汽车检测技术-7章-汽车电源和起动机故障诊断.ppt

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1、第七章 汽车电源和起动机故障诊断,第一节 汽车蓄电池及其故障诊断 一、汽车蓄电池的作用、类型和结构 1汽车蓄电池的作用 蓄电池既能将化学能转换为电能，也能把电能转换为化学 能，是一种可逆低压直流电源。汽车上装用蓄电池的作用是: 发动机起动时，向起动机、仪表和点火系统供电; 发动机低速运转时，发电机电压较低，蓄电池向用电设备 和发电机磁场绕组供电; 发动机中、高速运转时，把发电机供给用电设备后的剩余 电能转换为化学能存储起来; 发电机负载增多或过载时，与发电机一起向用电设备供电; 稳定电源电压，保护电器部件,2汽车蓄电池的结构 汽车上使用最广泛的是起动型铅酸蓄电池。 铅酸蓄电池由正负极板组、隔板

2、电解液、外壳等部分组成，见图71所示。正、负极板组是蓄电池的基本部件，正极板焊接在同一横板上构成正极板组，负极板焊接在另一横板上构成负极板组，正、负极板相互插在一起，使每片正极板都在两片负极板之间，并以隔板隔开。 负极板上所填充的活性物质(指能参加电化学反应的物质)为多孔性海绵状铅，正极板上填充有细小结晶二氧化铅。电解液由高纯度的硫酸和蒸馏水按比例配制而成。铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入两组铅制极板而构成的电能储存器。 汽车用铅酸蓄电池由6个单格电池串联而成，每个单格电池的标称电压为2V。使用12V电系的汽车装用一只电池，而使用24V电系的汽车则装用2只,图7-1铅酸蓄电池的结构 1-

3、塑料电池槽 2-塑料电池盖 3-正极柱4-负极柱 5加液孔螺塞 6-穿臂连条7-汇流条 8负极板 9-隔板 10-正极板条,3汽车蓄电池的类型,汽车用铅酸蓄电池按性能可分为湿荷电蓄电池、干荷电蓄电池和免维护蓄电池三类。 (1)湿荷电蓄电池 指加注电解液后才能保存充电过程中所得电量的蓄电池。 (2)干荷电蓄电池 指在末加注电解液状态下，能在较长时间内保存制造过程中所得电量的蓄电池。 (3)免维护蓄电池 指在有效使用朋内无须添加蒸馏水等维护工作的蓄电池，简称的F蓄电池。 干荷电蓄电池加足电解液后，静放2030mmn即可使用，不需初充电工序;免维护蓄电池除无须维护(主要指使用中不需补加蒸馏水)外，还

4、具有自放电少、耐过充电性能好、使用寿命长的优点。现代汽车普遍采用干荷电蓄电池和免维护蓄电池,额定容量是表征蓄电池充、放电能力的重要指标。蓄电池的额定容量用20小时率额定容量表示。GB5008I一1991起动用铅酸蓄电池技术条件规定:将充足电的新蓄电池在电解液温度为(25土5) 条件下，以20小时率放电电流(即005C20A，C20为蓄电池的标称容量数)连续放电至单格电池平均电压降到175V时输出的电量，称为蓄电池的额定容量。额定容量的单位为Ah，一般标在蓄电池的外壳上,二、铅酸蓄电池的常见故障及其原因,蓄电池的电气性能、使用寿命和故障类型，不仅取决于蓄电池的结构因素，还与使用条件和维护情况密切

5、相关。汽车用铅酸蓄电池的常见故障如下: (1)内部短路 蓄电池正、负极板间直接接触或被其他导体搭接使之短路的故障称为内部短路。内部短路的蓄电池，极板间通过短路点直接放电而消耗电能，除蓄电池容量变小外，充电时电压上升缓慢，难以达到规定的终止电压。 内部短路故障的形成原因主要有:隔板破损、脱落的活性物质沉积在极板组底缘或粘附在负极板上缘、极板组严重弯曲等。 (2)正极板活性物质脱落 在使用过程中，由于正极板上的活性物质脱落而使蓄电池容量逐渐降低。电解液密度过高、温度过低、充放电电流过大等都会使脱落速度加快;蓄电池制造质量的高低、汽车行驶中的振动、电解液结冰等也是影响活性物质脱落的重要因素,3)正极

6、板弯曲 在使用中，若蓄电池经常以大电流放电，因极板表面各部位的电流密度不同而使各部位活性物质转变为硫酸铅的量不同，由于硫酸铅膨胀系数大从而使极板各部位的体积膨胀量不同，引起极板弯曲。正极板弯曲严重时会迫使负极板随之弯曲。 (4)极板硫化 蓄电池极板上生成白色粗晶粒硫酸铅的现象称为极板硫酸铅硬化，简称为极板硫化。粗晶粒硫酸铅导电性能差，正常充电时很难还原为二氧化铅和海绵状铅。因此充电时电解液密度上升很慢，温度却上升很快，即过早出现 沸腾现象;同时，由于粗晶粒堵塞活性物质孔隙，阻碍电解液渗透和扩散，使内阻增大。由于内阻大，放电时电压急剧下降，不能持续供给起动电流;充电时，单格电池的充电电压高达28

