重型汽車供電設備故障檢修思路與方法

張 昇，馬 超，楊 權

（陸軍工程大學軍械士官學校裝備底盤系，湖北武漢 430075）

0 引言

重型汽車在軍地建設發展中發揮著重要作用，隨著汽車技術的快速發展，各式各樣電氣設備在重型汽車中得到廣泛應用，對供電設備穩定性也提出了新的、更高的要求。重型汽車電氣系統具有低壓24 V、直流、單線制、負極搭鐵的特點，由蓄電池、發電機及電壓調節器組成。其中，蓄電池是輔助電源，用于發動機啟動時為起動機供電，也可在發動機啟動前為照明信號系統、儀表檢測及報警裝置等臨時供電；發電機是主要電源，用于發動機啟動后向全車用電設備供電，并向蓄電池充電；電壓調節器作用是保持發電機輸出電壓穩定，避免用電設備過載損壞。蓄電池和發電機在電路中并聯工作，只是各自供電時機不同，因此遇到供電設備故障時，應根據不同時機，針對性采取對應的檢修策略。

1 供電設備常見故障[1]

1.1 全車不通電

（1）故障現象：打開電源總開關，聽不到總開關接觸器吸合聲，儀表沒有反應，主照明燈、喇叭等均不工作。

（2）主要原因：蓄電池無電、總開關接觸器損壞或電源系統線路故障。

1.2 供電設備不工作

1.2.1 蓄電池放電不足

（1）故障現象：打開電源總開關，雖然儀表有反應，但是發動機啟動時，起動機不轉或運轉無力，主照明燈燈光暗淡，喇叭聲音嘶啞無力。

（2）主要原因：蓄電池虧電、電源系統線路接觸不良或蓄電池內部故障。

1.2.2 發電機不充電

（1）故障現象：發動機啟動后，充電指示燈不熄滅，電壓表始終指示蓄電池端電壓，特別是汽車使用一段時間后，蓄電池虧電十分明顯。

（2）主要原因：發電機損壞、發電機皮帶張緊度不夠、發電機皮帶斷裂或脫落、充電系統線路故障。

1.2.3 電壓調節器失效

（1）故障現象：發動機啟動后并逐漸提高轉速，電壓表指示值出現較大幅度變化，且經常發生保險燒毀或用電設備損壞的情況。

（2）主要原因：電壓調節器損壞或電壓調節線路故障。

1.3 供電設備功能狀態異常

1.3.1 蓄電池經常虧電

（1）故障現象：供電設備平時運轉正常，但是每次關閉電源總開關，隔一段時間再次打開時，蓄電池電量明顯不足，起動機運轉無力。

（2）主要原因：外部系統短路、蓄電池自放電嚴重或蓄電池內部短路。

1.3.2 蓄電池壽命周期短

（1）故障現象：蓄電池電解液流失過快，極板或接線柱硫化嚴重，以及殼體異常鼓包破裂等。

（2）主要原因：蓄電池維護不及時、未采取保護措施或使用不規范，如蓄電池電解液補充不及時、通氣孔堵塞、接線不牢固、接線柱未遮擋或涂抹潤滑脂、起動機超負荷使用或不規范使用。

1.3.3 發電機發電不足

（1）故障現象：發動機啟動后，電壓表指示充電電壓偏小（重型汽車一般低于26 V）。

（2）主要原因：發電機皮帶松曠打滑、發電機電刷及滑環接觸不良、三相繞組斷路、發電機整流二極管單個或多個損壞、電壓調節器工作不良。

1.3.4 發電機發電過高

（1）故障現象：發動機啟動后，電壓表指示充電電壓偏大（重型汽車一般高于28.5 V），有時甚至超出規定最高電壓的情況。

（2）主要原因：發電機接地不良、電壓調節器工作不良或電壓調節器失效。

1.3.5 發電機過熱或異響

（1）故障現象：發電機工作時，發電機殼體部分溫度過高，甚至有燙手感覺，有時發電機發出運轉不暢的“嘎嘎”異響聲。

（2）主要原因：發電機皮帶過緊、發電機軸承松曠或缺油、發電機散熱不良。

2 供電設備故障檢修思路

故障檢修不僅需要維修人員具備扎實的理論知識和專業的維修技能，更需要維修人員具有分析故障現象、梳理檢修思路、判斷故障位置、確定合適措施的能力。由于駕駛員往往不具備豐富的專業知識，難以對車輛故障進行準確、客觀的描述，因此維修人員不僅要與駕駛員充分溝通，同時應對系統功能進行完整狀態技術檢查，共同試車確認故障點，這樣才能提高工作效率，達到事半功倍的效果。對于重型汽車供電設備故障檢修，可從以下5 個方面展開。

