汽車檢測與診斷技術 第6章 汽車電源系統(tǒng)和起動系統(tǒng)故障診斷

汽車檢測與診斷技術內蒙古工業(yè)大學交通運輸系第6章汽車電源系統(tǒng)和起動系統(tǒng)故障診斷

6.1蓄電池的常見故障及診斷方法6.2發(fā)電機的診斷試驗6.3起動機的診斷試驗故障一：極板硫化故障特征極板上生成一層白色粗晶粒的PbSO4，在正常充電時不能轉化為PbO2和Pb的現(xiàn)象。（1）硫化的電池放電時，電壓急劇降低，過早降至終止電壓，電池容量減小。（2）蓄電池充電時單格電壓上升過快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢，過早產生氣泡，甚至一充電就有氣泡。

故障原因（1）蓄電池長期充電不足或放電后沒有及時充電，導致極板上的PbSO4有一部分溶解于電解液中，環(huán)境溫度越高，溶解度越大。當環(huán)境溫度降低時，溶解度減小，溶解的PbSO4就會重新析出，在極板上再次結晶，形成硫化。（2）電解液液面過低，使極板上部與空氣接觸而被氧化，在行車中，電解液上下波動與極板的氧化部分接觸，會生成大晶粒PbSO4硬化層，使極板上部硫化。（3）長期過量放電或小電流深度放電，使極板深處活性物質的孔隙內生成PbSO4。（4）新蓄電池初充電不徹底，活性物質未得到充分還原。（5）電解液密度過高、成分不純，外部氣溫變化劇烈。

排除方法 輕度硫化的蓄電池，可用小電流長時間充電的方法予以排除；硫化較嚴重者采用去硫化充電方法消除硫化；硫化特別嚴重的蓄電池應報廢。

故障二：活性物質脫落故障特征主要指正極板上的活性物質PbO2的脫落。蓄電池容量減小，充電時從加液孔中可看到有褐色物質，電解液渾濁。

故障原因（1）蓄電池充電電流過大，電解液溫度過高，使活性物質膨脹、松軟而易于脫落。（2）蓄電池經常過充電，極板孔隙中逸出大量氣體，在極板孔隙中造成壓力，而使活性物質脫落。（3）經常低溫大電流放電使極板彎曲變形，導致活性物質脫落。（4）汽車行駛中的顛簸振動。

排除方法對于活性物質脫落的鉛蓄電池，若沉積物較少時，可清除后繼續(xù)使用；若沉積物較多時，應更換新極板和電解液。

故障二：活性物質脫落故障三：極板柵架腐蝕

故障特征主要是正極板柵架腐蝕，極板呈腐爛狀態(tài)，活性物質以塊狀堆積在隔板之間，蓄電池輸出容量降低。

故障原因（1）蓄電池經常過充電，正極板處產生的O2使柵架氧化。（2）電解液密度、溫度過高、充電時間過長，會加速極板腐蝕。（3）電解液不純。

排除方法腐蝕較輕的蓄電池，電解液中如果有雜質，應倒出電解液，并反復用蒸餾水清洗，然后加入新的電解液，充電后即可使用；腐蝕較嚴重的蓄電池，如果是電解液密度過高，可將其調整到規(guī)定值，在不充電的情況下繼續(xù)使用；腐蝕嚴重的蓄電池，如柵架斷裂、活性物質成塊脫落等，則需更換極板。

故障三：極板柵架腐蝕故障四：極板短路故障特征蓄電池正、負極板直接接觸或被其它導電物質搭接稱為極板短路。極板短路的蓄電池充電時充電電壓很低或為零，電解液溫度迅速升高，密度上升很慢，充電末期氣泡很少。