7、V以上。极板硫化主要在负极板上发生,极板硫化的主要原因为: 1)蓄电池长期充电不足或放电后充电不及时 正常放电时，极板上形成的硫酸铅晶粒较小，导电性和还原性均较好。蓄电池长期处于放电状态时，极板上的部分硫酸铅将溶解，温度越高则溶解度越大，温度降低后则溶解度随之减小，以致出现过饱和现象，部分硫酸铅从电解液中析出并再结晶成粗晶粒硫酸铅附在极板表面使之硫化。 2)蓄电池电解液液面高度过低 电解液液面高度过低时，极板露出液面部分与空气接触而氧化，氧化部分与波动的电解液接触，便会在极板上部逐渐形成粗晶粒硫酸铅硬化层。 3)电解液密度过高或电解液不纯 避免蓄电池极板硫化的主要措施是保持蓄电池经常处于充足电

8、状态。对于硫化不严重的蓄电池，可采用去硫充电法进行充电予以排除。硫化严重的蓄电池只能报废。 (5)极板栅腐蚀 极板由栅架和活性物质组成，栅架一般由铅钙合金或铅钙锡合金浇铸而成。在使用过程中，极板栅架逐渐氧化腐蚀直至报废。极板腐蚀后，强度降低，出现变形或活性物质脱落现象，甚至发生折断。 电解液中混入有害酸类(如硝酸)和有机盐类、电解液密度过高、蓄电池长时间过充电等是引起极板栅早期腐蚀的主要原因,6)单体电池极性颠倒 若电池组中某单体电池容量过低，放电时便会先放完所储存的电量;电压降至远低于其他单体电池。此时，电池组继续放电过程中，该单体电池会被其他单体电池反充电，把原来的正极板变为负极板，原负极

9、板变为正极板，从而使电池组的电压迅速下降。 末能发现并排除电池组中个别单体电池的故障(如内部短路、活性物质脱落)或充电时电极接反是造成极性颠倒的主要原因。 (7)自放电 蓄电池所储存的电量随存放时间增长而逐渐下降的现象称为自放电。 自放电是由于极板上的活性物质慢慢与电解液发生化学反应生成硫酸铅引起的。电解液不纯(含铁、铜、锰、砷、镍以及硝酸、盐酸、醋酸或其他有机物)，存放温度过高等，都会加速蓄电池的自放电。 除以上故障外，蓄电池外壳破裂、封口剂开裂和极桩断头等都是常见的外部机械损坏故障,三、蓄电池的一般检查,1.外观检查 蓄电池外观检查的内容包括:外壳破裂，封口剂开裂、连条断裂和极桩损坏等。

10、2电解液密度检查 配制铅酸蓄电池电解液的材料为高纯度的硫酸和蒸馏水，两者配制成的电解液密度一般在1.211.30之间，可根据蓄电池的用途、工作环境温度而选用不同密度的电解液。起动用铅酸蓄电池要求重量轻，又要求瞬时放电能力强，故采用浓电解液，选用的电解液密度范围为1.261.29g/cm(全充电状态)。 我国南方气温高，应选用密度较低的电解液;北方全年温差变化大，夏季与冬季应选用密度不同的电解液，见表71所示。不同电解液密度的配制比例见表7-2,表71,表7-2电解液密度的配制比例,在放电过程中，正、负极板上的活性物质与电解液中的硫酸作用生成硫酸铅，电解液中硫酸成分减少，密度降低，见表7-3所示

11、因此，可以根据电解液密度与放电程度的关系判断蓄电池的放电程度。 表7-3 电解液密度随放电程度的变化,蓄电池电解液的密度可用吸式密度计检测，检测方法如图7-2所示。检测时先压扁密度计的橡皮球，并把密度计的橡皮吸管插入电解液中，然后缓慢松开橡皮球，电解液被吸入玻璃管直至管内浮子浮起，此时浮子与液面相交处的刻度即为电解液的密度（20,图7-2电解液密度测量,3放电程度检查,1)密度法 把测得并经校正的电解液密度与充电后配制好的密度值与表73比较，即可知蓄电池的放电程度。 (2)放电叉法 若不知蓄电池充电后配制的电解液密度值，可采用高率放电叉测量各单格电池在大电流放电时的电压值，以判断蓄电池的放电

12、程度。 检查时，应旋掉注液口盖，把放电叉的两尖抵牢同一单体的两个极柱，当指针稳定时(应能稳定3-5s)，迅速读数并移开放电叉，见图7-3所示。测出的电压读数与放电程度间的关系见表7-3,图7-3用放电叉检查单格电池电压,3)蓄电池测试仪检测法 汽车蓄电池的主要功用是起动发动机，因此通过对蓄电池进行模拟起动放电，可较准确地检测蓄电池的起动能力和放电程度。利用蓄电池测试仪可实现对蓄电池起动放电的模拟。 蓄电池测试仪是当蓄电池承受负荷之后测定其端电压，以了解蓄电池充、放电情况的检测仪器。测试仪由可动线圈型电压表和可变电阻并联而成。可变电阻作为蓄电池的负荷，控制蓄电池的放电电流;电压表的两个端子通过导

