汽车电器与电子控制技术.doc

汽车电器与电子控制技术
实验指导书
交通运输教研室
辽宁工业大学
2007年8月
目 录
实验一 蓄电池的结构和原理 1
实验二 交流发电机的结构与原理 8
实验三 交流发电机系统 19
实验四 起动机的结构与原理 25
实验五 传统点火系统结构与原理 33
实验六 电子点火系统结构与原理 40
实验七 汽车电子控制系统原理 52
实验八 汽车空调系统结构与原理 53

56

实验一 蓄电池的结构和原理
一、实验目的
1. 熟悉蓄电池的结构和工作原理
2. 学习检测维护蓄电池的基本方法.
二、实验原理
对蓄电池电解液的密度检测，是判断蓄电池容量和放电程度的重要标志。电解液密度与放电程度的关系是：密度每下降0.01g／cm3相当于蓄电池放电6％，当判定蓄电池在夏季放电超过50％，冬季放电超过25％时不宜再使用，应及时进行充电，否则会使蓄电池早期损坏。
三、实验仪器及材料
汽车起动用铅酸蓄电池，密度计，吸液器，万用表，温度计，铜导线，高率放电计。
四、实验步骤
1．检测前对蓄电池的清洁作业
⑴ 检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，柱桩有无破损，壳体有无泄露，否则应修理或者更换。然后用清水冲洗蓄电池外部的灰尘和污垢，再用碱水清洗。
⑵ 疏通加液盖通气孔。
⑶ 用钢丝刷或刮刀清洁柱桩和接线卡头的氧化物并涂抹一层薄凡士林或润滑脂。
2．检测蓄电池液面高度
⑴ 用玻璃管测量法，见图1-1a。
1）用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内极片的上平面处。
2）玻璃管内的电解液与电池液面同高，用大拇指按紧玻璃管上端，使管口密封。
3）提起玻璃管，测量玻璃管内的液面高度，即为蓄电池电解液液面高度。标准值为10～15 mm高，过低应加入蒸馏水使之符合标准。
⑵ 观察液面高度指示线法，见图1-1b。
使用透明塑料容器的蓄电池，检查液面高度时，在容器壁上刻有两条高度指示线。正常液面高度应介于两线之间的中线上，低于中线则为液面过低，应加入蒸馏水补充。
⑶ 从加液面孔观察判断法，见图1-1c。
有些汽车蓄电池在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，检视液面高度，观察液面在方孔下面为液面过低；正好与方孔平行时为标准；液面满过方孔而充满加液口底部以上为过多。
图1-1 电解液液面高度的检查
a）用玻璃管检查法 b）观察液面高度指示线法
c）从加液孔观察图形法
1-加液孔 2-玻璃管 3-外壳 4-防护板 5-极板组

3．检测蓄电池电解液密度
用密度计测量电解液密度的步骤如下：
1）打开蓄电池的加液盖。
2）把密度计下端的橡皮管插入单格电池的加液孔内，如图1-2所示。
3）用手将橡皮球捏瘪，再慢慢放开，电解液就会被吸到玻璃管中。
4）注意控制吸入时电解液不要过多或过少，以能将密度计浮子浮起而不会顶住为宜。
5）使管内的浮子浮在玻璃管中央（不要相互接触），读密度计的读数。要求读数时使密度计刻度线与眼睛平齐，测量的密度值应用标准温度（+25℃）予以校正（同时测量电解液温度）。不同温度条件下电解液密度修正值见表1-1。

图1-2 密度计及测量密度的方法
a）密度计的构造 b）测量电解液密度的方法
1-橡皮球 2-吸液玻璃管 3，5-密度计 4-吸管 6-温度计

表1-1 不同温度条件下电解液密度修正值
电解液温度
（℃）
密度修正值
（g/cm3）
电解液温度
（℃）
密度修正值
（g/cm3）
电解液温度
（℃）
密度修正值
（g/cm3）
+40
+0.0113
+10
-0.0113
-20
-0.0337
+35
+0.0075
+5
-0.00150
-25
-0.0375
+30
+0.0037
0
-0.00188
-30
-0.0412
+25
0
-5
-0.0255
-35
-0.0450
+20
-0.0037
-10
-0.0263
-40
-0.0488
+15
-0.0075
-15
-0.0300
-45
-0.0525
6）将所测量的密度值、温度值与修正后的电解液密度值，以及根据密度下降的程度计算出的蓄电池剩余电量填入表1-2。
表1-2 蓄电池密度测量记录 （测量温度 ℃）
参数 单格
1
2
3
4
5
6
测量值（g/cm3）