故障原因（1）隔板破損使正、負極板直接接觸。（2）活性物質大量脫落，沉積后將正、負極板連通。（3）極板組彎曲。（4）導電物體落入池內。

排除方法 出現(xiàn)極板短路時，必須將蓄電池拆開檢查。更換破損的隔板，消除沉積的活性物質，校正或更換彎曲的極板組等。

故障四：極板短路故障五：自放電故障特征蓄電池在無負載的狀態(tài)下，電量自動消失的現(xiàn)象稱為自放電。如果充足電的蓄電池在30天之內每晝夜容量降低超過2%，稱為故障性自放電。

故障原因（1）電解液不純，雜質與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質之間形成電位差，通過電解液產生局部放電。（2）蓄電池長期存放，硫酸下沉，使極板上、下部產生電位差引起自放電。（3）蓄電池溢出的電解液堆積在電池蓋的表面，使正、負極柱形成通路。（4）極板活性物質脫落，下部沉積物過多使極板短路。

排除方法 自放電較輕的蓄電池，可將其正常放完電后，倒出電解液，用蒸餾水反復清洗干凈，再加入新電解液，充足電后即可使用；自放電較為嚴重時，應將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水沖洗之后重新組裝，加入新的電解液重新充電后使用。故障五：自放電故障六：單格電池極性顛倒故障特征單格電池原來的正極板變成負極板，負極板變成正極板。此時，蓄電池電壓迅速下降，不能繼續(xù)使用。

故障原因沒有及時發(fā)現(xiàn)有故障的單格電池（如極板短路、活性物質脫落等），當蓄電池放電時，該單格電池由于容量小，首先放電至零，再繼續(xù)放電時，其他單格電池的放電電流對它進行充電，使其極性顛倒。

排除方法對極性顛倒的單格電池應更換新極板。

1．蓄電池的儲存

（1）新蓄電池的儲存未啟用的新蓄電池，其加液孔蓋上的通氣孔均已封閉，不要通破。保管蓄電池時應注意以下幾點：

①存放室溫5～30℃，干燥、清潔、通風。②不要受陽光直射，離熱源距離不小于2m。③避免與任何液體和有害氣體接觸。④不得倒置或臥放，不得疊放，不得承受重壓。⑤新蓄電池的存放時間不得超過2年。

蓄電池的維護和保養(yǎng)（2）暫時不用的蓄電池的儲存采用濕儲存方法，即先充足電，再把電解液密度調至～3，液面調至規(guī)定高度，然后將通氣孔密封，存放期不得超過半年，期間應定期檢查，如容量降低25％，應立即補充充電，交付使用前也應先充足電。（3）長期停用的蓄電池的儲存采用干儲存法，即先將充足電的蓄電池以20h放電率放完電，然后倒出電解液，用蒸餾水反復沖洗多次，直到水中無酸性，涼干后旋緊加液孔蓋，并將通氣孔密封，存放條件與新蓄電池相同。

2．啟用新蓄電池

首先擦凈外表面，旋開加液孔蓋，疏通通氣孔，注入新電解液，靜置4～6h后，調節(jié)液面高度到規(guī)定值，按初充電規(guī)范進行充電后即可使用。干荷電蓄電池在規(guī)定存放期（一般為2年）內，啟用時可直接加入規(guī)定密度的電解液，靜置20～30min后，校準液面高度，即可使用。若超期存放或保管不當損失部分容量，應在加注電解液后經補充充電方可使用。

3．蓄電池的拆裝

（1）拆裝、移動蓄電池時，應輕搬輕放，嚴禁在地上拖拽。（2）蓄電池型號和車型應相符，電解液密度和高度應符合規(guī)定。（3）安裝時，蓄電池固定在托架上，塞好防振墊。（4）極樁涂上凡士林或潤滑油，防腐防銹。極樁卡子與極樁要接觸良好。（5）蓄電池搭鐵極性必須與發(fā)電機一致。（6）接線時先接正極后接負極，拆線時相反，以防金屬工具搭鐵，造成蓄電池短路。

