汽车电压调节器维修-汽车电气系统检测与维修

1）调节器的功用及原理

由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器才能工作。

电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。

发电机电压调节器的原理：根据发电机输出电压U=CФn，对某一台给定这发电机而言，C是常数。而转速n是变量，它是随发动机转速而变的，它变化的范围很大；磁通Ф 也是变量，它的大小是由发电机励磁电流决定的。因此，电压调节器的工作原理是当发电机转速增高时，减小发电机励磁电流，使发电机输出电压保持恒定；当发电机转速减小时，增大发电机励磁电流，使发电机输出电压保持恒定。

2）调节器的种类

调节器可分为电磁振动式和电子调节器两类。随着电子技术的发展，目前交流发电机几乎全部采用电子调节器。其优点是电压调节精度高，且不产生火花，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点。

（1）电磁振动式电压调节器（图2.37）

图2.37　电磁振动式电压调节器典型电路

利用电磁力和弹力的平衡控制触点开闭，改变激磁电路的电阻来改变激磁电流平均值。

（2）电子调节器

由于汽车交流发电机有内搭铁型与外搭铁型之分，与之匹配使用的电子调节器也有内搭铁型与外搭铁型两类。按元件的组合形式不同，电子式电压调节器可分为分立元件式（也称晶体管式）和集成电路式。

电子式电压调节器的外形如图2.38所示。

图2.38　晶体管调节器和集成电路调节器

晶体管式调节器就是将各电子元件焊接在一块印刷电路板上，然后封装在外壳内。它与发电机是分开装设的，它们之间用导线连接。

集成电路式调节器一般是将集成电路与部分不便于集成的电子元件焊接在一起。其工作原理与晶体管式调节器相同。集成电路式调节器的体积小、质量轻，它直接装在发电机内部，与发电机构成一个整体，所以，将装用集成电路式调节器的发电机称为“整体式发电机”。

整体式交流发电机有3个功能：发电、整流和调节电压。

①发电。用多槽带把发动机的旋转传输到皮带轮，转动电磁化的转子，在定子线圈中产生交流电流。

②整流。因为定子线圈中产生的电是交流电，它不能用于车辆上安装的直流电器装置，所以利用整流器将交流电变为直流电。

③调节电压。利用调节器调节发电机的电压，在发电机转速或负载发生变化时也能保持电压稳定。外搭铁型电子调节器的基本电路如图2.39所示。

图2.39　外搭铁式电子调节器电路

（3）工作原理

①点火开关SW刚接通时，发动机不转，发电机不发电，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，此时因UR1较低不能使稳压管VS的反向击穿，VT1截止，VT1截止使得VT2导通，发电机磁场电路接通，此时由蓄电池供给磁场电流。随着发动机的启动，发电机转速升高，发电机他励发电，电压上升。

②当发电机电压升高到大于蓄电池电压时，发电机自励发电并开始对外蓄电池充电，如果此时发电机输出电压UB<调节器调节上限UB2，VT1继续截止，VT2继续导通，但此时的磁场电流由发电机供给，发电机电压随转速升高迅速升高。

③当发电机电压升高到等于调节上限UB2时，调节器对电压的调节开始。此时VS导通，VT1导通，VT2截止，发电机磁场电路被切断，由于磁场被断路，磁通下降，发电机输出电压下降。

④当发电机电压下降到等于调节下限UB1时，VS截止，VT1截止，VT2重新导通，磁场电路重新被接通，发电机电压上升。

周而复始，发电机输出电压UB被控制在一定范围内，这就是外搭铁型电子调节器的工作原理。

内搭铁型电子调节器的基本电路如图2.40所示。

图2.40　内搭铁式电子调机器电路

内搭铁型电子调节器基本电路的特点是晶体管VT1、VT2采用PNP型，发电机的励磁绕组连接在VT2的集电极和搭铁端之间，与外搭铁型电路显著不同，电路工作原理和结构与外搭铁型电子调节器类似。

4）电压调节器应用实例

（1）JFT106型晶体管调节器（图2.41）

图2.41　JFT106型调节器

JFT106型调节器属于外搭铁式晶体管调节器，调节电压为13.8～14.6 V，可与14 V功率为750 W外搭铁式九管式交流发电机配套，也可与14 V功率小于1 000 W的外搭铁式六管交流发电机配套。

