汽车电源系统常见故障诊断分析

李海琼

摘要：以汽车电源系统为研究对象，阐述了汽车电气的用电特点，对汽车电源系统常见的6种故障现象进行具体描述，故障产生的原因进行系统分析，并给出相应故障的排除方法;以桑塔纳3000轿车充电指示灯故障为例分析故障原因和排除故障方法;为汽车电源系统故障诊断与维修提供参考。

关键词：汽车电源系统;蓄电池;发电机;故障检修

0  引言

汽车电源系统又称为充电系统，主要由发电机、蓄电池、充电指示装置、电压调节器、点火开关组成，汽车电源系统的功用是向汽车全车用电设备提供低压直流电源，以保证汽车在行驶和停车时的用电。汽车电源系统出现故障将导致汽车无法起动，汽车运行异常等故障，因此有必要对汽车电源系统故障进行分析诊断。

1  汽车电气的用电特点

汽车电器的用电特点由图1所示，主要包括以下几个方面。

①汽车电源系统具有两个电源，一个是发电机，另外一个是蓄电池，这两个电源并联为用汽车电器设备供电。发电机是主要电源，其功用是在汽车正常运行时为汽车各用电设备供电，同时把多于的电能给蓄电池充电。蓄电池是辅助电源，蓄电池的功用是：1）在发动机起动时（5-10s），蓄电池给起动机提供大电流（一般为200-600A，最大可达800-1000A），同时向燃油喷射系统、点火系统、灯光系统、发动机控制单元等其他用电设备供电。2）当发动机静止时，由蓄电池向发动机及车身的ECU存储器、时钟、电子音响多媒体导航等车载设备、中控门锁系统、防盗报警系统等供电。3）在发电机超载或不发电或发电量较低时，蓄電池作为辅助电源向用电设备供电，同时向交流发电机磁场绕组供电。4）当发动机高速运转时发电机发电量较多，蓄电池可把发电机多余的电能转换为化学能储存起来（即充电）。5）蓄电池还可吸收电路中产生的瞬间过电压，具有保护汽车电子元件不被损坏的功能，蓄电池类似于大电容的功能，保持了汽车电源系统电压的相对稳定[1]。

②低压直流。因为蓄电池是直流电源，所以汽车电气系统采用直流电。根据《汽车电气设备基本技术条件》规定，汽车电器产品标称电压规定为三种：24V、12V、6V（指用电设备分别能在22-30V、11-15V、5.5-7.5V范围内正常工作，与之相配套的发电机调节器额定电压为28V、14V、7V）。

③并联单线制。通常汽车电气设备采用单线制接线方式，即把发动机、车架等部分的金属机体作为电气设备公共接线端（常称“搭铁端”）使用。汽车用电设备较多，线路复杂，并联电路能使电气设备支路相互独立控制，安装方便、布线清晰、节约导线、维修简便。双线制通常是安装在饭金件、挂车上或非金属零件上的汽车电气设备使用。

④负极搭铁。负极搭铁的意思就是汽车气设备的负极与汽车的发动机、车架有金属的地方连接，大多数国家和我国都规定：当汽车的电气系统布线方式采用单线制时，汽车的电源负极搭铁。这样可以减小蓄电池电缆铜端子的化学腐蚀，提高汽车用电的可靠性，由于统一了负极搭铁的标准，让汽车电气设备的故障诊断维修变得更容易简单[2]。

2  电源系统常见故障分析[3]-[5]

一般情况下，大多数汽车的电源系统电路故障现象是根据充电指示灯状况进行判断。打开点火开关，正常情况下，充电指示灯应亮的，也就是说打开点火开关的瞬间，汽车上的用电是由蓄电池提供，蓄电池处于放电状态。而发动机正常起动后，充电指示灯应该是熄灭的，也就是说发动机正常起动后就能带动发电机发电，汽车上的用电是由发电机提供的。电源系统常见故障有以下几个方面。

