汽车电气系统检修项目三 充电系统的维护与检修

图 3-24 发电机整流板
整流器的检修步骤如下。 ① 检查正负极板间是否完好无缺。 ② 检查正负极板上与定子绕组连接处是 否有断路情况。 ③ 检查正极板上的绝缘垫片是否完整。
如图 3-25 所示，检测整流板上二极管时， 需将每个二极管的中心引线从接线柱上拆下或 焊下，用万用表“二极管”挡，分别将红表笔 和黑表笔与二极管正、负极接触测量，然后更 换表笔再测量，若一次通、一次不通说明二极 管性能良好，若两次测都不通，说明二极管断 路。
图 3-17 交流发电机的转子
转子的检查： （1）搭铁检查：转子线圈与两个滑环均应与 外壳绝缘。用万用表选择 200kΩ 挡，一只 表笔接任一环上，另一只表笔接在转子铁心 或轴上，其阻值为无穷大，如果阻值为“0” 则为搭铁，如图 3-18 所示。
图 3-18 检查搭铁情况
（2）断路和短路检查：万用表在两滑环上 测量电阻应符合规定值，如果小于规定值 则为短路，如果为无穷大则为断路，如图 3-19 所示。
六、使用充电系统的注意事项
交流发电机与调节器的结构简单， 维护方便，若正确使用，不仅故障少而 且寿命长。 若使用不当，则会很快损坏。因此 在使用和维护中应注意以下几点。
（1）要定期对发电机进行维护。维护时不 必拆开前后端盖，仅需拆下防护罩便可更 换电刷等易损件，并对整流元件、电容、 调节器等零部件进行检查和必要的测试。
图 3-14 交流发电机解体流程图（一）
（3）拧下发电机前端盖紧固螺栓，并取下 前端盖，如图 3-15（a）所示。 （4）取出止推垫圈和风扇叶轮，然后取出 发电机转子总成，如图 3-15（b）所示。
图 3-15 交流发电机解体流程图（二）
（5）发电机分解完毕后，将各个部件清洁 干净，逐一进行检查，如图 3-16 所示。
图 3-19 检查断路、断路情况
（3）滑环的检查：滑环表面应光洁，不得 有油污，两滑环之间不得有污物，否则应 进行清洁。可用干布蘸汽油擦净，当滑环 脏污严重并有轻微烧损时，可用细砂布磨 光，无法修理则需要更换总成，如图 3-20 所示。
图 3-20 滑环检查
2．发电机定子
定子的作用是产生交流电。定子由定 子铁心和定子绕组组成。 定子铁心由相互绝缘的内圆带嵌线槽 的圆环状硅钢片叠成。 嵌线槽内嵌入三相对称的定子绕组。 交流发电机中心抽头，它是从三相线 圈的中性点引出的，标记为 N 中性点，如 图 3-21 所示。
发电机产生的三相交流电流，经整 流器后变为直流电流，然后向汽车用电 设备供电，同时为蓄电池充电，如图 3-7 所示。
图 3-7 交流发电机的工作原理
2．整流原理
（1）二极管的导通原则：当 3 只正二极 管负极端连接在一起时，正极端电位最 高者导通，当 3 只负二极管正极端连接 在一起时，负极端电位最低者导通，如 图 3-8 所示。
（4）设计序号：用 1 ～ 2 位阿拉伯数字 表示，表示产品设计的先后顺序。
（5）变形代号：以调整臂位置作为变形 代号，从驱动端看，调整臂在左边用Ｚ 表示，调整臂在右端用Ｙ表示，调整臂 在中间不加标记。
三、交流发电机的结构
汽车用交流发电机由产生磁场的转 子、产生交流电的定子、将交流电转变 为直流电的整流器、前后冷却风扇、前 后端盖、皮带轮、防尘后外罩等组成， 如图 3-5 所示。
若两次都通，说明此管被击穿。 发现有二极管损坏时，如果二极管是 压装在整流板上，则可更换相同规格的二 极管，若二极管是焊接在整流板上，则建 议更换整流板总成。
图 3-25 整流器二极管的检测
4．电刷及电刷架
电刷（见图 3-26（a））是通过集电 环给励磁绕组提供电流的元件。 电刷装在电刷架内，通过弹簧与集电 环紧密接触，电刷架（见图 3-26（b））根 据发电机类型的不同，其安装位置也有所 不同。
图 3-21 交流发电机的定子
发电机定子的检查： 将万用表置于“200Ω”挡位置，两 表笔每触及定子绕组的任何两相首端， 如图 3-22 所示，电阻值都相等，如果电 阻很小，说明定子绕组有短路故障；如 果电阻无穷大，说明定子绕组有断路故 障。
