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发电机为什么能给电瓶充电?

2019-12-20 14:28 作者:净睿自助洗车机

汽车充电系统由发电机、蓄电池、电压调节器、充电指示灯和相关的导线等共同组成,它们之间的连接关系如下图,各元器件的功能及系统工作原理如下。

1、发电机:发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正常运行期间,发电机向除起动机之外的其它用电设备供电,并向蓄电池充电。也就是说,当发动机正常运转时,汽车上几乎所有的电能都是由发电机提供的;当电量有剩余时,发电机会向电瓶充电。一般汽车发电机的功率是0.8~1.5千瓦,可以满足大多数情况下汽车的用电需求,当发电量不足时由蓄电池补充。有些小排量的发动机,当发电机发电量较大、负荷较高时,发动机会由于负荷增大而抖动,此时的发动机会自动提高转速来增强发动机动力。

汽车上所用的发电机大多为硅整流三相交流发电机,它以硅二极管为整流器,将交流电转变成直流电。它的主要结构是由转子、定子、电刷与滑环机构、三相桥式整流器、轴承、风扇和前后端盖等组成,其中转子用来产生磁场,定子用来发出电流,整流器将三相交流电转变成直流脉动电压。发电机的发电量随发动机转速升高而增大。

2、蓄电池:蓄电池就是我们俗称的电瓶,它是汽车上最大的电气设备,它的主要作用是在发动机起动时,向起动机、点火系统等主要用电设备供电;在发动机不运行或低速运行时,向各种用电设备供电;当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力时,蓄电池协助发电机向各种用电设备供电;另外蓄电池还有稳定供电系统电压的作用,它相当于一个大电容,可以吸收电路中瞬间的过电压,以保护用电设备。

很多人都以为蓄电池是汽车上的主电源,其实并不是,发电机才是汽车上真正的电源。当发动机正常工作时,发电机的输出电压高于汽车蓄电池的电压,发电机向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电;而蓄电池只有在发动机起动时,才用其内部存储的电能驱动起动机工作,平时它都是做为一个用电器存在的。

3、电压调节器:电压调节器的作用是用来调节发电机的输出电压,使发电机的输出电压保持在13.8-14.4伏之间。因为发电机的输出电压是随发动机的转速的升高而升高的,如果发动机转速过高,导致发电机输出电压过高,会烧毁汽车的电气系统及一些精密的电子元件。有了电压调节器,就可以避免这些问题。现在汽车上的电压调节器都是电子式的,多数集成在发电机内部,只有少部分是外置式的。绝大多数的发电机故障都是由于电压调节器故障引起的。

4、充电指示系统:充电指示系统主要指仪表盘上的电压表或充电指示灯,它们用于指示发电机的工作状态是否正常。如果汽车在行驶中出现充电指示灯点亮或电压表指针低于24V,表示发电机不充电或充电量过低,需要检修充电系统。

汽车充电系统的工作原理如下:当我们打开点火开关时,蓄电池会向发电机转子提供励磁电流,转子产生磁场;随后发动机启动,带动发电机运转,定子绕组切割转子绕组的磁力线,产生三相交流电流,经过硅整流后变成直流电向外输出;此时由于发电机转速较低,它的励磁电流是由蓄电池提供的,这种情况称为“它励”,随着发电机转速越来越高,发电量越来越大,转子绕组的电流就由发电机自身发出的电流来提供,这种情况称为“自励”。

当发动机正常工作后,发电机也随发动机高速运转,发出电能提供给汽车的用电设备使用,多余的电能用来给蓄电池充电。当蓄电池充满后,电压调节器断开转子的励磁电流,发电机停止发电;当蓄电池电压降低到一定数值时,电压调节器重新接通励磁电流,发电机恢复发电。这个过程周而复始的反复进行,既能保证汽车电气设备的正常工作,又能让蓄电池始终处于充满电的状态。为了保证汽车在低速时也能发电,一般发电机的转速是发动机转速的2.5~3倍,所以即使发动机处于怠速状态下,发电机也能正常发电。

汽车充电系统的常见故障有不充电、过充电以及充电不足等,故障原因无非是两种:线路接触不良,发电机自身故障。一般来说,现在的发电机都是高度集成式的,一般情况下都无法拆解维修,只能整体更换。汽车充电系统在使用过程中,不得用发电机输出端瞬时接地(搭铁)的方法(试火法)来判断发电机是否发电,也不得在发电机高速运转时拆下蓄电池等主要用电设备,以免产生浪涌电压击穿精密电子元件。在日常维护中,要经常检查发电机与蓄电池之间的连线,保证连接牢固可靠,接头处无锈蚀;此外还要经常检查发电机皮带的张紧程度,如果皮带过松会造成发电机转速过低发电量不足,如果皮带过紧容易造成皮带和发电机轴承的损坏。

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