汽車發(fā)電機(jī) - 汽車的主要電源
汽車發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源,其功用是在發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(怠速以上),向所有用電設(shè)備(起動機(jī)除外)供電,同時向蓄電池充電。汽車發(fā)電機(jī)隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步,汽車的用電量越來越高。20年前,中級轎車的發(fā)電機(jī)輸出功率一般只有500瓦左右,現(xiàn)在一般中級轎車發(fā)電機(jī)都在1000瓦左右。發(fā)電機(jī)功率的增加是隨著車上用電設(shè)備增加而增加的?,F(xiàn)在汽車上的發(fā)電機(jī)都是風(fēng)冷式發(fā)電機(jī),由皮帶輪后的風(fēng)扇吹風(fēng)進(jìn)入機(jī)殼進(jìn)行冷卻。在現(xiàn)有風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)構(gòu)造的限制下,功率的增加必然會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)體積的加大。

主要內(nèi)容
發(fā)動機(jī)在中等以上轉(zhuǎn)速時,電流表指針指示不充電,充電指示燈亮,首要要考慮蓄電池充電狀況,若充電缺乏為發(fā)電設(shè)備毛病。不充電除了傳動皮帶過松打滑,一般要查看發(fā)電機(jī)自身不發(fā)電或調(diào)節(jié)器毛病,以及充電電路斷路毛病。
如發(fā)電機(jī)內(nèi)部整流脫落或電樞接線柱底部與二極管元件板觸摸處不通;二極管擊穿短路,造成定子繞組燒損;電刷在炭刷架內(nèi)卡住觸摸不良,或磁場繞組斷路等。確診中提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn);開大燈,如電流表指針?biāo)查g的偏轉(zhuǎn)放電方向,則為發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器作業(yè)正常,而是蓄電池充電已足;若電流表指針較大的傾向放電方向,則毛病在發(fā)電機(jī)或調(diào)節(jié)器,應(yīng)查看充電線路各接頭是否良好,風(fēng)扇皮帶是否過松及發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器的技能狀況。首要驗證充電體系是否的確有毛病,將發(fā)動機(jī)置于中速運(yùn)轉(zhuǎn),在開前照燈的瞬間,電流表指針傾向“+”方向或保持原位不動,為蓄電池已足夠電,充電體系作業(yè)正常。假如電流表指針傾向“一”方向,為充電體系有毛病,應(yīng)予檢修。
簡介
隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步,汽車的用電量越來越高。20年前,中級轎車的發(fā)電機(jī)輸出功率一般只有500瓦左右,發(fā)電機(jī)功率的增加是隨著車上用電設(shè)備增加而增加的。由皮帶輪后的風(fēng)扇吹風(fēng)進(jìn)入機(jī)殼進(jìn)行冷卻。在現(xiàn)有風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)構(gòu)造的限制下,功率的增加必然會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)體積的加大。所以在一些高端車上出現(xiàn)了一種水冷式發(fā)電機(jī),如奧迪新款3.0T發(fā)動機(jī)。
功用
發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源,其功用是在發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(怠速以上),向所有用電設(shè)備(起動機(jī)除外)供電,同時向蓄電池充電。
分類
汽車用發(fā)電機(jī)可分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī),由于交流發(fā)電機(jī)在許多方面優(yōu)于直流發(fā)電機(jī),直流發(fā)電機(jī)已被淘汰,交流發(fā)電機(jī)按照不同的分類方法分為以下幾類:
1.按結(jié)總體結(jié)構(gòu)分五類
(1)普通交流發(fā)電機(jī)又稱為“硅整流發(fā)電機(jī)” - 使用時需要配裝電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)。例JF132(EQ140用)。見插圖
(2)整體式交流發(fā)電機(jī) - 發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器制成一個整體的發(fā)電機(jī)例別克轎車的發(fā)動機(jī)上裝配的是CS型發(fā)電機(jī)(包括CS—121、CS—130和CS—144三種不同的型號)。
(3)帶泵交流發(fā)電機(jī)。 - 帶泵交流發(fā)電機(jī)安的泵是真空泵不是真空助力泵,真空助力泵是汽車制動系統(tǒng)上的)。
(4)無刷交流發(fā)電機(jī) - 不需要電刷的發(fā)電機(jī)例JFW1913。
(5)永磁交流發(fā)電機(jī)。磁極為永磁鐵制成的發(fā)電機(jī)。
2.按整流器結(jié)構(gòu)分四類
(1)六管交流發(fā)電機(jī)例JF1522(東風(fēng)汽車用)。
