1/14/2023單元一電源系統1/14/2023項目一概述項目二蓄電池項目三交流發電機項目四電壓調節器項目五電源系統的使用與維修實訓一蓄電池技術狀況的檢查實訓二發電機、電壓調節器的結構認識與檢測實訓三電源系統的故障診斷1/14/20231.掌握蓄電池的基本結構和型號;2.熟悉蓄電池的基本工作原理和工作特性;3.掌握蓄電池的容量概念及影響因素;4.掌握蓄電池技術狀況的檢查、維護及充電; 5.熟悉蓄電池的常見故障與判斷。6.了解交流發電機的功用、分類；7.掌握發電機的結構、工作原理及檢測維修方法；8.掌握工程機械充電系的組成、電路及檢測維修方法；9.了解調節器的工作原理；10.掌握調節器的檢測方法。學習目標1/14/2023目標掌握工程機械電器設備的組成及其特點1.概況電器設備的逐步進化過程2.電器設備電器系統：保證汽車正常行駛?？刂葡到y：提高設備的整體性能。項目一概述1/14/20233.組成：七部分1）電源系統：蓄電池、發電機、電壓調節器。向全車用電設備提供低壓電。2）起動系統：起動機、起動繼電器、啟動開關等組成。起動發動機。3）點火系統：汽油發動機裝備。產生電火花點燃可燃混合氣。傳統點火系、電子點火系、微機控制點火系。4）照明與信號系統：照明系統包括車內外各種照明燈；信號系統包括各種信號燈、閃光器、電喇叭、蜂鳴器等。保證車內外照明，提供信號，確保行車安全。1/14/20235）儀表報警裝置：儀表系統包括監測發動機工況的各種儀表；報警裝置包括防盜、警告及各種報警燈等。通過儀表、報警裝置監測發動機各工況異常，確保行車安全。6）輔助電器：包括電動刮水器、玻璃升降等，向駕駛員提供舒適、方便、娛樂的環境。7）配電裝置：各種控制開關、保險、中央接線盒、配電線束和連接器等。使全車電路構成一個整體。1/14/20234.電控系統：微機控制系統，由傳感器、電子控制器（ECU）、執行器組成。控制全車在正常合適的工況下運行。5.電器設備的特點：低壓電源：6v、12v、24v，汽油車多用12v，柴油車24v。直流：設備輸出為直流電。并聯：用電設備與電源之間均為并聯連接；負極搭鐵及單線制。1/14/2023電路圖如圖1-1所示。發電機調節器蓄電池1/14/2023

蓄電池主要作用是發動機起動時向起動機供電。

發電機為主電源。

調節器作用是使發電機的輸出電壓保持恒定。1/14/20231-1調節器與發電機分離安裝時的電源系統線路1/14/20231-2多功能調節器與發電機分離安裝時的電源系統線路1/14/20231-3整體式交流發電機電源系統線路1/14/20231/14/20231/14/20231/14/20231/14/20231/14/20231.車用蓄電池是提供和儲存電能的化學裝置，是可逆電源。電能是通過化學反應產生的，有放電和充電兩種狀態。放電：化學能電能，釋放能量。充電：電能化學能，儲存能量。2.用途：1）起動發動機；2）發動機停轉或低怠速運轉，向電器附件供電；3）當充電系統過載，輔助供電；4）起電壓穩定器的作用；5）長期儲存能量；6）特定情況下供電：輔助負載（時鐘、儲存記憶功能），電流不到30mA；充電系故障（25A電流120min左右）。項目二蓄電池1/14/20233.分類蓄電池是一種可逆的低壓直流電源，它既能將化學能轉化為電能，也能將電能轉換為化學能。蓄電池可分為堿性蓄電池和酸性蓄電池兩大類。常用的類型有：普通、干式荷、濕荷、少需維護或免維護、封閉式免維護蓄電池。堿性蓄電池：鐵鎳蓄電池、鎘鎳蓄電池、銀鋅蓄電池；高性能蓄電池：鈉硫蓄電池、燃料蓄電池、鋅-空氣蓄電池。1/14/20234.構造蓄電池主要由正極板、負極板、隔板、電解液和外殼等組成，如圖1-4所示。

1/14/20231）極板：由柵架和活性物質組成。如圖1-5所示1/14/2023由鉛銻合金澆鑄而成。普通柵架含銻量5%~7%；干荷電蓄電池柵架含銻量1.5%~2.3%。結構如圖1-6所示。

目前，多采用鉛—低銻合金柵架或鉛—鈣—錫合金柵架。為降低蓄電池內阻，改善啟動性能，現代工程機械蓄電池采用了放射型柵架。如圖1-7所示。1/14/20232）隔板作用：在正負極板間起絕緣作用，使電池結構緊湊。特征：（1）隔板有許多微孔，可使電解液暢通無阻。

