目 录
一、发电机使用基本原则和注意事项
二、发电机主要零部件常见故障模式、原因分析和预防
三、发电机故障诊断和确认
附 录
1、 汽车交流发电机结构简图
2、汽车交流发电机工作原理简介
一、发电机使用基本原则和注意事项
正确合理使用发电机对保证充电系统正常工作，延长发电机使用寿命关系十分密切，提醒用户注意遵循以下各项要求：
1、发电机功率匹配要合理
车辆电器设备用电量应与发电机输出能力匹配，我公司对每个型号发电机都给出了主要技术参数和输出特性曲线，它表示了该型号发电机在常温环境条件下达到规定输出电压值(对14V系统为13.5V±0.1V，对24V系统为27V±0.2V)发电机输出电流能力与转速之间关系，如果发电机输出能力达不到车辆实际用电需求量，不仅会引起蓄电池亏电，甚至引起定子总成和整流桥总成烧损。
对空调车，发电机功率配置合理性应特别重视检查发动机怠速状态下发电机输出能力是否能满足空调器和怠速状态常用其它用电设备用电量需求，可以通过测定发电机B+端电压值作基本判定，在空调和常用基本电器打开条件下，对14V系统UB+应不小于13.0V、24V系统应不小于26.0V，若低于此电压值，说明发电机功率配置偏小。 ★特别提示：
改装车辆对原有用电配置进行改装，应取得制造商确认。 2、蓄电池
我公司发电机内置调节器为混合式单功能电子调节器，发电机必须有蓄电池并联才能正常工作，要保证蓄电池容量充足，通过检测在发动机“熄火”停车后，蓄电池电压是否能保持在12.5V(24V系统二个串联应达到25.0V)以上进行判别，应及时更换使用时间过长老化的蓄电池。
在发动机“熄火”停车前，在任何情况下，均应避免蓄电池提前“抛断”，否则很容易损坏调节器内部功率器件，并导致用电设备烧损，在发动机“熄火”停车后，应及时切断点火开关，防止蓄电池长期放电烧损发电机转子绕组。 ★特别提示：
若蓄电池的正负极性接反，将会立即烧毁调节器内部“达林顿”管上的寄生二极管，导致
调节器失效。
3、发动机怠速的影响
汽车交流发电机初激磁依靠蓄电池提供能量，在达到一定转速时才能超出正常电压值并输出电流，发动机怠速过低，发电机实际工作转速低于发电机零电流转速指标值时，将会影响正常超压，导致充电指示灯不灭的系统故障模式。
考核发动机怠速状态，发电机输出电流能力的转速称为发电机最小工作转速，该转速规定值为1500rpm。
4、电缆规格要和发电机额定功率匹配
发电机B+输出连接电缆规格必须与发电机额定功率相匹配，电缆导线截面积过细，长度过
长将会引起发电机输出能力下降，导致蓄电池亏电。
B+输出电缆线有效截面积推荐值： 输出电流 50A电机 ≥8mm2 输出电流 80A电机 ≥15mm2 输出电流 100A电机 ≥20mm2 输出电流 150A电机 ≥35mm2
双线制发电机的负极连接电缆规格可相应缩小25%左右。
5、发电机安装
安装螺栓要与发电机按装孔匹配，安装支架要有足够强度和刚度，并与电机挂脚尺寸相符，所有固定螺栓和螺母必须拧紧牢固，安装不牢固将导致发动机停车、起动和怠速状态电机出现抖动，甚至谐振，极易损坏电机。发电机安装部位与车辆其它部件间距不应小于10mm，否则易在行驶过程振动产生磕碰损伤。
发电机紧固螺栓拧紧力矩推荐值：
螺纹公称直径 拧紧力矩(N·m) 螺栓公称直径 拧紧力矩（N•M）
M5 4~5.5 M12~M14 35~45 M6 4.5~6.5 M16以上 45~65 M8 8~10 M10 25~35 6、传动皮带张紧程度要适当
传动皮带张紧程度过松或过紧都会对电机工作状态带来不利影响，皮带过松可能导致皮带轮转速“滑差”，引起发电不足、电瓶亏电、甚至烧损定子，皮带过紧，将会加重轴承承载力矩，缩短轴承使用寿命。
新投入运行车辆在1000KM左右时应对皮带张紧力矩进行一次调正，可在皮带中间距离处施加约10kg压力，其皮带挠度在8mm至12mm范围为合适，对双槽结构皮带轮电机其挠度可适当取上限值。
7、发电机进风口环境温度状况对电机有较大影响