2.1 充电指示灯常亮故障

①具体故障现象。打开点火开关，发动机起动后，在发动机正常运行转速范围内，充电指示灯都是亮的状态。

②故障原因分析。这种情况说明发电机没有发电或发电机发电量低于12V，其故障可以从四个方面考虑，一是发电机本身有故障，二是发电机传动带松滑，三是线路故障，四是调节器故障。

③故障诊断分析。在进行故障诊断时首先应检查发电机传动带松紧度，清除脏污。然后检查充电系统导线是否松脱，熔断器是否烧断。接着，起动发动机，用一字旋具接近发电机后轴承盖检查发电机的转子是否有明显的电磁吸引力，若电磁吸引力微弱或几乎没有，说明励磁回路有断路、接触不良或局部短路;若有明显吸引力，说明励磁回路正常，故障在充电回路。若充电回路有故障，可用试灯一端接发电机“B”接线柱另一端搭铁看试灯是否亮。若试灯不亮，说明发电机“B”到蓄电池之间断路;若试灯亮，说明发电机电枢接线柱与蓄电池之间连接正常，发电机有故障。若励磁回路有故障，对于调节器单独安装的发电机检查时要注意区分是内搭铁式交流发电机还是外搭铁式交流发电机。内搭铁式交流发电用一段导线连接发电机“F”、“B”接线柱;外搭式发电机用一导线连接“E”、“F2”接线柱后，再用一导线连接“F”、“B”接线柱。重新检测发电机转子的电磁吸引力，如果吸引力有所增强，则说明调节器有故障或者线路有断路故障，若仍不无变化，说明故障在发电机的内部。对于整体式发电机的故障诊断方法如下：首先起动发动机，然后用万用表电压档测量发电机的“D+”接线柱（一般是蓝色）端子与搭铁之间电压。如果万用表显示有电压，说明故障在发电机，更换整体式发电机的调节器后再测量以上电压，若有电压，说明故障在调节器;若更换调节器后仍无电压，说明故障在发电机，这时可直接更换发电机，或者从车上拆下发电机然后对发电机进行拆装检查，或者对发电机进行就车检测。如果测量“D+”接线柱与搭铁之间无电压，说明充电线路有故障，应用万用表检查充电线路。

2.2 发动机高速运转充电指示灯灭，其余工况充电指示常亮故障

①具体故障现象。发动机起动后，充电指示灯在发动机怠速及中低速运转时亮，而在发动机高速运行时充电指示灯熄灭。

②故障原因分析。这种现象说明电源系统只有在发动机高速工况才对蓄电池充电，其余工况均不充电。其故障仍然可以从以下四个方面考虑，一是发电机本身有故障，二是发电机传动带松滑，三是线路故障，四是调节器故障。

③故障诊断分析。故障诊断仍然从最简单的入手，一是检查发电机传动带松紧度和表面清洁度，并进行必要的调整或更换，清除油污。二是拆下发电机“F”和“B”接线柱上导线，用试灯两端的导线分别连接发电机“F”和“B”接线柱，然后起动发动机，逐步提高发动机转速，观察试灯亮度。若试灯微亮，且亮度随发动机转速升高而明显增强，说明调节器有故障;若亮度不随发动机转速升高而增强或亮度增加不明显，则为发电机内部有故障，应对发电机进行拆装检测。

2.3 汽车运行期间，频繁烧熔断器、保险丝、灯泡及各种开关等电气设备故障

①具体故障现象。打开点火开关，发动机起动后，在汽车正常运行期间，经常有烧熔断器、保险丝、灯泡及各种开关等电气设备故障。

②故障原因分析。这种现象说明电源系统电压过高，其原因是发电机发电量过高或者是电压调节器调节电压值过高。

③故障诊断分析。具体诊断时可先将万用表电压档的两测量端与蓄电池的两个极桩连接，然后起动发动机，缓慢增加发动机的转速，保持发动机的转速在2000r/min的范围，观察万用表的读数值。如果读数值高于14.5V，说明电压调节器存在电压值调节过高的故障，一般对电压调节器检修价值不大，可直接更换调节器。

