硅整流發(fā)電機(jī)無充電指示和電路故障檢修
發(fā)布時(shí)間：2023-11-12 點(diǎn)擊：421
硅整流發(fā)電機(jī)無充電指示和電路故障檢修
硅整流發(fā)電機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)的主要電源，在柴油發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，它要向控制器及電路元件等系統(tǒng)供電，還將多余的電能向蓄電池充電，以保證蓄電池總是處在充滿電的狀態(tài)。由于充電機(jī)損壞后很難修復(fù)，一般都以更換為主。康明斯公司現(xiàn)根據(jù)多年設(shè)備維修實(shí)踐，總結(jié)發(fā)電機(jī)故障的檢查及排除方法，以求提高康明斯用戶和維修工的修理經(jīng)驗(yàn)。
充電機(jī)整體外觀和結(jié)構(gòu)如圖1所示，當(dāng) 充電機(jī)部分出現(xiàn)故障后，應(yīng)該做初步檢查。首先，檢查電流表接頭是否正常，表頭有無損壞失靈；蓄電池是否充滿，電液是否加足或蓄電池過于陳舊；三角傳動(dòng)皮帶是否磨損過度和張力是否適合（如圖2所示）；充電電路各個(gè)連接處是否松動(dòng)，連接的導(dǎo)線有無斷路，針對不同情況作相應(yīng)修理。
圖1 充電機(jī)整體外觀三維圖
圖2 充電發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶的檢查和調(diào)整
一、充電電路故障檢查
1、故障現(xiàn)象
康明斯柴油發(fā)電機(jī)在中、高速運(yùn)行時(shí)，電流表指針指向放電，或在“0”的位置上不動(dòng)，說明充電電路有故障。
2、檢查步驟
遇到不能充電現(xiàn)象，首先檢查充電發(fā)電機(jī)的皮帶是否過松或打滑，再查看導(dǎo)線連接各處有無松動(dòng)和接觸不良的現(xiàn)象。再按下列步驟判斷。
使用直流充電發(fā)電機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)，可用旋具在充電發(fā)電機(jī)電樞接線柱與機(jī)殼之間“試火”如有火花，說明充電機(jī)本身及磁場接線柱、調(diào)節(jié)器中的調(diào)壓器、限流器及充電發(fā)電機(jī)電樞接線柱等整個(gè)勵(lì)磁電路是良好的。故障應(yīng)在調(diào)節(jié)器的電樞接線柱、截流器至電流表一段。如無火或火花微弱，說明充電發(fā)電機(jī)或它的磁場接線柱、經(jīng)調(diào)節(jié)器中調(diào)壓器、限流器至充電發(fā)電機(jī)電樞接線柱即整個(gè)勵(lì)磁電路有故障。
此時(shí)，可用導(dǎo)線連接電壓調(diào)節(jié)器上的電樞和電池接線柱，觀察電流表的指示。可能有兩種現(xiàn)象：
（1）有充電電流
這說明電壓調(diào)節(jié)器中的截流器觸點(diǎn)燒蝕或并聯(lián)線圈短路，致使觸點(diǎn)不能閉合；
（2）無充電電流
這說明電壓調(diào)節(jié)器電池接線柱至電流表連接線斷路或接觸不良。
排除這兩個(gè)可能的故障之后仍不充電，則將臨時(shí)導(dǎo)線改接充電發(fā)電機(jī)電樞和磁場接線柱。這時(shí)也有兩種可能的情況出現(xiàn)：
（1）能充電，這表明充電發(fā)電機(jī)良好，故障在于電壓調(diào)壓器的激磁電路斷路，如由于觸點(diǎn)燒蝕或彈簧拉力過弱，致使觸點(diǎn)接觸不良，兩觸點(diǎn)間連線斷路或電阻燒壞等；
