汽车充电系统的常见故障排除

刘春晖

(山东华宇工学院机械工程学院）

汽车充电系统故障在汽车电气设备故障中占有较大的比例。如何正确使用和维护充电系统的交流发电机、电压调节器及充电线路，并且在出现异常后及时有效地排除故障，是保证汽车充电系统正常工作的前提。

1 充电系统的类型

根据交流发电机和电压调节器的连接线路及内部结构的不同，可以将充电系统的电路结构类型大致分为继电器控制或集成电路调节器集中控制和专门磁场二极管控制2 种类型。

1.1 继电器控制或集成电路调节器集中控制

这种类型的发电机主要是6 管、8 管交流发电机，充电指示灯采用专门的继电器控制或集成电路调节器集中控制的充电系统，车型大致包括东风、解放、丰田、本田等系列车型，其充电系统的共同特点是：充电指示灯靠专门的充电指示灯继电器或多功能电压调节器控制，充电指示灯的控制信号一般取自交流发电机的中性点或三相绕组中的某一相，其直流电压值均为交流发电机输出电压的一半。外置调节器充电系统结构如图1 所示，图中：1—充电指示灯；2—熔断丝；3—电压调节器磁化线圈；4—充电指示继电器线圈；Rtj—调节电阻；K1、K2—触点；K3—低速触点；K4—高速触点；B+—电枢；F—磁场；N—中性点；E—搭铁。

图1 外置调节器充电系统结构

内置多功能集成电路调节器充电系统结构如图2所示，图中：B+—电枢；IG—点火，即受点火开关控制，给发电机提供激磁；L—充电指示灯；S—蓄电池电压检测端子。

图2 内置多功能集成电路调节器充电系统结构

1.2 专门的磁场二极管控制

此类充电系统控制的特征是一般采用9 管或11管整流器的交流发电机，有3 个专门的磁场二极管控制充电指示灯，同时为交流发电机的励磁绕组提供励磁电流，调节器外置或内置，集成电路调节器一般没有充电指示灯的控制功能。常见车型系列如：红旗、大众、奥迪、日产及标致等等。

此类充电系统采用发电机电压检测法，如图3 所示，图中：1—励磁绕组；2—电压调节器；3—励磁二极管；4—充电指示灯；B+—电枢；D+—充电指示灯。新型的大众奥迪车系则发电机的外部接线柱则增加了DFM接柱（如图4 所示），DFM 线是连接发动机电脑的发电现场管理监控线，传递的是占空比信号，发动机根据此信号监控发电机电压，如果电压降低，发动机电脑控制发动机提高转速，从而提高发电量，电脑会根据负荷来调整发动机的扭矩和转速。L 线是发电机励磁线，同时也是仪表板上充电指示灯接线，与车载电网控制单元连接。另一类充电系统的类型采用蓄电池电压检测法，如图5 所示，图中：1—蓄电池；2—整体式九管交流发电机；3—点火开关；4—点火继电器；5—熔断丝；6—充电指示灯及其并联电阻；B+—电枢；L—充电指示灯；S—蓄电池的电压检测端子。

图3 奥迪轿车发电机及集成电路调节器电路图

图4 新型大众奥迪系列交流发电机外部端子

图5 日产蓝鸟轿车交流发电机与集成电路调节器电路原理

2 充电系统常见故障排除

充电系统常出现的故障主要有不充电、充电电流过小、过大或充电不稳等。故障产生的原因及故障发生的部位可能是多方面的。因此，当发现故障时，应根据故障现象，结合充电线路的特点进行分析，查找故障原因，及时排除故障。

因充电电流过小、充电电流过大、充电电流不稳这3 个故障原因各个教材涉及较多[1-3]，在此不再赘述，以下仅以上述2 个类型的充电系统电路为基础，重点说明不充电这一故障的原因及排除方法。

2.1 不充电故障现象1

发动机在任何转速下运转时，电流表指示放电或在闭合点火开关和正常行车时，充电指示灯亮，用万用表测量发电机输出电压过低。

2.1.1 故障分析

充电指示灯亮，同时发电机的输出电压过低（等于蓄电池电压），说明发电机不发电。2 种类型的充电系统故障部位可作比较。

第1 种类型继电器控制或集成电路调节器集中控制充电系统：如图1、图2 所示，原因可能出现在：1）发电机传动带过松或严重打滑；2）外装调节器发电机“磁场”接线柱（内接集成电路调节器的“IG（点火）”接线柱）松脱、过脏、绝缘损坏或导线连接不良；3）整流器面板中的正或负二极管全部击穿、定子绕组全部搭铁或断路（注：此种情况不多见），个别出现问题的话可能会造成发电量过小。4）励磁绕组回路有断路处，使发电机不能建立磁场，因而不发电，可能的故障部位有：①转子及电刷部位：励磁绕组断路（与集电环连接处较多），电刷过短，电刷弹簧折断，电刷在电刷架内卡住；②调节器部位：外接式调节器的磁场F 接线柱的绝缘损坏搭铁，电压调节器大功率三极管烧坏（断路），电子式电压调节器不搭铁，调节器内敏感组件稳压二极管击穿，导致大功率三极管截止；③充电指示灯损坏，充电指示灯的外部接线有断路处等。

