汽車充電系統(tǒng)的常見故障排除

劉春暉

(山東華宇工學院機械工程學院）

汽車充電系統(tǒng)故障在汽車電氣設備故障中占有較大的比例。如何正確使用和維護充電系統(tǒng)的交流發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器及充電線路，并且在出現(xiàn)異常后及時有效地排除故障，是保證汽車充電系統(tǒng)正常工作的前提。

1 充電系統(tǒng)的類型

根據(jù)交流發(fā)電機和電壓調(diào)節(jié)器的連接線路及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，可以將充電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)類型大致分為繼電器控制或集成電路調(diào)節(jié)器集中控制和專門磁場二極管控制2 種類型。

1.1 繼電器控制或集成電路調(diào)節(jié)器集中控制

這種類型的發(fā)電機主要是6 管、8 管交流發(fā)電機，充電指示燈采用專門的繼電器控制或集成電路調(diào)節(jié)器集中控制的充電系統(tǒng)，車型大致包括東風、解放、豐田、本田等系列車型，其充電系統(tǒng)的共同特點是：充電指示燈靠專門的充電指示燈繼電器或多功能電壓調(diào)節(jié)器控制，充電指示燈的控制信號一般取自交流發(fā)電機的中性點或三相繞組中的某一相，其直流電壓值均為交流發(fā)電機輸出電壓的一半。外置調(diào)節(jié)器充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示，圖中：1—充電指示燈；2—熔斷絲；3—電壓調(diào)節(jié)器磁化線圈；4—充電指示繼電器線圈；Rtj—調(diào)節(jié)電阻；K1、K2—觸點；K3—低速觸點；K4—高速觸點；B+—電樞；F—磁場；N—中性點；E—搭鐵。

圖1 外置調(diào)節(jié)器充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)置多功能集成電路調(diào)節(jié)器充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中：B+—電樞；IG—點火，即受點火開關控制，給發(fā)電機提供激磁；L—充電指示燈；S—蓄電池電壓檢測端子。

圖2 內(nèi)置多功能集成電路調(diào)節(jié)器充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 專門的磁場二極管控制

此類充電系統(tǒng)控制的特征是一般采用9 管或11管整流器的交流發(fā)電機，有3 個專門的磁場二極管控制充電指示燈，同時為交流發(fā)電機的勵磁繞組提供勵磁電流，調(diào)節(jié)器外置或內(nèi)置，集成電路調(diào)節(jié)器一般沒有充電指示燈的控制功能。常見車型系列如：紅旗、大眾、奧迪、日產(chǎn)及標致等等。

此類充電系統(tǒng)采用發(fā)電機電壓檢測法，如圖3 所示，圖中：1—勵磁繞組；2—電壓調(diào)節(jié)器；3—勵磁二極管；4—充電指示燈；B+—電樞；D+—充電指示燈。新型的大眾奧迪車系則發(fā)電機的外部接線柱則增加了DFM接柱（如圖4 所示），DFM 線是連接發(fā)動機電腦的發(fā)電現(xiàn)場管理監(jiān)控線，傳遞的是占空比信號，發(fā)動機根據(jù)此信號監(jiān)控發(fā)電機電壓，如果電壓降低，發(fā)動機電腦控制發(fā)動機提高轉(zhuǎn)速，從而提高發(fā)電量，電腦會根據(jù)負荷來調(diào)整發(fā)動機的扭矩和轉(zhuǎn)速。L 線是發(fā)電機勵磁線，同時也是儀表板上充電指示燈接線，與車載電網(wǎng)控制單元連接。另一類充電系統(tǒng)的類型采用蓄電池電壓檢測法，如圖5 所示，圖中：1—蓄電池；2—整體式九管交流發(fā)電機；3—點火開關；4—點火繼電器；5—熔斷絲；6—充電指示燈及其并聯(lián)電阻；B+—電樞；L—充電指示燈；S—蓄電池的電壓檢測端子。

