汽車交流發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的適應(yīng)性探討

王振波 崔津赫

摘 要：根據(jù)整車技術(shù)的環(huán)境要求，廠家越來越追尋汽車的舒適程度，要求發(fā)電機(jī)也進(jìn)行了改變和提升，同時(shí)也提出了汽車發(fā)電機(jī)的要求，根據(jù)這些要求進(jìn)行綜合，這篇文章先分析了交流發(fā)電機(jī)的各種特性、工作原理、電量平衡分析，后面再從發(fā)電機(jī)在整車的應(yīng)用中存在的問題討論，并給出相應(yīng)的策略。

關(guān)鍵詞：交流發(fā)電機(jī)：車齡的適應(yīng)性：汽車

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車發(fā)展也迅速，在追求質(zhì)量的同時(shí)汽車性能尤為重要，交流發(fā)電機(jī)現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用，交流發(fā)電機(jī)對(duì)車輛的適應(yīng)性分為兩面，一方面可以很好地適應(yīng)汽車，提升汽車的性能，另一方面在適應(yīng)的過程中存在一些問題，改善它們我們可以讓交流發(fā)電機(jī)在汽車中更好地適應(yīng)，更好地提高汽車的性能，更好地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 整車技術(shù)環(huán)境

目前汽車的增多導(dǎo)致交通擁擠，汽車在擁擠的道路上走走停停使得使用頻率增加，這就要求了發(fā)電機(jī)在低速情況下也能提供電力，再加上汽車的發(fā)展使得汽車?yán)镌黾恿艘恍┢渌臋C(jī)械設(shè)備，這導(dǎo)致了汽車留給發(fā)電機(jī)的位置越來越小，這也直接的迫使了發(fā)電機(jī)的改革與發(fā)展。再者，由于汽車線控技術(shù)的發(fā)展各種電力負(fù)載增大，還有空間減少使得發(fā)電機(jī)高密度化，再電力負(fù)載增加，使得輸出的功率加大。然而我們都知道，一般情況下，輸出功率增大，會(huì)導(dǎo)致電流流經(jīng)過的線圈溫度增高，從而引起整個(gè)裝置的溫度上升，為了降低溫度保證汽車的正常運(yùn)行，需要用冷卻裝置來降溫，一種方法是在汽車內(nèi)部增加冷風(fēng)扇裝置，另一種方法是設(shè)計(jì)出散熱裝置，更好地提高汽車的性能。在交流發(fā)電機(jī)中有一種特別重要的部件就是調(diào)節(jié)器，它可以很好地調(diào)節(jié)汽車出現(xiàn)的問題，調(diào)節(jié)交流汽車的發(fā)電量、進(jìn)行汽車的通信功能、發(fā)出車輛異常的警報(bào)等功能，以上這些都可以提高車輛的性能和舒適程度。

3 發(fā)電機(jī)的工作原理及特性

目前大部分的發(fā)電機(jī)多升級(jí)為交流發(fā)電機(jī)（又叫做硅整流發(fā)電機(jī)），下面來介紹一下它的工作原理以及各種特性。

3.1 發(fā)電機(jī)的工作原理

發(fā)電機(jī)是車輛的發(fā)電的主要源頭，它與汽車?yán)锏男铍姵匾黄鸸ぷ?，都起到發(fā)電的作用。交流發(fā)電機(jī)一般是由轉(zhuǎn)子、定子、皮帶輪、風(fēng)扇、整流器、前后蓋端和電刷整件等等組成的，這些組成的部分各自有各自的作用，在此就不一一介紹，交流發(fā)電機(jī)的工作原理是發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行之后向除起動(dòng)機(jī)之外的設(shè)備提供電量，同時(shí)用自己剩余的電量向蓄電池提供電量。蓄電池的電量一部分是原來自帶的，一部分是發(fā)電機(jī)提供的，但是發(fā)電機(jī)和蓄電池是一起向汽車中其余的裝置提供電量。

3.2 發(fā)電機(jī)的各種特性

3.2.1 輸出特性

每輛車會(huì)有不一樣的輸出特性，但是輸出特性是所有汽車最重要的特性，舉一個(gè)例子榮威汽車的輸出特性包括冷態(tài)輸出特性和熱態(tài)輸出特性兩種，看到這兩個(gè)詞很清楚的說明了它們兩者的具體特征，前者是在剛一開始時(shí)候還沒有變成熱的時(shí)的最大輸出；后者則是在變熱的時(shí)候的穩(wěn)定的輸出。輸出特性有兩大特征，第一是熱態(tài)輸出要低于冷態(tài)輸出，原因是在變熱的情況下電阻變大，導(dǎo)致輸出的功率降低；第二是輸出和轉(zhuǎn)速同時(shí)增加到一定的值的時(shí)候，輸出逐漸達(dá)到飽和，原因是電動(dòng)勢隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，增加了阻抗作用。綜上所述，我們也得出了輸出特性的影響因素，電動(dòng)勢的增大從而增強(qiáng)了阻抗的作用，還有一個(gè)就是溫度改變電阻的大小。

