汽车电器与电子》实验指导书

实验一发电机的拆装及检测

一、实验目的

1．掌握硅整流交流发电机的拆装顺序，正确使用拆装工具。

2．掌握交流发电机各部件及总成的检测方法。

二、实验设备、器材及工量具

交流发电机1台；常用拆装工具l套；台虎钳l台；专用拉器1个；万用表1台。三、实验原理

1．交流发电机的结构

交流发电机的结构如图2-5所示，主要由定子总成、转子总成、端盖、电刷与电刷架、风扇、带轮、整流器组成。

图2-5 交流发电机结构图

1-电刷弹簧压盖 2-电刷 3-电刷架 4-后端盖 5-硅二极管 6-散热板

7-转子总成 8-定子总成 9-前端盖 10-风扇 11-三角皮带轮

2．技术标准及要求

（1）常见交流发电机各接线柱间的阻值见表2-4。

（2）电刷长度也叫电刷高度，应不低于原尺寸1/2，否则应更换。

（3）转子绕组阻值，一般12V系统为3.5~6Ω，24 V系统为15~21Ω。

（4）定子绕组阻值小于1Ω，且各相平衡。

（5）整流二极管正向电阻为8~10Ω，反向电阻在10000Ω以上。

表2-4 常见交流发电机各接线柱间的阻值

硅整流交流发电机型号“F”与“E”间

（Ω）

“B”与“E”间（Ω）“N”与“E或B”间（Ω）

正向反向正向反向

注：指针式万用表型号不同，测得“B”与搭铁之间的阻值不同。

四、实验步骤及操作要点

1．交流发电机的不解体检测

（1）外部观察和转动检查

①检查交流发电机各接线柱有无松动。

②将传动带拆下，并将发电机各接线柱上的导线拆下。用手转动发动机转子，检查转动是否灵活自如，是否有异响和卡滞现象。

（2）使用数字式万用表测量交流发电机各接线柱之间的电阻值

①测量交流发电机F接线柱与E接线柱之间的电阻值，万用表红、黑笔分别接F接线柱和E接线柱，其阻位应符合标准要求。测量时，用手转动发动机转子，观察电阻值的变化情况。若转动转子时电阻值偏大，则可能是电刷与滑环接触不良、电刷弹簧弹力过小，电刷磨损过短或电刷接线柱松动等原因造成的。

②测量交流发电机B接线柱和E（发电机外壳）接线柱之间的正反向电阻值。

测量正向电阻值：红笔接B接线柱，黑笔接E（发电机外壳）接线柱；测量反向电阻值：红笔接E（发电机外壳）接线柱，黑笔接B接线柱。

用上述方法，测量B、N接线柱之间的正反向电阻以及E、N接线柱之间的正反向电阻，电阻值应符合标准要求。（常见交流发电机各接线柱间的阻值如表2-4所示。）2．发电机的拆卸

（1）拆下电刷架紧固螺钉，取下电刷架总成（含电刷），如图2-6所示。

（2）在前后端盖上做记号，用扳手拆下连接前后端盖的拉紧螺栓，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，如图2-7所示。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。

（3）将转子夹紧在台虎钳上，如图2-8所示。拆下带轮紧固螺母后，可依次取下带轮、风扇、半圆键、定位套。

图2-6 拆电刷架紧固螺钉图2-7 拆连接前后端盖的拉紧螺栓

图2-8 夹紧台虎钳图2-9 前端盖与转子分离（4）将前端盖与转子分离，如图2-9所示，若该部件装配过紧，可用专用拉器拉开，或用木锤轻敲，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。

（6）拆防护罩，拆掉后端盖上的3个螺钉，即可将防护罩取下，如图2-10所示。

（7）拆下定子上4个接线端（三相绕组3个首端及一个中性点）在散热板上的连接螺母，使定子与后端盖分离，如图2-11所示。

图2-10 拆防护罩图2-11 拆连接螺母

（8）拆下后端盖上紧固整流器总成的螺钉，如图2-12所示，取下整流器总成。

（9）零部件的清洗：对机械部分可用汽油或清洗液清洗，对电气部分（如绕组、散热板及封闭轴承等）宜用干净的棉纱擦拭，去除表面尘土、脏污。

图2-12 拆螺钉

3．交流发电机解体检验

发电机拆卸后检测转子、定子的电阻值及绝缘电阻，既可以使用指针式万用表测量，也可以使用数字式万用表测量。对于线圈电阻的测量，为了取得较准确的数值，建议用数字式万用表。