（2）隔板一面平整，一面有溝槽，溝槽面對著正極板，且與底部垂直，使充放電時，電解液能通過溝槽及時供給正極板，當正極板上的活性物質PbO2脫落時能迅速通過溝槽沉入容器底部。免維護蓄電池隔板做成袋式隔板。3）活性物質正極板上的活性物質為二氧化鉛（PbO2），呈深棕色。負極板上的活性物質為海綿狀純鉛（Pb），呈青灰色。注意：因為正極板化學反應劇烈，所以在單格電池中，負極板總比正極板多一片。使每一片正極板都處于兩片負極板之間，保持其放電均勻，防止變形。

1/14/20231/14/20234）電解液由純硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成，一般密度為1.24~1.30g/cm3，使用中應根據地區、氣候條件和制造廠的要求而定。注意：不允許用工業硫酸和自來水、井水、河水等配制。因其雜質多，易引起自放電，從而影響蓄電池壽命。

1/14/20235）殼體殼體用于盛裝電解液和極板組。外殼應耐酸、耐熱、耐振動沖擊。

外殼由橡膠外殼和聚丙烯塑料兩種，普遍采用的是塑料外殼。外殼為整體式結構，殼內間壁分成3個或6個互不相通的單格。蓄電池單格電池之間均用鉛質聯條串聯，如圖1-9所示。注意：每個單格電池設有一個液孔，可以加注電解液或檢測電解液密度。孔蓋上設有通氣孔，便于排出蓄電池內部氣體，防止外殼漲裂，發生事故。1/14/20231/14/20235.型號我國蓄電池的型號為：機械工業部JB2599-85《鉛蓄電池產品型號編制方法》標準規定。12345例1：EQ1090型車用6-Q-105例2：北京2020型車用6-QA-60串聯單格電池數蓄電池類型蓄電池特性額定容量特殊性能1/14/20231：串聯的單格電池數，用阿拉伯數字表示。2：電池用途，用漢語拼音字母表示。用Q—起動用蓄電池；M—摩托車用蓄電池；Jc—船用蓄電池；HK—飛機用蓄電池；3：極板類型，用A—干荷電鉛蓄電池；B—薄型極板；W—無需維護鉛蓄電池；4：20h率額定容量，用阿拉伯數字表示，單位為A·h；5：特殊性能，用漢語拼音字母表示，G—高起動性能。1/14/20236.原理1）電動勢的建立：能斯特原理。2）放電過程：化學能轉化為電能，釋放能量；3）充電過程：電能轉化為化學能，儲存能量。蓄電池充放電過程中的化學反應方程式為：

PbO2+2H2SO4+Pb——2PbSO4+2H2O（1）具有可逆性。（2）充濃放稀。（3）正極板附近化學反應較負極板附近化學反應劇烈。7.主要工作參數：1）電動勢Ej2）內阻R03）端電壓U1/14/20231）靜止電動勢蓄電池處于靜止狀態時，正負極板之間的電位差（即開路電壓）稱為靜止電動勢。Ej=0.85+ρ25°C（V）式中：ρ25°C—溫度為25°C時電解液的相對密度。ρ25°C=ρt+0.00075（t-25）2）內阻

蓄電池內阻包括：電解液、極板、隔板和聯條電阻。（1）極板內阻很小，隨活性物質的變化而變化，充電時變小，放電時變大。

（2）隔板內阻與材料有關。

（3）電解液內阻溫度升高，內阻下降；

（4）聯條內阻很小，為定值。3）端電壓：U=E-IR（1）開始放電階段（2.11~2V）：消耗孔隙內的硫酸，U下降較快。

（2）相對穩定階段（2~1.85V）：孔內消耗孔隙內的硫酸與孔外消耗的硫酸達到動態平衡，U緩慢下降。

（3）迅速下降階段（1.85~1.75V）：1/14/20238.工作特性：1）放電特性：是指充足電的蓄電池在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓Uf和電解液密度ρ25℃隨放電時間的變化規律。

恒流放電特性曲線如圖1-17所示

1/14/2023

2）充電特性：在恒流充電過程中，單格電池的端電壓UC和電解液相對密度ρ25℃隨時間的變化規律。恒流充電特性曲線如圖1-18所示。蓄電池充電終了的標志：（1）電解液中劇烈冒汽泡，呈沸騰現象。(電解水)（2）電解液相對密度上升到最大值，且在2~3h小時內不再上升。（3）單格端電壓上升到最大值（2.7V），且在2~3小時不再升高。

1/14/20239.容量、影響因素1）容量：供電能力。在規定時間放出電量多少或放電時間的長短。當蓄電池以恒流放電時，其容量Q等于放電電流I和放電時間t的乘積，既Q=It（Ah）有額定容量和起動容量之分。（1）額定容量：將充足電的新蓄電池在電解液溫度為25℃時，以20h放電率的放電電流連續放電，至12V蓄電池端電壓下降到10.5±0.05V時所輸出的電量（單格壓降到1.75V）。（2）額定儲備容量：完全充足電的蓄電池，25℃時，25A電流放電到單格壓降到1.75V，持續放電的時間（min）。充電系失效時，蓄電池能為照明、點火等設備提供25A的能力。1/14/2023