修正值（g/cm3）

剩余电量（%）

注意：此项测量应该避免在蓄电池刚加入蒸馏水或者大电流放电过后进行，否则因为蓄电池内部电解液不平衡会使测量结果产生较大误差。
4．蓄电池电压的测量
⑴ 使用万用表测量蓄电池端电压 万用表测量蓄电池端电压，只能作为检测的参考因素。通常静置时，测量端电压≥12.6V，并且电解液密度≥1.22g/cm3，才可以基本判定蓄电池具有一定的电量储备。
⑵ 使用高率放电计检测（蓄电池检测表） 高率放电计的结构及测量方法见图1-3所示。

图1-3 高率放电计的结构及测量方法

高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。它由一只电压表和一负载电阻组成，见图1-4。由于在检测时，蓄电池对负载电阻放电电流可达100A以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。以12V蓄电池为例，使用方法如下：
1）将测试夹分别对应夹在蓄电池的正、负极柱桩上。此时读数显示蓄电池的空载电压值。通常显示在11.8～13V范围内为正常。
2）按下按钮开关，蓄电池开始瞬间大电流放电，在5s内读出电压表的指示数值。

图1-4 高率放电计原理及表盘图

若指针稳定在10～12V区间（绿色区域），说明蓄电池存电充足，不需要充电；
若指针在9～10V区间（黄色区域），说明蓄电池存电不足，需要充电；
若指针在9V以下区间（红色区域），说明蓄电池严重亏电，要立即充电，才能使用；
如果空载电压基本符合要求，但负载时指针迅速下降至红色区域以下，说明蓄电池已经损坏。
注意：此项测量不能连续进行，必须间隔1分钟后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。
测量电压与放电程度的关系见表1-3。
表1-3 蓄电池测量电压与放电程度的关系
蓄电池开路端电压（V）
≥12.6
12.4
12.2
12.0
≤11.7
高率放电计检测值（V）
10～12
9～10
≤9
高率放电计检测单格值（V）
1.7～1.8
1.6～1.7
1.5～1.6
1.4～1.5
1.3～1.4
放电程度（%）
0
25
50
75
100
3）单格电压的检测 在负载检测后，立即进行单格电压的检测，可以发现蓄电池单格性能是否正常，方法如下：
断开红色测试夹，将功能转换开关置于2，然后用附带软测试表笔依次从高电压单格进行测量（如无外部连接条，可将表笔插入加液孔，并触及内部极板），显示数值应该逐次线性递减，如果哪个单格递减数值与其它相比较大，则说明此格电池组有故障，需要检修或者更换。
将测量结果填入表1-4。
表1-4 蓄电池电压测量记录
万用表测量端电压值（V）

高率放电计测量电压值（V）

单格电压值（V）

根据测试结果估算容量（%）
100
75
50
25
0
5．蓄电池的充电
蓄电池的充电作业方法通常有：恒压充电、恒流充电和脉冲快速充电三种。从延长蓄电池使用寿命角度出发，建议采用恒流充电方式。
蓄电池的充电作业根据使用情况，分初充电和补充充电两种工艺过程。
参见表1-6蓄电池参数，采用恒流充电方法对蓄电池进行充电作业，将充电过程蓄电池参数的变化记录在表1-7中。然后根据记录数据绘制蓄电池充电特性曲线。
表1-6 蓄电池恒流充电规范
蓄电池
型 号
初 充 电
补 充 充 电
第一阶段
第二阶段
第一阶段
第二阶段
充电
电流
（A）
时间