（2）不充電，則可拆下充電發(fā)電機(jī)連接調(diào)節(jié)器的導(dǎo)線，將發(fā)電機(jī)的電樞和磁場接線柱用導(dǎo)線連在一起，并和機(jī)殼試火。這也有兩種可能：有火花則表明發(fā)電機(jī)是良好的，不充電的原因可能是調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁電路搭鐵；無火花則表明發(fā)電機(jī)本身有故障，可能是碳刷或整流子接觸不良、電樞或磁場線圈斷路或搭鐵短路等。
若以上幾種方法都無效，所檢查的機(jī)件工作都正常，則此時(shí)可判定是電流表本身有故障。
圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)ecu至充電機(jī)c端子斷路檢查
圖4 充電機(jī)b+至保險(xiǎn)絲線路斷路故障
二、無充電指示檢查
1、故障現(xiàn)象
使用硅整流發(fā)電機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)，運(yùn)行時(shí)電流表無充電指示，其判斷檢查方法以康明斯柴油發(fā)電機(jī)為例說明。
2、檢查步驟
首先檢查蓄電池的搭鐵極性是否正確以及硅整流發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)皮帶是否過松或打滑。如果導(dǎo)線接線方法正確，可用旋具與硅整流發(fā)電機(jī)的后端蓋軸承蓋相接觸，試試是否有吸力。在正常的情況下，應(yīng)該有較大的吸力。否則說明硅整流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路部分可能有開路。要確定開路部位，應(yīng)拆下發(fā)電機(jī)的磁場接線柱線頭，與機(jī)殼劃擦，可能出現(xiàn)三種情況：
（1）無火花
說明調(diào)節(jié)器至發(fā)電機(jī)磁場接線柱的連線有斷路；
（2）可能出現(xiàn)藍(lán)白色小火花
說明調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)氧化；
（3）出現(xiàn)強(qiáng)白色火花，并發(fā)出“啪”的響聲
說明磁場連線完好，而硅整流發(fā)電機(jī)內(nèi)勵(lì)磁電路開路，多是因接地碳刷搭鐵不良或碳刷從碳刷架中脫出等原因引起的。
如確認(rèn)硅整流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路連接良好，則打開調(diào)節(jié)器蓋，用旋具搭在固定觸點(diǎn)支架和活動(dòng)觸點(diǎn)之間，使磁場電流不受調(diào)節(jié)器的控制而經(jīng)旋具構(gòu)成通路。將柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定在中、高速以上，觀察電流表，會出現(xiàn)兩種情況：一種是電流表立即有充電電流出現(xiàn)，這說明硅整流發(fā)電機(jī)良好，而調(diào)節(jié)器彈簧彈力過松；另一種是仍無充電電流，此時(shí)應(yīng)進(jìn)一步再試，可拆下硅整流發(fā)電機(jī)的電樞接線柱上的導(dǎo)線與機(jī)殼劃擦，如有火花說明與電樞連接的線路完好，而故障發(fā)生在硅整流發(fā)電機(jī)內(nèi)，如無火花，說明與電樞有關(guān)的接線斷路。
圖5 充電機(jī)調(diào)節(jié)器l腳線路
三、電刷故障檢查
1、 檢查電刷長度
新電刷的長度是14mm，磨損過度的電刷必須更換（長度檢查方法如圖6所示）。更換時(shí)先用“00”號砂紙光面蓋在滑環(huán)上，砂面對電刷，用手向下按住，并沿滑環(huán)弧面左右推動(dòng)，使電刷磨出與滑環(huán)圓弧吻合的弧面，這樣可以減少火花。
（1）內(nèi)裝式電刷
