《汽车电器与电⼦技术》第2版课后习题答案1-5章，孙仁云版
《汽车电器与电⼦技术》第2版课后习题答案
2020.04
第⼀章绪论
1-1 简述汽车电器与电⼦控制系统的分类和特点。
汽车电器与电⼦控制系统可分为电器装置和电⼦控制系统两⼤部分。
汽车电器装置主要由供电系统、⽤电设备、检测装置和配电装置四部分组成。
汽车电⼦控制系统分为发动机控制系统、底盘控制系统和车⾝控制系统三个部分。
特点：
1)低压
汽油车多采⽤12V，主要优点是安全性好。
2)直流
主要从蓄电池的充电来考虑。
3)单线制
单线制即从电源到⽤电设备使⽤⼀根导线连接，⽽另⼀根导线则⽤汽车车体或发动机机体的
⾦属部分代替。单线制可节省导线，使线路简化、清晰，便于安装与检修。
4)负极搭铁
将蓄电池的负极与车体相连接，称为负极搭铁。
第⼆章汽车供电系统
1.汽车⽤蓄电池的功⽤有哪些？其主要功⽤是什么？对汽车⽤蓄电池有何要求？
答：功⽤有（1）起动发动机时向起动机和点⽕系统提供电能。
（2）在发动机不⼯作或电压低时（发动机停转或怠速时）向⽤电设备供电。
（3）⽤电设备过多，超过发电机容量时补充供电。
（4）蓄电池电能不⾜时可将发电机电能储存起来。
（5）具有稳定电源系统电压的作⽤。
其主要功⽤是：（1）起动发动机时向起动机和点⽕系统提供电能。
要求：容量⼤、内阻⼩，以保证蓄电池具有⾜够的起动能⼒。
2.铅酸蓄电池的主要组成部件及其功⽤是什么？
答：组成部件：1极板与极板组、2隔板、3电解液、4外壳5蓄电池技术状态指⽰器
功⽤：同上
3.什么是蓄电池的额定容量和储备容量？
答：额定容量C20：是指完全充⾜电的蓄电池，在电解液的温度为250C时，以20h放电率（If=0.05C）连续放电，当单格电压降⾄1.75V（12V蓄电池降⾄10.5±0.05V，6V蓄电池降⾄5.25±0.02V），蓄电池输出的电量。
储备容量Cm：是指完全充⾜电的蓄电池，在电解液的温度为250C时，以25A电流连续放电，当单格电压降⾄1.75V所持续的时间，其单位为min.。
4.为什么⼯业⽤硫酸和普通⽔不能⽤蓄电池？
答: 普通⽔不是纯净的.⾥⾯有许多可溶盐和矿物质，这些物质对蓄电池有害.会影响蓄电池的寿命.⼯业硫酸也不是纯净的.有许多其它的成份，对蓄电池有害.纯净的硫酸是⽆⾊的.
5.汽车交流发电机的功⽤是什么？由哪⼏部分组成？各起什么作⽤？
答：功⽤：（在⼯作时）向除起动机以外的所有电⽓设备提供电能，并向蓄电池充电，补充消耗的电能。
组成：转⼦、定⼦、整流器和端盖
作⽤：转⼦：产⽣励磁磁场。
定⼦：产⽣三相交流电动势。
整流器：将交流电变换成直流电。
6.蓄电池的电动势如何建⽴？充电和放电是蓄电池极板及电解液有何变化？什么为充电和放电？
答：蓄电池的电动势由正负极板浸⼊电解液后产⽣的。当极板浸⼊电解液时，负极板有少量的铅融⼊电解液⽣成两价铅离⼦PB2+，并在极板上留下两个电⼦2E使极板带负电，正极板为PB4+形成电动势。
将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。正极板上的PBO2和负极板的PB都逐步转变我PBSO4，电解液中的硫酸逐渐减少⽽⽔分逐渐增多，使电解液相对密度逐渐减⼩。
将电能转换成蓄电池的化学能的过程称为充电过程。充电过程中，正负极板上的PBSO4将逐渐转变为PBO2和PB，电解液中硫酸成分逐渐增多，⽔逐渐减少，电解液相对密度逐渐增⼤。
7.蓄电池的使⽤及维护？
答：
使⽤:（1）正确使⽤起动机。每次不得超过3到5秒，
（2）定期补充充电。
（3）蓄电池在汽车上必须固定牢靠，防⽌汽车⾏驶时震动受损。
（4）新蓄电池⾸次使⽤之前，需要合理选择电解液相对密度。
维护:（1）检查蓄电池外壳表⾯有⽆电解液漏出和渗出，擦去电池盖上的电解液。
（2）检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与极柱的连接是否紧固。
（3）经常性的清除蓄电池上的灰尘，清除极柱和导线接头上的氧化物。