（h）
充电
电流
（A）
时间

（h）
充电
电流
（A）
时间

（h）
充电
电流
（A）
时间

（h）
6-Q-60
4.2
30～40
1.8
25～30
6
10～12
3
3～5
6-Q-90
6.3
30～40
2.7
25～30
9
10～12
4.5
3～5
6-Q-105
7.35
30～40
3.15
25～30
10.5
10～12
5.25
3～5
6-Q-120
8.4
30～40
3.6
25～30
12
10～12
6
3～5
6-QA-60
4.2
30～40
1.8
25～30
6
10～12
3
3～5
6-QA-75
5.25
30～40
2.25
25～30
7.5
10～12
3.75
3～5
6-QA-100
7
30～40
3
25～30
10
10～12
5
3～5
6．蓄电池充电作业注意事项：
（1）严格遵守各种充电方法的操作规范。
（2）充电过程中，要及时检查记录各单格电池电解液密度和端电压。在充电初期和中期，每2h检查记录－次即可，接近充电终了时，每1h检查记录一次。如发现个别单格电池的端电压和电解液密度上升比其它单格电池缓慢，甚至变化不明显时，应停止充电，及时查明原因，消除故障。或单独进行小电流充电，使其恢复正常后，再与其它电池一起充电。
（3）整个充电过程中必须随时测量各单格电池的温度，以免温度过高影响蓄电池的性能。当电解液温度上升到40℃时，应立即将充电电流减半，减小充电电流后，如果电解液温度仍继续升高，应该停止充电，待温度降低到35℃以下时，再继续充电，也可以采用风冷或水冷的方法降温。
（4）充电时，应旋开出气孔盖，使产生的气体能顺利逸出，以免发生事故。
（5）充电室要安装通风和防火设备，在充电过程中，严禁烟火。
实验二 交流发电机的结构与原理
一、实验目的
1.掌握交流发电机与调节器的结构和工作原理
2.掌握对发电机进行检测的方法。
3.学习拆解检修及装配发电机作业的基本方法。
二、实验原理
1.发电机结构与工作原理
汽车用交流发电机，一般是由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两大部分。
交流发电机的转子是用来建立磁场，定子是用来产生交流电动势，通过硅二极管整流器整流成直流电，向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。
2.交流发电机性能的检测
对交流发电机与调节器进行初步检测，可使用万用表。当使用指针式万用表检测二极管时，二极管的阻值随万用表内部电压高低，挡位不同数值也会不同，通常使用R×1或者R×10档，测量正向电阻值，一般为几十W；反向电阻值，一般为几十kW以上。若正反向电阻值一大一小差异很大，说明二极管良好。若正反向电阻均为∞，说明断路；若均为0W，说明短路。使用数字万用表测量时，质量良好的二极管正向压降一般为500～700mV，反向电阻为几百kW。
对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管短路或断路，该二极管所在的正或负整流板总成就需要更换新品，如果二极管是压装在整流板或后端盖上，那么在二极管短路或者断路后，只需同型号规格的二极管更换故障二极管即可。
三、实验仪器及材料
万用表，车用交流发电机，维修工具，铜导线若干。
四、实验步骤
1．发电机拆解前的检测
使用万用表对发电机外接线柱进行测量，可以初步判定发电机的状态。对于普通发电机拆解前的测量，建议使用指针式万用表，其测量结果依使用万用表型号不同，略有差异。常用发电机各接线柱间电阻值见表2-1所示。
将测量发电机结果填入表2-2中，并据此判断发电机状态。
表2-1 常用发电机各接线柱间电阻值
发电机型号
“F”与“E”间电阻（W）
“B”与“E”间电阻（W）
“N”与“E”或“B”间电阻（）
正向
反向
正向
反向
夏利JFZ1542
2.8～3.0
40～50
≥10k
10～15
≥10k
桑塔纳JFZ1913
2.8～3.0
65～80
≥10k
10～15
≥10k

表2-2 发电机测量结果（使用万用表型号及档位： ）
发电机型号
“F”与“E”间电阻（W）
“B”与“E”间电阻（W）
“N”与“E”或“B”间电阻（W）
正向
反向
正向
反向

2．发电机拆解作业
⑴ 发电机的拆解按照以下操作步骤进行：
1）拆下电刷及电刷架（外装式）紧固螺钉，取下电刷架总成，见图2-1。
图 2-1 电刷架拆解
图2-2 前、后端盖的分解

图2-3 皮带轮的分解
图 2-4 前端盖的分解

2）在前后端盖上做记号，拆下连接前后端盖的紧固螺栓，见图2-2，将其分解为与转子结合的前端盖和与定子连接的后端盖两大部分。
注意：不能单独将后端盖分离下来，否则会扯断定子绕组与整流器的连接线（即三相定子绕组端头）。
3）将转子夹紧在台虎钳上，拆下带轮紧固螺母，见图2-3，再依次取下带轮、风扇、半圆键、定位套。
4）将前端盖与转子分离，若该部装配过紧，可用拉器拉开（见图2-4）或用木锤轻轻敲，使之分离。注意：铝合金端盖容易变形，因此拆卸时应均匀用力。
图2-5 后端盖的分解
5）拆掉防护罩，拆掉图2-5所示的后端盖上的三个螺钉（其中③兼作“—”接线柱），即可将防护罩取下。对于整体式发电机，先拧下“B”端子上的固定螺母并取下绝缘套管；再拧下后防尘盖上的3个带垫片的固定螺母，取下后防尘盖；然后拆下电刷组件的两个固定螺钉和调节器的3个固定螺钉，取下电刷组件和IC调节器总成；最后拧下整流器二极管与定子绕组的引线端子的连接螺钉，取下整体式整流器总成。
6）拆下定子上四个接线端（三相绕组首端及中性点）在散热板上的连接螺母，如图2-6所示，使定子与后端盖分离。
图2-7 整流板的分解

