作者：孙余凯,吴鸣山,项绮明
出版社：人民邮电出版社
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快修巧修汽车电源系统试读：
前言
随着电子技术的飞速发展，电子技术在汽车上得到了广泛的应用，从汽车发动机的燃油供给系统、点火系统、电源系统，到启动系统、变速系统、悬挂系统、防抱死系统，甚至车内的娱乐装置都采用了电子控制技术，因此，现今汽车的维修，有别于过去的简单维修，对维修人员的要求更高。为了帮助汽车维修从业人员迅速准确地掌握故障检修的方法和技巧，我们推出了《快修巧修汽车电源系统》、《快修巧修汽车点火系统》、《快修巧修汽车启动系统》和《快修巧修汽车防抱死系统》四本书。该系列书主要有以下几个特点。
●突出思路和方法的解说
要想成为一名技术熟练的汽车维修技能型人才，除了要掌握汽车电子控制系统的工作原理外，思路和方法也很重要。只有思路清晰，检测方法得当，才能判断准确，迅速查出故障部位，排除故障。因此，该系列书突出思路和方法的解说，并在每个实例后均附有提示说明，以帮助读者总结提高实操技能。
●内容通俗易懂，易学易会
该系列书叙述清晰，通俗易懂，重点突出快修、巧修的特点，使读者一看就懂，一学就会，读者只要具有初中以上文化水平，就能够依据各种车型各种故障的检测思路，通过循序渐进的学习和训练，逐渐提高技术水平，最终成为一名技术熟练的维修人员。
●选材新颖实用
该系列书在选材上尽量选择新型的或社会上拥有量大的车型，实用性强，满足维修从业人员进行技术更新方面的自学和培训需要。
本书是《快修巧修汽车电源系统》，它针对汽车电源系统异常引起的各种故障，归纳总结了各种快修巧修的方法。汽车电源系统的功用是向整车用电设备提供电能，其正常工作是整车正常运转的基础和首要条件。现代汽车技术更新非常迅速，不同车型的故障特点也各有不同。因此，本书从电源系统的结构组成入手，通过分析总结，分别归纳了蓄电池、发电机和电压调节器的快修巧修方法，并列举了大量新款车型电源系统的维修实例，供读者参考。
本书由孙余凯、吴鸣山、项绮明统稿，参加编写的人员还有薛广英、王艳玉、项天任、王华君、孙余明、项宏宇、周志平、陈芳、孙余正、胡家珍、孙静、刘忠梅、孙余贵等。
本书在编写过程中，除参考了大量国外的期刊外，还参考了国内有关汽车方面的资料，在这里谨向有关单位和作者一并致谢，同时对给予我们支持和帮助的有关专家和部门深表谢意！
由于汽车电源系统维修技术极其广泛，故障维修思路与方法因人而异，限于作者水平有限，书中存在的不足之处，诚请专家和读者批评指正。
第1章 汽车电源系统组成、工作原理及故障特点
电源是汽车能量的来源，没有电源汽车就不能工作。电源异常会造成汽车各种故障，如不能启动工作、灯光不能点亮、扬声器不响等。
1.1 汽车电源系统组成
汽车电源是由蓄电池和带电压调节器的交流发电机共同组成，两者并联协同对外供电，为汽车提供能源。1.1.1 汽车电源系统结构特点
国内外各种类型的汽车均以蓄电池和发电机两个供电装置作为电源，组成汽车的供电系统，它们共同向各种用电设备供电。
汽车上的蓄电池和发电机是并联连接配合工作的。蓄电池的主要作用是在启动发动机时向启动机供电。发电机是用电设备的主要电源，它在汽车正常运行时，向除启动机之外的全部用电设备供电，同时也给蓄电池进行充电，以补充蓄电池的能量。1.1.2 汽车电源系统典型应用电路
各种类型的汽车，其电源电路的安装位置（指蓄电池、发电机）差异较大，使用的元器件型号也不一样，但它们的工作原理基本相同，均可用图1-1所示的典型应用电路来表示。
需要说明的是，图1-1所示电路是采用充电指示灯来指示充电情况的，这类电路在各种轿车上应用相当广泛，还有一种采用电流表来指示充电情况的，如图1-2所示，这类电路在各类货车上应用较广泛。图1-1 汽车电源系统典型应用电路图1-2 采用电流表指示充电情况的汽车电源系统典型应用电路
1.2 汽车电源系统工作原理
汽车电源系统最常见的、用得最多的就是上述采用充电指示灯与电流表指示充电情况的这两大类电路，它们的工作原理说明如下。1.2.1 充电指示灯电源电路
采用充电指示灯指示充电情况的汽车电源电路如图1-1所示，其工作原理如下。
当点火开关D置于1挡、发电机转速低于1000r/min时，由于蓄电池电压高于发电机电压一定的数值，则充电指示灯HL点亮，其电流通路为：蓄电池正极→点火开关D第4掷闭合的触点→充电指示灯限流电阻→充电指示灯HL→隔离二极管VD→发电机磁场绕组→控制磁场绕组励磁电流的、导通的大功率晶体管c-e结→搭铁→蓄电池负极。
当发电机转速达到或高于1000r/min时，发电机输出的电压高于蓄电池电压并向蓄电池充电。此时，由于VD截止，从而导致了充电指示灯HL熄灭，以示发电机工作状态良好，处于充电工作状态。1.2.2 电流表式电源电路
采用电流表指示充电情况的汽车电源电路如图1-2所示，其工作原理如下。
当接通点火开关以后，就形成了如下的励磁电流通路。
蓄电池正极→FU总熔断器→电流表→点火开关2挡→电压调节器的端→电压调节器的F端→交流发电机的磁场接线柱F端→交流发电机内部的磁场绕组→交流发电机外壳搭铁→蓄电池负极。
当发动机启动运转后，被带动的发电机也进入运转状态，一旦发电机转速达到一定值（≥1000r/min）就开始发电，经自身内部的整流元件整流后，变为直流电从发电机的B＋端输出。
从发电机B＋端输出的电压分成多路去有关电路。
一路电压给汽车上其他用电设备供电。同时也给自己提供励磁电流，即交流发电机的励磁电流此时由原来的他励（蓄电池提供供电）变为自励。显然，图1-2所示电路是一种典型的初始励磁为他励、发电机运转后为自励的工作方式。
电压调节器能自动调节发电机输出电压的高低。发电机输出电压高时（＞14.5V），电压调节器减小或切断发电机的励磁电流；发电机输出电压低时（＜13.5V），增加其励磁电流。1.2.3 硅整流发电机发电过程
硅整流发电机的发电过程是先由他励建立电动势，再转入自励正常发电。
将图1-2所示的电源基本电路改画成图1-3所示的基本6管型硅整流发电机电源电路，来介绍发电过程。图1-3 硅整流发电机发电过程原理图
汽车发动机启动时，由于点火开关SA的闭合，铅酸蓄电池经电压调节器向发电机的磁场绕组提供励磁电流，进行他励建立电动势，使定子三相绕组中产生较高的感应电动势，立即突破硅二极管的阈值电压。于是，硅整流器就将三相交流电变为直流电，开始向磁场绕组供给励磁电流，转入正常的自励发电状态。
在他励阶段，由于硅整流二极管处于铅酸蓄电池的反向电压下而截止，铅酸蓄电池不可能向发电机内部放电，只能通过电压调节器提供励磁电流，故不会将发电机烧毁。硅整流器是利用硅二极管的单向导电特性将交流电变成直流电的。
1.3 汽车电源系统故障特点
汽车电源系统故障发生率较高，由于电源电路具有相对独立性，故在对该电路进行检修时，可根据该电路的功能来确定故障的部位。一般来说，供电、充电方面的故障应考虑从蓄电池正极到发电机之间的电源电路及相关部件（包括蓄电池及发电机等）。1.3.1 汽车电源系统故障典型特征
汽车在行驶过程中，若电流表始终指示充电电流很大，或经常烧坏灯泡和熔断器，一般都是由于电压调节器失效或损坏而导致输出电压过高；若电流表总是指在“0”位不动或充电电流过小，或夜间开灯其亮度越来越暗，多是由于电压调节器有故障或发电机本身出了问题。1.3.2 汽车电源系统常见故障可能发生的部位
汽车电源系统较常发生的故障及可能发生的部位及原因见表1-1，供读者判断故障时参考。表1-1 供电与充电系统常见故障与处理方法
第2章 汽车常用蓄电池的快修巧修方法
蓄电池根据结构特点可分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类。酸性蓄电池应用最广泛，又称为铅酸蓄电池。由于铅酸蓄电池主要用于启动发动机，故又称为启动型铅酸电池。
2.1 蓄电池的作用与类型
汽车上装有两个直流低压电源，一个是启动蓄电池，另一个是硅整流发电机，两个电源与全车用电设备均接成并联电路。2.1.1 蓄电池的作用
汽车上的用电设备是由蓄电池和发电机并联供电的。发动机启动带动发电机运转以后，主要由发电机向用电设备供电，而蓄电池的作用主要体现在以下几个方面。（1）当汽车启动发动机时，向启动机和点火系统供电。（2）当发电机处于低速时，向点火装置及其他用电设备供电，同时向硅整流发电机供给他励励磁电流。（3）当发电机中、高速（转速超过1000r/min）运转且正常向外供电时，将发电机多余的电能转换为化学能储存起来。（4）当用电设备接入较多（如空调、灯光、音响等同时使用）而导致发电机超载时，协助发电机向用电设备供电。2.1.2 蓄电池的类型
蓄电池按电压值可分为6V（3个单格）、12V（6个单格）和24V （12个单格）三种。蓄电池根据使用特点，又分为普通铅酸蓄电池与免维护蓄电池两种。
2.2 蓄电池的组成与工作原理
普通铅酸蓄电池与免维护蓄电池的组成与工作原理分别说明如下。2.2.1 普通铅酸蓄电池的组成
普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、蓄电池槽（外壳）、电解液和连接条等组成。蓄电池结构示意图如图2-1所示。图2-1 蓄电池的结构示意图
1．极板
极板分正极板和负极板两种，制成后经化学反应和充电处理的铅膏转变为二氧化铅（PbO）的是正极板，呈棕红色；转变为海绵状2纯铅（Pb）的是负极板，呈青灰色。负极板组中的负极板比正极板组中的正极板多1片。把正、负极板各一片浸入电解液中，便可获得2V的电动势。
2．隔板
隔板（或称隔离板）的作用是防止正负极板直接接触而造成短路。隔板具有多孔性，且能耐酸，耐高温，不会氧化变形，绝缘性好。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料、浸树脂、玻璃纤维，以及微孔塑料套袋等。
隔板一面光滑，一面带槽，装配时需将隔板插入正负极之间，且要求将带沟槽的一面垂直面向正极板。
3．蓄电池槽
蓄电池槽（外壳）作为一个容器，用来盛放极板和电解液。通常用硬橡胶或聚丙烯塑料制成。塑料电池槽透明度好，电解液液面高度清晰可见，给蓄电池的保养、检查带来方便且成本也低，故用塑料制作电池槽已成为今后的方向。
蓄电池槽为整体式结构，可分为3个、6个、12个互不相通的单格（电池）以组成6V、12V、24V蓄电池。每个单格电池上加盖，盖与槽体间用沥青封口胶密封。盖上一般有3个孔，两头的孔供极性引出用，以便与其他单格电池相串联，中间的为加液孔，用来加注电解液和检查电解液密度及液面高度。加液孔上有加液孔盖，盖上有一通气小孔。蓄电池槽底部有凸棱，用以增加强度和支撑板组。凸棱间的空隙可以保存极板上脱落下来的活性物质，以防极板短路。
4．电解液
电解液或称电解质（俗称“电水”）的作用是形成电离，促使极板活性溶液产生电化学反应。
电解液是由硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成的。一般工业用硫酸和非蒸馏水均含有有害杂质，绝对不可加入蓄电池内。否则，容易造成蓄电池自行放电并易损坏极板，减小蓄电池容量和缩短蓄电池使用寿命。
5．连接条
连接条的作用是将每个单格电池的负极柱与其相邻的单格电池的正极柱依次连接起来，以提高蓄电池总成的端电压。6V蓄电池用了2个连接条；12V蓄电池用了5个连接条；24V蓄电池用了11个连接条。连接条是由铅锑合金浇铸而成的。
6．电极柱
电极柱（或称电极桩）的作用是将连接条连接剩下的一个正极和一个负极引出，以供与外电路连接。国产启动蓄电池的正、负极柱有两种：一种为圆锥形，另一种为90°角铁形。极柱上刻有“＋”、“−”号，同时在正极柱周围涂以红色；负极柱周围一般不涂色，但也有的涂以蓝色、绿色或黑色，目的是使标志明确，以防极性接错。
7．封口胶
封口胶（或称封口剂）的作用是封闭电池盖与外壳之间的缝隙，是一种配方特殊的耐酸沥青。
8．防护板
防护板（或称防护片）的作用是防止外界杂质浸入蓄电池内部，保证电解液的高纯度。2.2.2 普通铅酸蓄电池的工作原理
铅酸蓄电池的种类虽然很多，但其工作原理完全相同。现以双极（或双重）硫酸盐理论（简称双硫化理论）来分析其工作原理。
1．放电（向外输出电能）过程
蓄电池向外电路供电称为放电，放电是将化学能转变为电能的过程。
当蓄电池和外负载接通放电时，正极板上的二氧化铅和负极板上的海绵状纯铅，都与电解液产生电化学反应，两种极板上的活性物质均逐步转化为硫酸铅，电解液中的硫酸成分逐渐减小，相对密度减小，然后以化学能转换为电能向外输出。电流流动的方向是正极→负载→负极。
2．充电（存储电能）过程
给蓄电池加一极性与其一致的直流电源，加在其正、负极端。当外加直流电压高于蓄电池电动势时，电流将以一定的方向流过蓄电池，这一过程称为充电。充电是将电能转化为化学能。
铅酸蓄电池充电时，正、负极板上形成的硫酸铅与电解液进行可逆电化学反应，分别恢复成原来的二氧化铅和海绵状纯铅，电解液中的硫酸增加，相对密度增大，电能转换为化学能储存起来。电流是从充电电源正极→蓄电池正极→电解液→蓄电池负极→充电电源负极。
如果省略中间的化学反应过程，蓄电池的充、放电过程可用下式表示：2.2.3 免维护蓄电池的工作原理
由于普通铅酸蓄电池存在着自行放电量大、失水量多、易硫化、使用寿命较短（一般只能使用1～2年）等缺点，所以，当今汽车上开始使用新型蓄电池，即所谓免维护蓄电池或少维护蓄电池。一般把在规定的运行条件下，使用期间不需要维护的蓄电池称为免维护蓄电池。对启动用铅酸蓄电池而言，即不需要加蒸馏水的蓄电池。而少维护蓄电池，则为在使用期间，每六个月加一次蒸馏水的蓄电池。