4．蓄電池的維護

（1）保持蓄電池外表面的清潔干燥，及時清除極樁和電纜卡子上的氧化物，并確定蓄電池極樁上的電纜連接牢固。清洗蓄電池時，最好從車上拆下蓄電池，用蘇打水溶液沖洗整個殼體（左下圖），然后用清水沖洗蓄電池并用紙巾擦干。對蓄電池托架，可先用膩子刀刮凈厚腐蝕物，然后用蘇打水溶液清洗托架（右下圖），之后用水沖洗并干燥。托架干燥后，漆上防腐漆。

對極樁和電纜卡子，可先用蘇打水溶液清洗，再用專用清潔工具進行清潔。如下圖所示。清洗后，在電纜卡子上涂上凡士林或潤滑油防止腐蝕。

注意：清洗蓄電池之前，要擰緊加液孔蓋，防止蘇打水進入蓄電池內部。

（2）保持加液孔蓋上通氣孔的暢通，定期疏通。（3）定期檢查并調整電解液液面高度，液面不足時，應補加蒸餾水。（4）汽車每行駛1000km或夏季行駛5～6天，冬季行駛10～15天，應用密度計或高率放電計檢查一次蓄電池的放電程度，當冬季放電超過25％，夏季放電超過50％時，應及時將蓄電池從車上拆下進行補充充電。（5）根據(jù)季節(jié)和地區(qū)的變化及時調整電解液的密度。冬季可加入適量的密度為3的電解液，以調高電解液的密度（一般比夏季高～3為宜）。（6）冬季向蓄電池內補加蒸餾水時，必須在蓄電池充電前進行，以免水和電解液混合不均而引起結冰。（7）冬季蓄電池應經常保持在充足電的狀態(tài)，以防電解液密度降低而結冰，引起外殼破裂、極板彎曲和活性物質脫落等故障。蓄電池電解液密度、放電程度和冰點溫度的關系見下表。放電程度

充足電

放電25％

放電50％

放電75％

放電100％

密度（g/cm3）25℃冰點（℃）密度（g/cm3）25℃冰點（℃）密度（g/cm3）25℃冰點（℃）密度（g/cm3）25℃冰點（℃）密度（g/cm3）25℃冰點（℃）電解液的密度和冰點

1.31－661.27－581.23－361.19－221.15－141.29－701.25－501.21－281.17－181.13－101.28－691.24－421.20－251.16－161.12－91.27－581.23－361.19－221.15－141.11－81.25－501.21－281.17－181.13－101.09－6

1．外部檢查

（1）檢查蓄電池封膠有無開裂和損壞，極樁有無破損，殼體有無泄露，否則應修理或者更換。（2）疏通加液孔蓋的通氣孔。（3）清潔蓄電池外殼，并用鋼絲刷或極柱接頭清洗器清潔極樁和電纜卡子上的氧化物，清潔后涂抹一層凡士林或潤滑脂。

2．檢測蓄電池電解液液面高度（1）用玻璃管測量法，右上圖所示。工具：內徑為3～5mm的玻璃管。液面高度標準值為10～15mm。（2）觀察液面高度指示線法，右下圖所示。正常液面高度應介于兩線之間，液面過低時，應加入蒸餾水補充。蓄電池的常規(guī)檢查

3．檢測蓄電池電解液密度

電解液密度的大小，是判斷蓄電池容量的重要標志。測量蓄電池電解液密度時，蓄電池應處于穩(wěn)定狀態(tài)。蓄電池充、放電或加注蒸餾水后，應靜置半小時后再測量。（1）用吸式密度計測量電解液密度，其測量過程（見下圖）。測得的密度值應用標準溫度（+25℃）予以校正（同時測量電解液溫度）。不同溫度條件下電解液密度修正值見下表。

