重型汽车供电设备故障检修思路与方法

张 昇，马 超，杨 权

（陆军工程大学军械士官学校装备底盘系，湖北武汉 430075）

0 引言

重型汽车在军地建设发展中发挥着重要作用，随着汽车技术的快速发展，各式各样电气设备在重型汽车中得到广泛应用，对供电设备稳定性也提出了新的、更高的要求。重型汽车电气系统具有低压24 V、直流、单线制、负极搭铁的特点，由蓄电池、发电机及电压调节器组成。其中，蓄电池是辅助电源，用于发动机启动时为起动机供电，也可在发动机启动前为照明信号系统、仪表检测及报警装置等临时供电；发电机是主要电源，用于发动机启动后向全车用电设备供电，并向蓄电池充电；电压调节器作用是保持发电机输出电压稳定，避免用电设备过载损坏。蓄电池和发电机在电路中并联工作，只是各自供电时机不同，因此遇到供电设备故障时，应根据不同时机，针对性采取对应的检修策略。

1 供电设备常见故障[1]

1.1 全车不通电

（1）故障现象：打开电源总开关，听不到总开关接触器吸合声，仪表没有反应，主照明灯、喇叭等均不工作。

（2）主要原因：蓄电池无电、总开关接触器损坏或电源系统线路故障。

1.2 供电设备不工作

1.2.1 蓄电池放电不足

（1）故障现象：打开电源总开关，虽然仪表有反应，但是发动机启动时，起动机不转或运转无力，主照明灯灯光暗淡，喇叭声音嘶哑无力。

（2）主要原因：蓄电池亏电、电源系统线路接触不良或蓄电池内部故障。

1.2.2 发电机不充电

（1）故障现象：发动机启动后，充电指示灯不熄灭，电压表始终指示蓄电池端电压，特别是汽车使用一段时间后，蓄电池亏电十分明显。

（2）主要原因：发电机损坏、发电机皮带张紧度不够、发电机皮带断裂或脱落、充电系统线路故障。

1.2.3 电压调节器失效

（1）故障现象：发动机启动后并逐渐提高转速，电压表指示值出现较大幅度变化，且经常发生保险烧毁或用电设备损坏的情况。

（2）主要原因：电压调节器损坏或电压调节线路故障。

1.3 供电设备功能状态异常

1.3.1 蓄电池经常亏电

（1）故障现象：供电设备平时运转正常，但是每次关闭电源总开关，隔一段时间再次打开时，蓄电池电量明显不足，起动机运转无力。

（2）主要原因：外部系统短路、蓄电池自放电严重或蓄电池内部短路。

1.3.2 蓄电池寿命周期短

（1）故障现象：蓄电池电解液流失过快，极板或接线柱硫化严重，以及壳体异常鼓包破裂等。

（2）主要原因：蓄电池维护不及时、未采取保护措施或使用不规范，如蓄电池电解液补充不及时、通气孔堵塞、接线不牢固、接线柱未遮挡或涂抹润滑脂、起动机超负荷使用或不规范使用。

1.3.3 发电机发电不足

（1）故障现象：发动机启动后，电压表指示充电电压偏小（重型汽车一般低于26 V）。

（2）主要原因：发电机皮带松旷打滑、发电机电刷及滑环接触不良、三相绕组断路、发电机整流二极管单个或多个损坏、电压调节器工作不良。

1.3.4 发电机发电过高

（1）故障现象：发动机启动后，电压表指示充电电压偏大（重型汽车一般高于28.5 V），有时甚至超出规定最高电压的情况。

（2）主要原因：发电机接地不良、电压调节器工作不良或电压调节器失效。

1.3.5 发电机过热或异响

（1）故障现象：发电机工作时，发电机壳体部分温度过高，甚至有烫手感觉，有时发电机发出运转不畅的“嘎嘎”异响声。

（2）主要原因：发电机皮带过紧、发电机轴承松旷或缺油、发电机散热不良。

2 供电设备故障检修思路

故障检修不仅需要维修人员具备扎实的理论知识和专业的维修技能，更需要维修人员具有分析故障现象、梳理检修思路、判断故障位置、确定合适措施的能力。由于驾驶员往往不具备丰富的专业知识，难以对车辆故障进行准确、客观的描述，因此维修人员不仅要与驾驶员充分沟通，同时应对系统功能进行完整状态技术检查，共同试车确认故障点，这样才能提高工作效率，达到事半功倍的效果。对于重型汽车供电设备故障检修，可从以下5 个方面展开。