免维护蓄电池的基本工作原理与普通铅酸蓄电池相同，放电时正极板上的二氧化铅和负极板上的海绵状纯铅与电解液内的硫酸反应生成硫酸铅和水，硫酸铅分别沉附在正负极板上，而水留在电解液内。在充电时正负极板上硫酸铅又分别还原成二氧化铅和海绵状纯铅，消耗了电解液内的水，而使电解液内的硫酸增多。其化学反应式与普通铅酸蓄电池相同。2.2.4 免维护蓄电池的构成与典型特性
免维护蓄电池也是一种铅酸蓄电池，由于它在结构、材质及加工工艺等方面的改进，克服了普通蓄电池的缺点，故而得到了迅速发展和广泛应用。
免维护蓄电池的结构如图2-2所示。与普通蓄电池相比，有以下典型特性。图2-2 免维护蓄电池的结构
1．自行放电量小
普通铅酸蓄电池的栅架上多采用铅锑合金，且锑的含量较高（一般为4％～7％），充电时正极栅架上锑逐渐溶解到电解液中，并在负极板表面上沉积，与负极上的活性物质形成微电池，从而导致自行放电量增大。而免维护蓄电池正极栅架多为铅钙合金，其晶粒较细，耐腐蚀，所以自行放电量较小。
2．失水量少
免维护蓄电池的失水量一般为普通蓄电池的1/10左右，其原因是铅锑合金的析氢过电位较低，所以充电末期在负极板处有大量的氢气析出，造成失水过多，而铅钙合金的析氢过电位与纯铅相似，充电时氢析出量大大减少，因而失水量减少。
另外，免维护蓄电池还设有集气室，可使水蒸气冷却成水后回到电池内，还有的蓄电池在通气口盖上装有催化剂，可使氢离子和氧离子结合成水再返回蓄电池。因此，免维护蓄电池在使用中不需加蒸馏水，少维护蓄电池每六个月才加一次蒸馏水。
3．启动性能好
普通蓄电池的启动电流一般为3～4C20A（C20为蓄电池20h放电率额定容量）。免维护蓄电池的启动电流可达普通蓄电池20h放电率额定容量的5～9倍，其原因是铅钙合金的电导比铅锑合金高（含钙量为0.1％的铅钙合金比含锑7％的铅锑合金的电导高20％）。
另外，免维护蓄电池各单格间的连接采用内接式，从而缩短了电路的连接长度，可使连接条上的损失减少80％，放电电压提高0.15～0.4V，因此比普通蓄电池有较好的启动性能。如北京切诺基吉普车装用的免维护蓄电池，其20h放电率额定容量为50A·h，而冷启动电流高达475～500A。
4．使用寿命和储存寿命长
由于栅架使用了耐腐蚀的铅钙合金，提高了蓄电池的耐充性，再加上采用袋式隔板，可有效地防止活性物质的脱落，因此，可有效地提高蓄电池的使用寿命。一般免维护蓄电池使用期限为3年，普通蓄电池使用的寿命仅为1～2年。同时，由于免维护蓄电池自放电量小，储存寿命显著增长，其储存寿命为普通蓄电池的3倍，并且经储存后启用时仍具有较好的性能。
5．蓄电池极柱腐蚀小
普通蓄电池的酸气从内部析出，聚集在蓄电池的顶部，欲称“爬酸”，在金属接头之间会形成短路通道，产生短路电流，从而对极柱和连接板产生腐蚀，严重时会影响蓄电池的输出功率。
免维护蓄电池在外壳的上部设置有高效率的气体收集器和新型的通气装置，可有效地阻止蓄电池的“爬酸”。另外，蓄电池顶端平整，易擦洗，可保持其顶端干燥，减少了对极柱的腐蚀。
6．采用了新式隔板
免维护蓄电池采用袋状隔板，将整个正极板包住，保护正极板的活性物质不脱落下来，避免极板之间被脱落下来的活性物质短路。因此，可以取消壳体底部的凸棱，降低极板的高度，在不增大蓄电池体积的情况下，增大极板上部的空间，可以增加电解液的储备量。
由于极板上的活性物质不容易脱落下来，所以可以延长蓄电池的使用寿命。
7．使用方便
免维护蓄电池在出厂时已装好电解液，使用时减少了配制和添加电解液的麻烦。再加上使用中不需要加蒸馏水，通过电眼就可以判断蓄电池的存电情况，减少了检查与维护作业，因而使用起来很方便。
2.3 蓄电池的正确使用与维护
蓄电池的使用寿命在很大程度上与日常的使用与维护有很大的关系，正确地使用与维护蓄电池，不仅可以延长其使用寿命，还会使供电系统故障发生率降低。2.3.1 维护与保养蓄电池应注意的问题
蓄电池是汽车电气系统的能量来源，其性能的好坏直接影响各种电器的正常工作，还会导致与之相关的机构不能工作。正确维护与保养汽车蓄电池通常应注意以下几方面的问题。
1．蓄电池的安装要牢固
蓄电池在汽车上的安装必须牢固可靠，否则在工作时，由于受颠簸、震动或其他外力的作用等因素，将会导致蓄电池脱落或破损。因此，在安装蓄电池时，应首先在其底部和侧面加上橡皮软垫或木块等，然后按要求固定牢固。另外，在使用中还要定期检查蓄电池是否松动。
2．极柱与电缆连接要可靠
蓄电池的极柱与电缆的连接必须可靠，否则会影响启动性能，导致充电不良，甚至还可能在接线处闪跳火花，从而引起蓄电池爆炸。因此，蓄电池在使用过程中要经常检查极柱与电缆线的连接是否牢固，而且还要检查两接触面接触是否良好。在平时应注意及时清除接触面间的氧化物，否则会产生高电阻，引起该处产生压降，影响蓄电池电荷量的输出。
3．注意蓄电池外表的清洁
由于汽车在工作中的颠簸和震动，再加上蓄电池加液孔密封不严，蓄电池盖上就会有电解液渗漏，再加上汽车的工作环境差，在蓄电池上不可避免地积存一些尘土，严重时就会使蓄电池正、负极柱间出现短路，导致蓄电池自行放电。因此，当蓄电池的外表面有电解液渗漏及有灰尘积存时，应及时清除，从而使蓄电池保持其外表清洁、干燥。
4．防止蓄电池产生气阻
蓄电池盖上的小孔是用来散发蓄电池内部气体的。这些气体是在充电过程中产生的可燃的氢气和助燃的氧气。如果忽视了通气孔的畅通，会造成通气孔阻塞，即产生气阻。在这样的情况下，蓄电池在化学反应时所产生的热量和气体无处散发，致使蓄电池温度和压力明显升高，甚至引起蓄电池爆炸。
因此，在日常维护中，应注意疏通气孔，避免脏物堵塞通气孔而产生气阻现象。
5．蓄电池的电荷容量与发动机一定要匹配
根据发动机的型号和使用条件合理选用蓄电池的容量，是提高蓄电池的经济性、延长其使用寿命的重要途径之一。在启动发动机时，蓄电池输出的电流很大，一般达到150～200A，在低温（−10℃）启动时，输出的电流将达到250～300A。如果蓄电池的电荷容量与发动机不匹配，当蓄电池的电荷容量偏小时，在启动发动机时，小电荷容量的蓄电池在剧烈放电的情况下，势必加速单位时间内活性物质与硫酸的反应，使蓄电池的温度升高，极板因超负荷而弯曲，结果造成活性物质大量脱落，极板早期损坏，从而使蓄电池寿命大大缩短。如果蓄电池的电荷容量偏大，虽然不会出现上述问题，但不能充分利用其活性物质，使蓄电池经济性能下降。因此，蓄电池的电荷容量一定要与发动机相匹配。通常蓄电池的电荷容量的选择，应根据启动机功率、电压和用电设备的负荷而定。
6．不要随便使蓄电池并串联使用
有些维修人员在启动发动机时，因为车上的蓄电池存电不足，就与之并联一只充足电的蓄电池一起使用。在使用过程中，并联后的充足电的蓄电池会以很大的电流向存电不足的蓄电池充电，这样极易造成极板活性物质脱落，严重影响其使用寿命。同时，蓄电池并联后并不能向启动机提供很大的启动电流，更不利于发动机的启动。
正确的方法是把存电量不足的蓄电池拆下，换上充足电的蓄电池，然后再启动发动机。
为了让还能使用的旧蓄电池得到充分利用，经常发生新、旧蓄电池串联使用的现象。由于新蓄电池化学反应物质较多，端电压较高，内阻较小（一般12V新蓄电池内阻为15～18mΩ），而旧蓄电池电压较低，内阻较大（旧蓄电池的内阻多在85mΩ以上）。
如果将新、旧蓄电池串联混用，那么在充电状态下，旧蓄电池两端的充电电压将高于新蓄电池两端的充电电压，结果造成新蓄电池尚未充满，而旧蓄电池早已过量。而在放电的情况下，由于新蓄电池的电荷容量比旧蓄电池的电荷容量大，结果造成旧蓄电池过量放电，甚至造成旧蓄电池反极。因此蓄电池不能新、旧串联混用，同样在修理蓄电池时，也不宜将新、旧单格电池混装。
不同电荷容量的蓄电池（不论新旧）也不能串联使用。因为两容量不同的蓄电池串联使用时，往往会使容量小的蓄电池过量充电或放电，因而缩短蓄电池的使用寿命。
7．要重视电解液液面的检查
蓄电池在正常使用的情况下，电解液中的水分会蒸发使其液面降低。当电解液液面下降时，蓄电池的极板就会露出液面，极板露出液面的部分就会加速硫化，降低了蓄电池的电荷容量，缩短了其使用寿命。
蓄电池每个单格内的电解液液面高度一般应高出极板10～15mm。为了保证蓄电池液面在规定的范围内，延长蓄电池的使用寿命。一般在冬季半个月要检查一次；夏季温度高，水易蒸发，应一周检查一次。
大多数蓄电池外壳上都有电解液液面高度上、下限标记线，所以电解液只要在规定的范围内即可。对于目前广泛使用的免维护蓄电池虽然使用中不需要添加蒸馏水，但也应结合实际情况定期维护检查电解液液面高度，不符合要求时应及时查明原因并进行合理调整。
当蓄电池壳体破损出现缝隙或加液盖扣不严使电解液泄漏时，也会造成电解液减少，使电解液液面降低。在这样的情况下，还要注意和正常情况的区别，不要一发现液面降低，就加蒸馏水，否则会造成电解液密度明显降低，使蓄电池不能正常工作。
8．要及时检查和调整电解液的密度
蓄电池电解液密度不适当或单格电解液密度不一致（如相差在30.1g/cm以上）时，对蓄电池的正常使用都是有危害的。因此，应定期检查蓄电池电解液密度，必要时予以调整，在蓄电池换季维护时，也需要调整电解液的密度。
当蓄电池密度高时，许多人认为密度越大，蓄电池的放电程度就越低，蓄电池端电压就越高，电荷容量也就越大，并且可以防止冬季电解液结冰，因而没有及时调整电解液密度或者调整后电解液密度仍然偏高。其实这是一种错误的作法，因为电解液密度过大会造成极板硫化和隔板腐蚀等多种严重问题，致使蓄电池寿命降低。
在正常的情况下，电解液液面降低使密度增大，应及时添加蒸馏水。在添加蒸馏水时，应在出车前添加，不应在收车后添加。如果在收车后添加蒸馏水，会造成蒸馏水与原电解液混合不均匀，导致蓄电池产生自行放电或损坏蓄电池极板，在严寒的冬季还会造成蓄电池局部结冰，从而影响蓄电池的寿命。如果在出车前添加蒸馏水，由于车辆在工作中发电机不断给蓄电池充电，可使所加蒸馏水与原电解液同时充电，由此就可使所加蒸馏水与原电解液充分混合，蓄电池的性能不受影响。
调整蓄电池电解液密度时，不能添加未经稀释的浓硫酸，也不能在蓄电池存电不足时随意添加稀硫酸，否则将损坏蓄电池。正确的调整方法是首先将蓄电池充足电，然后吸出适量的电解液测量电解液的密度，若需调低电解液密度，应添加蒸馏水；若需调高电解液密度，3则应添加密度为1.40g/cm的电解液，以小电流充电1～2h，使电解液混合均匀。按上述方法反复调整，直至密度合适为止。
9．要给蓄电池进行及时合理的充电
当蓄电池处于亏电状态时，不允许再继续使用，必须及时对蓄电池进行补充充电，否则对蓄电池的使用寿命影响很大。
由于蓄电池在车上使用时，长期充电不足，在极板上就会逐渐生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅，即造成极板硫化。
同时，在使用中，充、放电的电量是不平衡的，如果放电大于充电就会使蓄电池处于亏电状态，蓄电池的极板就会慢慢硫化。这种硫化，会使蓄电池电荷容量不断降低，直到启动无力，从而大大缩短了蓄电池的使用寿命。因此，应定期检查蓄电池的放电程度。蓄电池在冬季时，放电程度不得超过25％；夏季时，放电程度不得超过50％，否则应及时进行补充充电。
蓄电池在使用中，最好一个月进行一次补充充电，有条件的话每3～6个月从车上拆下进行一次充、放电锻炼循环，这样可以消除或减少极板的硫化，使蓄电池的电荷容量增大，从而有效地提高蓄电池的使用寿命。
当使用新的蓄电池时，在使用前必须对其进行一次初充电。由于初次充电好坏对蓄电池的使用寿命影响很大，所以在初次充电时，一定要按要求进行。如果充电不好，则蓄电池的电荷容量不高，寿命也要缩短；如果充电过量，则会使蓄电池的活性物质表面的细小颗粒易于脱落，还会使栅架过分氧化，导致蓄电池的使用寿命降低。
10．不要盲目拆装电控汽车的蓄电池
随着汽车电子技术的发展，汽车上的电子控制系统越来越多，越来越复杂。目前，在中、高档汽车上，除了发动机采用电子控制系统外，自动变速器，防抱死制动系统，音响、空调及卫星导航系统等，都依靠汽车上的控制微电脑（ECU）来加以控制。
各种电控系统的正常工作是不能离开电源的，蓄电池是汽车的总电源。在汽车使用维护过程中，不可避免地要拆装蓄电池及公共连接线，这应是大家熟练的操作。对于电控汽车而言，蓄电池及连接线的拆装操作是否正确，将直接影响电控系统的工况。
如果在ECU读取故障码之前，拆下蓄电池或蓄电池接线，就相当于中断了ECU的电源，存储在其内的故障代码将会自动消失。因此，在维护电控汽车之前，应先读取信息的故障代码，然后才能进行拆装及其他维护作业。
对电控汽车而言，无论汽车发动机是否正在正常运转，只要点火开关接通，就绝对不可拆下蓄电池及连接线。因为突然断电会使电路中的线圈产生电动势而出现很高的瞬间高压，有时高达10kV，从而使ECU及其相关传感器等微电子器件严重受损。
在进行汽车燃料系统作业时，如果带电作业，稍有不慎就可能引起火灾。因此，在对燃料系统进行作业时，就存在蓄电池及连接线拆卸时机问题。正确的作法是在拆卸油管之前断开点火开关，待拆下蓄电池及连接线后，再实施作业。2.3.2 蓄电池正负极柱的识别方法
为了避免蓄电池搭铁极性弄错或相互连接时安装错误，造成电气系统出现故障，应准确地辨别蓄电池的正负极。通常，新蓄电池正极柱上刻有“＋”或“POS”记号或涂有红色；负极柱上刻有“−”或“NEG”记号或涂有绿色。有的生产厂家还将正极柱的直径做得比负极柱的直径略大些。对于久用后标记不清或无明显标记的蓄电池，也可用下述方法进行识别。
1．颜色识别法