通過對各個單格電池電解液密度的測量，可以確定蓄電池是否失效。如果單格電池之間的密度相差3，則該電池失效。（2）放電程度的判斷電解液密度與放電程度的關系是：密度每下降3相當于蓄電池放電6％，當判定蓄電池在夏季放電超過50％，冬季放電超過25％時不宜再繼續(xù)使用，應及時進行補充充電，否則會使蓄電池早期損壞。電解液溫度（℃）密度修正值（g/cm3）+40+0.0113+35+0.0075+30+0.0037+250+20－0.0037+15－0.0075+10－0.0113+5－0.01500－0.0188－5－0.0255－10－0.0263

4．蓄電池開路電壓的測量測量蓄電池開路電壓時，蓄電池應處于穩(wěn)定狀態(tài)，蓄電池充、放電或加注蒸餾水后，應靜置半小時后再測量。蓄電池開路電壓可用萬用表的電壓擋測量，將萬用表的正、負表筆分別與蓄電池的正、負極相接即可。蓄電池端電壓可以反應蓄電池的存電程度，它們之間的關系見下表。

存電狀態(tài)(%)1007550250蓄電池電壓(V)12.6以上12.412.21211.9以下5．負荷試驗檢測

負荷試驗要求被測蓄電池至少存電75％以上，若電解液密度低于3，用萬用表測得靜止電動勢不到，應先充足電，再作測試。（1）使用高率放電計檢測高率放電計的結構如右圖所示。

高率放電計是模擬起動機工作狀態(tài)，檢測蓄電池容量的儀表。它由一只電壓表和一負載電阻組成。由于在檢測時，蓄電池對負載電阻的放電電流可達100A以上，所以，能比較準確判定蓄電池的容量和基本性能，是目前普遍使用的檢測儀表。以12V蓄電池為例，使用方法如下：將高率放電計的正、負放電針分別壓在蓄電池的正、負極柱上，保持15s，若電壓保持在以上，說明性能良好，若穩(wěn)定在～，說明存電充足，若電壓迅速下降，說明蓄電池已經損壞。

注意：此項測量不能連續(xù)進行，必須間隔1分鐘后才可以再次檢測，以防止蓄電池損壞。（2）隨車起動測試在起動系正常的情況下，以起動機作為試驗負荷。拔下分電器中央高壓線并搭鐵，將萬用表置于電壓擋，紅、黑表筆分別接在蓄電池正、負極柱上，接通起動機15s，讀取電壓表讀數(shù)，對于12V蓄電池，應不低于。汽車交流發(fā)電機當發(fā)現(xiàn)發(fā)電機不發(fā)電或發(fā)電量不足等故障時，應首先判斷故障發(fā)生在外電路還是發(fā)電機內部，若初步確定故障在發(fā)電機內部，就應將交流發(fā)電機從車上拆下來，對其進行檢測、修理。應先對交流發(fā)電機進行整機測試。目的是為了判定交流發(fā)電機有無故障和故障發(fā)生在哪個部位，以便有的放矢地修理。整機測試包括：測量各接線柱之間的電阻、在萬能試驗臺上進行空載電壓和負載電流的試驗、用示波器觀察發(fā)電機輸出波形。6.2汽車發(fā)電機技術狀況檢測

6.2.1交流發(fā)電機的整機測試

1.測量各接線柱之間的電阻（1）測量發(fā)電機的輸出端子B+和搭鐵端E之間的阻值（殼體或搭鐵接線柱）。通過測量可以判斷交流發(fā)電機整流器是否有故障，如有故障應將發(fā)電機解體進一步檢測。（2）測量發(fā)電機正電刷F接線柱和負電刷E之間的阻值通過測量各接線柱之間的阻值，不能確定交流發(fā)電機是否有無故障時，應進行試驗臺試驗。圖3.27各接線柱之間電阻的測量2．試驗臺試驗（1）空載試驗空載試驗是在交流發(fā)電機不帶任何負載（不對外輸出電流）情況下的一種試驗。空載試驗的目的是：初步測定發(fā)電機是否有故障。（2）負載試驗負載試驗就是在交流發(fā)電機帶有負載（對外輸出電流）情況下的一種試驗。負載試驗的目的是：進一步測定發(fā)電機是否有故障。交流發(fā)電機的有些故障，在沒有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來的，所以如果交流發(fā)電機空載試驗正常情況下，應再作負載試驗。6.2.1交流發(fā)電機的整機測試