（1）检查转子

①转子绕组（磁场绕组）断路与短路检查：将两支笔分别触在集电环上，其电阻值应符合技术标准。若阻值为∞，说明断路；若阻值过小，说明短路。一般12V发电机转子绕组电阻约为3.5-6Ω，而24V发电机转子绕组电阻约为15-21Ω。

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；正常应为∞。

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0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0.025毫米，厚度不小于1.5毫米。

（2）检查定子

①定子绕组断路与短路检查：用数字式万用表电阻最大挡检测定子绕组3个接线端，两两相测，正常时阻值应小于1Ω且相等。若阻值为∞，说明断路；过小（近似等于零）则说明短路。

②定子绕组搭铁检查：即检查定子绕组与定子铁芯间的绝缘状况。用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，应为∞，否则说明有搭铁故障。

（3）检测二极管

将万用表的两测试棒接于二极管的两极测其电阻，再反接测一次，若电阻值一大（10k Ω）一小（8~10Ω），差异很大，说明二极管良好。若两次测量阻值均为∞，则为断路；若两次测得阻值均为0，则为短路。使用数字万用表测量时，质量良好的二极管正向电压一般为500

~700 m V，反向电阻为几百千欧。

对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管损坏，则需更换该二极管所在的正或负整流板总成；若为压装结构，则只需更换故障二极管即可。

4．将检测合格的各部件装复

装复前，先在轴承内填充润滑脂，填充量约为轴承空间的1/3，然后按与拆卸相反的顺序组装交流发电机。

（1）将整流器装到后端盖上，打上3颗固定螺栓，整流器即被固定在后端盖上。

应注意绝缘垫片不能漏装。装好后用万用表测量“B”接线柱与端盖间的电阻应为∞，测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻均为∞。若上述电阻较小或为零，则表明漏装了绝缘垫片或套管，应拆开重装。

（2）将定子总成与后端盖装合，将定子绕组上的4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。

（3）将前端盖装到转子轴上，先将前端盖上的轴承加注润滑油脂后装入轴承盖并紧固好，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、定子绕组装到转子轴上，应注意使前后端盖上发电机安装挂角位置适当（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，应调整螺钉的拧紧力矩。

（5）装配风扇、带轮，在转子轴上套上定位套片，拧紧带轮紧固螺母。

（6）安装后端盖上的防护罩。

（7）安装电刷架总成。

（8）检验装配质量，使用万用表检测各接线柱与外壳间的电阻值，是否符合参数要求，否则应该拆卸重新安装。

五、注意事项

1．用台虎钳夹持转子爪形磁极时，必须注意不使磁爪受损变形。

2．发电机拆装应按照正确的步骤进行，拆下的零件应按顺序放好，装复完成后必须检验装配质量。

实验二起动机的拆装及检修

一、实验目的

1．掌握起动机的拆装方法和顺序，正确使用拆装工具。

2．了解起动机各零部件的技术要求，掌握各零部件的测试方法。

二、实验设备、器材及工量具

常用拆装工具一套；游标卡尺，千分表；起动机，电枢检验仪，220V交流校灯。

三、实验原理

1．起动机的结构

起动机是起动系统的核心部件。起动机由直流串励电动机、传动机构和控制装置三大部分组成。起动机总成如图2-13所示。

图2-13 起动机的组成

1-电磁开关 2-触点 3-蓄电池接线柱 4-动触点 5-前端盖 6-电刷弹簧

7-换向器 8-电刷 9-机壳 10-磁极 11-电枢 12-磁场绕组 13-导向环

14-止推环 15-单向离合器 16-电枢轴 17-驱动齿轮 18-传动机构

19-制动盘 20-啮合弹簧 21-拨叉 22-活动铁心 23-复位弹簧 24-电磁开关2．技术标准及要求

（1）电枢轴径向圆跳动不大于0.10-0.15毫米，轴颈外径与衬套内径配合间隙应为0.035-0.077毫米，最大不超过0.15毫米。电枢的轴向窜动量一般为0.15-0.18毫米。