2.1 检查系统功能

根据重型汽车电气系统特点和供电设备工作原理，维修人员应按照“先静态、后动态”的顺序，对供电系统功能进行完整状态技术检查。

（1）静态检查的主要内容：车辆使用前，检查蓄电池电解液是否充足，检查蓄电池及总开关接触器接线柱的线路是否连接可靠、牢固，检查并清除蓄电池周围杂物、泥土，然后打开电源总开关，观察仪表、灯光、喇叭等是否正常工作，电压表是否指示正常（24 V 左右）、充电指示灯是否点亮。

（2）动态检查的主要内容：在全车通电正常情况下，启动发动机，观察起动机运转是否正常、发动机能否正常启动；发动机启动后，逐渐提高转速，观察电压表是否指示正常（26～28 V）、充电指示灯是否熄灭，当发动机以高转速运转时，观察电压表指示值是否稳定在合理范围内。

2.2 分析故障现象

根据检查系统功能的方法，可以了解供电设备完整技术状态，对出现的故障现象进行初步分析，从而确定下步操作策略。例如，车辆使用前，检查蓄电池电解液充足，而且供电设备线路连接可靠、牢固，然后打开电源总开关，如果全车无电、仪表没有反应，则可初步分析是“全车不通电”故障，因此下步需要对蓄电池放电情况、总开关接触器工作情况以及电源总开关闭合情况进行检查、分析和判断。再如，当发动机正常启动并逐渐提高转速时，如果充电指示灯不熄灭或电压表始终指示蓄电池端电压，则可初步分析是“发电机不充电”故障，因此下步需要对发电机发电情况、充电指示灯或电压表工作情况以及充电线路情况进行检查、分析和判断。

2.3 梳理检修思路

故障检修过程实质上是维修人员对知识和技能综合运用的过程。操作前，维修人员应熟悉供电设备的结构原理和连接关系，掌握检查判断供电设备功能及线路好坏的方法，了解常见故障现象及可能原因，结合故障发生特点和规律，确定具体的实施步骤。

以发电机不充电故障为例。从故障原因看，主要有设备故障、线路故障和指示故障，分别有发电机及电压调节器损坏造成不充电、充电线路断路或接触不良导致不充电以及充电指示灯或电压表本身损坏造成的不充电假象等。从故障规律看，设备故障和线路故障出现的可能性较大，指示故障出现的可能性较小。从操作难易程度看，设备故障需要通过设备外部检查或设备拆检方可判断定位，线路故障需要进行线路排查以及测量接线端数据方可判断定位，而指示故障则可通过检查系统功能的方法得出初步结论。因此，重型汽车供电设备故障检修的一般思路为：先分析指示故障，再分析线路故障，后分析设备故障。

如果检查系统功能时可以排除指示故障，那么接下来需要结合供电设备结构原理知识，按照检修操作难易程度的顺序，确定线路故障和设备故障的检修思路。以发电机不充电故障为例。从故障原因看，发电机不充电可能有以下4 种情况[2-3]：一是发电机本身损坏导致不发电；二是发电机驱动机构工作不良导致不发电；三是蓄电池或电压调节器损坏，发电机励磁绕组中无磁场导致不发电；四是从励磁线路或设备线路有问题。从操作角度看，蓄电池是否损坏、供电设备接线情况均可以在检查初期发现，发电机驱动情况可以通过外部检查发现，充电外部线路可以通过测量接线柱数据指标发现，而发电机及电压调节器本身是否损坏则需要结合测量的数据指标判断，甚至需要换件或拆检进行确定。从故障规律看，发电机驱动不亮最常见也最容易被忽视，充电外部线路故障次之，发电机及电压调节器本身损坏相对较少。因此，线路故障和设备故障检修的一般思路为：先外部检查、再测量判断、后换件拆检。

