汽车维护与保养入门（5）
发动机电气系统维护保养
第一节 蓄电池维护保养
一、蓄电池的作用
汽车蓄电池俗称“电瓶”，是一种能将化学能转换为电能的装置，配备在车辆上，充当低压直流电源使用。蓄电池向用电设备供电时，可将化学能转换成电能；对蓄电池进行充电时，蓄电池又可将电能转换为化学能。
作用1：在发动机起动时，蓄电池向起动机提供强劲的起动电流、并向点火系统等主要用电设备供电。
作用2：发动机发动机不运行或低速运行时，蓄电池向各种用电设备（收音机、雨刷、点烟器、车灯、喇叭等）供电。
作用3：当用电设备过多，用电量超出汽车发电机的供电能力时，蓄电池协助发电机向各种用电设备供电。
作用4：蓄电池具有稳定电压的作用，蓄电池相当于一个大电容，可以吸收电路中瞬间的过电压，保护用电设备。
二、汽车蓄电池的结构与部件说明
目前轿车配备的蓄电池一般均为12V免维护型铅酸蓄电池。一般由电池极群组、电池电解液和电池外壳组成。如图5-1-1所示。
图5-1-1 汽车铅酸蓄电池结构
蓄电池的极群组由正、负极板和隔板组成。正极板上的活性物质为二氧化铅、负极板上的活性物质为纯铅，与蓄电池中的电解液产生化学反应，能实现化学能与电能的相互转化。隔板的作用是防止极板短路。隔板具备良好的绝缘性、耐酸性和抗氧化性能，隔板上有很多微孔，可以让电解液畅通无阻。
蓄电池内的电解液的作用是参与化学反应，进行能量转换。电解液是用纯硫酸和蒸馏水按照一定的比例配制而成的。
蓄电池外壳的作用是容纳极板和电解液，多采用硬橡胶或塑料制成。
三、汽车蓄电池维护保养项目
1.汽车蓄电池测试
汽车蓄电池利用化学作用产生电流并存储电能，汽车的起动机、点火线圈、车灯、喇叭等均由蓄电池供电。蓄电池本身由汽车发动机上的发电机充电。也可以在维修时将蓄电池从车辆上拆下，用充电机进行充电。以本田雅阁2.4L轿车为例，该车蓄电池检测方法如表5-1-1所示。
表5-1-1 本田雅阁轿车蓄电池测试方法
步骤 | 操作方法 | 规范值 |
1 | 准备好蓄电池检测仪（检测仪配有量程为0~18V的电压表，量程为0~100A和0~500A的安培表，一个0~300W的碳板变阻器）和一台12V蓄电池充电器（具备50A的快速充电能力和5A的慢速充电能力），如图5-1-2所示。 | |
2 | 目视检查蓄电池壳体是否有损坏、破裂或蓄电池端子发生松动，如果有，可更换蓄电池 | |
3 | 检查蓄电池的指示器，如果指示器指示示蓄电池液短缺，可撕下蓄电池扎带，拆下蓄电池盖，加入蒸馏水，然后重新装上蓄电池盖和扎带。如果指示器指示蓄电池电荷过低，则转入步骤4 | |
4 | 将蓄电池连接到蓄电池检测仪上，施加3倍于蓄电池额定电流时的负载，检测蓄电池负载容量 | 当负载施加施加达到15s时，蓄电池电压应保持在9.6V以上 |
5 | 如果测量的数值在6.5~9.6V之间，则将蓄电池连接至12V蓄电池充电器，以40A的初始标准充电量充电3min，在整个充电的3min内，查看蓄电池电压，如果电压高于15.5V，则说明蓄电池已经损坏，应予以更换 | 最高电压应低于15.5V |
6 | 如果检测的蓄电池负载容量低于6.5V，可将蓄电池连接到12V蓄电池充电器上，以5A的电流慢速充电，直至蓄电池指示器显示充满为止；然后再次测试负载能力，如果所测的电压在9.6V以上，说明蓄电池已经正常，可将蓄电池重新安装好；如果慢速充电后进行负载测试后的电压仍然低于6.5V，则说明蓄电池损坏，应予以更换 |
图5-1-2 本田蓄电池检测仪
2. 蓄电池电解液液面高度检查
