，当计算结果为正时，实际方向与参考当计算结果为正时，实际方向与参考方向一致；方向一致；当计算结果为负时，实际方向与参考方向相反。当计算结果为负时，实际方向与参考方向相反。 i、u、e 的参考方向可任意假定。但的参考方向可任意假定。但一经选定一经选定，分析过程中，分析过程中不应改变不应改变。 电路中标出的方向一律指参考方向。电路中标
7、出的方向一律指参考方向。 同一元件的同一元件的 u、 i 同方向，称为同方向，称为关联参考方向关联参考方向。IRU+IRU+或或关联关联参考方向参考方向IRU+IRU+或或非关联非关联参考方向参考方向功率的单位：功率的单位：W（瓦）、（瓦）、kW（千瓦）（千瓦）若若 P 0，电路实际，电路实际吸收吸收功率，元件功率，元件为负载为负载（U和和I的实际方向相同）的实际方向相同） ；若若 P 0，电路实际，电路实际发出发出功率元件功率元件为电源为电源（U和和I的实际方向相反）的实际方向相反） 。UI UIP UI非关联非关联UIP 关联关联五、电功率与电能五、电功率与电能1.功率功率2.电能：电能：
8、 （焦耳（焦耳J）1kWh（1千瓦小时称为千瓦小时称为1度）度）=3.6 MJ tttpW0d1.1.3 1.1.3 基本电路元件的特性及应用基本电路元件的特性及应用一、电阻一、电阻1、固定电阻、固定电阻（1）固定电阻阻值的标注）固定电阻阻值的标注直标法：直标法： 将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上（无误差标示为允许误差20）。色标法：色标法： 色标法是将不同颜色的色环涂在电阻上来表示电阻的标称值及允许误差，各种颜色所对应的数值如表1-1所示。固定电阻色环标志读数识别规则如图1-2所示。 图图1-2 1-2 固定电阻色环标志固定电阻色环标志 表表1-1 1-1 电阻色环符号意义电阻色
9、环符号意义 （2）线性电阻两端电压与电流的关系）线性电阻两端电压与电流的关系Riu iuR tg0ui uR i+图图1-3 1-3 伏安特性伏安特性2、可变电阻、可变电阻如图1-4所示。3、电阻的连接、电阻的连接（1）电阻的串连 （2）电阻的并联 （3）惠斯顿电桥如图1-5所示。 图图1-4 可变电阻原理与实物图可变电阻原理与实物图 图图1-5（a）电阻的串联）电阻的串联 图图1-5（b）电阻的并联）电阻的并联 图图1-5（C） 惠斯顿电桥惠斯顿电桥 4、特殊电阻在汽车上的应用：、特殊电阻在汽车上的应用：（1）热敏电阻：）热敏电阻： 电阻值随温度变化而变化的电阻。 （2）压敏电阻：）压敏电阻
10、： 进气压力传感器是由压力转换元件（硅片）、把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路和真空室组成。如图1-7所示。 图图1-6 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 图图1-7 进气压力传感器进气压力传感器 正温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻 见图1-6 （3）光敏电阻：）光敏电阻： 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的。在受光时，半导体受光照产生载流子，由一电极到达另一电极，有效地参与导电，从而使光电导体的电阻率发生变化。光照强度越强，电阻越小。 例如：自动空调上的日光传感器。二、电容二、电容 电容器具有充电、放电和隔直流、通交流的特性，在电路中用于隔直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成
11、振荡电路等。电容器符号为C，单位是法拉F。电容的识别方法见图1-8。 图图1-8 电容电容 电容符号电容符号有极性有极性无极性无极性+_ 1.电容器的种类电容器的种类按结构分按结构分 固定电容固定电容可变电容可变电容半可变电容半可变电容按材料分按材料分 涤纶电容涤纶电容陶瓷电容陶瓷电容电解电容电解电容其他电容其他电容独石独石电容器电容器贴片电容贴片电容电解电容电解电容金属化聚丙烯金属化聚丙烯薄膜电容器薄膜电容器 金属化聚金属化聚丙烯电容器丙烯电容器2. 线性电容（线性电容（C为常数）为常数）iC uuqC 3. 电容元件的电压电流关系（关联参考方向）电容元件的电压电流关系（关联参考方向）tuC
12、tqidddd )0(d10utiCut ttiC0d1Uu 0dtdu0i当当 （直流）时，（直流）时， 所以所以,在直流电路中电容相当于断路（开路）在直流电路中电容相当于断路（开路）三、电感元件三、电感元件1. 线性电感（线性电感（L为常数）为常数）iN+u N 匝数匝数 磁通磁通 磁链磁链 N电感电感iL iL+u（安）（安）A韦伯（韦伯（Wb）亨利（亨利（H）2.电感元件的电压电流关系电感元件的电压电流关系u、i、e（电动势）的参考方向为关联参考方向（电动势）的参考方向为关联参考方向 tiLtedddd iL+ue+tiLeudd )0(d10ituLit Ii 0dtdi0u当当 （