安裝時(shí)先將兩只電刷的引線接頭套在兩只螺釘上，再將刷架裝在后端蓋上并用螺母固定。然后將電刷和電刷彈簧放入刷架孔中，用彎頭的鋼絲將電刷往里壓緊。同時(shí)用一根直徑1.5mm的鐵絲從后蓋外軸承蓋邊緣旁的一個(gè)小孔中穿入，一直穿過刷架上的兩個(gè)小孔，把電刷和彈簧卡住在電刷架的孔中。
（2）外裝式電刷
安裝時(shí)先將刷架和刷架板用螺栓、螺母固定在后端蓋上，等發(fā)電機(jī)全部裝好后再將電刷連接片固定在刷架板上，最后將蓋板裝在后端蓋窗口上并用螺釘固定。
2、電刷自由度檢查
檢查新電刷在刷架孔中能否自由地上下活動(dòng)，有無卡住現(xiàn)象，電刷上有無油污。如有卡住現(xiàn)象，可用細(xì)銼將電刷卡住處輕微銼去；如有油污可用蘸有汽油的布擦去。然后檢查電刷彈簧的壓力，按照規(guī)定電刷彈簧自由伸長時(shí)的長度是26mm，把它壓縮至14mm時(shí)彈簧壓力應(yīng)在5+0.75n范圍內(nèi)（檢查方法如圖7）。最后檢查刷架有無燒損、破裂或變形，損壞的刷架和不合格的彈簧必須更換。
圖6 充電機(jī)電刷長度檢查
圖7 充電機(jī)電刷彈簧力測量
四、轉(zhuǎn)子總成的檢查及維修
（1）轉(zhuǎn)子軸彎曲度的檢查及校正
將轉(zhuǎn)子軸裝在v型架上，用百分表檢查徑向跳動(dòng)不能大于0.1mm，否則應(yīng)對軸進(jìn)行校正。
（2）滑環(huán)的檢查及修理
滑環(huán)表面有嚴(yán)重?zé)g或圓柱度誤差大于0.25mm，應(yīng)用車床精加工，但滑環(huán)厚度不得小于1.5mm，否則應(yīng)更換滑環(huán)
（3）磁場繞組的檢查及維修
用萬用電表電阻檔檢查，磁場繞組的電阻值12v為4~8ω，24v為18~20ω，磁場繞組的故障多為短路、斷路。斷路一般發(fā)生在繞組與滑環(huán)之間。找出斷頭焊接好后，應(yīng)上絕緣漆。并用細(xì)線固定。如果繞組短路，應(yīng)重繞線圈。
（4）集電環(huán)檢查
① 檢查集電環(huán)表面的情況。如果集電環(huán)表面粗糙，應(yīng)使用精細(xì)砂紙磨平；
② 如8所示，使用萬用表測量集電環(huán)之間的電阻，集電環(huán)之間電阻應(yīng)為1.9~2.2ω（20℃）。如果不在規(guī)定范圍內(nèi)，應(yīng)更換轉(zhuǎn)子；
③ 如9圖所示，使用萬用表檢測轉(zhuǎn)子，應(yīng)該不導(dǎo)通。如果導(dǎo)通，應(yīng)更換轉(zhuǎn)子。
圖8 測量充電機(jī)集電環(huán)之間的電阻
圖9 測量充電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)通
五、定子總成的檢查及維修
（1）電樞繞組的故障檢查
電樞繞組的電阻值三相間應(yīng)一致，且應(yīng)小于1ω，絕緣性能要求良好。
（2）電樞繞組的故障排除
電樞繞組的故障多為短路、斷路、搭鐵和接地方面（如圖10所示）。修理方法有重新繞制和換件修理。重新繞制時(shí)，要記下每相繞組的線圈數(shù)，每個(gè)線圈的匝數(shù)、節(jié)距、導(dǎo)線的直徑、繞制的方向及每組線圈的起頭、槽距與三相繞組接法，以便參考，繞好后再上漆烘干。
（5）整流器的檢查及維修
用萬用表 rxl檔檢查正向電阻應(yīng)在8~100；用 rx10k 檔檢查反向電阻，r為：二極管斷路、短路均應(yīng)換：
（6）電刷及架的檢查
電刷架應(yīng)無破損和變形，電刷在架內(nèi)上下活動(dòng)自如，無卡滯現(xiàn)象，電刷彈簧應(yīng)符合規(guī)定，電刷長度低于原尺寸的2/3時(shí)應(yīng)更換。
（7）軸承的檢查及維修
前后端蓋上的軸承應(yīng)拆下清洗干凈，發(fā)現(xiàn)明顯的"串動(dòng)"、"晃動(dòng)"應(yīng)更換。如能用的軸承，在安裝前應(yīng)加注1~3號鈣鈉基潤滑脂。
