汽車發(fā)電機(jī)構(gòu)造與檢修

汽車交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造與檢修主講人：王劍波2014年4月22日

學(xué)習(xí)目標(biāo)：能正確敘述汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理；能正確拆裝、檢測(cè)發(fā)電機(jī)；能正確診斷與排除發(fā)電機(jī)常見故障。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：發(fā)電機(jī)的拆裝、檢測(cè)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)的故障診斷。

發(fā)電機(jī)作用與分類發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)發(fā)電機(jī)常見故障及排除本次課主要內(nèi)容有：●發(fā)電機(jī)作用與分類1、發(fā)電機(jī)作用

發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向所有用電設(shè)備（啟動(dòng)機(jī)除外）供電，同時(shí)給蓄電池充電。汽車上所用的發(fā)電機(jī)大多為三相交流發(fā)電機(jī)。汽車上采用硅整流交流發(fā)電機(jī)，它以硅二極管為整流器，將交流電轉(zhuǎn)變成直流電。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、功率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、維修方便等特點(diǎn)。2、發(fā)電機(jī)類型汽車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，由于交流發(fā)電機(jī)在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)已被淘汰。交流發(fā)電機(jī)按照不同的分類方法分為以下幾類：1）按結(jié)構(gòu)分為：普通式整體式真空泵式2）按工作原理分固定磁場(chǎng)式（無(wú)刷式）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式（常用）3)按照調(diào)節(jié)器是否單獨(dú)安裝分：（1）普通硅整流發(fā)電機(jī)：調(diào)節(jié)器單獨(dú)安裝，多用于中低檔車型，如解放CA1092等。（2）整體式硅整流發(fā)電機(jī)：調(diào)節(jié)器安裝于發(fā)電機(jī)內(nèi)部，廣泛用于中高檔車型，如奧迪轎車。4、按磁場(chǎng)繞組搭鐵形式分類（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極)直接搭鐵（和殼體相聯(lián))。(2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)器后再搭鐵?！癜l(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

普通交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、電刷組件、前后端蓋、風(fēng)扇、帶輪等組成。

1、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1)轉(zhuǎn)子(1)功用：產(chǎn)生磁場(chǎng)。(2)組成：爪極、磁軛、勵(lì)磁繞組、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子軸等組成,如圖所示。滑環(huán)爪極磁軛勵(lì)磁繞組轉(zhuǎn)子軸(3）滑環(huán)：由兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)組成，壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣，兩個(gè)滑環(huán)分別與勵(lì)磁繞組的兩端相連。(4)原理：當(dāng)給兩滑環(huán)通入直流電時(shí)，勵(lì)磁繞組中就有電流通過(guò)，并產(chǎn)生軸向磁通，使爪極一塊被磁化為N極，另一塊被磁化為S極，從而形成六對(duì)（或八對(duì)）相互交錯(cuò)的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。2)定子

(1）功用：產(chǎn)生交流電。(2）原理；定子安裝在轉(zhuǎn)子的外面，和發(fā)電機(jī)的前后端蓋固定在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)子在其內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

(3）組成：定子鐵心和定子繞組（線圈）組成，如圖。定子鐵心由內(nèi)圈帶槽、互相絕緣的硅鋼片疊成。定子繞組有三組線圈，對(duì)稱的嵌放在定子鐵心的槽中。三相繞組的連接有星形接法和三角形接法兩種，如圖所示，都能產(chǎn)生三相交流電。3）整流器（1）功用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟?。?）整流板和整流二極管組成，一般由6只硅整流二極管分別壓裝（或焊裝）在相互絕緣的兩塊板上組成的，其中一塊為正極板（帶有輸出端螺栓），另一塊為負(fù)極板，負(fù)極板和發(fā)電機(jī)外殼直接相連（搭鐵），也可以將發(fā)電機(jī)的后蓋直接作為負(fù)極板組成。正二極管的中心引線為二極管正極，外殼為負(fù)極。正二極管的外殼壓裝或焊裝在元件板上，共同組成發(fā)電機(jī)的正極，由一個(gè)與后端蓋絕緣的元件板固定螺栓通至機(jī)殼外，成為發(fā)電機(jī)的B+輸出。正二極管負(fù)二極管正極板負(fù)極板+B輸出負(fù)極二極管正極4）電刷組件1)電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成,如圖。2)電刷的作用是將電源通過(guò)滑環(huán)引入勵(lì)磁繞組。兩個(gè)電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與滑環(huán)保持接觸。3)電刷和滑環(huán)的接觸應(yīng)良好，否則會(huì)因?yàn)榇艌?chǎng)電流過(guò)小，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)電不足。電刷電刷架電刷彈簧5）調(diào)節(jié)器