（3）起動容量：蓄電池接啟動機時的供電能力。分常溫起動容量和低溫起動容量。常溫起動容量：既電解液溫度為25°C時，以5min放電率的電流（3倍額定容量的電流）連續放電至規定的終止電壓（12V蓄電池為9V）時所輸出的電量。低溫起動容量：既電解液溫度為-18°C時，以3倍額定容量的電流連續放電至規定的終止電壓（12V蓄電池為6V）時所輸出的電量，其放電的時間應在2.5min以上。2）因素：容量越大，供電能力越強。有構造和使用兩方面因素。（1）構造因素：極板厚度、極板數、極板面積、通行極板中心距；（2）使用因素：放電電流、電解液密度、電解液溫度。1/14/202310.蓄電池的充電充電方法：定流、定壓、快速脈沖充電。1）定流充電：充電過程中，充電電流恒定不變（通過調整電壓，保證電流不變）。充電電流一般為額定容量的10%~20%，廣泛用于初充電、補充充電、去硫化充電等。優點為：充電電流可任意選擇，有益于延長蓄電池壽命。

缺點是充電時間長，且需要經常調整充電電流。2）定壓充電：。。充電電壓保持恒定。適用于補充充電、免維護蓄電池的充電。優點為：充電時間短，不需要人看管。

缺點是充電電流大小不能調整，所以不能保證蓄電池徹底充足電，也不能用于初充電和去硫化充電。1/14/20233）脈沖快速充電法以脈沖大電流充電來實現快速充電的方法。

①大電流恒流充電IC=（0.8～1）C至單池電壓升至2.4V；

②前停充15～25ms；

③反向脈沖充電IC=（1.5～2.0）C，t=150～1000μs；

④后停充25～40ms，如此循環，直至充足電。優點為：充電時間短（初充電5h，補充1h）。

缺點是影響壽命，維修困難，價格貴，適用于電池集中、充電頻繁、要求應急場合。1/14/2023注意：1）定流充電時的連接采用串聯法：即把蓄電池串聯起來接入充電電源。可串聯蓄電池單格總數和電池只數為：蓄電池單格總數=充電機的額定充電電壓/2.7串聯12V蓄電池數=充電機的額定充電電壓/（2.7Χ6）

所有串聯支路的蓄電池，其容量最好相同，否則充電電流必須按容量最小的電池來選定。2）定壓充電時的連接采用并聯法：即把不同的蓄電池并聯起來接入充電電源。并聯蓄電池的數目必須按充電設備的最大輸出電流決定。

1/14/2023充電種類：初充電、補充充電、間歇過充電、循環鍛煉充電、去硫化充電。1）初充電：對新蓄電池或更換極板后的蓄電池進行的首次充電。充電電流小，充電時間長，化學反應充分。步驟：檢查外部、通氣孔→加注電解液→選擇充電電流（IC1=Q20/15，IC2=Q20/30）→連接蓄電池-充電過程中應注意問題→調整電解液密度。2）補充充電：蓄電池使用后的充電，正常的保養性充電。充電電流大，充電時間短。步驟：檢查外部、通氣孔、液面高度→液面不足補加蒸餾水至極板上沿15mm→檢查單格電壓→選擇充電電流（IC1=Q20/10，IC2=Q20/20）→充電時間約為13～16h。3）間歇過充電：是避免極板硫化的一種預防性充電。一般應每隔3個月進行一次。充電方法是先按補充充電方式充足電，停歇1h后，再以減半的充電電流進行過充電，直至充足電為止。1/14/20234）循環鍛煉充電：為迫使相當于額定容量的活性物質都能參加工作，以避免活性物質由于長期不參與化學反應而收縮，每隔一段時間（如：3個月）應對蓄電池進行一次循環鍛煉充電。

