汽车充电系统培训课件.ppt

1、2020/7/28,1,北京大学出版社,课件制作 明光星,2020/7/28,2/54,【项目概述】 车用蓄电池虽然具有存储电能的功能，但还得有发电机协助供电，现代汽车均采用交流发电机，本项目主要学习交流发电机结构、交流发电机电压调节器、充电指示灯控制电路等。教学方法可参考图3-1所示的流程。,2020/7/28,3/54,任务3.1 充电系的组成及工作原理,3.1.1任务导入 汽车上所用的交流发电机大多为三相交流发电机，主要由三相交流发电机和硅二极管整流器组成，所以又称为硅整流发电机，简称交流发电机。要掌握这些内容，应进入下面的学习任务： （1）充电系统组成及公用。 （2）交流发电机结构。

2、（3）电压调节器结构原理。,2020/7/28,4/54,3.1.2理论知识 1充电系的作用及组成 汽车充电系统由蓄电池、交流发电机及调节器、点火开关、充电指示灯（在仪表盘内）及线路组成。,1- 蓄电池； 2-发动机； 3-发电机； 4-仪表盘； 5-点火开关； 6-电压调节器； 7-驱动皮带,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,5/54,2交流发电机构造及原理 （1）类型 车用交流发电机是一个三相同步交流发电机，通过硅二极管组成的三相桥式整流电路将定子绕组所产生的交流感应电流变为直流电流输出，所以也称之为硅整流发电机。 交流发电机按总体结构的不同，可分为普通式、整体式、带

3、泵式、无刷式和永磁式等多种型式。 按磁场绕组搭铁型式不同，交流发电机可分为：内搭铁式和外搭铁式两种。,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,6/54,（2）交流发电机的构造 普通硅整流交流发电机由三相同步交流发电机和6只硅二极管组成的三相桥式全波整流器组成，如图3-3所示。,1-前轴承；2-定子；3-电刷及电刷架；4-电压调节器；5-后轴承；6-滑环； 7-二极管整流桥； 8-转子；9-皮带轮,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,7/54,1）转子 转子是交流发电机的磁场部分，主要由两块爪极、磁场绕组、轴和滑环等组成 .,1-滑环；2-转子轴；3-爪极；4

4、-磁轭； 5-磁场绕组,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,8/54,2）定子 定子又叫电枢，由铁心和三相绕组组成，其功用是产生感应电动势。,1-定子铁心； 2-定子槽； 3-铆钉； 4-定子绕组,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,9/54,3）整流器 整流器的功用是将发电机定子绕组产生的交流电变换为直流电。一般由6只整流硅二极管和安装二极管的散热板组成，如图3-7所示。3个负极管子的外壳（二极管的正极）和发电机的外壳接在一起成为发电机的负极（搭铁极）。,1-元件板； 2-正极管； 3-负极管； 4-后端盖,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020

5、/7/28,10/54,4）端盖 前后端盖均由铝合金压铸或砂模铸造而成，这是因为铝合金为非导磁性材料，可减少漏磁并具有轻便、散热性能良好的优点。 5）电刷组件 电刷组件由电刷、电刷弹簧和电刷架组成。,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,11/54,（3）交流发电机的工作原理 1）三相交变电动势的产生,1-电刷；2-滑环；3-励磁绕组；4-定子绕组；5-整流器；6-正二极管；7-负二极管,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,12/54,2）整流原理 定子绕组中感应出的交流电动势，是通过6个硅二极管组成的三相桥式整流电路改变为直流电的。 三相桥式整流电路的原

6、理:,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,13/54,有些交流发电机用导线将中性点引出，接线柱标记为“N”，中性点通常用来控制各种用途的继电器，如磁场继电器、充电指示灯继电器等。,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,14/54,3）励磁方法 在发电机转速较低，发电机电压低于蓄电池电压时，由蓄电池通过电源开关供给磁场电流，进行他激，使电压很快上升。 当发电机转速升高，发电机电压超过蓄电池电压时，进行自激，并对外输出。 励磁方法是先它激，后自激。,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,15/54,（4）交流发电机的工作特性 交流发电机的工作