(2)八管交流發(fā)電機(jī)例JFZ1542(天津夏利汽車用)。
(3)九管交流發(fā)電機(jī)例(日本日立、三凌、馬自達(dá)汽車用)。
(4)十一管交流發(fā)電機(jī)例JFZ1913Z(奧迪、桑塔納汽車用)。
3.按磁場繞組搭鐵形式分兩類
(1)內(nèi)搭鐵型交流發(fā)電機(jī)磁場繞組的一端(負(fù)極)直接搭鐵(和殼體相聯(lián))。
(2)外搭鐵型交流發(fā)電機(jī)磁場繞組的一端(負(fù)極)接入調(diào)節(jié)器,通過調(diào)節(jié)器后再搭鐵。
型號
根據(jù)中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T73-93《汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號編
制方法》的規(guī)定,汽車交流發(fā)電機(jī)型號組成如下:
1.產(chǎn)品代號
產(chǎn)品代號用中文字母表示,例:JF——普通交流發(fā)電機(jī)JFZ——整體式(調(diào)節(jié)器內(nèi)置)交流發(fā)電機(jī)JFB——帶泵的交流發(fā)電機(jī)JFW——無刷交流發(fā)電機(jī)
2.電壓等級代號
電壓等級代號用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示,例:1表示12V系統(tǒng),2表示24V系統(tǒng),6表示6V系統(tǒng)
3.電流等級代號
4.設(shè)計序號
設(shè)計序號按產(chǎn)品的先后順序,用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
5.變形代號
交流發(fā)電機(jī)以調(diào)整臂位置作為變形代號,從驅(qū)動端看,調(diào)整臂在左邊用Z表示,調(diào)整臂在右端用Y表示,調(diào)整臂在中間不加標(biāo)記。
注:進(jìn)口發(fā)電機(jī)不符合上述標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)構(gòu)
6管交流發(fā)電機(jī)
交流發(fā)電機(jī)一般由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋四部分組成。
(一)轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
轉(zhuǎn)子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子軸組成。
轉(zhuǎn)子軸上壓裝著兩塊爪極,兩塊爪極各有六個鳥嘴形磁極,爪極空腔內(nèi)裝有磁場繞組 - 轉(zhuǎn)子線圈和磁軛。
集電環(huán)由兩個彼此絕緣的銅環(huán)組成,集電環(huán)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上并與軸絕緣,兩個集電環(huán)分別與磁場繞組的兩端相連。
當(dāng)兩集電環(huán)通入直流電時(通過電刷),磁場繞組中就有電流通過,并產(chǎn)生軸向磁通,使爪極一塊被磁化為N極,另一塊被磁化為S極,從而形成六對相互交錯的磁極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,就形成了旋轉(zhuǎn)的磁場。
交流發(fā)電機(jī)的磁路為:磁軛→N極→轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙→定子→定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙→S極→磁軛。
(二)定子
定子的功用是產(chǎn)生交流電。
定子由定子鐵心和定子繞組成。
定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成,定子繞組的導(dǎo)線就嵌放在鐵心的槽中。
定子繞組有三相,三相繞組采用星形接法或三角形(大功率)接法,都能產(chǎn)生三相交流電。
三相繞組的必須按一定要求繞制,才能使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相電動勢。
1.每個線圈的兩個有效邊之間的距離應(yīng)和一個磁極占據(jù)的空間距離相等。
2.每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應(yīng)和一對磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。
3.三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2π+120o電角度(一對磁極占有的空間為360o電角度)
在國產(chǎn)JF13系列交流發(fā)電機(jī)中,一對磁極占6個槽的空間位置(每槽60o電角度),一個磁極占3個槽的空間位置,所以每個線圈兩條有效邊的位置間隔是3個槽,每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離6個槽,三相繞組的始邊的相互間隔可以是2個槽,8個槽,14個槽等。
(三)整流器
交流發(fā)電機(jī)整流器的作用是將定子繞組的三相交流電變?yōu)橹绷麟姡?管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只硅整流二極管組成三相全波橋式整流電路,6只整流管分別壓裝(或焊裝)在兩塊板上。
1.汽車用硅整流二極管特點
