第二单元汽车发电机的检测与试验.docx

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第二单元汽车发电机的检测与试验

实训一发电机的测量与拆解检修

一、实训目的

1．掌握对发电机进行简单测量的方法。

2．学习拆解检修及装配发电机作业的基本方法。

二、工具材料

汽车交流发电机；万用表；维修工具。

三、操作要点及项目

1．汽车交流发电机的基本结构

常见汽车交流发电机的基本结构如图2-1所示。

图2-1汽车交流发电机的基本结构

1-紧固螺母及弹簧垫圈2-带轮3-风扇4-前轴承盖5-前端盖6-半圆键7-定位套筒8-前轴承9-轴承盖紧固螺栓10-转子总成11-后轴承12-电刷13-电刷架14-定子总成15-后端盖16-正极管17-负极管18-绝缘板19-搭铁散热板20-绝缘散热板21-防护罩22-防护罩固定螺钉23-拉紧螺栓

2．发电机拆解前的检测

使用万用表对发电机外接线柱进行测量，可以初步判定发电机的状态。

对于普通发电机拆解前的测量，建议使用指针式万用表，其测量结果依使用万用表型号不同，略有差异。

常用发电机各接线柱间电阻值见表2-1所示。

表2-1常用发电机各接线柱间电阻值

发电机型号

“F”与“E”间电阻（）

“B”与“E”间电阻（）

“N”与“E”或“B”间电阻（）

正向

反向

正向

反向

JF11、13、15、21、132N

4～7

40～50

≥10k

10～15

≥10k

JWF14（无刷）

3.5～3.8

40～50

≥10k

10～15

≥10k

夏利JFZ1542

2.8～3.0

40～50

≥10k

10～15

≥10k

桑塔纳JFZ1913

2.8～3.0

65～80

≥10k

10～15

≥10k

将测量发电机结果填入表2-2中，并据此判断发电机状态。

表2-2发电机测量结果（使用万用表型号及档位：

）

发电机型号

“F”与“E”间电阻（）

“B”与“E”间电阻（）

“N”与“E”或“B”间电阻（）

正向

反向

正向

反向

3．发电机拆解作业

⑴发电机的拆解按照以下操作步骤进行：

①拆下电刷及电刷架（外装式）紧固螺钉，取下电刷架总成，见图2-2。

图2-2电刷架拆解

②在前后端盖上做记号，拆下连接前后端盖的紧固螺栓（见图2-3），将其分解为与转子结合的前端盖和与定子连接的后端盖两大部分。

注意：

不能单独将后端盖分离下来，否则会扯断定子绕组与整流器的连接线（即三相定子绕组端头）。

图2-3前、后端盖的分解

③将转子夹紧在台虎钳上，拆下带轮紧固螺母（见图2-4）后，可依次取下带轮、风扇、半圆键、定位套。

图-4皮带轮的分解

④将前端盖与转子分离，若该部装配过紧，可用拉器拉开（见图2-5）或用木锤轻轻敲，使之分离。

注意：

铝合金端盖容易变形，因此拆卸时应均匀用力。

图2-5前端盖的分解

⑤拆掉防护罩，拆掉2-6所示的后端盖上的三个螺钉（其中③兼作“—”接线柱），即可将防护罩取下。

图2-6后端盖的分解

对于整体式发电机，先拧下“B”端子上的固定螺母并取下绝缘套管；再拧下后防尘盖上的3个带垫片的固定螺母，取下后防尘盖；然后拆下电刷组件的两个固定螺钉和调节器的3个固定螺钉，取下电刷组件和IC调节器总成；最后拧下整流器二极管与定子绕组的引线端子的连接螺钉，取下整体式整流器总成。

