第九章电气系统的结构与维修.docx
《第九章电气系统的结构与维修.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章电气系统的结构与维修.docx（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第九章电气系统的结构与维修
第九章电气系统的结构与维修
电气系统的功能是保证车辆在行驶过程中的可靠性、安全性和舒适性。
桑塔纳2000系列轿车电气系统可分为以下几个系统：
（l）供电系统：
包括蓄电池、交流发电机及其调节器。
（2）起动系统：
包括直流起动机、进气预热装置。
（3）点火系统：
包括点火开关、点火线圈、分电器（AJR型发动机无）、霍尔传感器、点火控制器、火花塞等。
（4）照明系统：
包括前照灯、雾灯、牌照灯、顶灯、阅读灯、仪表板照明灯、行李箱灯、门灯、发动机舱照明灯等。
（5）仪表系统：
包括车速里程表、燃油表、水温表、发动机转速表等。
（6）信号系统：
包括音响信号和灯光信号装置，制动信号灯、转向信号灯、倒车信号灯以及各种报警指示灯等。
（7）辅助用电设备：
包括电动玻璃升降器、中央集控门锁、电动后视镜、风窗刮水器、洗涤器、电喇叭、点烟器等。
桑塔纳2000型轿车电气设备布置大致可参照图9-1所示。
图9-1桑塔纳2000型轿车电气设备布置略图
l-双音喇叭2-空调压缩机3-交流发电机4-雾灯5-前照灯6-转向指示灯7-空调储液干燥器8-中间继电器9-电动风扇双速热敏开关10-风扇电动机11-进气电预热器12-化油器怠速截止电磁阀13-热敏开关14-机油油压开关15-起动机16-火花塞17-风窗清洗液电动泵18-冷却液液面传感器19-分电器20-点火线圈21-蓄电池22-制动液液面传感器23-倒车灯开关24-空调、暖风用鼓风机25-车门接触开关26-扬声器27-点火控制器28-风窗刮水器电动机29-中央接线盒30-前照灯变光开关31-组合开关32-空调及风量旋钮33-雾灯开关34-后窗电加热器开关35-危急报警灯开关36-收放机37-顶灯38-油箱油面传感器39-后窗电加热器40-组合后灯41-牌照灯42-电动天线43-电动后视镜44-中央集控门锁45-电动摇窗机46-顶灯
47-后盖集控锁48-行李箱灯
第一节蓄电池的维修
桑塔纳2000系列轿车装用的是上海蓄电池厂按德国DIN标准生产的12V风帆牌整体干荷式免维护式蓄电池，其额定容量为54A·h，最大允许放电电流为256A。
该蓄电池具有寿命长、故障少、维护工作少等优点。
蓄电池由极板组、隔板、电解液、外壳等组成。
12V蓄电池由6个单格电池串联而成。
蓄电池采用负极搭铁，其搭铁线采用金属编织线。
一、蓄电池的拆卸和安装
1、蓄电池的拆卸
（1）先拆下蓄电池的搭铁线，再拆正极接线。
（2）拆下蓄电池压板，从支架中取出蓄电池。
2、蓄电池的安装
（l）将固定压板压在蓄电池底部凸缘上。
（2）先将蓄电池正极接线接上，然后连接上搭铁线。
二、蓄电池的检查
1、检查蓄电池电解液液面高度
在正常使用条件下，蓄电池几乎不需要进行维护，在高温条件下则应定期对蓄电池液面高度进行检查。
检查时，应拆掉蓄电池上的搭铁线，观察蓄电池电解液位应在隔板以上5mm或在（外壳）平面的“MAX”和“MIN”之间。
若电解液不足，只能用蒸馏水补充，绝不能随意添加补充液及其他不干净的水。
若蓄电池的电解液平面过高，在强大负荷（如白天长途行驶）情况下，会引起电解液“沸腾而外溢”；电解液平面过低，会缩短蓄电池的使用寿命。
2、检查蓄电池电解液密度
测量电解液密度，可使用电解液密度计，如图9-2所示，吸入密度计中的蓄电池电解液密度越大，浮子升起越高。
从密度计刻度上可读出电解液密度值。
蓄电池电解液正常的密度值如表9-l所示。
图9-2测量电解液密度和温度
1-密度计2-温度计