2.4 判断故障位置

判断故障位置时，维修人员需要针对不同车型，充分运用供电设备电路图，明确各个供电设备及其接线端的作用和连接关系。以某重型汽车供电设备电路图为例（图1）：该车供电设备采用整体式交流发电机，配合内装式、外搭铁、发电机电压检测型集成电路调节器。该电压调节器有6 个接线端子：F、P、E三个端子用螺钉直接和发电机相连，B 端子用螺母固定在发电机输出端子B 上，IG、L 两个端子用金属线引到调节器的外部接线插座上。调节器内有一单片集成电路，它的IG 端经点火开关SW 接到蓄电池正极，用于检测蓄电池和发电机电压，从而控制晶体管VT2 的导通和截止，它的P 端接至发电机定子绕组某一相上。单片集成电路调节器从P 端检测到硅整流发电机的电压，从而控制晶体管VT1 的导通和截止。因此，当发电机不充电故障时，只要保持或调整发电机运行状态，分别测量IG 端子、L 端子和B 端子等外部接线柱和插座的数据指标，即可判断具体的故障位置。

2.5 确定合适措施

根据故障定位过程，维修人员就可以根据现场情况选择合适的处理措施。供电设备应急维修时，维修人员可以通过线路或部件替代法进行处置，平时维修时则可拆检测、维护、修复。通常情况下，供电设备中蓄电池、电压调节器为整体封装结构，一般采用换件修理法，而发电机能够分解、维护，视情采用修复性维修法。

3 供电设备故障案例分析与教学实践

图1 某重型汽车供电设备电路

某重型汽车运行途中，驾驶员反映充电指示灯突然点亮，初步判断发电机不充电。维修人员开始检查系统功能，按照“全车通电前、全车通电后、发动机启动前、发动机启动并提高转速”4个阶段，分别观察充电指示灯或电压表（无电压表时可检测蓄电池端电压）的工作状态，充电指示灯状态分别为“不亮、亮、亮、亮”，电压表指示状态分别为“0、指针摆动且停24 V 左右、指针指示24 V 左右、指针指示24 V 左右且无变化”，初步认定不是指示故障引起的。于是，维修人员判断该故障是由设备故障或电路故障引起的，结合该车供电设备电路图（图1），实施了以下检测步骤：在发动机启动前，首先检查蓄电池放电程度、发电机三角皮带松紧度、发电机及电压调节器搭铁情况，如果不符合要求及时处理，故障排除则检查停止，否则继续；启动发动机并逐渐提高转速，测量发电机输出端子B 的电压（或观察电压表），如果测量值为充电电压（约26 V 以上）且能够随发动机转速上升变化，则判断为充电指示灯线路有问题，如果测量值始终为蓄电池电压（24 V 左右），则判断为发电机及电压调节器有问题；之后，拔下发电机及电压调节器上的接线插座，测量充电指示灯接线端子L 是否有电，如果无电，则确定故障在接线端子L 经充电指示灯到蓄电池之间，否则说明故障在发电机及电压调节器本身或线路上，如果通过替代充电指示灯线路能够排除故障则检查停止，否则继续；接下来，测量电压调节器输入端子IG 是否有电，否则说明故障在输入端子IG 经点火开关到蓄电池之间，如果有电，则确定故障在发电机及电压调节器本身；最后，如果通过发电机或电压调节器换件修理能够排除故障，则再适情选择发电机的拆检、修复和试验。

将此种思路与方法运用与教学实践，学生反映较好。

4 结论

综上所述，重型汽车供电设备故障原因有很多，但是故障检修过程有章可循，如果没有充分的理论知识、合理的检修思路和适当的处理方法，故障诊断排除过程必然缺乏条理、混乱无序、效率低下。通过案例分析与教学实践，阐述的重型汽车供电设备故障检修思路与方法，对从事相关工作人员提供一定的参考。