⑥拆下定子上四个接线端（三相绕组首端及中性点）在散热板上的连接螺母，如图2-7所示，使定子与后端盖分离。

图2-7定子线圈与整流板的分解

⑦拆下后端盖上紧固整流器总成的螺钉，取下整流器总成（见图2-8）。

注：

若经检验所有二极管均良好，该步骤可不进行。

图2-8整流板的分解

⑧零部件的清洗。

对机械部分可用煤油或清洗液清洗，对电气部分如绕组、散热板及全封闭轴承等宜用干净的棉纱擦拭去表面尘土、脏污。

发电机的拆解要按照工艺要求进行，禁止生敲硬卸而损坏机件。

拆解的零件要按照规范清洗并顺序摆放。

对有问题的零件和拆解复杂部位的顺序和连接方法，必要时要有详细记录。

4．发电机的检测

发电机拆解后检测转子、定子的电阻值及绝缘电阻，既可以使用指针式万用表，也可以使用数字式万用表。

对于线圈电阻的测量，为取得较准确的数值，建议使用数字万用表。

（1）检查转子：

①转子绕组（磁场绕组）短路与断路检查：

用万用表R×1挡检测两集电环之间电阻，应符合技术标准。

若阻值为“∞”，则说明断路；若阻值过小，则说明短路。

一般12V发电机转子绕组电阻约为3.5～6Ω，24Ⅴ的约为15～21Ω；

②转子绕组搭铁检查：

即检查转子绕组与铁心（或转子轴）之间的绝缘情况。

用万用表电阻最大挡检测两集电环与铁心（或转子轴）之间的电阻，若表针有偏转，则说明有搭铁故障。

正常应指示“∞”。

③集电环（滑环）检查：

集电环表面应平整光滑，无明显烧损，否则用“00”号纱布打磨。

两集电环间隙处应无污垢。

集电环圆度误差不超过0.025mm，厚度不小于1.5mm。

④转子轴检查：

转子轴检测方法见图2-9所示。

用百分表检查轴的弯曲，弯曲度不超过0.05mm（径向圆跳动公差不超过0.1mm），否则应予校正。

爪形磁极在转子轴上应固定牢靠，间距相等。

图2-9转子轴检测方法

（2）检查定子：

①定子绕组短路与断路检查：

用数字万用表检测定子绕组3个接线端，两两相测。

正常时阻值小于1Ω且相等。

指针不动或阻值过大，说明断路；过小（近似等于0Ω）说明短路；

②定子绕组搭铁检查：

即检查定子绕组与定子铁芯间绝缘情况。

用数字万用表电阻最大挡检测定子绕组接线端与定子铁芯间的电阻，若绝缘电阻≤100K，则说明有搭铁故障。

正常应指示趋于“∞”。

（3）检查整流器二极管

测量二极管，即可以使用指针式万用表，也可以使用数字式万用表。

这两种仪表的测量原理见图2-10。

需要注意的是：

数字万用表红表笔是内部电池的正极，当使用其二极管档位测量时，显示的数值表示的是二极管的正向压降值，单位是mV。

图2-10万用表结构图

①检查单个二极管好坏：

分解发电机后端盖和整流板，将每个二极管的中心引线从接线柱上拆下或焊下，逐一检测。

当使用指针式万用表检测二极管时，二极管的阻值随万用表内部电压高低，挡位不同数值也会不同，通常使用R×1或者R×10档，测量正向电阻值，一般为几十W；反向电阻值，一般为几十kW以上。

若正反向电阻值一大一小差异很大，说明二极管良好。

若正反向电阻均为∞，说明断路；若均为0W，说明短路。

使用数字万用表测量时，质量良好的二极管正向压降一般为500～700mV，反向电阻为几百kW。

对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管短路或断路，该二极管所在的正或负整流板总成就需要更换新品，如果二极管是压装在整流板或后端盖上，那么在二极管短路或者断路后，只需同型号规格的二极管更换故障二极管即可。

整流板二极管极性的判定，按照通常检测方法进行。

③整体式整流器的检查：

以图2-11夏利轿车JFZ1542型整体式发电机为例说明。

当检测负极管时，先将与万用表（R×1挡）黑表笔接“E”端（图中有三个部位），红表笔分别接P1、P2、P3、P4点，万用表均应导通，如不通，说明该负极管断路，则应更换整流器总成；再调换两表笔检测部位进行测量，万用表应不导通，如导通，说明该负极管短路，亦需更换整流器总成。