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前交流發(fā)電機(jī)幾乎全部采用電子調(diào)節(jié)器。其優(yōu)點(diǎn)是：電壓調(diào)節(jié)精度高，且不產(chǎn)生火花，還具有重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、電波干擾小等優(yōu)點(diǎn)。6）前、后端蓋端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效的防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷組件。前端蓋后端蓋7）風(fēng)扇、皮帶輪交流發(fā)電機(jī)的前端裝有帶輪和風(fēng)扇，由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸和風(fēng)扇一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)工作時(shí)，定子繞組和勵(lì)磁繞組中都會(huì)有熱量產(chǎn)生，溫度過(guò)高會(huì)燒壞導(dǎo)線的絕緣導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能正常工作，所以為發(fā)電機(jī)散熱是必須的，為了提高散熱能力，有的發(fā)電機(jī)裝有兩個(gè)風(fēng)扇（前后各一個(gè)）。2、發(fā)電機(jī)工作原理1）發(fā)電原理（1）發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。（2）磁場(chǎng)外發(fā)電機(jī)殼體（鐵芯）上固定有3組線圈(3相定子繞組)，3相繞組彼此相隔120°。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使固定的電樞繞組中通過(guò)的磁通量發(fā)生變化，而在定子電樞繞組中產(chǎn)生三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3)整流器的工作原理：將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟?；由于蓄電池具有電容的功能，故輸出的直流電壓波形較平坦。發(fā)電機(jī)輸出的直流電壓平均值為：U=1.35UL=2.34UΦ式中：UL—線電壓；UΦ—相電壓。4)勵(lì)磁方式

(1)勵(lì)磁：將電源引入到磁場(chǎng)繞組使之產(chǎn)生磁場(chǎng)的過(guò)程稱為勵(lì)磁。(2)方式：交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有自勵(lì)和他勵(lì)兩種。①他勵(lì)：交流發(fā)電機(jī)開始發(fā)電時(shí)，因三極管死區(qū)電壓的存在，需先由蓄電池供給勵(lì)磁電流(他勵(lì)階段)。②自勵(lì)：當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到蓄電池電壓時(shí)，即由發(fā)電機(jī)自己供給勵(lì)磁電流，即由他勵(lì)轉(zhuǎn)為自勵(lì)。③他勵(lì)的優(yōu)點(diǎn)：由蓄電池勵(lì)磁可以較快進(jìn)入自勵(lì)狀態(tài)。

汽車用發(fā)電機(jī)在剛開始發(fā)電時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組由蓄電池供電產(chǎn)生磁場(chǎng)，屬于他勵(lì)；待發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，輸出電壓高于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)向磁場(chǎng)繞組供電，勵(lì)磁方式由他勵(lì)變?yōu)樽詣?lì)。3、電壓調(diào)節(jié)器工作原理電壓調(diào)節(jié)器是把發(fā)電機(jī)輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)的裝置，其功用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)電壓保持恒定，使其不因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)電壓過(guò)高燒壞用電器和導(dǎo)致蓄電池過(guò)充電；也不會(huì)因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速低而電壓不足導(dǎo)致用電器工作失常。

E＝CnΦ

1)分類（1）內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極)直接搭鐵（和殼體相聯(lián))。(2）外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)：磁場(chǎng)繞組的一端（負(fù)極）接入調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)器后再搭鐵。2）工作原理①點(diǎn)火開關(guān)SW剛接通時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)不發(fā)電，蓄電池電壓加在分壓器R1、R2上，此時(shí)因UR1

較低不能使穩(wěn)壓管VS的反向擊穿，VT1截止，VT1截止使得VT2導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路接通，此時(shí)由蓄電池供給磁場(chǎng)電流。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電，電壓上升。＜0.7V