图2-6 定子线圈与整流板的分解

7）拆下后端盖上紧固整流器总成的螺钉，取下整流器总成（见图2-7）。注：若经检验所有二极管均良好，该步骤可不进行。
8）零部件的清洗 对机械部分可用煤油或清洗液清洗，对电气部分如绕组、散热板及全封闭轴承等宜用干净的棉纱擦拭去表面尘土、脏污。
发电机的拆解要按照工艺要求进行，禁止生敲硬卸而损坏机件。拆解的零件要按照规范清洗并顺序摆放。对有问题的零件和拆解复杂部位的顺序和连接方法，必要时要有详细记录。
4．发电机的检测
发电机拆解后检测转子、定子的电阻值及绝缘电阻，既可以使用指针式万用表，也可以使用数字式万用表。对于线圈电阻的测量，为取得较准确的数值，建议使用数字万用表。
（1）检查转子
1）转子绕组（磁场绕组）短路与断路检查 用万用表R×1挡检测两集电环之间电阻，应符合技术标准。若阻值为“∞”，则说明断路；若阻值过小，则说明短路。一般12V发电机转子绕组电阻约为3.5～6Ω，24Ⅴ的约为15～21Ω；

图2-8 转子轴检测方法
2）转子绕组搭铁检查 即检查转子绕组与铁心（或转子轴）之间的绝缘情况。用万用表电阻最大挡检测两集电环与铁心（或转子轴）之间的电阻，若表针有偏转，则说明有搭铁故障。正常应指示“∞”。
3）集电环（滑环）检查 集电环表面应平整光滑，无明显烧损，否则用“00”号纱布打磨。两集电环间隙处应无污垢。集电环圆度误差不超过0.025mm，厚度不小于1.5mm。
4）转子轴检查 转子轴检测方法见图2-8所示。用百分表检查轴的弯曲，弯曲度不超过0.05mm（径向圆跳动公差不超过0.1mm），否则应予校正。爪形磁极在转子轴上应固定牢靠，间距相等。
（2）检查定子
1）定子绕组短路与断路检查 用数字万用表检测定子绕组3个接线端，两两相测。正常时阻值小于1Ω且相等。指针不动或阻值过大，说明断路；过小（近似等于0Ω）说明短路；
2）定子绕组搭铁检查 即检查定子绕组与定子铁芯间绝缘情况。用数字万用表电阻最大挡检测定子绕组接线端与定子铁芯间的电阻，若绝缘电阻≤100K，则说明有搭铁故障。正常应指示趋于“∞”。
（3）检查整流器二极管 测量二极管，即可以使用指针式万用表，也可以使用数字式万用表。这两种仪表的测量原理见图2-9。需要注意的是：数字万用表红表笔是内部电池的正极，当使用其二极管档位测量时，显示的数值表示的是二极管的正向压降值，单位是mV。
图2-9 万用表结构图

1）检查单个二极管好坏 分解发电机后端盖和整流板，将每个二极管的中心引线从接线柱上拆下或焊下，逐一检测。
整流板二极管极性的判定，按照通常检测方法进行。
2）整体式整流器的检查 以图2-10夏利轿车JFZ1542型整体式发电机为例说明。当检测负极管时，先将与万用表黑表笔接“E”端（图中有三个部位），红表笔分别接P1、P2、P3、P4点，万用表均应导通，如不通，说明该负极管断路，则应更换整流器总成；再调换两表笔检测部位进行测量，万用表应不导通，如导通，说明该负极管短路，亦需更换整流器总成。当检测正极管时，先将与万用表红表笔接整流器端子“B”；另一只表笔分别接P1、P2、P3、P4点，点进行检测，万用表均应导通，如不通，说明该正极管断路，则应更换整流器总成；再调换两表笔检测部位进行检测，此时万用表应不导通，如导通，说明该正极管短路，亦应更换整流器总成。
（4）检查电刷组件 电刷表面不得有油污，且应在电刷架中活动自如，电刷磨损不得超过原高度的1／2（用游标卡尺或钢板尺检测）；检测电刷弹簧压力时，当电刷从电刷架中露出长度2mm时，电刷弹簧力一般为2～3N；电刷架应无烧损、破裂或变形。

