课题二 汽车交流发电机分解.docx

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课题二汽车交流发电机分解

任务二、汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验

汽车交流发电机

一、工作任务

汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验

二、任务描述

在此项工作任务中主要使学生掌握汽车交流发电机及其调节器的拆检与试验、电器布置图、电气安装接线图及处理常见故障的能力。

学生接到安装和检修任务后，应根据任务要求，准备工具和材料，做好工作现场准备，严格遵守作业规范进行施工，安装完毕后进行自检，填写相关表格并交检测指导教师验收。

按照现场管理规范清理场地、归置物品。

三、任务要求

1．掌握交流发电机及其调节器的构造，掌握交流发电机的拆装方法。

2．掌握交流发电机的电气原理图和电气接线图。

3．掌握用万用表对交流发电机解体前后的部件及总成的检查方法。

4．掌握在万能试验台上对交流发电机技术性能的测试方法，正确进行交流发电机及其调节器的检测与试验。

四、能力目标

1．掌握交流发电机及其调节器的构造，掌握交流发电机的拆装方法。

2．掌握交流发电机的电气原理图和电气接线图。

3．掌握用万用表对交流发电机解体前后的部件及总成的检查方法。

4．掌握在万能试验台上对交流发电机技术性能的测试方法，正确进行交流发电机及其调节器的检测与试验。

5、各小组发挥团队合作精神，学会机床故障检修的步骤、实施、成果评估。

五、任务准备

（一）组织教学：

1、清点学生人数，登记考勤。

2、说明本节教学目标和学习方式、布置学生学习任务。

3、检查场地设备的安全状况，强调安全操作。

4、每组6人，分四组，每组选一个组长，各配汽车交流发电机。

5、座位安排：

每组围着发电机坐好，中间预留空位让各组同学发言。

（二）复习旧课：

1、蓄电池的正确使用：

（1）不要连续使用起动机。

每次起动的时间不得超过5秒，如果一次未能起动，应停顿15秒以上再作第二次起动，连续三次起动不成功者，应查明原因，排除故障后再起动发动机。

（2）安装和搬运蓄电池时，应轻搬轻放，不可敲打或在地上拖拽。

蓄电池在汽车上应固定牢靠，以防行车时振动和移动。

（3）冬季使用的注意事项：

1）冬季使用蓄电池时，应特别注意保持其处于充足电状态，以免电解液密度降低而结冰。

2）冬季补加蒸馏水，应在充电前进行，以便蒸馏水较快的与电解液混合而不致结冰。

3）冬季蓄电池容量降低，因此在启动冷态发动机前，应进行预热，以减少起动阻力距。

4）冬季气温低，充电较困难，因此可以适当调高调节器的调节，以改善蓄电池的充电状态，但仍需避免过量充电。

（4）要经常检查蓄电池电解液的液面高度，如发现电解液不足，要及时进行补充。

（三）导入新课：

汽车交流发电机是汽车上的供电电源，它工作后不仅给汽车上的用电设备供电，同时还具有着为蓄电池充电的功能。

新课内容：

1、发电机的作用：

在发动机怠速以上运转时，向除起动机以外的所有用电设备供电，同时还向蓄电池充电。

2、汽车发电机组成：

由一个三相同步交流发电机、硅二极管组成的整流器。

（1）三相同步交流发电机：

转子总成、定子总成、传动带轮、风扇、前后端盖、电刷等部件组成。

1）转子作用：

产生磁场。

转子组成：

转子轴、励磁绕组、爪极、集电环。

2）定子作用：

输出交流电。

定子组成：

定子铁心、定子绕组。

3）电刷内搭铁式：

搭铁电刷的引出线用螺钉直接固定在后端盖上。

电刷外搭铁式：

电刷的引出线接到与机壳绝缘的接线柱上。

4）整流器的作用：

把三相同步交流发电机产生的三相交流电变成直流电。

整流器的组成：

正极管→中心引线为二极管的正极，外壳为负极，在管壳底上一般标有红色标记。

负极管→中心引线为二极管的负极，外壳为正极，管壳底部一般有黑色标记。

3、交流发电机的工作原理：

（1）发电原理：

当外加的直流电压作用在励磁绕组两端点的接线柱之间时，励磁绕组中便有电流通过产生轴向磁场。

当转子旋转时，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流电动势。

电动势的大小与转子的转速和磁极的磁通成正比。

（2）整流原理：

当给二极管加上正向电压时，二极管导通，呈现低阻状态。

当给二极管加上反向电压时，二极管截止，呈现高阻状态。

4、发电机的励磁方式：

开始发电时，由于二极管死区电压的存在，需先由蓄电池供给励磁电流。

当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由他励转变为自励。

5、低速时发电状态：

由于转子的爪极剩磁软弱，所以发电机在低速运转时，加在硅二极管上的正向电压也很小，此时二极管的正向电阻较大，较弱的剩磁产生的很小的电动势很难克服二极管的正向电阻，使电压不能建立起来，所以发电机必须与蓄电池并联起来。

检查蓄电池的放电情况，若发现容量不足，应及时充电。

6、电压调节器的作用：

在发电机转速变化时，自动控制发电机电压，使其保持恒定，防止发电机电压过高而超坏用电设备和导致蓄电池过量充电，同时也防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。

7、电压调节器的种类：

电磁振动式、晶体管式、集成电路式。

8、晶体管调节器工作原理：

（1）当发电机电压较低的情况下，分压器中间O点电压也降低，此时稳压管处于截止状态，此状态经放大器放大，给三极管的基极一个高电位信号，使三极管导通，励磁电流可以通过三极管流入发电机励磁绕组，使发电机电压上升。

