溫州好德寶汽車服務(wù)有限公司葉友

1 汽車充電系統(tǒng)的功能與組成

汽車上裝有大量的用電設(shè)備，例如起動(dòng)機(jī)、燈光系統(tǒng)、后窗加熱系統(tǒng)及導(dǎo)航系統(tǒng)。充電系統(tǒng)為這些用電設(shè)備提供電能，同時(shí)還為蓄電池充電。充電系統(tǒng)通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)和充電警告燈組成。發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所產(chǎn)生的電能輸送給用電器，發(fā)電機(jī)輸出電量的多少取決于用電器的電量消耗和蓄電池的電量虧損。一般來說，發(fā)電機(jī)至少要輸出100A的電流才能滿足所有車載用電器的工作及為完全放電的蓄電池充電。蓄電池充滿電后，如果車上的用電器全部關(guān)閉，發(fā)電機(jī)的輸出電流幾乎為零。如果車上有用電器在工作，則發(fā)電機(jī)向蓄電池輸出的能量相應(yīng)減少，如圖1所示，鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí)發(fā)電機(jī)流向蓄電池的充電量小，鼓風(fēng)機(jī)不工作時(shí)充電量大。

2 充電系統(tǒng)故障診斷

如果發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)無法起動(dòng)，或起動(dòng)后充電指示燈常亮的情況，很可能是充電系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。充電系統(tǒng)的故障可能位于以下部件：蓄電池、發(fā)電機(jī)和電纜等處。通常在診斷開始前應(yīng)先閱讀維修手冊(cè)，了解充電系統(tǒng)的診斷操作和系統(tǒng)參數(shù)。

圖1不同負(fù)載下和蓄電池充電量

2.1 發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

發(fā)電機(jī)是電能的輸出端，是整個(gè)充電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。發(fā)電機(jī)一般有3個(gè)接線端，如圖2所示，其中正極輸出端（B+）與蓄電池正極相連；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓控制端（D+）連接勵(lì)磁繞組用于控制轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓；第3個(gè)是發(fā)電機(jī)負(fù)極接地端（D-）。

圖2 發(fā)電機(jī)的端子及功能

2.2 充電指示燈

當(dāng)點(diǎn)火鑰匙轉(zhuǎn)到“ON”擋但發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的充電指示燈狀態(tài)可以幫助判斷充電系統(tǒng)的故障類型。充電指示燈可能的狀況有以下4種。

（1）充電指示燈在發(fā)電機(jī)預(yù)激勵(lì)階段正常點(diǎn)亮（常亮），發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，低轉(zhuǎn)速時(shí)充電指示燈依然點(diǎn)亮，轉(zhuǎn)速提高后熄滅。

（2）充電指示燈在發(fā)電機(jī)預(yù)激勵(lì)階段正常點(diǎn)亮（常亮），發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后亮度減弱，但持續(xù)點(diǎn)亮。

（3）充電指示燈在發(fā)電機(jī)預(yù)激勵(lì)階段正常點(diǎn)亮（常亮），但亮度低，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，低轉(zhuǎn)速時(shí)充電指示燈依然點(diǎn)亮，轉(zhuǎn)速提高后熄滅。

（4）充電指示燈在發(fā)電機(jī)預(yù)激勵(lì)階段和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后均保持熄滅狀態(tài)。

以上情況均可能由發(fā)電機(jī)故障引起，第3和第4種情況也有可能因線路連接不良引起。對(duì)于第4種情況，可能是充電指示燈或充電指示燈線路損壞。根據(jù)充電指示燈的狀態(tài)對(duì)可能的故障點(diǎn)進(jìn)行預(yù)判，然后有針對(duì)性地開展進(jìn)一步檢測(cè)。

2.3 檢查發(fā)電機(jī)的輸出電流

發(fā)電機(jī)的輸出電流（充電電流）必須足夠高，以滿足用電器需求。對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的方法如下。

（1）首先找出與發(fā)電機(jī)最低輸出電流相對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，該信息一般標(biāo)在發(fā)電機(jī)端蓋上，如圖3所示，第一個(gè)數(shù)值14V表示發(fā)電機(jī)的輸出電壓，第二個(gè)數(shù)值表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1800r/min（或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在750r/min）時(shí)的輸出電流應(yīng)不小于17A，第三個(gè)數(shù)值表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為6000r/min（或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500r/min）時(shí)的輸出電流應(yīng)不小于85A。

（2）將測(cè)試儀和蓄電池連接。

（3）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

圖3 發(fā)電機(jī)端蓋信息

（4）將測(cè)試儀電壓設(shè)置到大約13.5V，使發(fā)電機(jī)承受負(fù)載。

（5）使用電流鉗測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出電流，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)值，看是否符合要求。