由于蓄电池正极板的活性物质是二氧化铅（PbO），呈棕红色；2负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。因此，从极板的颜色就可以区分出正、负极柱：正极柱为棕红色，颜色深；负极柱为青灰色，颜色浅。
2．电压测量识别法
用万用表直流50V电压挡，用其红、黑两表笔分别去测蓄电池的两极柱。如指针转向正确，有电压值示出，则红表笔所接的极柱为蓄电池的正极，黑表笔所接的极柱为蓄电池的负极。
3．电流测量识别法
将车用电流表“＋”接线柱的连线与任一极柱相触，另一接线柱与该单格电池的另一极瞬间划擦，同时迅速观察电流表指针的摆向：若指针向“＋”向摆动，则电流表“＋”接线柱相触的极柱为“＋”极；若指针向“−”向摆动，则电流表“＋”接线柱相触的极柱为“−”极。
4．气泡识别法
在蓄电池的两极柱上各有一导线，将两导线的另一端插入稀硫酸溶液或盐水中，保持适当距离，观察导线端头产生的气泡：气泡多的那根导线所连接的极柱为蓄电池的负极，气泡少的为蓄电池的正极。
5．马铃薯识别法
将接蓄电池极柱的两根导线磨光露出铜线后，插入马铃薯内（注意：不要让这两导线相接而造成短路），观察导线周围马铃薯的颜色：导线周围马铃薯变成绿色的为正极，另一极为负极。
6．位置识别法
按与厂牌相对位置也可判断出蓄电池极柱极性。极柱前后排列时，靠近厂牌正面的是正极，靠近厂牌反面的是负极；极柱左右排列时，厂牌左边的是正极，厂牌右边的是负极。
7．高率放电计识别法
用高率放电计判别蓄电池正负极柱时，与有明显极性标记的蓄电池进行比较，按指针的摆动方向，也可准确地判断出蓄电极极柱的正、负极性。2.3.3 蓄电池技术状况快速检查方法
车用蓄电池的使用寿命一般为2年左右，如果合理的使用并经常保持其良好的技术状况，还可以延长它的使用寿命。
1．外观检查（1）检查蓄电池外壳有无裂纹、破损及泄漏。（2）检查蓄电池安装架夹紧情况，有无腐蚀，连接导线有无破损。（3）检查蓄电池正负极柱是否氧化及腐蚀，电线夹头是否腐蚀，连接导线有无破损。（4）检查蓄电池表面是否清洁，加液孔盖的通气孔是否通畅。
2．蓄电池放电程度判断方法
蓄电池放电程度（即存电量）通常可采用以下方法来进行判断。（1）在车测压法。
所谓在车测压法，就是在汽车上用电压表在一定状态下测量蓄电池电压，根据测得值可判断蓄电池存电量。
①在发动机正常温度下，将一只电压表接在蓄电池的正负极上，拔出分电器盖上的中央高压线并搭铁。
②启动发动机连续运转15s左右，观察电压表的读数，在启动机和线路连接良好的情况下，对于12V蓄电池，如电压为9.6V或高于9.6V（6V蓄电池，等于或高于4.8V），说明蓄电池技术状况良好。如果电压低于上述值，则说明蓄电池技术状况不好，应进行检查和修理。（2）灯光判断法。
在夜间开大灯的情况下，接通启动机，通过灯光的减暗程度也可以判断出蓄电池的存电量。
①如果启动机转动很快，且灯光虽有稍许变暗，但仍有足够的亮度，则说明蓄电池能够保持一定的电压，技术状况良好且充电较足；
②如果启动机旋转无力，灯光又非常暗淡，则说明蓄电池放电过多，必须立即充电；
③如果接通启动机，灯光暗红，并迅速熄灭，则说明蓄电池放电已经超过了允许限度或者已严重硫化。（3）密度判断法。
密度判断法就是根据电解液密度的变化，来判断蓄电池的放电程度。
从蓄电池的化学反应过程可以看出，在蓄电池的充放电过程中，电解液的密度随充放电的程度而改变，因此在使用中可以根据电解液密度的变化，来判断蓄电池的放电程度。
测量蓄电池电解液的密度可按图2-3所示的方法，用吸管式密度计来进行测量，具体方法如下。图2-3 用密度计测量电解液密度方法示意图
①将密度计下部的橡皮吸管插入蓄电池单格电池内，用手捏一下橡皮球，然后松开，电解液就被吸入玻璃管中。此时密度计的浮子（芯子）浮起，其上刻有数字，浮子与液面相平行的刻度线的读数就是该电解液的密度。
读数时，应该提起密度计，设法使浮子垂直于液面，即不得依靠玻璃管，视线与液面平行才能读准，否则读数不准确。
②在测量电解液密度的同时，还应用温度计测量电解液的温度。然后根据所测得的密度再换算出25℃时的密度才是实际的电解液密度。这主要是因为当温度变化时，电解液密度也在变化，它随温度的3升高而降低。温度每上升1℃，电解液密度减少0.0007g/cm，因此必须先定个温度标准。我国是以25℃为标准的（美国以25℃、日本以20℃为标准）。因此，不论是新配制的电解液，还是旧蓄电池中的电解液，其密度值一律按表2-1换算到25℃加以修正。
③如果利用公式计算，也可得到25℃时的电解液密度值。计算电解液密度的公式为：
式中：ρ——25℃时电解液密度；25℃
ρ——在温度为t℃时所测得的密度；t
t——测量密度时的实际温度（℃）；
0.0007——温度系数，定值。表2-1 不同温度下电解液密度计读数修正值
例如，测得某一蓄电池的电解液密度为1.28，此时测得电解液温度为30℃，则25℃时的电解液密度由公式计算得：
若测得电解液温度为20℃，则25℃时的电解液密度为：
实践经验表明，电解液密度每减少0.01，相当于蓄电池放电6％，或者粗略认为电解液密度每减少0.04，蓄电池放电25％，见表2-2。表2-2 蓄电池放电程度与电解液密度及温度间的关系
需要注意的是，在大电流放电和加注蒸馏水后，不应立即测量电解液密度，因为此时电解液混合不均，测得的值可能不准确。
一般规定冬季放电达25％、夏季放电达50％时，就应将铅酸蓄电池拆下补充充电，严禁继续使用。
例如，某汽车用铅酸蓄电池充足电时的标准相对密度为1.28，在电解液温度为−5℃时，实测相对密度为1.24，问放电程度如何？
相对密度换算：
相对密度降低值：1.28−1.219＝0.061
放电程度：0.061×6×100＝36.6％
已经超过冬季放电程度的规定，必须拆下进行补充充电。（4）高率放电计测量判断法。
高率放电计的结构及测量单格电池电压的方法如图2-4所示。图2-4 高率放电计结构及测单格电池示意图
高率放电计是按汽车启动时蓄电池向启动机提供大电流（12V电系为200～600A）的情况设计制造的一种检测仪表。
高率放电计主要由一只3V电压表和一个分流电阻（约0.01Ω）组成，如图2-4（a）所示。测量时，应将高率放电计两叉尖紧压在单格电池的正负极柱上，经历时间约5s，以模拟接入启动机（负载）时的情况。通过观察大电流放电条件下蓄电池所能保持的端电压，来判定蓄电池的存放电情况，见表2-3。
一般技术状况良好的蓄电池，单格电池电压应在1.5V以上，且在5s内保持稳定；若其电压在5s内迅速下降，或某一单格电池电压比其他单格电池电压要低0.1V以上时，说明该单格电池有问题，应查明原因进行修理。
例如，某汽车的铅酸蓄电池，在夏季用100A高率放电计测得单格端电压值为1.45V，查表2-3可得放电程度为75％，已超出允许范围（一般规定冬季放电达25％、夏季达50％），必须拆下进行补充充电。表2-3 单格电池端电压与放电程度关系对照表
高率放电计测量判断法需要注意如下几点。
①高率放电计的型号不同，其分流电阻值可能不同，测量时其放电电流和电压值也就不同，使用时应参照原厂使用说明书的规定。
②刚充完电的蓄电池，在电解液温度未降至常温、充电所析出的气体未消散之前，以及周围有易燃气体时，不能用高率放电计检查，否则易造成火灾或发生蓄电池爆炸事故。
③在上述测量时，若某个单格电池电压迅速下降，指针不稳，说明该单格接触不良或极板硫化。若对某单格测量时，指针指在零位不动，可能是其内部断路或短路。这时，可以在整个蓄电池的正、负极之间接一试灯加以判别：如果试灯可以点亮，则说明那个单格内部严重短路；如果试灯不能点亮，则说明那个单格电池内部断路。
如果测得蓄电池各单格的电压均为零，则说明该蓄电池已严重损坏，不能再使用。（5）充放电判断法。
充放电检查是判定蓄电池技术状态的可靠方法。通过对充放电检查所得出的各项参数及对现象进行分析，可判断出蓄电池故障的性质及程度，对蓄电池的检修很有好处。
①充电至完全全充电状态：即多数单格电池电压充至2.4～2.7V并充分冒气泡，电解液浓度在2h内不再增高，即可视为已达到完全全充电状态。
在充电过程中，测量并记录各单格的电解液密度、温度及端电压，观察并记录好充电过程中的现象。
充电过程中，若电解液温度超过45℃，应暂停充电使其降温。充电完毕时，如电解液密度不合规定，应用蒸馏水或密度为1.4的电解液进行调整。调整后，应再充电2h。
②用蓄电池额定容量1/20的安培数进行放电，并保持放电电流恒定。在放电过程中，要每隔一定时间（开始每隔1h，待单格电池电压降至1.9V后则每隔15min）测量一次单格端电压、电解液密度及温度。当放电至出现下述情况之一时，即停止放电，并将记录的总放电时间的小时数乘以放电电流的安培数，即得出实际放电容量。
多数单格端电压已降至1.75V以下，或某单格端电压急剧下降时应停止放电。
③按蓄电池充放电过程中测量得到的参数及反映的现象，分析蓄电池的故障性质及程度，分析判断方法参见表2-4。表2-4 根据充放电测量结果分析故障性质及程度表
3．蓄电池电解液液面高度检查方法
蓄电池电解液高度过高或过低，都会影响蓄电池的技术状况。如液面过高容易外溢，腐蚀周围机件；液面过低则极板上部容易露出，不但会使蓄电池容量降低，并且外露的极板会很快硫化。因此，蓄电池液面应保持适当的高度。蓄电池每个单格电池的电解液液面应高出极板10～15mm。（1）玻璃管测量法。
电解液液面高度可用内径为3～5mm、长100～150mm的玻璃管进行测量。测量时，将玻璃管竖直插入蓄电池加液孔内，且与极板防护片相抵，另一端用手指堵住，利用其真空度，当把玻璃管提起（取出）时，就把电解液吸入。管内的电解液高度即为电解液高出极板的数值，如图2-5所示。（2）竹片或木条测量法。
若没有玻璃管，也可用清洁的竹片或木条进行液面高度测量，但不得用金属棍棒插入蓄电池内进行测量。
用竹片或木条测量液面高度的方法较简单，只要将竹片或木条垂直插入蓄电池加液孔内与极板防护片抵住，然后拿出，其液体侵入竹片或木条上的痕迹高度即为液面高度。
若查得液面偏低，应添加适当的蒸馏水，不能加注硫酸与蒸馏水配制好的电解液（但若液面降低是由于外壳开裂使电解液外漏所造成的，则应加注配好的电解液）。因为造成液面过低的主要原因多是由于蓄电池在使用过程（充放电）中已蒸发掉部分水分，若再加注电解液，势必要使蓄电池电解液密度增加，即硫酸成分增多，易使极板损坏。图2-5 用玻璃管测量电解液液面高度示意图
若查得液面过高，可用密度计吸出，否则电解液容易外溢，腐蚀极柱和连接件，易造成短路等。2.3.4 蓄电池电解液配制方法
在修理蓄电池或启用新蓄电池时，往往需要自己动手配制电解液。
1．电解液密度的选择
配制电解液实际上就是为了得到合适密度的电解液成分。蓄电池在冬季使用，电解液密度可适当提高，以防电解液结冰而将蓄电池外壳冻裂；在夏季使用时，电解液密度可适当降低，这将有利于保护蓄电池，防止腐蚀，延长其使用寿命。
电解液密度的选择，应根据不同地区和不同季节来确定，其参考值见表2-5。
2．配制电解液用硫酸标准
配制电解液所用的硫酸应符合表2-6中的标准。表2-5 不同地区和气温条件下的电解液密度表2-6 铅酸蓄电池用硫酸标准（GB 4554—1984）
3．配制电解液用蒸馏水标准
配制电解液用蒸馏水（或纯净雨水）应符合表2-7中的标准。
4．配制电解液的方法3
配制电解液必须用密度为1.835g/cm（15℃）的蓄电池专用硫酸和蒸馏水。配制前要按表2-8所列的蒸馏水与硫酸的配比，计算出配制电解液所需硫酸和蒸馏水的总量及所需电解液的总量。表2-7 铅酸蓄电池用蒸馏水标准表2-8 蓄电池电解液中蒸馏水与硫酸配比表（1）电解液总量计算方法。
电解液总量应由蓄电池的结构形式（即有多少个单格）和每个单格电池所需加注电解液的数量来决定。
例如，某一汽车上的6V蓄电池需加注电解液，其每个单格电池所需注入的电解液为8L，则其三个单格所需的电解液总量H为：（2）硫酸和蒸馏水总量计算方法。
①首先确定所要配制的电解液密度。这可以根据所在地气温和季节查表2-5得到。
②从表2-8中查出15℃时，上述所确定密度电解液实际需要的浓硫酸和蒸馏水的质量或体积百分数。
③浓硫酸的数量计算方法：
浓硫酸数量X＝所需电解液总量H×浓硫酸的质量或体积百数y％
④蒸馏水的数量Z计算方法：
例如，要配制15℃时密度为1.31的电解液24L，求浓硫酸和蒸馏水的数量。
查表2-8中得知浓硫酸按体积计算所占的百分数为28.7，则浓硫酸的数量为：
蒸馏水的数量为：（3）配制电解液容器的选择。
配制电解液的容器应选择耐酸的玻璃陶瓷、硬橡胶或铅质的容器。（4）配制电解液操作方法。
配制电解液时，一定要先将蒸馏水倒入容器后，再缓慢地将浓硫酸徐徐地加入水中，并不断用玻璃棒或塑料棒搅拌，以使两者混合均匀，迅速散热，千万不可将两者加入容器内的顺序搞反，如先加浓硫酸后再加蒸馏水，将会使浓硫酸飞溅伤人和伤及周围设备等。（5）配制电解液应注意的问题。
①配置电解液的操作人员必须穿戴防护眼镜、围裙及高腰胶鞋，以防烧伤。一旦硫酸溅到衣服上，应立即用10％的苏打溶液（碳酸钠）浸湿，然后用清水冲洗。
②有的蓄电池厂家对电解液密度有明确的规定，此时应参照生产厂家的产品使用说明书配制电解液。例如，天津蓄电池厂规定15℃时的电解液密度为1.285±0.005；上海蓄电池厂规定电解液密度在热带地区为1.26，在寒带地区为1.3；沈阳蓄电池厂规定先注入密度为1.25～1.26的电解液，充足电后再调整到1.285。
