某客户车辆电源故障指示灯点亮，车辆无法起动。客户要求处理故障，并检查其他相关部件是否存在故障。

汽车因亏电引起的无法起动是电源系统常见故障，本情境是通过实例说明所需要的理论知识和实训操作流程及规范。本项目按照企业工作过程设计任务，学习相关知识，分析故障现象，确定诊断思路，排除故障。本项目将涉及电源系统相关知识，电源系统故障常用维修思路，电源系统故障的维修作业流程，融合“1+X”证书考核内容，进行课岗证融通。

1.了解汽车电路的组成，会识读汽车电路图；

2.熟悉汽车电源系统知识，能根据故障现象初步判断故障原因；

3.理解汽车电源主要部件的工作原理，会对主要部件进行检测。

1.能正确识读电源系统电路图；

2.能对电源系统的主要部件进行检测；

3.能根据检测的数据判断故障原因并进行维修；

4.熟悉标准作业流程，基本具备电源系统故障维修实际作业能力。

1.树立安全意识、规范意识；
     2.培养较强的动手操作能力；

3.培养严谨细致、对客户负责的工作态度。

汽车电气系统相关知识

一、汽车电气基本元件的组成及特点

组成:汽车电路的基本元件主要是指导线､线束､熔断器､插接器､点火开关､组合开关和继电器等｡

特点:低压､直流､单线制､负极搭铁

（1）、汽车导线、线束的认识

通过认识各种导线,参考汽车12V电路主要线路导线的截面积表｡

.各用电系统的电源线为单色,其余为双色｡

（2）汽车插接器､继电器､保险、点火开关的认识

插接器                 保险            点火开关        继电器

二、识读汽车电路图

（1）汽车电路符号的认识

表   常用图形符号

（2）汽车电路图的识图方法

由于各国汽车电路图的绘制方法、符号标注、文字标注、技术标准的不同．各汽车生产厂家，汽车电路图的画法有很大差异。甚至同一国家不同公司汽车电路图的表示方法也存在较大的差异，这就给识图带来许多麻烦，因此。掌握汽车电路图识读的基本方法显得十分重要。

识读汽车电路图的一般规律：

1）先看全图。把单独的系统框出来。

一般来讲．各电器系统的电源和电源总开关是公共的。任何一个系统都应

该是一个完整的电路，都应遵循回路原则。 

2）分析各系统的工作过程、相互间的联系 

在分析某个电器系统之前，要清楚该电器系统所包含各部件的功能、作

用和技术参数等。在分析过程中应特别注意开关、继电器触点的工作状态，大多数电器系统都是通过开关、继电器不同的工作状态来改变回路，实现不同功能的。 

3）通过对典型电路的分析，起到触类旁通的作用。

三、识读汽车电路图

某国产汽车发动机电路图

（1）识读电源电路

    汽车电路图是由图形符号表示电路中的实物及电路连接情况的图，重在表达各电气系统的工作原理。

（2）电源电路的组成

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。

电源系统组成图

15—交流发电机　35—蓄电池　40—仪表盘　50—发动机盖下熔断器盒

52—驾驶室内熔断器盒　300—点火开关　350—起动

(3) 典型电源电路

某国产汽车电源电路

电路原理图重点表达各电气系统电路的工作原理,既可以是全车电路图,也可以是各系统电路原理(如图)

蓄电池相关知识

一､ 蓄电池的功能

蓄电池功用:

1､发动机起动时,向起动机和点火系统供电;

2､发动机低速运转时,向用电设备和发电机励磁绕组供电;

3､发动机中､高速运转时,将发电机剩余电能转化为化学能储存起来;

4､发电机过载时,协助发电机向用电设备供电;

5､蓄电池相当于一个大电容器,能吸收电路中出现的瞬时过电压,保护电子元件,保持汽车电气系统电压稳定｡

二、铅蓄电池的结构:

铅蓄电池一般由3个或6 个单格电池串联而成,结构如图所示:

1-负极柱 2-加液孔盖 3-正极柱  4-穿壁连接  5-汇流条  6-外壳 7-负极板 8-隔板9-正极板

1.极板

极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与  电解液进行的。极板分为正极板和负极板，二者均由栅架和活性物质组成。正极板上的活性  物质是二氧化铅 (PbO₂),    呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状的纯铅 (Pb),     呈 青 灰 色 。

2、栅架

栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和 一定的机械强度。为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放 射形栅架

3、隔板

隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短路。

4、电解液

电解液在蓄电池的化学反应中,起到离子间导电的作用,并参与蓄电池的化学反应｡电解液由纯硫酸(H2SO4)与蒸馏水按一定比例配制而成,其密度一般为1.24~1.30g/cm3.