3.2.2 效率特性

效率高是我們追求的目標(biāo)，我們知道在現(xiàn)實(shí)生活中的效率，尤其是在機(jī)械上，不僅僅只是有用的效率還有一部分是無用的效率，我們盡量把無用的效率降到最低，這樣我們的效率才是最高。在交流發(fā)電機(jī)的效率特性上我們可以知道，輸出隨著轉(zhuǎn)速的增加逐漸趨于飽和，但是虧損是不會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加而不變的，反而是越來越增加，這樣的話，效率特性是逐漸在降低的，但是在前期的時(shí)候，效率是有一個(gè)增長的階段，也就是說效率有一個(gè)峰值，但是隨著輸出逐漸地達(dá)到飽和，而虧損是逐漸的增加，效率就呈下降的趨勢，效率就越來越小。效率特性與輸出特性是同時(shí)進(jìn)行的。

3.2.3 電壓調(diào)節(jié)特性

電壓的調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)器有關(guān)，調(diào)節(jié)器的作用在前面有講到過——調(diào)節(jié)作用，電壓調(diào)節(jié)特性主要是指隨著溫度的升高調(diào)節(jié)電壓降低，在高溫的條件下，化學(xué)反應(yīng)在高溫的條件下反應(yīng)速率會(huì)加快，此時(shí)如果不降低電壓的話，電壓會(huì)升高會(huì)導(dǎo)致過度的充電，會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的傷害，設(shè)備都是有一定的額定電壓，超過額定電壓會(huì)損壞設(shè)備，所以發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)特性對(duì)設(shè)備可以起到一定的保護(hù)作用。

4 發(fā)電機(jī)的電量平衡分析

發(fā)電機(jī)的電量平衡分析是指蓄電池與其他設(shè)備供電和消耗電的相互關(guān)系，研究發(fā)電機(jī)的電量平衡旨在各種運(yùn)行情況下，發(fā)電機(jī)在整車中與其他設(shè)備的匹配情況，換一種說法就是在汽車運(yùn)行的過程中，發(fā)電機(jī)的各種參數(shù)都在變化，找出系數(shù)的最值，然后驗(yàn)證發(fā)電機(jī)在這個(gè)過程中能否保證這個(gè)汽車的輸入輸出電量平衡。

接下來來講如何判斷電量平衡，在這用到公式：[求和I（in）t（in）]>[求和I （ out）t（ out）]（I（in）指的是在t時(shí)間內(nèi)的平均電流，t （in）指的是在一定的時(shí)間段；I（out）指的是在t時(shí)間內(nèi)的平均電流，t（ out）指的是一段時(shí)間段）看到這個(gè)公式之后，很好理解，判斷發(fā)電機(jī)的電量均衡指的是輸入蓄電池的電量與輸出蓄電池的電量之間的關(guān)系。若輸入的電量大于輸出的，就意味著電量平衡。還可以將上面的那個(gè)公式轉(zhuǎn)化成比值的形式，就是用總的輸入電量與總的輸出的電量之比來判定，若比值大于一則是發(fā)電機(jī)的電量平衡狀態(tài)，比值小于等于一的話就不處于電量平衡的狀態(tài)。還有一點(diǎn)需要考慮的是外界條件對(duì)發(fā)電機(jī)的電量平衡的影響，外界環(huán)境有下雨的情況也有炎熱的情況等等，這些對(duì)電量平衡造成一定的影響，在這不進(jìn)行具體的分析。

5 發(fā)電機(jī)的噪聲處理

我們介紹過發(fā)電機(jī)的基本組成元件有轉(zhuǎn)子、電刷組件還有軸承等等，發(fā)電運(yùn)行的時(shí)候，各部分有的會(huì)發(fā)出一定的聲響，這些聲音被叫做噪音，發(fā)電機(jī)的噪音包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而形成的噪音，還有軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的聲音，還有電刷等等。在公路上行駛的汽車都發(fā)出噪音將會(huì)使得它成為一種污染，所以我們要解決這種污染問題。下面我們將會(huì)分為三部分來優(yōu)化發(fā)電機(jī)的噪聲問題。

