汽车交流发电机对车辆的适应性探讨

王振波 崔津赫

摘 要：根据整车技术的环境要求，厂家越来越追寻汽车的舒适程度，要求发电机也进行了改变和提升，同时也提出了汽车发电机的要求，根据这些要求进行综合，这篇文章先分析了交流发电机的各种特性、工作原理、电量平衡分析，后面再从发电机在整车的应用中存在的问题讨论，并给出相应的策略。

关键词：交流发电机：车龄的适应性：汽车

1 引言

随着社会经济的发展，汽车发展也迅速，在追求质量的同时汽车性能尤为重要，交流发电机现在被广泛的应用，交流发电机对车辆的适应性分为两面，一方面可以很好地适应汽车，提升汽车的性能，另一方面在适应的过程中存在一些问题，改善它们我们可以让交流发电机在汽车中更好地适应，更好地提高汽车的性能，更好地促进社会经济的发展。

2 整车技术环境

目前汽车的增多导致交通拥挤，汽车在拥挤的道路上走走停停使得使用频率增加，这就要求了发电机在低速情况下也能提供电力，再加上汽车的发展使得汽车里增加了一些其他的机械设备，这导致了汽车留给发电机的位置越来越小，这也直接的迫使了发电机的改革与发展。再者，由于汽车线控技术的发展各种电力负载增大，还有空间减少使得发电机高密度化，再电力负载增加，使得输出的功率加大。然而我们都知道，一般情况下，输出功率增大，会导致电流流经过的线圈温度增高，从而引起整个装置的温度上升，为了降低温度保证汽车的正常运行，需要用冷却装置来降温，一种方法是在汽车内部增加冷风扇装置，另一种方法是设计出散热装置，更好地提高汽车的性能。在交流发电机中有一种特别重要的部件就是调节器，它可以很好地调节汽车出现的问题，调节交流汽车的发电量、进行汽车的通信功能、发出车辆异常的警报等功能，以上这些都可以提高车辆的性能和舒适程度。

3 发电机的工作原理及特性

目前大部分的发电机多升级为交流发电机（又叫做硅整流发电机），下面来介绍一下它的工作原理以及各种特性。

3.1 发电机的工作原理

发电机是车辆的发电的主要源头，它与汽车里的蓄电池一起工作，都起到发电的作用。交流发电机一般是由转子、定子、皮带轮、风扇、整流器、前后盖端和电刷整件等等组成的，这些组成的部分各自有各自的作用，在此就不一一介绍，交流发电机的工作原理是发电机正常运行之后向除起动机之外的设备提供电量，同时用自己剩余的电量向蓄电池提供电量。蓄电池的电量一部分是原来自带的，一部分是发电机提供的，但是发电机和蓄电池是一起向汽车中其余的装置提供电量。

3.2 发电机的各种特性

3.2.1 输出特性

每辆车会有不一样的输出特性，但是输出特性是所有汽车最重要的特性，舉一个例子荣威汽车的输出特性包括冷态输出特性和热态输出特性两种，看到这两个词很清楚的说明了它们两者的具体特征，前者是在刚一开始时候还没有变成热的时的最大输出；后者则是在变热的时候的稳定的输出。输出特性有两大特征，第一是热态输出要低于冷态输出，原因是在变热的情况下电阻变大，导致输出的功率降低；第二是输出和转速同时增加到一定的值的时候，输出逐渐达到饱和，原因是电动势随着转速的增加而增大，增加了阻抗作用。综上所述，我们也得出了输出特性的影响因素，电动势的增大从而增强了阻抗的作用，还有一个就是温度改变电阻的大小。

3.2.2 效率特性

效率高是我们追求的目标，我们知道在现实生活中的效率，尤其是在机械上，不仅仅只是有用的效率还有一部分是无用的效率，我们尽量把无用的效率降到最低，这样我们的效率才是最高。在交流发电机的效率特性上我们可以知道，输出随着转速的增加逐渐趋于饱和，但是亏损是不会随着转速的增加而不变的，反而是越来越增加，这样的话，效率特性是逐渐在降低的，但是在前期的时候，效率是有一个增长的阶段，也就是说效率有一个峰值，但是随着输出逐渐地达到饱和，而亏损是逐渐的增加，效率就呈下降的趋势，效率就越来越小。效率特性与输出特性是同时进行的。

3.2.3 电压调节特性

电压的调节与调节器有关，调节器的作用在前面有讲到过——调节作用，电压调节特性主要是指随着温度的升高调节电压降低，在高温的条件下，化学反应在高温的条件下反应速率会加快，此时如果不降低电压的话，电压会升高会导致过度的充电，会对设备造成一定的伤害，设备都是有一定的额定电压，超过额定电压会损坏设备，所以发电机的电压调节特性对设备可以起到一定的保护作用。