7、特性包括空载特性、输出特性和外特性。 1）空载特性 2）输出特性 3）外特性,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,16/54,3电压调节器的工作原理 汽车发动机转速变化较大，交流发电机工作时，其转速变化范围也很大，若对发电机不加以调节，其端电压将随发动机转速的变化而变化，会引起用电设备故障。因此，发电机必须要有一个自动的电压调节装置。交流发电机电压调节器的作用就是当发动机转速变化时，自动对发电机的电压进行调节，使发电机的电压稳定，以满足车用电器设备的要求。 目前汽车采用的电压调节器都为电子式电压调节器，一般分为晶体管电压调节器和集成电路电压调节器两种。,任务3.1 充电系的

8、组成及工作原理,2020/7/28,17/54,（1）晶体管电压调节器,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,18/54,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,19/54,（2）集成电路电压调节器 集成电路电压调节器是通过汽车电源电压变化的检测，利用晶体管的开关特性控制发电机的励磁电流，达到稳定发电机输出电压的目的。按检测电源电压的方式不同，分为发电机电压检测式和蓄电池电压检测式两种。,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,20/54,实际的蓄电地电压检测法线路,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,21/54,（3）典型

9、集成电路电压调节器 以JFT151型集成电路电压调节器为例,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,22/54,（4）电脑控制发电机电压调节电路 电脑控制发电机电压调节是由电脑向磁场提供一个固定频率的电流脉冲，通过改变占空比，得到正确的励磁电流平均值，从而使发电机发出适当的输出电压。,任务3.1 充电系的组成及工作原理,2020/7/28,23/54,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,3.2.1任务导入 部分交流发电机故障通过维修是可以达到使用要求的，要想正确维修交流发电机，首先要正确分解发电机，还要对零件进行检测，确定故障零件。交流发电机如何分解？对交流发电机零件进行哪些

10、检修？要掌握这些内容，应进入下面的学习任务： （1）硅整流发电机分解。 （2）硅整流发电机零件检测。 （3）硅整流发电机组装。 （4）调节器检测 （5）硅整流发电性能检测,2020/7/28,24/54,3.2.2理论知识 1发电机的分解 1）拆下电刷及电刷架。 2）拆下螺帽、皮带轮、风扇、半圆键。 3）拆下紧固螺钉。 4）用专用工具拆下驱动端盖(注意定子不能随着一起移动)。 5）取下转子总成。 6）拆下元件板上3个接线柱的螺帽，取下定子总成。 7）拆下元件板上的固定螺钉，后端盖上的“+”柱和“N”柱。 8）取下元件板（注意各绝缘垫圈不能遗失）。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020

11、/7/28,25/54,2发电机零件检测 （1）转子总成的检查 1）磁场绕组短路与断路检查 用万用表检测两滑环之间电阻，如图3-23a所示。若阻值为“”，则说明断路；若阻值过小，则说明短路。一般12V发电机转子绕组电阻约为3.56，24的约为1521。 2）转子绕组搭铁检查 即检查转子绕组与铁心（或转子轴）之间的绝缘情况。用万用表检测，电阻应最大 “”，如图3-23b所示。若两滑环与铁心（或转子轴）之间有阻值显示，则说明有搭铁故障。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,26/54,3）滑环的检查 滑环表面应平整光滑，无明显烧损，否则用“00”号纱布打磨。两滑环间隙处应无污

12、垢。滑环圆度误差不超过0.025mm，厚度不小于1.5mm。 4）转子轴变形检查 用百分表检查轴的弯曲，如图3-24 所示。弯曲度不超过0.05mm（径向圆跳动公差不超过0.1mm），否则应予校正。并检查爪形磁极在转子轴上应固定牢靠、间距相等。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,27/54,（2）定子总成的检查 1）定子绕组短路与断路检查 用万用表检测定子绕组3个接线端，两两相测，如图3-25a所示。正常时阻值小于1且相等；若阻值过大，说明断路；若阻值过小，说明短路。 2）定子绕组搭铁检查 即检查定子绕组与定子铁芯间绝缘情况。用万用表电阻挡检测定子绕组接线端与定子铁芯间

13、的电阻，如图3-25b所示。若阻值显示100K，则说明有搭铁故障。若阻值显示“”，说明正常。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,28/54,（3）整流器二极管的检查 可以在不解体的情况下，用示波器测试二极管波形，也可进行解体检测。下面介绍用万用表测试整流器二极管方法。 用数字式万用表二极管档位检查正极整流器与定子线圈引线接线柱之间是否导通，如两个方向均能导通，则二极管已击穿，应更换整流器组件。 检查负极整流器与定子线圈接线柱之间的导通，如两个方向均能导通，则二极管已击穿，应更换整流器组件。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,29/54,（4）电刷