圖10 充電機(jī)接地故障檢查
圖11 充電機(jī)軸承檢查
最后，在電器萬能試驗(yàn)臺上進(jìn)行整機(jī)檢測，通過檢測發(fā)電機(jī)在空載和滿載時(shí)輸出額定電壓的最低轉(zhuǎn)速，從而判斷發(fā)電機(jī)的性能是否正常。
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充電機(jī)整體外觀和結(jié)構(gòu)如圖1所示，當(dāng) 充電機(jī)部分出現(xiàn)故障后，應(yīng)該做初步檢查。首先，檢查電流表接頭是否正常，表頭有無損壞失靈；蓄電池是否充滿，電液是否加足或蓄電池過于陳舊；三角傳動(dòng)皮帶是否磨損過度和張力是否適合（如圖2所示）；充電電路各個(gè)連接處是否松動(dòng)，連接的導(dǎo)線有無斷路，針對不同情況作相應(yīng)修理。
圖1 充電機(jī)整體外觀三維圖
圖2 充電發(fā)電機(jī)傳動(dòng)帶的檢查和調(diào)整
一、充電電路故障檢查
1、故障現(xiàn)象
康明斯柴油發(fā)電機(jī)在中、高速運(yùn)行時(shí)，電流表指針指向放電，或在“0”的位置上不動(dòng)，說明充電電路有故障。
2、檢查步驟
遇到不能充電現(xiàn)象，首先檢查充電發(fā)電機(jī)的皮帶是否過松或打滑，再查看導(dǎo)線連接各處有無松動(dòng)和接觸不良的現(xiàn)象。再按下列步驟判斷。
使用直流充電發(fā)電機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)，可用旋具在充電發(fā)電機(jī)電樞接線柱與機(jī)殼之間“試火”如有火花，說明充電機(jī)本身及磁場接線柱、調(diào)節(jié)器中的調(diào)壓器、限流器及充電發(fā)電機(jī)電樞接線柱等整個(gè)勵(lì)磁電路是良好的。故障應(yīng)在調(diào)節(jié)器的電樞接線柱、截流器至電流表一段。如無火或火花微弱，說明充電發(fā)電機(jī)或它的磁場接線柱、經(jīng)調(diào)節(jié)器中調(diào)壓器、限流器至充電發(fā)電機(jī)電樞接線柱即整個(gè)勵(lì)磁電路有故障。
此時(shí)，可用導(dǎo)線連接電壓調(diào)節(jié)器上的電樞和電池接線柱，觀察電流表的指示。可能有兩種現(xiàn)象：
（1）有充電電流
這說明電壓調(diào)節(jié)器中的截流器觸點(diǎn)燒蝕或并聯(lián)線圈短路，致使觸點(diǎn)不能閉合；
（2）無充電電流
這說明電壓調(diào)節(jié)器電池接線柱至電流表連接線斷路或接觸不良。
排除這兩個(gè)可能的故障之后仍不充電，則將臨時(shí)導(dǎo)線改接充電發(fā)電機(jī)電樞和磁場接線柱。這時(shí)也有兩種可能的情況出現(xiàn)：
（1）能充電，這表明充電發(fā)電機(jī)良好，故障在于電壓調(diào)壓器的激磁電路斷路，如由于觸點(diǎn)燒蝕或彈簧拉力過弱，致使觸點(diǎn)接觸不良，兩觸點(diǎn)間連線斷路或電阻燒壞等；
（2）不充電，則可拆下充電發(fā)電機(jī)連接調(diào)節(jié)器的導(dǎo)線，將發(fā)電機(jī)的電樞和磁場接線柱用導(dǎo)線連在一起，并和機(jī)殼試火。這也有兩種可能：有火花則表明發(fā)電機(jī)是良好的，不充電的原因可能是調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁電路搭鐵；無火花則表明發(fā)電機(jī)本身有故障，可能是碳刷或整流子接觸不良、電樞或磁場線圈斷路或搭鐵短路等。
若以上幾種方法都無效，所檢查的機(jī)件工作都正常，則此時(shí)可判定是電流表本身有故障。
圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)ecu至充電機(jī)c端子斷路檢查
圖4 充電機(jī)b+至保險(xiǎn)絲線路斷路故障
二、無充電指示檢查
1、故障現(xiàn)象
使用硅整流發(fā)電機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)，運(yùn)行時(shí)電流表無充電指示，其判斷檢查方法以康明斯柴油發(fā)電機(jī)為例說明。
2、檢查步驟
首先檢查蓄電池的搭鐵極性是否正確以及硅整流發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)皮帶是否過松或打滑。如果導(dǎo)線接線方法正確，可用旋具與硅整流發(fā)電機(jī)的后端蓋軸承蓋相接觸，試試是否有吸力。在正常的情況下，應(yīng)該有較大的吸力。否則說明硅整流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路部分可能有開路。要確定開路部位，應(yīng)拆下發(fā)電機(jī)的磁場接線柱線頭，與機(jī)殼劃擦，可能出現(xiàn)三種情況：
（1）無火花
說明調(diào)節(jié)器至發(fā)電機(jī)磁場接線柱的連線有斷路；
（2）可能出現(xiàn)藍(lán)白色小火花
說明調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)氧化；
（3）出現(xiàn)強(qiáng)白色火花，并發(fā)出“啪”的響聲
說明磁場連線完好，而硅整流發(fā)電機(jī)內(nèi)勵(lì)磁電路開路，多是因接地碳刷搭鐵不良或碳刷從碳刷架中脫出等原因引起的。
如確認(rèn)硅整流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路連接良好，則打開調(diào)節(jié)器蓋，用旋具搭在固定觸點(diǎn)支架和活動(dòng)觸點(diǎn)之間，使磁場電流不受調(diào)節(jié)器的控制而經(jīng)旋具構(gòu)成通路。將柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定在中、高速以上，觀察電流表，會出現(xiàn)兩種情況：一種是電流表立即有充電電流出現(xiàn)，這說明硅整流發(fā)電機(jī)良好，而調(diào)節(jié)器彈簧彈力過松；另一種是仍無充電電流，此時(shí)應(yīng)進(jìn)一步再試，可拆下硅整流發(fā)電機(jī)的電樞接線柱上的導(dǎo)線與機(jī)殼劃擦，如有火花說明與電樞連接的線路完好，而故障發(fā)生在硅整流發(fā)電機(jī)內(nèi)，如無火花，說明與電樞有關(guān)的接線斷路。
圖5 充電機(jī)調(diào)節(jié)器l腳線路
三、電刷故障檢查
1、 檢查電刷長度
新電刷的長度是14mm，磨損過度的電刷必須更換（長度檢查方法如圖6所示）。更換時(shí)先用“00”號砂紙光面蓋在滑環(huán)上，砂面對電刷，用手向下按住，并沿滑環(huán)弧面左右推動(dòng)，使電刷磨出與滑環(huán)圓弧吻合的弧面，這樣可以減少火花。
（1）內(nèi)裝式電刷
安裝時(shí)先將兩只電刷的引線接頭套在兩只螺釘上，再將刷架裝在后端蓋上并用螺母固定。然后將電刷和電刷彈簧放入刷架孔中，用彎頭的鋼絲將電刷往里壓緊。同時(shí)用一根直徑1.5mm的鐵絲從后蓋外軸承蓋邊緣旁的一個(gè)小孔中穿入，一直穿過刷架上的兩個(gè)小孔，把電刷和彈簧卡住在電刷架的孔中。
（2）外裝式電刷
安裝時(shí)先將刷架和刷架板用螺栓、螺母固定在后端蓋上，等發(fā)電機(jī)全部裝好后再將電刷連接片固定在刷架板上，最后將蓋板裝在后端蓋窗口上并用螺釘固定。