表9-1蓄电池电解液密度
温度条件
蓄电池状态
电解液密度/g/cm3
常温下
放电
1.12
半充电
1.20
全充电
1.28
在热带地区
放电
1.08
半充电
1.14
全充电
1.23
若各电池槽中的电解液密度相互间的偏差不超过0.02g/cm3，可对蓄电池进行充电，以恢复其性能；若在一个或两个相邻电池槽中的电解液密度明显地下降，说明蓄电池有短路故障，应对其进行修复或更换。
3、检查蓄电池电压
蓄电池电解液密度与电压（有负荷时）结合起来，可以清楚地反映蓄电池充电的情况。
可用高率放电计来测量蓄电池电压（有负荷时），如图9-3所示。
若负载电流为110A，则最小电压不得低于9.6V。
在测试（5～10s）过程中，若电压低于规定的数值，可能为蓄电池已放完电或损坏。
图9-3测量蓄电池电压的高率放电计
三、蓄电池的充电
1、常规充电
在蓄电池充电室内不能有明火，不得吸烟，室内禁止存放精密仪器。
（1）先后拆下蓄电池的负极接线和正极接线。
（2）打开加液孔盖。
若蓄电池已冻结，应先融化。
（3）检查电解液液面高度，如电解液不足，应先补充蒸馏水。
（4）将蓄电池的正、负极与充电机的正、负极对应连接。
（5）接通充电。
充电电流是根据蓄电池的容量而定的，一般为额定容量的10％。
54A·h的蓄电池，其充电电流约为5.4A。
（6）在充电过程中应随时测量电解液温度。
若温度超过40℃，应停止充电或者减小充电电流，直到温度降低到40℃以下。
（7）每1h测量三次电解液密度和电压，直至不再上升，且所有的电解槽都开始沸腾时，停止充电。
充足电的电解液密度应为1.28g/cm3（热带地区：
1.23g／cm3），蓄电池总电压应为15.6～16.2V。
2、快速充电
快速充电应使用专用快速充电机VW1266A进行充电。
四、蓄电池故障的判断与排除
蓄电池的故障主要是因为接触点因受腐蚀引起接触不良、电线绝缘层损坏或者电气设备内部短路等造成的。
蓄电池放电故障的诊断与排除，如图9-4所示。
试灯亮试灯不亮
图9-4蓄电池放电故障的诊断与排除流程图
第二节发电机与调节器的结构与维修
一、桑塔纳2000型轿车发电机与调节器的结构
桑塔纳2000GLi型轿车采用带调节器的整体式交流发电机。
它主要由转子总成、定子总成、整流部分、风扇、元件板等组成，发电机的外观如图9-5所示。
发电机与调节器的接线图如图9-6所示。
发电机型号有长沙汽车电器厂生产的JFZ1913Z和上海汽车电机二厂生产的JFZ1813Z。
JFZ1913Z发电机的结构如图9-7所示，发电机的主要技术参数见表9-1。
图9-5交流发电机结构
l-调节器2-后罩盖3-转子4-后端盖5-定子6-轴承7-轴8-风扇9-前端盖10－V形带轮
图9-6交流发电机接线图
图9-7JFZ1913Z发电机的结构
（a）发电机总成（b）整流器总成
1-连接螺栓2-后端盖3-整流板4-防干扰电容器5-集电环6、19-轴承7-转子轴8-电刷9-“D+”端子10-“B+”端子11-IC调节器12-电刷架13-磁极14-定子绕组15-定子铁心16-风扇叶轮17-V形带18-紧固螺栓20-磁场绕组21-前端盖22-定子槽楔子23-电容器连接插片24-输出整流二极管25-磁场二极管26-电刷架压紧弹簧
桑塔纳2000型轿车整体式交流发电机与集成电路电压调节器的结构特点如下：
（1）转子集电环在后端盖内，有利于防油污和水，使电刷的工作环境改善，拆装亦方便，而且提高了工作可靠性。
（2）转子采用双面密封轴承，增加了油封工作可靠性和耐用性。
（3）定子绕组采用波绕法，减小了电机铁心端面电场的高次谐波，提高了定子的质量。
（4）发电机输出端装有滤波电容器，减小了对无线电的干扰，从而使输出波形更为平稳。
（5）转动件采用动平衡工艺，特别是爪形转子，每件都经过动平衡校正。