5.1 軸承噪音的優(yōu)化

軸承本身是一個(gè)運(yùn)動(dòng)型的機(jī)械部件，滾珠在管道中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)發(fā)出聲音這是軸承噪音的一個(gè)噪聲源，軸承之內(nèi)的環(huán)圈狀的部件旋轉(zhuǎn)是軸承噪音的另外一個(gè)噪聲源，軸承本身由于一些原因也會(huì)使得軸承損壞而導(dǎo)致其成為一個(gè)噪聲源。

針對(duì)以上軸承噪聲源的分析，認(rèn)為想要優(yōu)化軸承噪音首先要控制軸承的質(zhì)量，軸承的質(zhì)量將會(huì)決定噪聲的存在，再者要保證時(shí)常地清理軸承室，以其保證軸承的清潔度以及質(zhì)量。

5.2 轉(zhuǎn)子噪音的優(yōu)化

轉(zhuǎn)子噪音主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)地不平衡，由于現(xiàn)在的技術(shù)以及機(jī)械的加工水平，部件的精密程度還不夠高，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)，由于質(zhì)量和晶粒度不夠，發(fā)出噪音。這種問題我們采取的優(yōu)化途徑只能有兩種，一種是引進(jìn)先進(jìn)的高質(zhì)量的部件來代替低質(zhì)量的部件，另外一種就是提高自己的研究制作水平來使得部件的質(zhì)量得到提高。

5.3 電刷噪聲的優(yōu)化

電刷就是一種像刷子一樣的工具，它在發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，電刷與集電環(huán)表面之間的摩擦發(fā)出的聲音產(chǎn)生了噪音，這種噪音產(chǎn)生的原因有兩個(gè)，一是電刷的精密度與質(zhì)量不高，二是集電環(huán)表面不光滑，產(chǎn)生的摩擦較大。針對(duì)于以上的原因，我們采取的優(yōu)化辦法是一是精確質(zhì)量與精密度，二是經(jīng)常性地清潔集電環(huán)，保證其的光滑度。

6 在整車應(yīng)用問題及策略

交流發(fā)電機(jī)在整車中的使用需要注意一些事項(xiàng)，要注意交流發(fā)電機(jī)與蓄電池的連接，不要連接錯(cuò)誤或者用金屬工具將他們不該連在一起的連在了一起，尤為需要注意的是發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)與蓄電池的連接；還有就是在拔插頭或者電線的時(shí)候切忌用力過猛，因?yàn)槔锩娴脑O(shè)備的整體化，如果用力過猛搗亂了其中的一些設(shè)備的連接會(huì)使得整個(gè)設(shè)備發(fā)生問題；還要注意連接在一起的設(shè)備連接時(shí)候一定要注意清潔設(shè)備，保持設(shè)備的干凈整潔，不要有異物，會(huì)干擾到連接。

上面主要說的是連接等一些籠統(tǒng)的注意事項(xiàng)，接下來將介紹一些主要的故障，充電系統(tǒng)的不正常分為以下幾種情況，第一是蓄電池電量用盡，這一故障的出現(xiàn)可能有多種原因，蓄電池的電量一方面是自己本身帶的電量，另一方面是發(fā)電機(jī)給它提供的電量。原因可能有自己本身沒有電量了，再加上發(fā)電機(jī)給蓄電池供電的通道堵塞或者壞掉。另外還有可能是發(fā)電機(jī)不供電了，供電出現(xiàn)了問題，這種情況就是很麻煩的情況。在得知并搞清楚原因之后打開機(jī)器來解決問題是最基本的辦法；第二是蓄電池過度充電，這是因?yàn)檎{(diào)節(jié)器失靈，我們知道調(diào)節(jié)器會(huì)在溫度升高的狀況下調(diào)節(jié)電壓的大小使得蓄電池正常充電的。這時(shí)候就要修理調(diào)節(jié)器。另外還有其他的問題，比如說是在發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，發(fā)出異常的聲響，這是因?yàn)槠н^緊，或者是由于一些異物而不能正常運(yùn)行。

7 結(jié)語

現(xiàn)在階段的人們?cè)絹碓阶非笙硎艿馁|(zhì)量，發(fā)電機(jī)給汽車帶來一些不同的變化，交流發(fā)電機(jī)可以使得汽車更加平穩(wěn)舒適，綜合分析發(fā)電機(jī)的工作原理、工作特性、電量平衡分析等對(duì)發(fā)電機(jī)在整車運(yùn)行的過程中存在的問題進(jìn)行分析和解決，從而使得發(fā)電機(jī)更好的運(yùn)行提高汽車的性能。