（2）换向器与电枢轴的同轴度不大于0.03毫米，换向片高出云母片0.40-0.80毫米。

（3）电刷磨损后的高度不应小于新电刷高度的一半，一般不小于10毫米；电刷与换向器的接触面不低于80%；用弹簧秤测量电刷弹簧的压力，其数值一般为11.76-14.7N。

四、实验步骤及操作要点

1．起动机的解体

（1）清除外部尘污和油垢。

（2）旋出防尘盖螺钉，拆下防尘盖，用铁丝钩提起电刷弹簧，将电刷取出。拆下电枢上止推圈处的卡簧，如图2-14所示。

（3）用扳手旋出两紧固穿心螺栓，取下前端盖，抽出电枢，如图2-15所示。

图2-14 拆下防尘盖及卡簧图2-15 拆下前端盖及电枢（4）拆下电磁开关主接线柱与电动机接线柱间的导电片；旋出后端盖上的电磁开关紧固螺钉，使电磁开关后端盖与中间壳体分离，如图2-16所示。

（5）从后端盖上旋下中间紧固螺钉，取下中间支承板，旋出拨叉轴销螺栓，抽出拨叉，取出离合器，如图2-17所示。

图2-16 分离电磁开关后端盖图2-17 取出离合器（6）解体后，清洗擦拭各零件。金属零件用煤油或汽油清洗，绝缘零件用布或浸汽油的布擦拭。

2．电枢的检修

主要是检查电枢绕组有无断路、搭铁和短路故障，以及电枢轴是否弯曲。

（1）电枢轴

①用游标卡尺检测轴颈外径与衬套内径，配合间隙应为0.035-0.077毫米，最大不超过0.15毫米，间隙过大应更换衬套并重新铰配。

②用百分表检测电枢轴弯曲度，电枢轴径向圆跳动不应超过0.10-0.15毫米，否则应予以校正，如图2-18所示。

（2）换向器

①检查换向器表面有无烧蚀，轻微烧蚀用00号砂纸打磨，严重时应车削。

②换向器与电枢轴的同轴度不大于0.03毫米，否则在车床上修整。

③换向片高出云母片0.40-0.80毫米，否则应更换。

图2-18 检测电枢轴径向圆跳动图2-19 电枢绕组搭铁检查（3）电枢绕组

①电枢绕组搭铁的检查

如图2-19所示，万用表的两触针分别搭在换向器和铁芯（或电枢轴）上，其电阻应为∞，否则为搭铁故障；也可用万用表和220V交流试灯进行检查，两只表笔分别连接电枢铁芯与换向片，万用表应不导通（试灯应不发亮），如万用表导通或试灯发亮，说明电枢绕组搭铁，需要更换电枢总成。

②电枢绕组短路的检查

如图2-20所示，先把电枢放在电枢检验仪的“U”型铁芯上，再将一块薄钢片（如锯条）放在电枢上方的线槽上，然后接通检验仪电源，并缓慢转动电枢一周，薄钢片应不振动，若薄钢片振动，表明电枢绕组有短路故障。

当换向器有一处短路时，钢片将在四个槽上出现振动现象。当同一个线槽内的上、下两层线圈短路时，钢片将在所有槽上出现振动现象。当短路发生在换向器片之间时，可用钢丝刷清除换向片间的铜粉即可排除。当短路发生在电枢线圈之间时，只能更换电枢总成。

③电枢绕组断路的检查

先检视电枢绕组的导线是否甩出或脱焊，再用万用表两触针分别依次与两相邻换向器铜片接触，所测电阻值应一样，如果读数不一样，则说明断路。发现断路时，可用200W/220V 电烙铁焊接修复。

电枢绕组有严重搭铁、短路或断路时，应更换电枢总成。

3．磁场绕组的检修

（1）磁场绕组搭铁的检查

如图2-21所示，用万用表检查，两只表笔分别连接磁场绕组引线端头和起动机壳体，万用表应不导通（即阻值应为无穷大），否则为搭铁故障；也可用220V的交流试灯检测，试灯发亮说明磁场线圈绝缘损坏而搭铁，需要更换磁场线圈。

图2-20 电枢绕组短路检查图2-21 磁场绕组搭铁检查

（2）磁场绕组断路的检查：

也可用万用表或220V交流试灯进行检查，两只表笔分别连接磁场绕组引线端头和正电刷，试灯应当发亮或万用表指示的阻值应当接近于零。如试灯不亮（或阻值为无穷大），说明磁场绕组断路。