图2-10 夏利轿车JFZ1542型整体式发电机整流板

（5）其他零件检查 检查轴承轴向和径向间隙均不应大于0.20mm，滚珠、滚道无斑点，轴承无转动异响；检查前后端盖、皮带轮等应无裂损，绝缘垫应完好。
将上述检测结构记录于表2-3。
表2-3 发电机测量记录 （万用表型号： ）
转子阻值（W）

转子绝缘电阻

定子阻值（W）

定子绝缘电阻

二
极
管
测
量
二极管编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
正向测量值（W）
数字表测量值（mV）

反向测量值（kW）

集电环检测记录

转子轴检测记录

碳刷检测记录

轴承、端盖检测记录

5．发电机的装配
1）将整流器装到后端盖上 参见图2-7，拧上三颗固定螺钉，整流器即被固定在后端盖上。
应注意各绝缘垫片不能漏装。装复后用万用表电阻档测量“B”接线柱与端盖间电阻应为∞。测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻，均应为∞。若上述电阻较小或者为零，表明漏装了绝缘垫片或套管，应拆开重装。
2）将定子总成与后端结合 装定子绕组上的四个接线端子从后端盖孔中穿出，将接线端分别连接在整流器的接线螺钉上，参见图2-6。
3）将前端盖装到转子轴上 先将前端盖上的轴承、轴承盖安装并紧固好，再将该部分套到转子轴上，若过盈量较大，可用木锤轻轻敲入。
4）将后端盖、定子装到转子轴上 应注意使前后端盖上发电机安装挂脚位置恰当（符合拆解标记）。上述两大部分结合后，穿上前、后端盖紧固螺栓并分几次拧紧。注意各螺栓的拧紧切不可一次完成，而应轮流进行，并且不断转动转子，若转子运转受阻或者内部有摩擦，应调整拧紧力矩。
5）装配风扇、带轮 在转子轴上套上定位套、安装半圆键、风扇叶片、带轮、弹簧垫圈，拧紧带轮紧固螺母，参见图2-3。
6）装复后端盖上的防护罩，参见图2-5。
7）安装电刷架总成，参见图2-1。
8）检验装配质量 使用万用表检测各接线柱和与外壳间的电阻值，应该符合参数要求。否则应该拆解重装。

电压调节器的检测
电子控制式电压调节器是全封闭模块，对它的性能检测通常按以下方法进行：
1．使用万用表测量各接线柱之间的电阻值，初步判断其性能。当使用此方法时，要注意选择合适的电阻档位，以及使用万用表的种类与型号。对于测量结果只能与表中数据对照参考。常见电子控制式电压调节器各界限限柱之间正常电阻参考数值见表2-8。
2．使用可调直流稳压电源和试灯试验其性能 使用可调直流稳压电源（输出电压0～30Ⅴ，电流5A）和一只20W的汽车灯泡代替发电机磁场绕组，进行试验。
注意：检查内搭铁式晶体管调节器时，试灯应接在调节器“F”与“—”接线柱之间；检查外搭铁式晶体管调节器时，试灯则应接在调节器“F”与“+”接线柱之间。
调节直流稳压电源，使其输出电压从零逐渐升高，14V调节器当电压升高到6V（28V调节器电压升高到12V）时，试灯开始点亮；随着电压的不断升高，试灯逐渐变亮，14V调节器当电压升高到14±0.5V（28V调节器当电压升高到28±lV）时，试灯应立即熄灭。继续调节直流稳压电源，使电压逐渐降低，试灯又重新变亮，且亮度随电压的降低逐渐减弱，则说明调节器良好。
当施加到电子式电压调节器上的电压超过调节电压规定值时，试灯仍不熄灭，或者起控电压数值与规定值相差较大时，说明调节器有故障，已不能起调节作用；如试灯一直不亮，也说明调节器有故障，这样的调节器不能使用在汽车发电机上。
注意在试验时，应该使用万用表检测电压，而不应以稳压电源指示数值为准。
3．使用万能试验台试验 由于电子式电压调节器结构紧凑，控制精度较高，且不需要进行外部调整，所以对其进行性能试验主要是检测调节电压数值和负载特性。
使用万能试验台测试电子式电压调节器的原理见图2-11。

图2-1 电子式电压调节器的试验线路

检测方法如下：
（1）调节电压值试验 该试验所用发电机必须是经过试验性能合格的发电机，将负载电阻调至最大值，接通调速电机的电源开关27，速度表选择开关65置于0～5000r／min档位，逐渐升高转速，用连接插件短暂接通37与35插销孔，向被试发电机励磁，待转速达到3500r／min时，连接37和38并调节负载电阻，使电流值达到试验调节器的规定值（额定电流的50％），此时的电压值即为调节器调节电压值。此电压值应符合规定：通常对于12V电源系统调节电压为13.5～14.5V，24 V电源系统调节电压为27～29V。
（2）负载特性试验 在调节电压值试验合格后，将转速稳定在3500r／min，使电流值在额定值的10％～30％范围内变化，电压波动值应符合规定值（12V系列：≯1V；24V系列≯2V）。
将检测结果填入表2-9。
表2-9 电子式电压调节器检测记录
调节器型号