发电机安装位置应避开发动机排气口，距排气口距离小于40cm时，应加装隔热板，发电机B+连接电缆不能与发动机油管及车辆高压气管捆绑一起。
8、发电机拆装检查注意事项
(1)拆装前应断开蓄电池和发电机连接线； (2)电机分解由专业人员操作； (3)使用我公司提供或确认的零备件； (4)蓄电池按先“+”极，后“-”极程序连接； (5)禁止拆开轴承防尘盖注油；
(6)带泵发电机拆装应防止油封唇口被轴花键齿拉伤。
二、发电机主要零部件常见故障模式、原因分析和预防
1、定子总成
定子总成常见故障有绕组烧损、相间短路、匝间短路和绕组搭铁。
总成烧损、相间短路和匝间短路从绕组外观漆膜颜色变化对比可初步确认，精确的鉴定应使用高灵敏度电桥测量三相绕组电阻值不均衡程度进行排查，也可用匝间短路仪检查。
绕组搭铁故障用万用表电阻档进行排查。 1.1原因分析
（1）长期过载运行，特别是高温季节怠速状态长期过载； （2）嵌线和整形过程漆膜受损； （3）浸水绝缘受损； （4）油污及粉尘堵塞风道；
（5）电机进风口位置靠发动机排气口过近； （6）使用时间过长绝缘自然老化；
（7）定、转子扫镗。
（8）蓄电池“老化”，内部短路。 1.2预防
（1）避免发电机位置直接对发动机排气管出口，距离小于40cm时要加装隔热板； （2）保持发电机清洁，定期用压缩空气吹净内部粉尘，保持风道畅通； （3）传动皮带张紧程度要合适； （4）严禁改装和加装用电负荷；
（5）确保安装螺栓拧紧力矩达到要求，经常检查连接螺栓有无松脱。 2、转子总成
转子总成主要故障模式是引出线断路不激磁发电，集电环和电刷异常磨损接触不良，外观目测和万用表电阻档检测一般很容易进行排查，个别发电机转子绕组出现严重烧损，甚至骨架熔化，转子总成自身缺陷和隐患造成可能性较小，应重点对充电系统线路和使用情况进行排查。
2.1原因分析
（1）转子引出线焊接处受长期振动疲劳断裂； （2）磁轭与线圈骨架间出现间隙导致松动拉断引出线；
（3）调节电压异常升高，当调节器损坏和抛负载同时发生时，极易形成在短时间内绕组严重烧毁；
（4）集电环表面油污，电刷和滑环过度磨损接解不良，带泵发电机易出现此类故障； （5）发动机“熄火”后，未及时断开点火开关，烧损转子线圈。 2.2预防
（1）在分解电机检查时一旦发现线圈骨架有间隙必须立即采取加固措施，可用聚脂漆或环氧胶加固堵缝，并应及时提醒用户注意检查电机安装牢固可靠；
（2）发现机油渗入电机，应立即清除滑环和电刷表面油污，并排除渗漏源，对滑环表面已形成沟道的，应及时精车表面或抛光，但切怠用粗砂纸打磨，对已形成严重磨损的碳刷和弹簧应及时更换；
（3）发动机“熄火”后应及时断开点火开关；
（4）调节电压出现异常升高时应立即排查原因，使电压恢复正常。 3、整流桥总成
整流桥故障在发电机故障中占较大比例，整流二极管烧损、引线脱焊和断裂，总成焊点虚焊是三个常见故障模式，一般可采用目测和用万用表电阻档测量正、反向电阻值进行排查，部份故障整流桥从外观和万用表检查没有明显异常，但发电机性能已表现出“二相”特征，这时须借助整流二极管专用测试仪器检测二极管性能及正向压降才能作出正确判定整流管是否存在故障隐患。
3.1原因分析
导致整流桥故障原因比较复杂，除管芯和整流桥制作后续工序过程可能存在制造缺陷因素外，发电机使用状态，特别是与电流强度和环境振动和温度应力强度因素关系十分密切，这是整流桥成为发电机主要故障模式的重要原因。
（1）调节器损坏，调节电压升高； （2）发电机高温环境下长期过载； （3）进风口位置环境温度过高； （4）电机存在谐振和抖动；
（5）用电设备短路；
（6）电机浸水和泥沙影响正常散热； （7）皮带张紧力过松。 3.2预防
（1）对于加装和改装增加了用电负荷的车辆，应及时确认发电机功率是否匹配，更换功率相当的发电机和连接电缆；
（2）一旦发现调节电压过高，应及时排查；
（3）经常检查用电设备线路有无破损短路，隐患及时排除； （4）使用符合要求规格的熔断丝； （5）金属物落入电机，必须及时取出；
（6）避免造成电机形成谐振和抖动的使用状态； （7）高温季度注意控制用电量； （8）发电机进风口位置远离排风口。 4、调节器