充電方法是先用補充充電或間歇過充電將蓄電池充足電，然后，以20h放電率放完電，再用補充充電法充足電即可使用。

5）去硫化充電：蓄電池輕度硫化，可用充電的方法予以消除，方法如下：

（1）倒出電解液，加入蒸餾水沖洗兩次后，再加入蒸餾水；

（2）用IC=Q20/30（A）的電流進行充電，當密度上升到1.15時，倒出電解液，再加蒸餾水繼續充電，直至密度不再上升；

（3）以20h率放電電流放電至單池電壓降到1.75V時，再進行上述充電。反復進行以上過程，直至輸出容量達到額定容量的80%以上，即可使用。1/14/2023充足電的標志：注意事項：（1）遵守充電電流規范。（2）觀察各單格電池的電壓和密度。（3）觀察電池溫度。（4）充電應連續進行。（5）配制和灌入電解液時，遵守安全操作規則。（6）室內要安裝通風裝置，嚴禁明火。（7）充電設備不應和蓄電池放置在同一工作室。1/14/2023蓄電池裝配過程，如圖1-111/14/20235.蓄電池技術狀態指示器在免維護蓄電池蓋上設有一只結構如圖1-12a）所示的蓄電池技術狀態指示器來指示蓄電池技術狀態。中心呈紅色圓點，周圍呈藍色圓環，表示蓄電池技術狀態良好。中心呈紅色圓點，周圍呈無色透明圓環，表示蓄電池充電不足。中心呈無色透明圓點，周圍呈紅色圓環，表示蓄電池充電不足1/14/20231/14/2023干荷蓄電池極板處于干燥的已充電狀態和無電解液貯存的蓄電池。使用特點：干荷蓄電池加足電解液后，靜放20~30min即可使用。工藝特點：

提高了負極板上的海綿狀純鉛的憎水性和抗氧化性：

（1）在負極板的鉛膏中加入抗氧化劑；（2）在化成過程中，有一次深度放電或反復充放電循環；（3）負極板在化成過程中進行水洗和浸漬；（4）正負極板和隔板用特殊工藝干燥處理。1/14/20231．免維護蓄電池的結構特點

（1）極板柵架采用鉛鈣錫合金制成，消除了銻的副作用；

（2）采用袋式聚氯乙烯隔板，可避免活性物質脫落、極板短路；

（3）采用新型安全通氣裝置；

（4）外殼由聚丙烯塑料制成，槽底無筋條。2、免維護電池的使用優點

（1）使用中不需加水；（2）自放電少；

（3）耐過充電性能好；（4）使用壽命長；

（5）內阻小，起動性好。

1/14/20231/14/2023（一）蓄電池的正確使用三抓

1.抓及時、正確充電

（1）放完電的電池24h內送充電間；

（2）裝車使用電池定期補充充電，放電程度，冬季不超過25%，夏季不超過50%；

（3）帶電液存放的蓄電池定期補充充電。

2.抓正確使用操作

（1）每次啟動時間不超過5s，啟動間隔時間15s，最多連續啟動3次；

（2）車上蓄電池應固定牢靠，安裝搬運時應輕搬輕放。

1/14/20233.抓清潔保養

（1）保持蓄電池表面清潔；

（2）及時清除蓄電池表面的酸液；

（3）經常疏通通氣孔。五防

1.防止過充和充電電流過大；

2.防止過度放電；

3.防止電解液液面過低；

4.防止電解液密度過大；

5.防止電解液內混入雜質。

1/14/2023

1.應特別注意保持其處于充足電狀態，以防結冰；

2.冬季補加蒸餾水應在充電時進行，以防結冰；

3.冬季容量降低，發動機啟動前應進行預熱，每次啟動時間不超過5s，每次啟動間隔應有15S

4.冬季氣溫低，蓄電池充電困難，應經常檢查蓄電池存電狀況1/14/2023外部故障：外殼裂紋、極柱腐蝕、極柱松動、封膠干裂。

內部故障：極板硫化、活性物質脫落、極板柵架腐蝕、極板短路、自放電、極板拱曲。1.極板硫化極板上生成白色的粗晶粒硫酸鉛的現象簡稱硫化。

1）故障現象（1）放電時，內阻大，電壓急劇下降，不能持續供給啟動電流；

1/14/2023（2）充電時，內阻大，單格電池的充電電壓高達2.8V以上，密度上升慢，溫度上升快，過早出現沸騰現象。2）產生原因

（1）蓄電池長期充電不足或放電后不及時充電，溫度變化時，硫酸鉛發生再結晶；

（2）蓄電池液面過低，極板上部發生氧化后與電解液接觸，也會生成粗晶粒硫酸鉛；

（3）電解液密度過高、電液不純或氣溫變化劇烈。3）措施

（1）硫化不嚴重時，采用去硫充電法充電；（2）硫化嚴重時，報廢；

（3）保持蓄電池經常處于充足電狀態：

（4）電解液高度應符合規定。

1/14/2023蓄電池在無負載的狀態下，電量自動消失的現象稱為自放電。1）故障特征

如果充足電的蓄電池在30天之內每晝夜容量降低超過2%，稱為故障性自放電。2）故障原因

（1）電解液含雜質過多；

（2）電解液密度偏高；

（3）電池表面不清潔；

（4）柵架中含銻。

3）防止措施

（1）使用符合標準的硫酸和蒸餾水配置電解液；1/14/2023（2）配置電解液的容器要保持清潔；

（3）防止雜質進入電池內；

（4）電池表面要保持清潔干燥。

4）處理措施

產生自放電后，將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水沖洗之后重新組裝，加入新的電解液。1/14/20231）故障特征

