汽車交流發電機對車輛的適應性探討

摘要：汽車發電機的電力需求會伴隨著汽車的舒適度的變化而變化，因此根據汽車整車技術的發展方向，對汽車發電機技術的要求進行分析，并進一步結合上述要求對整車設局與汽車交流發電機相關特性之間的匹配關系進行了分析，最后針對整車中使用存在的問題提出了相應的解決方案，希望能夠有效地提高汽車的舒適性。

關鍵詞：汽車；交流發電機；適應性；故障診斷；電力需求；整車技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：U463 文章編號：1009-2374（2015）25-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.040

1 整車技術的環境要求

汽車發電機的需求會根據汽車的舒適度進行相應的變化，并且當交通較為擁堵時發電機的使用頻率會明顯增加，這就要求發電機在汽車低轉速的狀態下進行給電，因此二極管整流的交流發電機得到了廣泛的推廣與使用。近幾年來，隨著我國經濟的進步與科學技術的迅猛發展，汽車發動機的使用性能以及使用功率都得到了顯著的提高，各種新型的機械傳動裝置也越來越多，這就進一步造成了汽車發動機室的擁擠。另外，隨著汽車線控技術逐漸發展電動動力轉向、數字式儀表、電子控制懸架系統以及電子控制的燃料噴射裝置等，負載情況相應增大，但是由于存在空間上的限制，就需要交流發電機進行高密度化發展。為了有效地滿足該項要求，不僅需要將冷卻風扇安裝在發電機的內部，而且還必須設計出更加合理的散熱方案。

2 整車的匹配評估

供電系統電量平衡設計的主要目的是對充放電的比例進行優化，一個成熟的整車供電系統不僅需要對匹配電能管理、起動機、發電機以及蓄電池進行綜合的考慮，確保整車供電系統充放電的平衡，有效杜絕夏季發電機不能進行啟動的風險，從而達到延長電池使用壽命的目的。

2.1 工況輸出的具體分析

對汽車發電機的設計必須要適用于常怠速、高熱等嚴酷的工作環境，同時在進行供電系統的設計時還需要對汽車在各種路況下的電能輸出進行全面、系統的考慮。當輪速的比值為2.5時，交流發電機的電流輸出與發動機轉速之間的關系如圖1所示，假設發動機的轉速為Ni時，交流發電機的輸出的電流為I，發動機的頻度為λi，則該交流發電機供給的電流的能量表示為：

2.2 電量匹配平衡的分析

在汽車電能系統的設計中，蓄電池對過充現象十分敏感，甚至過充還會造成蓄電池出現起泡的現象。因此交流發電機不僅需要滿足整車在電量匹配上的要求，同時還應該適應各種技術上的要求，為了能夠有效地對充放電的收支進行評價，根據汽車自身開發經歷以及汽車企業的經營經驗，總結出了以下三種評價的方法：（1）應該確保交流發電機能夠在熱帶地區以及焊帶地區等不同環境溫度下的正常使用；（2）應該盡量滿足立體收音機、車載空調等提高汽車的整體舒適性的電氣的負載條件；（3）當汽車的發動機處于空轉的情況時的輸出應該在燃料系統以及點火系統所需要的電流之上。

3 整車中的使用以及相應的故障診斷

3.1 整車使用

對于整車中的使用，當進行汽車交流發電機的卸載時，由于交流發電機的輸出線是與蓄電池進行連接的，因此在進行卸載時應該注意卸載的金屬工具與蓄電池之間的短接。另外，當進行輸出線或者是插頭的分離時，一定要適當控制操作的力度，防止操作力度過大造成相應故障的發生。當交流發電機安裝到汽車的發電機時，一定要確保發動機的安裝面與安裝的支座之間不存在任何雜質，并且螺母的緊固必須使用規定的力矩，如果使用工具進行張緊皮帶，一定要防止用力過大對端蓋造成的損傷。在進行裝備以及分解時，需要特別注意螺母、螺栓緊固的值，杜絕電器的連接面存在異物等一系列狀況的發生。

3.2 主要的故障分析

通過研究分析，汽車充電系統出現問題，主要可以分為以下四種情況：

3.2.1 充電燈顯示存在異常。充電燈顯示存在異常，該種情況的主要表現形式為發動機啟動后燈不滅或者是接通點火開關以后燈不亮，造成該種現象的原因多與汽車的交流發電機的電氣性能方面存在的故障有關。例如整流器斷線或者是接地、集電環、電刷磨損較大、調節器檢出現報警、轉子線圈接地等。

3.2.2 蓄電池用盡。造成蓄電池用盡的原因有很多，除了長時間的道路堵塞情況下的放電過多以外，負荷開關的不規范操作、蓄電池的惡化以及交流發電機發生故障等都是造成蓄電池用盡的可能因素。如果是交流發電機故障所造成的，一般情況下該故障屬于勵磁電路故障，例如調節器的操作異常、插頭接觸不良以及電刷的使用壽命等。

3.2.3 異響。當汽車的軸承出現故障時，常常會發出一些響聲，引起汽車軸承故障的原因多與皮帶的張緊程度有著較大的關系，如潤滑不良、載荷過大等。

3.2.4 蓄電池過充電。造成蓄電池出現過充電的原因也有很多，如果該故障是由交流發電機所引起的，則可能是由于交流發電機的發電電壓的升高造成連線、插頭或者是調節器等設備出現故障。

3.3 系統全面地檢車

針對整車中使用存在的故障，為了有效地防止以上故障的出現，提高汽車的適應性，增加汽車的使用壽命，提出了以下檢查方法：（1）應該對汽車皮帶進行全面細致的檢查，應當確保皮帶不存在偏槽、打滑、斷裂以及松動的情況；（2）對于汽車接線裝配中存在的故障，應該仔細地檢查所有的連接線路是否存在短路、松動的情況；（3）對于汽車交流發電機安裝方面存在的故障，應該對交流發電機、驅動皮帶等進行細致的檢查，確保皮帶槽不存在歪斜的狀況，并且所有的安裝栓不存在松動的情況；（4）還應該對蓄電池進行定期的檢查，確保蓄電池不會出現蓄電池用盡以及蓄電池過充電的現象。

4 結語

總而言之，汽車的交流發電機在汽車中有著重要的作用，是汽車電器中的重要部件，為了能夠有效地滿足人們對汽車舒適性的要求，應該在設計的過程中盡量地適應維修簡易化、微型集成化、高效率化以及低熱低噪化等方面的要求。

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作者簡介：黃浪（1972-），男，重慶人，集瑞聯合卡車營銷公司工程師，研究方向：重型卡車、轎車、起動電機、交流發電機。

（責任編輯：黃銀芳）