圖3 奧迪轎車發(fā)電機及集成電路調(diào)節(jié)器電路圖

圖4 新型大眾奧迪系列交流發(fā)電機外部端子

圖5 日產(chǎn)藍鳥轎車交流發(fā)電機與集成電路調(diào)節(jié)器電路原理

2 充電系統(tǒng)常見故障排除

充電系統(tǒng)常出現(xiàn)的故障主要有不充電、充電電流過小、過大或充電不穩(wěn)等。故障產(chǎn)生的原因及故障發(fā)生的部位可能是多方面的。因此，當發(fā)現(xiàn)故障時，應根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合充電線路的特點進行分析，查找故障原因，及時排除故障。

因充電電流過小、充電電流過大、充電電流不穩(wěn)這3 個故障原因各個教材涉及較多[1-3]，在此不再贅述，以下僅以上述2 個類型的充電系統(tǒng)電路為基礎，重點說明不充電這一故障的原因及排除方法。

2.1 不充電故障現(xiàn)象1

發(fā)動機在任何轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時，電流表指示放電或在閉合點火開關和正常行車時，充電指示燈亮，用萬用表測量發(fā)電機輸出電壓過低。

2.1.1 故障分析

充電指示燈亮，同時發(fā)電機的輸出電壓過低（等于蓄電池電壓），說明發(fā)電機不發(fā)電。2 種類型的充電系統(tǒng)故障部位可作比較。

第1 種類型繼電器控制或集成電路調(diào)節(jié)器集中控制充電系統(tǒng)：如圖1、圖2 所示，原因可能出現(xiàn)在：1）發(fā)電機傳動帶過松或嚴重打滑；2）外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機“磁場”接線柱（內(nèi)接集成電路調(diào)節(jié)器的“IG（點火）”接線柱）松脫、過臟、絕緣損壞或?qū)Ь€連接不良；3）整流器面板中的正或負二極管全部擊穿、定子繞組全部搭鐵或斷路（注：此種情況不多見），個別出現(xiàn)問題的話可能會造成發(fā)電量過小。4）勵磁繞組回路有斷路處，使發(fā)電機不能建立磁場，因而不發(fā)電，可能的故障部位有：①轉(zhuǎn)子及電刷部位：勵磁繞組斷路（與集電環(huán)連接處較多），電刷過短，電刷彈簧折斷，電刷在電刷架內(nèi)卡?。虎谡{(diào)節(jié)器部位：外接式調(diào)節(jié)器的磁場F 接線柱的絕緣損壞搭鐵，電壓調(diào)節(jié)器大功率三極管燒壞（斷路），電子式電壓調(diào)節(jié)器不搭鐵，調(diào)節(jié)器內(nèi)敏感組件穩(wěn)壓二極管擊穿，導致大功率三極管截止；③充電指示燈損壞，充電指示燈的外部接線有斷路處等。

第2 種類型專門的磁場二極管控制充電系統(tǒng)：參照圖3、圖5 所示，出現(xiàn)故障的部位1、2、3 和第1 種類型一致，但第1 種類型的4）條在這種類型的充電系統(tǒng)中不會出現(xiàn)。

因第2 種類型的發(fā)電機均為9 管或11 管，均具有3 個專門的磁場二極管，二極管的作用一方面是控制充電指示燈，另一方面在發(fā)電機正常工作時給發(fā)電機提供激磁，點火開關閉合但不起動發(fā)動機時，發(fā)電機的激磁通過充電指示燈由蓄電池提供，充電指示燈位于交流發(fā)電機的電樞“B+”接柱與3 個磁場二極管的輸出端“D+”之間，當發(fā)電機發(fā)電時，因電樞“B+”接柱與3 個磁場二極管的輸出端“D+”之間的電壓相等，充電指示燈無電流通過而熄滅。當發(fā)電機因故障不發(fā)電時，兩端有電位差而使充電指示燈點亮，提醒駕駛?cè)顺潆娤到y(tǒng)出現(xiàn)故障，此時充電指示燈點亮的回路即為交流發(fā)電機的激磁回路，如激磁回路出現(xiàn)斷路的話，充電指示燈不會點亮，因此，充電指示燈點亮發(fā)電機不發(fā)電的情況下，9 管或11 管的交流發(fā)電機是不出現(xiàn)勵磁繞組斷路的情況的。

