汽車充電系統的常見故障排除

劉春暉

(山東華宇工學院機械工程學院）

汽車充電系統故障在汽車電氣設備故障中占有較大的比例。如何正確使用和維護充電系統的交流發電機、電壓調節器及充電線路，并且在出現異常后及時有效地排除故障，是保證汽車充電系統正常工作的前提。

1 充電系統的類型

根據交流發電機和電壓調節器的連接線路及內部結構的不同，可以將充電系統的電路結構類型大致分為繼電器控制或集成電路調節器集中控制和專門磁場二極管控制2 種類型。

1.1 繼電器控制或集成電路調節器集中控制

這種類型的發電機主要是6 管、8 管交流發電機，充電指示燈采用專門的繼電器控制或集成電路調節器集中控制的充電系統，車型大致包括東風、解放、豐田、本田等系列車型，其充電系統的共同特點是：充電指示燈靠專門的充電指示燈繼電器或多功能電壓調節器控制，充電指示燈的控制信號一般取自交流發電機的中性點或三相繞組中的某一相，其直流電壓值均為交流發電機輸出電壓的一半。外置調節器充電系統結構如圖1 所示，圖中：1—充電指示燈；2—熔斷絲；3—電壓調節器磁化線圈；4—充電指示繼電器線圈；Rtj—調節電阻；K1、K2—觸點；K3—低速觸點；K4—高速觸點；B+—電樞；F—磁場；N—中性點；E—搭鐵。

圖1 外置調節器充電系統結構

內置多功能集成電路調節器充電系統結構如圖2所示，圖中：B+—電樞；IG—點火，即受點火開關控制，給發電機提供激磁；L—充電指示燈；S—蓄電池電壓檢測端子。

圖2 內置多功能集成電路調節器充電系統結構

1.2 專門的磁場二極管控制

此類充電系統控制的特征是一般采用9 管或11管整流器的交流發電機，有3 個專門的磁場二極管控制充電指示燈，同時為交流發電機的勵磁繞組提供勵磁電流，調節器外置或內置，集成電路調節器一般沒有充電指示燈的控制功能。常見車型系列如：紅旗、大眾、奧迪、日產及標致等等。

此類充電系統采用發電機電壓檢測法，如圖3 所示，圖中：1—勵磁繞組；2—電壓調節器；3—勵磁二極管；4—充電指示燈；B+—電樞；D+—充電指示燈。新型的大眾奧迪車系則發電機的外部接線柱則增加了DFM接柱（如圖4 所示），DFM 線是連接發動機電腦的發電現場管理監控線，傳遞的是占空比信號，發動機根據此信號監控發電機電壓，如果電壓降低，發動機電腦控制發動機提高轉速，從而提高發電量，電腦會根據負荷來調整發動機的扭矩和轉速。L 線是發電機勵磁線，同時也是儀表板上充電指示燈接線，與車載電網控制單元連接。另一類充電系統的類型采用蓄電池電壓檢測法，如圖5 所示，圖中：1—蓄電池；2—整體式九管交流發電機；3—點火開關；4—點火繼電器；5—熔斷絲；6—充電指示燈及其并聯電阻；B+—電樞；L—充電指示燈；S—蓄電池的電壓檢測端子。

圖3 奧迪轎車發電機及集成電路調節器電路圖

圖4 新型大眾奧迪系列交流發電機外部端子

圖5 日產藍鳥轎車交流發電機與集成電路調節器電路原理

2 充電系統常見故障排除

充電系統常出現的故障主要有不充電、充電電流過小、過大或充電不穩等。故障產生的原因及故障發生的部位可能是多方面的。因此，當發現故障時，應根據故障現象，結合充電線路的特點進行分析，查找故障原因，及時排除故障。

因充電電流過小、充電電流過大、充電電流不穩這3 個故障原因各個教材涉及較多[1-3]，在此不再贅述，以下僅以上述2 個類型的充電系統電路為基礎，重點說明不充電這一故障的原因及排除方法。

2.1 不充電故障現象1

發動機在任何轉速下運轉時，電流表指示放電或在閉合點火開關和正常行車時，充電指示燈亮，用萬用表測量發電機輸出電壓過低。

2.1.1 故障分析

充電指示燈亮，同時發電機的輸出電壓過低（等于蓄電池電壓），說明發電機不發電。2 種類型的充電系統故障部位可作比較。

第1 種類型繼電器控制或集成電路調節器集中控制充電系統：如圖1、圖2 所示，原因可能出現在：1）發電機傳動帶過松或嚴重打滑；2）外裝調節器發電機“磁場”接線柱（內接集成電路調節器的“IG（點火）”接線柱）松脫、過臟、絕緣損壞或導線連接不良；3）整流器面板中的正或負二極管全部擊穿、定子繞組全部搭鐵或斷路（注：此種情況不多見），個別出現問題的話可能會造成發電量過小。4）勵磁繞組回路有斷路處，使發電機不能建立磁場，因而不發電，可能的故障部位有：①轉子及電刷部位：勵磁繞組斷路（與集電環連接處較多），電刷過短，電刷彈簧折斷，電刷在電刷架內卡住；②調節器部位：外接式調節器的磁場F 接線柱的絕緣損壞搭鐵，電壓調節器大功率三極管燒壞（斷路），電子式電壓調節器不搭鐵，調節器內敏感組件穩壓二極管擊穿，導致大功率三極管截止；③充電指示燈損壞，充電指示燈的外部接線有斷路處等。