三、铅蓄电池的工作原理及特性:

铅蓄电池的放电:

当铅蓄电池的正､负极板浸入电解液中时,在正､负极板间就会产生2.1V的静止电动势,此时若接入负载,在电动势的作用下,电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极,这一过程称为放电,蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程｡ 放电时,正极板上的PbO2和负极板上的Pb,都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅(PbSO4),沉附在正､负极板上｡电解液中H2SO4不断减少,密度下降｡

铅蓄电池的充电:充电时,蓄电池的正､负极分别与直流电源的正､负极相连,当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时,在电场的作用下,电流从蓄电的正极流入,负极流出,这一过程称为充电｡蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程｡充电时,正､负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb,电解液中的H2SO4增多,密度上升｡蓄电池放电终了的特征是:

(1)单格电池电压降到放电终止电压;

(2)电解液密度降到最小许可值｡放电终止电压与放电电流的大小有关｡放电电流越大,允许的放电时间就越短,放电终止电压也越低｡如下表所示｡

     C20——蓄电池的额定容量｡

四、铅蓄电池的型号:

按机械工业部JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》标准规定,铅蓄电池的型号分为三部分:如型号6-QA-60代表额定电压12V､额定容量60A·h的起动型干荷电铅蓄电池｡见表1-4

表1-4  铅蓄电池产品型号编制方法

五、蓄电池的日常使用和维护

   1、及时充电。放完电的蓄电池应在24h内送到充电室充电；蓄电池每两月至少应补充充电一次。

   2、不连续使用起动机，每次起动的时间不得超过5s，如果一次未能起动发动机，应休息15s以上再作第二次起动，连续三次起动不成功，应查明原因，排除故障后再起动发动机。

   3、应经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持蓄电池表面清洁、干燥。

   4、经常检查电解液液面高度，必要时用蒸馏水或电解液进行调整使其保持在规定范围内。

 发电机相关知识

一、交流发电机的功用

发电机是汽车的主要电源,其功用是在发动机正常运转时(怠速以上),向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电｡

二、交流发电机的构造

交流发电机主要由定子､转子､整流装置和传动散热装置等部分组成,如图1-9所示：

图1-9 发电机结构

1．定子

交流发电机的定子又叫电枢，是用来产生交流电动势的。由定子线圈及硅钢片迭成的定子铁芯组成，两端为铝制的端盖所支撑，为外壳的部分，其结构如图1-10所示。

图1-10 定子的构造

定子铁芯由许多涂有绝缘漆的硅钢片迭成，内有直槽，以容放定子线圈，槽数为转子磁极数的三倍。

定子线圈由漆包线绕成，共有三组线圈，每组线圈由与转子磁极数相等数量的线圈串联而成。定子绕组的接法有星形（Y形）三角形（△）两种方式。发电机一般采用星形连接，即每相绕组的首端分别与整流器的硅二极管相接，作为交流发电机的输出端，每相绕组的尾端接在一起，形成中性点N。

2.转子

交流发电机的转子是用来建立磁场的，主要由磁极、磁场线圈、集电环和轴等组成，如图。

图1-11  转子的构造

两块爪形磁极交叉组合在一起，一边为N极，另一边为S极，N、S极相间排列，一般为8～16极。磁场线圈在内部被磁极包围，两端以轴承支持在端壳上，前端装有V形带轮，由发动机曲轴通过V形带驱动，使转子在定子中旋转。

磁场线圈以细的漆包线绕成，线的两端各接在一个集电环上，与轴及磁极有良好绝缘。集电环装在转子轴之一端，以黄铜或铜制成，与轴绝缘，供电流输入磁场线圈用。

3．整流器

整流器的作用是将定子绕组产生的三相交流电变成直流电输出，3个正极整流二极管装在一块金属板上成为正整流板，3个负极整流二极管装在另一块金属板上成为负整流板，两块整流板装在铝制的端盖上。

