课题二汽车交流发电机

汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第1页共21页任务二、汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验汽车交流发电机一、工作任务汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验二、任务描述在此项工作任务中主要使学生掌握汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验、电器布置图、电气安装接线图及处理常见故障的能力。学生接到安装和检修任务后，应根据任务要求，准备工具和材料，做好工作现场准备，严格遵守作业规范进行施工，安装完毕后进行自检，填写相关表格并交检测指导教师验收。按照现场管理规范清理场地、归置物品。三、任务要求1．掌握交流发电机及其调节器的构造，掌握交流发电机的拆装方法。2．掌握交流发电机的电气原理图和电气接线图。3．掌握用万用表对交流发电机解体前后的部件及总成的检查方法。4．掌握在万能试验台上对交流发电机技术性能的测试方法，正确进行交流发电机及其调节器的检测与试验。四、能力目标汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第2页共21页1．掌握交流发电机及其调节器的构造，掌握交流发电机的拆装方法。2．掌握交流发电机的电气原理图和电气接线图。3．掌握用万用表对交流发电机解体前后的部件及总成的检查方法。4．掌握在万能试验台上对交流发电机技术性能的测试方法，正确进行交流发电机及其调节器的检测与试验。5、各小组发挥团队合作精神，学会机床故障检修的步骤、实施、成果评估。五、任务准备（一）组织教学：1、清点学生人数，登记考勤。2、说明本节教学目标和学习方式、布置学生学习任务。3、检查场地设备的安全状况，强调安全操作。4、每组6人，分四组，每组选一个组长，各配汽车交流发电机。5、座位安排：每组围着发电机坐好，中间预留空位让各组同学发言。（二）复习旧课：1、蓄电池的正确使用：（1）不要连续使用起动机。每次起动的时间不得超过5秒，如果一次未能起动，应停顿15秒以上再作第二次起动，连续三次起动不成功者，应查明原因，排除故障后再起动发动机。（2）安装和搬运蓄电池时，应轻搬轻放，不可敲打或在地上拖拽。蓄电池在汽车上应固定牢靠，以防行车时振动和移动。（3）冬季使用的注意事项：1）冬季使用蓄电池时，应特别注意保持其处于充足电状态，以免电解液密度降低而结冰。2）冬季补加蒸馏水，应在充电前进行，以便蒸馏水较快的与电解液混合而不致结冰。3）冬季蓄电池容量降低，因此在启动冷态发动机前，应进行预热，以减少起动阻力距。4）冬季气温低，充电较困难，因此可以适当调高调节器的调节，以改善蓄电池的充电状态，但仍需避免过量充电。（4）要经常检查蓄电池电解液的液面高度，如发现电解液不足，要及时进行补充。汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第3页共21页（三）导入新课：汽车交流发电机是汽车上的供电电源，它工作后不仅给汽车上的用电设备供电，同时还具有着为蓄电池充电的功能。新课内容：1、发电机的作用：在发动机怠速以上运转时，向除起动机以外的所有用电设备供电，同时还向蓄电池充电。2、汽车发电机组成：由一个三相同步交流发电机、硅二极管组成的整流器。（1）三相同步交流发电机：转子总成、定子总成、传动带轮、风扇、前后端盖、电刷等部件组成。1）转子作用：产生磁场。转子组成：转子轴、励磁绕组、爪极、集电环。2）定子作用：输出交流电。定子组成：定子铁心、定子绕组。3）电刷内搭铁式：搭铁电刷的引出线用螺钉直接固定在后端盖上。电刷外搭铁式：电刷的引出线接到与机壳绝缘的接线柱上。4）整流器的作用：把三相同步交流发电机产生的三相交流电变成直流电。整流器的组成：正极管→中心引线为二极管的正极，外壳为负极，在管壳底上一般标有红色标记。负极管→中心引线为二极管的负极，外壳为正极，管壳底部一般有黑色标记。3、交流发电机的工作原理：汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第4页共21页（1）发电原理：当外加的直流电压作用在励磁绕组两端点的接线柱之间时，励磁绕组中便有电流通过产生轴向磁场。