图 3-22 定子短路及断路检查
将万用表置于“200kΩ”挡位置，两表 笔分别测定子绕组与定子铁心，如图 3-23 所示，其阻值为无穷大，如果阻值为“0” 则说明定子绕组线圈有搭铁现象。
图 3-3 交流发电机分类
根据中华人民共和国汽车行业标准《汽 车电气设备产品型号编制方法》（QC/T 73— 93）的规定，汽车交流发电机型号由产品代 号、电压等级代号、电流等级代号、设计序 号、变形代号五部分组成，如图 3-4 所示。
图 3- 4
交流发电机型号
（1）产品代号：用中文字母表示，例如， JF 表示普通交流发电机 ；JFZ 表示整体 式（调节器内置）交流发电机 ；JFB 表 示带泵的交流发电机 ；JFW 表示无刷交 流发电机。
五、交流发电机的工作原理
电磁感应现象：闭合导体在磁场中运 动并切割磁力线后，在导体内会有电流产 生，交流发电机正是利用了这一点，如图 3-6 所示。
图 3-6 电磁感应现象
1．发电机发电原理
发动机工作时转子线圈中有电流通 过，产生磁场，安装于转子轴上的两块 爪极被磁化为 N 极和 S 极。
转子旋转，磁极交替穿过定子铁心，形 成一个旋转磁场，它与固定的三相定子绕组 之间产生相对运动，于是在三相定子绕组中 便产生三相交流电流（电动势）。
图 3-12 发电机输出电压的检测
二、交流发电机分解
如图 3-13 所示，发电机分解前，应 在其外壳上用记号笔，在前后端盖及定 子铁心上，画上一条贯穿的记号线，防 止在安装时零件错位，或对定子过度拉 伸，造成断裂。
图 3-13 发电机分解前做标记
（1）用扭力扳手拧下发电机皮带轮紧固 螺母，然后使用专用工具取下皮带轮， 如图 3-14（a）所示。 （2）拧下发电机后端盖整流罩螺栓，取 下后端盖，如图 3-14（b）所示。
（5）经常检查发电机 V 形带的张紧程度 和损坏程度，发电机 V 形带与带轮的啮 合情况。
发电机的动力是由发动机通过 V 形带 传递的，当 V 形带工作不正常时，会影响 发电机正常工作，使用中听到 V 形带发出 啸叫声时，应对 V 形带进行检查。 检查 V 形带张紧度的方法是用拇指将 V 形带下压，其挠度在 2 ～ 5mm 为合适， 如果不符合规定应进行调整。一旦发现有 损坏迹象要及时更换 V 形带。
图 3-16 发电机解体零部件
三、发电机零部件的构造与维修
1．发电机的转子
转子的作用是产生磁场。如图 3-17 所示，转子由转子轴、磁场绕阻、爪形 磁极、滑环等组成，当给两滑环通入直 流电时，励磁绕组中就有电流通过，并 产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为 N 极，另一块被磁化为 S 极，当转子转动 时，就形成了旋转的磁场。
图 3-5 交流发电机的结构
四、交流发电机的功用
（1）发电：用多槽皮带将发动机曲轴动 力传输到发电机皮带轮，转动电磁化的 转子，在定子线圈中产生交流电。
（2）整流：因定子线圈产生的是交流电， 不能用于汽车上的直流电气装置，这就需 要整流器将交流电转化为直流电。
（3）调节电压：利用电压调节器调节发 电机电压，使发电机在转速过高或负载 发生变化时，也能保持电压稳定。
（2）电压等级代号：用一位阿拉伯数字 表示，1 表示 12V 系统；2 表示 24V 系 统；6 表示6V 系统。
（3）电流等级代号：用一位阿拉伯数字表示， 1 表示电流等级不大于 19A ；2 表示电流介于 20 ～ 29A ；3 表示电流介于 30 ～ 39A ；4 表 示电流介于 40 ～ 49A ；5 表示电流介于50 ～ 59A ；6 表示电流介于 60 ～ 69A ；7 表示电流 介于 70 ～ 79A ；8 表示电流介于 80 ～ 89A ； 9 表示电流大于等于 90A。
图 3-10 发电机皮动皮带是否发出吱吱的噪声，如果有 则更换驱动皮带；使用听诊器检查发电机 内部的运转噪声，如图 3-11 所示。
图 3-11 发电机听诊检查
