汽车交流发电机输出电压值对油耗及动力影响分析

姜 卫

（武汉工程职业技术学院 湖北 武汉：430080）

笔者在多年的教学和技能培训中发现，许多技工在汽车修理时，处理汽油机汽车发动机燃油消耗过大及动力性降低故障时，往往会偏重对机械系统的检测和修理，而忽视了汽车发电机电压的高低对汽车的燃油经济性及动力性的影响，在修理后不能完全排除故障或达不到发动机燃油经济性及动力性的最佳效果，本文就汽油机汽车发电机电压值过高或过低产生的原因及对发动机的燃油经济性、动力性的影响，进行了探讨，期望能引起大家对这个问题的重视。

1 发电机电压过低过高对汽油机的燃油经济性及动力性的影响

发动机电压偏低或偏高，对汽车有影响，但影响又不是很大，这种故障在汽车修理中往往被忽视。当发动机动力不足、油耗增大、机械方面又找不到原因时，要考虑是不是发动机电压过低或过高。

1.1 电压过低对发动机的影响

目前汽油机汽车发电机的输出标准电压为14.0V～14.5V之间，低于14V电压，都称为电压偏低。电压偏低，汽车点火系统能量降低，目前汽车的点火线圈所要提供的输入能量，电压在14V～14.5V时，点火高压线圈输入电流可达到6A～9A点火电流强度，一旦发电机电压输出值降低，输入点火高压线圈总功率降低，高压线圈及火花塞的点火能力也随之下降，混合气在气缸内的燃烧效率降低。混合气在气缸中压缩燃烧分为四个阶段，火花塞点火能力下降后，使燃烧的四个阶段都会受影响，影响最大的就是速燃期，燃烧速度延迟。目前的汽油机都是高速汽油机，气缸内的混合气不能充分燃烧就换气，这样气缸内有部分的可燃气体没有充分燃烧就排出气缸，缸内产生的压力也相应会下降，发动机的动力就会损失。汽车在同等的路况下行驶时，驾驶员就会加大油门，提高喷油量，提高空燃比，增加发动机动力，使油耗增加。当发动机长时间使用浓混合气，对发动机气缸也带来不利的影响，浓混合气对气缸壁的润滑油有冲刷作用，润滑减少，磨损随之增大，气缸的密封性能下降，气缸压力减小，燃烧温度下降，燃烧不彻底，有害气体排放增加，对发动机动力性、经济性及发动机的寿命等都有不利的影响。

在生产实习中经过粗略的测试，当发电机电压下降0.5V时，在同等的路况下，油耗增加10%以上，当电压下降1V时，油耗增加15%以上，当电压下降2V时，油耗增加20%以上，当电压下降3V时，油耗增加25%以上，当电压下降4V时，汽车发动机动力大幅度下降，这时的发动机只能空转，车辆无法起步，动力只能维持发动机的空转，无动力输出。目前汽车上基本都没有安装电压表，无法监测汽车发电机的电压值是否正常。当电压偏低，但电压值下降的不是很大，车辆又能够正常运行时，这种故障经常性的存在，不易查觉，往往会被修理工忽视，所以修理工、驾驶员，在检查这类故障时，要经常检查或测量发电机的电压值，使其工作在标准值范围内，才能保证汽车发动机工作在最佳状态。

1.2 电压过高对发动机的影响

发电机的电压要控制在14.5V以下为适宜，如果高于这个值，电压就称为偏高，电压偏高就会加大汽车交流发电机及汽油机点火系统绝缘材料的耐压承受负担。汽油机汽车的点火系统的绝缘材料一般的耐压等级都是控制在3万伏以下，如果高压点火线圈输出的电压高于这个值，绝缘材料就会有被击穿、漏电的可能。特别是长时间高电压使用，绝缘材料老化的高压点火系统，发电机电压过高后点火线圈的高压线接口、高压线，分火头，分电盖，火花塞等部位的高压元器件易产生对地放电、漏电、打火现象。车辆在阴雨、潮湿天气、发动机用水清洗后，元件受潮尤为显著，一旦点火系统出现有漏电的现象，高压电就会通过绝缘层对地放电，高压点火能量损失，就会有高压点火系统能力下降。有很多车在用水冲洗完后，发动机不能起动，就是高压漏电造成的。电压过高，高压元件有击穿漏电现象，分流了高压点火能量，气缸内的混合气燃烧能力下降，发动机的动力下降。这样产生的后果与电压过低产生的后果相同，如果发电机电压过高，发电机自身有过载烧毁可能，给汽车燃油经济性和动力性带来很大影响，同时也给汽车高压点火系统带来过高压击穿的危险。找不到原因时，要考虑是不是发动机电压过高或过低。