2.1.2 故障排除

第1 種類型故障排除方法：停止發(fā)動機，進行常規(guī)檢查，主要檢查：發(fā)電機、調(diào)節(jié)器、蓄電池及連接線束之間的連接導線有無松脫、斷路，皮帶松緊情況，如完好，進行下一步。對于外接調(diào)節(jié)器的內(nèi)搭鐵發(fā)電機：將發(fā)電機“F”線取下，另用一導線將交流發(fā)電機的“B+”與“F”接柱短接；外搭鐵發(fā)電機應改為內(nèi)搭鐵后按上述方法進行。短接后如發(fā)電機發(fā)電，則換修調(diào)節(jié)器或檢查發(fā)電機及調(diào)節(jié)器間的線路；如發(fā)電機仍不充電，拆檢發(fā)電機。逐項檢查后，修理或更換有關損壞的零部件。

第2 種故障排除方法：停止發(fā)動機運轉(zhuǎn)，檢查發(fā)電機的皮帶及外部接線情況，如完好，可將發(fā)電機的D+（L）接線柱端導線的插接件拔下并懸空，接通點火開關，如充電指示燈仍亮，故障為充電指示燈線路有短路處，檢查線路，排除故障；如接通點火開關充電指示燈熄滅，則故障出在交流發(fā)電機的定子繞組全部斷路或整流器的正極管或者負極管全部擊穿，使電流無法輸出。逐項檢查后，修理或更換有關損壞的零部件。

2.2 不充電故障現(xiàn)象2

閉合點火開關和正常行車時，充電指示燈均不亮，測量發(fā)電機輸出電壓過低，說明發(fā)電機不發(fā)電。

2.2.1 故障分析

對于第1 種類型的充電系統(tǒng)（如圖1、圖2 所示），充電指示燈不亮，一種情況說明充電指示燈燒壞或充電指示燈線路有斷路處，導致充電指示燈不亮，但此時交流發(fā)電機的激磁可能是有的，交流發(fā)電機是有可能發(fā)電的，因此，這種故障現(xiàn)象（充電指示燈線路和勵磁繞組回路同時出現(xiàn)斷路），在第1 種類型的充電系統(tǒng)不可能出現(xiàn)。

對于第2 種類型的充電系統(tǒng)（如圖3、圖5 所示），充電指示燈不亮，且交流發(fā)電機不發(fā)電，出現(xiàn)故障的部位是交流發(fā)電機的充電指示燈（即交流發(fā)電機的激磁回路）中出現(xiàn)斷路處，導致交流發(fā)電機的激磁繞組不產(chǎn)生磁場，同時充電指示燈中沒有電流通過，在任何時刻都不點亮。因此，這種情況下，故障原因僅可能是：勵磁繞組回路有斷路處，使發(fā)電機不能建立磁場，因而不發(fā)電，部位有：①轉(zhuǎn)子及電刷部位：勵磁繞組斷路（與集電環(huán)連接處較多），電刷過短，電刷彈簧折斷，電刷在電刷架內(nèi)卡住；②調(diào)節(jié)器部位：外接式調(diào)節(jié)器的磁場F 接線柱的絕緣損壞搭鐵，電壓調(diào)節(jié)器大功率三極管燒壞（斷路），電子式電壓調(diào)節(jié)器不搭鐵，調(diào)節(jié)器內(nèi)敏感組件穩(wěn)壓二極管擊穿，導致大功率三極管截止；③充電指示燈損壞，充電指示燈的外部接線有斷路等。

2.2.2 故障排除

停止發(fā)動機運轉(zhuǎn)，檢查發(fā)電機的皮帶及外部接線情況，如完好，可將交流發(fā)電機的D+（L）接線柱端導線的插接件拔下并搭鐵，如充電指示燈仍不亮，故障為：充電指示燈線路有斷路，或充電指示燈本身壞。檢查線路，排除故障。如搭鐵后，充電指示燈點亮，則可能的故障有：充電指示燈接線柱接觸不良，或交流發(fā)電機內(nèi)部勵磁繞路線路有斷路處，拆解發(fā)電機，逐項檢查。修理或更換有關損壞的零部件。