第2 種類型專門的磁場二極管控制充電系統：參照圖3、圖5 所示，出現故障的部位1、2、3 和第1 種類型一致，但第1 種類型的4）條在這種類型的充電系統中不會出現。

因第2 種類型的發電機均為9 管或11 管，均具有3 個專門的磁場二極管，二極管的作用一方面是控制充電指示燈，另一方面在發電機正常工作時給發電機提供激磁，點火開關閉合但不起動發動機時，發電機的激磁通過充電指示燈由蓄電池提供，充電指示燈位于交流發電機的電樞“B+”接柱與3 個磁場二極管的輸出端“D+”之間，當發電機發電時，因電樞“B+”接柱與3 個磁場二極管的輸出端“D+”之間的電壓相等，充電指示燈無電流通過而熄滅。當發電機因故障不發電時，兩端有電位差而使充電指示燈點亮，提醒駕駛人充電系統出現故障，此時充電指示燈點亮的回路即為交流發電機的激磁回路，如激磁回路出現斷路的話，充電指示燈不會點亮，因此，充電指示燈點亮發電機不發電的情況下，9 管或11 管的交流發電機是不出現勵磁繞組斷路的情況的。

2.1.2 故障排除

第1 種類型故障排除方法：停止發動機，進行常規檢查，主要檢查：發電機、調節器、蓄電池及連接線束之間的連接導線有無松脫、斷路，皮帶松緊情況，如完好，進行下一步。對于外接調節器的內搭鐵發電機：將發電機“F”線取下，另用一導線將交流發電機的“B+”與“F”接柱短接；外搭鐵發電機應改為內搭鐵后按上述方法進行。短接后如發電機發電，則換修調節器或檢查發電機及調節器間的線路；如發電機仍不充電，拆檢發電機。逐項檢查后，修理或更換有關損壞的零部件。

第2 種故障排除方法：停止發動機運轉，檢查發電機的皮帶及外部接線情況，如完好，可將發電機的D+（L）接線柱端導線的插接件拔下并懸空，接通點火開關，如充電指示燈仍亮，故障為充電指示燈線路有短路處，檢查線路，排除故障；如接通點火開關充電指示燈熄滅，則故障出在交流發電機的定子繞組全部斷路或整流器的正極管或者負極管全部擊穿，使電流無法輸出。逐項檢查后，修理或更換有關損壞的零部件。

2.2 不充電故障現象2

閉合點火開關和正常行車時，充電指示燈均不亮，測量發電機輸出電壓過低，說明發電機不發電。

2.2.1 故障分析

對于第1 種類型的充電系統（如圖1、圖2 所示），充電指示燈不亮，一種情況說明充電指示燈燒壞或充電指示燈線路有斷路處，導致充電指示燈不亮，但此時交流發電機的激磁可能是有的，交流發電機是有可能發電的，因此，這種故障現象（充電指示燈線路和勵磁繞組回路同時出現斷路），在第1 種類型的充電系統不可能出現。

對于第2 種類型的充電系統（如圖3、圖5 所示），充電指示燈不亮，且交流發電機不發電，出現故障的部位是交流發電機的充電指示燈（即交流發電機的激磁回路）中出現斷路處，導致交流發電機的激磁繞組不產生磁場，同時充電指示燈中沒有電流通過，在任何時刻都不點亮。因此，這種情況下，故障原因僅可能是：勵磁繞組回路有斷路處，使發電機不能建立磁場，因而不發電，部位有：①轉子及電刷部位：勵磁繞組斷路（與集電環連接處較多），電刷過短，電刷彈簧折斷，電刷在電刷架內卡住；②調節器部位：外接式調節器的磁場F 接線柱的絕緣損壞搭鐵，電壓調節器大功率三極管燒壞（斷路），電子式電壓調節器不搭鐵，調節器內敏感組件穩壓二極管擊穿，導致大功率三極管截止；③充電指示燈損壞，充電指示燈的外部接線有斷路等。

2.2.2 故障排除

停止發動機運轉，檢查發電機的皮帶及外部接線情況，如完好，可將交流發電機的D+（L）接線柱端導線的插接件拔下并搭鐵，如充電指示燈仍不亮，故障為：充電指示燈線路有斷路，或充電指示燈本身壞。檢查線路，排除故障。如搭鐵后，充電指示燈點亮，則可能的故障有：充電指示燈接線柱接觸不良，或交流發電機內部勵磁繞路線路有斷路處，拆解發電機，逐項檢查。修理或更換有關損壞的零部件。