（3）磁场绕组短路的检查：如图2-22所示，用蓄电池12V直流电源正极接起动机接线柱，负极接绝缘电刷，将起子放在每个磁极上，检查磁极对起子的吸力，应相同；若某磁极吸力弱，则为匝间短路。（各磁极均无吸力为断路。）

磁场绕组有严重搭铁、短路或断路时，应更换新品。

4．电刷组件的检修

（1）电刷外观检查：电刷在架内活动自如，无卡滞，不歪斜。

（2）电刷磨损检查：用直尺测量电刷高度，电刷磨损后的高度应不小于电刷原高度的一半，一般不小于10毫米；目测电刷与换向器的接触面积，应不低于80%。

（3）电刷架的检查：如图2-23所示，用万用表测量绝缘电刷架和后盖间的电阻，应为无穷大，否则说明绝缘体损坏；用万用表测量搭铁电刷架和后盖间的电阻，应为零，否则说明电刷架松动，搭铁接触不良。

图2-22 磁场绕组短路检查图2-23 电刷架检查

（4）电刷弹簧检查：用弹簧秤检查弹簧的弹力，应与规定相符（11.76-14.7N），如出现故障，视情况予以修理或更换。

5．单向离合器的检查

（a）（b）

图2-24 单向离合器检查

1-电枢 2、4-驱动齿轮 3、5-单向离合器外座圈

（1）如图2-24a所示，将单向离合器及驱动齿轮总成装到电枢轴上，握住电枢，当转动单向离合器外座圈时，驱动齿轮总成应能沿电枢轴自如滑动。

（2）如图2-24b所示，在确保驱动齿轮无损坏的情况下，握住外座圈，转动驱动齿轮，应能自由转动，反转时不应转动，否则就有故障，应更换单向离合器。

6．起动机的装复

按分解的相反顺序装复起动机。

（1）将中间支承板、单向离合器、止推环依次装到电枢轴上，安装好卡簧，再将止推环推到卡簧处，与卡簧靠紧。

（2）使拨叉与单向离合器的拨叉环配合，将电枢轴插人后端盖滑动轴承中，拧紧中间支承板的紧固螺钉，同时装好拨叉销轴。

（3）使外壳与后端盖的装配标记对准，安装外壳和前端盖，穿入两穿心螺栓并旋紧。

（4）将绝缘电刷、搭铁电刷装入对应的电刷架中，装好防护罩。

（5）将电磁开关的活动铁心与拨叉连接，装好回位弹簧，将电磁开关固定到后端盖上，连接主接线柱与电动机正极间的导电片。

电枢与磁极铁芯之间的间隙一般为0.82~1.80毫米，且转动灵活；电枢的轴向窜动量一般为0.15~0.18毫米。电刷在电刷架中不得有卡滞现象；电刷与换向器贴合面应事先磨出相应的弧面，以保证有足够的接触面积。

五、注意事项

1．起动机零部件较重，拆装和测试时要防止打滑跌落。

2．电枢短路检测器和专用试灯的电压较高，使用时要注意防止发生触电事故。

3．经汽油清洗过的零部件，须晾干后再装复。

实验三发动机集中控制系统的组成及工作过程演示实验

一、实验内容：典型发动机集中控制系统的结构及电路试验

二、实验目的：了解典型车型燃油喷射系统、点火控制系统、怠速控制系统、排放控制系统及进气控制系统的组成和在车上的布置，掌握燃油喷射系统、点火控制系统、怠速控制系统、排放控制系统及进气控制系统的结构原理。

三、实验仪器和设备：切诺基电控发动机，或者丰田凌志LS400发动机。

四、实验步骤及内容：

1．切诺基电控发动机

（1）燃油喷射系统（D型EFI）

1）空气供给系统：空气滤清器、进气总管、节气门体、进气歧管、进气门。

2）燃油供给系统：燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、燃油压力调节器、回油管。

3）电控系统：进气歧管绝对压力传感器、曲轴位置传感器、同步信号传感器、节气门位置传感器、水温传感器、进气温度传感器、ECU、喷油器。

（2）点火系统：传感器、ECU、点火线圈

（3）怠速控制系统：步进电机式。

（4）排放控制系统：活性炭罐蒸发污染控制。

2．丰田凌志LS400发动机

（1）燃油喷射系统（L型EFI）

1）空气供给系统：空气滤清器、进气总管、节气门体、副节气门、主节气门、进气歧管、进气门。

2）燃油供给系统：燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、燃油分配管、燃油压力调节器、回油管。

