浅析汽车发电机故障诊断与维修

浅析汽车发电机故障诊断与维修 浅析汽车硅整流发电机故障诊断与维修 摘 要 基于汽车发电机故障导致车辆出现的各种问题， 关键词 硅整流发电机、二极管、不发电 硅整流发电机是汽车上两大重要电源之一，作为电源若是发生任何故障都极易对汽车的正常使用产生很大的影响，所以此文中对汽车发电机的故障做出了一些必要的处理。 1硅整流发电机组成与原理 1.1组成 硅整流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成，见下图: 1.1.1转子 转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成 转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和磁轭。 集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。 当两集电环通入直流电时(通过电刷)，磁场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，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 交流发电机的磁路为:磁轭?N极?转子与定子之间的气隙?定子?定子与转子间的气隙?S极?磁轭。 1.1.2定子 定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组成 定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。 定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形(大功率)接法，都能产生三相交流电。 三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120?的三相电动势。 1( 每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。 2( 每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。 3( 三相绕组的始边应相互间隔2π+1200电角度(一对磁极占有的空间为3600电角度) 1.1.3整流器 交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电。 6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装(或焊装)在两块板上。 1.1.3.1汽车用硅整流二极管特点 电流600A; (1)工作电流大，正向平均电流50A，浪涌 (2)反向电压高，反向重复峰值电压270V，反向不重复峰值电压300V; (3)只有一根引线。并且有的二极管引线是正极，有的二极管引线是负极，引出线为正极的管子叫正极管，引出线为负极的管子叫负极管，所以说整流二极管有正二极管和负二极管之分。 1.1.3.2整流管的安装 将正极管安装在一块铝制散热板上，称为正整流板;将负极管安装另一块铝制散热板上，称为负整流板，也可用发电机后盖代替负整流板。 在正整流板上有一个输出接线柱B(发电机的输出端)。 负整流板上直接搭铁。负整流板上一定和壳体相联接。 整流板的形状各异，有马蹄形、长方形、半圆形等 1.1.4 端盖 端盖一般分两部分(前端盖和后端盖)，起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。 后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。 磁场绕组(两只电刷)和发电机的联接不同，使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种 1(内搭铁型发电机:磁场绕组负电刷直接搭铁的发电机(和壳体直接相连)。 2(外搭铁型发电机:磁场绕组的两只电刷都和壳体绝缘的发电机。 外搭铁型发电机的磁场绕组负极(负电刷)接调节器，通过后再搭铁。 1.2原理 当直流电经过电刷滑环通入转子绕组时，转子爪极便建立磁场，发动机转动皮带带动皮带轮使转子旋转，磁极磁力线切割定子绕组，使其产生交变电动势从而产生交流电，交流电经硅二极管桥式整流器整流，整流后输出直流电。输出直流电经导线对整车用电设备进行供电和对蓄电池补充电力。 2故障检查与排除 2.1 检查前初步症断 (1) 检查电流表接头是否正常，表头有无损坏失灵;蓄电池是否充满，电液是否加足或蓄电池过于陈旧;三角皮带是否磨损过度和张力是否适合;充电电路 若上述几项均无问题，可拆除发电机磁场接线柱与调节器之间的接线，然后用一铜线直接连接。启动发动机并逐渐提高转速。此时电流表仍无读数，则表示故障在发电机本身;能发电，则表明故障在调节器。 2.2检查与排除 (一)电刷 (1)检查电刷高度。新电刷的高度是14mm，磨损过度的电刷必须更换，更换时先用“00”号砂纸光面盖在滑环上，砂面对电刷，用手向下按住，并沿滑环弧 面左右推动，使电刷磨出与滑环圆弧吻合的弧面，这样可以减少火花。 (2)内装式电刷安装时先将两只电刷的引线接头套在两只螺钉上，再将刷架装在后端盖上并用螺母固定。然后将电刷和电刷弹簧放入刷架孔中，用弯头的钢丝 将电刷往里压紧。同时用一根直径1.5mm的铁丝从后盖外轴承盖 边缘旁的一个小孔中穿入，一直穿过刷架上的两个小孔，把电刷 和弹簧卡住在电刷架的孔中。 外装式电刷安装时先将刷架和刷架板用螺栓、螺母固定在后 端盖上，等发电机全部装好后再将电刷连接片固定在刷架板上， 最后将盖板装在后端盖窗口上并用螺钉固定。 (3) 检查新电刷在刷架孔中能否自由地上下活动，有无卡住现象，电刷上有无油污。如有卡住 现象，可用细锉将电刷卡住处轻微锉去;如有油污可用蘸有汽油的 布擦去。然后检查电刷弹簧的压力，按照规定电刷弹簧自由伸长 时的长度是26mm，把它压缩至14mm时弹簧压力应在5+0.75N 范围内。最后检查刷架有无烧损、破裂或变形，损坏的刷架和 不合格的弹簧必须更换。 (二)转子 (1) 检查滑环表面是否清洁、平整、光滑、有无油污或其他物质，滑环表面有无严重烧伤、烧 黑或不平。如有油污，可用沾有汽油的布擦拭;若表面烧黑，可 用特别细的砂纸磨光;若严重烧伤或不平，则应用车床进行切削 修理。 (2) 将万用表两表棒搭接在滑环上，检查转子线圈的电阻值。磁场线圈正常时测得的电阻值应 符合，若测得的数值偏大或偏小则磁场线圈或磁场线圈 与滑环之间的连接线有故障，须重新连接。 (3) 将一个灯泡串接在220V电路中检查转子线圈是否绝缘(见图1)。接上电源后一根导线接在 滑环上，另一根接在转子爪极上，如灯泡发亮则表示磁场线圈 或它与滑环连接的导线已搭铁。此时须用压力机将滑环和爪极从轴中压出，重绕磁场线圈。重新压入爪极时应另车制一只内孔直径比轴略小的压圈紧压在爪极上，以防爪极松动。如果滑环与轴结合不紧密，应当更换滑环。 (三)定子 (1) 用一个灯泡与蓄电池串接，分别测试定了三个接线端中的两 个，如灯不亮则表示定子线圈已断路。 (2)在电路中串接一个灯泡，检查定子线圈的绝缘情况，若接上电源后灯泡亮则说明定子线圈 已搭铁。 (3) 定子出现故障一般是线圈短路或断路，如果只是表面出现故障，可以将短路处用绝缘纸垫 开或将断路处重焊;如果在内层则须将整个线圈拆开重绕。 (四)硅整流元件 (1)拆开硅整流元件与定子线圈间的连接线，用万用表测量各个元件。先测量压在后端盖上的 反向元件(见图2(a))，用万用表的负测试棒搭端盖，正测试 棒搭 元件出线头，电表指示值应在5~15欧姆内，如无阻值则说明元 件已断路。再将两测试棒互换位置，电表指示值应在10000欧姆 以上，如阻值很小则说明元件已击穿。然后再检查元件座上的正 向元件(见图2(b))，由于导电方向相反，其测试结果应与后端盖 相反。 (2)硅整流元件发生故障，一般不能修复，只能更换。更换时一定要选择过盈量合 适的新元 件，因为硅整流元件是靠外圆滚纹紧压在后端盖和元件座上的孔中，一定要保证其与元件座孔不能配合太紧，以免将元件压入孔 中时元件外壳因受到过大的机械应力而变形，损坏元件内部的半 导体结构;也不能配合太松，导致振动后元件从孔中脱出，造成 发电机不发电。另外，安装新元件前一定要查明元件有无断路或 短路，并确定是正向还是反向极性元件。 2.3故障部位及排除