（4）检查加液孔盖或螺塞上的通⽓孔是否畅通。
（5）定期检查并调整电解液的密度及液⾯⾼度。
8.何谓交流发电机的输出特性，空载特性和外特性？
答：输出特性：⼜称负载特性或输出电流特性。它是指发电机向负载供电时，保持发电机输出电压恒定。
空载特性：是指发电机空载时，发电机的端电压U与转速n之间的函数关系。
外特征：是指发电机转速⼀定时，发电机的端电压U与输出电流之间的关系，即n为某⼀定值是U的函数关系。
9.电⼦调节器如何对交流发电机进⾏电压调节？
当发电机转速变化时，要保持发电机电压恒定，必须相应改变磁极磁通。磁通量多少取决于磁场电流的⼤⼩，在发电机转速变化时，只要⾃动调节磁场电流，就能使发电机电压保持恒定，原理就是通过调节磁场电流使磁极磁通改变来使发电机输出电压保持恒定。
10.交流发电机整流器作⽤？怎么样将交流电变成直流电？
汽车⽤蓄电池为直流电源，考虑到发电机停转时，车⽤的各种电器必须能正常⼯作，⽤电设备均选⽤⽀流供电⽅式，这就要求交流发电机最终能提供直流电势。
⼆极管具有单向导电特性，即当给⼆极管加上正向电压时，⼆极管导通，呈现低阻状态；当给⼆极管加上反向电压时，⼆极管
截⽌，呈现⾼阻状态，利⽤⼆极管的单向导电特性，便可把交流电变为直流电。
11.简述电⼦式电压调节器的基本原理。
要保持发电机电压稳定在某⼀定值不变，在发电机转速变化和⽤电电流变化的情况下，只能相应地改变发电机的磁通。这是调节器的⼯作原理。
对于电⼦式调节器，当发电机端电压达到调节电压值时，稳压管导通，控制⼤功率V2截⽌，切断了发电机的磁场电路，磁场绕组中⽆电流流过，发电机的端电压下降。当发电机端电压降⾄略低于调节电压值时，稳压管3重新⼜截⽌，⼤功率V2⼜导通，接通磁场电路，发电机端电压⼜升⾼。如此反复。
12.汽车电源系统在使⽤及维护应注意些什么？
答：
1) 汽车交流发电机均为负极搭铁，蓄电池搭铁极性必须与发电机⼀致。
2) 发电机运转时，不能短接交流发电机的BE端⼦来检查发电机是否发电。
3) ⼀旦发现发电机不发电或充电电流很⼩时，就应及时出原因并出原因并排除故障。
4) 当整流器的六只整流⼆极管与定⼦绕组连接时，禁⽌使⽤220V交流电源检查发电机的绝缘情况。
5) 调节器与交流发电机的搭铁形式，电压等级必须⼀致。
6) 交流发电机的功率不得超过调节器所能匹配的功率。
7) 汽车⾏驶时应断开点⽕开关，以免蓄电池长时间向磁场绕组放电。
第三章起动机
1：起动机⼀般由哪⼏部分组成？各部分的作⽤是什么？
答：1）.直流串励式电动机：
将蓄电池的电能转换成机械能的装置，产⽣转矩。
2）.传动机构：
按⼯作要求，完成驱动齿轮与飞轮齿环的配合⼯作。
（起动时使驱动齿轮啮⼊飞轮齿环，起动后⾃动脱离，避免起动机的电枢飞散。）
3）.控制装置：
控制电路接通与闭合，控制驱动齿轮与飞轮的啮合与分离。
2.直流电动机的基本组成是什么？⼯作过程如何？
答：机壳、磁极、电枢、换向器、电刷等
⼯作过程：
3.串励式直流电动机负载变化时是如何⾃动调节转矩的？
①负载↓→轴上阻⼒矩↓→电枢转矩↑→E反↑→Is↓→电磁转矩↓→直⾄电磁转矩减⾄与阻⼒矩相等→电机拖动负载以较⾼转速平稳运转。
②负载↑→轴上阻⼒矩↑→电枢转速↓→E反↓→Is↑→电磁转矩↑→直⾄电磁转矩升⾄与阻⼒矩相等→电机拖动负载以较低转速平稳运转。
国产电动汽车
4.汽车起动机为什么要采⽤直流串励式电动机？
答：1）在电枢电流相同的情况下，串励电动机⽐并励电动机的电磁转矩⼤，在起动的瞬间，由于发动机的阻⼒矩很⼤，起动机处于完全制动的情况下，起动时转速为零，反电动势为零，这时的电枢电流特别⼤，产⽣最⼤转矩，从⽽使发动机容易起动，所以汽车上⼴泛采⽤串励式电动机。
2）由于直流串励式电动机具有软的机械特性，当重载时→转速低，轻载时→转速⾼。对发动机的起动⼗分有利，符合发动机的起动要求。因为重载时转速低，可使起动安全可靠。（起动时，发动机不转，起动机产⽣⼤转矩，当发动机转动时，转矩相应
要求⼩，转速迅速上升）。4
答：起动时：
5.
