汽車電源系統常見故障診斷分析

李海瓊

摘要：以汽車電源系統為研究對象，闡述了汽車電氣的用電特點，對汽車電源系統常見的6種故障現象進行具體描述，故障產生的原因進行系統分析，并給出相應故障的排除方法;以桑塔納3000轎車充電指示燈故障為例分析故障原因和排除故障方法;為汽車電源系統故障診斷與維修提供參考。

關鍵詞：汽車電源系統;蓄電池;發電機;故障檢修

0? 引言

汽車電源系統又稱為充電系統，主要由發電機、蓄電池、充電指示裝置、電壓調節器、點火開關組成，汽車電源系統的功用是向汽車全車用電設備提供低壓直流電源，以保證汽車在行駛和停車時的用電。汽車電源系統出現故障將導致汽車無法起動，汽車運行異常等故障，因此有必要對汽車電源系統故障進行分析診斷。

1? 汽車電氣的用電特點

汽車電器的用電特點由圖1所示，主要包括以下幾個方面。

①汽車電源系統具有兩個電源，一個是發電機，另外一個是蓄電池，這兩個電源并聯為用汽車電器設備供電。發電機是主要電源，其功用是在汽車正常運行時為汽車各用電設備供電，同時把多于的電能給蓄電池充電。蓄電池是輔助電源，蓄電池的功用是：1）在發動機起動時（5-10s），蓄電池給起動機提供大電流（一般為200-600A，最大可達800-1000A），同時向燃油噴射系統、點火系統、燈光系統、發動機控制單元等其他用電設備供電。2）當發動機靜止時，由蓄電池向發動機及車身的ECU存儲器、時鐘、電子音響多媒體導航等車載設備、中控門鎖系統、防盜報警系統等供電。3）在發電機超載或不發電或發電量較低時，蓄電池作為輔助電源向用電設備供電，同時向交流發電機磁場繞組供電。4）當發動機高速運轉時發電機發電量較多，蓄電池可把發電機多余的電能轉換為化學能儲存起來（即充電）。5）蓄電池還可吸收電路中產生的瞬間過電壓，具有保護汽車電子元件不被損壞的功能，蓄電池類似于大電容的功能，保持了汽車電源系統電壓的相對穩定[1]。

②低壓直流。因為蓄電池是直流電源，所以汽車電氣系統采用直流電。根據《汽車電氣設備基本技術條件》規定，汽車電器產品標稱電壓規定為三種：24V、12V、6V（指用電設備分別能在22-30V、11-15V、5.5-7.5V范圍內正常工作，與之相配套的發電機調節器額定電壓為28V、14V、7V）。

③并聯單線制。通常汽車電氣設備采用單線制接線方式，即把發動機、車架等部分的金屬機體作為電氣設備公共接線端（常稱“搭鐵端”）使用。汽車用電設備較多，線路復雜，并聯電路能使電氣設備支路相互獨立控制，安裝方便、布線清晰、節約導線、維修簡便。雙線制通常是安裝在飯金件、掛車上或非金屬零件上的汽車電氣設備使用。

④負極搭鐵。負極搭鐵的意思就是汽車氣設備的負極與汽車的發動機、車架有金屬的地方連接，大多數國家和我國都規定：當汽車的電氣系統布線方式采用單線制時，汽車的電源負極搭鐵。這樣可以減小蓄電池電纜銅端子的化學腐蝕，提高汽車用電的可靠性，由于統一了負極搭鐵的標準，讓汽車電氣設備的故障診斷維修變得更容易簡單[2]。

2? 電源系統常見故障分析[3]-[5]

一般情況下，大多數汽車的電源系統電路故障現象是根據充電指示燈狀況進行判斷。打開點火開關，正常情況下，充電指示燈應亮的，也就是說打開點火開關的瞬間，汽車上的用電是由蓄電池提供，蓄電池處于放電狀態。而發動機正常起動后，充電指示燈應該是熄滅的，也就是說發動機正常起動后就能帶動發電機發電，汽車上的用電是由發電機提供的。電源系統常見故障有以下幾個方面。