13、线与蓄电池的正、负极桩相联，以测试蓄电池的端电压。 图7-4为使用蓄电池测试仪进行模拟起动测试的线路联接图。检测时，首先把测试仪的调节旋钮沿逆时针方向旋到底，切断放电电路;再把电流检测夹和电压检测夹的正极夹子(红色)、负极夹子(黑色)分别夹紧蓄电池的正极极桩、负极极桩;然后沿顺时针方向转动测试仪的调节旋钮，把放电电流调节到被测蓄电池额定容量的三倍数值连续放电5s，并记录此时蓄电池的端电压。测得的蓄电池端电压与放电程度间的关系见表7-5。对于起动能力较好的蓄电池，其放电电压应高于9.6V,图7-4 蓄电池模拟起动测试,4.电解液液面高度检查 蓄电池电解液的液面高度直接影响蓄电池的供电能力和使用寿

14、命。在使用过程中，液面高度应处于蓄电池壳体上的上、下液面线标记之间，或超出极板上缘10-15mm，不允许极板露出液面，以防极板硫化。 液面高度检查方法如图4-5所示。用内径为56mm的玻璃管从注液口插下，直至压下防护板顶住极板为止，然后以手指堵住管的上口提出玻璃管，若玻璃管下端液柱长度在1015mm之间，说明液面高度正确,表7-5蓄电池放电电压与放电程度的关系,图7-5 液面高度检查,四、蓄电池电解液品质和极板故障的诊断,蓄电池主要故障可归结为电解液不纯和极板故障两种类型。 (1)电解液品质检查 电解液品质是引起蓄电池不正常自放电和影响蓄电池寿命的重要原因。电解液中含铁、铜、砷、盐酸等是引起不

15、正常自放电的主要原因;硝酸、醋酸、有机化合物和锰则是腐蚀正、负极板和隔板的主要成分。 对电解液品质进行定性分析时，需准备的试剂有:硫酸、硝酸、盐酸、硝酸银、硫氰化钾、高锰酸钾、氨水、固体硫化钠、固体三氯化铁、马钱子碱(即二甲氧基番木鳌碱)、过氧化铅和蒸馏水,1)含铁试验 把0.316g高锰酸钾溶入lOOOmL水中制成A溶液;把9.72g硫氰化钾溶入1000ml水中制成B溶液;将受检电解液加水稀释至密度为1.20g/CM3的电解液试样。 取稀释后的电解液试样100mL倒入试管;滴人3-4滴A溶液;颜色消失后，再倒入100mLB溶液，若出现较深红色，则表明电解液中含铁。 2)含铜试验 在电解液试样

16、中注入少量氨水，若形成白色沉淀并逐渐变为蓝色，则表明电解液中含铜。 3)含砷试验 在烧杯中注人一定量的电解液试样(25mm深)，再加入容积为试样液的1/10的浓盐酸，然后在烧杯中放入一样铜丝并加热15mmn，若铜丝变色，则表示含砷。 4)含盐酸试验 把25mL稀释电解液试样倒入试管，再加入25mL蒸馏水稀释;取51克硝酸银溶入1OOmL水中制成试液。在稀释后的电解液试样中倒入0.5-lmL硝酸银试液，若出现明显乳白色，则表明含有盐酸,5)含锰试验 若经试验，电解液不含铁和盐酸，则可在电解液试剂中加入少量的浓硝酸和过氧化铅，并加热至沸腾状态。如果溶液呈现淡红色，则表明其含有微量锰。 6)含硝酸试

17、验 在浓硫酸中加入04%的马钱子碱制成试剂，取一滴试剂滴在点滴板上，再加入一滴电解液试样。若呈现红色并迅速变为橙色，最后变黄，则表明试样中含有硝酸。 7)含醋酸试验 用氨水中和电解液试样，然后加入少量三氯化铁，待溶液变为红色再加入盐酸，若红色立即消失，则说明试样中含有醋酸。 8)含有机物试验 取25mL电解液试样置于烧杯中，并加入100mL蒸馏水稀释，加热至沸腾后，用滴定管滴入A溶液，直至红色能暂时存留而不立即消失为止。若滴入的A溶液的量超过6mL，则为不合格,2) 极板故障检查 极板故障是最终导致蓄电池报废的原因。由于蓄电池极板的一切故障均会影响蓄电池的充放电性能，因此充放电检查是判断蓄电池

18、工作状态和诊断极板故障的可靠方法。 1)充放电检查 所谓充放电检查即是对蓄电池进行一次充放电循环，记录该过程中蓄电池的运行参数和表现出的现象，并据此分析蓄电池的状态和故障。其检查步骤为: 把蓄电池充电至全充电状态，测量并记录每个单格电池的电解液密度、温度及开路电压后，将电解液的密度调为1.28g/cm3 以20h放电率放电。 放电开始时，记录每个单格电池的电压值;在放电过程中，每小时测量并记录一次放电电流、单格电池电压、电解液密度和温度等;若单格电池电压降至1.9V，则每隔15min测量并记录一次。 当多数单格电池的电压降至175V或某单格电池的电压急剧时，即停止放电。记录总放电小时数，蓄电池

