汽車交流發(fā)電機對車輛的適應(yīng)性探討

摘要：汽車發(fā)電機的電力需求會伴隨著汽車的舒適度的變化而變化，因此根據(jù)汽車整車技術(shù)的發(fā)展方向，對汽車發(fā)電機技術(shù)的要求進(jìn)行分析，并進(jìn)一步結(jié)合上述要求對整車設(shè)局與汽車交流發(fā)電機相關(guān)特性之間的匹配關(guān)系進(jìn)行了分析，最后針對整車中使用存在的問題提出了相應(yīng)的解決方案，希望能夠有效地提高汽車的舒適性。

關(guān)鍵詞：汽車；交流發(fā)電機；適應(yīng)性；故障診斷；電力需求；整車技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U463 文章編號：1009-2374（2015）25-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.040

1 整車技術(shù)的環(huán)境要求

汽車發(fā)電機的需求會根據(jù)汽車的舒適度進(jìn)行相應(yīng)的變化，并且當(dāng)交通較為擁堵時發(fā)電機的使用頻率會明顯增加，這就要求發(fā)電機在汽車低轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下進(jìn)行給電，因此二極管整流的交流發(fā)電機得到了廣泛的推廣與使用。近幾年來，隨著我國經(jīng)濟的進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車發(fā)動機的使用性能以及使用功率都得到了顯著的提高，各種新型的機械傳動裝置也越來越多，這就進(jìn)一步造成了汽車發(fā)動機室的擁擠。另外，隨著汽車線控技術(shù)逐漸發(fā)展電動動力轉(zhuǎn)向、數(shù)字式儀表、電子控制懸架系統(tǒng)以及電子控制的燃料噴射裝置等，負(fù)載情況相應(yīng)增大，但是由于存在空間上的限制，就需要交流發(fā)電機進(jìn)行高密度化發(fā)展。為了有效地滿足該項要求，不僅需要將冷卻風(fēng)扇安裝在發(fā)電機的內(nèi)部，而且還必須設(shè)計出更加合理的散熱方案。

2 整車的匹配評估

供電系統(tǒng)電量平衡設(shè)計的主要目的是對充放電的比例進(jìn)行優(yōu)化，一個成熟的整車供電系統(tǒng)不僅需要對匹配電能管理、起動機、發(fā)電機以及蓄電池進(jìn)行綜合的考慮，確保整車供電系統(tǒng)充放電的平衡，有效杜絕夏季發(fā)電機不能進(jìn)行啟動的風(fēng)險，從而達(dá)到延長電池使用壽命的目的。

2.1 工況輸出的具體分析

對汽車發(fā)電機的設(shè)計必須要適用于常怠速、高熱等嚴(yán)酷的工作環(huán)境，同時在進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)計時還需要對汽車在各種路況下的電能輸出進(jìn)行全面、系統(tǒng)的考慮。當(dāng)輪速的比值為2.5時，交流發(fā)電機的電流輸出與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如圖1所示，假設(shè)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為Ni時，交流發(fā)電機的輸出的電流為I，發(fā)動機的頻度為λi，則該交流發(fā)電機供給的電流的能量表示為：

2.2 電量匹配平衡的分析

在汽車電能系統(tǒng)的設(shè)計中，蓄電池對過充現(xiàn)象十分敏感，甚至過充還會造成蓄電池出現(xiàn)起泡的現(xiàn)象。因此交流發(fā)電機不僅需要滿足整車在電量匹配上的要求，同時還應(yīng)該適應(yīng)各種技術(shù)上的要求，為了能夠有效地對充放電的收支進(jìn)行評價，根據(jù)汽車自身開發(fā)經(jīng)歷以及汽車企業(yè)的經(jīng)營經(jīng)驗，總結(jié)出了以下三種評價的方法：（1）應(yīng)該確保交流發(fā)電機能夠在熱帶地區(qū)以及焊帶地區(qū)等不同環(huán)境溫度下的正常使用；（2）應(yīng)該盡量滿足立體收音機、車載空調(diào)等提高汽車的整體舒適性的電氣的負(fù)載條件；（3）當(dāng)汽車的發(fā)動機處于空轉(zhuǎn)的情況時的輸出應(yīng)該在燃料系統(tǒng)以及點火系統(tǒng)所需要的電流之上。