当转子旋转时，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流电动势。电动势的大小与转子的转速和磁极的磁通成正比。（2）整流原理：当给二极管加上正向电压时，二极管导通，呈现低阻状态。当给二极管加上反向电压时，二极管截止，呈现高阻状态。4、发电机的励磁方式：开始发电时，由于二极管死区电压的存在，需先由蓄电池供给励磁电流。当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由他励转变为自励。5、低速时发电状态：由于转子的爪极剩磁软弱，所以发电机在低速运转时，加在硅二极管上的正向电压也很小，此时二极管的正向电阻较大，较弱的剩磁产生的很小的电动势很难克服二极管的正向电阻，使电压不能建立起来，所以发电机必须与蓄电池并联起来。检查蓄电池的放电情况，若发现容量不足，应及时充电。6、电压调节器的作用：在发电机转速变化时，自动控制发电机电压，使其保持恒定，防止发电机电压过高而超坏用电设备和导致蓄电池过量充电，同时也防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。7、电压调节器的种类：电磁振动式、晶体管式、集成电路式。汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第5页共21页8、晶体管调节器工作原理：（1）当发电机电压较低的情况下，分压器中间O点电压也降低，此时稳压管处于截止状态，此状态经放大器放大，给三极管的基极一个高电位信号，使三极管导通，励磁电流可以通过三极管流入发电机励磁绕组，使发电机电压上升。（2）当电压上升到调节器电压调整值时，O点电压升高至稳压管的击穿电压，稳压管被击穿，此信号经放大器放大后给三极管一个低电位信号，使三极管截止，切断了励磁电流。9、磁场线圈内搭铁式：调节器装在发电机与点火开关之间，发电机励磁绕组有一端搭铁。磁场线圈外搭铁式：调节器装在发电机励磁绕组与搭铁之间，发电机励磁绕组无搭铁端，调节器控制励磁绕组搭铁。这两种形式的发电机与调节器不能互换，否则会造成发电机电压失调或不发电。调节电压为13.8-14.6V之间。汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第6页共21页10、万用表种类：指针式和数字式。数字式使用过程：（1）信号频率的检测：频率档FREQ（2）温度的检测：温度档TEMP（3）闭合角的检测：气缸数的闭合角DWEL（4）占空比的检测：占空比测量，DUTY、CYCLE。被测电路一个工作循环中脉冲信号所保持时间的相对百分数。（5）转速的测量：转速档RPM（6）起动电流的测量：400MV挡（7）氧传感器的检测：4V挡按动DC∕AC按钮置于CD状态。11、汽车电源系统电路组成：蓄电池、交流发电机、调节器、电流表、充电指示灯继电器及充电指示灯等。12、充电指示灯控制电路图：充电指示灯控制方法：第一种,利用交流发电机中性点电压，通过继电器和电子控制进行控制；第二种,利用交流发电机输出端电压，通过电子控制器进行控制；第三种，利用九管交流发电机进行控制。13、利用中性点电压，通过充电指示继电器控制过程：（1）起动时接通点火开关S，充电指示灯HL亮，表示不充电。其电路为：蓄电池“十”极→电流表→点火开关→充电指示灯→接线柱→上銜铁→常闭触点→搭铁→蓄电池“一”极。与此同时，电流从蓄电池“十”极→电流表→点火开关→接线柱→连接线→汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第7页共21页磁轭及衔铁→触点→磁场接线柱→励磁绕组→搭铁→蓄电池“一”极，构成回路。（2）起动后，发电机电压升高，由他励进入自励。当电压达到充电电压时，在发电机中性点电压作用下，线圈的吸力使继电器动作，K1闭合，K2打开，使充电指示灯熄灭，表示蓄电池开始充电。同时，K1闭合，将调节器磁化线圈电路接通.。14、电压调节器的正确使用过程：（1）调节器与发电机的电压等级必须一致，否则电源系统不能正常工作。（2）调节器与发电机的搭铁形式必须一致。