（2）当电压上升到调节器电压调整值时，O点电压升高至稳压管的击穿电压，稳压管被击穿，此信号经放大器放大后给三极管一个低电位信号，使三极管截止，切断了励磁电流。

9、磁场线圈内搭铁式：

调节器装在发电机与点火开关之间，发电机励磁绕组有一端搭铁。

磁场线圈外搭铁式：

调节器装在发电机励磁绕组与搭铁之间，发电机励磁绕组无搭铁端，调节器控制励磁绕组搭铁。

这两种形式的发电机与调节器不能互换，否则会造成发电机电压失调或不发电。

调节电压为13.8-14.6V之间。

10、万用表种类：

指针式和数字式。

数字式使用过程：

（1）信号频率的检测：

频率档FREQ

（2）温度的检测：

温度档TEMP

（3）闭合角的检测：

气缸数的闭合角DWEL

（4）占空比的检测：

占空比测量，DUTY、CYCLE。

被测电路一个工作循环中脉冲信号所保持时间的相对百分数。

（5）转速的测量：

转速档RPM

（6）起动电流的测量：

400MV挡

（7）氧传感器的检测：

4V挡按动DC∕AC按钮置于CD状态。

11、汽车电源系统电路组成：

蓄电池、交流发电机、调节器、电流表、充电指示灯继电器及充电指示灯等。

12、充电指示灯控制电路图：

充电指示灯控制方法：

第一种,利用交流发电机中性点电压，通过继电器和电子控制进行控制；第二种,利用交流发电机输出端电压，通过电子控制器进行控制；第三种，利用九管交流发电机进行控制。

13、利用中性点电压，通过充电指示继电器控制过程：

（1）起动时接通点火开关S，充电指示灯HL亮，表示不充电。

其电路为：

蓄电池“十”极→电流表→点火开关→充电指示灯→接线柱→上銜铁→常闭触点→搭铁→蓄电池“一”极。

与此同时，电流从蓄电池“十”极→电流表→点火开关→接线柱→连接线→磁轭及衔铁→触点→磁场接线柱→励磁绕组→搭铁→蓄电池“一”极，构成回路。

（2）起动后，发电机电压升高，由他励进入自励。

当电压达到充电电压时，在发电机中性点电压作用下，线圈的吸力使继电器动作，K1闭合，K2打开，使充电指示灯熄灭，表示蓄电池开始充电。

同时，K1闭合，将调节器磁化线圈电路接通.。

14、电压调节器的正确使用过程：

（1）调节器与发电机的电压等级必须一致，否则电源系统不能正常工作。

（2）调节器与发电机的搭铁形式必须一致。

（3）交流发电机的功率不得超过调节器设计时所能配用的交流发电机的功率。

（4）线路连接必须正确。

（5）配用双级电磁振动式调节器时，应特别注意：

当接查充电

系统的故障时，在没有切断发电机与调节器的连接线以前，不

允许将发电机的B与F短接，否则将会烧坏调节器的高速触点。

（6）调节器必须受点火开关控制，一旦接通电源，调节器中控

制磁场电流的大功率管在发电机输出电压低于蓄电池充电电压

时就始终导通。

（7）汽车停驶时，应将点火开关断开。

（四）实习教学过程：

1、主要结构

普通交流发电机主要由转子、定子、电刷与电刷架、风扇、皮带轮和前后端盖等部件组成。

图2-1是交流发电机的结构示意图。

图2-1

2、实操示范教学过程

实训操作步骤及要点

（1）硅整流交流发电机的不解体检测

外部检查：

检查交流发电机端盖有无破裂，各接柱有无松动；用手转动发电机转子，检查转动是否灵活自如，不应有卡滞和异响。

交流发电机各接柱的电阻测量：

用万用表检测发电机各接线端子间的电阻，应与规定相符，将测试结果填入实训报告并分析。

表2-1 常见交流发电机各接线柱间的阻值

硅整流交流发电机型号

“F”与“E”间（Ω）

“B或A”与“E”间（Ω）

“N”与“E”间（Ω）

正向

反向

正向

反向

JF11、13、15、21、132N

5～6

40～50

>10K

10左右

>10K

JFW14（无刷）

3.5～3.8

夏利JFZ1542

2.8～3.0

桑塔纳JFZ1913

2.8～3.2

65～80

>10K

说明：

指针式万用表型号不同，测得“B”与搭铁的阻值略有不同。

（2）硅整流交流发电机的拆解及清洗

1．拧下电刷组件的两个固定螺钉，取下电刷组件；

2．拧下后轴承盖的三个固定螺钉，取下后轴承防尘盖，再拧下后轴承处的紧固螺母；

3．拧下前后端盖的连接螺栓，轻敲前后端盖，使前后端盖分离；

4．从后端盖上拆下定子绕组端头，使定子总成与后端盖分离；

5．拆下整流器总成；

6．拆下皮带轮固定螺母，从转子上取下皮带轮、半圆键、风扇和前端盖；