汽车蓄电池的电解液高度应处于图5-1-3所示的上限和下限之间，如果很难确定液面高度，可以拆下蓄电池的一个通风孔孔塞进行查看。如果电解液液位高度过低，应添加蒸馏水；有些车辆的蓄电池可以通过蓄电池上的蓄电池指示器（图5-1-1中的密度计）查看液位和蓄电池状况，根据指示器的颜色判定液位和蓄电池状况是否正常。
图5-1-3蓄电池电解液液面高度和蓄电池状况检查
3.清理蓄电池电缆端子
如果维护保养过程中发现蓄电池电缆端子脏污，应及时按照图5-1-4所示用硬刷将端子上的污垢清理干净。
图5-1-4 清理蓄电池电缆端子
4.蓄电池故障后的应急起动
当车辆的蓄电池电量耗尽，需要跨接其他车辆的蓄电池应急起动时，应按照图5-1-5所示的跨接方法执行起动操作。
图5-1-5 使用外接蓄电池应急起动（路虎揽胜轿车）
5.蓄电池的端子断开和重新连接（以吉利帝豪轿车为例）
（1）蓄电池端子断开操作
车辆在维护保养时有时要断开蓄电池端子，要按照表5-1-2的操作步骤执行操作。
表5-1-2 吉利帝豪轿车蓄电池端子断开操作步骤
步骤 | 操作方法 |
1 | 关闭所有用电设备，确认车辆的点火开关设置在LOCK位置，如图5-1-6所示 |
2 | 按照图5-1-7所示，把蓄电池的负极电缆断开 |
3 | 断开蓄电池的正极电缆，如图5-1-8所示 |
图5-1-6 点火开关设置到LOCK位置
图5-1-7 断开蓄电池负极电缆
图5-1-8 断开蓄电池正极电缆
（2）蓄电池端子重新连接操作
表5-1-3 吉利帝豪轿车蓄电池端子重新连接操作步骤
步骤 | 操作方法 |
1 | 清洁蓄电池端子 |
2 | 对蓄电池进行测试，确认蓄电池性能良好 |
3 | 按照图5-1-9所示，首先把蓄电池的正极电缆连接到蓄电池，确认点火开关处于LOCK位置 |
4 | 按照图5-1-10所示，连接蓄电池的负极电缆 |
5 | 在蓄电池端子上涂抹多用途润滑脂，防止蓄电池端子发生腐蚀 |
6 | 将音响系统防盗代码输入并设置好电子时钟的时间 |
图5-1-9 连接蓄电池正极电缆
图5-1-10 连接蓄电池负极电缆
第二节 起动与充电系统维护
一、起动系统
1. 汽车起动系统的部件组成
汽车的起动系统主要由蓄电池、点火开关、起动继电器、起动机等部件组成。如图5-2-1所示。起动系统的作用就是通过起动机，将汽车蓄电池的电能转换为机械能，起动发动机运转。
图5-2-1 典型的汽车起动系统部件组成
2.起动机的检查与维护（以本田雅阁轿车为例）
起动机的部件组成和部件检测以雅阁2.4L轿车为例，参见图5-2-2和表5-2-1。
图5-2-2 雅阁2.4L轿车起动机部件组成
表5-2-1 雅阁2.4L轿车起动机检查与测试
步骤 | 操作方法 |
1 | 把起动机从车上拆下，按照图5-2-2将起动机分解 |
2 | 检查电枢表面是否有接触永久磁铁而造成的磨损或损坏，参见图5-2-3。如果发现有磨损，则必须更换电枢 |
3 | 参照图5-2-4所示，检查换向器表面，如果表面脏污或烧蚀，可用500号或600号砂纸修整打磨，把脏污或烧蚀去除 |
4 | 参照图5-2-5所示，测量换向器直径，如果超出维修极限，则更换电枢 |
5 | 参照图5-2-6所示，测量换向器振摆，如果超出维修极限 |
6 | 参照图5-2-7所示，检查云母层厚度（图5-2-7中的A），如果云母层过高（图5-2-7中的B），应使用钢锯将云母切至正确的厚度。换向器片之间的云母层（图5-2-7中的C）应彻底清除，切口不应过窄、过浅或呈V形断面（图5-2-7中的D） |
7 | 参照图5-2-8，检查换向器片之间电路的导通性。如果不导通，应予以更换 |
8 | 参照图5-2-9，用电枢测试仪检查电枢，把钢锯片放在电枢铁芯上，在铁芯转动时，如果锯片被吸到铁芯上或出现振动，说明电枢发生短路，应予以更换 |