（6）采用11管硅整流，在三相绕组的中性点和输出端以及搭铁之间分别接一个二极管，发电机的功率增加。
（7）采用全集成电路电压调节器，并和发电机电刷架连成一个整体，提高了工作可靠性。
（8）冷却风扇采用了不等分结构，可降低高速运转时的噪声。
表9-1交流发电机技术参数
发电机型号
JFZ1913Z、JFZ1813Z
工作环境温度/℃
-40~+90
额定电压/V
14
调节器型式
集成电路式
额定电流/A
90
调节电压/V
12.5~14.5
额定输出功率/W
1200
安装方式
单挂脚
零电流转速/（r·min-1）
≤1050
质量（无带轮）/kg
5.66
开始充电转速/（r·min-1）
≤1900
比功率/（W·kg-1）
223
常用工作转速/（r·min-1）
6000
新电刷高度/mm
10
最高工作转速/（r·min-1）
15000
电刷极限高度/mm
5
磁场绕组电阻/Ω（20℃）
2.8
搭铁形式
外搭铁
1、定子
定子的功用是产生交流电，其结构如图9-8所示，由定子铁心和定子绕组两部分组成。
图9-8发电机定子的结构
1-定子铁心2、3、4、5-定子绕组引线端
2、转子
转子的功用是产生磁场，转子由转子铁心、磁场绕组、爪极和集电环组成，如图9-9所示。
图9-9发电机转子的分解图
1-集电环2-转子轴3-爪极4-转子铁心5-磁场绕组
3、整流器
整流器的功用是将三相绕组产生的交流电变为直流电，其整流二极管的特点是工作电流大、反向电压高。
发电机整流器的外形见图9-7所示，该整流器设有11只二极管，其中包括三只正二极管、三只负二极管、三只磁场二极管和两只中性点二极管。
整流器上的各元器件的安装位置如图9-10所。
图9-10JFZ1913型发电机整流元件的安装位置
（a）从后端盖一侧视（b）从前端盖一侧视
1-IC调节器安装孔（2个）2-负整流板3负二极管4-整流器总成安装孔（4个）5-中性点二极管（负二极管）6-正二极管7-磁场二极管8-防干扰电容器连接9-“D+”端子10-中性点二极管（负二极管）11-“B+”端子12-正整流板13-电刷架压紧弹簧14-硬树脂绝缘板
4、电压调节器
桑塔纳2000型轿车交流发电机配用的调节器为集成式电压调节器（称为IC调节器），具有结构紧凑，工作可靠、体积小、质量轻等优点。
IC调节器与电刷组件制成一个整体结构，并采用外装式结构，当电刷磨损或调节器损坏需要更换时，拆下总成部件的两个固定螺钉，即可取下总成，维修十分方便。
IC调节器与电刷组件总成如图9-11所示。
整体式交流发电机的内部电路如图9-12所示。
图9-11IC调节器与电刷组件
（a）右视图（b）主视图
1-IC调节器2-电刷架3-负电刷4-正电刷
图9-12整体式交流发电机电路图
1-磁场二极管2-输出整流二极管3-防干扰电容器4-IC调节器U、G-磁场绕组
二、发电机与调节器的使用与维护
（l）要定期对发电机进行维护。
维护时不必拆开前后端盖，仅需拆下防护罩便可更换电刷等易损件，并对整流元件、电容、调节器等零部件进行检查和必要的测试。
（2）蓄电池的搭铁极性必须与交流发电机的极性相一致，都是负板搭铁。
否则蓄电池将通过发电机的硅二极管大量放电，烧坏二极管。
（3）发电机运转时，禁止将发电机电枢接线柱与搭铁接线柱短路，检查发电机是否发电。
否则会使二极管烧坏或烧坏保险及线路。
（4）蓄电池正极与发电机正极之间线路的连接要牢固可靠。
在发电机高速运转时，如果充电线路突然断开，会因电压过高而击穿二极管或损坏其他电子元件。
（5）经常检查发电机V形带的张紧程度和损坏程度，发电机V形带与带轮的啮合情况（图9-13）。
发电机的动力是由发动机通过V形带传递的，发电机的V形带的布置如图9-14所示，当V形带工作不正常时，会影响发电机正常工作，使用中听到V形带发出啸叫声时，应对V形带进行检查。
