第二节 交流发电机的维修
一、交流发电机的拆装
1 发电机从车上的拆装
① 关闭点火开关,断开蓄电池负极(–)端子的电缆(导线)。
② 断开发电机上的连接电缆和连接器,如图3-27所示。
图3-27 断开发电机上的连接电缆和连接器
1—紧固螺母;2—连接电缆;3—连接器
③ 拧松发电机上的固定螺栓,然后拆下发电机V带。
④ 拆下发电机的固定螺栓,从发动机上拆下发电机。
安装发电机时可按拆卸相反的顺序进行。
2 发电机的分解
① 如图3-28所示,拆下固定电刷组件和电压调节器总成的两个固定螺钉,取下电刷和调节器。
图3-28 拆下固定电刷组件和电压调节器总成的两个固定螺钉
② 如图3-29所示,拆下防干扰电容器固定螺钉,拔下电容器引线插头,取下电容器。
图3-29 取下电容器
③ 用套筒扳手拆下输出端子(B+)上的紧固螺母,若有磁场输出端子(D+),也一并拆下。
④ 拆下后端盖上的转子轴承防尘罩(护罩),拆下转子轴承的紧固螺母,如图3-30所示。
图3-30 拆下转子轴承的紧固螺母
⑤ 拆下前端盖上带轮的紧固螺母,拆下发电机带轮和风扇,如图3-31所示。
图3-31 拆下紧固螺母、带轮和风扇
⑥ 拆下前、后端盖连接螺栓,分离前、后端盖。
小提示
◆应使定子与后端盖在一起拆下,以免拆断定子绕组导线。
⑦ 从后端盖的内部拆下定子绕组导线与二极管的固定螺钉,从后端盖上取下定子总成,如图3-32所示。
图3-32 从后端盖上取下定子总成
⑧ 拆下整流器总成,如图3-33所示。
图3-33 拆下整流器总成
3 发电机的装配
发电机的安装基本上可按与拆卸的相反顺序进行。
① 安装整流器。拧上固定螺钉,整流器即被固定在后端盖上。
小提示
◆各绝缘垫片或套管不能漏装。
装复后用万用表电阻挡测量B接线柱与端盖间电阻应为∞。测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻,均应为∞。若上述电阻较小或者为零,表明漏装了绝缘垫片或套管,应拆开重装。
② 安装定子总成。定子绕组上的四个接线端子从后端盖孔中穿出,将接线端分别连接在整流器的接线螺钉上。
③ 安装前端盖。先将前端盖上的轴承、轴承盖安装并紧固好,再将该部分套到转子轴上,若过盈量较大,可用木锤轻轻敲入。
④ 将后端盖、定子装到转子轴上。
小提示
◆应使前、后端盖上发电机安装挂脚位置恰当(符合拆解标记)。
上述两大部分结合后,穿上前、后端盖紧固螺栓并分几次拧紧。
小提示
◆各螺栓的拧紧切不可一次完成,而应轮流进行,并且不断转动转子,若转子运转受阻或者内部有摩擦,应调整拧紧力矩。
⑤ 安装风扇、带轮。在转子轴上套上定位套,安装半圆键、风扇叶片、带轮、弹簧垫圈,拧紧带轮紧固螺母。
⑥ 安装电刷架和电压调节器。
⑦ 检验装配质量。
使用万用表检测各接线柱和与外壳间的电阻值,应符合规定技术数据要求。否则应拆解并重新装配。
二、交流发电机的检查
1 转子的检查
① 转子表面不得有刮痕,否则表明轴承松旷,应更换前、后轴承。滑环表面应光洁平整,两滑环之间的槽内不得有油污和异物,转子绕组不允许有搭铁、短路和断路故障。
② 转子的断路检查。如图3-34所示,用万用表测试转子两滑环之间是否断路或电阻值过大,如有,应更换转子总成或检修。滑环与滑环之间电阻正常值为2.9Ω。
图3-34 转子的断路检查
1—转子总成;2—滑环;3—万用表
③ 转子的搭铁检查。如图3-35所示,用万用表测试滑环和转子轴之间是否搭铁短路,如有,则表明线圈搭铁,应更换转子或线圈。
图3-35 转子的搭铁检查
1—转子总成;2—滑环;3—万用表
2 定子的检查
① 定子表面不得有刮痕,导线表面不得有碰伤、绝缘漆剥落现象,绕组不得有搭铁、短路和断路现象。