2 发电机电压偏低、偏高产生的原因分析

（1）发电机的定子、转子线圈内部有轻微短路现象，使得发电机输出电压略有下降。发电机定子装在汽车发动机上，振动很大，线圈匝间避免不了产生振动和摩擦，定子绕组之间漆包线的绝缘漆磨损，产生匝间短路、发电机轴承缺油磨损，转子与定子之间出现扫镗现象，使定子线圈擦伤磨损、定子线圈进水绝缘等级下降，引起匝间漏电短路，使输出电压下降。

（2）发电机的通风条件差，温度过高，转子的温度过高，线圈内部电阻和磁阻会加大，励磁输入电流减小，使得励磁磁场下降，发电机输出电压下降。在夏季温度较高或发电机通风孔被脏物堵塞时，发电机温度会很高，电机的定子、转子绕组的线圈温度很高，导致线圈内部电阻增大，转子内通过励磁电流减小，定子的输出电压减小。

（3）汽车交流发电机的整流输出晶体二极管损坏或内阻增大，工作不正常，造成交流发电机的输出电压降低。晶体二极管是交流发电机整流元件，它将交流发电机的交流电变换成为直流电输出，晶体二极管最怕温度过高、短路过电流，当发电机内部通风不良时，温度过高晶体二极管穿透电流自动增大，电流过大，超过额定值时，晶体二极管就有击穿损坏危险，二极管内阻增大或开路，使输出电压下降。

（4）交流电机的输入、输出接线柱接触不良，造成接触电阻过大，输出电压降低。发电机转子励磁输入电压，是通过发电机的励磁（F）接线柱接入，如果些接线柱有锈蚀或接线柱松动现象，造成接触不良，接线柱内阻增大，导致输入电流减小，将使输出电压下降。输出电压接线柱（＋）如果锈蚀或接线柱松动现象，造成接线柱接触不良，内阻增大，会导致发电机输出电压下降。

（5）交流发电机的传动带磨损、传动带张力不够，使带轮打滑，转速下降，交流发电机的电压下降。发电机的传动皮带应该定期更换，若皮带长期使用、磨损过大，皮带会出现打滑现象，使发电机转速下降，发电机皮带的张力不够也会造成皮带打滑现象，皮带空转。现在也有很多皮带的质量差，强度差，张力始终达不到规定值，使发电机带轮打滑，输出电压下降。应采用质量可靠，强度较高的传动皮带。

（6）交流发电机电压调节器的电压调节不当或有故障，造成交流发电机的电压下降或升高。汽车上的发电机的转速是在变化的，而输出电压应该是稳定不变的，这就需要电压调节器随着发动机的转速调节励磁电流来控制发电机的输出电压，调节器发生故障或调节控制不当，输出电压也会过高或过低。目前车辆上使用的基本上都是电子调节器，要保证调节器的的正常工作，就必须保证有良好的散热、通风、接线柱接触良好、防震，调节器外壳要可靠接地，才能保证调节器的工作正常。

（7）汽车采用微电脑控制的交流发电机励磁线圈电流，电流控制不当，控制电压偏高或偏低，造成输出电压升高或下降。目前有些汽车的交流发电机励磁电压直接是车内微电脑控制，微电脑的控制是根据发动机的转速高低，输出不同的控制电流控制发电机的励磁电流，达到控制发电机的输出电压。当微电脑输出电压出现故障或偏差时，输出电压也受到偏高或偏低影响。

（8）汽车蓄电池的电压偏低，蓄电池极板损坏短路或缺少电解液，造成交流发电机输出电压下降。汽车蓄电池使用寿命一般为2年，使用2年后应换新蓄电池。过期蓄电池的容量和充放电能力都有所下降，蓄电池自身偏低，发电机不能提高蓄电池电压，蓄电池总是处于欠充电状态使整车供电电源偏低，若蓄电池自身出现故障，如极板损坏、变形、极化、缺少电解液、外壳开裂、电极桩头松动腐蚀等故障，蓄电池电压下降，整车供电电源降低。

（9）汽车内安装的用电设备不合理，负载多功率大，用电量超额定负荷，使交流发电机输出电压降低。许多车主在车内改装或增加了许多大功率电器，长时间运行后，车内发电机和蓄电池供电供不应求，使整车供电能力下降，输出电压下降。

3 合理维护使用，预防电压过高、过低

汽车不同于其它产品，它是工作在各种恶劣环境中。目前中小型汽车都未安装电压、电流表，只有充电指示灯，显示是否充电，对电压、电流值没有监控，所以平时使用保养和维护检查尤为重要。