(1)工作電流大,正向平均電流50A,浪涌電流600A;
(2)反向電壓高,反向重復(fù)峰值電壓270V,反向不重復(fù)峰值電壓300V;
(3)只有一根引線見圖2-9。并且有的二極管引線是正極,有的二極管引線是負(fù)極,引出線為正極的管子叫正極管,引出線為負(fù)極的管子叫負(fù)極管,所以說整流二極管有正二極管和負(fù)二極管之分。
(四)端蓋
端蓋一般分兩部分(前端蓋和后端蓋),起固定轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造,一是可有效的防止漏磁,二是鋁合金散熱性能好。
后端蓋上裝有電刷組件,有電刷、電刷架和電刷彈簧組成。電刷的作用是將電源通過集電環(huán)引入磁場繞組。見圖2-12
磁場繞組(兩只電刷)和發(fā)電機(jī)的聯(lián)接不同,使發(fā)電機(jī)分為內(nèi)搭鐵型和外搭鐵型兩種
1.內(nèi)搭鐵型發(fā)電機(jī):磁場繞組負(fù)電刷直接搭鐵的發(fā)電機(jī)(和殼體直接相連)。見圖2-13a
2.外搭鐵型發(fā)電機(jī):磁場繞組的兩只電刷都和殼體絕緣的發(fā)電機(jī)。見圖2-13b
外搭鐵型發(fā)電機(jī)的磁場繞組負(fù)極(負(fù)電刷)接調(diào)節(jié)器,通過后再搭鐵。
8管交流發(fā)電機(jī)
8管交流發(fā)電機(jī)(如夏利車用)和6管交流發(fā)電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是相同的,所不同的是整流器有8只硅整流二極管,其中6只組成三相全波橋式整流電路,還有2只是中性點二極管,1只正極管接在中性點和正極之間,1只負(fù)極管接在中性點和負(fù)極之間。對中性點電壓進(jìn)行全波整流。
9管交流發(fā)電機(jī)(日車應(yīng)用較多)
9管交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同,所不同的是整流器。9管交流發(fā)電機(jī)的整流器是由6只大功率整流二極管和3只小功率勵磁二極管組成的交流發(fā)電機(jī)。
其中6只大功率整流二極管組成三相全波橋式整流電路,對外負(fù)載供電
3只小功率管二極管與三只大功率負(fù)極管也組成三相全波橋式整流電路專門為發(fā)電機(jī)磁場供電。所以稱3只小功率管為勵磁二極管。
11管交流發(fā)電機(jī)(例如桑塔納車用發(fā)電機(jī))
11管交流發(fā)電機(jī)的整流器由8只大功率整流二極管(其中2只中性點二極管)和3只磁場二極管組成。其它結(jié)構(gòu)和6管交流發(fā)電機(jī)相同。
無刷交流發(fā)電機(jī)
由于沒有電刷和集電環(huán),所以不會因為電刷和集電環(huán)的磨損和接觸不良造成激磁不穩(wěn)定或發(fā)電機(jī)不發(fā)電等故障;同時工作時無火花,也減小了無線電干擾。
無刷交流發(fā)電機(jī)分為爪極式、激磁機(jī)式和永磁式三種。
(一)爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)
1.爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
爪極式無刷交流發(fā)電機(jī)磁場繞組是靜止的,它通過一個磁軛托架固定在后端蓋上,所以,不再需要電刷。
兩個爪極中只有一個爪極直接固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上,另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,一個爪極就帶動另一爪極一起在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動,當(dāng)磁場繞組中有直流電通過時,爪極被磁化,,就形成了旋轉(zhuǎn)磁場。
2.優(yōu)點
(1)結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、工作可靠
(2)不存在電刷與集電環(huán)接觸不良導(dǎo)致的發(fā)電不穩(wěn)或不發(fā)電故障。
3.缺點
(1)爪極間連接工藝?yán)щy
(2)由于磁路中間隙加大,發(fā)電機(jī)相同輸出功率下需加大勵磁電流。
帶泵交流發(fā)電機(jī)
帶泵交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)與普通交流發(fā)電機(jī)完全一樣,不同的是轉(zhuǎn)子軸很長并伸出后端蓋,利用外花鍵與真空泵的轉(zhuǎn)于內(nèi)花鍵相連接,驅(qū)動真空泵與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn),給汽車制動系中的真空筒抽真空,為制動系的真空增壓器提供真空源,主要用于沒有真空源的柴油機(jī)(汽油機(jī)可直接從進(jìn)氣歧管處取得真空。制動時因節(jié)氣門幾乎關(guān)閉而在進(jìn)氣歧管中形成高真空,而柴油機(jī)無節(jié)氣門)。國產(chǎn)JFB2525型帶泵交流發(fā)電機(jī)外形如圖2-21所示。
汽車雙整流發(fā)電機(jī)
雙整流發(fā)電機(jī)是一種最新型交流發(fā)電機(jī),它大大改善了普通交流發(fā)電機(jī)低速充電性能和高速最大功率輸出,又不增設(shè)比較復(fù)雜的控制電路,因此也沒有增加充電系的故障率。
動力性
我們在進(jìn)行汽車交易的過程中,必須要進(jìn)行路試,然而,在路試的過程中必須要考慮到車輛的動力性,那么,什么是汽車的動力性呢?