当检测正极管时，先将与万用表红表笔接整流器端子“B”；另一只表笔分别接P1、P2、P3、P4点，点进行检测，万用表均应导通，如不通，说明该正极管断路，则应更换整流器总成；再调换两表笔检测部位进行检测，此时万用表应不导通，如导通，说明该正极管短路，亦应更换整流器总成。

图2-11夏利轿车JFZ1542型整体式发电机整流板

（4）检查电刷组件：

电刷表面不得有油污，且应在电刷架中活动自如，电刷磨损不得超过原高度的1／2（用游标卡尺或钢板尺检测）；检测电刷弹簧压力时，当电刷从电刷架中露出长度2mm时，电刷弹簧力一般为2～3N；电刷架应无烧损、破裂或变形。

（5）其他零件检查：

检查轴承轴向和径向间隙均不应大于0.20mm，滚珠、滚道无斑点，轴承无转动异响；检查前后端盖、皮带轮等应无裂损，绝缘垫应完好。

将上述检测结构记录于表2-3。

表2-3发电机测量记录（万用表型号：

）

转子阻值（）

转子绝缘电阻

定子阻值（）

定子绝缘电阻

二

极

管

测

量

二极管编号

正向测量值（）

数字表测量值（mV）

反向测量值（k）

集电环检测记录

转子轴检测记录

碳刷检测记录

轴承、端盖检测记录

4．发电机的装配

①将整流器装到后端盖上

参见图2-8，拧上三颗固定螺钉，整流器即被固定在后端盖上。

应注意各绝缘垫片不能漏装。

装复后用万用表电阻档测量“B”接线柱与端盖间电阻应为∞。

测量两散热板之间及绝缘散热板与端盖之间电阻，均应为∞。

若上述电阻较小或者为零，表明漏装了绝缘垫片或套管，应拆开重装。

②将定子总成与后端结合

装定子绕组上的四个接线端子从后端盖孔中穿出，将接线端分别连接在整流器的接线螺钉上（参见图2-7）。

③将前端盖装到转子轴上

先将前端盖上的轴承、轴承盖安装并紧固好，再将该部分套到转子轴上，若过盈量较大，可用木锤轻轻敲入。

④将后端盖、定子装到转子轴上

应注意使前后端盖上发电机安装挂脚位置恰当（符合拆解标记）。

上述两大部分结合后，穿上前、后端盖紧固螺栓并分几次拧紧。

注意各螺栓的拧紧切不可一次完成，而应轮流进行，并且不断转动转子，若转子运转受阻或者内部有摩擦，应调整拧紧力矩。

⑤装配风扇、带轮

在转子轴上套上定位套、安装半圆键、风扇叶片、带轮、弹簧垫圈，拧紧带轮紧固螺母（参见图2-4）。

⑥装复后端盖上的防护罩（参见图2-6）。

⑦安装电刷架总成（参见图2-2）。

⑧检验装配质量

使用万用表检测各接线柱和与外壳间的电阻值，应该符合参数要求。

否则应该拆解重装。

四、思考题：

1．如何根据被测对象合理选用万用表的档位，才能得到比较准确的测量结果。

2．作为三相全波整流桥的二极管，正反相电阻不一致会产生什么不良后果。

3．三相全波整流桥中的二极管，如果有一只损坏（短路或者断路），发电机工作时会有什么故障现象。

4．发电机转子轴径向跳动较大，会对发电机运行产生什么危害。

实训二发电机的试验

一、实训目的

1．学习汽车电气试验台的使用方法。

2．掌握发电机工作特性。

3．掌握使用汽车电气试验台检测发电机性能的技术。

二、工具材料

汽车交流发电机、TDQ-2型汽车电气万能试验台。

三、操作要点及项目

1．TDQ-2型汽车电气万能试验台的结构

汽车电气万能试验台是由多个电气检测仪器组装构成的整体仪器。

它用于检测汽车上的发电机、电压调节器、起动机、分电器等电气设备的参数测试与性能试验。

TDQ-2型汽车电气万能试验台是性能稳定，使用普遍的其中一种。

其性能结构如下：

⑴基本结构

TDQ-2型汽车电气万能试验台由台身、台面、调速电机、升降龙门夹具、起动机制动器、感应仪、充电器、充磁器、仪表盘等主要部分组成。

试验台所需附件装于台面下侧的抽屉中。

结构的各部分分别在图2-12和图2-13中用序号1，2，3，…，65标出。

图2-12为TDQ-2型汽车电气万能试验台结构简图，各部分的名称作用见表2-4：

图2-12TDQ-2型汽车电气万能试验台结构简图

表2-4TDQ-2型汽车电气万能试验台结构主要部件名称及作用

序号

名称

作用

升降龙门夹具

起动机制动器

电枢感应仪

交流电源插座

电容测试装置

可调电阻器调节手轮

调速电动机

充电器

交流电流表

感应仪电流指示灯

直流电源

抽屉

起动按钮

真空泵