4 发电机的电量平衡分析

发电机的电量平衡分析是指蓄电池与其他设备供电和消耗电的相互关系，研究发电机的电量平衡旨在各种运行情况下，发电机在整车中与其他设备的匹配情况，换一种说法就是在汽车运行的过程中，发电机的各种参数都在变化，找出系数的最值，然后验证发电机在这个过程中能否保证这个汽车的输入输出电量平衡。

接下来来讲如何判断电量平衡，在这用到公式：[求和I（in）t（in）]>[求和I （ out）t（ out）]（I（in）指的是在t时间内的平均电流，t （in）指的是在一定的时间段；I（out）指的是在t时间内的平均电流，t（ out）指的是一段时间段）看到这个公式之后，很好理解，判断发电机的电量均衡指的是输入蓄电池的电量与输出蓄电池的电量之间的关系。若输入的电量大于输出的，就意味着电量平衡。还可以将上面的那个公式转化成比值的形式，就是用总的输入电量与总的输出的电量之比来判定，若比值大于一则是发电机的电量平衡状态，比值小于等于一的话就不处于电量平衡的状态。还有一点需要考虑的是外界条件对发电机的电量平衡的影响，外界环境有下雨的情况也有炎热的情况等等，这些对电量平衡造成一定的影响，在这不进行具体的分析。

5 发电机的噪声处理

我们介绍过发电机的基本组成元件有转子、电刷组件还有轴承等等，发电运行的时候，各部分有的会发出一定的声响，这些声音被叫做噪音，发电机的噪音包括转子旋转而形成的噪音，还有轴承转动时的声音，还有电刷等等。在公路上行驶的汽车都发出噪音将会使得它成为一种污染，所以我们要解决这种污染问题。下面我们将会分为三部分来优化发电机的噪声问题。

5.1 轴承噪音的优化

轴承本身是一个运动型的机械部件，滚珠在管道中运动的时候会发出声音这是轴承噪音的一个噪声源，轴承之内的环圈状的部件旋转是轴承噪音的另外一个噪声源，轴承本身由于一些原因也会使得轴承损坏而导致其成为一个噪声源。

针对以上轴承噪声源的分析，认为想要优化轴承噪音首先要控制轴承的质量，轴承的质量将会决定噪声的存在，再者要保证时常地清理轴承室，以其保证轴承的清洁度以及质量。

5.2 转子噪音的优化

转子噪音主要是因为转子旋转地不平衡，由于现在的技术以及机械的加工水平，部件的精密程度还不够高，在发电机运行的时候，转子高速运转，由于质量和晶粒度不够，发出噪音。这种问题我们采取的优化途径只能有两种，一种是引进先进的高质量的部件来代替低质量的部件，另外一种就是提高自己的研究制作水平来使得部件的质量得到提高。

5.3 电刷噪声的优化

电刷就是一种像刷子一样的工具，它在发电机运行的时候，电刷与集电环表面之间的摩擦发出的声音产生了噪音，这种噪音产生的原因有两个，一是电刷的精密度与质量不高，二是集电环表面不光滑，产生的摩擦较大。针对于以上的原因，我们采取的优化办法是一是精确质量与精密度，二是经常性地清洁集电环，保证其的光滑度。

6 在整車应用问题及策略

交流发电机在整车中的使用需要注意一些事项，要注意交流发电机与蓄电池的连接，不要连接错误或者用金属工具将他们不该连在一起的连在了一起，尤为需要注意的是发电机和发动机与蓄电池的连接；还有就是在拔插头或者电线的时候切忌用力过猛，因为里面的设备的整体化，如果用力过猛捣乱了其中的一些设备的连接会使得整个设备发生问题；还要注意连接在一起的设备连接时候一定要注意清洁设备，保持设备的干净整洁，不要有异物，会干扰到连接。

上面主要说的是连接等一些笼统的注意事项，接下来将介绍一些主要的故障，充电系统的不正常分为以下几种情况，第一是蓄电池电量用尽，这一故障的出现可能有多种原因，蓄电池的电量一方面是自己本身带的电量，另一方面是发电机给它提供的电量。原因可能有自己本身没有电量了，再加上发电机给蓄电池供电的通道堵塞或者坏掉。另外还有可能是发电机不供电了，供电出现了问题，这种情况就是很麻烦的情况。在得知并搞清楚原因之后打开机器来解决问题是最基本的办法；第二是蓄电池过度充电，这是因为调节器失灵，我们知道调节器会在温度升高的状况下调节电压的大小使得蓄电池正常充电的。这时候就要修理调节器。另外还有其他的问题，比如说是在发电机运行的时候，发出异常的声响，这是因为皮带过紧，或者是由于一些异物而不能正常运行。

7 结语

现在阶段的人们越来越追求享受的质量，发电机给汽车带来一些不同的变化，交流发电机可以使得汽车更加平稳舒适，综合分析发电机的工作原理、工作特性、电量平衡分析等对发电机在整车运行的过程中存在的问题进行分析和解决，从而使得发电机更好的运行提高汽车的性能。