万用表型号

使用档位

测量电阻
“+”与“-”间电阻（W）
“+”与“F”间电阻（W）
“F”与“-”间电阻（W）
测量结果

调节电压值
测试条件：
试验结果

负载特性
测试条件：
试验结果

表2-11 部分常用电子式电压调节器技术参数
型 号
规 格
调节电压
（V）
配用发电机规格
（V/W）
适 用 车 型
额定电压
（V）
额定功率
（W）
JFT121
14
500
13.5～14.5
14/350，500（JF15系列）
12V汽车
JFT124
14
350
13.5～14.5
14/350（JF13系列）
12V汽车
JFT126
14
350
13.5～14.5
14/350，500
12V汽车
JFT106
14
750
13.5～14.5
14/750，九管发电机
解放CA1091
JFT106
14
1000
13.5～14.5
14/1000，六管外搭铁
红旗轿车
JFT207
28

27～29
JF1000发电机
12V135柴油机
JFT244
28
500
27～29
JF25A发电机
24V汽车
JFT241
28
1000
27～29
JF28发电机

实验三 交流发电机系统
一、实验目的
1、掌握汽车电源系统中各组成部分的安装关系和供电原理。
2、了解汽车电气系统总体组成和布线规律。
二、实验原理
电源系统主要由蓄电池、发电机和调节器组成，蓄电池和发电机是汽车设备的两个直流电源，蓄电池是辅助电源，主要功能是启动发动机；发电机是主要电源，功能是在发动机在怠速以上运转时，向除发动机以外的用电设备供电，向蓄电池充电；调节器是一种电压调节装置，其功用是在发电机转速变化时自动调节发电机的输出电压并保持其稳定。
汽车起动时，由蓄电池向起动系统和点火系统供电，起动发动机，随着发动机转速的提高，和发动机带连接的发电机转子转速也提高，发电机输出电压变大，当发电机输出电压高于蓄电池电压时，整个汽车电路的用电设备由蓄电池供电转为由发电机供电。
三、实验工具
桑塔纳2000全车电器仿真试验台。
四、实验步骤
1、讲解桑塔纳汽车电气仿真实验台的电气系统构造、工作原理，演示桑塔纳电路的工作过程。
以某一系统电路为研究主体，分析该系统的工作原理和电流流向，结合原车实际的线路连接进行验证，最后完成该系统电源、启动、点火及仪表线路图。下面以拆画桑塔纳点火系电路图为例来说明。
(1) 总电路的全面分析
桑塔纳轿车整车电器系统实物布置如图3-1所示，包括电源、启动、点火、照明、仪表等部分。其整车电路如图3-3所示，其电源正极分三路：“30-A”路是常火线，12V，通过P区接柱、红色导线、起动机电缆直接与蓄电池相连；“15-B”路是受点火开关控制的小容量电器火线；“X-C”路是受点火开关控制的大容量电器火线。中央接线板的负极接口D22通过搭铁线与机体连接。

图3-1 桑塔纳轿车整车电器系统
（2）点火系工作原理和线路电流走向分析
如图3-2所示是汽车电源、启动、点火及仪表线路图。
图3-2汽车电源、启动、点火及仪表线路拆画图
1-蓄电池 2-起动机 3-发电机 4-点火开关 5-点火线圈附加电阻 6-电压调节器
7-分电器中的断电器 8-分电器中的配电器 9-电压表 10-燃油表 11-燃油传感器
12-水温表 13-水温传感器 14-仪表电源稳压器 15-火花塞 16-点火线圈