（3）输出电压测量。起动发动机，关闭车 上所有用电器。如图 3-12 所示，测量 B+ 端子输出电压并提高发动机转速，直到输 出电压约为 14.5V，并记下此时的发动机 转速。如果此时超出 1 200r/min，说明发 电机输出电压低，需进行分解检测。
（2）蓄电池的搭铁极性必须与交流发电 机的极性相一致，都是负极搭铁。否则 蓄电池将通过发电机的硅二极管大量放 电，烧坏二极管。
（3）发电机运转时，禁止采用将发电机 电枢接线柱与搭铁接线柱短路的法检查 发电机是否发电。否则会使二极管烧坏 或烧坏保险及线路。
（4）蓄电池正极与发电机正极之间线路的连 接要牢固可靠。在发电机高速运转时，如果 充电线路突然断开，会因电压过高而击穿二 极管或损坏其他电子元件。
（5）点火开关。点火开关用于接通或切 断充电系统激磁电路。
二、交流发电机的分类及型号
交流发电机种类繁多，具体结构和 原理不尽相同，按总体结构和工作原理 可分为以下几种。
（1）普通交流发电机。它指无特殊装置 和特殊功能的汽车交流发电机，如图 3-3 （a）所示。 （2）整体式交流发电机。它指内装电子 调节器的交流发电机，如图 3-3（b）所 示。 （3）无刷交流发电机。它指无电刷和滑 环结构的交流发电机，如图 3-3（c）所 示。
项目三 充电系统的维护与检修
任务一
相关知识
充电系统的基础知识
一、充电系统的组成与线路
充电系统简称充电系，主要由蓄电 池、交流发电机和调节器、点火开关和 充电指示灯组成，如图 3-1 所示。
图 3-1 充电系统的组成
（1）交流发电机。汽车发电机是汽车装 配的必需品，是汽车电系的主要电源。 它是在发动机的驱动下，将机械能转变 为电能的装置。其作用是当发动机在怠 速以上转速运转时，为电气项目三充电 系统的维护与检修设备供电，给蓄电池 充电，如图 3-2 所示。
图 3-23 定子搭铁的检查
3．整流器
如图 3-24 所示，发电机整流器由六 支大功率的硅二极管组成，所以被称为 硅整流器。 硅二极管中三支是正二极管，另三 支是负二极管，分装在正整流板和负整 流板上。 在正整流板上有发电机输出端 B+， 负整流板与外壳相连接。整流板也对二 极管起到散热的作用。
任务二
交流发电机的保养与更换
相关知识
一、发电机的外部检测
在对充电系统进行检测前，首先应 获取维修手册上的相关技术信息，然后 进行维修。
（1）检查驱动皮带。在检测驱动皮带张 紧力前应先转动发动机，观察驱动皮带 的磨损程度，同时也防止其局部张紧力 过大。使用专用工具测量驱动皮带的张 紧力，需与维修手册参数进行对照，如 图 3-10 所示。
图 3-2 硅整流发电机
（2）蓄电池。当发动机起动时或发电机不 发电时，蓄电池向汽车电气设备供电。
（3）电压调节器。交流发电机调节器又 称稳压器，它一般和发电机装在一起。 其基本作用是当发电机的负载和转速在 正常情况下时，保持发电机输出电压在 规定范围内。
（4）充电指示灯。充电指示灯显示充电 系统的工作情况，充电指示灯亮，说明 系统有故障。
有的安装在发电机的后端盖上（外装式）， 这种结构便于电刷的维护与更换；有的与整流器 安装在一起（内装式），维护或更换电刷时，需 将发电机后端盖上的防护罩拆下。
图 3-26 电刷及电刷架
电刷组件的检测：电刷和电刷架应无破损 或裂纹，电刷在电刷架中应活动自如，不得出 现卡滞现象，如图 3-27（a）所示。 电刷露出电刷架部分的长度叫电刷长度， 检查电刷磨擦部位是否平滑，必要时使用砂纸 打磨，如图 3-27（b）所示。 观察电刷的长度不得低于维修手册的最低 极限值，必要时更换，如图 3-27（c）所示。
图 3-8 正负二级管的特性
（2）整流过程的分析。同时导通的二极 管管子总是两个，正、负管子各一个。 三相桥式整流电路中二极管的依次循环 导通，使得负载 RL 两端得到一个比较 平稳的脉动直流电压，如图 3-9 所示。
图 3-9 交流发电机整流过程
3．电压调节原理
交流发电机电压调节器的调压原理 是当发电机转速升高时，调节器通过减 小发电机励磁电流来减小磁通，使发电 机的输出电压保持不变，当发电机的转 速降低时，调节器通过改变发电机的励 磁绕组线圈磁场强弱，使发电机的输出 电压保持不变。