更新时间:2024-08-21 20:35
汽车充电系统由蓄电池、发电机、调节器及充电状态指示装置组成。发电机作为汽车运行中的主电源,担负着向起动系统之外所有用电设备供电和向蓄电池充电的任务。由于发电机是由发动机经传动带驱动旋转的,当发动机转速变化时,发电机输出电压是变化的。为满足汽车用电设备用电及向蓄电池充电的要求,充电系统设有电压调节器,电压调节器通过调节发电机的励磁电流,保持发电机在转速和负荷变化时输出电压稳定。充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况,指示蓄电池是处于充电还是处于放电状态。
汽车上的蓄电池不具备长期给电气系统供电的能力,所以需要不断充电。充电系统的作用有两个:一是为蓄电池充电;二是发动机工作时,向电气元件提供电量。现在被普遍采用的是交流充电系统。由于汽车需要的是直流电,所以,发电机所产生的交流电在输出前必须整流(转换成直流电)。
每次起动发动机时,由蓄电池供给起动系统和点火系统所需的全部电流。随着发动机转速升高,充电系统产生的电压可以超过蓄电池电压,此时,发电机可以给蓄电池充电。如果用电需求增加,发电机的输出电压低于蓄电池电压时,蓄电池就和发电机一起给电气系统供电。
充电系统由一个蓄电池和一个发电机构成。蓄电池必须有足够的能量去运行启动机和其他电力系统。发电机在发动机运行时工作,当蓄电池需要加大输出电流时向蓄电池充电。仪表板装有充电警告灯,它在发电机没有输出电能或者电能输出过低的情况下被点亮。
汽车采用整体式硅整流发电机,电压调节器组装在发电机内。发电机电枢绕组有星形接法和三角形接法两种形式,整流器采用6只二极管组成的三相桥式整流电路。发电机整流电路有8只二极管的,其中有两只二极管(与电枢绕组的中点相接)用于电枢绕组的单相谐波整流,以提高发电机的充电效率。
汽车的充电系统比较复杂,主要由蓄电池、交流发电机、调节器以及相关线路构成,有些车上还装有电源总开关或蓄电池继电器、充电指示灯及继电器、磁场继电器和电压表等。
1.发电机
汽车用发电机又称硅整流发电机,其结构形式多种多样。若调节器置于发电机内,则称整体式发电机;按整流二极管的多少来分,则有六管、八管、九管、十一管发电机;按励磁绕组搭铁方式不同,又分内搭铁式和外搭铁式两种。
2.调节器
调节器在结构上分触点振动式和电子式两种,电子式调节器包括晶体管式和集成电路式两种。当调节器置于发电机内部时,常称内装式调节器。若调节器除控制发电机电压外,还兼备控制充电指示灯、过电压保护、充电系统故障指示灯等功能,则称为多功能调节器。
3.充电状态指示装置
汽车充电系统的指示装置有充电指示灯、电流表或电压表,有的是电流表和指示灯共用。
1)蓄电池的搭铁极性必须与发电机搭铁极性相同。国产及进口交流发电机均为负极搭铁,蓄电池必须负极搭铁,否则蓄电池将通过二极管大电流放电,使二极管烧坏。
2)发电机运转时,不能用试火方法检查发电机是否发电,否则容易损坏二极管及其他电子元件。
3)若发现交流发电机不发电或充电电流较小时,应及时找出故障予以排除。如长期带故障运行,发电机可能出现严重故障或损坏。一个二极管短路,将会使其他二极管和定子绕组烧坏。
4)整流器的6 只二极管与定子绕组相连接时,绝对禁止用兆欧表(摇表)或220V交流电流检查发电机绝缘情况,否则将使二极管击穿而损坏。
5)发电机与蓄电池之间的导线连接要可靠,如突然断开,将会产生过电压,易损坏二极管或其他电子元件。
6)发动机熄火后,应将点火开关断开,否则蓄电池长期向磁场绕组放电,使磁场绕组过热而损坏。
7)调节器与交流发电机的搭铁形式必须一致。内搭铁型调节器只能与内搭铁型发电机配合使用,外搭铁型调节器只能与外搭铁型发电机配合使用。否则发电机无磁场电流而不能输出电压。
8)调节器与交流发电机的电压等级必须一致,否则充电系统不能正常工作。
(1)故障现象发动机以中速以上速度运转时,电流表指示不充电,充电指示灯不熄灭,电压表指示11V以下,运行中汽车上的蓄电池长期亏电。
如果该汽车没有电流表或电压表,仅有充电指示灯且指示灯属继电器控制时,应该用自备的30~50A车用电流表进行验证。测量时可将其串在总熔断器或易熔线插接处或硅整流发电机“电枢”、蓄电池正极接线柱上。
(2)原因分析
1)发电机传动带太松或粘油打滑。
2)发电机励磁线路不通。
3)发电机不能发电。
①硅二极管击穿、短路、断路。
②定子绕组断路或搭铁。
③电刷卡滞或与集电环接触不良。
④转子绕组断路、集电环与线头脱焊。
4)调节器的搭铁方式与发电机不配套。
(3)故障诊断
1)检查发电机传动带张紧度,清除油污。
2)清洁发电机各接线柱,检查导线是否松脱,检查线路熔断器是否烧断。