2.4 汽车运行期间，充电指示灯时亮时灭故障

①具体故障现象。汽车正常运行期间，充电指示灯时亮时灭。

②原因分析。这种现象说明电源系统时而充电，时而不充电。其原因可以从四个方面考虑：一是传动带松脱打滑。二是充电系统线路问题，连接线接触不良有虚接情况。三是发电机故障。四是调节器电压调节不稳定。

③故障诊断分析。首先应检查排除传动带松脱打滑和导线接触不良故障的影响。其次更换新电压调节器，查看充电指示灯是否正常。若故障仍然没有排除，则检测发电机。

2.5 汽车正常运行时，发电机或传动带有异响故障

①具体故障现象。起动发动机，充电指示灯指示正常，但是在汽车正常运行期间发电机或传动带有异响。

②故障原因分析。这种现象考虑一是由发电机轴承引起的，二是发电机传动带引起的。

③故障诊断分析。一是检查传动带松紧程度，若不符合规定，则应进行必要的调整或更换。二是检查发电机轴承，利用听诊器或一段软管，将软管或听诊器一端放在靠近发电机轴承的地方，另一端用耳朵贴近倾听。一边倾听一边提高发动机的转速，若噪声随着发动机的转速增加而增大，说明异响是发电机的轴承引起的，应更换发电机轴承。在诊断过程中要注意排除发电机周围的其他运动构件的干扰。

2.6 接通点火开关，仪表板上充电指示灯不亮故障

①具体故障现象。打开点火开关瞬间，仪表板上各种指示灯报警灯都亮进入自检状态，但充电指示灯不亮。

②故障原因分析。这种现象考虑一是由充电指示灯故障引起的，二是充电指示灯线路故障引起的。

③故障诊断分析。一是检查组合继电器是否有故障。二是检查充电指示灯灯泡或者发光二极管是否坏了，或者检查充电线路是否有断路的地方。三是检查发电机内部，重点检查发电机的电刷。

3  汽车电源故障案例分析

①具体故障现象：一辆桑塔纳3000轿车在打开点火开关时，充电指示灯不亮。

②故障原因分析：这种现象考虑一是充电指示灯本身损坏故障，二是充电指示灯线路断路或线路松脱或者开关损坏故障，三是发电机和调节器故障。

③故障诊断分析：首先打开点火开关，查看仪表板上的全部指示灯和警报灯，若全部警报灯和指示灯都不亮，说明点火开关损坏或仪表线路断路，用万用表检测仪表线路通断情况或检测点火开关的性能。若只有充电指示灯不亮，其他灯都亮，说明点火开关是正常的。把发电机D+端子的接线搭铁，然后查看充电指示灯是否亮。此时如果充电指示灯亮，则说明发电机有故障或是蓄电池负极与发电机搭铁线间有断路故障。用万用表排除发电机与蓄电池负极搭铁线间的断路故障，否则检修发电机或更换新的发电机，或检修更换调节器。若仍不亮，则说明发光二极管损坏或充电指示灯灯泡损坏，或发电机D+端子到仪表线端子T32/29间的蓝色线有断路故障，利用万用表进行检测并排除故障[6]。

4  结束语

进入21世紀以来，汽车电子技术在汽车上获得较大的发展和应用，汽车电源系统是汽车电子技术应用的基本系统，理解和掌握汽车电源系统的故障现象和维修技能更有利于开展汽车其他电子控制模块以及整车系统故障诊断和检修。

参考文献：

[1]董括，皱玉清.汽车电气设备构造与检测[M].东北师范大学出版社，2015，8.

[2]孙敏强.整车低压线束搭铁设计[J].汽车电气，2019（6）：53-54.

[3]于明进，于光明.汽车电气设备构造与检测[M].高等教育出版社，2007，6.

[4]郭杏莉.汽车电源系统故障诊断与排除[J].改革与开发，2010（8）：111.

[5]客道巴巴，第2章交流发电机及调节器[EB/OL].[2020-2-10].http：//www.doc88.com/p-1317439749333.html.

[6]王小飞.汽车电源系统电路故障诊断与检修[J].科技展望，2016（19）：81.