汽车电源系统故障浅析

汽车电源系统故障浅析摘要：随着汽车电子元器件的丰富，汽车电源系统变得愈加复杂，汽车电源系统的故障也变得越来越难监测，对于汽车电源系统故障的探究也就显得越来越有必要。通过实例来分析电源系统故障的分析和检测方法，有助于指导从业人员更好的掌握汽车电源系统的故障的解决方法，对于其他汽车相关期间的检测和维修也有一定的指导意义。关键词：汽车电源系统；故障分析；故障诊断汽车电源系统主要有蓄电池和发电机以及调节器组成。汽车运行工作时是以发电机为电源工作的，发电机给整车的所有用电设备供电，发电机是汽车的主电源。蓄电池的主要功能是在汽车发动机启动时给起动机提供电源，同时会辅助发电机向用电设备供电，蓄电池的电能也是通过发电机来充电。调节器的作用就是保证发电机在输出电能是的电压能够保持恒定，保护设备安全运行。一、汽车电源系统介绍在电子科技的迅速发展，汽车电子技术的发展也日新月异，汽车电子器件不但从数量上日益增多，对汽车性能的影响也日趋巨大，汽车电源系统的工作性能，工作状态对整车的工作状态起到了决定性的作用。所以对汽车电源系统的故障检测，处理就变得非常重要，下面就针对汽车电源系统的主要组成的故障做一个简单探析，首先简单介绍汽车电源系统个组成部分的机构功能。汽车发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。交流发电机一般由转子、定子、整流器、端盖四部分组成。汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流发电机，如图一。图一蓄电池是一种可逆的化学电源，一旦连接外部负载或接通充电电路，便开始进行能量转换过程。当发电机启动时，给起动机、点火系统和电子燃油喷射系统供电，其起动电流可达200-600A。在发电机刚起动和怠速状态下，发电机电压低于蓄电池供电电压时，蓄电池向用电设备和发电机的励磁绕组供电。在用电设备同时接入过多致使发电机过载时，蓄电池协助发电机供电。当发电机处于中高速运转、发电机的端电压高于蓄电池的电动势时，蓄电池将一部分电能转化成化学能储存起来，同时蓄电池充当一个大电容器，吸收电路中的瞬时过电压，保护汽车上的电子设备。蓄电池由3只或6只单格电池串联而成，每只单格电池电压约为2V，串联成6V或12V以供汽车选用。蓄电池主要由极板、隔板、电解液和外壳组成。其结构如图二。图二调节器有三个继电器组成，一个负责调节发电机输出电压的，它通过继电器触头接通和分离将发电机的磁场激励接于不同的回路上，从而控制发电机的励磁电流，实现对发电机输出电压稳定的目的；一个负责防止充电电流过大，当充电电流过大时，电路将使电压调节继电器和电流限制继电器同时动作，断开发电机的励磁电路，使发电机停止工作；一个是负责在产生逆流时切断充电电路，在发生逆流时，继电器动作切断充电回路，如图三。图三二、汽车电源系统故障实例浅析汽车电源系统故障主要有充电指示灯故障、蓄电池充电故障、发电机充电电流故障以及其他故障等。（一）充电系统指示灯不亮，充电系统不充电故障一辆一汽大众捷达启动以后，发动机正常运转，但是发现充电指示灯一直不亮。蓄电池充电不足严重，灯光暗淡，故障原因推测：线路故障：充电指示灯灯丝断路；调节器电源的导线断路；熔断丝烧断；蓄电池极柱上电线接头滑落松动；这些线路故障都有可能引起充电指示灯不亮。元器件故障：点火开关故障；汽车发电机和滑环之间的接触故障；调节器故障。发电机磁场绕组短路、断路或搭铁而导致磁场电流减小或不通；定子绕组短路、断路或搭铁故障；整流器故障；电刷与滑环接触不良；调节器故障；发电机的传动带过松而打滑，发电机不转或转速过低而不发电。故障检测方法过程首先检测充电系统是否工作：接通点火开关发现充电指示灯不亮，启动发动机后，用万用表检查发电机充电系统能否充电（发电机输出电压能够超过蓄电池电压），发现充电系统不充电（若发电机依然发电，则检测汽车仪表充电指示灯灯丝是否断路，断路则及时更换）。然后断开点火开关，检查仪表的熔断丝，熔断丝良好。接通点火开关，万用表检查熔断丝电压，发现万用表显示电压为零，说明点火开关和熔断丝之间线路故障。