故障现象
一辆通用别克商务车,据维修工描述,车辆的蓄电池经常亏 电,通常放置几天后,早上启动困难,无法着车;一个月前,更 换了新的电瓶,结果没过三天,依旧启动困难,到维修厂检查多次, 仍然没有找到故障原因。
知识回顾
1.汽车电源系统组成及电源系统工作原理
让我们先对汽车电源系统组成以及电源系统工作原理知识 进行回顾。一般汽车电源系统由蓄电池和交流发电机组成;其工 作原理包括两个工作过程,即发动机不工作时的电源系统工作过程,以及发动机工作时的电源系统工作过程。
发动机不工作时,发动机不旋转,不产生发电电压和充电电 流。蓄电池正极接线端通过启动机导线,并利用启动机正极端子 与发电机充电导线串接,与发电机电枢端相连并通过内部整流器 与发电机壳体实现接地,由于整流器是由二极管构成,发电机不 发电时,对蓄电池提供的正向电压的发电机整流器的二极管处于 反向截止,电阻无穷大相当于开路,此时,电源系统工作过程, 只有蓄电池单独向全车配电系统供电,提供电压,发电机处于蓄 电池为电源的负载状态。
发动机工作时,电枢端子产生发电电压,由于发电机产生的 发电电压高于蓄电池正负电极的开路电压,所以开始向蓄电池充 电。蓄电池此时相当于发电机一个负载,并同时向全车配电系统 提供发电电压,由于现在设计的汽车发电机输出功率比较大,当 全车配电系统处于大负荷状态时,也能满足需要,且保持蓄电池 处于充足状态。而采用小容量的蓄电池,仅利用其满足发动机启 动时需要,或满足ACC 挡位车身电气系统短时间工作制的需要。 也就是说,当发电机处于发电状态时,蓄电池和全车配电系统都相当于发电机的负载,仅发电机处于电源状态。
温馨提示,以前由于汽车制造技术落后,基本应用小功率的发电机,所以,很难满足全车配电系统的需要,因此,采用大容 量的蓄电池同时供电才能满足全车配电系统的需要。此外,以前 的汽车基本采用低速启动机,需要很大的启动电流,以保证顺利 起动,因此,也需要适合于启动用途的大容量蓄电池。而现在, 基本采用高速带减速器的启动机电机,可以减少很大的启动电流。
2.全车配电系统
一般全车配电系统,可以简化为一个不带开关控制的负载, 和带开关控制的负载。不带开关控制的负载,由所谓的“常火”, 即一直带微弱电流的用于激活各种电气系统正常使用功能的配电 系统构成。例如,车身网络系统、中控门锁系统、仪表收放机系 统。而带开关控制的负载,由点火开关或各电气系统功能操纵开 关控制的用于各种电控系统和电气系统正常使用功能的配电系统 构成。由点火开关或操纵开关控制的配电系统,在点火开关或操 纵开关在关闭状态下,不形成回路,处于开路状态。
不带开关控制的负载,在发动机不工作时,对于蓄电池作为 单独电源供电时处于有载状态。带开关控制的负载,在发动机不 工作时,对于蓄电池作为单独电源供电时处于开路状态。当用于 连接电源以及负载的,并且形成电路的导线之间,出现问题时, 或形成开路状态,或形成过载( 不符合要求的有载) 状态以及短 路状态。
电源与负载之间关系有三种状态,一种是有载状态,即电源 与负载形成之间形成回路,电源开路电压大于电源的端电压,电源给负载所加的端电压和电流,与负载大小及电源内部电阻有关。 当过载时,电流非常大,如果失去保护措施,易造成线束烧损和 元件损坏。另一种是开路状态,即电源与负载不构成回路,相当 于有载状态的电路,被一个开关所断开,电源的端电压等于电源的开路电压,电路不产生电流。还有一种是短路状态,短路的含义就是负载被短接,负载为零。理论上出现短路,电源端电压急剧下降接近为零,电流取决于电源的开路电压和电源内阻。由于电源内阻非常小,电路形成很大电流。而实践技术上,短路状态时,电路的导线也相当于负载,其负载大小与导线材质和截面积以及导线长短有关。
3.商务车电源系统及配电系统的电路结构
商务车的电源系统由蓄电池和发电机构成,别克商务车的配 电系统分别由发动机仓内的继电器/ 保险丝盒构成的配电系统, 和车内仪表台右侧的继电器/ 保险丝盒构成的配电系统构成。蓄 电池的负极端子与负极连接导线用紧固螺栓锁紧,并由负极连接 导线分成两个支路连接导线,分别与车身板金件和发动机缸体用 接地螺栓紧固连接;蓄电池正极端子与正极连接导线用紧固螺栓 锁紧,并且正极连接导线也分成两个支路,一个支路由启动机导 线连接起动机正极接线端子,并由启动机正极接线端子引出与发 电机电枢端子相连的充电导线构成,并通过发电机内部整流器与 发电机壳体实现接地。另一支路导线通过发动机仓内的继电器/ 保险丝盒的正极端子与其对应的配电系统相连构成回路,并利用 其正极端子引出一条导线通往车内仪表台右侧的继电器/ 保险丝 盒的正极接线端子,并与其对应的配电系统相连构成回路。
对于发动机仓内的继电器/ 保险丝盒形成的配电系统,和车 内仪表台右侧的继电器/ 保险丝盒形成的配电系统,都由一个不 带开关控制的负载和带开关控制的负载。带开关控制的负载,当 开关处于断开状态时,形成不了产生电流的回路,对蓄电池来说, 不产生放电电流,不会造成蓄电池亏电。而不带开关控制的负载, 即使车辆停止,发动机关闭,车身电气开关全部关闭时,也会产 生放电电流,只是这个放电电流非常微弱,它只是电控单元内部 电路和存储器所需要的电流。对一个充足电的蓄电池来说,需要 很长时间,才能出现蓄电池亏电现象,这属于正常现象。
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