汽车电器设备与维修-第2版

项目3发电机的检测与维修知识目标1）掌握交流发电机的构造及工作原理。2）了解调节器的作用和原理。技能目标1）能正确拆装、检测发电机。2）能正确诊断充电系统常见故障并排除故障。汽车电器设备与维修第2版书名：汽车电器设备与维修第2版书号：978-7-111-48363-2作者：毛峰主编出版社：机械工业出版社任务一发电机的拆装与检修一、交流发电机的构造图3-1交流发电机的安装位置1-V型传动带3-调整臂3-发电动机4-仪表盘5-点火开关6-调节器7-蓄电池8-支架图3-2丰田卡罗拉轿车发电机的解体图1．转子由两块爪极、励磁绕组、轴和滑环等组成图3-3交流发电机的转子1-滑环3-轴3-爪极4-磁轭5-励磁绕组图3-4转子磁场的磁力线分布与磁场电路原理ａ）磁场的磁力线分布ｂ）磁场电路原理1、5-电刷2、4-滑环3-励磁绕组6-点火开关7-蓄电池2．定子定子又叫电枢，是用来产生交流电动势的，由铁芯和三相绕组组成。图3-5定子及定子绕组的连接a）星形连接b）三角连接槽三相绕组在定子槽中的绕法必须满足:1）每项绕组线圈的个数、每个线圈的匝数、每个线圈的大小都必须相等，这样可保证每项绕组所产生的电动势大小相等。２）三相绕组的首端在定子槽内的排列必须间隔120º电角度。图3-6JF132型交流发电动机定子绕组的展开图3．整流器交流发电机的整流器，是由六只硅整流二极管组成的三相桥式整流电路。图3-7硅整流二极管的安装1-火线接线柱3-元件板3-正极管子4-负极管子5-后端盖4．前、后端盖前后端盖是由非导磁材料铝合金制成的，漏磁少，并具有轻便、散热性能好等优点。在后端盖上装有电刷与调节器总成图3-8炭刷架的结构a）外装式b）内装式图示3-9交流发电机的搭铁方式a）内搭铁式b）外搭铁式5．传动带轮及风扇图3-10交流发电机的通风a）单风扇式b）双风扇式1、4-皮带轮2、5、7-风扇3、6-转子二、交流发电动机的工作原理交流发电动机产生交流电的基本原理是电磁感应原理，具体地说交流发电动机是利用产生磁场的转子旋转，使穿过定子绕组的磁通量发生变化，在定子绕组内产生交流电动势图3-11交流发电机的工作原理2．整流原理图3-12三相桥式整流器流电路中的电压、电流波形a）整流原理b）三相交流电动势c）整流后发电动机输出的平稳脉冲电压中性点接线柱图3-13带有中心抽头的交流发电动机中性点二极管（称为功率二极管）图3-14具有中性点二极管的整流电路a）电压波形b）原理图3．励磁方法交流发电动机的励磁方法是：先他励、后自励图3－１5交流发电动机的励磁电路三、交流发电动机的调节器1．电压调节器的工作原理交流发电动机每项绕组电动势有效值可写成：Eφ=CnФ当交流发电动机的转速升高时，调节器通过减小发电动机的励磁电流来减小磁通Ф，使发电动机的输出电压保持不变。2．晶体管调节器图3-16晶体管调节器的基本电路3．集成电路调节器图3-17集成电路调节器的基本电路a)发电动机电压检测法b）蓄电池电压检测法1、6-发电动机2、5-集成电路调节器3、4-充电指示灯四、交流发电动机的工作特性1．输出特性输出特性是指在发电动机端电压U不变其输出电流与转速之间的关系统。图3-18交流发电动机的输出特性曲线2．空载特性空载特性是研究发电动机在空载运行时，其端电压随转速变化的关系统，即I=0时，U=ƒ（n）的曲线。图3-19交流发电动机的空载特性曲线3．外特性外特性是研究当发电动机转速一定时，其端电压与输出电流的关系统，即n=常数时，U=ƒ（I）的曲线图3-20交流发电动机的外特性五、汽车交流发电动机实例1．桑塔纳轿车所用的交流发电动机图3-21桑塔纳轿车发电动机电路图1-激磁绕组2-电压调节器3-激磁二极管4-充电指示灯5-防干扰电容器其工作原理如下：1）接通点火开关S，蓄电池向发电动机提供励磁电流（他励），励磁电路如下：蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯→二极管VD→发电动机磁场接线柱D+→励磁绕组→调节器→搭铁，此时，充电指示灯亮。2）发动机起动后，发电动机的输出电压高于蓄电池的电动势，由于D+与B+电位相等，充电指示灯熄灭，励磁电流由他励变为自励，励磁电路如下：励磁二极管→励磁绕组→调节器→搭铁。