蓄電池輸出容量下降，充電時電解液混濁，有棕色物質自底部上升。2）故障原因

（1）充電電流過大；

（2）過充時間過長；

電解水→產生H2↑和O2↑→沖擊極板上的活性物質；

（3）低溫大電流放電；造成極板拱曲；

（4）工程機械行駛時顛簸、振動。1/14/20231）故障現象(1)工程機械起動時，起動機轉速很快地減慢，轉動無力；（2）按喇叭聲音弱、無力；（3）開啟前照燈，燈光暗淡。故障原因（1）使用新電池前未按要求進行初充電；（2）發電機調節器電壓調得過低，使蓄電池經常充電不足；1/14/2023（3）經常長時間起動起動機，造成大電流放電，使極板損壞；（4）電解液的相對密度低于規定值；（5）電解液的相對密度過高或電解液面過低，造成極板硫化。故障排除（1）首先檢查蓄電池的外部，看外殼是否良好；（2）檢查蓄電池搭鐵接線，極柱的連接夾子有無松動；（3）檢查蓄電池密度、高度、調節電壓。1/14/2023檢測包括：檢查電解液液面高度

模擬啟動放電檢測

檢查電解液密度一、蓄電池電解液液面高度的檢查可采用三種方法1.玻璃管測量法用一空心玻璃管插入蓄電池電解液內如圖2-16a）所示。1/14/20232.液面高度指示法在容器上刻有兩條高度指示線，如圖2-16b）所示，正常液面高度應介于兩線間。3.加液孔觀察判斷法部分進口小轎車在電解液加液孔內側的標準液面位置處開有方視孔，如圖2-16c）所示。a）b）c）1/14/20231.用高率放電計測量單格電池的端電壓（1）3V高率放電計（如圖2-）

只能測量單格電壓，接入時間5S，測量電壓和存電量之間的關系電壓V：1.7～1.81.6～1.71.5～1.61.4～1.51.3～1.4放電程度%：02550750說明：上限適用于新的或容量大的蓄電池，下限適用于一般電池。1/14/20233V高率放電計12V高率放電計1/14/2023(2)12V高率放電計測12V電池，蓄電池充滿電，密度在1.24g/cm3，接入時間10S~15S；

電壓能保持在：10.5V~11.6V以上，存電量為充足,蓄電池無故障；

電壓能保持在：9.6V~10.5V，存電量為不足,蓄電池無故障；

電壓降到：9.6V以下，存電量嚴重不足或蓄電池有故障1/14/202363/29（1）電流選擇按下表

蓄電池容量（A.h）放電電流（A）放電時間（S）端電壓（V）>100200～3001510.250100～170159.63070～120159.0

1/14/2023（2）操作步驟

①將“電流調節旋鈕”逆時針旋轉至切斷放電電路；

②將電流檢測電纜上正（紅）、負（黑）夾夾到蓄電池正、負極柱上；

③將電壓檢測線上正（紅）、負（黑）夾夾到蓄電池正、負極柱上；

④順時針轉動電流調節旋鈕至規定放電電流，放電15s；

⑤觀察電壓表指針位置，判斷蓄電池技術狀況：

1/14/2023指針位置-蓄電池狀態藍色區域-端電壓高于9.6V，狀態良好紅色區域-端電壓低于9.6V，存電不足不穩定或電流急劇減小至0-蓄電池故障⑥逆時針轉動電流調節旋鈕，停止放電.1/14/202366/29用吸式密度計測量電解液密度，檢測方法如圖2-18所示。注意：同時檢測電解液溫度值，進行修正。對于剛進行過強電流放電或剛加過蒸餾水后的蓄電池，不宜進行電解液溫度的量。

1/14/202367/29電解液密度與放電程度的關系是密度每下降0.01g/cm3相當于蓄電池放電6%。當判斷蓄電池在夏季放電超過50%，冬季放電超過25%時，不宜再使用，應及時進行充電。用密度計測量電解液密度來估算放電程度。用高率放電計測量單格電池的電壓估算放電程度。

觀看錄相21/14/2023車上的充電設備為交流發電機。充電專用設備：可控硅整流充電機、硅整流充電機、智能充電機。如圖2-19所示。使用方法可控硅整流充電機1/14/2023項目二交流發電機的分類與結構1.何為交流發電機交流發電機：機械能轉化為電能，由發動機帶動，產生三相交流電，用二極管整流輸出直流電。2.功用當發動機在怠速以上轉速運轉時，與電壓調節器配合使用，除向起動機以外的用電系統供電，同時還向蓄電池充電。1/14/20233、類型1）總體結構（1）普通交流發電機(使用時需要配裝電壓調節器的發電機)例JF132（EQ140用）

（2）整體式交流發電機(發電機和調節器制成一個整體的發電機)例別克轎車的發動機上裝配的是CS型發電機（包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號）如圖：

1/14/2023（3）帶泵交流發電機(和工程機械制動系統用真空助力泵安裝在一起的發電機)例JFZB292發電機。

（4）無刷交流發電機(不需要電刷的發電機)例JFW1913發電機。

1/14/2023（5）永磁交流發電機(磁極為永磁鐵制成的發電機)