2.1 充電指示燈常亮故障

①具體故障現象。打開點火開關，發動機起動后，在發動機正常運行轉速范圍內，充電指示燈都是亮的狀態。

②故障原因分析。這種情況說明發電機沒有發電或發電機發電量低于12V，其故障可以從四個方面考慮，一是發電機本身有故障，二是發電機傳動帶松滑，三是線路故障，四是調節器故障。

③故障診斷分析。在進行故障診斷時首先應檢查發電機傳動帶松緊度，清除臟污。然后檢查充電系統導線是否松脫，熔斷器是否燒斷。接著，起動發動機，用一字旋具接近發電機后軸承蓋檢查發電機的轉子是否有明顯的電磁吸引力，若電磁吸引力微弱或幾乎沒有，說明勵磁回路有斷路、接觸不良或局部短路;若有明顯吸引力，說明勵磁回路正常，故障在充電回路。若充電回路有故障，可用試燈一端接發電機“B”接線柱另一端搭鐵看試燈是否亮。若試燈不亮，說明發電機“B”到蓄電池之間斷路;若試燈亮，說明發電機電樞接線柱與蓄電池之間連接正常，發電機有故障。若勵磁回路有故障，對于調節器單獨安裝的發電機檢查時要注意區分是內搭鐵式交流發電機還是外搭鐵式交流發電機。內搭鐵式交流發電用一段導線連接發電機“F”、“B”接線柱;外搭式發電機用一導線連接“E”、“F2”接線柱后，再用一導線連接“F”、“B”接線柱。重新檢測發電機轉子的電磁吸引力，如果吸引力有所增強，則說明調節器有故障或者線路有斷路故障，若仍不無變化，說明故障在發電機的內部。對于整體式發電機的故障診斷方法如下：首先起動發動機，然后用萬用表電壓檔測量發電機的“D+”接線柱（一般是藍色）端子與搭鐵之間電壓。如果萬用表顯示有電壓，說明故障在發電機，更換整體式發電機的調節器后再測量以上電壓，若有電壓，說明故障在調節器;若更換調節器后仍無電壓，說明故障在發電機，這時可直接更換發電機，或者從車上拆下發電機然后對發電機進行拆裝檢查，或者對發電機進行就車檢測。如果測量“D+”接線柱與搭鐵之間無電壓，說明充電線路有故障，應用萬用表檢查充電線路。

2.2 發動機高速運轉充電指示燈滅，其余工況充電指示常亮故障

①具體故障現象。發動機起動后，充電指示燈在發動機怠速及中低速運轉時亮，而在發動機高速運行時充電指示燈熄滅。

②故障原因分析。這種現象說明電源系統只有在發動機高速工況才對蓄電池充電，其余工況均不充電。其故障仍然可以從以下四個方面考慮，一是發電機本身有故障，二是發電機傳動帶松滑，三是線路故障，四是調節器故障。

③故障診斷分析。故障診斷仍然從最簡單的入手，一是檢查發電機傳動帶松緊度和表面清潔度，并進行必要的調整或更換，清除油污。二是拆下發電機“F”和“B”接線柱上導線，用試燈兩端的導線分別連接發電機“F”和“B”接線柱，然后起動發動機，逐步提高發動機轉速，觀察試燈亮度。若試燈微亮，且亮度隨發動機轉速升高而明顯增強，說明調節器有故障;若亮度不隨發動機轉速升高而增強或亮度增加不明顯，則為發電機內部有故障，應對發電機進行拆裝檢測。

2.3 汽車運行期間，頻繁燒熔斷器、保險絲、燈泡及各種開關等電氣設備故障

①具體故障現象。打開點火開關，發動機起動后，在汽車正常運行期間，經常有燒熔斷器、保險絲、燈泡及各種開關等電氣設備故障。

②故障原因分析。這種現象說明電源系統電壓過高，其原因是發電機發電量過高或者是電壓調節器調節電壓值過高。

③故障診斷分析。具體診斷時可先將萬用表電壓檔的兩測量端與蓄電池的兩個極樁連接，然后起動發動機，緩慢增加發動機的轉速，保持發動機的轉速在2000r/min的范圍，觀察萬用表的讀數值。如果讀數值高于14.5V，說明電壓調節器存在電壓值調節過高的故障，一般對電壓調節器檢修價值不大，可直接更換調節器。