外形如图2.41（a）所示、组成与原理如图2.41（b）所示。

（2）奥迪轿车交流发电机的集成电路调节器（图2.42）

奥迪轿车交流发电机为整体式外搭铁型交流发电机，调节器为内装式，和电刷架安装在一起。

该发电机外部有2个接线端子，分别是发电机输出端B +，蓄电池励磁的接线端子D +。发电机内部和调节器的连接有3个，分别是D+、F（和负电刷相连）和搭铁端子E。

图2.42　红旗、奥迪轿车发电机及集成电路调节器电路图

1—励磁绕组；2—电压调节器；3—励磁二极管；4—充电指示灯；5—防干扰电容器

（3）日产蓝鸟轿车交流发电机的集成电路调节器（图2.43）

图2.43　日产蓝鸟轿车交流发电机的集成电路调节器

日产蓝鸟轿车交流发电机为整体式外搭铁型交流发电机，调节器为内装式，和电刷架安装在一起。

该发电机外部有3个接线端子，分别是发电机输出端B+，蓄电池接线端子S，充电指示灯接线端子L。

（4）夏利轿车发电机的集成电路调节器（图2.44）

夏利发电机为整体式交流发电机，调节器为内装式外搭铁型。

该调节器有6个接线端子，F、P、E 3个端子用螺钉直接和发电机连接，B端用螺母固定在发电机的输出端子“B”上，IG、L两个端子用金属线引到调节器的外部接线插座上。

图2.44　夏利轿车发电机的集成电路调节器外形及电路

（5）广州本田轿车交流发电机的集成电路调节器（图2.45）

图2.45　电子调节器

B—发电机输出接柱；S、FR—接计算机；L—接充电指示灯；LG—接点火开关

广州本田轿车交流发电机为8管外搭铁型交流发电机，调节器为内装式外搭铁型，由发动机电脑控制。

在汽车电路中有一个负载检测仪，检测电路中总电流负载大小，送信号到电脑，调节器送发电机电压信号到电脑，电脑根据这两个信号，发送电信号到调节器，驱动调节器的控制电路工作，适时地接通和断开励磁绕组电流，从而控制发电机电压。

5）交流发电机调节器的正确使用

①调节器与发电机的电压等级必须一致，否则充电系不能正常工作。

②调节器与发电机的搭铁形式必须一致，当调节器与发电机的搭铁形式不匹配而又急需使用时，可通过改变发电机磁场绕组的搭铁形式来解决。

③调节器与发电机之间的线路连接必须完全正确，否则充电系不能正常工作，甚至还会损坏调节器。

④调节器必须受点火开关控制。

6）外置调节器电源系统的检测

（1）不充电故障的检测

①故障现象。

发动机高于怠速运转时，电流表指示放电或充电指示灯不熄灭。蓄电池很快亏电。

②故障原因。

a.发电机：“电枢”或“磁场”接线柱松动或脱落、绝缘损坏或导线接触不良。

b.驱动皮带松动或沾有油污打滑；集电环绝缘破裂击穿。

c.发电机电刷在其架内卡滞或磨损过大，弹簧弹力不足或折断，使电刷与滑环接触不良。

d.发电机定子与转子线圈断路或短路；发电机硅二极管损坏。

e.调节器的电压过低，调节器第一级触电烧蚀；调节器第二级触电烧蚀。

f.充电线路断路；充电指示灯连接搭铁或电流表损坏。

③故障诊断与排除方法。

a.检查发电机转动带松紧度，是否沾有油污而打滑。

b.用试灯法或万用表检查有关导线的连接情况以及有无断路。

c.关闭所有用电设备，接通点火开关，观察电流表动态。电流表指示零，则磁场电路有断路故障。用试灯一端接发电机磁场接线柱，另一端搭铁，灯亮，说明故障在发电机的内部磁场电路，灯不亮，说明发电机的外部磁场电路断路或高速触点烧蚀。若电流表指针在-2 A左右，说明充电电路有故障。

（2）充电电流过小

①故障现象。

发动机中速以上运转，充电指示灯才能熄灭火电流表指示5 A以下。蓄电池经常存电不足。前照灯灯光暗淡；电喇叭声音小。

②故障原因。

a.发动机转动带过松或沾有油污而打滑。

b.充电线路接触不良。

c.发电机电刷与集电环接触不良，集电环脏污烧蚀；定子线圈某相接触不良、短路或断路；转子线圈局部短路；个别二极管损坏。

d.电压调节器触电脏污或电压调节过低。

③故障诊断与排除方法。

a.检查发电机转动带松紧度，若转动带磨损严重则应更换。

b.用试灯检查发电机的发电量。

c.检查并视情况更换电压调节器。(www.xing528.com)

（3）充电电流过大

①故障现象。

在蓄电池不亏电的情况下，发动机中速以上运转时，电流表指示充电10 A以上。蓄电池电解液消耗过快。发电机过热；各种灯泡经常烧坏。

②故障原因。

电压调节器失调或损坏、触电脏污或烧蚀、发电机磁场线圈搭铁或导线接错。

③故障诊断与排除方法。

a.启动发动机，加速至中速，用万用表检查发电机的输出电压，若电压高于调节电压，应检查磁场线圈是否搭铁。

b.线圈若良好，应检查或更换调节器。

（4）充电电流不稳

①故障现象。

发动机在中速以上运转，电流表指示充电但指示针左右摆动，或充电指示灯时亮时灭。

②故障原因。

发动机传送带打滑、充电系连接导线接触不良或插接件松动、发电机内部定子或转子线圈某处断路或短路、电刷或集电环故障。

③故障诊断与排除方法。

a.检查发电机转动带松紧度，必要时调整。

b.检查紧固各导线连接处或插接件。

c.检查调节器，必要时调整电压或更换调节器。

[任务实施]