9 | 参照图5-2-10，用欧姆表检查换向器与电枢铁芯之间是否导通，如果导通，应更换电枢；用欧姆表检查换向器与电枢轴之间是否导通，如果导通，应更换电枢 |
10 | 参照图5-2-11，测量起动机电刷长度，如果长度低于维修极限，应更换电刷架总成 |
11 | 参照图5-2-12，检查电刷A与电刷B之间是否存在导通，如果导通，应更换电刷架总成 |
12 | 参照图5-2-13，检查起动机行星齿轮和齿圈，如果发现磨损或损坏，应予以更换 |
图5-2-3 检查电枢表面
图5-2-4 用砂纸打磨换向器表面
图5-2-5 测量换向器直径
图5-2-6 测量换向器振摆
图5-2-7 检查云母厚度
图5-2-8 检查换向器片之间电路导通性
图5-2-9 用电枢测试仪检查电枢
图5-2-10 检测换向器与电枢铁芯和电枢轴之间的电阻
图5-2-11 测量起动机电刷长度
图5-2-12 测量电刷A和B之间的导通性
图5-2-13 检查行星齿轮和齿圈
3.起动机性能测试（表5-2-2）
表5-2-2 起动机测试操作步骤
步骤 | 操作方法 |
1 | 把起动机从车辆拆下 |
2 | 用虎钳把起动机牢固固定 |
3 | 按照图5-2-14所示，用电缆连接蓄电池（连接时间不要超过5s），用欧姆表检查端子B与起动机壳体之间是否导通，如果导通，说明起动机工作正常 |
4 | 按照图5-2-15所示，断开蓄电池连接，用欧姆表检查端子B与起动机壳体之间是否导通，如果不导通，说明起动机工作正常 |
5 | 按照图5-2-16所示，连接蓄电池和起动机，确认起动机转动，用电流表测量起动电流，应为80A或更低；如果测量值符合规范，则说明起动机工作正常 |
图5-2-14 连接蓄电池用欧姆表测量
图5-2-15断开蓄电池用欧姆表测量
图5-2-16 用电流表测量起动机起动电流
二、充电系统维护保养
1.充电系统部件组成
充电系统主要由点火开关、交流发电机（内装电压调节器）、充电指示灯、蓄电池等部件组成，发动机运转时，发动机传动皮带带动交流发动机运行，发电机发电后产生交流电，经过整流变为直流电后对蓄电池进行充电。以讴歌车系ZDX轿车为例，该车的充电系统部件组成参见图5-2-17。
图5-2-17 讴歌车系ZDX轿车充电系统组成
2.充电系统各个部件的作用
交流发电机
它是一种将机械能转变为电能，产生交流电的电机装置，交流发电机在汽车上使用时，产生的交流电用经过整流器整流，变成直流电后供蓄电池充电和车辆的用电设备使用。汽车上使用的交流发电机均配有电压调节器，在发电机转速产生变化时能自动调节发电机的输出电压并使其保持稳定。以本田雅阁轿车为例，该车发电机部件组成见图5-2-18。
图5-2-18 汽车发电机部件识别（本田雅阁轿车）
电压调节器
安装在汽车的交流发电机内，又称稳压器，其基本作用是：当发动机的转速在正常情况时，保持发电机输出电压在规范范围内。
充电指示灯
用来指示汽车充电系统的工作情况，指示灯点亮时，表示蓄电池的供电或充电系统有故障。
蓄电池
当汽车发动机停机或发电机不发电时，蓄电池负责向汽车的电气设备供电或起动发动机。
点火开关
点火开关用来起动发动机，使汽车的发电机发电。
3. 充电系统常见维护保养项目（以本田雅阁轿车为例）
（1）交流发电机维护检查（表5-2-3）
表5-2-3 交流发电机初步检查
步骤 | 检查项目 |
1 | 检查发电机驱动皮带。发电机是由发动机的传动皮带进行驱动的，如果传动皮带过松，会影响发电机的发电量；而皮带如果过紧，会导致发电机轴承过早损坏，因此发动机传动皮带必须保持合适的挠度，可使用皮带张紧力测试器来测试皮带张紧力是否符合规范，参见图5-2-19 |