②當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到大于蓄電池電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)自勵(lì)發(fā)電并開始對(duì)外蓄電池充電，如果此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓UB<調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)上限UB2，VT1繼續(xù)截止，VT2繼續(xù)導(dǎo)通，但此時(shí)的磁場(chǎng)電流由發(fā)電機(jī)供給，發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高迅速升高。升③當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升高到等于調(diào)節(jié)上限UB2時(shí)，調(diào)節(jié)器對(duì)電壓的調(diào)節(jié)開始。此時(shí)VS導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通，VT2截止，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電路被切斷，由于磁場(chǎng)被斷路，磁通下降，發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。升＞0.7V＜0.7V降

④當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到等于調(diào)節(jié)下限UB1時(shí)，VS截止，VT1截止，VT2重新導(dǎo)通，磁場(chǎng)電路重新被接通，發(fā)電機(jī)電壓上升。周而復(fù)始，發(fā)電機(jī)輸出電壓UB被控制在一定范圍內(nèi)，這就是外搭鐵型電子調(diào)節(jié)器的工作原理。發(fā)電機(jī)的檢查與維護(hù)發(fā)電機(jī)檢測(cè)拆裝工具發(fā)電機(jī)的拆裝與檢查電子調(diào)節(jié)器的檢測(cè)●發(fā)電機(jī)檢測(cè)拆裝工具螺絲刀梅花扳手10mm"T"套筒8mm"T"套筒砂紙萬(wàn)用表操作注意事項(xiàng)：拆裝零件要擺放整齊，清潔干凈；使用萬(wàn)用表檢測(cè)電阻、電壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意檔位的選擇。測(cè)前需先校對(duì)萬(wàn)用表。●發(fā)電機(jī)的拆裝與檢查1、發(fā)電機(jī)整本檢查(1）旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、無(wú)卡滯現(xiàn)象。則發(fā)電機(jī)軸承完好；（2）檢查發(fā)電機(jī)外殼，無(wú)裂紋、破損現(xiàn)象，則發(fā)電機(jī)外殼正常；（3）不分解發(fā)電機(jī)的情況下二極管檢測(cè)：

用萬(wàn)用表的導(dǎo)通檔位，黑表筆接發(fā)電機(jī)電樞“B”接柱，紅表筆接發(fā)電機(jī)端蓋。若阻值在40～50Ω以上，說(shuō)明無(wú)故障；若阻值在10Ω左右，說(shuō)明有失效的二極管，須拆檢；若阻值為0Ω，說(shuō)明有不同極性的二極管擊穿。調(diào)換表筆測(cè)的電阻值為“∞”。(1)拆下皮帶輪；(2)擰下“B”端子上的固定螺母并取下絕緣套管；(以豐田系列40A型為例說(shuō)明）(3)拆下后端蓋罩；(4)擰下電刷架和IC調(diào)節(jié)器的固定螺絲，取下電刷架和IC調(diào)節(jié)器（注意：電刷要輕?。?5)將與整流器相連接的三相繞組引線及中性點(diǎn)引線的連接螺釘用十字起擰下，取下整流器；(6)拆卸整流器端座；(7）從驅(qū)動(dòng)端蓋里取出轉(zhuǎn)子；用棉紗沾適量清洗劑擦洗轉(zhuǎn)子繞組、定子繞組、彈刷及其他機(jī)件。2、交流發(fā)電機(jī)的拆解及清洗3、轉(zhuǎn)子的檢測(cè)(1)滑環(huán)的檢測(cè)：滑環(huán)表面應(yīng)平整光滑，無(wú)明顯燒損，否則用“00”號(hào)紗布打磨。兩滑環(huán)間隙處應(yīng)無(wú)積物.厚度不小于1.5m；(2)轉(zhuǎn)子繞組斷路與短路的檢查：用萬(wàn)用表200Ω檔，先校對(duì)萬(wàn)用表，測(cè)量任意兩滑環(huán)之間電阻，若為“∞”則斷路；阻值約為3.5～6Ω，低于此值為短路；(3)轉(zhuǎn)子繞組絕緣檢查：用萬(wàn)用表200MΩ檔，測(cè)量任意滑環(huán)與鐵心（或轉(zhuǎn)子軸）之間電阻,應(yīng)為“∞”。4．定子的檢測(cè)(1)定子繞組短路與斷路的檢查:用萬(wàn)用表200Ω檔，先校對(duì)萬(wàn)用表，再將一只表筆放在中性接線端上，另一只表筆分別依次放在其它三個(gè)接線端上，測(cè)的阻值小于1Ω且相等。若三個(gè)阻值不相等，較小阻值的兩接線端線圈有短路現(xiàn)象；若阻值為“∞”則為斷路。(2)定子繞組絕緣檢查:用萬(wàn)用表200MΩ檔，測(cè)量四個(gè)接線端中任意一個(gè)接線端與外殼之間的電阻值為“∞”。5、整流二極管的檢查（1）檢測(cè)正極管:用萬(wàn)用表的導(dǎo)通檔位，黑表筆接整流器端子“B”，紅表筆分別接整流器各接柱，萬(wàn)用表均應(yīng)導(dǎo)通；此時(shí)完用表均不導(dǎo)通。調(diào)換兩表筆進(jìn)行測(cè)試，此時(shí)完用表均不導(dǎo)通。（2）檢測(cè)負(fù)極管：紅表筆接整流器的端子“E”，黑表筆分別接整流器各接柱，萬(wàn)用表均應(yīng)導(dǎo)通；