第2 种类型专门的磁场二极管控制充电系统：参照图3、图5 所示，出现故障的部位1、2、3 和第1 种类型一致，但第1 种类型的4）条在这种类型的充电系统中不会出现。

因第2 种类型的发电机均为9 管或11 管，均具有3 个专门的磁场二极管，二极管的作用一方面是控制充电指示灯，另一方面在发电机正常工作时给发电机提供激磁，点火开关闭合但不起动发动机时，发电机的激磁通过充电指示灯由蓄电池提供，充电指示灯位于交流发电机的电枢“B+”接柱与3 个磁场二极管的输出端“D+”之间，当发电机发电时，因电枢“B+”接柱与3 个磁场二极管的输出端“D+”之间的电压相等，充电指示灯无电流通过而熄灭。当发电机因故障不发电时，两端有电位差而使充电指示灯点亮，提醒驾驶人充电系统出现故障，此时充电指示灯点亮的回路即为交流发电机的激磁回路，如激磁回路出现断路的话，充电指示灯不会点亮，因此，充电指示灯点亮发电机不发电的情况下，9 管或11 管的交流发电机是不出现励磁绕组断路的情况的。

2.1.2 故障排除

第1 种类型故障排除方法：停止发动机，进行常规检查，主要检查：发电机、调节器、蓄电池及连接线束之间的连接导线有无松脱、断路，皮带松紧情况，如完好，进行下一步。对于外接调节器的内搭铁发电机：将发电机“F”线取下，另用一导线将交流发电机的“B+”与“F”接柱短接；外搭铁发电机应改为内搭铁后按上述方法进行。短接后如发电机发电，则换修调节器或检查发电机及调节器间的线路；如发电机仍不充电，拆检发电机。逐项检查后，修理或更换有关损坏的零部件。

第2 种故障排除方法：停止发动机运转，检查发电机的皮带及外部接线情况，如完好，可将发电机的D+（L）接线柱端导线的插接件拔下并悬空，接通点火开关，如充电指示灯仍亮，故障为充电指示灯线路有短路处，检查线路，排除故障；如接通点火开关充电指示灯熄灭，则故障出在交流发电机的定子绕组全部断路或整流器的正极管或者负极管全部击穿，使电流无法输出。逐项检查后，修理或更换有关损坏的零部件。

2.2 不充电故障现象2

闭合点火开关和正常行车时，充电指示灯均不亮，测量发电机输出电压过低，说明发电机不发电。

2.2.1 故障分析

对于第1 种类型的充电系统（如图1、图2 所示），充电指示灯不亮，一种情况说明充电指示灯烧坏或充电指示灯线路有断路处，导致充电指示灯不亮，但此时交流发电机的激磁可能是有的，交流发电机是有可能发电的，因此，这种故障现象（充电指示灯线路和励磁绕组回路同时出现断路），在第1 种类型的充电系统不可能出现。

对于第2 种类型的充电系统（如图3、图5 所示），充电指示灯不亮，且交流发电机不发电，出现故障的部位是交流发电机的充电指示灯（即交流发电机的激磁回路）中出现断路处，导致交流发电机的激磁绕组不产生磁场，同时充电指示灯中没有电流通过，在任何时刻都不点亮。因此，这种情况下，故障原因仅可能是：励磁绕组回路有断路处，使发电机不能建立磁场，因而不发电，部位有：①转子及电刷部位：励磁绕组断路（与集电环连接处较多），电刷过短，电刷弹簧折断，电刷在电刷架内卡住；②调节器部位：外接式调节器的磁场F 接线柱的绝缘损坏搭铁，电压调节器大功率三极管烧坏（断路），电子式电压调节器不搭铁，调节器内敏感组件稳压二极管击穿，导致大功率三极管截止；③充电指示灯损坏，充电指示灯的外部接线有断路等。

2.2.2 故障排除

停止发动机运转，检查发电机的皮带及外部接线情况，如完好，可将交流发电机的D+（L）接线柱端导线的插接件拔下并搭铁，如充电指示灯仍不亮，故障为：充电指示灯线路有断路，或充电指示灯本身坏。检查线路，排除故障。如搭铁后，充电指示灯点亮，则可能的故障有：充电指示灯接线柱接触不良，或交流发电机内部励磁绕路线路有断路处，拆解发电机，逐项检查。修理或更换有关损坏的零部件。