如果發(fā)電機(jī)的輸出電流不符合要求，且正負(fù)極連接均正常，則發(fā)電機(jī)可能有故障。如圖4所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到2 500 r/min，測(cè)試儀負(fù)載電壓接近13.5V，此時(shí)測(cè)量的發(fā)電機(jī)輸出電流為90.2A，大于最低標(biāo)準(zhǔn)電流85A，說明發(fā)電機(jī)工作正常。

圖4 實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電流

2.4 檢查發(fā)電機(jī)輸出電壓

發(fā)電機(jī)的輸出電壓必須足夠高，但不能過高，可按下列步驟檢查發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

（1）查詢維修手冊(cè)，了解發(fā)電機(jī)的正常輸出電壓范圍，本文闡述的發(fā)電機(jī)正常輸出電壓范圍為13.8 V～14.5 V。

（2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

（3）將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持在2000r/min，測(cè)量此時(shí)發(fā)電機(jī)B+端和發(fā)電機(jī)外殼（負(fù)極接地）間的電壓，如圖5所示。

圖5 實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電壓

（4）將測(cè)得的電壓與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，查看是否正常。如果實(shí)測(cè)值不在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，且正負(fù)極連接均正常，則發(fā)電機(jī)可能有故障。

2.5 檢查正極線路

如果發(fā)電機(jī)的輸出電流或輸出電壓不正常，則應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)的正極線路進(jìn)行檢查，方法如下。

（1）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到2 000 r/min。

（2）啟動(dòng)測(cè)試儀，將電壓設(shè)為13.5V。

（3）如圖6所示，將萬用表調(diào)到電壓擋，表筆跨接于發(fā)電機(jī)B+端和蓄電池正極端檢測(cè)電壓，正常情況下該電壓應(yīng)低于0.3V。

如果萬用表的讀數(shù)高于0.3V，則需要對(duì)發(fā)電機(jī)B+端到蓄電池正極端的線路做進(jìn)一步檢查。

圖6 實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)正極線路

2.6 檢查搭鐵線路

汽車的車身或車架與蓄電池的負(fù)極相連，這稱為搭鐵。由于車身、車架多為導(dǎo)電的金屬材料，因此用電器負(fù)極可直接與車身或車架相連。如果搭鐵存在問題，不僅充電系統(tǒng)的工作會(huì)受影響，其他系統(tǒng)也會(huì)受影響。檢查接地線路好壞的操作如下。

（1）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到2 000 r/min。

（2）啟動(dòng)測(cè)試儀，將電壓設(shè)為13.5V。

（3）如圖7所示，將萬用表調(diào)到電壓擋，表筆跨接于發(fā)電機(jī)外殼和蓄電池負(fù)極端檢測(cè)電壓，正常情況下該電壓應(yīng)低于0.3V。

圖7 實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)搭鐵線路電壓

如果萬用表的讀數(shù)高于0.3V，則需要對(duì)發(fā)電機(jī)搭鐵線路作進(jìn)一步檢查。

2.7 檢查蓄電池內(nèi)阻

蓄電池的內(nèi)阻需要通過計(jì)算得出，根據(jù)內(nèi)阻的大小，可評(píng)估蓄電池性能狀態(tài)。蓄電池的最大允許內(nèi)阻在維修手冊(cè)中可以查到，或由公式“蓄電池的最大允許內(nèi)阻=2.5/ 最大冷起動(dòng)電流”求得，獲取蓄電池實(shí)際內(nèi)阻的方法如下。

（1）確保蓄電池為充滿電狀態(tài)。

圖8 實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電流

（2）測(cè)量蓄電池的源電壓（US）和端電壓（UT）。

（3）計(jì)算蓄電池內(nèi)阻造成的壓降（Uri=US-UT）。

（4）測(cè)量負(fù)載電流（I）。

（5）計(jì)算蓄電池內(nèi)阻（Ri=Uri/I）。

如果蓄電池的內(nèi)阻超出正常范圍很大，則應(yīng)該更換。

測(cè)量源電壓US，即點(diǎn)火開關(guān)在“OFF”擋時(shí)蓄電池兩端的電壓，US=13V；測(cè)量端電壓，即點(diǎn)火開關(guān)打到“ON”擋，同時(shí)打開大燈開關(guān)點(diǎn)亮大燈，此時(shí)測(cè)得蓄電池兩端的電壓UT=12.6V；蓄電池內(nèi)阻造成的電壓降為源電壓和端電壓的差值，Uri=US-UT=0.4V；用電流鉗測(cè)量蓄電池輸出電流，如圖8所示，I=8A；計(jì)算蓄電池內(nèi)阻Ri=Uri/I=0.4V/8A=0.05Ω；而蓄電池的最大允許內(nèi)阻為0.0038Ω（該蓄電池冷起動(dòng)電流為650A），可見實(shí)測(cè)內(nèi)阻大于最大允許值，該蓄電池性能不符合要求。

3 結(jié)語

汽車充電系統(tǒng)的故障可由充電指示燈狀況來判斷，然后通過檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓、輸出電流、正極線路和接地線路及蓄電池的內(nèi)阻來確定故障所在。