真空泵调节手轮

感应仪电源开关

磁力开关

由升降台板、滑环、夹紧丝杆等组成，用来夹紧被试的发电机等，能进行上下调节，以使被试发电机与调速电动机同心，调节好同心后用固定手轮固定。

其夹具可滑动，并有固定手轮，用夹具将起动机驱动齿轮夹住时，可进行起动机的全制动试验，并由扭矩测试弹簧秤测出起动机的制动扭矩。

检测电枢匝间短路。

用于为试验台提供交流电输入。

供电容器测试用。

转动该手轮，接入试验台的负载电阻即变化。

转动手轮，电机转速高低可以根据需要改变。

由开关62控制，在62为零位时，充电器断开，开关62在1，2，3位时调节充电电流的大小，其中1位最小，3位最大。

量程为0A～10A，检测电枢线间工作电流。

电枢检测工作指示。

在后盖板内，由两只12V蓄电池构成，可对外提供6V、12V、24V三种直流电源

用于存放附件、配件等

起动机制动器用大电流磁力开关按钮控制。

提供点火提前角真空调节源。

点火提前角真空度的调节。

控制电枢检测电路工作。

起动机制动器用大电流磁力开关。

检测仪表、转换开关、接线插座、信号灯等安装于仪表盘上，如图2-13所示。

图2-14TDQ-2型汽车电气万能试验台仪表板

TDQ-2型汽车电气万能试验台面板主要部件的名称及作用见表2-5。

表2-5TDQ-2型汽车电气万能试验台面板主要部件名称及作用

⑵使用注意事项

①使用前应仔细检查各零部件的装配质量是否良好有无松动，各接线有无断裂、绝缘损坏或者接触不良等现象。

②按照规范接入50Hz，220V（±10%）的单相交流电源，并保证良好接地。

③打开试验台后门，按图2-15所示接好直流电源线（对于只做12V试验的项目，可以只接入+→12V单电源）。

图2-15直流电源接线图

④调速电机的使用：

接通电源后，接通开关27，顺时针方向转动调速手轮，调速电机反时针方向转动；反时针方向转动调速手轮，调速电机顺时针方向转动。

试验完毕应首先关掉开关27，再将指针摇至“0”位。

⑤转速表有两条刻度线，用开关65控制，试验时应根据要求选择档位，以免过量程而损坏表头。

⑥使用负载电阻时，通常应将调节手轮由电阻值最大位置缓缓减小。

使用完毕后，负载电阻应该恢复为阻值最大的位置。

⑦使用试验台时，台面应清洁，不得将无关零件、工具、附件等杂物堆放在台上。

⑧检验发电机、磁电机等时，选用的六角套管与橡胶接头连接要牢固，使其同心，被试物一定要夹紧。

⑨高压试验时，不得用手触及下面的火花针及分电盘。

⑩正式实验前，应先作空载运行，无异常时方可进入正式试验。

实验完毕后及时切断交、直流电源。

2．发电机的空载试验

发电机空载试验前，应该查阅该型号发电机的相关参数，作为检测依据。

空载试验步骤如下：

⑴装夹发电机

1选好连接套筒，准备好连轴器，见图2-16。

图2-16连轴器安装图

②将被试发电机置于升降龙门夹具的V型铁上，见图2-17。

图2-17装夹发电机

③用套筒、联轴器连接发电机与试验台上的调速电动机。

④转动升降龙门夹具上方的手轮，将发电机夹紧。

应注意使各接线柱放在便于接线的位置上。

夹紧时的夹紧力不能过大，否则会使发电机因变形而“扫膛”。

⑤调整龙门夹具的高度，用手转动发电机转子，来观察发电机是否与调速电动机同心，保证同心后，将图2-17所示下部右侧的手轮锁紧。

⑵电路连接

试验原理电路如图2-18所示，按以下方法连接试验电路：

①用附件F4将插座39，发电机“F2”，“＋”接线柱连接；

②用附件F5连接插座40，41（使试验台负极搭铁，与发电机搭铁极性一致）；

③用附件F5连接插座35，37（使试验台为发电机提供12V励磁电源，为发电机他励，若发电机为24V，则应连接插座36，37）；

④用附件F8连接发电机“F1”与“—”（使发电机磁场绕组一端搭铁，对内搭铁发电机无此项操作）。

图2-18发电机空载试验原理图

⑶试验操作（如图2-19）

图2-19发电机空载实验线路连接图

①旋转开关27至低速挡，相应转动转速量程开关65至0r／min～1000r／min挡；

②根据电动机旋转正方向，慢慢摇动调速电动机的调速手轮，使其转速逐渐上升，观察直流电压表12（显示蓄电池或发电机电压），励磁电流表11（此时电流表指针左偏转，显示他励值）和转速表13（显示调速电动机即被试发电机转速）；