③配制电解液用的蒸馏水和硫酸，不得用自来水和工业硫酸代替。2.3.5 蓄电池电解液加注及密度调整方法
1．电解液加注方法
配制好的电解液温度较高，使其冷却到30℃以下时，可用吸式密度计测量相对密度是否合适。如不合适，应再作适当的调配，直至合格为止。待配制好的电解液温度低于30℃时，分别注入铅酸蓄电池各单格电池内，然后让其静置5～8h，待温度降至30℃以下再进行充电。
2．电解液密度调整方法
蓄电池在使用或检修时，如发生其电解液密度不合适，或各单格电解液密度不一致，则应及时调整。正确的调整方法如下。
①先将蓄电池充足电，然后测量电解液密度。如密度不合适，应用吸管吸出适量的电解液。
②若需由高调低电解液密度，则应添加蒸馏水；若电解液密度由低调高，则应添加密度为1.4的电解液。
③用小电流充电1～2h，使电解液混合均匀。
④测量电解液密度，如不合适应再进行调整，如此反复，直至合适为止。2.3.6 蓄电池充电方法
蓄电池在使用过程中，无论是启用的新蓄电池或修复后的蓄电池，还是装在车上使用的蓄电池及存放的蓄电池，都需对其进行充电，这对于蓄电池的使用寿命有很大的影响。
1．充电种类
对蓄电池的充电，通常分为初充电、补充充电、间歇过充电、循环锻练充电、去硫化充电等几种。（1）初充电。
新蓄电池或修复后的蓄电池首次的充电，称为初充电。初充电的好坏对于蓄电池的使用性能和寿命影响较大，故要特别重视。初充电的特点是：充电电流小、充电时间长。初充电过程一般分为两个阶段。
①按表2-9与表2-10中所列的蓄电池的规格型号选定相应的充电电流（表中查不到型号的蓄电池，则选用其额定容量1/15～1/20的电流），连续进行充电，至电解液中出现较多气泡，且单格电压达2.4V左右为止。此阶段充电时间为25～35h。表2-9 启动型铅酸蓄电池充电电流的选择
②紧接着第一阶段按表2-9与表2-10选定第二阶段充电电流（表2-9与表2-10中查不到的，可在第一阶段基础上减少一半电流进入第二阶段），充电至电解液剧烈“沸腾”，出现大量气泡，电解液密度和单格电池电压升至最大值且2h内保持不变。这一阶段充电时间为20～30h。
③放电试验。为确保蓄电池技术状况良好，在第二阶段充电结束后，须进行一次放电试验，以检查蓄电池的输出容量。
放电时，可按20h放电率放电至单格电池电压为1.75V，看其放电量的多少。新蓄电池的容量应大于95％的额定容量，否则应多次以补充充电电流对蓄电池进行充放电循环，目的是使极板在储存中生成的硫酸铅全部变成活性物质。放电时可采用灯泡、可变电阻作负载，也可用待充电蓄电池，以节约电能。放电试验合格的蓄电池，用补充充电电流充足电即可使用。表2-10 各种铅酸蓄电池充电电流的选择
充电时，蓄电池温度会升高，需经常测量电解液温度。如温度超过40℃，应将充电电流减半。充足电1h后，应检查液面高度和电解液密度。如电解液密度不合要求，可用密度为1.4的稀硫酸或蒸馏水进行调整。（2）补充充电。
蓄电池在使用中由于逐渐失去电量而处于充电不足状态，以致造成灯光暗淡，启动无力，使用电设备不能正常工作。因此，应根据需要对使用中的蓄电池进行补充充电。提示：一般如发现下列情况之一，则必须立即进行补充充电：①电解液密度下降至1.2时；②冬季放电超过25%的额定容量，夏季放电超过50%的额定容量；③单格电池电压降到1.7V以下；④因蓄电池容量不足，造成启动机启动无力；⑤灯光比平时显著变暗，电力明显呈不足。
补充充电与初充电相似，也分两个阶段进行。充电电流的大小应按生产厂家规定的补充充电电流选择进行（表2-10）。补充充电时间因蓄电池放电程度不同而不一样，需13～17h。充电结束后应检查电解液密度和液面高度，如不对，应调整到规定值。
对长期存放的铅酸蓄电池进行补充充电时，开始充电往往会出现单格端电压偏高现象，这并不表示充足了电。经过一段时间充电后，端电压会自然下降，再随充电进展正常升高。（3）间歇过充电。
间歇过充电是避免使用中的铅酸蓄电池极板硫化的一种预防性充电。汽车用铅酸蓄电池一般应每隔三个月进行一次间歇过充电。方法是先按补充充电的方式充足电，停歇1h，再以减半的充电电流进行过充电，直至符合充足电的特征为止。
间歇过充电还特别适合经常处于充电不足工况下的铅酸蓄电池。（4）循环锻炼充电。
循环锻炼充电是蓄电池为了防止极板硫化而进行的一种保养性充电。它适用于长期处于小电流放电工况下工作、经常过放电使用或长期放置不工作的铅酸蓄电池。其充电方法如下。
先按补充充电或间歇过充电将铅酸蓄电池充足电，用额定容量的放电率放电，当其容量降低至小于10％时，再用补充充电法充足电即可。否则还必须进行全充、全放循环，使容量恢复至90％以上方可使用。（5）去硫化充电。
蓄电池发生硫化故障时，其内阻将显著增大，充电时温升也较快。硫化严重的蓄电池只有报废。硫化程度轻时，可用去硫化充电加以消除。具体方法如下。
①先倒出原有电解液，并用蒸馏水清洗两次，再加入足够的蒸馏水。
②接入充电电路，将电流调节到补充充电的第二阶段电流值进行充电。当密度上升到1.5时，倒出电解液，换加蒸馏水再进行充电，如此反复，直至密度不再增加为止。
③以10h放电率放电，当单格电压下降到1.7V时，再以补充充电电流进行充电，直至容量达到额定值的80％以上，并将电解液密度调到标准值。
2．充电方法
蓄电池的常规充电方法有定电流充电和定电压充电两种，非常规充电方法有脉冲电流（快速）充电法。（1）定电流充电。
在充电过程中，保持充电电流恒定的方法，称为定电流充电。在充电过程中，随着蓄电池电动势的提高，要保持充电电流一定，必须逐步提高充电电压。当单格电压升高至2.4V（电解液开始冒气泡）时，应将充电电流减小一半后保持恒定，直至蓄电池完全充电。
定电流充电有较大的适应性，可以任意选择和调整充电电流，因此可以对各种不同情况的蓄电池充电，如新蓄电池的初充电、补充充电及去硫化充电等均可采用这种方法。此法的缺点是充电时间长且需经常调节充电电流。
①充电电池连接方法。定电流充电时，被充蓄电池常采用串联法，如图2-6所示，将同容量的蓄电池串联起来接入充电电源。图2-6 同容量定电流充电连接方法
按图2-6连接后，由于充电时每个单格电池电压按充足时2.6～2.8V计算，故可按下列公式计算出能串联的蓄电池总单格数和蓄电池数目：
如果被充蓄电池的容量大小不等，可按图2-7所示采用混联（先串后并）的方法连接蓄电池。也即在接线前先把被充蓄电池按其容量和放电程度进行分组，将额定容量相同且放电程度相近的蓄电池串联起来，并使各串联组内单格电池总数相等，再将各串联组并联接到充电电源中。此时，各串联支路的蓄电池数目可按下式计算：
所有串联支路的蓄电池其容量最好相同。否则，充电电流必须按容量最小的蓄电池来确定，而容量大的蓄电池则不容易充足或充得太慢。图2-7 蓄电池混联定电流充电连接示意图
②充电电流的选择。定电流充电，无论是新蓄电池的初充电，还是普通蓄电池的补充充电，通常分为两个阶段进行。提示：新蓄电池的初充电，第一阶段的充电电流定为其额定容量的1/15。当充电至电解液冒气泡、单格电池电压上升至2.4V（充电时间为25～35h）时，开始转入第二阶段充电。此阶段将充电电流减小一半（额定容量的1/30），充电时间为20～30h，直至充足为止。新蓄电池初充电的整个过程需45～65h。普通蓄电池的补充充电，第一阶段的充电电流定为其额定容量的1/10，充电至单格电池电压为2.4V，电解液开始冒气泡为止，然后转入充电的第二阶段，再将充电电流减小一半（额定容量的1/20），直至蓄电池完全充足。整个充电过程需13～16h。
蓄电池定电流充电的充电电流和分段充电的时间见表2-9与表2-10。（2）定电压充电。
在充电过程中，加在蓄电池两端的充电电压保持恒定，这种充电方式称为定电压充电。
汽车上发电机对蓄电池的充电即为定电压（13.8～14.8V或27.6～29.5V）充电。
定电压充电的特点是，充电开始时充电电流很大，以后随着蓄电池电动势的逐渐上升，充电电流逐渐减小，充电结束时的充电电流将自动减小至0，故不需要人照管。同时，由于定电压充电速度快，4～5h后充电量可以达到总容量的90％～95％，大大缩短了充电时间。
定电压充电适用于普通蓄电池的补充充电，具有对不同容量的蓄电池的充电，但不适用于新蓄电池和故障蓄电池的充电。
①充电电池连接方法。定电压充电时，被充蓄电池通常采用并联法，如图2-8所示。要求各并联支路的单格电池总数相等，但各蓄电池的型号、容量及放电程度则可以不同。
如果采用图2-9所示的方法连接，即在每条并联支路串联一只可变电阻器，对不同型号、不同容量和不同放电程度的蓄电池充电，则其方法更加灵活，充电效果会更好。图2-8 定电压充电蓄电池连接方法图2-9 串联可变电阻器定电压充电连接方法
需要注意的是，并联蓄电池的数目必须按充电设备的最大输出电流来确定。
②充电电压的选择。采用定电压充电时，选用充电设备的充电电压应适当。若充电电压过高，充电初期的充电电流过大，会引起蓄电池极板弯曲，活性物质脱落过多，温升过高等现象；若充电电压太低，则会使蓄电池充电不足。因此，在选定充电电压时，必须考虑每个并联支路的单格电池数，一般每单格电池电压按2.5V计算。例如，对两个6V蓄电池和两个12V蓄电池进行定电压充电，如图2-10所示。因为一只6V蓄电池有3个单格，若将两只6V蓄电池串联起来就构成6个单格，它所需要的充电电压为：
这与一只12V（6个单格）蓄电池所需要的充电电压基本相等。故可将两只12V蓄电池并联后再与两只相串联的6V蓄电池并联，选定充电设备的输出充电电压为15V，接通充电电路后即可进行正常的定电压充电。图2-10 定电压充电示意图（3）脉冲电流充电。
脉冲电流（快速）充电也采用分段充电法。充电初期用较大电流（按0.8～1个额定容量）进行定电流充电，使蓄电池在短时间内充至其额定容量的50％～60％；当蓄电池单格电池电压上升到2.4V，开始电解水，即有微量气泡冒出时，由控制电路控制停止充电。
停充25ms后采用放电或反充电，使蓄电池流过一个与充电电流方向相反的大脉冲电流（其脉冲幅度为充电电流的1.5～2倍，脉冲宽度为150～1000μs），然后再停止充电。
停充约40ms后，再用正脉冲电流进行定电流充电。
整个充电过程为：正脉冲充电→停充25ms→负脉冲（瞬间）放电或反充电→再停充40ms→正脉冲充电。
脉冲电流（快速）充电的特点是充电速度快，即充电时间可大大缩短。通常还可使蓄电池的容量增加，使极板去“硫化”明显。
脉冲电流（快速）充电一般是在容量足够大的充电设备上进行，对6V蓄电池使用80～100A，对12V蓄电池使用40～50A电流，对补充充电来说仅需1～1.5h。对快速充电的蓄电池，还需以小电流或正常充电电流进行后期充电，使极板深层的活性物质得到充分利用。
3．蓄电池是否充足电的判断方法提示：除快速充电以外，其他正在充电的蓄电池，当其出现下列的典型特征时，即可判断蓄电池已经充足电，应停止充电。①蓄电池电解液中有大量气泡逸出，并呈“沸腾”状；在停止充电1h后，若再进行充电，会立即“沸腾”。②蓄电池单格电池电压上升至2.7V，并在2h内不再增加。③蓄电池电解液密度上升到最大值，且在2h内保持不变。
需要注意的是，蓄电池在充电时，充电场所应严禁烟火，以防引起蓄电池爆炸，造成人身伤亡和火灾事故。2.3.7 免维护蓄电池技术状况检查方法
普通铅酸蓄电池在使用过程中，需要经常进行维护，如擦拭表面、检查液面高度、加注蒸馏水、定期充电等，给使用带来了许多不便。此外，普通铅酸蓄电池寿命短、腐蚀作用强，要求安装在通风良好、易于拆装和维护的部位。
免维护蓄电池也称无维护蓄电池，也是铅酸蓄电池。它由于在结构、材料及加工工艺等方面的改进，克服了上述缺点而得到了迅速发展和广泛应用，并将逐渐取代现有的普通铅酸蓄电池。
免维护蓄电池的表面无加液孔，可以防止水分散失和灰尘落入；它在出厂时储备了足够量的电解液，在整个使用时间内不需加蒸馏水，因此无需维护；它设有安全通气孔，防止蓄电池内部压力过高，同时阻止酸气排放，减少对极柱和机体的腐蚀作用；它自放电少，可以储存2年左右；它内阻小，启动性能好；它寿命长，是普通蓄电池的2～4倍左右。
1．充电状态指示器观察法
免维护蓄电池所装的充电状态指示器（也称电解液密度计电眼），可指示蓄电池的充电状况。如图2-11所示，充电状态指示器下部的直管从蓄电池顶部插入电解液中，指示器内有一个绿色小球，当3电解液密度高于1.265g/cm，或充电程度高于65％，小球浮起，指示器显示绿色；当充电程度低于65％，小球下沉，指示器显示黑色；若电解液液面低于极限值，指示器变为无色透明，表明电解液液面降低到极限值，蓄电池应当报废。图2-11 充电状态指示器工作特点
由此可以通过观察充电状态指示器的显示情况，来判断蓄电池的技术状况。（1）若充电指示器显示绿色，说明蓄电池状况良好，可以进行电压测量，进一步判断蓄电池的技术状况。（2）若充电指示器虽显示绿色，但启动显得无力，或启动时间过长，应对蓄电池充电。（3）若充电指示器显示黑色，表明蓄电池亏电严重，应立即充电。（4）若充电指示器出现无色透明的光点（有些蓄电池显示浅黄色），表明电解液液面过低。如果接启动机时启动无力，应更换蓄电池，否则应查找液面过低的原因。液面过低的原因可能是壳体有裂纹，或严重过充电。若因过充电所致，应检查充电系统。
2．测量蓄电池端电压法（1）将蓄电池充足电，以碳堆仪作为可调负载，接在蓄电池正、负极之间，负载电流调至规定值，持续放电15s。（2）测量蓄电池端电压，若端电压高于9.6V，表明蓄电池技术状况良好，可充电后继续使用；若端电压低于9.6V，表明蓄电池技术状况变坏，不能继续使用。