关闭点火开关，更滑点火开关盒熔断丝之间线路，重新启动发动机，充电指示灯正常，检查充电系统发现依然不充电。当充电指示灯常亮时，则点火开关、熔断丝以及充电指示灯状态良好，启动发动机并让发动机转速慢慢升高，万用表检测发电机“B”端子与发电机外壳之间电压，电压为零(如万用表指示的电压高于蓄电池电压，说明发电机发电，可能发电机“B”端子与蓄电池正极的线路断路)，说明充电系统有故障，需要再检查。先断开点火开关，检查发电机传动带的挠度，发现挠度符合规定。于是拆下调节器接线端导线，接通点火开关，用万用表检测调节器接线柱上的导线电压，电压为零，充电指示灯亮，说明仪表盘与调节器之间的线路搭铁。对仪表盘与调节器之间的线路进行了更换，故障彻底排除。（二）发电机充电电流过大，过小故障一辆天津一汽夏利N5在使用过程中，汽车灯泡非常容易被烧，摸蓄电池时明显感觉温度较高，而且蓄电池电解液消耗过快。故障分析检测：汽车灯泡容易烧，蓄电池温度较高，一般都是发电机充电电流过大导致的故障。汽车调节器时对汽车发电机电流条件的汽车电子元器件，电流过大极大可能是属于汽车调节器的故障。更换调节器后，汽车故障消除。一辆奥迪汽车在刚启动，发动机怠速和低速运转时，充电指示灯常亮，当发动机转速达到每分钟4000转左右以后充电指示灯才熄灭，而且夜间行车灯光暗淡，喇叭声音比较小。故障原因分析：出现上述症状一般是由于发电机充电电流过小导致，反应到相应元器件故障上一般有以下原因：发电机的传动带打滑严重，充电线路不好，发电机内部发生故障以及电压调节器故障等。故障检测处理：首先检查发电机传动带磨损轻微，不会导致故障，发现传动带也没有明显打滑。然后又仔细检查线路，线路连接可靠。于是对发电机内部进行检查，发现电刷又明显磨损出现，弹簧弹力不足。于是更换了电刷组件，并对发电机集电环进行了清理处理。重新试车，指示灯恢复正常，灯光和喇叭故障也消除了。充电电流不稳这种故障也会导致充电指示灯时亮时灭出现。出现这种现象若经过上面例子中检测过程依然没有发现故障根源，就应该考虑发电机整流二极管，电子绕组等是否断路导致输出功率过低或者是调节器电压过低。应该根据实际，灵活更换相关器件，排除故障。（三）其他故障一辆上海别克轿车，在车辆行驶过程中，经常会出现里程表、转速表、燃油表和水温表等的指示为零的现象。故障检测分析过程：用微机故障诊断仪（TECH2扫描工具）读取故障代码，发现所有的电控模块都没有此时的故障码，但是在以前的故障代码中有多个故障代码。其中：安全气囊控制模块（SDM）中出现U104，即失去了和ABS控制模块的交流，U1000代码，即二级功能失效，U1064代码，即失去多重交流，U1016代码，即失去和PCM的交流；仪表控制模块（IPC）中出现U1016代码，即失去了和PCM的交流；车身控制模块（BCM）中出现U1000代码，即二级功能失效。故障分析和排除：经过故障代码的读取可以知道，该车的多路信息传输系统存在故障，因为OBD-2中以U开头的故障代码是指汽车多路信息传输系统的故障代码。很有可能是电源线路接触不好，通过查阅上海别可轿车的电源系统的电路图可以知道，系统的电控模块只有一根电源线公用，该电源线通过汽车前围板，很容易被磨损。考虑到检测到的故障代码为间歇性的故障代码，很有可能是这根电源线发生间歇性断路故障。通过线路排查发现，此根电源线由于磨损导致接触效果不良，经过处理后故障排除。三、结论通过对汽车电源系统的简单概括，汽车电源系统蓄电池，发电机，调节器的简单介绍，根据汽车电源系统故障的典型事例的分析了汽车电源系统故障的充电指示灯故障、蓄电池充电故障、发电机充电电流故障以及其他故障等主要故障。能够有效的快捷的介绍汽车电源系统故障的分析方法，故障检测方法。但是汽车电源系统故障复杂多样，在实际操作时要求灵活操作，根据实际情况合理选择检测方法。参考文献[1]郭杏莉,汽车电源系统故障诊断与排除,科学技术,2010[2]徐云云,汽车电源系统分析[J],汽车电器,2009[3]董宏国,汽车电器分析[J],北京理工大学出版社,2009