2、電刷自由度檢查
檢查新電刷在刷架孔中能否自由地上下活動(dòng)，有無卡住現(xiàn)象，電刷上有無油污。如有卡住現(xiàn)象，可用細(xì)銼將電刷卡住處輕微銼去；如有油污可用蘸有汽油的布擦去。然后檢查電刷彈簧的壓力，按照規(guī)定電刷彈簧自由伸長時(shí)的長度是26mm，把它壓縮至14mm時(shí)彈簧壓力應(yīng)在5+0.75n范圍內(nèi)（檢查方法如圖7）。最后檢查刷架有無燒損、破裂或變形，損壞的刷架和不合格的彈簧必須更換。
圖6 充電機(jī)電刷長度檢查
圖7 充電機(jī)電刷彈簧力測量
四、轉(zhuǎn)子總成的檢查及維修
（1）轉(zhuǎn)子軸彎曲度的檢查及校正
將轉(zhuǎn)子軸裝在v型架上，用百分表檢查徑向跳動(dòng)不能大于0.1mm，否則應(yīng)對軸進(jìn)行校正。
（2）滑環(huán)的檢查及修理
滑環(huán)表面有嚴(yán)重?zé)g或圓柱度誤差大于0.25mm，應(yīng)用車床精加工，但滑環(huán)厚度不得小于1.5mm，否則應(yīng)更換滑環(huán)
（3）磁場繞組的檢查及維修
用萬用電表電阻檔檢查，磁場繞組的電阻值12v為4~8ω，24v為18~20ω，磁場繞組的故障多為短路、斷路。斷路一般發(fā)生在繞組與滑環(huán)之間。找出斷頭焊接好后，應(yīng)上絕緣漆。并用細(xì)線固定。如果繞組短路，應(yīng)重繞線圈。
（4）集電環(huán)檢查
① 檢查集電環(huán)表面的情況。如果集電環(huán)表面粗糙，應(yīng)使用精細(xì)砂紙磨平；
② 如8所示，使用萬用表測量集電環(huán)之間的電阻，集電環(huán)之間電阻應(yīng)為1.9~2.2ω（20℃）。如果不在規(guī)定范圍內(nèi)，應(yīng)更換轉(zhuǎn)子；
③ 如9圖所示，使用萬用表檢測轉(zhuǎn)子，應(yīng)該不導(dǎo)通。如果導(dǎo)通，應(yīng)更換轉(zhuǎn)子。
圖8 測量充電機(jī)集電環(huán)之間的電阻
圖9 測量充電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)通
五、定子總成的檢查及維修
（1）電樞繞組的故障檢查
電樞繞組的電阻值三相間應(yīng)一致，且應(yīng)小于1ω，絕緣性能要求良好。
（2）電樞繞組的故障排除
電樞繞組的故障多為短路、斷路、搭鐵和接地方面（如圖10所示）。修理方法有重新繞制和換件修理。重新繞制時(shí)，要記下每相繞組的線圈數(shù)，每個(gè)線圈的匝數(shù)、節(jié)距、導(dǎo)線的直徑、繞制的方向及每組線圈的起頭、槽距與三相繞組接法，以便參考，繞好后再上漆烘干。
（5）整流器的檢查及維修
用萬用表 rxl檔檢查正向電阻應(yīng)在8~100；用 rx10k 檔檢查反向電阻，r為：二極管斷路、短路均應(yīng)換：
（6）電刷及架的檢查
電刷架應(yīng)無破損和變形，電刷在架內(nèi)上下活動(dòng)自如，無卡滯現(xiàn)象，電刷彈簧應(yīng)符合規(guī)定，電刷長度低于原尺寸的2/3時(shí)應(yīng)更換。
（7）軸承的檢查及維修
前后端蓋上的軸承應(yīng)拆下清洗干凈，發(fā)現(xiàn)明顯的"串動(dòng)"、"晃動(dòng)"應(yīng)更換。如能用的軸承，在安裝前應(yīng)加注1~3號鈣鈉基潤滑脂。
圖10 充電機(jī)接地故障檢查
圖11 充電機(jī)軸承檢查
最后，在電器萬能試驗(yàn)臺上進(jìn)行整機(jī)檢測，通過檢測發(fā)電機(jī)在空載和滿載時(shí)輸出額定電壓的最低轉(zhuǎn)速，從而判斷發(fā)電機(jī)的性能是否正常。
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