上述试验是在环境温度为21℃时进行的，不同温度下允许的电压值见表2-11。表2-11 不同温度时的允许终止电压
测量蓄电池端电压时的负载电流应按出厂规定。例如，二汽神龙、富康牌轿车使用的Delco蓄电池规定为300A；北京切诺基吉普车使用的58-390型蓄电池规定的负载电流为150A；58-475型蓄电池规定的负载电流为240A。2.3.8 免维护蓄电池充电方法
电眼的颜色变成黑色时应进行充电，其充电步骤如下。（1）把蓄电池和充电机之间的电路接好。（2）将充电机电压调到14.4V，电流调到最大值，开始充电。（3）补充充电一般采用定电流充电，在充电过程中，当电解液从通气孔溢出、冒出气体或电解液温度达到45℃时，应每隔1h查看一次充电指示器，如未出现绿点可继续充电。若电解液温度超过50℃，应停止充电，待电解液温度降低后继续充电。（4）当充电至指示器出现绿色时，则完成充电过程。
免维护蓄电池的充电电流值应按出厂规定选择。
需要说明的是，使用和更换免维护蓄电池时应注意安全。面对蓄电池时最好配带眼镜。要远离火焰和火花源，以防引起蓄电池爆炸伤人。
2.4 蓄电池常见故障快修巧修思路
蓄电池故障的类型较多，较常见、发生率较高的几种故障的快修巧修思路说明如下。2.4.1 蓄电池充不进电
1．故障现象
汽车在运行中，电流表指针回正过快，或蓄电池外壳温度过高且长时间行车时电流表仍指在＋5A以上。
2．检修思路
导致这类故障的原因较多，排除蓄电池负载出故障的可能性后，可归纳为以下几方面。（1）蓄电池疲劳损伤。（2）蓄电池内部出现短路。（3）蓄电池极板上活性物质脱落而失去作用。（4）蓄电池极板硫化或负极板硬化失效。
检修这类故障时，可根据故障现象结合蓄电池的新旧情况来综合考虑。（1）若蓄电池已经使用了1年以上而出现充不上电故障，一般都为蓄电池劳损、衰竭所致，应更换新的蓄电池。（2）若蓄电池外壳温度偏高且长时间行车时电流表仍指在＋5A以上，可用高率放电计检测蓄电池各个单格的电压值。如果测得某单格电池电压低于1.5V，说明此单格内部有短路故障，应拆开来进行修理。如果电触液非常浑浊，一般为极板上的活性物质已大部脱落，基本已失去了工作能力，对此，只有更换新的蓄电池。若使用1～2次启动机，再启动时启动机转动无力，说明该蓄电池出现“浮电”现象，大多是因极板硫化或负极板硬化所致，应对蓄电池进行恢复性充电。提示：蓄电池内部短路常会出现以下特征：开路电压低、容量小；用高率放电计检查时，单格电池的端电压会迅速下降至很低甚至为零；在充电过程中，端电压上升很慢，电解液密度升高也很慢，充电后气泡很少甚至没有气泡，但电解液的温度却很高。因此，可以依据这些典型的特征来判断蓄电池内部是否确已短路。
导致蓄电池内部短路的原因较多，归纳起来主要有以下几方面。（1）隔板质量不好或有缺损处，使活性物质穿过，致使正、负极板相接触而短路。（2）由于充电或放电电流过大，导致极板拱曲或不慎将导电体落入电池内而造成短路。（3）电解液密度过大，使木质隔板被腐蚀而造成极板短路。（4）脱落的活性物质沉积过多，致使极板下部边缘与沉积物相互接触而造成短路。
从大量的维修实例来看，蓄电池内部短路故障往往仅发生在个别单格内，也有少数发生在较多的单格中，但发生率较小。如发现蓄电池内部短路，可按下述方法进行处理。
将短路单格的极板组从单格内取出检查，如是隔板缺损、穿孔，应更换新隔板；若极板活性物质脱落，可清除沉积物或更换极板；若是极板出现拱曲也应更换；如某一时期蓄电池内部短路故障频繁，则要重点检查电解液的质量是否符合标准。2.4.2 蓄电池存电量不足
1．故障现象
启动机运转无力，电扬声器声音低弱，车灯灯光暗淡。
2．检修思路
导致此故障的原因较多，归纳起来主要有以下几方面。（1）电压调节器的电压调整过高，使充电电流过大而导致蓄电池极板上的活性物质脱落。（2）蓄电池电解液密度过高，或电解液液面经常过低，或用电解液代替蒸馏水加注而造成极板硫化。（3）经常长时间使用启动机，造成大电流放电而使蓄电池极板损坏。（4）新蓄电池充电不足，或因储存过久而未进行充放电循环锻炼。（5）蓄电池电解液密度低于规定值，或因电解液渗漏后，只加蒸馏水而使其密度降低。（6）发电机电压调节器的电压调整偏低，使蓄电池经常处于充电不足状态。
检修此类故障时，可先用高率放电计检测蓄电池每个单格电池电压和用密度计测量电解液密度的方法来判定其存电量或容量状况。（1）若测得其单格电池电压在1.75V以上且在5s内保持不变，电3解液密度大于1.2g/cm，则说明此单格存电状况良好或容量正常。（2）若测得其单格电池电压为1.5V但在5s内迅速下降，或各单格电池电压的电压差大于0.1V，则表明该蓄电池内部有短路、极板硫化、活性物质脱落等故障，应对其进行解体修理。（3）如果测得其单格电池电压为1.5V但电解液密度大于1.2g/3cm，则此单格可能因平时用电解液代替蒸馏水加注过，导致极板硫化，对此，应采取“去硫”措施。（4）若测得其单格电池电压在1.5V以下且在5s内保持不变，电3解液的密度小于1.2g/cm，则说明该单格电池容量不足，应予以充电；若发现电解液液面高度不符合要求，应先检查电压调节器的电压是否调得过低，否则说明有极板损坏，应予以修理。提示：对于极板硫化的蓄电池必须对其进行“清硫”处理，否则会影响蓄电池的正常工作。根据硫化程度的不同，可进行“消硫”。
3．小电流充电法
对于极板硫化不是十分严重的蓄电池，可采用小电流长期充电的方法来加以消除，其具体方法如下。（1）用初充电的第二阶段充电电流（约1/3额定容量的电流值）或更小的电流，进行长时间（40～50h）充电，直到充足为止。（2）以20h放电率的电流放电。（3）再次以小电流充电、放电，重复上述两步。如此反复，直至蓄电池容量符合要求（即80％额定容量）为止。使用前，应调整电解液密度和液面高度，使其符合规定值。
4．水处理法
当极板硫化较严重时，可采用“水处理法”进行修理，其具体修理方法如下。（1）将蓄电池用20h放电率放电到单格电池的电压为1.75V。（2）倒出电解液，加入蒸馏水，静置约1h。（3）用初充电第二阶段充电电流进行充电。待电解液密度上升3到1.15g/cm时，再按上述放电电流放电至终止电压。（4）再以原来的充电电流进行充电，直至电解液密度不再上升。如此反复，最后当蓄电池容量达到额定容量的80％时，表示修3理工作基本结束。调整好电解液密度为1.28g/cm和液面高度即可使用。
5．化学药剂去硫法
对于极板硫化严重的蓄电池，也可采用添加化学药剂的方法去硫，其具体方法如下。（1）将蓄电池用20h放电率将电放光，倒出电解液，再用蒸馏水冲洗一次。3（2）配制密度为1.1～1.15g/cm的电解液。在电解液中，按质量比加入0.1％～0.5％的碳酸钾或碳酸钠，以不使电解液密度有显著改变为限。（3）将混合好的电解液注入电池中，使液面达到规定高度。（4）用蓄电池额定容量1/20的电流充电，当单格电池电压达2.4V时，将电流减半直至充足。（5）再进行放电、充电，如此反复，直至容量恢复到80％额定容量为止。充电终了，不需将电池内的电解液倒出，按规定调整好电解液密度和液面高度后，即可使用。2.4.3 蓄电池自行放电
1．故障现象
充足电或前一天使用良好的蓄电池，当天使用时电压明显降低很多或几乎没有电，致使启动机不转，电扬声器不响，车灯不亮。
2．检修思路
蓄电池自行放电是指充足电的蓄电池，在没有使用的情况下逐渐失去电量。正常的自行放电，系蓄电池本身结构因素造成的。例如，充足电的蓄电池放置4天不用，平均每昼夜自行放电量应不超过其额定容量的1％，否则，应属于故障性自行放电。导致蓄电池自行放电的原因主要有以下几方面。
①蓄电池内隔板破裂、穿孔，活性物质脱落过多而沉积在电池槽底部，造成极板短路。
②蓄电池外壳隔壁破裂，单格之间电解液沟通，导致极板短路。
③材料严重不纯。例如，极板或电解液中有害杂质多，于是杂质与极板、杂质与杂质之间自成回路，形成电位差，构成“局部电池”而自行放电。
④蓄电池盖上洒有电解液，使正负极柱沟通成回路。
检修时，首先排除蓄电池外部因素造成故障的可能性。即先查蓄电池外部是否清洁，尤其是蓄电池盖上有无电解液或污物堆积，然后检查连接导线有无搭铁、短路处。（1）判断故障是否确实出在蓄电池内部。
检查时，可关断汽车上所有用电器，拆下蓄电池上的一根粗导线，另取一根细导线与此粗导线相接，然后在拆下粗导线的那个蓄电池接柱上刮火。若有火花，应逐段检查有关导线，找出搭铁、短路之处；若无火花，则说明故障出在蓄电池内部，应拆开修理或更换上新的蓄电池。（2）蓄电池本身自放电修理。
①若自放电是因电解液杂质太多造成的，可将原电解液全倒出，用蒸馏水灌注清洗后，更换新的符合规格的电解液后再充电。
②若少数单格电池自行放电严重，而电解液杂质又未超过规定，则可将蓄电池解体后修理，或更换新蓄电池。（3）防止蓄电池自放电方法
防止蓄电池严重自放电的方法归纳起来有以下几方面。
①要保证电解液的纯净，必须用蒸馏水和蓄电池专用硫酸配制电解液。
②要经常保持蓄电池表面清洁、干燥，封胶应无裂缝，以避免蓄电池电极间短路。
③添加蒸馏水时，不得让金属杂质掉进蓄电池中，否则会造成电解液不纯净。
④及时清理蓄电池底部的沉淀物。
⑤修理蓄电池时，要仔细检查隔板质量，凡有破损的，不得用来组装蓄电池。
⑥组装蓄电池时，要保持工作间的清洁，操作时应防止任何金属掉入蓄电池。
⑦长期放置不用的蓄电池，每月应进行一次补充充电，以补偿自放电造成的容量损失，并使上下层电解液混合均匀。2.4.4 蓄电池电解液损耗过快
1．故障现象
蓄电池需要经常加注蒸馏水进行补充，加注频率超出正常情况。
2．检修思路
正常的电解液液面应高出极板15mm。蓄电池在使用过程中，由于水分蒸发，充电时水的电解均会使液面降低。但如果液面下降过大，电解液消耗过快则为不正常现象。导致电解液消耗过快的原因主要有以下几方面。（1）蓄电池槽（壳体）破裂，致使电解液渗漏流失。（2）蓄电池过充电或充电电流过大，加速电解液中水分的消耗。（3）蓄电池极板硫化或短路。
对于电解液消耗过大的蓄电池，应针对具体情况加以处理。（1）应先检查蓄电池槽（外壳）有无裂纹。若发现有破裂，必须倒出电解液，将极板组取出，修补或更换蓄电池槽。若是封口胶破裂，可用铁棒烧红后，将封口胶烫合以消除裂缝。（2）检查、调整电压调节器的输出电压。在汽车上，蓄电池过充电的主要原因可能是电压调节器的调节电压太高。因此，不要盲目提高调节器的输出电压，否则会加大蓄电池的充电电压，使其造成过充电而损害蓄电池。（3）若发现某一单格电池的外壳和封口胶很好，则很可能是单格电池中的极板硫化或短路。在查找出故障原因后，应采取相应的措施加以修复排除。提示：对非因外漏造成的电解液消耗过快现象，应及时加注蒸馏水，没有蒸馏水时，也可用雨水或雪水代替。
2.5 蓄电池故障快修巧修方法
蓄电池的修理分大修和小修。大修包括更换极板、隔板和其他损坏不能再用的零部件；小修包括更换隔板和部分零部件（极板除外）、更换电极柱、浇注封口胶等。2.5.1 蓄电池修理前的准备工作
1．清洗和外观检查
用水清洗蓄电池表面，并用布擦试干净，仔细检查蓄电池槽、盖子等有无损坏。
2．性能检查，找出故障单格
检测电解液密度和液面高度；用高率放电计检测蓄电池单格电池电压。若电压在5s内不断下降并低于标准值，或各单格电池的电压差在0.1V以上，均应将蓄电池拆开检查。
3．蓄电池拆前应放电
用20h放电率将蓄电池放电至单格电压为1.75V，以保护有用的极板而不致使其损坏。因为不经放电的极板组从蓄电池槽中取出时，其负极板上的海绵状纯铅受空气强烈氧化而产生大量的热，将会使极板上的活性物质变松而脱落，而这种已氧化的负极板再装入蓄电池中使用就会产生硫化。
4．倒出蓄电池内的电解液
电解液应倒入瓷质、铅质或塑料容器内（严禁倒入下水道）。操作时应注意安全，穿戴上防酸围裙、胶靴和手套等。2.5.2 蓄电池拆卸方法
对蓄电池的拆卸包括蓄电池连接线的拆卸及蓄电池各个部件的拆卸分解等。
1．蓄电池连接线的拆卸与安装
在汽车上安装蓄电池时，首先要弄清楚该车蓄电池的搭铁极性。目前，我国绝大多数车辆都采用负极搭铁方式。对此必须先接火线，而后再接负极搭铁线。这是对单只12V蓄电池而言。若双只或多只蓄电池在车上安装，首先蓄电池正极先接火线，然后接蓄电池连接线，最后再接蓄电池负极搭铁线。这样接就能够防止万一接线工具碰铁产生强烈火花，甚至爆炸伤人。特别要注意多只蓄电池相连，一定要按上述程序进行，绝对不许接错。
从汽车上拆卸蓄电池，与安装时接线方法正好相反。如该车为负极搭铁，那么先拆蓄电池负极搭铁线，最后再拆掉蓄电池正极火线。折掉搭铁线就等于断开了电源，保证了车上用电器具和人身的安全。
换句话说，更换蓄电池时，首先应将正极柱接上火线，再接两蓄电池连接线（过桥线），最后再接搭铁线，这样就可防止万一扳手碰铁发生火花而引起蓄电池爆炸，损坏蓄电池。
装好蓄电池后，应在极柱与夹头之间涂上凡士林，这样既可防止氧化生锈，又便于下次拆卸。
从汽车上拆下蓄电池时，应先拆下搭铁线，后拆两蓄电池连接线（过桥线），最后再拆火线。如果极柱与夹头氧化生锈严重，切不可锤击钳敲，以免损坏极柱极板，导致蓄电池损坏。正确的拆卸方法应该是，先将严重氧化生锈的极柱夹头用刚烧开的开水清洗，待氧化物完全清除干净后，再往螺钉上滴少许机油，这样便可很顺利地卸下极柱夹头，且对极柱夹头无任何损伤。夹头完好，还可继续使用。
2．拆卸连接条和电极柱
拆卸连接条和电极柱的方法如图2-12所示，一般用手摇钻或电钻在连接条与电极柱结合处钻孔（图2-12（a）），使两者分离；也可用钢锯将连接条从中间锯断（图2-12（b）），使各单格电池相互独立，以便拆卸。图2-12 蓄电池连接条和电极柱的拆卸示意图