2）按整流器結構分四類

（1）六管交流發電機例JF1522（東風工程機械用）

（2）八管交流發電機例JFZ1542（天津夏利工程機械用）

（3）九管交流發電機例（日本日立、三凌、馬自達工程機械用）

（4）十一管交流發電機例JFZ1913Z（奧迪、桑塔納工程機械用）

3）按磁場繞組搭鐵形式分兩類

（1）內搭鐵型交流發電機：磁場繞組的一端（負極）直接搭鐵（和殼體相聯）

（2）外搭鐵型交流發電機：磁場繞組的一端（負極）接入調節器，通過調節器后再搭鐵。1/14/20234、型號根據中華人民共和國工程機械行業標準QC/T73-93《工程機械電器設備產品型號編制方法》的規定，工程機械交流發電機型號組成如下：變型序號設計序號產品代號電壓等級代號電流等級代號1/14/20231）交流發電機的產品代號有JF、JFZ、JFB、JFW四種。2）電壓、電流等級及設計序號用阿拉伯數字表示。3）變型代號，從驅動端看，在中間不加標記；在右邊時用Y表示；在左邊時用Z表示。例如：JF152表示交流發電機，其電壓等級為12V，電流等級為》50~59A，第二次設計。桑塔納、奧迪100型轎車用JF1913Z型交流發電機是電壓等級為12V，電流等級為》90A，第13次設計，調整臂在左邊的整體交流發電機。1/14/20231/14/20235、構造由三相同步交流發電機和硅二極管組成。如圖1-22所示。1/14/20231/14/2023三相同步交流發電機由轉子總成、定子總成、傳動帶輪、風扇、前后端蓋及電刷等組成。1）轉子：是用來建立磁場的。由兩塊爪極、激磁繞組、軸和滑環、磁軛等組成。如圖所示。1/14/20232）定子：定子又叫電樞，是用來產生交流電動勢的。由鐵芯和三相繞組組成。連接方法：星形連接三角連接

1/14/20233）整流器：交流發電機整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變為直流電，6管交流發電機的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路。1/14/2023a:具有中性點二極管b：具有磁場二極管c：具有中性點和磁場二極管a）b）c）1/14/20234）傳動帶輪：用鑄鋁或鋁合金制成，分單槽和雙槽。5）風扇：用1.5mm的鋼板或用鋁合金壓鑄制成。6）前端蓋：前后端蓋用非導磁材料鋁合金制成，漏磁少。1/14/2023（七）電刷與電刷架材料為石墨，電刷與電刷架的結構有內裝式和外裝式，如圖所示。1/14/2023磁場繞組（兩只電刷）和發電機的聯接不同，使發電機分為內搭鐵型和外搭鐵型兩種1．內搭鐵型發電機：磁場繞組負電刷直接搭鐵的發電機（和殼體直接相連）。見圖1-26（a）

2．外搭鐵型發電機：磁場繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發電機。見圖1-26（b）外搭鐵型發電機的磁場繞組負極（負電刷）接調節器，通過后再搭鐵。1/14/2023內搭鐵與外搭鐵交流發電機1/14/20236、工作原理1）發電原理

（1）在發電機內部有一個由發動機帶動轉子（旋轉磁場）。

（2）磁場外有一個定子繞組,繞組有3組線圈(3相繞組)，3相繞組彼此相隔120度。

（3）當轉子旋轉時，旋轉的磁場使固定的電樞繞組切割磁力線（或者說使電樞繞組中通過的磁通量發生變化）而產生電動勢。如圖1-29所示。每相繞組的電動勢的有效值：EΦ=CnΦ1/14/20231/14/20231/14/2023三相交流電動勢分別用eu、ev、ew表示，其瞬時值方程為：eu=Emsinωt=EΦ

sinωtev=Emsin(ωt-120°)=EΦ

sin(ωt-120°)ew=Emsin(ωt+120°)=EΦ

sin(ωt+120°)電動勢的有效值為:EΦ=4.44KW?=CeΦn繞組系數，整集距繞法K=1每相繞組的匝數（匝）感應電動勢的頻率（Hz）發電機轉速每極磁通電機結構常數1/14/2023二極管的導同原則正極管的導通原則：瞬間正極電位最高者導通。負極管的導通原則：瞬間負極電位最低者導通。1/14/20232）整流過程1/14/202392/29先他激、后自激。激磁電路如圖1-311/14/20237、交流發電機的工作特性：空載特性、輸出特性、外特性1）空載特性定義：研究發電機空載運行時，U=f（n）之間的關系結論：判斷低速充電性能的好壞。輸出電壓隨轉速升高而升高。1/14/20232）輸出特性定義：U不變（對12V系列為14V，對24V系列規定為28V），其輸出電流I與轉速n之間的關系如圖1-32所示。結論：空載轉速n1：滿載轉速n2交流發電機具有限制輸出電流的能力