在汽车使用中，交流发电机是固定在发动机的支架上，支架固定螺钉必须牢固可靠，支架不得变形弯曲，发电机带轮与发动机带轮必须在一个平面内，不得错位。传动皮带要按时、定期、更换保养清洁，合理调整汽车发电机传动皮带的压力，交流发电机的轴承也要定时保养，轴承加入的润滑脂要加入耐高温、防水高速润滑脂，要符合标准。

交流发电机要保持外壳清洁，通风散热良好，发电机的通风散热口不得有异物或油泥堵塞，发电机皮带轮上的扇叶要完好无损，保证发电机内的转子、定子线圈及整流二极管的通风散热良好。发电机的输入输出电源接线柱，若有锈蚀现象要立即清理，接线柱螺钉要有防滑垫圈，压紧不得松动，保持接触良好，导线要捆扎得当，固定牢靠，在车内不得有摆动现象。发电机调节器在车内安装牢固，装防震垫圈，调节器外壳必须可靠接地，保证清洁、通风散热良好，定期测量调节电压，保证发电机的调节电压准确。汽车微电脑要定期检测，用车用电脑检测仪检测或利用车载电脑自测，若存在故障及时处理，不能带病工作。汽车蓄电池要定期检测，测量电压值、电解液高度、比重，比重要跟据季节调整，要在1.26～1.28之间，夏季比重大，冬季比重可小点，若有偏差就及时调整到规定值，电极柱头压实，蓄电池不得亏电，若有亏电现象，必须在24小时内充足电，保证蓄电池总是充足电的状态。在车内不能随意增加大功率用电设备，一定要按车内发电机的容量使用用电设备，保证发电机有一定的储备功率。

4 发电机电压偏高、偏低的修理

汽车的发电机输出电压、蓄电池输出电压要经常检测，观察电压输出值，当出现偏高或偏低时都应该及时调整或修理。

4.1 当发电机电压偏高时

用万用表或车用电脑检测仪测量发电机输出电压（＋）接线柱时，电压值超过14.5V就是电压值偏高。可以检查发电机调节器控制电压是否正常，调节器一般有一个可调电位器，可以调节控制电压，逆时针方向旋转，调节电位器，可以调小，再观察发电机输出电压，是否有下降，若不行，可以换一个同型号的正常电压调节器试试，看看是否电压有下降，测量结果正常，那就说明是电压调节器有故障，这类故障电压调节器的损坏偏多。

4.2 当发电机电压偏低时

当用万用表或车用检测电脑检测仪测得发电机输出电压接线柱（＋），电压低于14V。检查程序为：电气线路—蓄电池—电压调节器—发电机。

先检查发电机、调节器的控制电压接线柱，导线是否接触良好，有松动锈蚀的现象。汽车熄火后，再检查蓄电池，蓄电池电压应该是12V左右，若低于12V，就是蓄电池电压偏低，先处理蓄电池问题，将蓄电池电压提高，可以补充充电，若极板损坏充电也不能提高电压，就要更换蓄电池。若蓄电池完好。再检查测量电压调节器输出控制发电机的励磁电压是否偏低，应该在12V左右，这个值偏低，可以调整调节器的输出控制电压，调整调节器内的控制输出电压的电位器，按顺时针方向旋转，可以提高调节器的输出电压，提高发电机的励磁电压，提高发电机的输出电压，若不行，换一个同型号正常的发电机电压调节器，察看电压是否有提高，若不行，就要检查发电机的故障，拆下发电机，将发电机解体，检查发电机转子、定子线圈是否有短路，发电机整流二极管是否有损坏，如果转子、定子线圈有匝间短路现象，就要将线圈短路处分开涂上绝缘漆，放入烘箱烤干后，再装入发电机。可用万用表测量，若是整流二极管损坏，则要换入同型号的二极管装入发电机内。（注意：二极管是装在发电机的外壳和散热板上，更换二极管，一定不能敲打，要压出、压入二极管。）装好发电机后，有条件的一定要在车下发电机试验台上调试好后，再装上车。

5 结束语

修理工在修车时，要听驾驶员讲述车辆发生的故障现象，给修理提供依据，更重要的是要有自己的一套诊断故障的方法，了解车辆各系统设备的维护和保养知识，当车辆出现故障后，不论是大故障还是小故障，都要认真对待，及时处理，保持车辆处于最佳状态，提升车辆动力，节约燃油。提高车辆的使用性能和安全性能，降低运行成本。

［1］ 凌永成，李淑英.汽车电气设备［M］.北京：北京大学出版社，2010.

［2］ 黎亚洲.汽车电气系统维修技术基础［M］.北京：机械工业出版，2009.

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