（3）交流发电机的功率不得超过调节器设计时所能配用的交流发电机的功率。（4）线路连接必须正确。（5）配用双级电磁振动式调节器时，应特别注意：当接查充电系统的故障时，在没有切断发电机与调节器的连接线以前，不允许将发电机的B与F短接，否则将会烧坏调节器的高速触点。（6）调节器必须受点火开关控制，一旦接通电源，调节器中控制磁场电流的大功率管在发电机输出电压低于蓄电池充电电压时就始终导通。(7)汽车停驶时，应将点火开关断开。（四）实习教学过程：1、主要结构普通交流发电机主要由转子、定子、电刷与电刷架、风扇、皮带轮和前汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第8页共21页后端盖等部件组成。图2-1是交流发电机的结构示意图。图2-12、实操示范教学过程实训操作步骤及要点（1）硅整流交流发电机的不解体检测外部检查：检查交流发电机端盖有无破裂，各接柱有无松动；用手转动发电机转子，检查转动是否灵活自如，不应有卡滞和异响。交流发电机各接柱的电阻测量：用万用表检测发电机各接线端子间的电阻，应与规定相符，将测试结果填入实训报告并分析。表2-1常见交流发电机各接线柱间的阻值硅整流交流发电机型号“F”与“E”间（Ω）“B或A”与“E”间（Ω）“N”与“E”间（Ω）正向反向正向反向JF11、13、15、21、132N5～640～5010K10左右10KJFW14（无刷）3.5～3.8夏利JFZ15422.8～3.0汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第9页共21页桑塔纳JFZ19132.8～3.265～8010K说明：指针式万用表型号不同，测得“B”与搭铁的阻值略有不同。(2)硅整流交流发电机的拆解及清洗1．拧下电刷组件的两个固定螺钉，取下电刷组件；2．拧下后轴承盖的三个固定螺钉，取下后轴承防尘盖，再拧下后轴承处的紧固螺母；3．拧下前后端盖的连接螺栓，轻敲前后端盖，使前后端盖分离；4．从后端盖上拆下定子绕组端头，使定子总成与后端盖分离；5．拆下整流器总成；6．拆下皮带轮固定螺母，从转子上取下皮带轮、半圆键、风扇和前端盖；7．用布或棉纱蘸适量清洗剂擦洗转子绕组、定子绕组、电刷及其它机件。(3)硅整流交流发电机的检修1）．转子检修（1）转子绕组检修①如图2-2所示，用万用表R×1档检测两集电环之间电阻，应与标准相符。若阻值为“∞”，说明断路；若阻值过小，说明短路。图2-2图2-3表2-2常见交流发电机转子绕组（激磁绕组）的电阻阻值表发电机型号JF11JF13JF152JFW17桑JFZ1913JF22JF25转子绕组的阻值（Ω）5.35.35.55.32.7～3.21820②如图2-3所示，用万用表电阻R×1K档检测集电环与铁心（或转子轴）之间的电阻，应为“∞”，否则为搭铁。搭铁检查短路及断路检查汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第10页共21页③断路应焊修或更换转子总成，短路和搭铁应更换转子总成。（2）集电环检修①集电环表面应平整光滑，若有轻微烧蚀，用“00”号砂布打磨；烧蚀严重，应在车床上精车加工。②用直尺测量集电环厚度，厚度不小于1.5mm，否则应更换。③用千分尺测量集电环圆柱度，集电环圆柱度不超过0.025mm，否则应精车加工。（3）转子轴检修如图2-4所示，用百分表测量转子轴摆差，电枢轴径向摆差不超过0.10mm，否则应予校正。（4）电刷的检修：电刷磨损后不得超过原高度的1/2；当电刷从电刷架中露出长度2mm时，电刷弹簧力一般为2～3N。2）．定子检修（1）定子绕组短路检修通过台架试验测其输出功率或通过示波器测其输出电压波形进行判断。各种故障的端电压波形如图2-5所示。若短路应更换定子绕组或定子总成。图2-5定子绕组及整流装置的各种故障的输出电压波形（2）定子绕组断路检修集电环的检测转子铁心及转子轴的检测汽车电源系项目课题二汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验第11页共21页如图2-6所示，用万用表R×1档检测定子绕组三个接线端，两两相测，阻值应小于1Ω，若阻值为∞，说明断路。断路故障应用35W220V的电烙铁焊接修复，若不能修复，应更换定子绕组或定子总成。（3）定子绕