19、的实际放电容量(A-h)为放电小时数(h)与放电电流(A)的乘积,2)故障分析,极板硫化 蓄电池极板硫化后，内阻显著增大。此时若以正常充电电流充电时，端电压迅速上升至充电终止电压(单格电池电压甚至高达27V)，并过早冒出大量气泡，电解液温度上升很快、温度很高，但相对密度基本不变;放电过程中的实际放电容量明显偏低。 内部短路 蓄电池某单格电池内部短路后，在充电过程中，该单格电池端电压上升很慢或升不到充电终止电压(2.5V)，电解液密度上升亦很慢并无气泡产生;在放电过程中，蓄电池容量明显偏低，该单格电池电压迅速降至放电终止电压(1.75V)，用高率放电叉检查时，则迅速降为零。 活性物质脱落 蓄电池

20、极板活性物质脱落后，电解液中沉淀物较多，因此充电时电解液浑浊并呈棕色，充电终了现象提前出现;放电时，实际放电容量减小,极性颠倒 蓄电池放电过程中，在短时间(如不足lh)内即出现电压大幅度下降，且某单体电池端电压明显低于其他单格电池，则该单格电池极性颠倒。可对此单格电池进行单独充放电循环以恢复性能。 若蓄电池同时存在几种故障，充放电过程中所表现出的现象就较复杂，必须仔细观察、认真分析才能得出正确结论。 若充电至全充电状态后，所测各单格电池的开路电压相差大于005V，说明蓄电池的寿命将终结,检测演示,第二节 汽车发电机及其故障诊断,汽车上采用的发电机分为直流发电机和交流发电机两类。汽车用交流发电机

21、是用硅整流二极管把定子线圈中产生的交流电转变为直流电输出的发电设备。随着大功率半导体技术的发展，半导体二极管整流技术迅速取代了机械换向器，汽车交流发电机亦取代了传统的汽车直流发电机。目前汽车上几乎不再采用直流发电机，因此本节着重介绍交流发电机的故障诊断,一、汽车交流发电机的类型、结构,1.汽车交流发电机的结构 汽车交流发电机的作用为:发动机在怠速或以高于怠速的转速运转时，向除起动机以外的用电设备供电，同时还向蓄电池充电。 各类交流发电机的局部结构虽有所差别，但基本结构都是由定子、转子、整流器和端盖四部分组成，见图7-6所示,图7-6 交流发电机的结构 1-带轮2-风扇 3-前端盖 4-转子 5

22、定子 6-后端盖 7-电刷架 8-元件板 9-整流器,1)定子 定子由定子铁心和定子绕组构成。定子铁心由内圆带槽的环状硅钢片叠压而成;定子绕组为三相对称绕组，按一定规律和要求绕制在定子铁心的槽内。三相绕组的连接方式有Y形联结和形联结两种。大部分汽车交流发电机采用Y形联结;部分大功率汽车交流发电机采用了形联结。交流发电机定子的功用是产生交流电。 (2)转子 转于由转子轴、爪形磁极、磁扼(转子铁心)、励磁线圈和集电环构成.(见图7-7). 爪形磁极压装在转子轴上;励磁线圈绕在磁扼上构成电磁铁，安装于两块爪形磁极间的空腔内，励磁线圈两端分别连接于转子轴上的一对集电环上;集电环是两个相互绝缘的铜环，

23、压装在转子轴一端并与转子轴绝缘，两铜环分别与发电机的两个电刷接触。当两个电刷与直流电源接通时，励磁绕组中便有电流通过，从而产生磁场(见图 7-8,图7-7 转子的结构 1-集电环 2-转子轴 3-爪极 4-磁扼 5-磁场绕组,图7-8 交流发电机的磁路 1-磁扼 2-磁场绕组 3-爪极4-定子铁心 5-三相绕组 6-爪极7-漏磁 8-转子轴,3)整流器 交流发电机的整流器由整流二极管和整流板构成，见图 7-9所示。整流二极管有正、负之分。引出电极为二极管正极的称为正极管，引出电极为二极管负极的称为负极管;安装正极管的整流板称为正整流板，安装负极管的整流板称为负整流板。在正整流板上制有一个螺孔，

24、输出端子安装于此作为发电机的正极,图7-9交流发电机整流器总成 a)整流板 b)整流器总成 1-负整流板 2-正整流板 3-散热筋条 4-连接螺栓 5-正极管6-负极管 7-安装孔 8-绝缘垫片 9-输出端子安装孔,4) 端盖 发电机的前、后端盖均用铝合金材料铸造或锻造而成。电刷组件和整流器均安装在后端盖上，二者均有外装式和内装式两种安装形式。外装式因拆装检修方便而得到广泛应用。此外，各种不同的接线柱或端子一般也设置在后端盖上。 除以上外，在交流发电机转子轴的前端还安装有带轮、风扇等部件,二、汽车交流发电机技术状况检测,1.交流发电机的台架试验 汽车交流发电机的技术状况应通过台架试验检测。台架