3．用示波器觀察輸出電壓波形（有條件的情況下）當交流發(fā)電機有故障時，其輸出電壓的波形將出現(xiàn)異常，因此，在有條件的情況下，可用示波器觀察發(fā)電機的輸出電壓波形，根據(jù)輸出電壓波形可以判斷交流發(fā)電機內部故障是整流器故障還是定子繞組故障。圖3.29交流發(fā)電機各種故障時的電壓波形6.2.1交流發(fā)電機的整機測試6.2.2零部件的檢修

1．轉子的檢修(1)勵磁繞組的檢修用萬用表測量勵磁繞組的電阻，應符合標準。每個滑環(huán)與轉子軸之間的阻值都應該是無窮大。圖3.30勵磁繞組短路、斷路的檢測圖3.31勵磁繞組搭鐵的檢測6.2.2零部件的檢修(2)轉子軸和滑環(huán)的檢修轉子軸的彎曲會造成轉子與定子之間間隙過小而摩擦或碰撞，如發(fā)現(xiàn)發(fā)電機運轉時阻力過大或有異響，應檢查轉子軸是否有彎曲。滑環(huán)應表面光滑，無燒蝕，厚度應大于(3)軸承的檢修若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機運轉時有異響，應仔細檢查是否因軸承的損壞而造成。圖3.32轉子軸徑向擺差的檢測6.2.2零部件的檢修2．定子的檢修（1）定子繞組的斷路和搭鐵故障檢測（2）定子繞組的短路故障檢測圖3.33定子斷路故障的檢測圖3.34定子搭鐵故障的檢測6.2.2零部件的檢修

3．整流器的檢修(1)普通整流器的檢測將二極管的引線與其他連接分離，用指針萬用表的兩個表筆分別接到二極管的引線與殼體上，測二極管的正向與反向電阻。二極管的正向電阻應符合標準值，反向電阻應在10kΩ以上。3.35整流二極管的檢測檢測正二極管的正向電阻檢測正二極管的反向電阻檢測負二極管的正向電阻檢測負二極管的反向電阻6.2.2零部件的檢修（2）整體結構的整流器檢測：整體結構整流器的整流板、正、負硅二極管全部焊裝在一起，不可分解。右圖為本田汽車交流發(fā)電機的整流器。檢測正極管時，將指針萬用表的紅表筆接B，黑表筆依次接P1、P2、P3、P4，均應導通；交換兩表筆后再測，均應為無窮大，否則有正二極管損壞，需更換整流器總成。檢測負極管時將指針萬用表的黑表筆接E，紅表筆依次接P1、P2、P3、P4，均應導通；交換兩表筆后再測，均應為無窮大，否則有負二極管損壞，需更換整流器總成。6.2.2零部件的檢修4．電刷組件的檢測電刷和電刷架應無破損或裂紋，電刷在電刷架中應活動自如，不得出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。電刷露出電刷架部分的長度叫電刷長度，電刷長不應超出磨損極限（原長的1/2），否則應更換。電刷彈簧壓力應符合標準，一般為2～3N，將電刷壓入電刷架使之露出部分約2mm，彈簧壓力過小應更換。6.起動機的試驗1．空載試驗將起動機夾緊，接通起動機電路，起動機應運轉均勻、電刷無火花。其電流表、電壓表和轉速表上的讀數(shù)應符合規(guī)定值。注意：每次空載試驗不應超過1min，以免起動機過熱。2.制動試驗在空載試驗通過后，通過測量起動機全制動時電流和扭矩來檢驗起動