检查V形带张紧度的方法是用拇指将V形带下压，其挠度在2mm（新）～5mm（旧）为合适，如不符合规定应进行调整。
一旦发现有损坏迹象要及时更换V形带。
发电机V形带挠度的调整如图9-15所示，拧松张紧卡板A和发电机上的所有紧固螺栓（至少松开一圈，紧固螺栓松开后，发电机靠自重倒向一侧），用扭力扳手转动张紧螺母B使V形带挠度符合规定数值（新带需要8N·m，旧带需要4N·m），然后用35N·m力矩拧紧张紧螺母B上的紧固螺栓将张紧螺栓紧固，用20N·m的力矩将支架紧固在气缸盖吊耳上。
图9-13检查发电机V形带啮合情况
图9-14检查发电机V形带挠度
1-曲轴正时带轮2-正时带3、7-张紧轮4-凸轮轴正时带轮5-中间轴正时带轮6-发电机V形带轮8-水泵V形带轮9-V形带10-曲轴V形带轮
图9-15调整发电机V形带挠度
A-张紧卡板B-张紧螺母
三、发电机与调节器的故障诊断与排除
1、点火开头接通时，交流发电机的指示灯不亮
（l）检查条件：
①发电机V形带的张力正常。
②蓄电池电充足。
③发电机的搭铁线接触良好。
（2）故障诊断与排除。
点火开关接通时，交流发电机的指示灯不亮故障的诊断与排除，如图9-16所示。
指示灯亮指示灯不亮
面无私指示灯亮指示灯不亮
指示灯不亮指示灯亮
指示灯亮指示灯不亮
电刷正常电刷磨损
转子正常转子断路指示灯亮
指示灯不亮
图9-16点火开关接通时交流发电机的指示灯不亮故障的诊断与排除流程图
2、转速增高时，交流发电机指示灯不熄灭
转速增高时，交流发电机指示灯不熄灭故障诊断与排除，如图9-17所示。
指示灯亮指示灯不亮
指示灯亮指示灯不亮
指示灯亮指示灯不亮
图9-17转速增高时，交流发电机指示灯不熄灭故障诊断与排除流程图
四、发电机与调节器的维修
（一）发电机的拆卸和安装
用专用扳手固定发电机V形带轮，旋下紧固螺母，发电机即可拆下，如图9-18所示。
安装发电机时可按拆卸相反的顺序进行。
图9-18发电机拆装分解图
1-V形带2-发电机3、4、5-支架
（二）发电机分解
（1）拆下前端盖连接螺栓，分解前端盖、带轮、转子、后端盖、整流调压器。
（2）拆下定子绕组端头，从后端盖上取出定子。
（3）拆下电刷架，取出电刷总成、二极管、整流子及电容器。
（4）拆下带轮固定螺母，取下带轮、半圆键、风扇、轴套，使转子和前端盖分离。
（三）发电机与调节器的检修
1、检查定子
（l）检查定子表面不得有刮痕，导线表面不得有碰伤、绝缘漆剥落现象。
（2）检测定子绕组是否断路。
如图9-19所示，用欧姆表R×1档检查绕组引线之间，应导通，否则应更换定子。
（3）检测定子绕组是否搭铁。
如图9-20所示，用欧姆表R×1档检查绕组引线和定子铁心之间，应不导通，否则应更换定子。
图9-19检测定子绕组断路故障
图9-20检测定子绕组搭铁故障
2、检查转子
（l）转子表面不得有刮痕，否则表明轴承松旷，应更换前后轴承。
集电环表面应光洁平整，两集电环之间的槽内不得有油污和异物。
（2）转子绕组是否搭铁。
如图9-21所示，用万用表检查集电环与转子之间的电阻，其数值应为∞，否则为有搭铁故障。
对于有故障的转子应更换，有条件的可对集电环或线圈进行修理。
（3）检查转子绕组是否断路及短路。
如图9-22所示，用万用表检查两集电环之间的电阻，其数值应为3～4Ω。
大于此值，表明有断路故障；小于3Ω时，说明有短路故障。
（4）转子轴与集电环的检修。
转子轴的径向圆跳动可用百分表检测，如图9-23所示，其径向圆跳动不得超过0.01mm，否则应予以校正。
集电环表面如烧蚀严重或失圆，可用车床进行修整，其最大偏摆量应不超过0.05mm，最后用细砂布抛光并吹净粉屑。
图9-21检测磁场绕组搭铁故障
图9-22检测磁场绕组断路短路故障
图9-23检测转子轴的径向圆跳动
3、检查二极管
（l）检查二极管正向电阻：
将万用表的负表笔接二极管底板上的粗螺栓，正表笔依次接与定子绕组相接的各结合点，每次测量的电阻值均应为50～80Ω。