13、直流）时，（直流）时， 所以，在直流电路中电感相当于短路。所以，在直流电路中电感相当于短路。四、有源元件四、有源元件1.1.电压源电压源 理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒压源）IUS+_abUab伏安特性伏安特性IUabUS特点特点：( (1）无论负载电阻如何变化，输出电）无论负载电阻如何变化，输出电 压不变压不变 （2）电源中的电流由外电路决定，输出功率可以无穷大）电源中的电流由外电路决定，输出功率可以无穷大恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定设设: U=10VIU+_abUab2 R1当当R1 、R2 同时接入时：同时接入时： I=10AR22 例例 当当R1接入时接入
14、时 ： I=5A则：则：RS越大越大斜率越大斜率越大电压源模型：电压源模型：由理想电压源串联一个电阻组成由理想电压源串联一个电阻组成伏安特性伏安特性IUUSUIRS+-USRLU = US IRS当当RS = 0 时，时，电压源电压源模型就变成模型就变成恒压源恒压源模型模型2. 电流源电流源理想电流源理想电流源 （恒流源（恒流源) )特点特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电流源电流）输出电流不变，其值恒等于电流源电流 IS； （2）输出电压由外电路决定。）输出电压由外电路决定。abIUabIsIUabIS伏伏安安特特性性恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设设: I
15、S=1 A R=10 时，时， U =10 V R=1 时，时， U =1 V则则:例例ISRSabUabIIsUabI外特性外特性 电流源模型电流源模型:由理想电流源并联一个电阻组成由理想电流源并联一个电阻组成RSRS越大越大特性越陡特性越陡I = IS Uab / RS当当 内阻内阻RS = 时，时，电流源电流源模型就变成模型就变成恒流源恒流源模型模型恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量U+_abIUabUab = U （常数）（常数）Uab的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 Uab 无影响。无影响。IabUabIsI = Is （常数
16、）（常数）I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 I 无影响。无影响。输出电流输出电流 I 可变可变 - I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由外电路决定端电压端电压Uab 可变可变 -Uab 的大小、方向的大小、方向均由外电路决定均由外电路决定表表1-2 恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较1.1.4 1.1.4 万用表的使用方法万用表的使用方法 机械式机械式数字式数字式 万用表又称多用表，用来测量直流电流、直流电压和交流电流、交流电压、电阻等，有的万用表还可以用来测量电容、电感以及晶体二极管、三极管的某些参数。指针式万用表主要由指示部分、测
17、量电路、转换装置三部分组成，常用的万用表的外形如右图所示，下面以该型号(MF47)为例作介绍。一、操作中的注意事项 进行测量前，先检查红、黑表笔连接的位置是否正确。红色表笔接到红色接线柱或标有“十”号的插孔内，黑色表笔接到黑色接线柱或标有“一”号的插孔内，不能接反，否则在测量直流电量时会因正负极的反接而使指针反转，损坏表头部件。 在表笔连接被测电路之前，一定要查看所选挡位与测量对象是否相符，否则，误用挡位和量程，不仅得不到测量结果，而且还会损坏万用表。在此提醒初学者，万用表损坏往往就是上述原因造成的。 测量时，须用右手握住两支表笔，手指不要触及表笔的金属部分和被测元器件。 测量中若需转换量程，
18、必须在表笔离开电路后才能进行，否则选择开关转动产生的电弧易烧坏选择开关的触点，造成接触不良的事故。 在实际测量中，经常要测量多种电量，每一次测量前要注意根据每次测量任务把选择开关转换到相应的挡位和量程，这是初学者最容易忽略的环节。 二、使用方法二、使用方法 1.1.调整零点调整零点 万用表在测量前，应注意水平放置时，表头指针是否处于交直流挡标尺的零刻度线上，否则读数会有较大的误差。若不在零位，应通过机械调零的方法（即使用小螺丝刀调整表头下方机械调零螺钉）使指针回到零位。 2. 2.测量直流电压测量直流电压 将选择开关旋到直流电压挡相应的量程上。测量电压时，需将电表并联在被测电路上，并注意正、负
19、极性。如果不知被测电压的极性和大致数值，需将选择开关旋至直流电压挡最高量程上，并进行试探测量（如果指针不动则说明表笔接反；若指针顺时旋转，则表示表笔极性正确） 然后再调整极性和合适的量程。测量方法如右图所示。 3. 3.测量交流电压测量交流电压 将选择开关旋至交流电压挡相应的量程进行测量。如果不知道被测电压的大致数值，需将选择开关旋至交流电压挡最高量程上预测，然后再旋至交流电压挡相应的量程上进行测量。测量方法如右图所示。 4. 4.测量直流电流测量直流电流 电表必须按照电路的极性正确地串联在电路中，选择开关旋在“mA”或A”相应的量程上。特别要注意的是不能用电流挡测量电压，以免烧坏电表。测量方