1/14/20233）外特性定義：轉速一定時，U=f（I）之間的關系。結論：必須配用電壓調節器。怕短路。（特別是發電機在高速失載時，端電壓會急劇升高，致使電氣設備中的電子元件有被擊穿的危險）。1/14/20238、無刷交流發電機：是指沒有電刷和滑環的交流發電機。優點：（1）沒有電刷和滑環,不存在電刷與滑環接觸不良導致的發電不穩或不發電故障。（2）工作時無火花，也減小了無線電干擾。缺點：（1）爪極間連接工藝困難

（2）由于磁路中間隙加大，發電機相同輸出功率下需加大勵磁電流。無刷交流發電機分為爪極式、激磁機式、永磁式和感應子式四種。

1/14/2023（一）爪極式無刷交流發電機的結構特點1/14/20231/14/2023（三）爪極式無刷交流發電機的優缺點優點是：結構簡單、維護工作量少，工作可靠；工作時無火花。缺點是：制造工藝要求高、焊接困難；結構復雜。二、帶泵交流發電機帶泵交流發電機的發電機與普通交流發電機完全一樣，不同的是轉子軸很長并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉于內花鍵相連接，驅動真空泵與發電機轉子同步旋轉，給工程機械制動系中的真空筒抽真空，為制動系的真空增壓器提供真空源，主要用于沒有真空源的柴油機（汽油機可直接從進氣歧管處取得真空。制動時因節氣門幾乎關閉而在進氣歧管中形成高真空，而柴油機無節氣門）。國產JFB2525型帶泵交流發電機外形如圖2-21所示。

1/14/2023項目三電壓調節器

1、功用是當發動機轉速變化時，自動對發電機的電壓進行調節，使發電機的電壓穩定，以滿足工程機械用電設備的要求。2、電壓調節原理與調節方法U∝

Eφ=CeФn

1/14/2023當交流發電機的轉速升高時，調節器通過減小發電機的激磁電流，使發電機的輸出電壓保持不變。觸點式電壓調節器通過觸點開閉，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。晶體管調節器、集成電路調節器等利用大功率三極管的導通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。3、電壓調節器的分類：按工作原理可分為：觸點式電壓調節器、晶體管調節器、集成電路調節器、電腦控制調節器按所匹配的交流發電機搭鐵型式可分為：內搭鐵型調節器、外搭鐵型調節器

1/14/20234、工作原理：1）以FT－61型電壓調節器為例1/14/2023（1）調節器不工作時，低速觸點S1常閉，高速觸點S2常開。發動機轉速升高時，發電機轉速也隨之升高，發電機端電壓升高到稍高于蓄電池電壓時，發電機自勵。（2）當發動機轉速升到較高轉速，發電機的輸出電壓達到第一級調壓值（14V）時，低速觸點不停地開啟、閉合，使發電機輸出電壓保持在一級調整值上。（3）發動機作高速運轉時，發電機輸出電壓較大，低速觸點斷開，R1和R2串人勵磁電路。（4）但發電機輸出電壓仍然繼續升高，達到二級調壓值14.5V，如此不斷反復，高速觸點不斷開啟、閉合作振動，使發電機在高速運轉時自動調節電壓，維持在二級工作電壓14.5V上。（5）發動機停止工作時，斷開點火開關，發電機不發電，調節器恢復原始狀態，低速觸點閉合，高速觸點打開。

1/14/20232）晶體管電壓調節器晶體管調節器調節器等利用大功率三極管的導通和截止，接通和斷開磁場電路，來改變磁場電流If大小。根據發電機和調節器的形式其接線分兩種:內搭鐵式和外搭鐵式。1/14/2023外搭鐵式晶體管調節器基本電路1/14/20231/14/2023以JFT106型晶體管電壓調節器為例該調節器為14V外搭鐵，可以配14V、750W的九管交流發電機，也可配14V、功率小于1000W的六管交流發電機。1/14/2023（1）JFT106型晶體管調節器元件功用說明：電阻R1和R2組成一個分壓器，R3是調整電阻。VT2、VT3接成復合管，目的是提高放大倍數，VT1是小功率三極管（NPN型），用來放大控制信號；VD3是續流二極管，防止三極管VT2，被擊穿損壞；R5、R6、R7、R8是偏流電阻；R4是正反饋電阻，起提高三極管開關速度，延長三極管壽命；C1、C1是降頻電容，起降低三極管開關頻率，延長三極管壽命；VD1是VS1的溫度補償管；VD2是分壓二極管，防止VT2、VT3的誤導通；VS2起過壓保護作用，保護工程機械上的用電設備不因瞬時過電壓二損壞。1/14/2023（2）工作原理：（a）點火開關SW接通，發電機電壓UB＜蓄電池電動勢時,VT1截止，VT2導通，蓄電池直接供電到磁場繞組，他勵。（b）發電機電壓雖然升高,但如果蓄電池電動勢＜發電機輸出電壓UB<調節上限時,VT1繼續截止，VT2繼續導通，發電機自勵且開始對外供電。（c）當發電機電壓升高到等于調節上限U2時，調節器開始工作。（d）發電機電壓升到調節上限時，VT2就截止，磁場電路被切斷，輸出電壓下降。周而復始，發電機輸出電壓被控制在一定范圍內。1/14/20233）集成電路電壓調節器根據使用要求，將電路中的若干元件集成在同一基片上，制成一個獨立的電子芯片。集成電路調節器裝于發電機內部，（1）集成電路調節器的特點：（a）體積小、質量輕；（b）耐高溫性能好，可在1300高溫下正常工作；（c）更加耐振，使用壽命長。1/14/2023（2）集成電路調節器的電壓檢測法（a）發電機電壓檢測法：發電機電壓檢測電路的缺點：當發電機到蓄電池之間連接電阻大時，蓄電池充電電壓會偏低，使蓄電池充電不足。1/14/2023112/29（b）蓄電池電壓檢測法：