（2）检查二极管反向电阻：
将万用表正表笔接散热架（负极），负表笔依次与各结合点相接，每次测量的电阻值均须为50～80Ω。
（３）检查励磁二极管：
将万用表负表笔接二极管底板上的细螺栓，正表笔依次接各结合点，每次测量的电阻值均须为50～80Ω。
以上各测量值若与标准不符，必须更换二极管底板。
4、检查调节器
（1）调节器的工作状态的检查。
的调节器的好坏可用蓄电池或直流电源与直流试灯来检查。
按图9-24所示，连接12V的蓄电池和直流试灯时，试灯应亮；接16～18V电压时，试灯应不亮。
否则应更换调节器。
图9-24检查调节器和工作状态
（2）调节器管压降的检测。
调节器的管压降的检测电路如图9-25所示。
接通开关SW，调节可变电阻R使电流表（A）的读数为4A时，电压表的读数应不大于1.5V。
图9-25检查调节器管压降
5、检查电刷及电刷架
（1）电刷高度的检查。
新电刷的长度为13mm，允许磨损极限为5mm,超过此极限值时应予更换。
电刷表面如有油污应用于布擦拭干净，电刷在电刷架内应滑动自如。
电刷架不得有裂纹、弹簧折断或锈蚀现象，否则应更换。
（2）电刷弹簧压力的检测。
电刷弹簧弹力的检测方法如图9-26所示，当电刷从电刷架中露出长度为2mm时，天平秤上指示的读数即为电刷弹簧压力，其值应为2~3N，弹簧弹力过小时，应更换新电刷。
（3）电刷的更换。
更换电刷可按图9-27所示进行，先将电刷弹簧和新电刷装入电刷架内，然后用钳子夹住电刷引线，使电刷露出高度符合规定数值（13mm），再用电烙铁将电刷引线与电刷架焊牢即可。
图9-26检测电刷弹簧弹力
图9-27电刷的更换方法
6、其他部件的检修
发电机壳体不得有裂纹，若轴承内缺油应更换轴承，不宜加油后继续使用。
V形带槽内不能有毛刺，以免损伤V形带。
V形带轴孔与轴的配合过盈量为0.01～0.04mm，若松旷应加工修复。
转子轴承的轴向和径向间隙不得大于0.20mm，否则应更换。
（四）发电机装复与试验
发电机可按分解的相反顺序装复，V形带紧固螺母的拧紧力矩为35N·m。
发电机装复后应进行发电试验。
试验接线方法如图9-28所示。
试验时应先用蓄电池对发电机进行励磁，其方法是当发电机转速提高时，闭合一下开关S1，然后再打开。
将发电机转速逐渐提高，当电压表的读数达到12.4～14.５V时，发电机的转速应不大于1050r／min，如读数不符合要求，应检查调节器或发电机。
图9-28发电机空载试验
1-可调速电机2-发电机3-电流表4-电压表5-可变电阻
五、桑塔纳2000GSi型轿车发电机
桑塔纳2000GSi型轿车采用的是上海法雷奥汽车电器系统有限公司生产的SA13VI型发电机，该发电机为整体式内双风叶发电机，其最大特点是在风叶设计上进行重大突破，主要是将传统的外装单风叶改为两个风叶分别固定在电机的转子极爪两侧，使发电机由单面轴向抽风改为双向轴向抽风径向排风的冷却系统，这就增强了冷却效果，为提高输出性能，缩小体积提供了有利条件。
SA13VI型发电机特点如下：
（l）能够适应发动机高速运转的需要，排除了汽车在行驶中所产生的振动而造成损坏发电机的可能性。
（2）能够有效地防止水、油类、盐雾、雨淋对整流子的浸入。
（3）采用缩小集电环的外径与选用长寿命的电刷，以提高发电机的使用寿命。
（4）采用雪崩式整流元件组成的整流桥，因此能吸收由于汽车上一些大电感性负载操作中所产生的反向浪涌电压，这对保护线路上的电子元件具有非常重要的作用。
（5）采用了内双风叶结构和其他措施，使发电机噪声降至最低。
SA13VI型发电机主要性能指标如下：
（1）额定电压为13.5V，额定电输出电流为96A。
（2）在12.7V、发动机转速6000r／min、105℃的环境下能够长期工作。
（3）最高工作转速可达18000r／min.