3．清除封口胶
清除蓄电池封口胶主要采用加热方法，常用方法有以下几种。（1）沸水加热法。
可将蓄电池倒置于沸水中，加热5～10min，使封口胶软化后趁势清除封口胶。（2）电热罩加热法。
加热工具是电阻丝式电热罩，如图2-13所示。使用时，将电热罩罩在蓄电池盖上，等封口胶加热后予以清除。（3）蒸汽加热法。
利用蒸汽直接对蓄电池盖（即上表面）加热，边加热边清除封口胶。（4）电烙铁烧烫法。
用电烙铁烧烫并清除封口胶时，需图2-13 清除蓄电池封口胶用的电热罩外形示意图将电烙铁头换为钢质的小铲刀，烫熔并铲除封口胶。（5）金属铲子铲除法。
用加热的金属铲子（图2-14）铲除封口胶。最好有两把铲子，让其轮流加热，交替使用。图2-14 铲除蓄电池封口胶的铲子外形图
需要注意的是，不能用喷灯和气焊的火焰直接加热封口胶，因为这样做会烧坏蓄电池槽和盖。另外，其火焰会把封口胶里所含的油脂烧掉，若以后再用这种封口胶，当气温低时它就会变脆而发生断裂，导致密封性不好。
4．取出极板组
蓄电池的极板组可用图2-15所示的提取（拉）器（或铁钩）和提取方法将极板组取出。
5．拆下蓄电池盖
可用炭棒电焊等方法将蓄电池电极柱烫化，使其与电池盖分离，然后取下电池盖。
6．清洗分离后的各部件
对折下的各部件，均应用清水对其进行清洗干净。图2-15 取出蓄电池极板组的工具和方法示意图图2-15 取出蓄电池极板组的工具和方法示意图（续）2.5.3 蓄电池壳体裂纹的检查方法
蓄电池被分解后，应将电池壳彻底清洗，干燥后用木棒轻轻敲打并察听有无破裂声，尤其是中间隔壁与电池槽四周隔壁的交界处。若有可疑之处，为了确定是否有裂纹、渗漏，可用下述方法检验。
1．220V交流电压检查法（1）如图2-16所示，将被检查的蓄电池壳浸入盛有稀硫酸溶液的容器内，并使液面距离电池槽上缘约25mm。图2-16 用AC220V电压检查蓄电池壳方法（2）在蓄电池壳内加入同样高度的稀硫酸溶液（注意液面上方的电池壳部分必须保持干燥）。（3）把电压为220V的交流电源加到上述这两部分溶液上，电源的一端插入容器里的稀硫酸溶液，另一端串接（交流）电压表后插入被检蓄电池壳内的电解液。（4）检查时，若发现电压表指针不偏转，说明该单格完好无损；若电压表指针偏转，即有指示，则表明该单格已破损或有裂缝，可用同样的方法检查蓄电池槽中间隔槽的好坏（见图2-16（b））。
2．高压火花检查法（1）用高压火花法来检查蓄电池壳是否有裂纹、渗漏时，高压电的产生及检验方法如图2-17所示，即利用汽车上的蓄电池、点火线圈、扬声器继电器及高压线等组成的电路来检查。图2-17 用高压电检查蓄电池壳方法示意图（2）检查时，先将开关闭合，然后手持两高压电极并不断移动，与此同时观察放电电极之间有无火花产生。若有火花，说明蓄电池壳完好无损；若无火花，表明此处有裂缝或损坏。
3．兆欧表测电阻法
所谓兆欧表测电阻法，就是用兆欧（MΩ）表检查蓄电池壳绝缘电阻的大小来判断其状况是否良好。
这种检查方法与220V交流电压检查法基本相似，只不过是将兆欧表的两测试端与被测的蓄电池外壳直接接触，而不是放在溶液里。
若兆欧表的指针指在0位或指示值很小，则表明该电池壳有裂缝或损坏；兆欧表的指示值越大，则说明其绝缘性能越好，也就表明蓄电池壳完好无损。
4．交流试灯法
这种检查方法的实质就是将220V交流电压检查法中的电压表换为220V交流试灯。若试灯不亮，则说明外壳完好；若试灯亮，说明壳体渗漏。
5．外壳裂纹位置的确定
将冲洗干净的外壳表面擦净吹干，壳内加满清水至上沿10mm处，将重点怀疑渗漏处涂上干燥的白灰，裂纹渗漏的形状便会显现出来。然后沿裂纹的走向刻出印迹并画出裂纹端点位置，以便修理。2.5.4 蓄电池壳体裂纹的修理方法
环氧树脂修补法，即用配制好的环氧树脂填入裂纹对蓄电池壳进行修补。
1．配方
表2-12为进行修补的环氧树脂配方表。表2-12 环氧树脂胶黏剂配方表
2．配制方法
配制这种树脂胶时，可将环氧树脂加热，待变稀后按规定的比例加入胶木粉、炭黑等原料，搅拌均匀后冷却备用。补修时再加入乙二胺，拌匀后即可使用。
需要注意的是，配好的环氧树脂胶，约30min就会硬化，故每次配制的数量不要太多，约够30min使用即可。
3．修补方法（1）先在裂纹两端头各钻一个直径为4mm的截止孔，以防裂纹继续扩大。然后对裂纹进行局部加热，待其变软后，用小刀修整裂纹周边，使之成为“V”（约45°）形槽。（2）用小刀将已加入乙二胺的环氧树脂胶填入截止孔和修补处的沟槽里，涂平后在其表面贴上纸，放置30min左右，送入温度为40～60℃的烘箱内烘烤2～3h，以便加速固化。（3）待修补处的环氧树脂完全固化后，揭去所贴的纸，并修整表面，使之光滑美观。2.5.5 极板的检查方法
1．极板的清洗
将拆下的极板组放入耐酸容器内的木架上，用清水冲洗，并用木质铲刀或软毛刷轻轻地清除极板表面上的污物。然后将极板组放在工作台上，拨开极板，取出隔板，并将正负极板组分开放置。对正负极板组的检查内容并不完全相同。
2．负极板组的检查
检查负极板是否有严重收缩和明显的裂纹；负极板上的活性物质是否变软；负极板是否已严重硫化。
3．正极板组的检查
检查正极板上的活性物质是否完全脱落、软化或膨胀；正极板栅架是否已经基本腐蚀、断裂。
不论是正极板还是负极板，凡遇到上述情况之一者就不宜再用，应更换新极板。若极板上的活性物质基本完好，只是轻微硫化或拱曲，可经处理后继续使用。一般正极板损坏的较多，负极板的寿命要比正极板的寿命长。2.5.6 拱曲极板校正方法
蓄电池中正极板易于拱曲，负极板则很少拱曲，即使有的负极板拱曲也多是由于正极板拱曲过度受迫随之拱曲所致。产生极板拱曲的主要原因有如下几点。
1．质量不好
在制造时，铅膏涂填不均匀，使活性物质的形成不均匀。因此在充放电时极板各部分所引起的电化学作用强弱不一致，致使极板膨胀和收缩不一样而引起拱曲，有的甚至造成开裂。
2．经常大电流放电
经常大电流放电，就会使极板各部分电流密度不同，活性物质膨胀不同而造成拱曲。
3．过量放电
由于过量放电，在极板内层深处就会生成硫酸铅，充电时得不到恢复，则会造成内部膨胀，就会导致极板拱曲。
4．局部短路
蓄电池局部短路也是造成极板拱曲的一个重要原因。
5．减少极板拱曲的措施
为了减少极板拱曲，蓄电池在使用时，应加强补充充电，合理使用启动机，尤其是在蓄电池亏电较多的情况下，应尽量少用或不用启动机。
6．拱曲极板的校正（1）先在拱曲极板组的每两片极板之间垫上一块平整而又干净、厚度与该间隙相适应的木板或胶合板，并在极板组两端分别压上一块胶合板。（2）将拱曲的极板组夹持在台虎钳上，如图2-18所示。逐渐给极板组加压，直至夹紧为止，保持一段时间后即可将拱曲的极板校正过来。图2-18 用台虎钳校正拱曲极板示意图
必须注意的是，不能用手锤敲打的方式来校正极板，否则会使极板上的活性物质严重脱落。2.5.7 极板组的焊接方法
在修理蓄电池时，经常发现正极板损坏而负极板完好无损。为了节省原材料，可以修旧利废，用完好无损的负极板代替正极板使用，不够用时再启用新极板，但需要将它们焊接成极板组。极板组的焊接方法如下。
1．焊前准备工作
①用锉刀或钢丝刷清除极板焊耳上的氧化物。
②按照需焊极板的片数（负极板组的极板片数比正极板组的极板片数多1片），分别将正负极板装到图2-19（a）所示的夹具体上。
③调整焊接架，使其底座到梳形板上缘的高度恰好等于蓄电池底部凸棱至上盖座的高度，并加以固定。图2-19 极板焊接架及焊接方法示意图
2．焊接方法
焊接时，可先在极板焊耳与电极柱的外围套上焊框，然后再进行焊接。焊接方法通常有炭棒电焊法和气（乙炔、氧气）焊法两种。（1）炭棒电焊法。
利用电焊进行焊接时，需采用单相焊接变压器。如果没有可自制一个，以后用起来相当方便。单相变压器的容量可选在2kVA左右，输入电压为220V，输出电压为12V，其自制时的有关数据如下。
①铁芯。铁芯采用壳式，具体尺寸可参考图2-20，其厚度为65mm左右。图2-20 自制焊接变压器铁芯尺寸
②输入线圈（原线圈）。输入线圈用直径为2.39mm的漆包线绕269匝，需分绕7层，层与层之间可采用双层牛皮纸或单层青壳纸绝缘。
③输出线圈（副线圈）。输出线圈绕在输入线圈的外面，用两根10mm×3.8mm的扁铜线并在一起（用其他型号的扁铜线也可，但横2截面积必须达到约75mm），共绕15匝，可分绕两层（双扁铜线可用两层布条带缠绕加以绝缘）。最大输出电流为166A。
焊接时，将电源线的一端用螺栓固定在焊架上，使电源另一端上的炭棒与被焊处接触，如图2-19（b）所示。炭棒红热后即可熔化铅条，把极板和电极柱焊熔在一起。（2）气（乙炔、氧气）焊法。
若采用气焊时，一定要注意安全，因为乙炔气和氧气均为易燃易爆气体。2.5.8 隔板的检查方法
将拆下的隔板放到清水中，用软毛刷刷洗干净后进行检查。若发现木质隔板已炭化、腐蚀、破裂、穿孔或其表面有粘结晶硫酸铅，则应更换新隔板。而对于微孔塑料隔板和橡胶隔板，只要其表面未损坏变质，清洗后仍可继续使用。2.5.9 电极柱损坏的修理方法
蓄电池电极柱损坏以后，可采用以下方法来对其进行修理。
1．浇铸法（1）将烧蚀了的旧柱头截短至1/2后锉平，在其中心钻一个直径为5mm、深为15mm的小孔，拧入一个M6×30的六角螺栓。（2）将待浇铸旧柱头各表面清理干净，干燥后套上浇铸模具，如图2-21所示。图2-21 电极柱修复方法示意图（3）在浇铸模具内放入少许松香，迅速倒入熔化的铅液（如温度过高应分次注入），冷却后取下模具即可。
如果需要浇铸新的电极柱，可采用图2-22所示的电极柱模具，浇铸方法可参照图2-21。
2．熔焊法
用熔焊法修复损坏的极柱时，将模具套在经清洗后的旧柱头上，加热旧柱头使之表面熔化，随即放入备用铅块。当铅块与柱头熔合在一起并逐渐将模具填满时，移开热源，冷却后取下模具即可。图2-22 蓄电池电极柱模具示意图2.5.10 连接条的浇铸方法
连接条的浇铸模具如图2-23所示。烧铸前应先将模具预热，并在铸模表面涂一些滑石粉，然后用勺子将熔化的铅锑合金（锑3％～8％）舀出，并迅速倒入铸模内即可成型。图2-23 蓄电池连接条模具示意图2.5.11 蓄电池复装方法
1．极板组的装配（1）将已焊好的正、负极板组相互套插起来。因负极板多一片，所以恰把正极板夹住。（2）注意将隔板插入正、负极板之间，如图2-24所示。插隔板时应从极板组的中间开始，依次向两边扩展，并注意将隔板上有沟槽的一面对正极板，且应上下直立。图2-24 极板组的装配示意图
2．蓄电池的总装（1）将已装配好的正负极板组装入蓄电池槽（壳），如图2-25所示。其松紧度应适当，若过紧不仅影响启动放电，还会挤碎极板或隔板；而过松会因极板松动造成活性物质脱落。因此要设法用木质衬垫把极板组与电池槽间塞紧。（2）极板组放好之后，在隔板顶部或极板组上端与蓄电池盖之间安放一带孔的橡皮或塑料防护板，然后装上电池盖。如果盖与壳体之间有缝隙，可嵌入石棉绳或其他绝缘物，以防封口胶流入蓄电池槽内。（3）在各电极柱之间装上连接条，即把各个单格电池串联起来。连接条与图2-25 极板组放入蓄电池槽（壳）内示意图电极柱之间的焊接应注意掌握温度，不要把铅液流淌到极板组中去，一定要确保电极柱及其根部与连接条牢固地焊在一起，而且要求焊接光滑、美观。（4）总装完蓄电池，在清洁其外表面之后，应该用万用表R× 10k挡分别测量各单格电池的电阻，检查其内部有无短路现象。检测时，若发现表针不动（即电阻值为∞），则表明该单格电池状态良好；否则说明可能因焊接时铅液流入其内部而造成单格电池短路。如发现有此现象，应对该电路电池解体进行修理。
3．浇注封口胶
蓄电池总装完毕，应在其盖与蓄电池槽的缝隙间浇注封口胶。
封口胶可利用旧的封口胶，将其熔化后加少许机油，搅匀后可继续使用。如需重新配制，可用沥青（75％）、机油（14％）及炭黑（11％）组成混合物。
配制时，可先把沥青熔化，然后加入炭黑，搅匀后再加机油。其熔化温度最好掌握在200～220℃。若温度太低，封口胶的流动性能就差；若温度太高，其流动性又太大，容易流入蓄电池内部，而且温度太高，封口胶内的挥发性物质损失增多，其收缩率增高，封口胶在冬季就会破裂。
因此，在浇注封口胶之前，应先用焊枪或喷灯对蓄电池密封沟槽内侧进行轻微预热，以增强封口胶的黏附力。封口胶浇铸完毕，应再用焊枪或喷灯对其表面进行烘烤，以使之光滑、平整。
4．蓄电池封口胶裂纹的修复方法
久用后的蓄电池封口胶出现裂纹后，对于裂纹较小的，可用热烙铁烫合；当裂纹较大时，应铲除重新浇注。具体浇注方法如下。（1）清洗蓄电池外表面。用1000W碘雾灯距蓄电池0.5～1m的范围内加热封口胶，并趁热铲除。用10％～15％的苏打水擦洗浇注处，以中和残留的电解液，最好用清水擦净。（2）为了防止封口胶漏到电池内，应仔细检查上盖与壳壁间有无缝隙，必要时填充石棉绳。（3）为了防止浇注时产生气泡，形成气孔，应用焊枪或喷灯火焰对浇注处预热，以使浇注表面和石棉绳保持干燥。（4）封口胶除了可按上述的比例配制外，也可按下述方法配制。沥青70％、重机油18％、木炭粉和废蓄电池壳粉12％。配制时先将沥青加热熔化，而后放进一半油料并搅拌均匀。加热10min左右，徐徐放入木炭、废蓄电池壳粉和剩余的油料，边加热边搅拌。然后继续熬煮1h，即可使用。（5）封口胶应分两次均匀浇注，其高度以与壳边沿相平略微凹陷为宜。浇注后，用焊枪或喷灯加热吹平。
第3章 汽车硅整流交流发电机的快修巧修方法
汽车硅整流交流发电机是由三相交流发电机与硅二极管整流器两大部分组成，与电压调节器、蓄电池配合构成了汽车的供电电路。
3.1 交流发电机