② 定子的断路检查。如图3-36所示,使用万用表测量定子绕组的三根导线与中心抽头是否导通,如不导通,应更换定子。
图3-36 定子的断路检查
③ 定子的搭铁检查。如图3-37所示,使用万用表测量定子绕组三根导线与定子铁芯是否导通,如能导通,应更换定子。
图3-37 定子的搭铁检查
3 电刷长度的检查
如图3-38所示,用游标卡尺测量电刷的长度,应符合规定值。标准值一般为10.5mm,极限值一般为4.5mm。如低于使用极限值时,应更换新的电刷;如表面烧损,应予修磨。
图3-38 电刷长度的检查
1—电刷架;2—游标卡尺;3—电刷
4 整流器的检查
如图3-39所示,用万用表分别检测B与P1、P2、P3、P4及E与P1、P2、P3、P4之间的正向和反向导通情况,正常时应为正向导通,反向截止。若正、反向电阻值均为零,则说明二极管短路;若正、反向电阻值均为无穷大,则说明二极管断路,应更换整流器。
图3-39 整流器的检查
B—正极接线柱;E—负极接线柱;P1~P4—整流器接线柱
5 电压调节器(IC)的检查
集成电路式电压调节器(IC)是全封闭模块,对它的性能检测通常按以下方法进行。
① 使用万用表测量各接线柱之间的电阻,初步判断其性能。
小提示
◆当使用此方法时,要选择合适的电阻挡位,以及选用合适的万用表的种类与型号。
常见集成电路式电压调节器各接线柱之间正常电阻参考数值如表3-1所示。
表3-1 常用发电机各接线柱间电阻值
② 使用可调直流稳压电源和试灯试验其性能。使用可调直流稳压电源(输出电压0~30V,电流5A)和一只20W的汽车灯泡代替发电机磁场绕组,按图3-40接线进行试验。
图3-40 用直流稳压电源检查集成电路式电压调节器
小提示
◆检查内搭铁式晶体管式电压调节器时,试灯应接在调节器“F”与“-”接线柱之间;检查外搭铁式晶体管式电压调节器时,试灯则应接在调节器“F”与“+”接线柱之间。
试验步骤如下。
a.调节直流稳压电源,使其输出电压从零逐渐升高,14V调节器当电压升高到6V(28V调节器电压升高到12V)时,试灯开始点亮。
b.随着电压的不断升高,试灯逐渐变亮,14V调节器当电压升高到(14±0.5)V[28V调节器当电压升高到(28±1)V]时,试灯应立即熄灭。
c.继续调节直流稳压电源,使电压逐渐降低,试灯又重新变亮,且亮度随电压的降低逐渐减弱,则说明调节器良好。
d.当施加到调节器上的电压超过调节电压规定值时,试灯仍不熄灭,或者起控电压数值与规定值相差较大时,说明调节器有故障,已不能起调节作用。
e.如试灯一直不亮,也说明调节器有故障,这样的调节器不能用在汽车发电机上。
小提示
◆在试验时,应使用万用表检测电压,而不应以稳压电源指示数值为准。
6 交流发电机性能简单测试
如图3-41所示,检修装复的交流发电机,在车辆使用大灯、应急闪光灯(4个)、雨刮器的情况下,发动机以3000~4000r/min的转速运转,用万用表测试其输出电压和电流。若检测数据与标准值不符时,应找出原因并予以修理。
图3-41 发电机的检测
三、交流发电机整机测试
1 测量交流发电机各接线柱之间的电阻
① 利用万用表的(R×1)挡测量“F”与“–”之间的电阻值,测量“+”与“–”之间和“+”与“F”之间的正、反向电阻值,可以判断交流发电机内部的技术状况。其标准参见表3-1。
② 如果“F”与“–”之间的阻值过大,表明电刷与集电环接触不良,或励磁绕组断开;若阻值过小,则表明励磁绕组有匝间短路的情况。
③ 若“+”与“–”、“+”与“F”之间的正向电阻小于标准值,则表示有硅二极管发生短路;如接近标准值,但负载电流测试时电流很小,则表示有硅二极管发生断路。
2 用数字万用表检测发电机的二极管
用数字万用表的二极管测试功能,一表笔接触发电机壳,另一表笔接触发电机输出端,如图3-42所示。