①转矩特性（转矩特性是指电动机的电磁转矩随电枢电流变化的关系，注明：由于串励式直流电动机的磁场绕组与电枢绕组串联，故电枢电流与励磁电流相等。）
②机械特性（电动机转速随转矩⽽变化的关系，成为机械特性。注明：串励式直流电动机在轻载时转速很⾼，易造成电动机“飞车”事故。因此，对于，功率较⼤的串励直流电动机，不充许再轻载或空载下运⾏。）起动发动机所必须的功率，决定于发动机的最低起动转速和发动机的起动阻⼒矩。
6.起动机常见单向离合器有⼏种？各有什么特点？
答：滚柱式单向离合器、磨擦⽚式单向离合器、弹簧式单向离合器
特点：滚柱式：实现单⽅向传递能量、结构简单、坚固耐⽤、⼯作可靠，但传递较⼤转矩时，滚柱易变形卡死。
磨擦⽚式：1可传递较⼤扭矩；2、扭矩是可调的；3、结构复杂
弹簧式：1、结构简单，成本低，使⽤寿命长；2、轴向尺⼨较⼤，⼀般只⽤在功率较⼤的发动机上。
7.减速式起动机有哪⼏种类型？各有什么特点？
答：1）内啮合减速起动机2）外啮合减速起动机3）⾏星齿轮减速起动机
特点：内啮合减速起动机：结构简单，⾼速时有振动，产⽣噪声。(国产汽车QD124)
外啮合减速起动机：啮合紧密，通过改变齿轮的传动⽐，可实现较⼤的转矩，结构稍⼤。（外国车丰⽥等采⽤）
⾏星齿轮减速起动机：机械构造复杂，⼯作稳定，噪声⼩。加⼯复杂(北京吉普)
9.减速式起动机有哪⼏种类型？各有什么特点？
1）内啮合减速式启动机特点：电动机为⼩型⾼速串励式直流电动机，在电枢轴端有主动齿轮，它与内啮合减速齿轮相啮合。内啮合齿轮与螺旋花键轴固连，螺旋花键上套有滚珠式单向离合器。
2）⾏星齿轮减速式起动机特点：在起动机中有6块永久磁铁，⽤弹性保持⽚固定于机壳内。传动机构为滚柱式单向离合器。减速装置为⾏星齿轮减速装置，它以电枢轴齿轮为太阳轮，另有3个⾏星齿轮及⼀个固定内齿圈。太阳轮压装在电枢轴上与3个⾏星齿轮同时啮合。3个⾏星齿轮的轴压装在⼀个圆盘上，该圆盘与驱动齿轮轴制成⼀体，驱动齿轮轴⼀端制有螺旋花键，与单向离合器的传动套筒内的螺旋花键配合。内齿圈有塑料铸塑⽽成，三个⾏星齿轮在其上滚动，内齿圈的外缘制有定位⽤的槽，以便嵌放在后端盖上。启动继电器有两对触电，⼀对触电控制吸引线圈和保持线圈的电路，另⼀对触电⽤于启动时短路点⽕系统⼀次电路中的附加电阻，以增⼤⼀次电流，改善启动性能。起动机不⼯作时，启动继电器的两对触点均处于打开状态。
3）外啮合减速式起动机特点：起动机由电磁开关、结构紧凑的⾼速电动机、减速齿轮、⼩齿轮和启动离合器部件构成。减速齿轮将电动机转速减⾄原来的1/3或1/4，然后再传⾄⼩齿轮。电磁开关的可动铁⼼直
接推动⼩齿轮，使其与齿圈啮合。与同样尺⼨的和质量的常规式起动机相⽐，这种起动机可以产⽣更⼤的转矩。
第四章点⽕系统
1：汽油发动机对点⽕系统的基本要求是什么？
答：（1）能产⽣击穿⽕花塞间隙的电压；
（2）⽕花要具备⾜够⼤的能量；
（3）点⽕时刻随发动机的⼯作情况⾃动调整。
4-2.传统点⽕系统的基本组成部件有哪些?其各部分的作⽤是什么?
