劉春暉

(山東華宇工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院）

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

1 充電系統(tǒng)的類(lèi)型

根據(jù)交流發(fā)電機(jī)和電壓調(diào)節(jié)器的連接線(xiàn)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(lèi)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(zhuān)門(mén)磁場(chǎng)二極管控制2 種類(lèi)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(lèi)型的發(fā)電機(jī)主要是6 管、8 管交流發(fā)電機(jī)，充電指示燈采用專(zhuān)門(mén)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(chē)型大致包括東風(fēng)、解放、豐田、本田等系列車(chē)型，其充電系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是：充電指示燈靠專(zhuān)門(mén)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(hào)一般取自交流發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)或三相繞組中的某一相，其直流電壓值均為交流發(fā)電機(jī)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(xiàn)圈；4—充電指示繼電器線(xiàn)圈；Rtj—調(diào)節(jié)電阻；K1、K2—觸點(diǎn)；K3—低速觸點(diǎn)；K4—高速觸點(diǎn)；B+—電樞；F—磁場(chǎng)；N—中性點(diǎn)；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(diǎn)火，即受點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制，給發(fā)電機(jī)提供激磁；L—充電指示燈；S—蓄電池電壓檢測(cè)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(zhuān)門(mén)的磁場(chǎng)二極管控制

此類(lèi)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(jī)，有3 個(gè)專(zhuān)門(mén)的磁場(chǎng)二極管控制充電指示燈，同時(shí)為交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供勵(lì)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(méi)有充電指示燈的控制功能。常見(jiàn)車(chē)型系列如：紅旗、大眾、奧迪、日產(chǎn)及標(biāo)致等等。

此類(lèi)充電系統(tǒng)采用發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法，如圖3 所示，圖中：1—?jiǎng)?lì)磁繞組；2—電壓調(diào)節(jié)器；3—?jiǎng)?lì)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(chē)系則發(fā)電機(jī)的外部接線(xiàn)柱則增加了DFM接柱（如圖4 所示），DFM 線(xiàn)是連接發(fā)動(dòng)機(jī)電腦的發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)管理監(jiān)控線(xiàn)，傳遞的是占空比信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)此信號(hào)監(jiān)控發(fā)電機(jī)電壓，如果電壓降低，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制發(fā)動(dòng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速，從而提高發(fā)電量，電腦會(huì)根據(jù)負(fù)荷來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速。L 線(xiàn)是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線(xiàn)，同時(shí)也是儀表板上充電指示燈接線(xiàn)，與車(chē)載電網(wǎng)控制單元連接。另一類(lèi)充電系統(tǒng)的類(lèi)型采用蓄電池電壓檢測(cè)法，如圖5 所示，圖中：1—蓄電池；2—整體式九管交流發(fā)電機(jī)；3—點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；4—點(diǎn)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(cè)端子。

圖3 奧迪轎車(chē)發(fā)電機(jī)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(jī)外部端子

圖5 日產(chǎn)藍(lán)鳥(niǎo)轎車(chē)交流發(fā)電機(jī)與集成電路調(diào)節(jié)器電路原理

2 充電系統(tǒng)常見(jiàn)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(guò)小、過(guò)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(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合充電線(xiàn)路的特點(diǎn)進(jìn)行分析，查找故障原因，及時(shí)排除故障。

因充電電流過(guò)小、充電電流過(guò)大、充電電流不穩(wěn)這3 個(gè)故障原因各個(gè)教材涉及較多[1-3]，在此不再贅述，以下僅以上述2 個(gè)類(lèi)型的充電系統(tǒng)電路為基礎(chǔ)，重點(diǎn)說(shuō)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(dòng)機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表指示放電或在閉合點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和正常行車(chē)時(shí)，充電指示燈亮，用萬(wàn)用表測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓過(guò)低。

2.1.1 故障分析

充電指示燈亮，同時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出電壓過(guò)低（等于蓄電池電壓），說(shuō)明發(fā)電機(jī)不發(fā)電。2 種類(lèi)型的充電系統(tǒng)故障部位可作比較。

第1 種類(lèi)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(jī)傳動(dòng)帶過(guò)松或嚴(yán)重打滑；2）外裝調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)“磁場(chǎng)”接線(xiàn)柱（內(nèi)接集成電路調(diào)節(jié)器的“IG（點(diǎn)火）”接線(xiàn)柱）松脫、過(guò)臟、絕緣損壞或?qū)Ь€(xiàn)連接不良；3）整流器面板中的正或負(fù)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(jiàn)），個(gè)別出現(xiàn)問(wèn)題的話(huà)可能會(huì)造成發(fā)電量過(guò)小。4）勵(lì)磁繞組回路有斷路處，使發(fā)電機(jī)不能建立磁場(chǎng)，因而不發(fā)電，可能的故障部位有：①轉(zhuǎn)子及電刷部位：勵(lì)磁繞組斷路（與集電環(huán)連接處較多），電刷過(guò)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(chǎng)F 接線(xiàn)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(dǎo)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(xiàn)有斷路處等。

第2 種類(lèi)型專(zhuān)門(mén)的磁場(chǎng)二極管控制充電系統(tǒng)：參照?qǐng)D3、圖5 所示，出現(xiàn)故障的部位1、2、3 和第1 種類(lèi)型一致，但第1 種類(lèi)型的4）條在這種類(lèi)型的充電系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)。

