汽車充電系統(tǒng)的故障分析與診斷

白濱智

摘 要：主要敘述了典型汽車充電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理及故障的分析診斷和故障的排除方法。重點(diǎn)對(duì)汽車充電系統(tǒng)的主要核心部件發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、發(fā)電原理及故障分析診斷、維修方法進(jìn)行了著重?cái)⑹觥？梢杂糜谄嚲S修人員從事汽車充電系統(tǒng)故障的診斷和排除工作時(shí)的參考。

關(guān)鍵詞：汽車；充電系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)

汽車充電系統(tǒng)主要包括交流發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器、蓄電池、電流表或其他充電狀態(tài)指示裝置、鑰匙開關(guān)及導(dǎo)線連接等，其中，核心部件是發(fā)電機(jī)裝置。汽車充電系統(tǒng)的作用就是向汽車用電設(shè)備提供低壓直流電能，以保證汽車在行駛中和停車時(shí)的用電，因此，汽車充電系統(tǒng)的故障分析與診斷是極為重要的。

一、發(fā)電機(jī)的作用與構(gòu)成

1.發(fā)電機(jī)的作用及構(gòu)成

發(fā)電機(jī)作為汽車運(yùn)行中的主要電源，擔(dān)負(fù)著向啟動(dòng)系統(tǒng)之外所有用電設(shè)備供電的任務(wù)，并向蓄電池充電。汽車發(fā)電機(jī)目前大多采用交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)主要由三相同步交流發(fā)電機(jī)和二極管整流器組成，一般稱為硅整流交流發(fā)電機(jī)。汽車交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、整流器、前后端蓋、電刷和電刷架以及帶輪、風(fēng)扇等部件組成。

2.交流發(fā)電機(jī)工作原理

交流發(fā)電機(jī)的工作原理是：發(fā)電機(jī)的三相定子繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機(jī)的定子槽中，且匝數(shù)相等。三相繞組的末端連在一起，成星形聯(lián)結(jié)。當(dāng)磁場(chǎng)繞組接通直流電時(shí)，產(chǎn)生了磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子軸上的兩塊爪形磁極磁化，一塊為N極，一塊為S極。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁感線與定子繞組之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在定子繞組中就產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)槎ㄗ永@組是由三相繞組組成的，因而在三相繞組中產(chǎn)生頻率相同、幅值相等、相位互差120度的交流電動(dòng)勢(shì)。由于現(xiàn)代汽車的各種功能越來越完善，自動(dòng)化程度越來越高，導(dǎo)致用電設(shè)備的數(shù)量越來越多。因此，要求發(fā)電機(jī)應(yīng)有較大的輸出功率。

交流發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，若是使用得當(dāng)，不但可以減少故障，還可延長使用壽命。為此，要正確使用交流發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)檢修。下面我對(duì)汽車充電系統(tǒng)故障分析診斷和故障排除方法做一論述。

二、充電系統(tǒng)的初步診斷方法

1.汽車充電系統(tǒng)的初步診斷

首先，我們要對(duì)充電系統(tǒng)的各元件裝置及連接導(dǎo)線進(jìn)行外觀安裝情況、完好情況的檢查，對(duì)各導(dǎo)線及連接頭的連接完好情況進(jìn)行認(rèn)真的檢查，如，發(fā)電機(jī)的皮帶是否斷裂，是否皮帶過松，是否老化；發(fā)電機(jī)的皮帶輪是否存在缺損、變形等情況；發(fā)電機(jī)整體是否固定牢固，是否外殼處有破損；與充電系統(tǒng)有關(guān)的導(dǎo)線是否固定牢固，是否外殼有破損；充電系統(tǒng)有關(guān)的導(dǎo)線是否存在脫落或連接不牢情況，如檢查蓄電池的正負(fù)極柱是否連接松動(dòng)，是否柱頭上存在腐蝕，檢查發(fā)電機(jī)上的B+導(dǎo)線是否松動(dòng)，是否存在燒蝕現(xiàn)象，檢查發(fā)電機(jī)后端的各電線接頭是否脫落，是否存在虛連現(xiàn)象或存在燒蝕情況，細(xì)致進(jìn)行外觀目測(cè)和手動(dòng)檢查。