調(diào)換兩表筆進(jìn)行測(cè)試，此時(shí)萬(wàn)用表均不導(dǎo)通。6、電刷組件的檢查（1）電刷表面不得有油污，且應(yīng)在電刷架中活動(dòng)自如；（2）電刷架應(yīng)無(wú)燒損，破裂或變形；（3）電刷磨損檢查:用直尺或游標(biāo)卡尺測(cè)里電刷的長(zhǎng)度，不得少于1/2；（4）用萬(wàn)用表導(dǎo)通檔，測(cè)量?jī)蓚€(gè)碳刷與外殼連接端應(yīng)導(dǎo)通。（標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為10.5mm）7、流交流發(fā)電機(jī)的裝復(fù)按拆解的反順序裝復(fù)。注意：裝復(fù)后，轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)皮帶輪，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)平順，無(wú)摩擦及碰擊聲。●電子調(diào)節(jié)器的檢測(cè)1、晶體管調(diào)節(jié)器類型的判別：晶體管調(diào)節(jié)器分為“內(nèi)搭鐵調(diào)節(jié)器”和“外搭鐵調(diào)節(jié)器”兩種。一般均“+”“F”“-”三個(gè)接柱，使用前必須確定其搭鐵形式。判別方法如下：1）將晶體管調(diào)節(jié)器的“+”“-”分別接可調(diào)直流電源的“正”“負(fù)”極將電壓預(yù)調(diào)至12V。2）用試燈代替發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組，一端接調(diào)節(jié)器的“F”接線柱上，另一端先后去碰調(diào)節(jié)器的“+”和“-”接柱；a．當(dāng)試燈另一端碰接“+”接柱時(shí)燈亮，調(diào)節(jié)器類型的判別與性能測(cè)圖；b．而碰接“-”接柱時(shí)燈不亮，則晶體管調(diào)節(jié)器為“外搭鐵調(diào)節(jié)器”。當(dāng)試燈另一端碰接“-”接柱時(shí)燈亮，而碰接“+”接柱時(shí)燈不亮，則為“內(nèi)搭鐵調(diào)節(jié)器”。C．若試燈另一端在碰接“+”“-”接柱均不亮，則晶體管調(diào)節(jié)器內(nèi)部斷路損壞。按①、②步驟接好線路，逐漸調(diào)高直流電壓，燈泡亮度會(huì)隨之增強(qiáng)，當(dāng)電壓升到接近調(diào)壓值時(shí)，燈泡會(huì)由亮轉(zhuǎn)滅，再繼續(xù)升高電壓，燈泡也不亮；逐漸降低直流電壓，當(dāng)電壓下降0.5V以內(nèi)時(shí)，燈泡又亮起，說(shuō)明調(diào)節(jié)器性能良好。若升高電壓后指示燈常亮，即使超過(guò)調(diào)壓值，指示燈也不滅，表明調(diào)節(jié)器內(nèi)