2.4 汽車運行期間，充電指示燈時亮時滅故障

①具體故障現象。汽車正常運行期間，充電指示燈時亮時滅。

②原因分析。這種現象說明電源系統時而充電，時而不充電。其原因可以從四個方面考慮：一是傳動帶松脫打滑。二是充電系統線路問題，連接線接觸不良有虛接情況。三是發電機故障。四是調節器電壓調節不穩定。

③故障診斷分析。首先應檢查排除傳動帶松脫打滑和導線接觸不良故障的影響。其次更換新電壓調節器，查看充電指示燈是否正常。若故障仍然沒有排除，則檢測發電機。

2.5 汽車正常運行時，發電機或傳動帶有異響故障

①具體故障現象。起動發動機，充電指示燈指示正常，但是在汽車正常運行期間發電機或傳動帶有異響。

②故障原因分析。這種現象考慮一是由發電機軸承引起的，二是發電機傳動帶引起的。

③故障診斷分析。一是檢查傳動帶松緊程度，若不符合規定，則應進行必要的調整或更換。二是檢查發電機軸承，利用聽診器或一段軟管，將軟管或聽診器一端放在靠近發電機軸承的地方，另一端用耳朵貼近傾聽。一邊傾聽一邊提高發動機的轉速，若噪聲隨著發動機的轉速增加而增大，說明異響是發電機的軸承引起的，應更換發電機軸承。在診斷過程中要注意排除發電機周圍的其他運動構件的干擾。

2.6 接通點火開關，儀表板上充電指示燈不亮故障

①具體故障現象。打開點火開關瞬間，儀表板上各種指示燈報警燈都亮進入自檢狀態，但充電指示燈不亮。

②故障原因分析。這種現象考慮一是由充電指示燈故障引起的，二是充電指示燈線路故障引起的。

③故障診斷分析。一是檢查組合繼電器是否有故障。二是檢查充電指示燈燈泡或者發光二極管是否壞了，或者檢查充電線路是否有斷路的地方。三是檢查發電機內部，重點檢查發電機的電刷。

3? 汽車電源故障案例分析

①具體故障現象：一輛桑塔納3000轎車在打開點火開關時，充電指示燈不亮。

②故障原因分析：這種現象考慮一是充電指示燈本身損壞故障，二是充電指示燈線路斷路或線路松脫或者開關損壞故障，三是發電機和調節器故障。

③故障診斷分析：首先打開點火開關，查看儀表板上的全部指示燈和警報燈，若全部警報燈和指示燈都不亮，說明點火開關損壞或儀表線路斷路，用萬用表檢測儀表線路通斷情況或檢測點火開關的性能。若只有充電指示燈不亮，其他燈都亮，說明點火開關是正常的。把發電機D+端子的接線搭鐵，然后查看充電指示燈是否亮。此時如果充電指示燈亮，則說明發電機有故障或是蓄電池負極與發電機搭鐵線間有斷路故障。用萬用表排除發電機與蓄電池負極搭鐵線間的斷路故障，否則檢修發電機或更換新的發電機，或檢修更換調節器。若仍不亮，則說明發光二極管損壞或充電指示燈燈泡損壞，或發電機D+端子到儀表線端子T32/29間的藍色線有斷路故障，利用萬用表進行檢測并排除故障[6]。

4? 結束語

進入21世紀以來，汽車電子技術在汽車上獲得較大的發展和應用，汽車電源系統是汽車電子技術應用的基本系統，理解和掌握汽車電源系統的故障現象和維修技能更有利于開展汽車其他電子控制模塊以及整車系統故障診斷和檢修。

參考文獻：

[1]董括，皺玉清.汽車電氣設備構造與檢測[M].東北師范大學出版社，2015，8.

[2]孫敏強.整車低壓線束搭鐵設計[J].汽車電氣，2019（6）：53-54.

[3]于明進，于光明.汽車電氣設備構造與檢測[M].高等教育出版社，2007，6.

[4]郭杏莉.汽車電源系統故障診斷與排除[J].改革與開發，2010（8）：111.

[5]客道巴巴，第2章交流發電機及調節器[EB/OL].[2020-2-10].http：//www.doc88.com/p-1317439749333.html.

[6]王小飛.汽車電源系統電路故障診斷與檢修[J].科技展望，2016（19）：81.