③当电压表读数大于12V，励磁电流表指针越过“0”位右偏转时，拔出连接插座35，37的附件F5（使发电机自励）；

④继续升高并调整电机转速，使电压表读数稳定在其规定值14V上，观察并记录此时的转速，该转速应不大于发电机的空载转速（由查阅参数决定）。

在试验过程中，还应注意听发电机内有无异响，看有无明显抖动，若有上述异常现象发生，应停止试验，查明原因，排除故障后再进行。

⑷停止试验

反方向摇动调速电机手轮，使电机停止转动，将开关27旋至断开位置（零位），电动机即停止运转。

⑸将发电机空载试验数据填入表2-6，画出其空载特性曲线，对发电机做出综合评价。

表2-6发电机空载试验数据

转速（r/min）

输出电压（V）

励磁电流（A）

3．发电机的负载试验

负载试验在空载试验合格的基础上进行。

发电机在试验台上的固定与作业3相同。

⑴电路连接

试验原理电路如图2-20所示。

试验电路连接方法如下：

图2-20发电机负载试验原理图

①用附件F5连接插座40，41（使试验台负极搭铁）；

②用附件F4连接插座39与发电机“＋”、调节器“＋”接线柱；

③用附件F8连接发电机“F2”与调节器“F”接线柱；

④用附件F8连接发电机“F1”与“—”接线柱（内搭铁发电机无此项操作）；

⑤用附件F5连接插座35，37（使试验台提供12V电源为发电机他励）。

连接后的电路如图2-21所示。

图2-21发电机负载实验线路连接图

⑵加载前的操作

①摇转可变电阻手轮，将可变电阻调至最大；

②旋转开关27至低速挡，转速量程开关65相应扳至0r／min～1000r／min挡；

③根据发电机旋转方向，摇动调速手轮，使转速逐渐升高，并观察电压表12，使其读数稳定在约13V上（此时励磁电流表11指针偏转至右侧）；

④拔掉连接插座35，37的附件F5。

⑶加载试验

①用附件F5连接插座37，38（使发电机能对外输出电流）；

②将开关27转换至高速，相应变换量程开关65至0r／min～5000r／min挡；

③继续转动电动机调速手轮，并调整可调电阻调节手轮，观察电流表11（发电机对外供电电流的大小）和电压表13（发电机电压的高低）；

④当输出电流为发电机额定值（由查阅参数决定），输出电压达到规定值（14V）时，记录转速表13的读数（该转速为满载转速），若发电机转速在规定范围内为发电机良好。

⑷停止试验

反向摇动调速手轮和可调电阻调节手轮，降低发电机转速至最低，将开关27转至断开位置（零位）。

⑸将发电机负载试验数据填入表2-7，画出其负载特性曲线，对发电机做出综合评价。

表2-7发电机负载试验数据

转速（r/min）

输出电压（V）

输出电流（A）

励磁电流（A）

四、思考题

1．发电机由他励转为自励的条件是什么。

2．由发电机试验结果简述汽车发电机的工作特性。

3．发电机负载状态下输出电压不稳定的原因可那有哪些？

3．如何使用万用表就车检测发电机的工作状态。

实训三电压调节器的检测

一、实训目的

3．掌握各类电压调节器的基本工作特性。

4．掌握对电压调节器检测、试验的方法。