25、检测必须在交流发电机与调节器专用试验台上进行。根据ZBT36010一1989汽车用交流发电机电气特性试验办法规定，试验电路的连接如图7-10所示，其检测项目主要包括空载性能和负载性能两项。 (1)空载性能试验 交流发电机空载性能的试验步骤为: 1)按要求连接交流发电机、调节器和试验台。 2)断开开关S2，并接通开关S1,使蓄电池通过S1、向发电机提供励磁电流。 3)起动动力(拖动电动机)，并逐渐调高发电机转速，其空载转速值(即充电指示灯由亮到灭时交流发电机的转速)应符合表4-6或维修手册规定,图7-10交流发电机试验电路,表7-6交流发电机技术规格与性能参数,若交流发电机的空载转速高于规定值，

26、则说明其性能降低或出现故障，如:磁场电路接触不良、定子绕组断路、整流二极管断路或短路等。 由于空载转速与励磁电流的强弱有关，因此调节器大功率三极管的管压降应低于1.5V。因为管压降越大，励磁电流越小，空载转速就越高。 (2)负载性能试验 经试验，在交流发电机满足空载性能要求的前提下，还应进行负载性能试验。其试验步骤与发电机空载试验的步骤相同。 起动拖动电动机，逐渐升高发动机转速，当输出电压达到试验电压时(12V电系为13.5V;24V电系为27V)，接通开关S2，并调节负载电阻使输出电流达到额定电流值，同时调节发电机转速使输出电压保持试验电压值，此时发电机转速应符合规定(见表7-6)。若转速高

27、于规定值，说明发电机性能降低或有故障,2.电子调节器技术状况检测,检测调节器技术状况时，外搭铁型调节器按图7-11所示线路连接，内搭铁型调节器按图7-11b所示线路连接。 接好检测线路后，接通开关SW，然后由零逐渐调高直流电源电压，此时小灯泡发亮且亮度随之增强。当电压调节到调节电压值或略高于调节电压值时，若灯泡熄灭，则调节器技术状况良好;若始终发亮，则说明调节器已损坏。若继续装车使用，则励磁电流始终接通，发电机输出电压随转速升高而升高，会损坏用电设备。在检测过程中，如果小灯泡始终熄灭且灯泡末坏，则说明调节器存在故障，故障原因或者是大功率三极管断路或者是前级驱动电路短路。若继续装车使用，励磁电路

28、不能接通，发电机仅靠剩磁发电并因电压低而不能向外供电，长期使用时会缩短蓄电池的使用寿命,当不知电子调节器的搭铁型式时，可按图7-11a所示电路进行检测。方法是把电源电压调到12V，接通开关SW，若灯泡不亮则为内搭铁型，否则为外搭铁型,图711电子式调节器检测电路 a)外搭铁型 b)内搭铁型,三、交流发电机的常见故障及诊断方法 汽车用交流发电机的常见故障有:轴承磨损、电刷磨损、电刷弹簧弹力不足、线圈断路或短路、硅整流二极管损坏等。 1励磁线圈的短路与断路 (1)励磁线圈碰铁短路 在单相220V电火线上串入一白炽灯，线端接一表笔，在中线上也接入一表笔。用两笔分别接触转子轴和集电环，灯不应发亮，否则

29、说明线圈或引出线碰铁短路。 (2)励磁线圈断路与短路 用万用表测得的两集电环之间的电阻值应符合表7-7给出的数值。测试值大于规定值时，说明存在断路;若小于规定值，则说明 存在短路。 对于外搭铁非整体式交流发电机，可以在未拆开的发电机上用万用表测量电刷的两个接线柱间的电阻。如果电阻为零或很小，说明存在短路故障;如果电阻在56欧之间，说明无故障;若电阻大于10欧，可以边转动发电机带轮边测量，电阻变化不定说明接触不良，电阻非常大则说明励磁线圈内部有断路故障,2定子线圈的断路与短路,1)磁铁短路故障诊断 如图7-12所示，将电试灯的零线接铁心，以火线分别接触三个接线端，灯亮时说明存在碰铁短路故障。为确

30、定碰铁故障部位，可把三组线圈的末端焊接点解焊分开，并重复上述试验，灯亮时则说明所测线圈组内有碰铁点。 为进一步检出上述故障线圈组内发生碰铁的单线圈，可把一个6V蓄电池与电流表和5巳可变电阻串接在所测线圈首端与铁心之间(图7-12)。调整可变电阻使电流指示值达到5A左右，然后用旋具测试各铁心掌面上的磁力，记下距首端最远的有磁掌面;再把蓄电池、电流表和可变电阻串接在所测线圈末端与铁心之间，重复上述试验，并记下距末端最远约有磁掌面。碰铁故障就发生在两掌面本组线圈之间,图7-12定子线圈碰铁故障诊断 1一首端接线 2末端接线,2)定子线圈断路和短路故障诊断 用图7-12中的蓄电池、电流表、可变电阻检查