3）当发电动机的输出电压达到调整值时，调节器中起开关作用的晶体管截止，励磁电流迅速下降，发电动机的输出电压也迅速下降。当发电动机的输出电压小于调整值时，起开关作用的晶体管立刻导通，发电动机的输出电压随之升高，就这样，循环反复，使发电动机的输出电压稳在调整值范围内。2．夏利轿车所用的交流发电动机图3-22夏利轿车发电机集成电路调节器电路图工作原理如下：（1）接通点火开关S，蓄电池电压经接线柱“IG”到集成电路调节器，使晶体管VT1、VT2中均有基极电流流过，于是VT1、VT2同时导通，励磁电路为（他励）：蓄电池正极→发电动机接线柱B→励磁绕组→VT1→搭铁。VT2导通时，充电指示灯亮，表示发电动机不发电。充电指示灯电路为：蓄电池正极→点火开关S→充电指示灯→VT2→搭铁。（2）发动机起动后，发电动机的输出电压高于蓄电池的电动势而小于调节电压时，VT1仍导通，但发电动机由他励变为自励，并向蓄电池充电。同时，由于P点电压输入集成电路使VT2截止，故充电指示灯自动熄灭，表示发电动机正常工作。（3）当发电动机的输出电压达到调节电压时，集成电路由IG点检测到该电压时，VT1由导通变截止，励磁电流迅速减小，发电动机的输出电压随之下降：当输出电压低于调整值时，集成电路又使VT1导通，励磁绕组中又有电流通过，发电动机的输出电压又重新上升，如此反复，发电动机的输出电压将被控制在调节电压范围内。【任务实施步骤】1．发电机拆解作业(1)拆卸发电机离合器传动带轮1)用螺钉旋具拆下发电机传动带轮盖图3-23拆下发电机传动带轮盖2)使用专用工具SST(A)和(B)及台钳，从转子轴上将传动带轮拆下图3-24拆下传动带轮（2）拆卸发电机后端盖图3-25拆下发电机后端盖（3）拆卸发电机端子绝缘垫图3-26拆下端子绝缘垫（4）拆卸发电机电刷架总成图3-27拆下电刷架（5）拆卸发电机线圈总成图3-28拆下发电动机定子绕组拆下4个螺栓，然后用专用工具拆下发电机定子绕组。（6）拆卸发电机转子总成先拆下发电机轴承垫圈。然后拆下发电机转子总成。图3-29拆下发电机转子总成（7）拆卸发电机驱动端端盖轴承先从驱动端端盖上拆下4个螺钉和挡片，然后用专用工具和锤子，从驱动端端盖中敲出驱动端端盖轴承图3-30拆卸发电机驱动端端盖轴承2．发电机主要部件的检测（1）检查发电机离合器传动带轮固定传动带轮中心，确认外锁环只能逆时针转动而不能顺时针转动。如果结果不符合规定，更换离合器传动带轮图3-31检查发电机离合器传动带轮（2）检查发电机电刷架总成利用游标卡尺测量电刷的外露长度，测量标准及实测结果见表3-1所示。如果外露长度小于最小值，更换电刷架总成图3-32检查发电机电刷架总成（3）检查发电机转子总成1)检查发电机转子励磁绕组是否断路，如果测量结果不符合规定，则更换发电机转子总成。图3-33检查发电机转子励磁绕组是否断路2）检查转子励磁绕组是否对搭铁短路，如果测量结果不符合规定，则更换发电机转子总成图3-34检查发电机转子励磁绕组是否对搭铁短路3）检查发电机转子轴承表面是否变得粗糙或磨损。如有必要，更换发电机转子总成图3-35检查发电机转子轴承4)测量转子滑环直径。如果直径小于最小值，更换发电机转子总成图3-36测量转子滑环直径5）检查发电机驱动端端盖轴承，检查轴承表面是否变得粗糙或磨损，如有必要，更换发电机驱动端端盖轴承图3-37检查发电机驱动端端盖轴承任务2充电系统故障诊断与排除【任务实施步骤】1．确认故障现象起动发动机后，观察仪表，充电指示灯亮。此时，测量蓄电池的端电压，电压小于12.6V。结论：发电机不发电，充电系统有故障。关闭发动机，准备进行故障诊断。2．确认故障部位要确认故障的原因是否是发电机本身。1）先进行外观检查，检查发电机传动带、传动带轮是否正常。2）丰田卡罗拉车充电系统电路图，如图3-38所示，断开发电机线束连接器B(4个针脚)。3）如图3-39所示，测量发电机线束连接器B中的2号端子(绿色线)对搭铁端电压，测量方法及实测结果见表3-5所示。如果电压为蓄电池电压，说明发电机有故障，需要拆下发电机进行检查。图3-38丰田卡罗拉车充电系统电路图图3-39丰田卡罗拉发电机线束连接器B的端子代号