因第2 種類(lèi)型的發(fā)電機(jī)均為9 管或11 管，均具有3 個(gè)專(zhuān)門(mén)的磁場(chǎng)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(jī)正常工作時(shí)給發(fā)電機(jī)提供激磁，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)閉合但不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)的激磁通過(guò)充電指示燈由蓄電池提供，充電指示燈位于交流發(fā)電機(jī)的電樞“B+”接柱與3 個(gè)磁場(chǎng)二極管的輸出端“D+”之間，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，因電樞“B+”接柱與3 個(gè)磁場(chǎng)二極管的輸出端“D+”之間的電壓相等，充電指示燈無(wú)電流通過(guò)而熄滅。當(dāng)發(fā)電機(jī)因故障不發(fā)電時(shí)，兩端有電位差而使充電指示燈點(diǎn)亮，提醒駕駛?cè)顺潆娤到y(tǒng)出現(xiàn)故障，此時(shí)充電指示燈點(diǎn)亮的回路即為交流發(fā)電機(jī)的激磁回路，如激磁回路出現(xiàn)斷路的話(huà)，充電指示燈不會(huì)點(diǎn)亮，因此，充電指示燈點(diǎn)亮發(fā)電機(jī)不發(fā)電的情況下，9 管或11 管的交流發(fā)電機(jī)是不出現(xiàn)勵(lì)磁繞組斷路的情況的。

2.1.2 故障排除

第1 種類(lèi)型故障排除方法：停止發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行常規(guī)檢查，主要檢查：發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器、蓄電池及連接線(xiàn)束之間的連接導(dǎo)線(xiàn)有無(wú)松脫、斷路，皮帶松緊情況，如完好，進(jìn)行下一步。對(duì)于外接調(diào)節(jié)器的內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)：將發(fā)電機(jī)“F”線(xiàn)取下，另用一導(dǎo)線(xiàn)將交流發(fā)電機(jī)的“B+”與“F”接柱短接；外搭鐵發(fā)電機(jī)應(yīng)改為內(nèi)搭鐵后按上述方法進(jìn)行。短接后如發(fā)電機(jī)發(fā)電，則換修調(diào)節(jié)器或檢查發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器間的線(xiàn)路；如發(fā)電機(jī)仍不充電，拆檢發(fā)電機(jī)。逐項(xiàng)檢查后，修理或更換有關(guān)損壞的零部件。

第2 種故障排除方法：停止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查發(fā)電機(jī)的皮帶及外部接線(xiàn)情況，如完好，可將發(fā)電機(jī)的D+（L）接線(xiàn)柱端導(dǎo)線(xiàn)的插接件拔下并懸空，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，如充電指示燈仍亮，故障為充電指示燈線(xiàn)路有短路處，檢查線(xiàn)路，排除故障；如接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)充電指示燈熄滅，則故障出在交流發(fā)電機(jī)的定子繞組全部斷路或整流器的正極管或者負(fù)極管全部擊穿，使電流無(wú)法輸出。逐項(xiàng)檢查后，修理或更換有關(guān)損壞的零部件。

2.2 不充電故障現(xiàn)象2

閉合點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和正常行車(chē)時(shí)，充電指示燈均不亮，測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓過(guò)低，說(shuō)明發(fā)電機(jī)不發(fā)電。

2.2.1 故障分析

對(duì)于第1 種類(lèi)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(shuō)明充電指示燈燒壞或充電指示燈線(xiàn)路有斷路處，導(dǎo)致充電指示燈不亮，但此時(shí)交流發(fā)電機(jī)的激磁可能是有的，交流發(fā)電機(jī)是有可能發(fā)電的，因此，這種故障現(xiàn)象（充電指示燈線(xiàn)路和勵(lì)磁繞組回路同時(shí)出現(xiàn)斷路），在第1 種類(lèi)型的充電系統(tǒng)不可能出現(xiàn)。

對(duì)于第2 種類(lèi)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(jī)不發(fā)電，出現(xiàn)故障的部位是交流發(fā)電機(jī)的充電指示燈（即交流發(fā)電機(jī)的激磁回路）中出現(xiàn)斷路處，導(dǎo)致交流發(fā)電機(jī)的激磁繞組不產(chǎn)生磁場(chǎng)，同時(shí)充電指示燈中沒(méi)有電流通過(guò)，在任何時(shí)刻都不點(diǎn)亮。因此，這種情況下，故障原因僅可能是：勵(lì)磁繞組回路有斷路處，使發(fā)電機(jī)不能建立磁場(chǎng)，因而不發(fā)電，部位有：①轉(zhuǎn)子及電刷部位：勵(lì)磁繞組斷路（與集電環(huán)連接處較多），電刷過(guò)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(chǎng)F 接線(xiàn)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(dǎo)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(xiàn)有斷路等。

2.2.2 故障排除

停止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查發(fā)電機(jī)的皮帶及外部接線(xiàn)情況，如完好，可將交流發(fā)電機(jī)的D+（L）接線(xiàn)柱端導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)路有斷路，或充電指示燈本身壞。檢查線(xiàn)路，排除故障。如搭鐵后，充電指示燈點(diǎn)亮，則可能的故障有：充電指示燈接線(xiàn)柱接觸不良，或交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部勵(lì)磁繞路線(xiàn)路有斷路處，拆解發(fā)電機(jī)，逐項(xiàng)檢查。修理或更換有關(guān)損壞的零部件。