2.汽車充電系統(tǒng)的測(cè)量

當(dāng)檢查確認(rèn)正常之后，再用直流電壓表測(cè)量蓄電池的電壓值，正常情況應(yīng)在12V左右，然后，讓另一人打著車，并保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2000轉(zhuǎn)左右，再測(cè)蓄電池的電壓值情況，如果充電系統(tǒng)是正常發(fā)電，此時(shí)的電壓值應(yīng)在14V左右；如果此時(shí)的蓄電池電壓值仍為不著車時(shí)的12V左右的電壓值，則說明充電系統(tǒng)不發(fā)電，存在故障；如果此時(shí)測(cè)得的蓄電池電壓略高于不著車時(shí)的電壓值，說明充電系統(tǒng)存在發(fā)電量過低故障，或蓄電池存在潰電故障；如果此時(shí)測(cè)量的電壓值高于14.5V以上，說明充電系統(tǒng)存在發(fā)電量過大故障。

通過以上的測(cè)量診斷，能夠初步大概了解充電系統(tǒng)是否正常，是否存在故障及故障的類型與大概故障元件及故障范圍了。經(jīng)過以上的初步檢查，就會(huì)給以后的故障分析診斷與排除創(chuàng)造極好的條件，帶來巨大的便利，因此，我認(rèn)為，對(duì)汽車充電系統(tǒng)進(jìn)行故障檢查，不可忽略初步診斷與測(cè)量這一環(huán)節(jié)。

三、充電系統(tǒng)故障種類及原因分析

1.充電指示燈不熄滅

接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，儀表盤上的充電指示燈亮，但發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，充電指示燈不熄滅，或是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，充電指示燈亮起，這說明充電系統(tǒng)出現(xiàn)了不充電故障。故障原因?yàn)椋喊l(fā)電機(jī)故障，如定子繞組或磁場(chǎng)繞組有短路、斷路或搭鐵，磁場(chǎng)繞組有短路或搭鐵，發(fā)電機(jī)多個(gè)整流二極管斷路或短路等造成發(fā)電機(jī)不發(fā)電；調(diào)節(jié)器故障，調(diào)節(jié)器內(nèi)部電子元件有短路而使大功率開關(guān)三極管不能飽和導(dǎo)通或不導(dǎo)通，造成發(fā)電機(jī)不發(fā)電或電壓很低，而調(diào)節(jié)器內(nèi)部的短路則使充電指示燈亮起；發(fā)電機(jī)皮帶松弛，由于皮帶打滑，發(fā)電機(jī)不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速過低而不發(fā)電或發(fā)電過小。

2.充電指示燈不亮

接通點(diǎn)火開關(guān)直到發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，充電指示燈始終不亮。故障原因?yàn)椋喊l(fā)電機(jī)電刷與滑環(huán)之間接觸不良或發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組有斷路，使發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁磁場(chǎng)而不發(fā)電，同時(shí)充電指示燈也因其搭鐵不良而不亮。調(diào)節(jié)器內(nèi)部電子元件損壞而使三極管不導(dǎo)通或三極管本身斷路，也使發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁電流而不發(fā)電，同時(shí)充電指示燈因搭鐵不良而不亮。充電指示燈電路有斷路，如熔斷絲、充電指示燈、發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)接線柱到點(diǎn)火開關(guān)之間的線路連接等有問題。

3.發(fā)電機(jī)電壓過高

充電指示燈能正常亮起和熄滅，但汽車燈泡很容易燒壞，且易出現(xiàn)蓄電池溫度過高、電解液消耗過快等現(xiàn)象，這說明發(fā)電機(jī)電壓過高或失控而導(dǎo)致充電電流過大?；驕y(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓值，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出端電壓高于14.5伏。故障原因?yàn)椋喊l(fā)電機(jī)充電電流過大，一般是調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過高或調(diào)節(jié)器失效造成的。

4.交流發(fā)電機(jī)的使用注意

蓄電池搭鐵極性不能接錯(cuò)。國產(chǎn)交流發(fā)電機(jī)均為負(fù)極搭鐵，故蓄電池必須為負(fù)極搭鐵，否則會(huì)出現(xiàn)蓄電池經(jīng)發(fā)電機(jī)二極管大電流放電，將二極管迅速燒壞現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)燒壞調(diào)節(jié)器中的電子元件。在蓄電池更換或補(bǔ)充充電后，要格外注意。充電系統(tǒng)的導(dǎo)線連接要牢固可靠，以免在電路突然斷開時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)過電壓，而燒壞晶體管元件。在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，不可隨意拆動(dòng)電氣設(shè)備的連接導(dǎo)線，以防止連線搭鐵短路或因突然斷開而引起瞬時(shí)過電壓。

汽車充電系統(tǒng)是汽車中較重要的系統(tǒng)，汽車的充電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須時(shí)刻能夠工作在正常的狀態(tài)之中。一旦汽車充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，我們應(yīng)迅速地診斷出故障的原因，準(zhǔn)確地查找出故障點(diǎn)，徹底排除故障，使充電系統(tǒng)恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。