汽车供电系统：蓄电池、发电机及电压调节器

汽车的供电系由蓄电池、发电机及其电压调节器组成。

4.5.1.1 蓄电池

1.蓄电池的功用

①发动机起动时，向起动机和点火系统供电。

②发动机低速运转、发电机电压较低或不发电时，向用电设备供电，同时还向交流发电机励磁绕组供电。

③发动机中高速运转、发电机正常供电时，将发电机剩余电能转换为化学能储存起来。

④发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。

⑤稳定系统电压、保护电子设备。因为蓄电池相当于一只大容量电容器，所以不仅能够保持汽车电系的电压稳定，而且还能吸收电路中出现的瞬时电压，防止电子设备击穿损坏。

2.蓄电池的结构组成

蓄电池由6个单格电池串联而成，每个单格电池的电压约为2V，串联成12V以供用电设备使用。蓄电池的结构如图4-71所示，主要由极板、隔板、电解液、外壳、加液孔盖和正、负极桩等组成。

极板分为正极板和负极板两种。正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO₂），呈深棕色；负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈深灰色。

为了增大容量，将多片正、负极板分别并联，用汇流条焊接起来便分别组成正、负极板组。汇流条（横板）上连有极柱，各片间留有空隙。安装时各片正、负极板相互嵌合，中间插入隔板后装入蓄电池单格内，便形成单格电池。

图4-71 蓄电池的结构

为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池的正负极板应尽可能靠近。为了防止相邻正、负极板彼此接触而短路，正、负极板之间要用隔板隔开。

电解液由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。电解液密度一般在1.1～1.3g/cm³之间，充足电后，电解液密度一般在1.26～1.30g/cm³之间。

蓄电池的外壳用来盛放极板组和电解液。

各单格电池串联后，两端的正负极柱穿出电池盖，分别形成蓄电池的正负极桩。正极桩较粗，标有“+”号或涂红色；负极桩较细，标有“-”号或涂蓝色、绿色等。

4.5.1.2 交流发电机

1.发电机的作用

发电机是在发动机的驱动下，将机械能转变为电能的装置。发电机作为汽车的主要电源，主要作用如下：在发动机怠速以上转速运转时，为电气设备供电；给蓄电池充电。(www.xing528.com)

2.交流发电机的结构

交流发电机的总体结构如图4-72所示，主要由定子、转子、硅整流器、前后端盖、风扇、传动带轮、电刷和电刷架等组成。

转子的作用是形成发电机的磁场。它主要有两块爪极、励磁绕组、集电环组成。两个电刷装在与端盖绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与集电环保持接触。当发电机工作时，两电刷与直流电源连通，可为励磁绕组提供励磁电流并产生轴向磁通。

图4-72 国产JFZ1813Z型交流发电机的结构

1—后端盖 2—刷架 3—电刷 4—电刷弹簧压盖 5—硅二极管 6—散热板 7—转子 8—定子总成 9—前端盖 10—风扇 11—带轮

两个电刷装在与端盖绝缘的电刷架内，通过弹簧力使其与集电环保持接触。

定子又称电枢，用以产生交流电动势，它由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心槽内嵌入三相对称定子绕组。

整流器的作用是：将定子绕组产生的三相交流电转换为直流电；其次是阻止蓄电池电流向发电机倒流，避免烧坏电动机。整流器的硅二极管根据引线的极性不同分为正二极管和负二极管两种类型：引线为正极，外壳为负极的二极管称为正二极管；引线为负极，外壳为正极的二极管称为负二极管。

前后端盖均由铝合金压铸或用砂模铸造而成。因为铝合金为非导磁材料，可减少漏磁并具有轻便、散热性能好等优点。在后端盖上装有电刷组件，电刷组件包括电刷、电刷架和电刷弹簧等。

3.交流发电机的励磁方式

励磁方式就是产生磁场的方式。当转子通过电流时，转子就会产生磁场，转子产生的磁场的大小与流过的电流有关，流过转子的电流被称为励磁电流。发电机开始发电时，需由蓄电池供给励磁电流，此时为他励。当发电机达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由他励转变为自励。

4.5.1.3 电压调节器

1.作用

在交流发电机转速变化时，控制其电压保持恒定，防止电压过高而损坏用电设备，并避免对蓄电池过量充电。

2.类型

交流发电机调节器种类繁多、型式各异，按其总体结构可分为电磁振动式调节器和电子式调节器两大类。

1）电磁振动式电压调节器。电磁振动式电压调节器也称为机械式调节器或简称为触点式调节器。它是利用触点的开、闭作用，在发电机转速变化时，改变磁场电路的电阻，从而改变磁场电流和磁极磁通的方法维持发电机电压恒定，目前已很少使用。

2）电子电压调节器。电子电压调节器是利用晶体管的开关作用，控制发电机磁场电路的通、断，调节磁场电流和磁极磁通，在发电机转速变化时维持其端电压不变。