7．用布或棉纱蘸适量清洗剂擦洗转子绕组、定子绕组、电刷及其它机件。

（3）硅整流交流发电机的检修

1）．转子检修

（1）转子绕组检修

①如图2-2所示，用万用表R×1档检测两集电环之间电阻，应与标准相符。

若阻值为“∞”，说明断路；若阻值过小，说明短路。

           图2-2    图2-3 

表2-2 常见交流发电机转子绕组（激磁绕组）的电阻阻值表

发电机型号

JF11

JF13

JF152

JFW17

桑JFZ1913

JF22

JF25

转子绕组的阻值（Ω）

5.3

5.3

5.5

5.3

2.7～3.2

18

20

②如图2-3所示，用万用表电阻R×1K档检测集电环与铁心（或转子轴）之间的电阻，应为“∞”，否则为搭铁。

③断路应焊修或更换转子总成，短路和搭铁应更换转子总成。

（2）集电环检修

　①集电环表面应平整光滑，若有轻微烧蚀，用“00”号砂布打磨；烧蚀严重，应在车床上精车加工。

②用直尺测量集电环厚度，厚度不小于1.5mm，否则应更换。

③用千分尺测量集电环圆柱度，集电环圆柱度不超过0.025mm，否则应精车加工。

（3）转子轴检修

　　如图2-4所示，用百分表测量转子轴摆差，电枢轴径向摆差不超过0.10mm，否则应予校正。

（4）电刷的检修：

电刷磨损后不得超过原高度的1/2；当电刷从电刷架中露出长度2mm时，电刷弹簧力一般为2～3N。

2）．定子检修

（1）定子绕组短路检修

　通过台架试验测其输出功率或通过示波器测其输出电压波形进行判断。

各种故障的端电压波形如图2-5所示。

若短路应更换定子绕组或定子总成。

图2-5 定子绕组及整流装置的各种故障的输出电压波形

（2）定子绕组断路检修

　如图2-6所示，用万用表R×1档检测定子绕组三个接线端，两两相测，阻值应小于1Ω，若阻值为∞，说明断路。

断路故障应用35W220V的电烙铁焊接修复，若不能修复，应更换定子绕组或定子总成。

（3）定子绕组搭铁检修

　如图2-7所示，用万用表电阻最大档检测定子绕组接线端与定子铁心间的电阻，应为∞，否则说明有搭铁故障。

有搭铁故障应更换定子绕组或定子总成。

      　        图2-6     图2-7 

3）．检查整流器

检查二极管好坏

将万用表的两测试棒接于二极管的两极测其电阻，再反接测一次，若电阻值一大（10kΩ）一小（10～15Ω），差异很大，说明二极管良好。

若两次测量阻值均为∞，则为断路；若两次测得阻值均为0，则为短路。

对焊接式整流二极管来说，只要有一只二极管损坏，则需更换该二极管所在的正或负整流板总成；若为压装结构，则只需更换故障二极管即可。

二极管的极性判别

常用的万用表有机械式和电子式两种，机械式万用表检测方法是：

将万用表的正测试棒（红色）接二极管引出极，负测试棒（黑色）接二极管的另一极，测其电阻。

若阻值大于10KΩ，则该二极管为正极管；若阻值为10～15Ω，则该二极管为负极管。

整体式整流器的检查

　　以夏利轿车JFZ1542型整体式交流发电机为例说明，如图2-8所示。

当检测负极管时，先将与万用表（R×1档）电源正极相连的表笔接“E”端（图中有三个部位），与电源负极相连的表笔分别接P1、P2、P3、P4点，万用表均应导通，如不通，说明该负极管断路，则应更换整流器总成；再调换两表笔检测，万用表应不导通，如导通，说明该负极管短路，亦需更换整流器总成。

   当检测正极管时，先将与万用表内电源负极相连的表笔接整流器端子“B”；另一只表笔分别接P1、P2、P3、P4点进行检测，万用表均应导通，如不通，说明该正极管断路，则应更换整流器总成；再调换两表笔检测部位进行检测，此时万用表应不导通，如导通，说明该正极管短路，亦应更换整流器总成。

      图2-8 整体式整流器的检查

4）．检查电刷组件

（1）外观检查

电刷表面应无油污，无破损、变形，且应在电刷架中活动自如。

（2）电刷长度检查

如图2-9所示，用游标卡尺或钢板尺测量电刷露出电刷架的长度，应与规定相符。

 图2-9 电刷长度的检查         图2-10电刷弹簧压力的测量  

电刷弹簧压力测量

如图2-10所示，用天平秤检测电刷弹簧压力应与规定相符。

5）．其它零件检查

检查发电机各接线柱绝缘情况，发现搭铁故障应拆检；检查轴承轴向和径向间隙均应不大于0.20mm，滚珠、滚道无斑点，轴承无转动异响；检查前后端盖、皮带轮等应无裂损，绝缘垫应完好。