车用发电机有交、直流之分，但前者性能优越，已取代了后者。
车用交流发电机以硅整流二极管为整流器件，故也称为硅整流交流发电机。3.1.1 交流发电机的类型
车用硅整流交流发电机，按其结构与工作原理的不同，可分为旋转磁场式交流发电机和固定磁场式交流发电机。
1．旋转磁场式交流发电机
旋转磁场式交流发电机（以下简称交流发电机）的磁场绕组安装在转子上，发电机工作时由转子形成旋转的磁场。它结构简单，工作可靠，应用十分广泛，大部分车型均采用这类发电机。
2．固定磁场式交流发电机
固定磁场式交流发电机是将磁场绕组与定子绕组一起安装在定子上，或用星形支架将磁场绕组支撑在转子中间。它不需要电刷和滑环，因此也称为无刷交流发电机。由于其没有电刷和滑环，因此工作较可靠，寿命长，可以在风沙、灰尘较大的环境中工作，但它的充电转速高，主要用于高速汽车和赛车上。
车用交流发电机工作时，必须配有电压调节器，将发电机电压调节至规定值。调节器可以在外部与发电机连接，也可以安装在发电机内部，与发电机成为一个整体。内部装有电压调节器的发电机称为整体式交流发电机。3.1.2 旋转磁场式交流发电机
三相交流发电机用于产生三相交流电。它主要由转子、定子、端盖、电刷与电刷架、风扇及皮带轮组成。图3-1所示为硅整流交流发电机典型结构分解图。图3-1 硅整流交流发电机典型结构分解图
1．转子（1）作用。转子用来在发电机工作时建立磁场。它由爪形磁极、磁场绕组、滑环和转子轴组成。硅整流交流发电机转子的组成示意图及磁场电路简图如图3-2所示。图3-2 硅整流交流发电机转子的组成示意图及磁场电路简图（2）结构。两块由低碳钢制成的爪形磁极压装在转子轴上，每块爪形磁极上都具有6个鸟嘴形磁极。两块爪形磁极的中间装有磁场绕组。两个滑环压装在转子轴上，它们彼此绝缘并与轴绝缘，磁场绕组的两端分别焊接在两个滑环上。
2．定子（1）作用。硅整流发电机的定子也称为电枢，是产生三相交流电动势的部分。它用于在发电机工作时，与磁极磁杨相互作用产生感应电动势。（2）结构。定子由定子铁芯和三相定子绕组组成，固定在前后端盖之间，连接方式如图3-3所示。其中，图3-3（a）所示为定子绕组为星形连接方式，图3-3（b）所示为定子绕组为三角形连接方式。定子铁芯由内圆带槽的硅钢片叠成，在其槽内安放三相定子绕组。（3）连接方式。三相定子绕组可以按星形连接方式连接，即将三相的首端U1、V1、W1分别引出与整流器相连，而将三相绕组的尾端U2、V2、W2接在一起作为交流发电机的中性点，记作N，如图3-3（a）所示。捷达、红旗轿车发电机就采用这种连接方式，如图3-4所示。
三相定子绕组也可以按三角形连接方式连接，即将三相绕组的首端依次与相邻三相绕组尾端相接，如图3-3（b）所示。神龙富康轿车发电机就采种这种连接方式，如图3-5所示。（4）绕组展开图。为了使三相定子绕组中产生的感应电动势大小相等，相位上互差120°，在设计和安装时要使每相绕组中串联线圈的个数、每个线圈的匝数及每个线圈在铁芯内跨越的定子槽数相等。
图3-6所示是按星形连接的三相定子绕组的展开示意图。
3．端盖
端盖分前端盖（驱动端盖）和后端盖（整流端盖）。其作用是支撑转子并封闭内部构件，以便安装和调整。它们均由铝合金制成，中心有球轴承，外端有通风孔和3～4个组装螺孔。后端盖内装有电刷架。图3-3 三相定子绕组连接方式示意图图3-4 捷达、红旗轿车发电机连接方式图3-5 神龙富康轿车发电机连接方式图3-6 按星形连接的三相定子绕组的展开示意图
4．电刷与电刷架
电刷装在两个电刷架中，借助于弹簧的弹力使电刷与滑环保持着良好的接触。两只电刷的引出线分别与后端盖上的磁场（或“F”）和搭铁（或“−”）接线柱相连。
5．风扇及皮带轮
发电机前端外侧装有皮带轮。它由发电机通过皮带传动，皮带轮后面装有风扇，并在前后端盖开有通风口。当风扇随皮带轮一起转动时，空气便由后端盖通风口流入，经发电机内部从前端盖通风口流出，对发电机进行散热。3.1.3 固定磁场式交流发电机
固定磁场式交流发电机又称无刷交流发电机，它采用了与普通发电机不同的结构，取消了电刷和滑环，可以避免电刷和滑环可能出现的故障，提高了发电机工作的可靠性和使用寿命。无刷交流发电机分为感应子式和爪极式两种形式。
1．感应子式无刷交流发电机
感应子式无刷交流发电机的结构和工作原理如下。（1）结构。
感应子式交流发电机将磁场绕组和定子绕组都装在定子上。它由转子、定子、整流器等组成，如图3-7所示。
①转子。转子由凸齿状冲片铆成，通过前、后端盖支撑在定子中间。图3-7 感应子式交流发电机结构示意图
②定子。定子由内圆带槽的硅钢片叠成的铁芯、定子绕组和磁场绕组组成。定子铁芯开有12个小槽和4个大槽，4个大槽将12个小槽等分成4个部分。4个大槽中装4组磁场绕组，采用串联连接。12个小槽和4个大槽中装有定子绕组，它们由两根高强度漆包线并绕，16个定子绕组（12小、4大）串联连接。
③整流器。整流器由两个硅二极管组成单相全波整流电路，发电机工作时将定子绕组中产生的单相交流电整流为直流电。（2）工作原理。
当磁场绕组中有电流通过时，其周围产生磁场，使转子凸齿磁化，磁力线的方向与凸齿的极性如图3-7中箭头方向所示。转子的凸齿没有固定的极性，只与所处的位置有关。当凸齿处于图中右上角和左下角时为N极，而处于左上角和右下角时为S极。
当发电机工作时，转子不断地旋转，凸齿的极性及定子绕组周围的磁场不断变化，则会使定子绕组中感应出大小和方向不断变化的感应电动势。电动势的方向总是与磁场变化的方向相反，按电动势相加的原则将定子绕组串联起来，经单相全波整流，即可转变为直流电。
2．爪极式无刷交流发电机
爪极式无刷交流发电机与普通交流发电机结构相似，但它的磁场绕组松套在转子轴上，并通过星形支架支撑在定子铁芯上，其工作原理与普通交流发电机相同，如图3-8所示。图3-8 爪极式无刷交流发电机结构及原理示意图
3.2 硅二极管整流器
整流器用来将三相定子绕组中产生的交流电整流为直流电。硅整流器主要由硅二极管和安装二极管的元件板组成。元件板还具有散热作用。3.2.1 硅整流二极管的外形及符号
汽车发电机用的硅整流二极管的外形及符号如图3-9所示。对于基本的6管整流器来说，它的3只管子压装在元件板上，另外3只管子压装在后端盖上。6管整流器的安装方法示意图如图3-10所示。图3-9 汽车发电机用的硅整流二极管的外形及符号
硅整流二极管的中心引线和外壳分别作为两个电极。硅整流二极管分为正极二极管与负极二极管两种。
1．正极二极管
二极管的中心引线为正极，管壳为负极，管壳上的型号用红色字或用红色绝缘物填充于引线周围，如图3-9（a）所示。
2．负极二极管
二极管的中心引线为负极，管壳为正极，引线周围用绿色或黑色绝缘物填充，或在管壳上用黑字标明型号，如图3-9（b）所示。图3-10 6管整流器的安装方法示意图3.2.2 硅二极管整流器类型
硅二极管组成的整流器主要有6管型（6只整流二极管，以下类推）、8管型、9管型及11管型。
1．硅二极管整流器为6管型
6管型是基本和常用的形式。它与交流发电机定子三相绕组之间的连接方式如图3-11所示，6只管子组成三相桥式整流电路。图3-11 基本的6管型整流器连接方式
2．硅二极管整流器为8管型
8管型是利用6只管子组成三相桥式整流电路，另外2只二极管作为发电机定子绕组的中性点二极管，主要是利用发电机中性点的电压，以提高输出功率。具体连接方法如图3-12（a）所示。
3．硅二极管整流器为9管型
9管型是利用6只管子组成三相桥式整流电路，另外3只整流二极管作为励磁二极管，专门用来提供励磁电流。具体连接方法如图3-12（b）所示。图3-12 三种硅整流器接线示意图
4．硅二极管整流器为11管型
11管型是利用6只管子组成三相桥式整流电路，另外2只二极管作为发电机定子绕组的中性点二极管，剩余3只二极管作为励磁二极管。具体连接方法如图3-12（c）所示。
3.3 硅整流交流发电机的工作原理
图3-13所示是一种基本的6管型硅整流发电机典型应用电路。图3-13 基本的6管型硅整流发电机典型应用电路3.3.1 硅整流发电机的发电过程
硅整流发电机的发电过程是先由他励建立电动势，再转入自励正常发电。
汽车发动机启动时，由于点火开关SA的闭合，铅酸蓄电池经调节器向励磁绕组（图3-13中的磁场绕组）提供励磁电流，进行他励建立电动势，使定子三相绕组中产生较高的感应电动势，立即突破硅二极管的阈值电压。于是，硅整流器就将三相交流电变为直流电，开始向励磁绕组供给励磁电流，转入正常的自励发电状态。
在他励阶段，由于硅二极管处于铅酸蓄电池的反向电压下而截止，铅酸蓄电池不可能向发电机内部放电，只能通过调节器提供励磁电流，故不会将发电机烧毁。3.3.2 三相交变电动势的产生
三相同步交流发电机是指转子的转速与旋转磁场的转速相同的（即同步转速）三相交流发电机。硅整流发电机中的三相交流发电机就属于这种，其工作原理简图如图3-14所示。图3-14 三相交流发电机工作原理简图
转子磁极的磁力线由N极出发，穿过转子与定子之间的空气间隙进入定子铁芯，然后再经过气隙回到相邻的S极，构成了磁回路。当转子旋转时，磁力线与定子绕组之间产生相对运动，三相绕组中便产生了交变电动势。其频率为
式中：p——交流发电机转子磁极对数；
n——交流发电机的转速。
上述汽车用交流发电机采用了爪形磁极，故在定子绕组表面沿圆周方向就形成了近似的、按正弦规律分布的磁感应强度，发电机工作时产生的是正弦电动势。又由于三相绕组在定子槽中是对称分布的，因此它们产生的三相电动势也是对称的，即各相电动势的大小相等，相位差互为120°电角度。由电工学理论可知，每相电动势的有效值为
式中：K——定子绕组的系数；
f——三相绕组发电机频率；
N——三相发电机每相绕组匝数；
φ——转子磁场强度。
将式（3-1）代入式（3-2）可得
就某一具体型号的交流发电机来说，其定子绕组的绕制方法、每相绕组的匝数和转子磁极的对数都是在制造时就确定的，即K、N、p均为定值。若令c＝0.074·K·N·p为发电机常数，便可得到交变电动势有效值的另一数学表达式，即
从式（3-4）可看出，使用中的交流发电机，其交变电动势的有效值仅取决于转速和转子的磁场强度，这也是三相同步交流发电机的电压变化规律。3.3.3 硅整流器的原理
硅整流器是利用硅二极管的单向导电特性将交流电变成直流电的，将基本6管硅整流发电机的电路进行简化，如图3-15所示。硅整流器的整流过程可用图3-16所示的波形来表示。图3-15 基本6管硅整流发电机简化电路
1．三相桥式整流电路工作特点
从图3-15中可以看出，三相桥式整流电路的工作原理如下。（1）由于3个正极管（VD1、VD3、VD5）的正极分别接在发电机三相绕组的首端，而其负极同接在元件板上，故这3个管子导通条件是，在某一瞬间，哪一相的电压最高（相对其他两相来说正值最大），则该相正极管就获得正偏电压而导通。（2）由于3个负极管（VD2、VD4、VD6）的负极也分别接在三相绕组的首图3-16 硅整流器整流过程波形端，而其正极同接在整流端盖上，故这3示意图个管子导通条件是，在某一瞬间，哪一相的电压最低（相对其他两相负值最大），则该相负极管就获得正偏电压而导通。（3）同时导通的管子有两个：正、负管子各一个，同时导通的两管子总是将发电机的线电压加到负载R两端。L
2．三相桥式整流电路整流过程
根据上述原理，三相桥式整流电路的整流过程可分为以下几个阶段。（1）t～t时间段。12
在t～t时间内，A相电压最高（见图3-16（a）），而B相电压最12低，故VD1与VD4处于正向电压下导通。电流通路为：
A相绕组→二极管VD1→负载R→二极管VD4→B相绕组。L
上述这一电流回路使负载R两端得到A、B两相间的线电压。L（2）t～t时间段。23
在t～t时间内，A相电压仍为最高，而C相电压最低，使VD1与23VD6导通，R两端得到A、C两相间的线电压。L（3）t～t时间段。34
在t～t时间内，B相电压最高，而C相电压仍最低，使VD3与34VD6导通，R两端得到B、C两相间的线电压。L
上述过程周而复始，使负载R两端得到一个比较平稳的脉动直L流电压，每个周期内有6个波形，如图3-16（b）所示。
发电机输出的直流电压（即负载R）两端的电压平均值为L
式中：U——以A、B相为例的线电压有效值；AB
U——相电压有效值。φ3.3.4 硅整流器的工作参数
汽车交流发电机中硅整流器的工作参数主要有以下几个方面。
1．整流电压值
经整流后的直流电压是硅整流发电机的直流输出电压，数值为三相交流电线电压的1.35倍，即
式中：U——三相交流电线电压；线
U——三相交流电相电压；相
U——硅整流器整流后的电压。
2．每个二极管一个周期导通的时间
每个二极管在一个周期内只导通1/3的时间，流过管子的正向电流也为负载电流的1/3。
3．每个二极管承受最高反向电压
每个二极管承受的最高反向工作电压等于线电压的最大值，即
式中：U——每个二极管承受的最高反向工作电压。Dmax
4．中性点直流电压
对交流发电机中性点接线柱N而言，其中性点直流电压U为三相N半波整流电压值，也就是直流输出电压值的一半，即
式中：U——中性点直流电压。N
必须注意的是，在三相桥式整流电路中，3个负极型整流二极管通常压装在后端盖上，另外3个正极型整流二极管压装在元件（散热）板上。正极型和负极型整流二极管的外形相同但极性相反，两类二极管是不能互换的。维修时必须注意到这一点，以免造成更大的损坏。
3.4 交流发电机的正确使用与维护
交流发电机的故障发生率与日常的使用与维护有很大的关系，正确地使用与维护交流发电机，不仅可以延长其使用寿命，也可以减小故障的发生率。3.4.1 维护与保养交流发电机应注意的问题