汽車的動力性就是指汽車在良好的路面上進(jìn)行直線行駛的過程,可以由縱向的外力來進(jìn)行決定相應(yīng)的行駛性能,是能夠達(dá)到平均行駛速度的要求。我們從這個定義當(dāng)中就可以看出,對于道路來說,必須要是良好的路面,水平或是坡路都可以,運(yùn)動方式可以采取直線行駛的過程,對于外力因素來說,可以由縱向的外力來決定運(yùn)動的基礎(chǔ),使其能夠達(dá)到一定的能力。對于運(yùn)動能力來說,主要有三個方面的指標(biāo),比如汽車的最高車速,加速時間,以及最大爬坡度。在良好的水平路面上進(jìn)行行駛的車輛,如果能夠達(dá)到最高的行駛速度,我們就叫最高車速。
對于加速時間來說,通常是在原地起步的加速時間,以及超車加速的時間,這個時間表明了汽車的加速能力?!皌”表示原地起步的時間,一般都是一檔或是二檔進(jìn)行起步,逐漸進(jìn)行換檔位處理,如果行駛到一定的預(yù)定距離時,車速所需要的時間。就是原地起步的時間。超車的加速時間也可以用“t”來進(jìn)行表示,最高的次高檔位的一些車,其車速在30或是4左右,全力加速要在一些高速路上所用的時間表示。
注意事項
目前,汽車上廣泛使用交流發(fā)電機(jī),使用時應(yīng)注意以下幾點:
①經(jīng)常清潔發(fā)電機(jī)外表的積垢和塵土,保持清潔和通風(fēng)良好。
②經(jīng)常檢查與發(fā)電機(jī)相關(guān)的各緊固件的緊固情況,及時緊固各部螺釘。
③傳動皮帶的張力要合適。過松,易打滑而造成發(fā)電不足;過緊,易損壞皮帶和發(fā)電機(jī)軸承。
④安裝蓄電池時,千萬不要裝錯,通常是先裝正極線,不裝搭鐵線,否則極易燒壞二極管。
⑤采用集成電路調(diào)節(jié)器時,發(fā)動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)立即關(guān)斷點火開關(guān)。
⑥絕不允許用“刮火”方法試驗是否發(fā)電。
⑦發(fā)電機(jī)有了故障不發(fā)電時,要及時排除,否則會造成更嚴(yán)重的故障。
發(fā)電機(jī)
電能是現(xiàn)代社會最主要的能源之一。發(fā)電機(jī)是
將其它形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備,最早產(chǎn)生于第二次工業(yè)革命時期,由德國工程師西門子于1866年制成,它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其它動力機(jī)械驅(qū)動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),國防,科技及日常生活中有廣泛的用途。
分類方式
發(fā)電機(jī)的分類方式通常有以下三種:
1.按轉(zhuǎn)換的電能方式分類
按轉(zhuǎn)換的電能方式可分為交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩大類。
交流發(fā)電機(jī)又分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)兩種。同步發(fā)電機(jī)又分為隱極式同步發(fā)電機(jī)和凸極式同步發(fā)電機(jī)兩種?,F(xiàn)代發(fā)電站中最常用的是同步發(fā)電機(jī),異步發(fā)電機(jī)很少用。
交流發(fā)電機(jī)組又可分為單相發(fā)電機(jī)和三相發(fā)電機(jī)兩種。三相發(fā)電機(jī)輸出電壓為380V,單相發(fā)電機(jī)輸出電壓為220V.
2.按勵磁方式分類
按勵磁方式可分為刷勵磁發(fā)電機(jī)和無刷勵磁發(fā)電機(jī)兩類
有刷勵磁發(fā)電機(jī)的勵磁方式為他勵式,無刷勵磁發(fā)電機(jī)的勵磁方式為自勵式。他勵式式發(fā)電機(jī)的整流裝置是在發(fā)電機(jī)定子上,而自勵磁式發(fā)電機(jī)的整流裝置是在發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子上。
3.按驅(qū)動動力分類
發(fā)電機(jī)驅(qū)動動力的形式有多種,常見的的動力機(jī)有:
(1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是依靠風(fēng)力帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生電流;這種發(fā)電機(jī)無需消耗額外能源,是一種無污染的發(fā)電機(jī);
(2)水力發(fā)電機(jī)
水力發(fā)電機(jī)是利用水流的落差,產(chǎn)生動力,帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,也是利用綠色自然資源發(fā)電的設(shè)備,又稱水輪發(fā)電機(jī)
(3)燃油發(fā)電機(jī)
燃油發(fā)電機(jī)是依靠柴油或汽油燃燒產(chǎn)生動力帶動發(fā)電機(jī)組的。使用小型燃油發(fā)電機(jī)可以起到應(yīng)急的作用。遇到停電,就可啟動燃油發(fā)電機(jī)發(fā)電,以維持正常工作。
