【正文】 8。178。 ② 交流發(fā)電機超載時 ， 協助交流發(fā)電機向用電設備供電。 蓄電池的構造 現代汽車用的蓄電池多為鉛酸蓄電池 ,它是在盛有稀硫酸的容器中插入兩組極板而構成的電能儲存器 ， 它由極板、隔板、外殼、電解液等部分組成。每個單格電池的標稱電壓為 2 V, 3 個單格串聯起來成為 6 V 蓄 電池 , 6 個單格串聯起來成為 12 V 蓄電池。 2— 封料 。 4— 加液孔螺塞 。 6— 正極接線柱 。 8— 外殼 。10— 負極板 。12— 隔板 ( 1) 極板 極板是蓄電池的基本部件 , 由它接受充入的電能和向外釋放電能。正極板上的活性物質是二氧化鉛 , 呈棕紅色 。蓄電池在充電與放電過程中 , 電能與化學能的相互轉換是依靠極板上的活性物質和電解液中的硫酸發(fā)生化學反應來實現的。鉛銻合金中 , 鉛占 94% , 銻占 6% 。但是鉛銻合金耐電化學腐蝕性能較差 , 在要求高倍率放電和提高比能而采用薄形極板時 , 高銻含量板柵的使用壽命勢必降低。在板柵合金中加入 0. 1% ～ 0. 2% 的砷 , 可以減緩被腐蝕速 度 , 提高硬度與機械強度 , 增強其抗變形能力 , 延長蓄電池的使用壽命。為了增大蓄電池的容量 , 一般將多片正極板 ( 4 ～ 13 片 ) 和多片負極板 ( 5 ～ 14 片 ) 分別并聯 , 組成正極板組和負極板組。在每個單格電S 8 池中 , 負極板的數量總是比正極板多一片。正極板活性物質較疏松 , 機械強度較低 , 這樣將正極板夾在負極板之間 , 可使其兩側放電均勻 , 在工作時不 易因活性物質膨脹而翹曲 , 不易造成活性物質脫落。但為了避免相互接觸而短路 , 正負極板之間要用絕緣的隔板隔開。常見的隔板材料有木材、微孔塑料、玻璃纖維紙漿和玻璃絲棉等幾類。安裝時 , 應將帶溝槽的一面豎直朝向正極板。電解液的液面高度一般高于極板 10 ～ 15 mm。因此蓄電池的電解液要用規(guī)定的蓄電池專用硫酸和蒸餾水配制。后者具有體積小、重量輕、耐腐蝕、可塑性高、透明、美觀等優(yōu)點 , 它在現代小型汽車上得到廣泛應用。前者為老式結構 , 每一個單格由一個蓋封蓋 , 結構復雜且容易滲漏 。 各單格間的串聯方式有連條式和無連條式兩種。后者避免了前者的缺點 , 被現代汽車用蓄電池廣泛采 用。 例如 : 6QA105 其各部分含義如下 : 6——— 蓄電池由 6 個單格串聯而成 , 額定電壓是 12 V。 9 A——— 干荷電蓄電池 。 任務二、 蓄電池容量的影響因素 影響蓄電池容量的因素 分析表明 , 蓄電池的容量不是一個固定不變的常數 , 它與很多因素有關 , 除了活性物質的數量、極板的厚薄、活性物質的孔率等與生產工藝及產品結構有關的因素以外 , 主要的影響因素是使用條件 , 如放電電流、電解液的溫度和電解液的相對密度等。因為放電電流越大 , 單位時間所消耗的硫酸就越多 , 極板孔隙內由于硫酸消耗較快造成孔隙內電解液密度下降越快。 圖 1. 6 放電電流對蓄電池容量的影響 由于發(fā)動機起動時屬于大電流放電 , 如長時間接通起動機就會使蓄電池的端電壓急劇下降至終止電壓 , 輸出容量減少 , 且使蓄電池過早損壞。 ( 2) 電解液的溫度 電解液的溫度較低時 , 電解液的黏度增大 , 致使?jié)B透能力下降 , 造成容量降低。由于溫度對蓄電池的端電壓和容量均有較大的影響 , 所以在寒冷地區(qū)要特別注意蓄電池的保溫。 Q25 ℃ = Qt [ 1 0. 01( t 25) ] ( 1. 4) 式中 Q25 ℃ ——— 換算成 25 ℃ 時的容量 。 0. 01——— 容量的溫度系數 。 ( 3) 電解液的密度 適當增加電解液的密度 , 可以減小內阻 , 有利于提高電解液的滲透能力 , 使蓄電池的容量增加。此外電解液密度較高時 , 易造成極板硫化而導致容量下降。 任務三 蓄電池的充電 方法 蓄電池的充電方法 蓄電池的充電可分為定流充電、定壓充電和脈 沖快速充電三種不同的充電方法 , 在實際使用時應根據具體情況正確選擇充電方法。在充電過程中由于蓄電池的電動勢隨充電時間的增加而升高 , 由歐姆定律知 : 定流充電過程需逐步提高充電電壓 , 才能保持充電電流的恒定。 采用這種充電方法 , 不論 6 V 或 12 V 的鉛蓄電池均可串聯在一起 , 如圖 1. 7 所示。當小容量電池充足電后應隨即摘除 , 再繼續(xù)給大容量的鉛蓄電池充電。例如新蓄電池的初充電 , 使用中蓄電池的補充充電 , 去硫化充電等。 ( 2) 定壓充電法 蓄電池在充電過程中 , 直流電源的電壓保持恒定的充電方法稱為定壓充電法。汽車行駛過程中就是采用這種充電方法。采用定壓充電時 , 應注意選擇充電電壓 , 如果充電電壓選擇過高會造成充電初期充電電流過大和發(fā)生過充電現象 , 造成極板損壞 。一般單格電池充電電壓定為 2. 5 V, 即蓄電池的 充電電壓應為 ( 14. 80 177。0. 05) V( 3 格電池 ) 。 圖 1. 7 定流充電時蓄電池的連接 圖 1. 8 定壓充電時蓄電池的連接 定壓充電的充電時間短 , 充電進行中不需要人照管 , 所以適用于蓄電池的補充充電 , 在汽車修理行業(yè)中被廣泛采用。 ( 3) 脈沖快速充電法 脈沖快速充電法是鉛蓄電池充電技術上的新發(fā)展。脈沖電流的波形如圖 1. 9 所示。 脈沖快速充電有以下優(yōu)點 : 圖 1. 9 脈沖充電電流波形 S 12 ① 充電時間大為縮短 , 由于其去除了極化 , 使充電速度加快。 ② 可增加蓄電池的容量 , 由于脈沖快速充電能夠去除極化 , 充電時的化學反應充分 , 且加深了化學反應的深度 , 因此使蓄電池的容量有所增加。 ③ 去硫化效果較好。 由于脈沖快速充電具有上述優(yōu)點 , 因此在電池集中、充電頻繁的地方或應急部門使用 , 其優(yōu)點更為突出。同時脈沖充電機控制電路復雜 , 價格高于普通充電機 , 在使用中還不夠理想 , 有待于進一步改進。國產蓄電池的充電規(guī)范如表 1. 1 所示。 ( 1) 初充電 新蓄電池或修復后的蓄電池在使用之前的首次充電稱為初充電 , 其目的在于恢復蓄電池存放期間極板上部分活性物質緩慢硫化而失去的電量。 初充電的程序如下 : 1） 加注電解液 表 1. 1 蓄電池的充電電流和充電時間 型 號 初 充 電 補 充 充 電 第 一階段 第二階段 第一階段 第二階段 電流 /A 時間 /h 電流/A 時間 /h 電流 /A 時間 /h 電流 /A 時間/h 3Q75 5 25 ～35 3 20 ～ 30 7. 5 10 ～ 11 4 3 ～5 3Q90 6 3 9 5 3Q105 7 4 10. 5 5 13 3Q120 8 4 12 6 3Q135 9 5 13. 5 7 3Q150 10 5 15 7 3Q195 13 7 19. 5 10 6Q60 4 2 6 3 6Q75 5 3 7. 5 4 6Q90 6 3 9 4 6Q105 7 4 10. 5 5 6Q120 8 4 12 6 由于新蓄電池在出廠時沒有裝電解液 , 電解液是由使用者加注的 , 所以要按制造廠的規(guī)定加注一定密度的電解液。加注電解液后應靜置 3 ～ 6 h, 待溫度低于 35 ℃ 時才能進行充電。