3 整車中的使用以及相應(yīng)的故障診斷

3.1 整車使用

對于整車中的使用，當(dāng)進(jìn)行汽車交流發(fā)電機的卸載時，由于交流發(fā)電機的輸出線是與蓄電池進(jìn)行連接的，因此在進(jìn)行卸載時應(yīng)該注意卸載的金屬工具與蓄電池之間的短接。另外，當(dāng)進(jìn)行輸出線或者是插頭的分離時，一定要適當(dāng)控制操作的力度，防止操作力度過大造成相應(yīng)故障的發(fā)生。當(dāng)交流發(fā)電機安裝到汽車的發(fā)電機時，一定要確保發(fā)動機的安裝面與安裝的支座之間不存在任何雜質(zhì)，并且螺母的緊固必須使用規(guī)定的力矩，如果使用工具進(jìn)行張緊皮帶，一定要防止用力過大對端蓋造成的損傷。在進(jìn)行裝備以及分解時，需要特別注意螺母、螺栓緊固的值，杜絕電器的連接面存在異物等一系列狀況的發(fā)生。

3.2 主要的故障分析

通過研究分析，汽車充電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，主要可以分為以下四種情況：

3.2.1 充電燈顯示存在異常。充電燈顯示存在異常，該種情況的主要表現(xiàn)形式為發(fā)動機啟動后燈不滅或者是接通點火開關(guān)以后燈不亮，造成該種現(xiàn)象的原因多與汽車的交流發(fā)電機的電氣性能方面存在的故障有關(guān)。例如整流器斷線或者是接地、集電環(huán)、電刷磨損較大、調(diào)節(jié)器檢出現(xiàn)報警、轉(zhuǎn)子線圈接地等。

3.2.2 蓄電池用盡。造成蓄電池用盡的原因有很多，除了長時間的道路堵塞情況下的放電過多以外，負(fù)荷開關(guān)的不規(guī)范操作、蓄電池的惡化以及交流發(fā)電機發(fā)生故障等都是造成蓄電池用盡的可能因素。如果是交流發(fā)電機故障所造成的，一般情況下該故障屬于勵磁電路故障，例如調(diào)節(jié)器的操作異常、插頭接觸不良以及電刷的使用壽命等。

3.2.3 異響。當(dāng)汽車的軸承出現(xiàn)故障時，常常會發(fā)出一些響聲，引起汽車軸承故障的原因多與皮帶的張緊程度有著較大的關(guān)系，如潤滑不良、載荷過大等。

3.2.4 蓄電池過充電。造成蓄電池出現(xiàn)過充電的原因也有很多，如果該故障是由交流發(fā)電機所引起的，則可能是由于交流發(fā)電機的發(fā)電電壓的升高造成連線、插頭或者是調(diào)節(jié)器等設(shè)備出現(xiàn)故障。

3.3 系統(tǒng)全面地檢車

針對整車中使用存在的故障，為了有效地防止以上故障的出現(xiàn)，提高汽車的適應(yīng)性，增加汽車的使用壽命，提出了以下檢查方法：（1）應(yīng)該對汽車皮帶進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，應(yīng)當(dāng)確保皮帶不存在偏槽、打滑、斷裂以及松動的情況；（2）對于汽車接線裝配中存在的故障，應(yīng)該仔細(xì)地檢查所有的連接線路是否存在短路、松動的情況；（3）對于汽車交流發(fā)電機安裝方面存在的故障，應(yīng)該對交流發(fā)電機、驅(qū)動皮帶等進(jìn)行細(xì)致的檢查，確保皮帶槽不存在歪斜的狀況，并且所有的安裝栓不存在松動的情況；（4）還應(yīng)該對蓄電池進(jìn)行定期的檢查，確保蓄電池不會出現(xiàn)蓄電池用盡以及蓄電池過充電的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

總而言之，汽車的交流發(fā)電機在汽車中有著重要的作用，是汽車電器中的重要部件，為了能夠有效地滿足人們對汽車舒適性的要求，應(yīng)該在設(shè)計的過程中盡量地適應(yīng)維修簡易化、微型集成化、高效率化以及低熱低噪化等方面的要求。

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作者簡介：黃浪（1972-），男，重慶人，集瑞聯(lián)合卡車營銷公司工程師，研究方向：重型卡車、轎車、起動電機、交流發(fā)電機。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）