答：组成：由电源、点⽕开关、点⽕线圈、分电器、⽕花塞等组成。
作⽤：（1）电源——提供点⽕所需电能。
包括：蓄电池、发电机、点⽕开关。蓄电池和发电机提供能量、点⽕开关（在点⽕位置）完成通断电路。
（2）点⽕线圈——产⽣15到20KV的⾼压电。
（3）分电器——由断电器、配电器、电容器和点⽕提前装置等组成。
断电器——按要求接通或断开点⽕线圈⼀次电路。
配电器——由分⽕头，旁电极等组成。将产⽣的⾼压电按⼯作顺序分别送到各缸⽕花塞。
电容器——与断电器的触点并联，减⼩⽕花，减⼩烧蚀，提⾼⼆次电压。
点⽕提前机构——随发动机转速、负荷、汽油⾟烷值的变化改变点⽕提前⾓。
（4）⽕花塞——将⾼压引⼊汽缸燃烧室，点燃混和⽓。
4-3、试述传统点⽕系统的⼯作原理、⼯作过程及⼯作特性。
⼯作原理：传统点⽕系统是利⽤电磁感应原理，把来⾃蓄电池或发电机的l2V低电压，经过点⽕线圈和断电器转变为l5～20kV 的⾼压电，由分电器按⼀定规律送⼊各缸⽕花塞，击穿其电极间隙⽽点燃混合⽓。
⼯作过程：发动机⼯作时，断电器凸轮在分电器轴的驱动下⽽旋转，交替将触点闭合或打开。断电器触点闭合时，⼀次线圈内有电流流过，并在线圈铁⼼中形成磁场。触点打开时，⼀次电流被切断，使磁场迅速消失。此时，在⼀次线圈和⼆次线圈中均产⽣感应电动势。由于⼆次线圈匝数多，可感应出⾼达15～20kV的⾼电压。该⾼电压击穿⽕花塞间隙，形成⽕花放电。
⼯作特性：点⽕系统的⼯作特性是指点⽕系统所能产⽣的最⼤⼆次电压U2max随发动机转速n 变化的规律，即
U2max=f（n）。⼆次电压的最⼤值U2max与⼀次断电电流I p成正⽐。当电源电压和点⽕线圈⼀定时，I p与触点的闭合时间t b 有关。⼆次电压的最⼤值将随发动机转速的升⾼⽽降低。这是因为⼀次电流是按指数规律增长的，当转速升⾼时，由于触点闭合时间缩短，⼀次电流来不及上升到较⼤数值，⽽使⼀次断电电流I p减⼩，⼆次电压最⼤值U2max降低。在发动机低转速范围，触点闭合的时间长，⼀次电流较⼤，触点开启的速率低，触点间容易形成较强的触点⽕花，造成点⽕能量损失和⼀次电流的下降速率减⼩，因⽽使U2max下降。转速越低，触点的⽕花就越强，U2max下降也越多；在发动机⾼转速范围，触点开闭的运动速率很⾼，触点容易形成动，造成触点的实际闭合时间⽐理论上更短，因⽽使点⽕线圈⼀次电流及最⾼⼆次电压⽐理论上的更低。
4-4.影响最⾼⼆次电压的因素有哪些？
答：1）发动机的转速2）发动机的⽓缸数3）⽕花塞积碳4）电容（⼀次和⼆次）5）触点间隙6）点⽕线圈的温度
5：点⽕线圈附加电阻起什么作⽤？点⽕线圈有⼏种类型？
答：点⽕线圈上的附加电阻是⼀只热变电阻，它的电阻值随着温度增⾼⽽增⼤。当发动机转速较低时，触点闭合的时间长，电流强度⼤，附加电阻的阻值增⼤，通过的电流减少，点⽕线圈就不会过热；⽽当发动机转速增⾼时，触点闭合时间短，通过的电流强度⼩，附加电阻的阻值减⼩，电流强度相对增⼤，保证了⾼转速下也能产⽣强的⽕花，它起到了改善点⽕的作⽤。（限制⼀次侧电流不致过⼤，避免点⽕线圈过热烧坏)
1）开磁路式点⽕线圈2）闭磁路式点⽕线圈
4-7.发动机转速与负荷变化时，传统分电器如何⾃动调整点⽕提前⾓？
答：分电器上装有随发动机转速和负荷的变化⽽⾃动改变点⽕提前⾓的离⼼式点⽕提前机构和真空式点⽕提前机构，离⼼式点⽕提前调节装置是在发动机转速变化时，⾃动改变断电器凸轮与分电器轴之间的相位关系，从⽽改变点⽕提前⾓的；真空式点⽕提前调节装置是在发动机负荷发⽣变化时，⾃动改变断电器触点与凸轮之间的相位关系，从⽽改变点⽕提前⾓的。
4-8、⽕花塞的电极间隙⼤⼩对点⽕性能有何影响？
若触点间隙增⼤，则触点闭合时，触点臂顶块向凸轮中⼼靠近，于是凸轮转动时，触点提前打开，触点闭合⾓减⼩，触点闭合时间减⼩，⼀次断电电流减⼩，从⽽使⼆次电压最⼤值减⼩；当触点减⼩时，触点闭合⾓度增⼤，⼀次电流增⼤，⼆次电压增⼤。
4-15、试述磁感应式、霍尔效应式、光电式信号发⽣器的组成、⼯作原理。