交流发电机组成的充电（供电）系统是汽车两组供电中的一组，对它的维护与保养，通常应注意以下几方面。（1）经常清除交流发电机外表的积污和尘土，保持清洁和通风道畅通，以利于发电机散热。（2）交流发电机传递皮带的张力应调整合适。如皮带过松，则易使皮带打滑而造成发电不足；如皮带过紧，则易损坏三角皮带和交流发电机轴承。用手在皮带正中处能按下10～12mm距离时为松紧程度合适。（3）交流发电机运行时，禁止作搭铁划火试验来检查其是否发电，否则二极管会因瞬间过载而损坏。（4）发电机的搭铁极性应与蓄电池的搭铁极性相一致，否则会烧坏交流发电机的整流二极管。（5）应经常保持发电机与调节器间的接线连接牢固，接触良好。如发现有锈蚀之处，应及时将锈蚀用砂纸打磨干净，导线氧化也应及时将其打磨干净。（6）在交流发电机工作时，不要随便拆卸电器的连接导线，否则容易发生短路现象，而人为地损坏二极管。（7）正确调整调节器，不允许将电压调节器的限额电压调得过高或过低。（8）当交流发电机停止工作后，应及时断开点火开关，以免蓄电池经发电机励磁绕组和调节器的磁化线圈放电。（9）对交流发电机进行整体绝缘检查或单独检查二极管时，绝对不允许使用摇表（兆欧表）或100V以上的交流电源，否则将会使发电机内的整流二极管击穿。（10）交流发电机工作750h，或汽车行驶3万千米以后，应对交流发电机进行维护与保养。主要应检查电刷和滑环的接触情况，清洗轴承并更换轴承内的润滑脂。新加的润滑脂应占整个轴承的2/3为宜，不可加注过多，以防溢出溅到滑环上影响交流发电机的正常工作。（11）当发现发电机不发电时，应及时找出故障原因，并加以排除，不宜作长时间运转。因为如果有1只二极管短路，发电机就不能发电，若继续运转势必会引起其他本来完好的二极管或定子三相绕组烧坏。这一点必须引起充分的注意。3.4.2 交流发电机的引脚识别方法
交流发电机引脚不多，常用到的为3个接线柱，各接线柱脚的作用可采用下述方法之一来识别。
1．字母识别法
国产交流发电机上一般只有3个接线柱，上面分别标有“＋”、“−”、“F”。其中，“＋”—电枢；“−”—接地；“F”—磁场接线柱。
2．线径粗细法
在汽车上交流发电机3个接线头的连接方法，一般情况下，磁场接线头和调节器磁场接线头颜色一致；交流发电机电枢接线头和来自电流表的接线头颜色一致。其中，最粗的是电枢接线头；最细的是磁场接线头；不粗不细的是接地接线头。
3．划火判断法
划火判断法有两种判断方式。（1）先找电枢划火法。
先用眼睛直观找出直径最粗的接线柱，这就是电枢接线柱。剩下的两接线柱可用划火法来进行判断。
用蓄电池火线对剩下的接线柱进行划火，当刮得的火花呈现很强的白色，且有“啪”的响声时，则该接柱为接地接线柱；当刮得的火花呈小火花，且为蓝白色时，则该接柱为磁场接线柱。（2）对机壳和电枢划火法。
采用这种方法时，先断开点火开关，然后将3个接线头分别与机壳划火，有火者为电枢接线头。
再进一步将另外两个线头分别与电枢线头接柱划火，有火者为接地线头接柱；无火者则为磁场线头接柱。
4．万用表测阻法
将万用表拨至R×1挡，用两根表笔分别去测量各接线柱和机壳之间的电阻，然后再将两表笔对调位置进行测量，若两次测量中电阻均为0，则所测脚为接地接线柱；若两次测量中电阻均在5～6Ω（12V电系车型）或19.5～22Ω（24V电系车型）之间，则所测脚为磁场接线柱；若两次测量中，一次电阻为40～50Ω，另一次为10000Ω，则所测脚为电枢接线柱。
这种判断方法对于分辨不清字迹、安装位置隐蔽、线径也不易辨别的发电机最适用，尤其是在一些进口车型的所标字迹看不懂的情况下，均可采用此法来区分上述3个引线脚。测量时，测得的电阻值有可能与上述值有些差异，但其识别和电阻的变化规律基本相同。3.4.3 不解体判断交流发电机好坏的方法
交流发电机由转子、定子、整流器、端盖、皮带轮等组成。其中任一部件或元件异常均会导致发电机工作不良。由于发电机的拆卸和安装相当麻烦，故在分解发电机之前，一定要确认其确有故障后，方可解体进一步查找故障原因。确诊发电机是否有问题的方法通常有以下几种。
1．手动判断法（1）用一直流电源（6～12V）给发电机磁场绕组励磁（即将电源的负极接地，正极接发电机磁场接线柱）；并将电压表正、负表笔分别接到发电机电枢接线柱与地线间。（2）用手尽量高速转动发电机皮带轮并观察电压表。正常的发电机电压应达到3～5V（12V电系车型）或5～8V（24V电系车型）。（3）用1m左右的尼龙绳绕在皮带轮上，将发电机夹持在台虎钳上，用力拉动绳索使发电机旋转，空载电压可达10～12V（12V电系车型）或20V以上（24V电系车型）。（4）如果检查结果符合上述规律，说明发电机正常，问题出在其他电路；反之则说明发电机本身确有问题，应解体进一步查找原因。
2．万用表测压判断法（1）先检查调整发电机皮带的张力，然后拆下发电机各接线柱上的导线，另用一根导线将发电机电枢（“＋”）和磁场（“F”）两接线柱连接起来。（2）用万用表检测发电机的输出电压。其方法是将万用表拨至直流电压挡（0～50V），红表笔接发电机电枢（“＋”）接线柱，黑表笔接外壳，即搭铁。（3）启动发动机，并用从发电机电枢（“＋”）接线柱上拆下的那根火线碰一下磁场接线柱，即对发电机进行励磁，几秒后将该线移开，开始缓缓地提高发动机转速。（4）观察万用表上所指示的电压值。若该电压值会随发电机的转速升高而逐渐增大，则说明被测发电机工作基本正常，问题出在其他部分。若万用表指针不动（无电压值），则说明发电机未发电，其内部可能有元件或部件不良，应进一步解体检查。
3．试灯判断法（1）在发动机熄火状态，接通点火开关，用直流试灯的一端接“F”（磁场）接线柱，另一端接外壳。如试灯亮，则说明发电机励磁电路良好；如试灯不亮，则说明调节器有问题。拆下“＋”（电枢）接线柱头后启动发动机，使其以稍高于怠速的转速运转，再用试灯的一端触外壳，另一端触“＋”接柱。灯不亮或为暗红光，则说明交流发电机内部有问题。（2）也可以将“＋”与“F”接线柱上的线头都拆下，接上试灯后启动发动机并慢慢提高转速，观察试灯。如果试灯灯光随发动机转速升高也增强，则为调节器有问题；如果试灯一直发红或光度无明显的变化，则为交流发电机内部有故障。例如，个别二极管损坏和定子绕组某相松脱、短路等，应进一步解体检查。
4．就车测压、测流判断法（1）空载试验。
就车作空载检测的操作方法与步骤如下。
①停机。拆下蓄电池上的负极搭铁线，从交流发电机的电枢（标有“＋”或“A”记号）接线柱上拆下接线，用一只量程为0～40A的直流电流表串接在拆下的接线端头与电枢接线柱之间。再将一只量程为0～20V（对12V电系车型而言）的直流电压表的“＋”接线柱连接在发电机电枢接线柱上，电压表的“−”接线柱接在发动机机体上（即搭铁）。
②关断汽车上的所有用电器的开关。
③接上蓄电池的负极搭铁线，启动发动机，使发动机转速由怠速提高到略高于1300r/min（对于国产解放及丰田K系列车型略高于1000r/min即可，对于一般进口汽车此转速可提高到2000r/min）下运转，此时电压值应在13.8～14.8V（丰田K系列为14V）范围内，电流表读数以小于10A为佳。（2）满载试验。
在上述空载检测的基础上，保持发动机转速，接通汽车上主要用电器，例如，照明灯、信号灯、暖风电机（注意不要按扬声器），此时电压值应为13.8～14.8V（丰田K系列为14V），电流表读数应大于额定电流值，如丰田RT系列的电流应大于30A，丰田RH、5R系列的电流应大于20A，丰田K系列的电流应大于19A。
如果符合上述规律，则所测发电机工作基本正常，否则说明其内部有故障，应进一步解体检查。
5．不解体试验台测速检测法
如果有条件，可把交流发电机从车上拆下来，装到试验台上进行空载和满载试验。通过测定发电机在空载和满载状态下产生额定电压时的最低转速，可准确判断发电机的工作是否正常。检测连接电路如图3-17所示，把发电机固定在试验台上，使其由高速电动机驱动，并接好电压表和电流表，再准备一只转速表。具体检测方法如下。图3-17 测速检测法连接电路（1）空载转速的测量。
将开关SA1闭合，启动调速电动机并逐渐提高转速，记下达到额定电压时的发电机转速。此转速即为发电机空载转速，其值应符合表3-1的规定值。若不符合，则说明发电机有问题。（2）满载转速的测量。
当空载检测正常后再加载检测，具体方法是，合上开关SA2，在提高发电机转速的同时减小负载电阻，记下发电机输出电压和电流均达到额定值时的转速。此转速为满载转速，其值也应符合表3-1的规定。否则说明该发电机的有关性能不好，需对发电机进行解体检查。表3-1 国产硅整流发电机规格、性能及主要技术参数
6．万用表就车测阻检测法
在发电机不从车上拆下的情况下，用万用表测量发电机各接线柱之间的正、反向电阻，也可初步判定发电机有无故障。具体方法是，将万用表拨至R×1挡，用两表笔分别去测量发电机磁场“F”与搭铁“−”、电枢“＋”与搭铁“−”及磁场“F”与电枢“＋”之间的正反向电阻值。正常情况下，发电机各接线柱之间的电阻值见表3-2。表3-2 硅整流发电机各接线柱之间的电阻值（1）如果测得“F”与“−”间的电阻值很大，可能是电刷与滑环间接触不良、励磁绕组与滑环的焊接头松脱、励磁绕组断路。若电阻值很小或为0，则为“F”接线柱搭铁、励磁绕组短路、滑环间短路、电刷套绝缘不良等。（2）如果测得“＋”与“−”或“＋”与“F”之间的正向电阻值很小时，可能是整流二极管有击穿短路故障。所测电阻接近规定值时，则为个别整流二极管发生了短路或断路。阻值为无穷大时，可能为二极管断路。
若测得正、反向电阻值很接近时，则可能是二极管的特性变差。
如果交流发电机有中性点接线柱“N”，也要对“N”接线柱进行检测。可继续用万用表R×1挡，测量“N”与“＋”、“N”与“−”之间的正、反向电阻值，其正常参考值见表3-3，由此可进一步判断故障所在处。
7．电压波形检测法
采用通用型示波器测量发电机输出的电压波形，然后根据波形的显示情况，可以准确而迅速地确定出故障的可能原因或损坏的元件。各种电压显示波形及可能损坏的元件分析如图3-18所示及表3-4中所列，供参考。表3-3 发电机中性点接线柱“N”与“＋”或“−”接线柱间测试结果分析图3-18 各种电压波形及故障原因分析表3-4 各种电压波形分析说明3.4.4 交流发电机的解体方法
经采用上述方法确认发电机有故障后，下一步就要对发电机本身进行拆卸（解体）了。
1．解体前的检查
交流发电机在解体前，可通过外观及必要的检测，初步判断出故障的可能部位，这样可“有的放矢”，会使检修速度加快。解体前的检查主要有以下几方面。（1）检查间隙。
手持皮带轮前后左右摆动，以判断前轴承轴向及径向的间隙是否变大。（2）检查阻力。
转动转子，检查轴承阻力、噪声，以及转子与定子之间有无摩擦噪声及异常响声。当发现阻力较大时，可拆除电刷再试，以确定阻力是来自于电刷还是来自于轴承。（3）检查转子轴是否弯曲。
转动转子轴，目测检查皮带轮的摆差（摆头）大小，以判断转子轴是否弯曲。（4）检查外观。
检查外壳、挂脚等处有无裂纹及损伤等。（5）检查整流电路。
将万用表（数字式）置于二极管挡或机械式万用表电阻挡，如图3-19所示，正表笔接发电机“E”端，负表笔接“B＋”或“D＋”，读数应小于1。如果读数为0或∞，说明整流器损坏；交换表笔，读数应为∞，否则也表明整流器损坏。（6）检查磁场电路。
将万用表置于R×1挡，正表笔接发电机“E”端（相关电路如图3-20所示），负表笔接“F”端（对换表笔也一样），其正常电阻应为3～5Ω。如果阻值为0，说明磁场绕组短路或搭铁；如果阻值为∞，则说明磁场绕组断路、电刷与滑环间接触不良。图3-19 检查整流电路示意图图3-20 检查磁场电路示意图
经采用上述方法检查后，如果是整流器、电刷、电刷架损坏，可在不解体的情况下更换整流器、电刷或电刷架。
2．交流发电机的解体
目前各种车型上使用的交流发电机的结构都有一定的差异，因此其拆卸（解体）顺序也不相同。下面介绍交流发电机的分解要点。（1）清除发电机外部的灰尘和油污，并在前后端盖和铁芯上作出装配记号。（2）拧下转子轴前端的固定螺母，拆下皮带轮和风扇。（3）拆下前端盖上的几个固定螺栓，用木锤轻轻敲击并拆下前端盖。（4）拆下后端盖轴承油封盖，拧下轴后端盖的固定螺母，使用专用工具将转子轴从后端盖上顶出。在取下转子总成时，注意不要让电刷弹簧从电刷架内弹出而丢失。（5）拆下定子三相绕组与整流二极管之间的连接导线。其方法通常是用电烙铁将某些焊点熔化。例如，有个别发电机定子绕组A、B、C的三端线是用焊锡焊接在二极管中心柱上，此时应用电烙铁将线端头焊下来。但应注意定子三相绕组首端三根引线所接的位置。（6）拆下整流元件板。元件板与后端盖之间的绝缘垫切勿拆坏或丢失。（7）拆下电刷和电刷架。拆卸时，要注意磁场接线柱上的绝缘套不要丢掉。
3.5 无刷硅整流发电机的性能判断
对无刷硅整流发电机的性能判断常见有测阻法与测速法两种方法。3.5.1 测阻判断无刷硅整流发电机性能的方法
测阻判断无刷硅整流发电机性能是在不解体的情况下进行的，可采用万用表测量无刷硅整流发电机各接线柱之间的电阻值，以此来初步判断发电机是否有断路或开路故障。表3-5中列出了WSF系列无刷硅整流交流发电机的实测电阻正常值，供检测时对比参考。表中的字母F为磁场接线柱、B＋为电枢接线柱、E为搭铁接线柱、N为中性点接线柱。表3-5 WSF系列无刷硅整流发电机的实测电阻正常值
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]