桑塔纳轿车采用霍尔效应式无触点晶体管电子点火系。该点火系由蓄电池、点火开关、点火线圈、霍尔无触点式分电器、电子点火控制器、高低压导线及火花塞等组成。其工作原理是通过点火线圈初级线圈电流的通断，在次级线圈上感应出高压电，通过高压线路及正时分配使各缸火花塞跳火。初级电流的通断受点火器的控制，而点火器依靠点火传感器的信号来控制。
低压电流走向：蓄电池“＋”接线柱（经电缆）→起动机的“30”接线柱（经红线）→中央接线板P→另一P接线柱（经红线）→点火开关“30”接线柱→点火开关“15”接线柱（经黑线）→中央接线板A8接线柱→D23接线柱（经黑线）→点火线圈“＋”接线柱。然后分两路：一路进入点火线圈内部经初级线圈到“－”接线柱（经绿线）→点火控制器“1”接线柱→点火控制器内部→点火控制器“2”接线柱（经棕线）→发动机机体搭铁（经搭铁线）→蓄电池“－”接线柱；另一路向点火控制器供电，从点火线圈“＋”接线柱（经黑线）→点火控制器“4”接线柱→点火控制器内部→点火控制器“2”接线柱（经棕线）→发动机机体搭铁（经搭铁线）→蓄电池“－”接线柱。
另一方面第一路的导通和断开受分电器霍尔式点火传感器的信号控制，接线如下：点火控制器“5”接线柱（经红／黑线）→霍尔传感器“＋”接线柱；霍尔传感器“－”接线柱（经棕／白线）→点火控制器“3”接线柱；点火控制器“3”接线柱（经绿／白线）→霍尔传感器“信号”接线柱，向霍尔传感器提供12V电压（高电位），此信号线受霍尔电压控制。当产生霍尔电压时，霍尔传感器使该线路搭铁（低电位），当点火控制器检测到该信号是低电位时，便断开初级电流，从而在点火线圈中感应出高压电来。该信号在高电位和低电位之间来回变化，以使初级电流通一断一通一断，从而使点火线圈中的次级线圈感应出高压。
高压电流走向：次级线圈→点火线圈“＋”接线柱→D23→A8→点火开关→P→蓄电池→搭铁→火花塞电极、中心电极→分电器盖配电器（旁电极、分火头）→次级线圈。
五、实验记录
根据总电路图电流走向画出电源系统（包括蓄电池，发电机及调节器）、起动系统、点火系统电路和其他用电设备的原理图。
六、思考问题
1、汽车电器系统由哪几部分组成？特点是什么？
2、简述电源系统的供电过程。

图3-3 桑塔纳轿车局部电路
A-蓄电池 B-起动机 C-交流发电机 K2-充电指示灯 N51-进气管加热电阻 J81-进气管预热继电器 F35-进气管预热器温控开关 N3-循环空气截止阀 F26-自动阻风门温控开关 K-阻风门指示灯 D1-点火开关 N41-点火控制器TSZ开关 N-点火线圈 J87-怠速稳定开关 O-分电器 G40-霍尔传感器 Q-火花塞 K3-油压指示灯 J114-油压检查控制器 F22-油压开关 Fl-油压开关 G5-转速表 K48-换挡指示灯 J98-换挡指示器控制装置 F62-换挡指示器真空开关 F68-换挡油耗指示器的变速开关 N60-油耗表的电磁阀 G51-油耗表 Gl-燃油表 G-燃油表传感器 G3-温度表 G2-温度表传感器 J6-稳压器 K28-冷却液温度指示灯 J120-冷却液不足指示器控制器 F66-冷却液不足指示器开关 K5-转向指示灯 E3-危险警告灯开关 J2-闪光器 E2-转向灯开关 M5-左前转向信号灯 M6-左后转向信号灯 M7-右前转向信号灯M8-右后转向信号灯
实验四 起动机的结构与原理
一、实验目的
1. 掌握起动机的拆装顺序。
2. 了解起动机各零件名称和作用。
3. 掌握对起动机进行简单测量的方法。
4. 学习拆解检修及装配起动机作业的基本方法。
二、实验原理
磁场绕组断路的检查：首先通过外部验视，看其是否有烧焦或断路处，若外部验视未发现问题，可用万用表电阻R×1W档检测，两表笔分别接触起动机外壳引线（即电流输入接线柱）与磁场绕组绝缘电刷接头是否导通，如果测得的电阻无穷大，说明磁场绕组断路，应予以检修或更换。
磁场绕组搭铁的检查：用万用表电阻R×10K档（或数字万用表高阻档）检测磁场绕组电刷接头与起动机外壳是否相通，如果相通，说明磁场绕组绝缘不良而搭铁；如果阻值较小，说明有绝缘不良处，应检修或更换磁场绕组。
磁场绕组短路的检查：可用2V直流电进行接线，如图4-1所示。电路接通后，将改锥放在每个磁极上，检查磁极对改锥的吸引力是否相同。若某一磁极吸力太小，就表明该磁场绕组有匝间短路故障存在。
电枢绕组（转子）的检查 电枢绕组的检查，可在电气万能试验台上的电枢检验仪上进行。
对于磁场绕组的断路、短路、搭铁故障都应对其检修或更换。