2.1 檢查系統功能

根據重型汽車電氣系統特點和供電設備工作原理，維修人員應按照“先靜態、后動態”的順序，對供電系統功能進行完整狀態技術檢查。

（1）靜態檢查的主要內容：車輛使用前，檢查蓄電池電解液是否充足，檢查蓄電池及總開關接觸器接線柱的線路是否連接可靠、牢固，檢查并清除蓄電池周圍雜物、泥土，然后打開電源總開關，觀察儀表、燈光、喇叭等是否正常工作，電壓表是否指示正常（24 V 左右）、充電指示燈是否點亮。

（2）動態檢查的主要內容：在全車通電正常情況下，啟動發動機，觀察起動機運轉是否正常、發動機能否正常啟動；發動機啟動后，逐漸提高轉速，觀察電壓表是否指示正常（26～28 V）、充電指示燈是否熄滅，當發動機以高轉速運轉時，觀察電壓表指示值是否穩定在合理范圍內。

2.2 分析故障現象

根據檢查系統功能的方法，可以了解供電設備完整技術狀態，對出現的故障現象進行初步分析，從而確定下步操作策略。例如，車輛使用前，檢查蓄電池電解液充足，而且供電設備線路連接可靠、牢固，然后打開電源總開關，如果全車無電、儀表沒有反應，則可初步分析是“全車不通電”故障，因此下步需要對蓄電池放電情況、總開關接觸器工作情況以及電源總開關閉合情況進行檢查、分析和判斷。再如，當發動機正常啟動并逐漸提高轉速時，如果充電指示燈不熄滅或電壓表始終指示蓄電池端電壓，則可初步分析是“發電機不充電”故障，因此下步需要對發電機發電情況、充電指示燈或電壓表工作情況以及充電線路情況進行檢查、分析和判斷。

2.3 梳理檢修思路

故障檢修過程實質上是維修人員對知識和技能綜合運用的過程。操作前，維修人員應熟悉供電設備的結構原理和連接關系，掌握檢查判斷供電設備功能及線路好壞的方法，了解常見故障現象及可能原因，結合故障發生特點和規律，確定具體的實施步驟。

以發電機不充電故障為例。從故障原因看，主要有設備故障、線路故障和指示故障，分別有發電機及電壓調節器損壞造成不充電、充電線路斷路或接觸不良導致不充電以及充電指示燈或電壓表本身損壞造成的不充電假象等。從故障規律看，設備故障和線路故障出現的可能性較大，指示故障出現的可能性較小。從操作難易程度看，設備故障需要通過設備外部檢查或設備拆檢方可判斷定位，線路故障需要進行線路排查以及測量接線端數據方可判斷定位，而指示故障則可通過檢查系統功能的方法得出初步結論。因此，重型汽車供電設備故障檢修的一般思路為：先分析指示故障，再分析線路故障，后分析設備故障。

如果檢查系統功能時可以排除指示故障，那么接下來需要結合供電設備結構原理知識，按照檢修操作難易程度的順序，確定線路故障和設備故障的檢修思路。以發電機不充電故障為例。從故障原因看，發電機不充電可能有以下4 種情況[2-3]：一是發電機本身損壞導致不發電；二是發電機驅動機構工作不良導致不發電；三是蓄電池或電壓調節器損壞，發電機勵磁繞組中無磁場導致不發電；四是從勵磁線路或設備線路有問題。從操作角度看，蓄電池是否損壞、供電設備接線情況均可以在檢查初期發現，發電機驅動情況可以通過外部檢查發現，充電外部線路可以通過測量接線柱數據指標發現，而發電機及電壓調節器本身是否損壞則需要結合測量的數據指標判斷，甚至需要換件或拆檢進行確定。從故障規律看，發電機驅動不亮最常見也最容易被忽視，充電外部線路故障次之，發電機及電壓調節器本身損壞相對較少。因此，線路故障和設備故障檢修的一般思路為：先外部檢查、再測量判斷、后換件拆檢。

