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新闻主题	硅整流发电机无充电指示和电路故障检修

 

摘要：硅整流发电机是柴油发电机启动系统的主要电源，在柴油发电机正常工作时，它要向控制器及电路元件等系统供电，还将多余的电能向蓄电池充电，以保证蓄电池总是处在充满电的状态。由于充电机损坏后很难修复，一般都以更换为主。康明斯公司现根据多年设备维修实践，总结发电机故障的检查及排除方法，以求提高康明斯用户和维修工的修理经验。

 

一、初步检查方法

 

     充电机整体外观和结构如图1所示，当充电机部分出现故障后，应该做初步检查。

1、观察仪表盘指示灯

（1）常亮：说明发电机未发电或线路异常。

（2）不亮：可能是保险丝烧断、指示灯线路故障或发电机励磁电路问题。

（3）闪烁/间歇亮：可能存在接触不良或调节器故障。

2、检查发电机皮带

（1）目视检查：观察皮带是否有裂纹、磨损或断裂。

（2）张紧度测试：如图2所示按压皮带中部，下沉幅度应＜1.5cm。过松会导致打滑，发电机转速不足。

（3）运转测试：启动发动机，若皮带异响（吱吱声），需调整张紧度或更换。

3、测量电池电压

熄火状态下电瓶电压正常为12.2-12.8V（过低需先充电）。启动发动机，怠速时测量电瓶电压：

（1）正常充电：13.8-14.8V。

（2）无充电：电压≤13V或接近熄火前电压。

4、检查线路与接头

（1）电瓶桩头：是否氧化或松动。

（2）发电机B+端子（主输出线）：检查是否松动或腐蚀。

（3）搭铁线：发电机外壳与车身搭铁是否良好。

（4）励磁线路（D+/F端子）：连接是否正常。

5、检查保险丝与继电器

（1）测试：用万用表通断档测量保险丝是否熔断，更换同规格保险丝。

（2）继电器：检查充电系统继电器是否吸合，必要时替换测试。

6、直接测试发电机

（1）励磁测试（仅限外置调节器）：断开调节器，用导线直接连接发电机F端子到电瓶正极。启动发动机，若电压升至14V以上，说明调节器故障。

（2）B+端子输出测试：万用表红表笔接发电机B+端子，黑表笔搭铁。正常时应输出13.8-14.8V，若电压低或无输出，发电机内部故障。

7、检查整流桥与电压调节器

（1）整流二极管测试：拆下发电机，用万用表二极管档测量正负二极管组。正常情况是单向导通，若某方向短路或断路，需更换整流桥。

（2）电压调节器测试：更换同型号调节器测试。若为内置调节器，需拆解发电机检查。

8、检查定子与转子

（1）转子绕组：测量滑环间电阻，正常为2-6Ω，若断路或短路需更换。

（2）定子绕组：用万用表检查三相绕组是否导通，对地是否绝缘。

 

图1  充电机整体外观三维图

图2  充电发电机传动带的检查和调整

 

二、充电电路故障检查

1、故障现象

      康明斯柴油发电机在中、高速运行时，电流表指针指向放电，或在“0”的位置上不动，说明充电电路有故障。

2、检查步骤

      遇到不能充电现象，首先检查充电发电机的皮带是否过松或打滑，再查看导线连接各处有无松动和接触不良的现象。再按下列步骤判断。

      使用直流充电发电机的柴油发电机，可用旋具在充电发电机电枢接线柱与机壳之间“试火”如有火花，说明充电机本身及磁场接线柱、调节器中的调压器、限流器及充电发电机电枢接线柱等整个励磁电路是良好的。故障应在调节器的电枢接线柱、截流器至电流表一段。如无火或火花微弱，说明充电发电机或它的磁场接线柱、经调节器中调压器、限流器至充电发电机电枢接线柱即整个励磁电路有故障。

      此时，可用导线连接电压调节器上的电枢和电池接线柱，观察电流表的指示。可能有两种现象：

（1）有充电电流

      这说明电压调节器中的截流器触点烧蚀或并联线圈短路，致使触点不能闭合；

（2）无充电电流

      这说明电压调节器电池接线柱至电流表连接线断路或接触不良。

      排除这两个可能的故障之后仍不充电，则将临时导线改接充电发电机电枢和磁场接线柱。这时也有两种可能的情况出现：

（1）能充电，这表明充电发电机良好，故障在于电压调压器的激磁电路断路，如由于触点烧蚀或弹簧拉力过弱，致使触点接触不良，两触点间连线断路或电阻烧坏等；

（2）不充电，则可拆下充电发电机连接调节器的导线，将发电机的电枢和磁场接线柱用导线连在一起，并和机壳试火。这也有两种可能：有火花则表明发电机是良好的，不充电的原因可能是调节器的励磁电路搭铁；无火花则表明发电机本身有故障，可能是碳刷或整流子接触不良、电枢或磁场线圈断路或搭铁短路等。

      若以上几种方法都无效，所检查的机件工作都正常，则此时可判定是电流表本身有故障。

图3  发动机ECU至充电机C端子断路检查

图4  充电机B+至保险丝线路断路故障

 

二、无充电指示检查

1、故障现象

      使用硅整流发电机的柴油发电机，运行时电流表无充电指示，其判断检查方法以康明斯柴油发电机为例说明。

2、检查步骤

      首先检查蓄电池的搭铁极性是否正确以及硅整流发电机的传动皮带是否过松或打滑。如果导线接线方法正确，可用旋具与硅整流发电机的后端盖轴承盖相接触，试试是否有吸力。在正常的情况下，应该有较大的吸力。否则说明硅整流发电机励磁电路部分可能有开路。要确定开路部位，应拆下发电机的磁场接线柱线头，与机壳划擦，可能出现三种情况：