2 | 检查发电机、调节器的线束连接是否牢固可靠 |
3 | 检查蓄电池的电缆和极柱是否正常 |
4 | 检查蓄电池有无充电不足或过充迹象 |
图5-2-19 用皮带张紧力测量器测量传动皮带张紧力
（2）交流发电机部件分解检查
将交流发电机部件分解后，可按照表5-2-4中的检查步骤执行检查
表5-2-4 交流发电机部件分解检查
步骤 | 检查项目 |
1 | 部件分解后，先把分解的部件清洁干净。通过使前、后轴承在转子轴上旋转的方法，检查轴承是否有噪声、晃动或转动不灵活，如果有上述情况，应更换轴承 |
2 | 目视检查定子和转子有无烧蚀的迹象，如果有，应予以更换 |
3 | 目视检查壳体是否有裂纹，如果有，应更换该部件 |
4 | 检查电刷长度，如果发现不符合规范范围，必须更换电刷 |
（3）充电系统测试
在发动机运行时，可以用蓄电池负载测量仪测量蓄电池电压来判断车辆的充电系统是否工作正常。充电测试的操作方法参见表5-2-5。
表5-2-5 充电测试操作步骤
步骤 | 操作方法 |
1 | 起动发动机运行10~15min，使发动机达到正常工作温度 |
2 | 关闭发动机 |
3 | 将点火开关设置到ACC状态，打开车辆的前照灯，将鼓风机转速设置到高速运行状态，保持1min以上，使车辆的蓄电池耗费一些电力 |
4 | 关闭前照灯和鼓风机，将点火开关设置到OFF状态 |
5 | 按照图5-2-20，连接测量线线夹 |
6 | 起动发动机，使发动机转速保持在高怠速状态（1200~1500rpm），读取蓄电池负载测量仪上测量值，如果车辆充电系统工作正常，读数应在13.5~15.5V之间 |
图5-2-20 充电测试
第三节 汽车点火系统维护保养
一、汽车点火系统的作用
汽车的点火系统的作用在发动机处于各种转速和负荷时，均能在恰当的时刻向发动机提供足够的电压，使火花塞能产生足以点燃气缸内混合气的火花，使发动机做功。
二、汽车点火系统的类型（表5-3-1）
表5-3-1 汽车点火系统的分类
分类方法 | 名称 | 说明 |
按点火能量的储存方式分类 | 电感储能式电子点火系统 | 也称电感放电式电子点火系统，即点火系统产生的电火花的能量以磁场的形式储存在点火线圈中。这种类型的点火系统在汽车中广泛采用 |
电容储能式电子点火系统 | 也称电容放电式电子点火系统，即点火系统产生的电火花的能量以电场的形式储存在储能电容器中。这种类型的点火系统在汽车中应用较少，主要应用于赛车上 | |
按信号发生器的原理分类 | 电磁感应式电子点火系统 | 一般是由分电器轴驱动的导磁转子转动，改变磁路磁阻，使感应线圈的磁通量发生变化而产生点火电压信号，丰田车系的很多车型就采用此类点火系统 |
霍尔效应式电子点火系统 | 一般是由分电器轴驱动的导磁转子转动，通过霍尔元件所通过的磁通量的变化而产生点火信号，德国大众车系广泛采用这种点火系统 | |
光电式电子点火系统 | 一般是由分电器轴驱动的遮光转子转动，通过遮挡和穿过发光二极管光线的变化使光敏三极管产生点火信号，日产车系很多车型采用过这种点火系统 | |
按点火初级电路的控制方式分类 | 传统点火系统 | 也称蓄电池点火系统，是由断电器的触点（俗称“白金”）来控制点火初级电路的接通和切断。这种点火系统结构简单，成本低廉，但工作可靠性差，故障率高，目前已经淘汰 |
电子点火系统 | 也称晶体管点火系统，是由晶体管来控制初级电路的接通和切断，工作可靠性高、体积小，点火时间精确，桑塔纳车型应用过这种点火系统，目前这种点火系统正在被计算机控制点火系统所取代 | |