二、工具材料

万用表；直流稳压电源；电磁振动式、电子式电压调节器。

三、操作要点及项目

1．电压调节器的基本工作特性

汽车交流发电机用电压调节器，按照作用原理可以分为：

电磁振动式和电子控制式两大类。

它们的作用效能都是控制发电机使输出电压稳定在工作范围内。

其工作特性见图2-22。

图2-22电压调节器工作特性

从图中我们可以看出：

发动机转速逐渐升高到nr时，发电机励磁电流If基本是呈线性增加到Ifmax，发电机电压也会随之升高到规定值Ur。

当发动机转速继续增加，电压调节器开始控制发电机励磁电流，使其减少，发电机输出电压Ur基本稳定。

由于电压调节器工作原理和特性所至，发电机输出电压Ur有一波动范围△U，其值在0.5～1.0V。

2．电子控制式电压调节器的检测

电子控制式电压调节器是全封闭模块，都它的性能检测通常按以下方法进行：

⑴使用万用表测量各接线柱之间的电阻值，初步判断其性能。

当使用此方法时，要注意选择合适的电阻档位，以及使用万用表的种类与型号。

对于测量结果只能与表中数据对照参考。

常见电子控制式电压调节器各界限柱之间正常电阻参考数值见表表2-8。

⑵使用可调直流稳压电源和试灯试验其性能

使用可调直流稳压电源（输出电压为0～30Ⅴ，电流为5A）和一只12V（或24V）、20W的汽车灯泡代替发电机磁场绕组，按图2-23接线进行试验。

图2-23用直流稳压电源检查电子式调节器接线图

d）内搭铁式调节器b）外搭铁式调节器

注意：

检查内搭铁式晶体管调节器时，试灯应接在调节器“F”与“—”接线柱之间；检查外搭铁式晶体管调节器时，试灯则应接在调节器“F”与“+”接线柱之间。

调节直流稳压电源，使其输出电压从零逐渐升高，14V调节器当电压升高到6V（28V调节器电压升高到12V）时，试灯开始点亮；随着电压的不断升高，试灯逐渐变亮，14V调节器当电压升高到14±0.5V（28V调节器当电压升高到28±lV）时，试灯应立即熄灭。

继续调节直流稳压电源，使电压逐渐降低，试灯又重新变亮，且亮度随电压的降低逐渐减弱，则说明调节器良好。

当施加到电子式电压调节器上的电压超过调节电压规定值时，试灯仍不熄灭，或者起控电压数值与规定值相差较大时，说明调节器有故障，已不能起调节作用；如试灯一直不亮，也说明调节器有故障，这样的调节器不能使用在汽车发电机上。

注意在试验时，应该使用万用表检测电压，而不应以稳压电源指示数值为准。

⑶使用万能试验台试验

由于电子式电压调节器结构紧凑，控制精度较高，且不需要进行外部调整，所以对其进行性能试验主要是检测调节电压数值和负载特性。

使用万能试验台测试电子式电压调节器的原理见图2-24；接线方法见图-21。

图2-24电子式电压调节器的试验线路

检测方法如下：

①调节电压值试验该试验所用发电机必须是经过试验性能合格的发电机，将负载电阻调至最大值，接通调速电机的电源开关27，速度表选择开关65置于0～500

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