1）准备

①设备：发动机实训台2台、汽车电器试验台2台、蓄电池2只、交流发电机若干台。

②工具：拆装台、拆装工具、万用表、维修工具等。

③授课地点：汽车电器实训室。

2）实施

老师用示教板、多媒体和发动机实训台讲解汽车交流发电机的作用、组成和工作原理。分配学习任务，学生分组实施。

①指出图2.46中启动系统各组成部分的名称，描述交流发电机工作过程及各主要零部件工作情形。

图2.46　交流发电机的结构

部件名称：1.________2.________3.________4.________5.________6.________

7.________8.________9.________10.________11.________

交流发电机工作过程描述：

②正确使用拆装工具进行交流发电机的拆卸。

a.需要的拆装工具：

b.制订交流发电机解体步骤：

③正确检修发电机各零部件，并把检测结果填写在表2.6中。

表2.6　交流发电机检测表

④装复发电机，在电气试验台上检测发电机整机性能。

[任务检测]

一、填空题

1.汽车用交流发电机总体上是由________和________两大部分组成的。

2.调节器可分为________和________两类。

3.一般情况下，硅整流发电机上“B+”接线柱为电枢，应与________或________的正极相接；“F”接线柱为磁场，应与________相接；“N”接线柱为________，应与充电指示控制继电器的“N”接线柱相接；“E”或“-”为搭铁，应与电压调节器的搭铁接线柱“E”或车身相接。

4.交流发电机所采用的励磁方法是________________________________________________

5.交流发电机电机转子作用是___________________________________________________

二、判断题

1.可以使用搭铁“试火”的方法检测发电机故障。（　）

2.发电机传动皮带的张力过松易使皮带打滑造成发电不足。（　）

3.检查发电机绝缘性能时可以使用220 V交流电源或兆欧表。（　）

4.交流发电机中激磁电流越大越好。（　）

5.交流发电机用换向器整流。（　）

三、选择题

1.交流发电机转子的作用是（　）

A.发出三相交流电动势

B.产生磁场

C.变交流为直流

2.电刷与整流子的接触面积不小于（　）。

A.75%

B.70%

C.65%

3.硅整流发电机的电刷高度不得小于（　）

A.4 mm

B.7 mm

C.12 mm

4.发电机中性点输出的电压是发电机输出电压的（　）。

A.1/2

B.1/3

C.1/4

5.交流发电机中产生磁场的装置是（　）。

A.定子

B.转子

C.整流器

四、问答题

1.交流发电机的功用是什么？由哪几部分组成？

2.怎样就车检查交流发电机能否发电？

3.交流发电机在使用过程中为什么要定期进行维护？

4.交流发电机调节器如何正确使用？

5.调节器为什么可以控制交流发电机的输出电压？

[知识拓展]

电子调节器的检测

1）就车检查

电子调节器也可能会出现故障，如发电机电压建立不起来、发电机失控等，可以就车检查。找一个量程为10 A左右的电流表串接在调节器F端子与发电机F极柱之间，启动发动机，如果电流表无指示，多为电子调节器大功率管断路；如果电流表有指标，但在低速时无变化，而在转速升高到900～1 000 r/min后，电流随转速的升高而增大，则说明电子调节器大功率管断路，这时的发电机电压过高；如果电流随转速的升高而减小，表明调节器是好的。

2）可调直流电源的检测

若在车上检查还不能确诊电子调节器是否真的有问题，应用可调直流电源检测电子调节器的方法作进一步检测。如图2.47所示，准备一个输出电压0～30 V、电流为3～5 A的可调稳压电源及充电指示灯，被测调节器如果是外搭铁的，则按图2.47（a）所示线路连接，如果是内搭铁的，则按图2.47（b）所示线路连接。线路接好后，先接通开关K，然后由0逐渐调高直流电源电压，此时小灯泡的亮度应随电压升高而增强。当电压调高到调节电压值或者略高于调节电压值时，灯泡熄灭，则调节器是好的；若小灯泡始终发亮，则调节器是坏的。在上述检查过程中，若小灯泡始终不亮（灯泡没坏），则调节器也是坏的。

图2.47　电子调节器好坏的判断

【评价与反馈】

评价与反馈见表2.7。

表2.7　评价与反馈表

【教师评估】

教师评估见表2.8。

表2.8　教师评估表