14、组件的检查 电刷表面不得有油污，且应在电刷架中活动自如；电刷磨损不得超过原高度的12（或电刷磨损到磨损极限标记线时）如图3-26所示，否则更换电刷。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,30/54,（5）其他零件检查 1）检查轴承轴向和径向间隙均不应大于0.20mm，滚珠、滚道有无斑点； 2）使发动机怠速运转，通过听诊器或起子诊断轴承转动时有无异响，如图3-27所示； 3）检查前后端盖、皮带轮等是否有裂损、变形，绝缘垫是否完好。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,31/54,3发电机的组装 1）从后盖上的小插孔上，插入一个钢丝，将电刷抬起；当转子安

15、装好后，再拔出钢丝，如图3-28所示。 2）按照拆解的相反顺序，进行组装，注意不要漏装各绝缘垫片，即元件板、“+”柱、“F”柱、“N”柱与壳体之间的绝缘垫圈不能漏装。 3）装复后用万用表电阻档测量“B”接线柱与端盖间电阻应为。测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻，均应为。若上述电阻较小或者为零，表明漏装了绝缘垫片或套管，应拆开重装。 4）检查发电机前、后端盖上的安装挂脚位置是否符合拆解前作的标记。 5）装上前、后端盖紧固螺栓，并分几次拧紧。注意各螺栓的拧紧切不可一次完成，而应轮流进行，并且不断转动转子，若转子运转受阻或者内部有摩擦，应调整拧紧力矩。 6）装配完毕后，发电机应能运转灵活。,

16、任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,32/54,（1）晶体管电压调节器的检查 对晶体管电压调节器进行检查前，应先了解调节器的电路搭铁类型，再确定相应的测试方法。 1）内搭铁式晶体管电压调节器 2）外搭铁式晶体管电压调节器,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,33/54,（2）集成电路电压调节器的检查 在检查集成电路电压调节器时，应首先分清集成电路电压调节器引线的根数以及接线方法，以防将电源极性接错。集成电路调节器常见引线有三根和四根两种 .,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,34/54,5发电机整机性能检测 发电机整体检测主要

17、是在不解体发电机的前提下，判断发电机二极管是否损坏，如果二极管损坏，而又不能及时找出损坏的二极管，可能会导致新的元件失效。 （1）用万用表检测 用数字万用表的二极管测试功能，一个表笔接触发电机壳，另一个表笔接触发电机输出端，如图3-31所示。 万用表读数在0.8V附近时，表示正常；表笔读数为0.4V时，表示单个二极管短路。对调两个表笔，再次测量，当两个二极管短路时，万用表会发出连续的蜂鸣声。为了确定是哪个二极管失效，应把发电机拆解后，再单独检查每个二极管。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,35/54,（2）用示波器检测 用示波器在负载情况下观察发电机输出的波形，也是快

18、速判断二极管是否开路的方法。用示波器检测发电机输出波形试验步骤如下： 1）将示波器连接到发电机输出端子与接地之间，线路连接如图；,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2）将示波器调整到发电机波形测试功能； 3）启动发动机，记录发电机输出波形。 4）参照图3-33所示给出的参考波形，对比分析发电机工作性能。,2020/7/28,36/54,3.2.3任务实施 （1）硅整流发电机分解。 （2）硅整流发电机零件检测。 （3）硅整流发电机组装。 （4）电压调节器检测。 （5）交流发电机整机性能检测。,任务3.2 交流发电机及调节器的检修,2020/7/28,37/54,任务3.3 充电系统故障分析,

19、3.3.1任务导入 对于交流发电机首先要有外来电源进行激磁控制，发电后进行自己激磁。发电机的发电状态要在仪表进行显示，即充电指示灯控制。那么，目前充电指示灯如何控制？激磁电路又有哪些控制功能？控制方式有哪些？充电系统基本检查及故障诊断方法有哪些？要掌握这些内容，应进入下面的学习任务： （1）充电指示灯控制电路。 （2）激磁电路控制内容。 （3）充电系统基本检查及故障诊断方法。,2020/7/28,38/54,3.3.2理论知识 1充电指示灯控制电路 （1）中性点控制,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,39/54,（2）继电器控制,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28