6）硅整流交流发电机的装复

首先向轴承中填充2/3的润滑脂，再按拆解的反顺序装复：

（1）将前端盖、风扇、半圆键和皮带轮依次装到转子轴上，并用螺母紧固；

（2）将整流板、定子绕组依次装入后端盖；

（3）将两端盖装合在一起，并拧紧联接螺栓；

（4）拧紧后端盖轴承紧固螺母，装好轴承盖；

（5）装电刷组件；

（6）装复后，转动发动机皮带轮，转子转动平顺，无摩擦及碰击声。

7）硅整流交流发电机的试验

1．空载电压的试验

（1）将发电机紧固在汽车电器万能试验台的龙门夹具上，调整升降夹具，使发电机与调速电动机主轴同心，选用合适的六方套筒、橡皮接头将发电机与调速电动机连接，并用手转动电动机，观察电动机与发电机是否同心。

（2）如图2-11所示连接好电路。

    图2-11 交流发电机空载试验接线图（a-示意图；b-原理图）

①用附件F4将39与电枢磁场接头相连。

②用附件F5连接试验台上的插座40、41。

③旋转调速电动机的转换开关27至低速位置，此时调速电动机指示灯21点亮，并将转速表量程控制开关65相应拔至低速位置。

顺时针摇转电动机调速手轮，使检视孔内箭头向右偏移，观察转速表13所指示的电动机转速，当转速升至700-800r/min时，将附件F5从35和37插座拔下，此时发电机转为自励空载状态，电动机转速将略有下降。