我公司整体式发电机内装调节器采用混合集成单功能电子调节器，调节器外壳为磁场“F”。 调节器主要故障模式为“达林顿”管击穿和过载烧损，可用万用表“Ω×100”档对调节器进行排查，检测“D+—F”和“F—E”管脚间电阻值改变情况即可认定。
4.1原因分析
（1）调节器击穿主要是指调节器受瞬态尖峰和浪涌电压冲击导致功率器件“达林顿”管损坏，用万用表Ω×100档检测“F—E”管脚电阻值将比正常情况下明显增大，但严重时又可形成短路，此时可导致管壳烧，穿熔洞，达林顿管和“E”管脚烧毁的严重故障模式，必须高度重视和预防，这种电压浪涌和尖峰主要是车辆运行过程中各种电子干扰引起，尤其以蓄电池和大功率用电负载因各种原因形成突然连续“抛载”关系密切。
（2）调节器的另一个故障模式是过载烧损，用万用表Ω×100档检测“D+—F”和“F—E”二处电阻值变化进行排查，严重时会测不出电阻值，说明调节器内部键合线已过流熔断。导致调节器过载的原因有转子线圈短路、蓄电池极性接反及调节器外壳搭铁短路。
4.2预防
（1）避免调节器外壳与后盖直接搭接形成短路，避免集电环环间搭接短路，尤其是28V调节器，即便短时接触相碰也会导致调节器烧损。
（2）蓄电池连接要注意极性，即使极性瞬间接反也会立即烧损调节器中“达林顿”管中寄生二极管。
（3）经常检查线路接头连接牢固情况，尤其是蓄电池电缆线接头，各种负载开关及负载熔断丝，对发现接触不良必须立即更换。
（4）出现“抛载”现象立即进行线路排查，防止形成连续“抛载”。 5、真空泵
真空泵主要故障模式是抽气失效，润滑油渗漏，严重渗漏会引起发电机烧毁，应以高度重视。
5.1原因分析
（1）抽气失效一般是转子叶片碎裂引起。油路和油箱长期不清理，润滑油中混入金属碎末和铁锈物进入真空泵内，是诱发叶片碎裂的主要因素。
（2）单向阀阀门破损漏气导致真空度下降。 （3）管路接头漏气导致真空度下降。
（4）真空泵密封圈老化导致渗漏。 （5）真空泵壳体铸件出现裂纹导致渗漏。 （6）油封唇口磨损导致渗漏。 5.2预防
（1）若发现刹车制动助力乏力时，应及时对真空泵助力系统各管接头先进行检查，排除导致真空度下降隐患点。
（2）定期清理油路、油箱和油泵，保持润滑油清洁对防止叶片碎裂具有十分重要作用。 （3）确保电机安装固定牢固，，对油封形成偏心磨损关系密切。
三、发电机故障诊断和确认
发电机故障常见表现形式为充电系统工作状态异常，带真空泵发电机可能出现真空助力刹车性能乏力及电机渗漏油。当用户发现充电系统出现以下不正常状态时需及时检查排除以避免故障扩大和升级。
1、充电电流小或不充电：表现为发动机提速中，高档后充电指示灯仍不灭，蓄电池充电不足和提前放电，起动乏力，前大灯灯光暗等。
2、充电电流不稳，表现为电流表指针摆动，充电指示灯时亮时灭等。
3、充电电流过大，表现为发动机在中档转速时，灯泡烧毁，蓄电池温升异常升高，电解液冒泡外溢等。
4、在怠速状态，发电机不能建立电压，表现为充电指示灯“不灭”，但提高转速后立即恢复正常。
5、刹车制动系统真空助力器乏力，真空抽气时间显著延长，真空度明显下降，甚至抽真空失效。
6、电机渗漏油，电机出现异味、冒烟或异响。 发电机故障排查按以下程序：
1、由于充电系统工作异常并不是都由发电机故障形成，所以应先对车辆充电系统状态包括线路接头、蓄电池、充电指示灯，点火开关等主要部件和连接线先作检查和故障排除。
2、接通电门、发动机停车状态，用电压表测量发电机B+端电压，正常值应为蓄电池电压值，并检查充电指示灯是否已点亮。
3、点火起动发动机在怠速状态，观察发电机是否已正常建立电压，可测量B+端电压是否升至13.0V（14V系统发电机）以上或26.0V（28V系统发电机）以上，充电指示灯应熄灭，如果此时发电机B+端电压无变化，充电指示灯仍亮，可用1根导线将蓄电池电压引出对B+端或D+端点击进行强激磁，若仍不能建立电压，可初步确认发电机存在不发电故障。若能恢复建压，应再次对充电指示灯电路进行检查，并测量发动机怠速。充电指示灯两端应并接约150Ω/3W左右电阻，否则会影响发电机零电流转速。