计算机控制点火系统 | 也称微机（电脑）控制点火系统，由计算机（发动机电控单元）根据各个传感器的输入信号，结果运算和处理，来控制点火初级电路的接通和切断。这种点火系统可根据发动机的各种工况的变化来调整点火提前角，使发动机获得良好的动力性、经济性和排放性能。这种点火系统是目前最先进的点火系统，在现代新型轿车中应用最为广泛。 | |
按高压电的配电方式分类 | 机械配电点火系统 | 也称分电器点火系统，在传统点火系统和电子点火系统中曾经广泛应用 |
计算机配电点火系统 | 也称直接点火系统，这种点火系统将各个气缸的火花塞直接与点火线圈的次级绕组连接，在计算机控制下，各个次级绕组产生的高压电直接加到各个气缸的火花塞上，依照发动机点火顺序控制各个气缸的火花塞点火，目前生产的轿车均广泛采用 |
三、典型的计算机控制（发动机控制电脑）点火系统组成（图5-3-1）
图5-3-1 典型的计算机控制点火系统组成
四、点火系统维护保养项目
1.火花塞检查（以本田飞度轿车为例）
（1）准备好火花塞套筒扳手，火花塞套筒扳手如图5-3-2所示，是用来安装和拆卸汽车发动机火花塞的。使用时应将套筒正对火花塞，确认套筒与火花塞六角螺套嵌合牢固，再逐渐加力扭转。火花塞套筒扳手配有薄筒形扳头，筒身很长，可将整个火花塞套进，上端用手柄旋松或旋紧，使火花塞瓷质部分不受损伤。是拆装火花塞时必备的工具。
图5-3-2 火花塞套筒扳手
（2）用火花塞套筒扳手拆下火花塞。
（3）按照图5-3-3所示的检查项目，检查火花塞。
图5-3-3 火花塞检查项目
2.测量火花塞间隙（以飞度轿车为例）
飞度轿车的火花塞间隙规范值为1.2-1.3mm；如果测量后发现间隙不符合规范范围，应更换新的火花塞。如图5-3-4所示。
图5-3-4 测量飞度轿车发动机火花塞间隙
3.检查点火正时（以讴歌车系MDX轿车为例）
（1）准备好点火正时测试灯，如图5-3-5所示。点火正时测试灯是一种试验点火正时的工具，使用时正时灯的一端接在发动机第一气缸的高压线上，另一端接在火花塞上，起动发动机后，将正时灯凑近飞轮壳上的小圆孔，每次第一气缸点火时，正时灯发出的灯光正好照耀点火正时的记号。
图5-3-5 点火正时测试灯
（2）按照表5-3-2的操作步骤执行点火正时检查操作。
表5-3-2表3-1-2 ACUA（讴歌）MDX轿车点火正时检查操作步骤
步骤 | 操作方法 |
1 | 把故障诊断仪连接到故障诊断连接器上，参见图5-3-6 |
2 | 将点火开关设置到ON位置 |
3 | 检查是否有故障码，如果有，则先检查和维修故障码表示的故障 |
4 | 起动发动机，将发动机转速保持在3000rpm，变速器挡位设置到P或N挡，直至发动机冷却风扇开始转动，然后将发动机设置到怠速运行状态 |
5 | 用故障诊断仪跨接SCS（维修检查信号）线路 |
6 | 把点火正时测试灯连接到1号点火线圈线束上 |
7 | 将点火正时灯瞄准正时皮带罩上的指针，参见图5-3-7查看点火正时 |
8 | 点火正时应为上止点前（图5-3-7中的红色标记）10°±2° |
9 | 检查完毕后，拆下故障诊断仪和点火正时测试灯 |
图5-3-6讴歌RL轿车故障诊断连接器位置识别
图5-3-7 用点火正时灯检测点火正时
4.点火高压线的检查（以斯巴鲁翼豹轿车为例）
首先检查点火高压线是否受损、端子是否有变形、烧损或锈蚀，如果有，要更换新的点火高压线，如果点火高压线外观正常，则使用欧姆表测量点火高压线电阻，以IMPREZA（翼豹）轿车为例，该车点火高压线检测参见图5-3-8。
图5-3-8 翼豹轿车点火高压线电阻规范值