31、装置测量每组线圈的电流强度。若可变电阻值为一固定值，则三组线圈上通过的电流值应大小一致。三者不一致时，则说明存在短路或断路故障。电流值过大的线圈组内存在短路故障，而电流值过小的线圈组内存在断路故障。 3硅整流二极管失效故障的诊断 (1)用万用表检查 在不拆散发电机的情况下，用正端表笔接触发电机电枢接线柱，另一表笔接触后端盖，测量其电阻值。若电阻值在30欧以上，则可认为无故障;若电阻值为10欧左右，说明有的二极管失效;若电阻值为0，则说明有不同极性的硅整流二极管击穿;若电阻值正常但发电机不发电，说明整流元件和电路中有断路故障,2)用示波器检查 用示波器显示出 供电状态下交流发电机电枢接线柱上 的

32、电压波形 ，据此可判断硅整流二极管 的工作状态(见图 713)。定子线圈的某些故障亦可据此判断,图713 交流发电机输出电压波形与故障 a)正常 b)正常（混入点火高压电波形)。c）二极管老化 d)某一极管断路 e)某一极管短路f)异相异性二极管断路 g)某同相两异性二极管断路 h)两同性二极管断路 i)两相定子线圈短路 j)同相两二极管短路 k）某相定子线圈短路 I)定子线圈种性点有碰铁故障,第三节 汽车起动机及其故障诊断,汽车发动机由静止状态转为运转状态的过程称为起动，发动机进入正常工作循环之前，必须借助外力来起动，该工作过程由起动机完成。 一、汽车起动机的类型和结构 1.汽车起动机的 汽

33、车起动机由直流电动机、传动装置和控制装置构成。 直流电动机的作用是:以蓄电池为动力电源产生电磁转矩。 传动装置的作用是:当起动电动机时，使起动机驱动齿轮啮入飞轮齿环，把起动机转矩传至发动机曲轴;发动机起动后，使驱动齿轮打滑并与飞轮齿环自动脱开。 控制装置的作用是:接通与切断电动机与蓄电池之间的线路,图7-14电磁控制式起动机的结构 1-连接叉2-回位弹簧3-衔铁4-保持线圈5-吸拉线圈6-弹簧7-接触盘8-接继电器接线柱9-接磁场线圈接线柱10-连接片11-主触点(接蓄电池)12-接点火线圈接线柱13-磁场线圈引线14-贯通螺栓15-端盖16-铜套17-搭铁电刷18-不搭铁电刷19-防尘箍20

34、外壳21-换向器22-磁极23-励磁线圈24-电枢线圈25-螺旋槽26-拨叉27-弹簧28-单向离合器29-起动机齿轮30-定位螺母,图7-15具有减速型传动装置的起动机 1-后端盖 2-外壳(励磁线圈铁心的组成部分)3-电刷架壳体4-吸铁开关 5-衔铁 6-拨叉 7-单向离合器8-传动机构外壳 9-传动齿轮副 10-电刷及电刷弹簧 11-转子(电枢,二、汽车起动机的性能试验,汽车起动机性能试验包括空载试验、制动试验和电磁开关试验。各型起动机的试验方法基本相同。 1.空载试验 试验起动机空载性能时，应先给蓄电池充足电，然后按图715所示接好试验电路(但不装测力臂)。接通开关9使起动机空转，此

35、时驱动齿轮应向外伸出，起动机应平稳运转，无振动和异响，电流表和电压表读数应满足表77所列的数值,图7-16起动机性能试验 1-电流表 2-可变电阻 3-蓄电池 4-秤架 5-弹簧秤 6、7-测力臂 8-起动机 9-开关 10-电压表,表77起动机的规格及性能,一般而言，当蓄电池电压高于11.5V时，消耗电流应不超过90A，普通型起动机的空载转速应不低于5000r/min，减速型起动机则不应低于3000r/min。若电流大于规定值而转速低于规定值时，说明起动机装配过紧，运转阻力过大，或电枢线圈有短路或搭铁故障;若电流和转速均低于规定值，则说明电动机电路接触不良，如电刷与换向器接触不良或电刷弹簧压

36、力不足等,2.制动试验,按图716所示接好电路，装上测力臂，用一量程为20kg的弹簧称测量起动机的最大制动力矩。 试验时，接通开关使起动机运转，并快速读取电流表、电压表和弹簧称上的读数，尽快断开开关(应在3-5s内完成)，以免试验时间过长烧坏起动机线圈。根据弹簧称读数求出起动机的最大制动转矩。 若全制动状态下的电压值、电流值和转矩值满足表4-7中的规定数值，说明其全制动特性合格,3.电磁开关试验,1)吸引动作试验 使起动机固定，然后拆下电磁开关 “C” 端子上励磁线圈引线端子，再用带夹电缆把蓄电池负极与“C”端子和电磁开关壳体连接;在用带夹电缆把电磁开关 “50端子与蓄电池正极连接时，驱动齿轮