4、提高发动机转速，继续观察B+端电压变化和充电指示灯状态，如果B+端电压上升0.5～1.0V范围，对14V系统发电机，UB+在14.0V～14.7V，对28V系统发电机UB+在27.5V～28.8V范围可确认正常。
5、接通空调器和前灯，继续观察B+端电压变化，如果B+端电压下降在1.0V以内，对14V系统发电机UB+不低于13.5V，对28V系统发电机不低于27.0V可确认正常。
6、经过排查充电系统确认存在工作状态异常，且排除线路和其他部件故障因素后，应及时对故障发电机进行更换，并再次重复以上程序确认充电系统工作状态是否已恢复正常。
7、对故障件应及时做好使用时间、里程、故障特征或故障模式的判定结论登记和记录，对符合三包范围的，可及时与我公司三包服务人员联系反馈。
8、真空泵故障检查：
（1）真空泵卸拆：将真空泵三个M6X23螺钉卸下，用木榔头轻轻敲打真空泵盖板侧边便可从电机上拆下真空泵，推开盖板便可取出转子和刮片。
（2）检查：（A）若电机外表面存在漏油应重点检查壳体出油管螺纹部位是否存在裂纹，检查O型圈是否有破损，若电机内部存在漏油，则需在分解电机时检查油封唇口有无破损撕裂。
（B）若存在抽气失效，真空加力刹车制动乏力现象，应重点检查：刮片有无裂纹或碎片，单向阀气密性和接头是否存在漏气。
单向阀气密性检查采用吹气法或煤油渗透法。
对出现刹车制动助力乏力“发硬”时，应及时对真空泵助力系统各部件状态及管路接头密封状态先进行检查，并排空真空储气罐中的机油。
附件1
汽车交流发电机结构示意图
外置风叶发电机示意图
（带真空泵）
附件1
汽车交流发电机结构示意图
内置风叶发电机示意图
（不带真空泵）
附件2
汽车交流发电机工作原理简介
1、三相交流电产生
根据电磁感应原理，当导体在磁场中作切割磁力线运动时，导体二端会产生感应电动势，反之如果导体不动，磁场垂直导体运动，导体仍然切割磁力线，导体二端同样有感应电动势产生，汽车交流发电机就是根据这一原理工作的。（图1）
图1 交流发电机原理图
定子三相绕组（AX、BY、CZ星形连接）对称分布定子铁芯槽内，彼此相隔120°电角度，当转子磁场绕组中有电流时，就产生磁场。转子旋转后，形成旋转磁场，从而穿过定子绕组中磁通量和方向发生周期性交替改变，形成定子绕组导体作切割磁场运动，就能在定子三相绕组中产生三相感应电动势UA、UB、UC，由于三相绕组各槽中匝数相同，并且在空间位置各相差120°电角度，所以其感应电动势的频率、幅值相等，且相位差120°电角度。
UA=2Esinωt；UB=2sin(ωt-120°)；UC=2sin(ωt+120°) ω-磁场旋转角速度，t-时间，E-每相感应电动势有效值
E=
2πKPW 60
Φn =C1Φn
n-发电机转速，Φ-激磁绕组电流产生的每极磁通量，C1-结构常数
C1=
2πKPW 60
P-极对数，W-每相绕组总匝数，K-绕组系数，K=1 从上面表达式得知：
1) 2) 2、整流
三相交流电不适应汽车用电设备的需要，必须将其变换成直流电才能使用，这个变换通过安装在后盖中的整流器来实现。
以JFZB172发电机为例：整流桥由六只不小于25A/400V硅整流二极管组成的三相全波整流电路完成。整流电路原理图和整流前后波形图见
对一台发电机而言，当极对数和导体数确定后，结构常数是一个恒定常量，每相感应电动势的大小取决于发电机转速和磁通量。
通过调节器作用控制激磁电流大小调节磁通量即可调节电压的恒定。
图2。
图2 JFZB172发电机整流电路及整流前后波形图
3、激磁
交流发电机激磁方式与直流发电机不完全相同。JFZB172发电机所需激磁电流是从定子绕组中引出了一个分支电路，在六管桥式全波整流电路基础上，增加三个3A/400V小容量的激磁二极管组成一个分支全波整流电路作为激磁电路。在低转速启动运行阶段，激磁方式为它激，发电机转子绕组由蓄电池提供激磁能量，其激磁电路为：
蓄电池（+）→点火开关IG→二极管→电阻→磁场绕组→调节器→蓄电池（-）