20、,40/54,（3）励磁电路控制,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,41/54,（4）二极管控制,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,42/54,2典型车型充电指示灯电路 （1）桑塔纳2000系列轿车充电系统电路,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,43/54,（2）桑塔纳2000系列轿车充电系统电路故障分析 1）点火开关接通时，交流发电机的指示灯不亮 当蓄电池电充足、发电机皮带张力正常，且发电机的搭铁线接触良好时，当点火开关接通时，交流发电机的指示灯不亮，该故障诊断流程 2）转速增高时，交流发电机指示灯不熄灭 当发动机转速增高时，交流发电机指示灯仍

21、不熄灭，该故障诊断流程,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,44/54,3充电系统检修项目及方法 （1）充电系统基本检查 1）蓄电池技术状况检查 充电系统不能对损坏的蓄电池充电，为防止误导检查思路，要做好蓄电池检查。 2）发电机皮带检查 3）电器电缆接头检查 电器电缆接头松动、腐蚀、断开会造成充电系统故障，会误导检查思路。,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,45/54,（2）充电系统空载电压检测 1）将电压表并联到蓄电池电缆接头上。 2）测量蓄电池开路电压应该在12.66V左右。 3）把发动机转速提高到大约1500r/min，在负载的情况下，充电系统电压应比开路电

22、压高约2V，读数根据汽车种类的不同在13.515.0V之间。 4）分析测量结果。 若低于13.0V，表明充电系统存在发电不足的问题；若为16V或更高读数时，表明出现了严重过充电。,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,46/54,（3）发电机输出线路的电压降检测 如果发电机输出线路电阻过大，也会造成充电不良。所以要检查交流发电机B+端子和蓄电池（）极端子间的配线（包括易熔丝）是否正常。 1）检查交流发电机的安装状态是否正常；检查发电机皮带的张紧度是否正常；检查发电机运转时有无异响等。 2）把点火开关转到“OFF”位置，拆下蓄电池的负极电缆。 3）从端子“B+”拆下发电机的输出线，在

23、端子“B+”和已拆下的输出线之间串联一个0 100 A的测试用直流电流表，线路连接如图3-43所示。,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,47/54,4）把一个数字式电压表接在交流发电机的端子“B+”和蓄电池（）极端子之间。 5）装上发动机转速表，并连接蓄电池的负极电缆线。 6）起动发动机，当转速为2500 rmin 的状态下，用打开或关断前灯和其他灯的方法来调整发电机的负载，使电流表指针指示在比30 A 稍高的值。慢慢地降低发动机转速使电流表的指示值成为30 A，并读取此时的电压表指示值。最大极限值为0.3V,任务3.3 充电系统故障分析,7）观察若电压表的指示，若电压值高于极

24、限值，可认为发电机的输出线不良，应检查发电机 “B+” 端子和蓄电池（）端子间的配线（包括易熔丝）。 8）测试结束后，先关掉全部灯，再把点火开关转到OFF 位置；拆下蓄电池的负极电缆；拆去测试用的电流表、电压表和发动机转速表；将发电机的输出线接到发电机“ B+” 端子；最后连接蓄电池的负极电缆。,2020/7/28,48/54,（4）发电机输出电流的检查 1）检查蓄电池的状态是否正常；检查发电机皮带的张紧度是否正常；检查发电机运转时有无异响等。 2）把点火开关转到“OFF”位置，拆下蓄电池的负极电缆。 3）从发电机的 “B+” 端子拆下输出线，在 “B+” 端子和已拆下的输出线之间串联一个0

25、100 A 的测试用直流电流表。 4）把一个020 V 的测试用电压表接到端子“B+”和地之间。（把电压表的（）极导线接到端子“B+”上；把电压表的（一）极导线可靠接地。） 5）装上发动机转速表，连接蓄电池的负极电缆。 6）使发动机罩保持打开状态。 7）检查电压表的读数是否与蓄电池的电压相同。 若电压为0V，则认为发电机“B+”端子与蓄电池（）极间的接线脱开或易熔丝烧断。,任务3.3 充电系统故障分析,2020/7/28,49/54,8）将照明开关置于“ON”位置使前灯点亮后，起动发动机。 9）把前照灯调到远光束位置，取暖器送风机开关调到大风量位置，然后将发动机转速升高到2500 rmin，观察该电流表上的最大输出电流值。极限值应为额定输出电流的70。 10）电流表的读数值应大于极限值。若低于极限值而交流发电机的输出线正常时，请从发动机上拆下交流发电机加以检查。 11）试验结束后，使发动机怠速运转。 12）把点火开关转到OFF 位置，拆下蓄电池的负极电缆。 13）拆下测试用电流表、电压表和发动机转速表。 14）将发电机的输出线接到发电机的