2.4 判斷故障位置

判斷故障位置時，維修人員需要針對不同車型，充分運用供電設備電路圖，明確各個供電設備及其接線端的作用和連接關系。以某重型汽車供電設備電路圖為例（圖1）：該車供電設備采用整體式交流發電機，配合內裝式、外搭鐵、發電機電壓檢測型集成電路調節器。該電壓調節器有6 個接線端子：F、P、E三個端子用螺釘直接和發電機相連，B 端子用螺母固定在發電機輸出端子B 上，IG、L 兩個端子用金屬線引到調節器的外部接線插座上。調節器內有一單片集成電路，它的IG 端經點火開關SW 接到蓄電池正極，用于檢測蓄電池和發電機電壓，從而控制晶體管VT2 的導通和截止，它的P 端接至發電機定子繞組某一相上。單片集成電路調節器從P 端檢測到硅整流發電機的電壓，從而控制晶體管VT1 的導通和截止。因此，當發電機不充電故障時，只要保持或調整發電機運行狀態，分別測量IG 端子、L 端子和B 端子等外部接線柱和插座的數據指標，即可判斷具體的故障位置。

圖1 某重型汽車供電設備電路

2.5 確定合適措施

根據故障定位過程，維修人員就可以根據現場情況選擇合適的處理措施。供電設備應急維修時，維修人員可以通過線路或部件替代法進行處置，平時維修時則可拆檢測、維護、修復。通常情況下，供電設備中蓄電池、電壓調節器為整體封裝結構，一般采用換件修理法，而發電機能夠分解、維護，視情采用修復性維修法。

3 供電設備故障案例分析與教學實踐

某重型汽車運行途中，駕駛員反映充電指示燈突然點亮，初步判斷發電機不充電。維修人員開始檢查系統功能，按照“全車通電前、全車通電后、發動機啟動前、發動機啟動并提高轉速”4個階段，分別觀察充電指示燈或電壓表（無電壓表時可檢測蓄電池端電壓）的工作狀態，充電指示燈狀態分別為“不亮、亮、亮、亮”，電壓表指示狀態分別為“0、指針擺動且停24 V 左右、指針指示24 V 左右、指針指示24 V 左右且無變化”，初步認定不是指示故障引起的。于是，維修人員判斷該故障是由設備故障或電路故障引起的，結合該車供電設備電路圖（圖1），實施了以下檢測步驟：在發動機啟動前，首先檢查蓄電池放電程度、發電機三角皮帶松緊度、發電機及電壓調節器搭鐵情況，如果不符合要求及時處理，故障排除則檢查停止，否則繼續；啟動發動機并逐漸提高轉速，測量發電機輸出端子B 的電壓（或觀察電壓表），如果測量值為充電電壓（約26 V 以上）且能夠隨發動機轉速上升變化，則判斷為充電指示燈線路有問題，如果測量值始終為蓄電池電壓（24 V 左右），則判斷為發電機及電壓調節器有問題；之后，拔下發電機及電壓調節器上的接線插座，測量充電指示燈接線端子L 是否有電，如果無電，則確定故障在接線端子L 經充電指示燈到蓄電池之間，否則說明故障在發電機及電壓調節器本身或線路上，如果通過替代充電指示燈線路能夠排除故障則檢查停止，否則繼續；接下來，測量電壓調節器輸入端子IG 是否有電，否則說明故障在輸入端子IG 經點火開關到蓄電池之間，如果有電，則確定故障在發電機及電壓調節器本身；最后，如果通過發電機或電壓調節器換件修理能夠排除故障，則再適情選擇發電機的拆檢、修復和試驗。

將此種思路與方法運用與教學實踐，學生反映較好。

4 結論

綜上所述，重型汽車供電設備故障原因有很多，但是故障檢修過程有章可循，如果沒有充分的理論知識、合理的檢修思路和適當的處理方法，故障診斷排除過程必然缺乏條理、混亂無序、效率低下。通過案例分析與教學實踐，闡述的重型汽車供電設備故障檢修思路與方法，對從事相關工作人員提供一定的參考。