当发电机转速达到零电流转速后，激磁方式为自激，发电机输出电压高于蓄电池充电电压，此时因二极管具有反向阻断特性，激磁回路中二极管被关断，磁场激磁改由发电机定子三相交流电经分支三相整流电路提供，其激磁电路为：
定子绕组（+）→激磁二极管→电刷→集电环→磁场绕组→集电环→电刷→调节器→负板整流二极管→定子绕组（-） （详见图3）
其中，充电指示灯由控制继电器控制断开“熄灭”。
图3 JFZB172激磁电路
4、发电机工作特性
发电机端电压U，激磁电流Ij，输出电流I，转速n 4个物理量决定了发电机运行状态，它们之间关系称发电机运行特征，又称发电机工作特性。
汽车发电机使用条件不同于一般工业用发电机，最主要差别是转速变化大，汽车发动机转速从怠速到高速，变化比可达1：8，所以一般表达汽车发电机运行特性以转速为基准来表示各个量之间的关系。 （1）空载特性
所谓空载特性是指发电机达到充电电压以前其输出端电压与转速之间的关系，即I=0时，U=f（n）。如图4所示。
图4 交流发电机空载特性
从图中可看出：发电机端电压随转速增加而增加，发电机端电压达到充电电压时的转速称空载
转速n0，可近似表示零电流转速，在转速从零至n0阶段，发电机由蓄电池提供激磁，称它激；超过n0以后，发电机输出端电压开始高于蓄电池充电电压，发电机由电机本身电功率提供激磁电能，称自激。现代汽车发电机都越来越重视怠速状态发电量，因此也越来越重视n0值。 （2）输出特性
输出特性是反映发电机输出能力最主要工作特性，是指发电机端电压保持在规定试验电压值（14V系统发电机机试验电压规定值13.5±0.1V，28V系统发电机试验电压规定值27±0.2）时其输出电流与转速之间关系，即U=C时其I=f（n）关系曲线。如图5
图5 交流发电机输出特性
从图中可以看出，随着转速增加，输出电流逐渐增加，当发电机转速达到一定时，输出电流达到最大值，此电流称发电机的最大输出电流，此时转速继续升高，输出电流将“不再”增加，其原因是交流发电机定子绕组中流过的是交流电，而定子绕组中存在一定的电感，当转速升高叶，虽然感应电势继续增大，但感应电势的频率f=p.n/60也同时增加，定子绕组电抗X=R+2ЛfL中感抗的比重增大，限制了定子绕组输出电流的增大。说明交流发电机具有一定的自限流能力。 （3）外特性
所谓外特性是指发电机转速一定时，其端电压与输出电流之间的关系即n=c时U=f（I）关系曲线，如图6。
图6 交流发电机外特性
从图中可以看出，随着输出电流增大，端电压下降，当输出电流达到某一最大值时，电流和电压同时会急剧下降。说明交流发电机具有一定的抗短路能力。 5、真空泵
带真空泵的汽车交流发电机，结构简单，体积小，造价相对较低，在中小型卡车和客车上这种结构发电机得到广泛的应用，承担刹车制动助力功能。
该型真空泵转子上装有4个在半径方向可以滑动的叶片，叶片由石墨浸渍环氧树脂压制焙烧而成，形成油膜并保持真空度，转子偏心装入泵壳体内，交流发电机轴外花键直接与真空泵转子的内花键相联，由发电机驱动同步工作，润滑油从真空泵的供油口进入，润滑泵壳与叶片，转子与盖板之间的二个滑动付，并形成油膜。在真空泵吸气管侧装有单向阀，单向阀的作用是保持真空罐内真空度，并防止空气倒流入真空泵和防止润滑油流入真空罐内。
当真空泵转子旋转时，由于离心力的作用，叶片从转子槽中滑出贴着泵壳内径转动。由于润滑油的作用，在真空泵内就由泵壳、转子、叶片、盖板分隔成4个气密室，同时由于泵壳与转子具有偏心量，当转子连续旋转时，各气密室的容积发生周期性变化。（见图7）吸入、压缩、排气三个行程连续循环，当处于“吸入”位置时，容积增大，真空罐中空气被吸出来，在“排气”位置，容积变小，从排气口排出空气，连续反复作用，就能使真空罐内形成真空。
真空泵的主要性能参数是抽气时间和相应达到的真空度、最高真空度及真空度下降性能（气密性指标）。
图7 真空泵抽真空示意图
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