直接檢測蓄電池端電壓來控制發電機的輸出，可使蓄電池的充電電壓有保證。1/14/2023113/29集成電路調節器應用舉例：圖為天津夏利轎車發電機使用的集成電路調節器外形圖，該發電機為整體式交流發電機，調節器為內裝式外搭鐵型。

該調節器有6個接線端子F、P、E三個端子用螺釘直接和發電機連接，B端用螺母固定在發電機的輸出端子“B”上，IG、L兩個端子傭金屬線引到調節器的外部接線插座上。1/14/2023114/291/14/2023115/29①磁場電流控制：VT2是大功率三極管，由集成片IC控制VT2的導通和截止，從而控制磁場電路通斷，使發電機電壓得到控制。②充電指示燈：充電指示燈串接在VT1集電極上，VT1導通充電指示燈亮，VT1截止充電指示燈熄滅。當發電機輸出電壓低于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1導通，充電指示燈亮，當發電機輸出電壓高于蓄電池電壓時，IC中控制電路使VT1截止，充電指示熄滅。1/14/2023下圖為廣州本田雅閣轎車直列4缸發動機配用的發電機調節器電路圖，發電機整流器為八管。調節器為內裝式外搭鐵型，由發電機電腦控制。

在工程機械電路中有一個負載檢測儀，檢測電路中總電流負載大小，送信號導電腦，調節器C接線端子送發電機電壓信號到電腦，電腦根據這兩個信號判斷磁場電路應該接通還是斷開，輸出控制信號到FR端子，驅動調節器的控制電路，適時地接通和斷開磁場繞組電路，以此控制發電機的輸出電壓。1/14/2023117/291/14/20234、型號QC/T73-93《工程機械電器設備產品型號編制方法》的規定，工程機械交流發電機調節器的產品型號組成如下：變型序號設計序號結構形式代號電壓等級代號產品代號1/14/2023項目四電源系統1、充電指示燈控制電路：1）利用中性點電壓，通過復合起動繼電器控制1/14/20232）利用單個二極管來控制充電指示燈1/14/20233）利用三個激磁二極管來控制1/14/20232、電源系電路1）CA1091電源電路1/14/20232）桑塔納2000電源系統電路1/14/20233）夏利轎車電氣系統電路1/14/20233、常用的維修工具與儀器的使用1）跨接線2）測試燈3）工程機械專用電筆4）萬用表（1）指針式萬用表（2）數字式萬用表1/14/2023實訓：交流發電機及調節器檢測1.交流發電機的解體2.交流發電機主要部件的檢查3.交流發電機的組裝4.交流發電機的不解體檢測5.調節器的檢查6.試驗臺檢測交流發電機1/14/2023一、交流發電機調節器的正確使用

1.蓄電池的極性必須是負極搭鐵，不能接反。2.發電機運轉時，不能用試火的方法檢查發電機是否發電，否則會燒壞二極管。

3.整流器和定子繞組連接時，禁止用兆歐表或220V交流電源檢查發電機的絕緣情況。

4.發電機與蓄電池之間的連接要牢靠。5.一旦發現交流發電機或調節器有故障應立即檢修，及時排除故障，不應再連續運轉。6.為交流發電機配用調節器時，交流發電機的電壓等級必須與調節器電壓等級相同，交流發電機的搭鐵類型必須與調節器搭鐵類型相同，調節器的功率不得小于發電機的功率，否則系統不能正常工作。1/14/20237.線路連接必須正確，目前各種車型調節器的安裝位置及接線方式各不相同，故接線時要特別注意。

8.調節器必須受點火開關控制，發電機停止轉動時，應將點火開關斷開，否則會使發電機的磁場電路一直處于接通狀態，不但會燒壞磁場線圈，而且會引起蓄電池虧電。二、交流發電機的調節與維護1．查發電機驅動帶

（1）外觀：用肉眼觀