顺时针摇转调速手轮，使转速缓慢上升，同时观察电压表12，当电压达到额定电压值14V时，停止升速，记录转速表13所指示的转速，填入实训记录表中。

表2-4 常见交流发电机空载试验和负载试验的技术标准对照表

发电机型号

额定数据

达到额定电压时的转速不大于（r/min）

达到额定电流电压时的转速不大于（r/min）

功率（W）

电压（V）

电流（A）

JF11

350

14

25

1000

2500

JF1518

500

14

36

1150

2500

JFW17

750

14

36

1150

2500

JFZ1913

1200

14

90

1050

6000

2．负载电流的试验（接着空载电压的试验进行）

（1）将调速电机转换开关调至高速，将可变电阻手轮逆时针摇转到底，让发电机自激发电的步骤同上；

（2）提高电动机转速，当电压表读数达到发电机额定电压时，用附件F5连接“37”和“38”插座，让发电机带负载；

（3）逐步提高电动机的转速，注意观察电压表的读数达到14V时，停止升速；

（4）顺时针摇转可变电阻手轮，使电阻减少，负载电流增加。

此时观察电压表读数，将逐步降低，当降低至13V左右时，停止转动可变电阻手轮；

（5）重复（3）、（4）步骤，直到电压达到额定值，输出电流达到额定值，记录此时的转速表读数，测试完毕后停机。

8）交流发电机调节器的试验

 1、低载电压试验

（1）将一性能良好的交流发电机固定在万能试验台上，将被测电压调节器按图2-12所示与电机连接；

（2）将可变电阻手轮反时针摇转到底（电阻值最大），转换开关调至高速档，起动调速电动机；

（3）按负载电流测试方法使发电机自激发电；

（4）逐步提高电动机转速至3000r/min；

（5）顺时针摇转可变电阻手轮，使负载电阻减少，当发电机的负载电流增加至4-6A时，并保持调速电机3000r/min；

（6）记录此时的电压表读数，此值即为调节器低载电压。

（其标准值为13.2-14.2V）分析该电压调节器的技术性能。

         图2-12调节器低载、半载电压试验接线图

2、半载电压试验

（1）重复低载电压测试中的

（1）、

（2）、（3）、（4）步骤；

（2）继续顺时针摇转可变电阻手轮，使发电机负载电流增大至15A时，并保持转速在3000r/min；

（3）记录此时的电压表读数，此值即为电压调节器半载电压（其标准值为12.2-13.2V），并进一步分析电压调节器的技术性能。

（五）评分标准：

（1）任务没在规定时间内完成，视情况扣10-30分。

（2）任务完成效果不理想，视情况扣10-20分。

（3）出现安全隐患，视情况扣1-10分。

（4）组内同学没有协作精神，没有互相帮助视情况扣1-10分。

（5）组内同学学习积极性不够浓厚，不专心，视情况扣1-10分。

（6）不遵守课堂纪律，玩手机或睡觉等，视情况扣1-10分。

（六）巡回指导：

（1）定期检查学生的工具使用方法和操作过程。

（2）巡视每个学生操作是否正确和操作是否规范。

（3）经常检查在实习过程中是否存在安全隐患，即时排除。

（4）即时纠正学生在操作中错误实习和练习。

（七）课堂小结：

（1）点评同学们的表现，表现同学的团结协助精神。