3）电控系统：卡门涡流式空气流量计（光学式卡门涡流检测方式）、发动机转速传感器、1号、2号凸轮轴位置传感器、主、副节气门位置传感器、水温传感器、进气温度传感器、氧传感器、ECU、喷油器。

（2）点火系统：传感器（除了上述传感器外，还有爆燃传感器）、ECU、点火模块、点火线圈。

（3）怠速控制系统：步进电机式。

（4）排放控制系统：三元催化转换器。

五、实验报告要求

完成实验报告。

实验四用万用表诊断发动机电控系统故障

一、实验内容：使用万用表检测典型发动机集中控制系统电路

二、实验目的：掌握使用数字万用表和燃油压力表检测传感器电路和执行器电路的基本方法。掌握检查典型车型传感器和执行器的方法。

三、实验仪器和设备：切诺基电控发动机或时代超人发动机、数字万用表、手动真空泵、测试探针，燃油压力表。

四、实验步骤及内容：

1．传感器及其电路检测

（1）进气歧管绝对压力传感器电路

1）在线检测

a、接通点火开关，用数字万用表和探针检测进气歧管绝对压力传感器参考电压端子应有5V电压。

b、数字万用表和探针检测进气歧管绝对压力传感器信号输出端子应由4～5V

电压，拔下进气歧管绝对压力传感器真空管，连接手动真空泵，信号电压应随真空泵压力的降低而降低，具体数值见下表

2）电路检查

a、用数字万用表检测进气歧管绝对压力传感器参考电压端子与ECU的5V 参考电压端子之间的导线的导通情况。

b、用数字万用表检测进气歧管绝对压力传感器信号端子与ECU的进气歧管绝对压力传感器信号端子的导线的导通情况。

（2）节气门位置传感器电路

1）在线检查

a、接通点火开关，用数字万用表和探针检测节气门位置传感器参考电压端子，应有5V参考电压。

b、用数字万用表和探针检测节气门位置传感器信号输出端子应有0.7～

1.0V的电压，将节气门逐渐开大，信号电压应该逐渐升高，且连续变化。节气门全开时应达到3.5～4.5V。

2）电路检测

a、用数字万用表检测节气门位置传感器参考电压端子与ECU的5V参考电压端子之间的导线的导通情况。

b、用数字万用表检测节气门位置传感器信号端子与ECU的节气门位置传感器信号端子之间的导线的导通情况。

c、用数字万用表检测节气门位置传感器搭铁端子与ECU的搭铁端子之间的导线得到通情况。

3）部件检测

a、拔下节气门位置传感器导线插接器，用数字万用表检测节气门位置传感器参考电压端子与搭铁端子之间的电阻，在20oC时应为3.7～3.9Ω之间。

b、用数字万用表检测节气门位置传感器信号端子与搭铁端子之间的电阻，当节气门全开时，电阻应为0.7～0kΩ（20oC）,逐渐打开节气门电阻应该逐渐变大，当节气门全开时，为3.1～3.3kΩ（20oC）。

2．执行器及其电路检测

（1）喷油器电路

1）在线检测

接通点火开关，用数字万用表检测喷油器电源端子与搭铁之间的电压，应有蓄电池电压，如果不起动发动机，该电压只应维持2s。

2）电路检测

a、用数字万用表检测喷油器电源端子与自动切断继电器之间的导线的导通情况。

b、用数字万用表分别检测喷油器控制端子与ECU的喷油器控制端子之间的导线的导通情况。

3）部件检测

拔下喷油器线束插接器，用数字万用表检测喷油器电阻，电阻值应为14～16Ω。

3．燃油压力检测实验

（1）泄压：拔下燃油泵继电器，反复起动发动机。

（2）连接燃油压力表

（3）进行燃油压力检测（包括静态压力、怠速压力、工作压力、残余压力保持能力）

（4）拆下燃油压力表。

五、实验报告要求

完成实验报告。

（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）

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