汽车充电系统的故障分析与诊断
摘 要：主要叙述了典型汽车充电系统的组成结构、工作原理及故障的分析诊断和故障的排除方法。重点对汽车充电系统的主要核心部件发电机的结构、发电原理及故障分析诊断、维修方法进行了着重叙述。可以用于汽车维修人员从事汽车充电系统故障的诊断和排除工作时的参考。
关键词：汽车；充电系统；发电机
汽车充电系统主要包括交流发电机、调节器、蓄电池、电流表或其他充电状态指示装置、钥匙开关及导线连接等，其中，核心部件是发电机装置。汽车充电系统的作用就是向汽车用电设备提供低压直流电能，以保证汽车在行驶中和停车时的用电，因此，汽车充电系统的故障分析与诊断是极为重要的。
一、发电机的作用与构成
1.发电机的作用及构成
发电机作为汽车运行中的主要电源，担负着向启动系统之外所有用电设备供电的任务，并向蓄电池充电。汽车发电机目前大多采用交流发电机，交流发电机主要由三相同步交流发电机和二极管整流器组成，一般称为硅整流交流发电机。汽车交流发电机主要由转子总成、定子总成、整流器、前后端盖、电刷和电刷架以及带轮、风扇等部件组成。
2.交流发电机工作原理
交流发电机的工作原理是：发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，且匝数相等。三相绕组的末端连在一起，成星形联结。当磁场绕组接通直流电时，产生了磁场，使转子轴上的两块爪形磁极磁化，一块为N极，一块为S极。发电机转子由发动机通过传动带驱动旋转。根据电磁感应原理，当转子旋转时，磁感线与定子绕组之间产生相对运动，在定子绕组中就产生交流电动势。因为定子绕组是由三相绕组组成的，因而在三相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位互差120度的交流电动势。由于现代汽车的各种功能越来越完善，自动化程度越来越高，导致用电设备的数量越来越多。因此，要求发电机应有较大的输出功率。
交流发电机及其调节器结构简单、维护方便，若是使用得当，不但可以减少故障，还可延长使用寿命。为此，要正确使用交流发电机和调节器，发现故障及时检修。下面我对汽车充电系统故障分析诊断和故障排除方法做一论述。
二、充电系统的初步诊断方法
1.汽车充电系统的初步诊断
首先，我们要对充电系统的各元件装置及连接导线进行外观安装情况、完好情况的检查，对各导线及连接头的连接完好情况进行认真的检查，如，发电机的皮带是否断裂，是否皮带过松，是否老化；发电机的皮带轮是否存在缺损、变形等情况；发电机整体是否固定牢固，是否外壳处有破损；与充电系统有关的导线是否固定牢固，是否外壳有破损；充电系统有关的导线是否存在脱落或连接不牢情况，如检查蓄电池的正负极柱是否连接松动，是否柱头上存在腐蚀，检查发电机上的B+导线是否松动，是否存在烧蚀现象，检查发电机后端的各电线接头是否脱落，是否存在虚连现象或存在烧蚀情况，细致进行外观目测和手动检查。
2.汽车充电系统的测量
当检查确认正常之后，再用直流电压表测量蓄电池的电压值，正常情况应在12V左右，然后，让另一人打着车，并保持发动机转速在2000转左右，再测蓄电池的电压值情况，如果充电系统是正常发电，此时的电压值应在14V左右；如果此时的蓄电池电压值仍为不着车时的12V左右的电压值，则说明充电系统不发电，存在故障；如果此时测得的蓄电池电压略高于不着车时的电压值，说明充电系统存在发电量过低故障，或蓄电池存在溃电故障；如果此时测量的电压值高于14.5V以上，说明充电系统存在发电量过大故障。
通过以上的测量诊断，能够初步大概了解充电系统是否正常，是否存在故障及故障的类型与大概故障元件及故障范围了。经过以上的初步检查，就会给以后的故障分析诊断与排除创造极好的条件，带来巨大的便利，因此，我认为，对汽车充电系统进行故障检查，不可忽略初步诊断与测量这一环节。
三、充电系统故障种类及原因分析
1.充电指示灯不熄灭
接通点火开关时，仪表盘上的充电指示灯亮，但发动机启动后，充电指示灯不熄灭，或是在发动机正常运转过程中，充电指示灯亮起，这说明充电系统出现了不充电故障。故障原因为：发电机故障，如定子绕组或磁场绕组有短路、断路或搭铁，磁场绕组有短路或搭铁，发电机多个整流二极管断路或短路等造成发电机不发电；调节器故障，调节器内部电子元件有短路而使大功率开关三极管不能饱和导通或不导通，造成发电机不发电或电压很低，而调节器内部的短路则使充电指示灯亮起；发电机皮带松弛，由于皮带打滑，发电机不转或转速过低而不发电或发电过小。
2.充电指示灯不亮
接通点火开关直到发动机正常运转时，充电指示灯始终不亮。故障原因为：发电机电刷与滑环之间接触不良或发电机磁场绕组有断路，使发电机无励磁磁场而不发电，同时充电指示灯也因其搭铁不良而不亮。调节器内部电子元件损坏而使三极管不导通或三极管本身断路，也使发电机无励磁电流而不发电，同时充电指示灯因搭铁不良而不亮。充电指示灯电路有断路，如熔断丝、充电指示灯、发电机磁场接线柱到点火开关之间的线路连接等有问题。
3.发电机电压过高
充电指示灯能正常亮起和熄灭，但汽车灯泡很容易烧坏，且易出现蓄电池温度过高、电解液消耗过快等现象，这说明发电机电压过高或失控而导致充电电流过大。或测量发电机输出电压值，当发动机中、高速运转时，发电机输出端电压高于14.5伏。故障原因为：发电机充电电流过大，一般是调节器调节电压过高或调节器失效造成的。
4.交流发电机的使用注意
蓄电池搭铁极性不能接错。国产交流发电机均为负极搭铁，故蓄电池必须为负极搭铁，否则会出现蓄电池经发电机二极管大电流放电，将二极管迅速烧坏现象，有时还会烧坏调节器中的电子元件。在蓄电池更换或补充充电后，要格外注意。充电系统的导线连接要牢固可靠，以免在电路突然断开时产生瞬时过电压，而烧坏晶体管元件。在发电机正常运行时，不可随意拆动电气设备的连接导线，以防止连线搭铁短路或因突然断开而引起瞬时过电压。
汽车充电系统是汽车中较重要的系统，汽车的充电系统运转时，必须时刻能够工作在正常的状态之中。一旦汽车充电系统出现故障时，我们应迅速地诊断出故障的原因，准确地查找出故障点，彻底排除故障，使充电系统恢复到正常的工作状态。