（2）指出存在的错误操作，分析产生原因，提出预防改进措施。

（3）总结文明生产，安全操作情况，提出可能存在的安全隐患。

（4）总结课堂实习的纪律情况。

（5）提醒同学实习操作时要注意的一些事项。

（八）布置实训内容：

（1）检查各组发电机拆卸过程操作过程。

（2）综合练习，对后进生加强辅导。

（3）每个同学都要进行发电机的拆装与检修测试，检查同学们的掌握情况。

发现问题及时纠正。

（九）外围设备、工具的准备

为完成任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供借用工具清单。

表2-5电工技术工作站借用工具清单

容量

名称

数量

借出时间

学生签名

归还时间

学生签名

管理员签名

1

2

3

4

（十）材料的准备

为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供领用材料清单。

表2-6电工技术工作站借用材料清单

序号

名称（型号、规格）

数量

借出时间

学生签名

归还时间

学生签名

管理员签名

1

2

3

4

5

（十一）团队分配的方案

将学生分为5个小组，每个实验台为1组，根据实验台得要求，每组6人，每组指定1人为小组长、2人为材料管理员，小组长负责组织本组相关问题的计划、实施及讨论汇总；材料管理员负责材料领取分发、填写各组员工作任务实施所需材料的相关记录表。

六、制定工作计划

还等什么?

赶快决策出工作计划并实施它

六、任务实施

（一）为了更好的完成任务，你可能需要回答以下资讯

1、集成电路调节器可分为__________电压检测法和_________电压检测法，检测是为了调节器电压采样。

2、硅整流发电机转子线圈的电阻值，可用___________测量，其正常阻值为_________,测得的阻值小于正常值说明___________,大于正常值说明有___________等故障。

3、汽车用的硅整流发电机是由一台_________和一套__________组成的硅整流器所构成的。

4、硅整流发电机整流器的作用是将定子绕组产生的_______电变为______电。

（二）认识天籁发电机的结构与原理

1、发电机的结构

（1）根据任务要求写出发电机转子零部件构造名称。

（2）根据任务要求写出定子零部件名称。

（3）根据任务要求写出整流器零部件名称。

（三）填写任务实施记录

（四）填写维修现场记录

序号

故障现象

故障原因

排除方法

1

2

3

表2-4故障分析及排除方法

（五）填写维修记录单

表2-5维修记录单

班组名称

维修时间

设备名称

维修人

维修时段

时分----时分

现场

故障

现象

解决方法

维修结果

更换部件

部件名称

型号规格

数量

单位

备注

七、任务评价

（一）成果展示

各小组派代表上台总结完成任务的过程中，学会了哪些技能，

发现错误后如何改正，并展示成果电路，在老师的监护下通电试验效果。

（二）学生自我评估与总结。

（三）小组评估与总结。

（四）教师评估与总结。

（五）各小组对工作岗位的“6S”处理

在小组和教师都完成工作任务总结以