37、应向外伸出。如驱动齿轮不动，说明电磁开关有故障。 (2)保持动作试验 在电磁开关吸引动作试验的基础上，驱动齿轮在伸出位置时，拆下电磁开关 C端子上的电缆夹，此时驱动齿轮应在伸出位置保持不动。如拆下电缆夹后驱动齿轮复位，则说明电磁开关保持线圈断路。 (3)复位动作试验 在电磁开关保持动作试验的基础上，再拆下电磁开关壳体上的电缆夹。此时驱动齿轮应迅速复位。若驱动齿轮不能复位，则说明复位弹簧失效,4起动继电器技术状况试验,1) 起动继电器线圈电阻值检查 检查普通起动继电器线圈电阻时，可把万用表(电阻档)的两支表笔连接 点火锁端子与 搭铁(或电枢)端子进行检测，电阻值为13+06旬为正常。若阻值为无穷

38、大，说明线圈短路。 (2) 触点技术状况检查 把蓄电池电压加到起动继电器 点火锁端子与搭铁(或电枢)上，继电器 蓄电池端子与 起动机端子间的电阻值应小于050，否则，说明触点烧蚀。 (3) 闭合电压与断开电压检查 如图7-17所示，先把变阻器的阻值调至最大，而后逐渐减小阻值。触点刚闭合时，电压表的读数即为继电器的闭合电压。对于12V继电器而言，应为6.0-7.6V。再逐渐增大电阻，触点刚刚断开时，电压表的读数即为断开电压。对于12V继电器而言，应为3.0-5.5V,图717 闭合电压和断开电压检查 1一调整钩 2一触点支架,三、汽车起动机常见故障现象及其诊断,汽车起动机的常见故障现象主要有:

39、接通起动开关但起动机不运转; 接通起动开关但起动机运转无力; 接通起动开关，发动机空转; 起动机驱动齿轮与飞轮齿环不能啮合而发出撞击声; 起动发动机时，起动机发出不正常声响。 1.接通起动开关但起动机不运转的故障诊断,接通起动开关但起动机不运转时，首先应检查蓄电池和导线特别是蓄电池搭铁电缆和火线电缆的连接情况，然后检查起动机和开关。 1)接通喇叭或前照灯，若灯光不亮或喇叭不响，说明蓄电池或电源线路有故障;若喇叭响，灯光明亮，说明蓄电池充电充足，故障出在电动机、电磁开关、起动继电器或控制线路。若点火钥匙转至起动位置后，电磁吸铁开关内元任何响声，一般为起动继电器触点烧蚀。 2)接通起动机 30端子

40、与 C端子。若起动机不转，说明电动机有故障;如起动机空转正常，则说明电磁开关、起动继电器或控制线路出现故障。 3)在起动时电磁吸铁开关内有响声而起动机不运转，可短接起动继电器蓄电池端子和 起动机端子(时间不超过5s)，若起动机不运转，说明电磁开关或起动继电器至电磁开关 50端子之间的线路存在故障;若运转正常，则说明起动继电器、点火开关或其线路存在故障，一般为主接触盘或其触点烧蚀。 起动时，若电磁吸铁开关内有较强的 “哒哒声，但起动机不运转，经常为电磁开关保持线路断路所致,图718 接通起动开关但起动机不运转的故障诊断,2.接通起动开关但起动机运转无力的 故障诊断,起动开关接通后起动机若能运转，

41、则说明控制线路工作正常;起动机运转无力，说明其负载能力降低，实际输出功率减小。故障原因主要有以下儿个方面: 1)蓄电池充电不足或有短路故障。 2)电动机主线路接触电阻增大使起动机工作电流减小。 3)励磁线圈或电枢线圈局部短路使起动机输出功率降低。 4)发动机装配过紧或环境温度很低导致起动阻力矩过大,3接通起动开关但起动机空转的故障诊断,接通起动开关后，若起动机空转，说明电动机技术状况良好，但动力不能传递到发动机飞轮，一般是由于单向离合器过度磨损后打滑所致。应重点对单向离合器进行故障诊断。 如果起动时只有起动机高速旋转声，但没有啮入声，则应检查单向离合器和驱动齿轮组件能否在轴上自由滑动而进入啮合

42、位置。若不能时，应检查花键与花键轴间是否发卡或弹簧是否折断。 如果在发动机起动后起动机发出一阵高速旋转声，则应检查单向离合器的单向性。向正、反两个方向转动驱动齿轮若均不滑转，说明单向离合器咬死。 若起动时驱动齿轮啮合正常，起动机高速旋转但发动机不转动，则应检查单向离合器的锁制力矩。正、反两个方向均能用手转动驱动齿轮时，说明单向离合器失效。若末发现失效的离合器，可进一步检查其锁制力矩。 对驱动齿轮施加表7-7中 全制动特性栏内规定值的1.2倍的力矩时，单向离合器不应滑转。否则，说明离合器内滚柱磨损或轮载楔紧边剥落,4起动机驱动齿轮与飞轮齿环不能啮合而发出撞击声的故障诊断,起动发动机时，起动机驱动