（1）无火花

      说明调节器至发电机磁场接线柱的连线有断路；

（2）可能出现蓝白色小火花

      说明调节器触点氧化；

（3）出现强白色火花，并发出“啪”的响声

      说明磁场连线完好，而硅整流发电机内励磁电路开路，多是因接地碳刷搭铁不良或碳刷从碳刷架中脱出等原因引起的。

      如确认硅整流发电机励磁电路连接良好，则打开调节器盖，用旋具搭在固定触点支架和活动触点之间，使磁场电流不受调节器的控制而经旋具构成通路。将柴油发电机稳定在中、高速以上，观察电流表，会出现两种情况：一种是电流表立即有充电电流出现，这说明硅整流发电机良好，而调节器弹簧弹力过松；另一种是仍无充电电流，此时应进一步再试，可拆下硅整流发电机的电枢接线柱上的导线与机壳划擦，如有火花说明与电枢连接的线路完好，而故障发生在硅整流发电机内，如无火花，说明与电枢有关的接线断路。

 

图5  充电机调节器L脚线路

 

三、电刷故障检查

 

1、 检查电刷长度

      新电刷的长度是14mm，磨损过度的电刷必须更换（长度检查方法如图6所示）。更换时先用“00”号砂纸光面盖在滑环上，砂面对电刷，用手向下按住，并沿滑环弧面左右推动，使电刷磨出与滑环圆弧吻合的弧面，这样可以减少火花。

（1）内装式电刷

      安装时先将两只电刷的引线接头套在两只螺钉上，再将刷架装在后端盖上并用螺母固定。然后将电刷和电刷弹簧放入刷架孔中，用弯头的钢丝将电刷往里压紧。同时用一根直径1.5mm的铁丝从后盖外轴承盖边缘旁的一个小孔中穿入，一直穿过刷架上的两个小孔，把电刷和弹簧卡住在电刷架的孔中。

（2）外装式电刷

      安装时先将刷架和刷架板用螺栓、螺母固定在后端盖上，等发电机全部装好后再将电刷连接片固定在刷架板上，最后将盖板装在后端盖窗口上并用螺钉固定。

2、电刷自由度检查

      检查新电刷在刷架孔中能否自由地上下活动，有无卡住现象，电刷上有无油污。如有卡住现象，可用细锉将电刷卡住处轻微锉去；如有油污可用蘸有汽油的布擦去。然后检查电刷弹簧的压力，按照规定电刷弹簧自由伸长时的长度是26mm，把它压缩至14mm时弹簧压力应在5+0.75N范围内（检查方法如图7）。最后检查刷架有无烧损、破裂或变形，损坏的刷架和不合格的弹簧必须更换。

 

图6  充电机电刷长度检查

图7  充电机电刷弹簧力测量

 

四、转子总成的检查及维修

 

1、转子轴弯曲度的检查及校正

      将转子轴装在V型架上，用百分表检查径向跳动不能大于0.1mm，否则应对轴进行校正。

2、滑环的检查及修理

      滑环表面有严重烧蚀或圆柱度误差大于0.25mm，应用车床精加工，但滑环厚度不得小于1.5mm，否则应更换滑环

3、磁场绕组的检查及维修

      用万用电表电阻档检查，磁场绕组的电阻值12V为4~8Ω，24V为18~20Ω，磁场绕组的故障多为短路、断路。断路一般发生在绕组与滑环之间。找出断头焊接好后，应上绝缘漆。并用细线固定。如果绕组短路，应重绕线圈。

4、集电环检查

① 检查集电环表面的情况。如果集电环表面粗糙，应使用精细砂纸磨平；

图8  测量充电机集电环之间的电阻

图9  测量充电机转子导通

 

五、定子总成的检查及维修

 

1、电枢绕组的故障检查

      电枢绕组的电阻值三相间应一致，且应小于1Ω，绝缘性能要求良好。

2、电枢绕组的故障排除

      电枢绕组的故障多为短路、断路、搭铁和接地方面（如图10所示）。修理方法有重新绕制和换件修理。重新绕制时，要记下每相绕组的线圈数，每个线圈的匝数、节距、导线的直径、绕制的方向及每组线圈的起头、槽距与三相绕组接法，以便参考，绕好后再上漆烘干。

3、整流器的检查及维修

      用万用表 RXL档检查正向电阻应在8~100；用 RX10K 档检查反向电阻，R为：二极管断路、短路均应换：

4、电刷及架的检查

      电刷架应无破损和变形，电刷在架内上下活动自如，无卡滞现象，电刷弹簧应符合规定，电刷长度低于原尺寸的2/3时应更换。

5、轴承的检查及维修

      前后端盖上的轴承应拆下清洗干净，发现明显的"串动"、"晃动"应更换。如能用的轴承，在安装前应加注1~3号钙钠基润滑脂。

       最后，在电器万能试验台上进行整机检测，通过检测发电机在空载和满载时输出额定电压的最低转速，从而判断发电机的性能是否正常。

图10  充电机接地故障检查

图11 充电机轴承检查

 

总结：

硅整流发电机通常指的是柴油发电机组上的充电机，里面带有硅二极管整流器，将交流电转换为直流电给电池充电。如果硅整流发电机不充电障，可能由机械、电路或部件损坏所导致的。通过本文所述的检修步骤，可初步判断故障点在于皮带、线路、调节器或发电机内部。优先排除简单问题（如保险丝、皮带），再深入检查复杂部件（如整流桥、绕组）。

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