3)接通点火开关,用小铁器靠近发电机后轴承盖或传动带轮处,探测转子电磁吸力,若有明显吸力,说明励磁回路正常,故障在电枢回路;若无吸力或吸力微弱,说明励磁回路有断路、接触不良或局部短路。
4)若有明显吸力,说明励磁回路正常,可用试灯一端搭铁,另一端接触发电机“电枢”(B+)接线柱。若灯亮,表明蓄电池到发电机电枢接线柱连线通,不充电故障在发电机内的电枢回路上,即二极管、三相绕组、元件板等出现故障;若灯不亮,表明蓄电池到发电机“电枢”(B+)线路有故障,应用试灯逐段检查连线的断路点。
5)若无明显吸力,根据该发电机励磁绕组的内外搭铁方式,做“全励磁”试验,内搭铁式发电机可短接发电机“电枢”(B+)、“磁场” (F)接线柱,外搭铁式发电机可将“电枢”(B+)、“磁场”(F1)短接,同时将“F2”与“E”短接。
若在“全励磁”时,重新探测磁力,磁力变强,说明发电机内部励磁电路正常,故障是外励磁电路断路;若“全励磁”时磁力仍不增强,说明故障在发电机内部,应检查电刷、励磁绕组等。
6)外励磁电路故障的诊断,先检查发电机励磁电路熔断器有无烧断、接触不良,然后再用试灯依次检查外励磁连线和调节器、磁场继电器等有否断路或接触不良的地方。
(1)故障现象在蓄电池亏电的情况下,发动机各种转速时的充电电流都小:或者蓄电池经常存电不足,照明灯光暗淡,电喇叭声音小,起动运转缓慢无力。
(2)原因分析
1)充电线路接触不良,接触电阻大。
2)风扇传动带打滑,发电机转速过低。
3)个别二极管损坏。
5)发电机定子绕组连接不良,有短路或断路故障;转子绕组局部短路,转子与定子刮碰或气隙不当。
(3)故障诊断 步骤:若蓄电池存电足,调节器性能优良,蓄电池充电电流很小,甚至小到零均属正常。此时可按几下电,打开前照灯,如充电电流仍然很小,说明充电系统有充电电流过小故障。
1)检查传动带是否过松,传动带是否有油污打滑,清洁发电机接线柱,查看接线是否牢固。
2)拆下发电机电枢和磁场接线柱上的导线,用试灯的两根导线分别连接发电机电枢和磁场接线柱,起动发动机,逐步提高转速,查看试灯亮度。若试灯发红,且不随转速升高而增加亮度或亮度增加不明显,则为发电机内部故障,应拆检发电机;若试灯亮度能随转速增加而增强较大,则说明发电机良好,故障在调节器。调节器的检查方法可按发电机不充电故障所述方法检查。
在有条件的情况下,在发电机中速运转时先检查调节器的额定电流值和电压值,再进行故障判断则更为准确。
3)通过上述检查均良好,则应进行调节器限压值的检查调整,看限压值是否过低。
(1)故障现象
1)在蓄电池不亏电的情况下,电流表指示充电电流仍在10A以上。汽车白天行驶2~3h,电流表始终指示充电电流大于5A。
2)蓄电池的电解液消耗过快,经常需要添加。
3)照明灯泡经常烧毁。
4)点火线圈和发电机有过热现象。
(2)原因分析
1)电压调节器限压值调整过高。
2)发电机绝缘电刷或正电刷与元件板短路。
3)磁化线圈或温度补偿电阻烧断。
4)晶体管调节器的大功率晶体管集电结和发射结之间漏电过大,不能有效截止。
(3)故障诊断 拆下电压调节器“F”接线柱上的导线,起动发动机,观察是否充电;若不充电,则为晶体管调节器中大功率晶体管击穿,应更换;若充电电流仍然过大,拆下发电机“F1”接线柱上的导线,若还是过大,则为发电机“F1”接线柱搭铁;若不充电,则为“F1”接线柱与电压调节器“F”接线柱之间的导线搭铁。
(1)故障现象 发电机在怠速以上运转时,时而充电,时而不充电,电流表指针不断地摆动。
(2)原因分析
1)传动带打滑。
2)充电系统线路连接导线接触不良。
3)发电机转子或定子线圈有局部断路或短路故障;集电环脏污或电刷与集电环接触不良,电刷弹簧弹力太弱。
(3)故障诊断
1)首先排除传动带过松打滑和导线接触不良等影响因素。
2)拆检发电机,检查伐蒂娜及转子或定子线圈是否有局部断路或短路、滑环是否脏污、电刷与滑环之间接触是否良好。
(1)故障现象 发电机在运转过程中有不正常噪声。
(1)原因分析
1)传动带过紧过松。
2)发电机轴承损坏被卡住或松旷缺油,轴承钢球保护架脱落及轴承走外圆。
3)发电机转子与定子相碰,俗称“扫膛”。
4)电刷磨损过大,或电刷与集电环接触角度偏斜,电刷在电刷架内倾斜摆动。
5)发电机总装时部件不到位,使机体倾斜或发电机电枢轴弯曲。
6)发电机传动带盘与轴松旷,使传动带盘与散热片碰撞。
(3)诊断与排除
1)检查调整传动带的松紧度。
2)检视发电机传动带轮与发电机是否安装松旷。
3)用手触摸发电机外壳和轴承部位,是否烫手或有振动感,若烫手说明定子和转子相碰或轴承损坏。借助听诊器或螺钉旋具倾听发电机轴承部位,声音轻脆、不规则,说明轴承缺油或滚柱已损坏。
4)拆下电刷,检查其磨损和接触情况。
5)拆检发电机,检查其内部机件配合和润滑是否良好。如果发电机噪声细小而均匀,应检查硅二极管和磁场线圈是否短路或断路。