图4-1 磁场绕组断路及搭铁的检查

三、实验仪器及材料
汽车用起动机，万用表，维修工具。
四、实验步骤
1．起动机拆解和清洗
（1） 首先将待修起动机外部的尘污、油污清除。
（2） 拆下连接片与电磁开关，取下电磁铁芯。
（3） 拆下防尘箍，用钢丝钩子提起电刷弹簧取出电刷（共4只）。
（4） 拆下起动机贯穿螺栓，使后端盖、起动机外壳、电枢分离。
（5） 取下拨叉支承销，取下驱动端盖、拨叉与转子总成。
（6） 用专用工具拆下止推座圈，取下驱动齿轮、单向离合器。
各总成是否继续进一步分解，应视具体情况而定。
（7） 对分解的零部件进行清洗。清洗时，对所有的绝缘部件，只能用干净布蘸少量汽油擦拭，其他机械零件均可放入汽油、煤油或柴油中洗刷干净并凉干。
2．起动机主要部件的检测
⑴ 直流电动机的检修
1）磁场绕组（定子）的检查：如图4-1所示
2) 搭铁检验：用附件F6一根，一端插入插座33，一端接电枢轴，另一根附件F6一端插入插座34，一端接至整流子铜片，如有搭铁，指示灯25即亮，可标出搭铁的整流子铜片。

图2-3 电枢短路检验操作图
3) 短路检验：如图4-3，将待试的电枢放在电枢感应仪3上，接通开关60，灯19亮，感应仪配备一钢片，将该钢片放置于电枢铁芯线槽上，如该钢片振动发声，则表明绕组有短路故障。不断慢慢转动电枢一圈，将钢片依次逐个放置于各线槽上，对每一故障处作出标记。由于起动机电枢绕组采用波绕法，所以当钢片在四个铁芯槽出现振动时，说明相邻换向器铜片间短路；当钢片在所有槽上振动时，说明同一个槽中上、下两层导线短路。

2-2 磁场绕组短路的检查

4) 断路检验：如图4-4，将待试的电枢放在感应仪上3上，接通开关60，将感应仪所附试棒两触针放在相邻两整流子片上，若电流表18针不动，移动触针至电流表指出某一电流数值，固定此触针位置，然后转动电枢，使其余两邻片也达到至此位置，用触针测其电流，如电枢没有损坏，相邻两整流子片在电流表18上的读数均应不变，若电流表18无读数则表明该绕组断路。

图4-4 电枢断路检验操作图

5) 使用万用表对电枢绕组搭铁的检查：用电阻R×10K档检测，如图4-5所示，用一根表笔接触电枢，另一根表笔依次接触换向器铜片，万用表指针不应摆动即电阻为无穷大，否则说明电枢绕组与电枢轴之间绝缘不良有搭铁之处。

图4-5 检测电枢轴与电枢绕组之间的绝缘电阻

6) 使用万用表对电枢绕组的短路检查：用电阻R×1W档检查换向器和电枢铁芯之间是否导通，如图4-6所示。如有导通现象，说明电枢绕组搭铁，应更换电枢。
7) 使用万用表对电枢绕组断路的检查：用电阻R×1W档，将两个表笔分别接触换向器相邻的铜片，如图4-7所示，测量每相邻两换向片间是否相通，如万用表指针指示“0”，说明电枢绕组无断路故障，若万用表指针在某处不摆动，即电阻值为无穷大，说明此处有断路故障，应更换电枢。

图4-6 电枢绕组搭铁的检查

图4-7 电枢绕组断路的检查

8）电枢轴的检查 用千分表检查电枢轴是否弯曲，如图4-8所示。若铁芯表面摆差超过0.15mm 或中间轴颈摆差大于0.05mm时，均应进行校正或更换。另外，还应检查电枢轴上的花键齿槽，如严重磨损或损坏，则应修复或更换。
9）电刷的检查 检查电刷的高度：电刷高度应不低于新电刷高度的2/3（国产起动机新电刷高度一般为14mm），即7～10mm，否则应换新。
检查电刷架的接触面积 电刷与整流子表面之间的接触面积应达到75%以上，否则应研磨电刷。

图4-8 电枢轴弯曲度的检验

⑵ 传动机构的检修
1） 检查拨叉 拨叉应无变形、断裂、松旷等现象，回位弹簧应无锈蚀、弹力正常，否则应更换。
2） 驱动齿轮的检查 驱动齿轮的齿长不得小于全齿长的1/3（如解放牌与跃进牌汽车的齿长不应短