图3-42 用数字万用表检测发电机的二极管
万用表读数在0.8V附近时,表示正常;万用表读数为0.4V时,表示单个二极管短路。对调两表笔,再次测量,当两个二极管短路时万用表会发出连续的蜂鸣声。为了确定是哪个二极管失效,应把发电机拆解后,再单独检查每个二极管。
3 用示波器检测发电机输出电压波形
当交流发电机有故障时,其输出电压的波形将出现异常。因此,根据输出电压波形可以判断交流发电机内部二极管及定子绕组是否有故障,也是快速判断二极管是否损坏的方法。用示波器检测发电机输出波形试验步骤如下。
① 将示波器连接到发电机B端子与接地之间,线路连接如图3-43所示。
图3-43 示波器与发电机B端子之间的线路连接
② 将示波器调整到发电机波形测试功能。
③ 启动发电机,记录发电机输出波形。
④ 参照图3-44所示的发电机正常波形及常见故障波形,对比分析发电机工作性能,从而判断交流发电机的工作情况。
图3-44 发电机正常波形及常见故障波形
四、交流发电机的使用与维护
1 交流发电机与调节器的使用注意事项
① 蓄电池的极性必须负极搭铁,不得接反。否则,会烧坏发电机与调节器中的电子元件。
② 发电机工作时,不允许用试火的方法检查发电机的火线接线柱是否发电,否则将损坏发电机的整流器。
③ 当发现发电机不发电或发电量小时,应及时到修理厂检修,否则易导致蓄电池充电不足。
④ 发电机正常工作时,切不可任意拆动用电设备的连接线,以防止引起电路中的瞬时过电压,损坏电子元件。
⑤ 发动机自行熄火时,应及时关闭点火开关,以防止蓄电池通过励磁电路放电。
⑥ 选用专用调节器或特殊情况临时使用代用调节器时,注意代用调节器的标称电压与搭铁极性。
2 交流发电机与调节器的维护注意事项
(1)充电系统的初步检验 在进行充电系统检测前,初步检验是很必要的。许多故障都是从这简单的步骤中查出的。其检查项目如下。
① 检查发电机V带的状况,过松将影响发电机的发电量,过紧将导致轴承过早损坏。如桑塔纳轿车发电机V带松紧度的检查方法是:如图3-45(a)所示,用拇指在冷却液泵带轮与张紧轮或张紧轮与发电机带轮的中央部位施加100N左右的压力,其V带的合适挠度新带为2mm,旧带为5mm。如不符合规定应进行调整,调整方法如图3-45(b)所示。
图3-45 发电机V带松紧度的检查与调整
② 检查发电机、调节器的线束连接。
③ 检查蓄电池的电缆线和极柱,发动机与底盘的搭铁线。
④ 检查蓄电池有无充电不足的迹象。
⑤ 检查蓄电池有无过充电的迹象。
(2)解体后的检验 解体后清洁各个部件,在进行零部件检测前进行简单检验。
① 通过使前、后轴承在转子轴上旋转的办法检查轴承有无噪声、晃动或发涩,如果有任何一种情况,都必须更换轴承。
② 目测检查集电环。如果集电环烧蚀、划伤、变色、变脏,可用细砂布抛光。
③ 目测定子绕组和励磁绕组转子有无绝缘物烧蚀的迹象,如果有,更换定子或转子总成。
④ 目测前、后端盖及风扇、带轮有无裂纹。如果有,更换该部件。
⑤ 电刷高度小于7mm时,必须更换。
(3)发电机的拆卸注意事项
① 必须首先拆下蓄电池的搭铁线,然后才可以断开发电机与调节器的线束。
② 当拆卸发电机轴承时,必须使用拉力器。
③ 一般情况下,发电机的带轮、风扇和前端盖不必从转子轴上拆卸。
④ 拆卸整流器及后端盖上的接线柱时,所有绝缘衬套和绝缘垫圈不得丢失。
(4)就车维修检测时注意事项
① 最好使用专用工具对充电系统进行检测。
② 在判断不发电故障部位是在发电机还是调节器,将调节器短路时,必须注意这时发电机的电压将失控,电压可能达到16~30V,所以试验要控制在很短时间内进行。
③ 当线路故障没有排除时,不要更换新的调节器,这样做可能会损坏新的调节器。