第一階段 的充電電流約為額定容量的 1 /15, 充電至電解液中逸出氣泡 , 單格電壓達到 2. 4 V為止。整個初充電時間為 60 h 左右。初充電接近完畢時應測量電解液的密度 , 如不符合規(guī)定值 , 應用蒸餾水或密度為 1. 400 g/cm3 的電解液調整 , 調整后再充電 2 h。 ( 2) 補充充電 蓄電池在汽車上使用時經常有充電不足的現象 , 城區(qū)公共汽車等短距離運營的車輛尤為突S 14 出。如果電解液密度下降到 1. 150 g/cm3 以下 。 或冬季放電超過 25% , 夏季放電超過 50% 。 或起動無 力時 , 則應立即進行補充充電。若采用定流充電也要按表 1. 1 中規(guī)定的電流值分兩階段進行。若采用定壓充電 , 則其充電的方法如下 : ① 將蓄電池與充電電源連接。 ③ 充電電流在連續(xù) 2 h 內變化不大于 0. 1 A, 且電解液密度無明顯變化 , 則可以認為充電結束。這樣反復多次 , 一直到蓄電池剛一接入直流電源就立即沸騰起來 , 這時就可以結束充電了。當密度上升到 1. 15 g/cm3 時 , 要用蒸餾水沖淡 , 繼續(xù)充至密度不再上升。最后按初充電的方法充電 , 調整電解液的密度至規(guī)定值 , 如果容量達到額 容量的 80% 就可以使用了 任務四 蓄電池的 正確 使用與維護 1 蓄電池的使用與維護 為了使蓄電池經常處于完好狀態(tài) , 延長其使用壽命 , 在對蓄電池的使用及維護上要做好以下工作 : ① 定期檢查蓄電池的安裝是否牢固 , 線夾與極樁的連接是否牢固 , 并及時清除線夾和極樁上的氧 化物 , 在其表面涂上凡士林或黃油可防止氧化。 15 ③ 定期檢查電解液的液面高度 , 液面一般應高出極板 15 mm , 液面過低時應及時補充蒸餾水。 ④ 檢查蓄電池的放電程度 , 如果放電程度冬季超過 25% , 夏季超過 50% 時 , 就應對蓄電池立即進行補充充電。定期補充充電一般為每月一次 , 城市公共汽車可短些 , 而長途運輸車可更長一些。 ⑦ 脫開蓄電池時 , 始終要先拆負極 ( 搭鐵 ) 電纜。 2 蓄電池技術狀況的檢查 ( 1) 電解液液面的檢查 如圖 1. 14 所示 , 可用玻璃管測量液面的高度。為了便于觀察 , 一些蓄電池容器側面刻有液面高 度指示線 , 一般電解液液面應高出極板上沿 15 mm, 或處于液面高度指示線規(guī)定的范圍中。電解液的密度可用專用的密度計測量 , S 16 如圖 1. 15 所示。根 據實際經驗 , 密度每下降 0. 01 g / cm3 , 就相當于蓄電池放電 6% 。根據實際 經驗 , 密度每下降 0. 01 g/cm3 , 就相當于蓄電池放電 6% 。2— 密度計 。 4— 橡皮球 圖 1. 16 高率放電計 1— 放電叉 。 3— 放電電阻 通過測量每個單格電池的密度就可以確定蓄電池是否失效。當所有的單格電池具有相同的密度值時 , 即使密度值都偏低 , 通常該蓄電池也可以通過補充充電后得到再生。 測量時將高率放電計的兩個叉尖緊緊地壓在單格電池的正、負極樁上 , 保持 5 s, 電壓表的讀數就是大負荷放電情況下蓄電池所能保持的端電壓。其中 , 讀數在 1. 75 V 以上說明單格電池完好 , 讀數在 1. 5 ～ 1. 75 V 表明放電較多 , 應 進行補充充電。 表 1. 2 為 100 A 的高率放電計測得的單格電池電壓與放電程度的對照表。 2） 故障現象 蓄電池放置幾天后 , 在無負荷的情況下 , 儲電量自行明顯下降 , 甚至為全無電。雜質與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質之間形成電位差 , 通過電解液產生局部放電。 ③ 極板活性物質脫落 , 下部沉積物過多使極板短路。 3） 排除方法 先將蓄電池全部放電或過放電 , 使極板上的雜質進入電解液 。 最后加入新配制的電解液 ( 配制電解液必須用蓄電池專用硫酸和蒸餾水 ) 。 ( 2) 極板硫化 蓄電池長期處于放電狀態(tài)或者充電不足 , 會在極板上逐漸生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛 , 正常充電時它不能轉化成 PbO2 和 Pb, 稱為硫酸鉛硬化 , 簡稱硫化。 1） 故障現象 蓄電池長期充電不足或放電后長期放置 , 極板上生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛 , 這種物質很難在正常充電時溶解還原。 S 18 2） 主要原因 ① 充電不足的蓄電池長期放置時 , 當溫度升高時 , 極板上一部分硫酸鉛溶于電解液中。 ② 蓄電池內電解液量不足 , 使極板一部分外露在空氣中而遭氧化 , 生成粗晶粒的硫酸鉛 , 從而使極板硫化。 3） 排除方法當硫化不嚴重時 , 可采用去硫化充電法進行排除。 ( 3) 內部短路 1） 故障現象 蓄電池開路時端電壓過低 , 起動機運轉無力。 2） 主要原因 ① 隔板損壞而漏電或短路。 3） 排除方法 若是屬于隔 板損壞 , 則應拆開蓄電池更換隔板。 ( 4) 活性物質脫落 1） 故障現象 充電時 , 電解液沸騰并能見到褐色物質自底部上升到表面。 ② 充電時電解液溫度過高 , 充電電壓過高 , 經常過充電等。 3） 排除方法 將蓄電池解體 , 反復清洗 , 檢查活性 物質脫落情況。 若嚴重脫落 , 則更換新極板 , 重新組裝使用。 3. 何謂蓄電池的容量 ? 其影響因素有哪些 ? 項目 二 、 交流 發(fā)電機和 電壓 調節(jié)器 任務 一 交流發(fā)電機的構造 教學目標： 知識目標： 知道交流發(fā)電機的結構組成、功用及工作原理。 素質目標 ： 5S培養(yǎng) 。主要由轉子 、定子、整流器及前后端蓋等組成。 圖 2. 2 JF132 型交流發(fā)電機的組件圖 1— 后端蓋 。 3— 電刷 。5— 硅二極管 。7— 轉子 。 9— 前端蓋 。 11— 皮帶輪 ( 1) 轉子 S 20 交流發(fā)電機的轉子是電機的磁場部分 , 它主要是由兩塊爪極、磁場繞組、滑環(huán)及軸等組成。 兩塊爪極被壓裝在轉軸上 , 且內腔裝有磁軛 , 其上繞有磁場繞組。兩個電刷裝在與端蓋絕緣的電刷架內 , 通過彈簧力使其與滑環(huán)保持接觸。使兩塊爪極被分別磁化為 N 極和 S 極 , 從而形成犬牙交錯的磁極對并沿圓周方向均勻分布。由于爪極凸緣的外形極像鳥嘴 , 故當發(fā)電機工作時 , 可在定子鐵心內部形成近似正弦變化的交變磁場。定子鐵心一般由一組相互絕緣且內圓帶有嵌線槽的環(huán)狀硅鋼片或低碳鋼板疊成 , 定子槽內嵌有三相對稱繞組。 為了在三相繞組中產生大小相同 , 頻率相同 , 且相位相差 120176。 2— 滑環(huán) 。 4— 電刷彈簧 。 6— 磁場繞組 。8— 定子鐵心 。 10— 風扇 。因采用單層集中繞法 , 即每個槽內放置 1 個有效邊 , 每 1 個線圈放置在 2 個槽中 , 故每相繞組是由 6 組線圈串聯而成 , 若每個線圈有 13 匝 , 則每相繞組共有 78 匝。 y1 在數據上等于線圈的兩個有效邊之間的定子槽數 , 而相鄰異性磁極中心線之間的定 子槽數則稱為極距 yp 。極距 yp 可通過公式計算 , 即 ( 2. 1)