43、齿轮与发动机飞轮齿环发生碰撞现象的原因有: 1)驱动齿轮轮齿或飞轮齿环轮齿过度磨损或损坏。 2)驱动齿轮端面与端盖凸缘间距离过小，从而当驱动齿轮与飞轮齿圈尚未啮合或刚刚啮合时，电动机主电路已经接通，使驱动齿轮在高速旋转过程中撞击静止的飞轮齿环。 若每次起动都伴有强烈撞击声，则应检查驱动齿轮和飞轮齿环上的齿顶是否已缺损;若撞击声不大但频率很高，说明齿轮不能啮合，应检查缓冲弹簧是否变软或折断,5起动发动机时，起动机发出不正常声响的故障诊断,常见的情况是，起动发动机时，发动机发出 “哒哒异常声响，其故障原因为: 1)电磁开关保持线圈断路或搭铁不良。 2)蓄电池充电不足或内部短路。 3)起动继电器断开

44、电压过高; 查找具体故障原因时，应先检测蓄电池电压，接通起动机时，其电压值不应低于96V。否则，说明蓄电池充电不足或内部短路。若蓄电池技术状况良好，但接通起动开关时仍有 “哒、哒声，则说明电磁开关保持线圈断路或搭铁不良;对于设置起动继电器的汽车，还可能是由于起动继电器断开电压过高的缘故。有时蓄电池充电不足也会发生类似声响，但冲击声音略弱,6直流电动机的故障诊断,由以上故障现象的分析可见，在排除了蓄电池技术状况不良、连接导线短路或断路、起动开关和传动机构的故障外，主要涉及对直流电动机的故障诊断;直流电动机的常见故障为:电刷磨损、沾油及卡死在刷架中，励磁线圈短路、断路，电枢线圈断路、短路，换向器表

45、面拉毛等。 (1)直流电动机的一般检查 诊断直流电动机的故障时，应首先检查电动机电刷和换向器的表面状态，消除电刷发卡、表面沾油等故障。然后，用充电状态的蓄电池带动起动机。 电动机完全不转时，一般为励磁电路断路;电动机运转但转动无力、转速低时，一般为励磁电路短路;若外电路接触火花很大，说明励磁线圈或刷架有碰铁故障。 若通电开始转动的一瞬间转动不均匀，应检查是否存在电枢线圈断线或换向器表面拉毛等故障;若空转很好，却带不动发动机旋转，除应检查励磁线圈和电枢线圈的短路故障外，还应检查接地电刷接地是否良好;如果转子停在某一特定位置不能转动，而停在其他位置能够转动，则说明转子某一条单线圈存在断路故障,2)

46、直流发电机励磁线圈和电枢线圈的检查、直流发电机线圈故障有断路、 匝间短路、碰铁三种类型,1)励磁线圈故障诊断 断路故障 使万用表的两只表笔分别接励磁线圈引线端头和正电刷，万用表测得的电阻值应接近于零，否则说明线圈断路。断路故障一般是磁场线圈与线圈或线圈与电刷引线连接部位焊点松脱或虚焊所致。 碰铁故障 使万用表的两只表笔分别接磁场线圈引线端头和起动机壳体，万用表测得的电阻值应为无穷大。若万用表阻值接近于零，说明励磁线圈存在碰铁故障。励磁线圈的碰铁故障多因绝缘层击穿或被碰伤所致。 短路故障 在励磁线圈通过励磁电流(通电时间不应超过10s)情况下，检 查每个磁极的电磁吸力是否相同。如某一磁极吸力过小

47、说明该磁极上的磁场线 圈匝间短路。当励磁线圈存在匝间短路故障时，线圈表面常有烧焦痕迹。 2)电枢线圈故障诊断 断路故障 电枢线圈导线的截面积较大，一般不易发生断路故障。若有断路故障时，一般为由于端头与换向片之间的焊点脱焊或虚焊所致，因此常可通过外观检查来判断。发现某换向片烧蚀严重，应注意检查该片里端嵌线槽处有无焊料熔化痕迹，有痕迹处常为断路故障的发生部位,碰铁故障 使万用表的两只表笔分别接触电枢铁心和换向片，万用表阻值应为无穷大，否则说明电枢线圈有碰铁故障。在起动机实际使用过程中，电枢线圈碰铁的故障率较高，其原因是线圈之间或线圈与电枢铁心之间的绝缘损坏。 短路故障 电枢线圈通过的电流较大将绝缘层烧坏时，会导敦线圈匝间短路;此外，电刷磨损脱落的铜粉便换向片间的凹槽连通时，也会导致线圈短路。 检查电枢线圈短路故障需在电枢检验仪上进行。检查时，把电枢放在检验仪的V形铁上，并在电枢铁心上部放一钢片，如图719所示。接通检验仪电源，同时缓慢转动电枢一周，如钢片出现跳动现象，说明电枢线圈有短路故障。因为电枢线圈的绕线形式均采用波形绕法，所以当换向器有一 处短路时，钢片将在四个槽上出现跳动现象。当在同一槽内上、下层线圈短路时，钢片将在所有槽上出现跳动现象,图419电枢线圈短路的检查