20、法如图所示。 5. 5.测量电阻测量电阻 将选择开关旋在“挡的适当量程上，将两根表笔短接，指针应指向零欧姆处，如图所示。每换一次量程，欧姆挡的零点都需要重新调整一次。测量电阻时，被测电阻器不能处在带电状态。在电路中，当不能确定被测电阻有没有并联电阻存在时，应把电阻器的一端从电路中断开，才能进行测量。测量电阻时，不应双手触及电阻器的两端。当表笔正确地连接在被测电路上时，待指针稳定后，从标尺刻度上读取测结果，注意记录数据要有计量单位。三、读数方法三、读数方法图1-9 MF47型万用表表头1.交、直流公用标度尺（均匀刻度）的读数交、直流公用标度尺（均匀刻度）的读数交直流公用标度尺下面有 50、100
21、、150、200、250 ； 10、20、30、40、50； 2、4、6、8、10三组数字（为方便选取不同量程时进行读数换标而设置）包含了8个直流电压档： 00.25V、01V、02.5V、010V、 050V、0250V、0500V、01000V包含了5个直流电流档： 00.05mA、00.5mA、05mA、050mA、0500mA包含了5个交流电压档： 010V、050V、0250V 、0500V、01000V测量时，应根据选择的档位，乘以相应的倍率例如：当量程选择的档位是直流电压02.5V，由于2.5是250缩小100倍，所以标度尺上的50、100、150、200、250这组数字都应同时
22、缩小100倍，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5，这样换算后，就能迅速读数了当表头指针位于两个刻度之间的某个位置时，应将两刻度1之间的距离等分后，估读一个数值如果指针的偏转在整个刻度面板的2/3以内，应换一个比它小的量程读数 2.2.欧姆标度尺（非均匀刻度）的读数欧姆标度尺（非均匀刻度）的读数 万用表的欧姆变标度尺上只有一组数字，作为电阻专用，从右往左读数，它包含了5个档位，1、10、100、1K、10K，测量时，应根据选择的档位乘以相应的倍率。 例如：当量程选择的档位是R1K，就要对以读取的数据1000就可以了。当表头指针位于两个刻度之间的某个位置时由于欧姆标度尺的刻度是非均匀刻度
23、，应根据左边和右边刻度缩小或扩大的趋势，估读一个数值。如果指针的偏转在整个刻度面板的2/3以内，应换一个比它小的量程读数。1.1.5 1.1.5 充电系统故障检测充电系统故障检测图1-10 电源系统构成1-传动带；2-电压调节器；3-蓄电池；4-交流发电机；5-起动继电器；6-起动机；7-点火开关一、充电系统组成一、充电系统组成1.1.充电系统组件作用：充电系统组件作用：蓄 电 池辅助电源，主要作用是给起动机供电，同时当发电机不 工作时向用电设备供电。交流发电机主要电源，发动机怠速以上运转时，向除起动机外的所 有用电设备供电，同时还向蓄电池充电。电压调节器在发电机转速和负荷发生变化时，自动保持
24、发电机输出 电压稳定。充电指示灯用于指示电源系统工作状态。2.充电系统实例：充电系统实例：本田雅阁轿车电源系统本田雅阁轿车电源系统 图1-11 本田雅阁轿车电源系统构成 在发动机起动前，首次将点火开关转至在发动机起动前，首次将点火开关转至RUNRUN位置位置时，蓄电池电压通过熔丝加到充电系统指示时，蓄电池电压通过熔丝加到充电系统指示灯上，该指示灯通过交流发电机的端子灯上，该指示灯通过交流发电机的端子“L L”搭铁，此时充电指示灯点亮。发动机运转后，搭铁，此时充电指示灯点亮。发动机运转后，交流发电机工作正常，蓄电池电压仍然通过交流发电机工作正常，蓄电池电压仍然通过熔丝加在充电指示灯上，同时，交流
25、发电机熔丝加在充电指示灯上，同时，交流发电机通过端子通过端子“L L”也供给指示灯电压，因充电指也供给指示灯电压，因充电指示灯两侧电压相等，指示灯熄灭。当发动机示灯两侧电压相等，指示灯熄灭。当发动机运转，而交流发电机未发电时，充电系统指运转，而交流发电机未发电时，充电系统指示灯通过交流发电机端子示灯通过交流发电机端子“L L”搭铁，此时，搭铁，此时，充电指示灯点亮，警告驾驶员电源系统不正充电指示灯点亮，警告驾驶员电源系统不正常。常。p77二、充电系统的检修二、充电系统的检修1.1.充电系统常见的故障现象及原因充电系统常见的故障现象及原因常见故障现象故障原因发动机正常工作时充电指示灯仍亮发电机没有发电发动机起动后，充电指示灯亮，发动机高速时，充电指示灯熄灭发电机发电量低汽车运行时，经常烧灯泡、熔丝及各种开关等电器设备发电机发电量高打开点火开关时，充电指示灯不亮充电指示灯故障当汽车运行时，发动机或传动带有异响轴承或传动带或其他运动件故障课后思考：课后思考：1.充电系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？充电系统有哪几部分组成？各部分的作用是什么？2.充电系统有哪些常见的故障？可能的原因是什么？充电系统有哪些常见的故障？可能的原因是什么？