图1-12  整流器的构造图

整流器必须散热良好，如果温度过高(超过150℃)将会失去整流作用。因此整流器安 装在端壳的通风口上，利用风扇强制通风冷却。

有些交流发电机的整流器采用了9只二极管，增加的3只是小功率磁场二极管，专门用 来供给励磁电流，这样可以提高发电机的电压调节精度。采用磁场二极管后，仅用简单的充 电警告灯即可指示发电机的发电情况。

另外，有些交流发电机为了提高中性接点电压，从而提高发电机输出功率，增加了两只 二极管对中性接点电压进行整流，汇入发电机的输出端。

同时具备上述两种功能的发电机整流器共有11只整流二极管，3种不同的发电机整流 器如图1-13所示。

a）8管整流器               b）9管整流器            c）11管整流器

图1-13 具有中性接点和励磁二极管的整流器

4．电刷与电刷架

两只电刷装在电刷架的方孔内，利用弹簧的压力使其与集电环保持良好的接触。电刷与电刷架的结构有外装式和内装式两种，其构造如下图所示。

图1-14  电刷与电刷架

两电刷的引线分别接后端盖上的两个接线柱，按接线柱的形式不同，发电机可分为内搭和外搭铁两种形式。其中，内搭铁式发电机的一个接线柱与后端盖绝缘，称为“励磁”接线柱，标记“励磁”或“F”，另一接线柱后直接接到后端盖上，称为“搭铁”接线柱，标记“搭铁”或“-”。外搭铁式发电机的两个接线柱都与后端盖绝缘，分别标记“F1”和“F2”，如下图所示。

（a）内搭铁     （b）外搭铁

图1-15 发电机的搭铁方式

5．前、后端盖

发电机的前、后端盖如下图所示，使用不导磁的铝合金制成，用以支撑转子与定子，并用固定架安装于发动机上。端盖上有通风孔，让冷却空气通过。后端盖上安装有整流器、电刷架、输出接头及轴承等。

图1-16  前、后端盖的构造

6．V形带轮及风扇

V形带轮装在转子轴的前端，由发动机曲轴通过V形带驱动。风扇装在转子轴的前端或发电机的内部，以冷却转子线圈及整流管等。

二、 交流发电机工作原理

1、发电原理

       在发电机内部有一个由发动机带动转子(旋转磁场)，磁场外有一个定子绕组, 绕组有3组线圈(3相绕组),3相绕组彼此相隔120度｡当转子旋转时,旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线(或者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化)而产生电动势。 

2、整流原理

交流发电机定子的三相绕组中,感应产生的是交流电是靠六只二极管组成的三相桥式整流电路变为直流电的｡

二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二极管加上反向电压时,二极管截止,二极管的导通原则如下:

（1）当三只二极管负极端相连时,正极端电位最高者导通;

（2）当三只二极管正极端相连时,负极端电位最低者导通｡

整流过程如下图所示。

图1-17 整流原理

3、电压调节器的功用、型号及工作原理

（1）电压调节器的功用

电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的调节装置。由于交流发电机的转子是由发动机通过传动带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了防止发电机电压过高而烧坏用电设备和导致蓄电池过量充电，同时也防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。

（2）电压调节器的分类

电压调节器可按工作原理分为触点式电压调节器、晶体管式电压调节器(也称电子调节 器)、集成电路调节器、计算机控制调节器。

交流发电机电压调节器按搭铁形式的不同可分为内搭铁式(与内搭铁式交流发电机配套 使用)和外搭铁式(与外搭铁式交流发电机配套使用)。

4、电压调节器基本工作原理

根据交流发电机产生的有效电动势公式EΦ=C1nФ可以得出：发电机产生的电动势EΦ与发电机转速n和磁通量Ф成正比。发电机的转速n随发动机转速变化而在很大范围内变化。如果要在转速n变化时维持发电机输出电压恒定，就必须相应的改变磁极磁通量Ф。因为磁极磁通量多取决于磁场电流的大小，所以在发电机转速变化时，只要自动调节磁场电流，就能使发电机电压保持恒定。

电压调节器就是利用自动调节磁场电流使磁极磁通量改变这一原理来调节发电机输出电压的。

调节磁场电路电流的方法一般有三种：一是通过更改电路中的电压，二是更改电路中的电阻值，三是控制电路的通与断，电压调节器采用的是后两种方法。触点式电压调节器是通过触点开闭，使磁场电路的电阻改变，从而来调节磁场电流；其他型式的电压调节器是利用功率三极管的开关特性,使磁场电流接通与切断，从而来调节磁场电流。