（4）定子外径为127mm，单机质量为5.6kg。
桑塔纳2000GSi型轿车发电机的维修可参见桑塔纳2000GLi型轿车发电机的维修方法进行。
第三节起动机的结构与维修
一、起动机的结构与技术参数
桑塔纳2000系列轿车起动机为串励直流式，主要由直流电动机、传动机构和控制装置三部分组成，其结构与分解如图9-29和图9-30所示。
起动机型号为QD1229（长沙汽车电器厂生产）和QD1225（上海汽车电机厂生产）。
起动机的额定电压为12V，额定功率0.95kw，制动时电流小于480A，最大输出转矩不小于13N·m，最大起动电流为110A。
起动机的主要技术参数见表9-2所示。
表9-2起动机技术参数
型号
QD1225、QD1229
最大输出转矩/（N·m）
≮13
额定电压/V
12
驱动齿轮齿数/个
9
额定功率/kW
0.95
压力角/（°）
12
制动电流/A
≤480
驱动齿轮模数/mm
2.1167
起动电流/A
110
质量/kg
4.7
起动机接线图如图9-31所示。
接通电火开关，由红／黑色线从点火开关“50”接线柱送至中央线路板B8结点，再通过中央线路板C18结点，引到起动机电磁开关“50”接线柱。
蓄电池正极由黑色接线与起动机“30”接线柱连接。
当点火开关处于起动位置时，起动机的电磁开关线圈电路接通，有电流通过并产生吸力，其拨叉在电磁吸力的作用下将电动机齿轮与发动机飞轮齿圈啮合，同时接通电动机电源，由电动机产生转矩带动发动机旋转。
发动机起动后，当转速超过电动机额定转速时，单向离合器打滑，以此保护电动机免受损坏。
当点火开关离开起动位置后，起动电路被切断，电动机齿轮在弹簧的作用下回位，脱离发动机飞轮齿圈，起动过程结束。
图9-29起动机结构
l-电磁开关2-轴承盖和O形密封圈3-锁片4-螺栓5-电刷端盖6-电刷架7-电动机壳体8-橡胶密封圈9-移动叉支点螺栓和螺母10-驱动端盖11-移动叉12-止推垫圈与卡环13-单向离合器14-中间轴承15-电枢
图9-30起动机分解图
l-起动机总成2-励磁绕组固定螺栓3-起动机固定螺栓4-弹性垫圈5-螺母6-端盖连接螺栓7-垫圈8-电刷架9-电刷端盖10-衬套11-垫片组件（配件成组供应）12-衬套座13-弹性垫圈14-螺钉15-垫片组件16-活动接柱的垫片组件（包括24）17-螺母18-弹簧垫圈19-电磁开关端盖20-电磁开关总成21-垫块及密封圈22-螺母23-弹性垫圈24-电磁开关活动接柱组件25-拨叉销26-拨叉27-驱动端端盖28-中间支承盘29-电枢轴驱动齿轮衬套30-止推垫圈31-驱动齿轮与单向离合器32-励磁绕组33-电刷34-电刷弹簧35-弹簧36-电枢37-螺栓
图9-31起动机接线图
l-点火开关2-红色线3-红/黑色线4-红色线5-蓄电池6-红-黑色线7-黑色线8-电磁开关9-定子10-转子11-起动机总成12-小齿轮13-滚柱离合器14-移位拔杆15-回位弹簧16-中央线路板
（一）直流
升级会员 