起动机、发电机、汽车技术资料

起动机、发电机、汽车技术资料.txt精神失常的疯子不可怕，可怕的是精神正常的疯子！起动机铣齿故障的原因及解决方法

汽车发动机起动时，起动机的驱动齿轮不能与飞轮齿环啮合，起动机电枢高速旋转，驱动齿轮与飞轮齿环磨擦发出强烈打齿声，发动机不能起动。此时驱动齿轮相当于“铣刀”对飞轮齿环进行“铣削”，因此把这种故障称为“铣齿”。其严重后果是飞轮齿环被铣削干净，有时驱动齿轮也同时报废。

引发铣齿故障的原因是什么？为什么进口汽车又很少发生？为此，笔者曾查阅了大量的维修资料，但未能找到答案，还走访了不少经验丰富的修理人员，还是没有得到令人满意的答案。只好凭自己多年的工作经验，通过分析、试验，并与进口汽车进行比较，终于搞清楚了铣齿的原因，找到了解决问题的方法，同时还发现许多修理书籍上的有关理论是错误的，以致不少修理人员以此“理论”来指导实践而吃足了苦头。还有不少制造厂家，也始终没有解决这个问题。

目前，国产汽车上装用的起动机除了电枢移动式与齿轮移动式这两种机型外，其余都属于电磁操纵强制啮合式起动机。对于这种起动机的工作过程，不少汽车电器书籍上只介绍了顺利啮合过程，而未提及强制啮合过程，有的虽然提到了，但未作详细介绍。因此在人们的意识中，起动机工作时，都是驱动齿轮先与飞轮齿环啮合，然后电磁开关触点才接通，起动机旋转把动力传递给发动机。有的修理资料上甚至强调：当驱动齿轮与飞轮齿环啮合齿长达2/3以上时，电磁开关触点才接通。而对铣齿故障原因的解释都是千篇一律的：①起动机驱动齿轮或飞齿环磨损过甚或损坏。②电磁开关触点闭合过早，起动机驱动齿轮与飞轮齿环尚未啮合时，起动机就已旋转。无论你翻开那一本修理书籍都是这样的介绍：如何调整驱动齿轮与电磁开关铁芯行程，以保证（其实是不可能保证的）“先啮合、后接通”。

这些理论导致的后果是使许多修理人员进入了经常调整行程与更换飞轮齿环的怪圈。虽然有些起动机经调整行程后，确实消除了铣齿故障，对已损坏的飞轮齿环，更换新件后也恢复了正常，但使用都不会太久，就会旧病复发，而且有些起动机无论怎样调整行程，也消除不了故障。这是因为，一方面有关资料上提供的调整方法及数据是错误的，另一方面不知飞轮齿环是如何磨损的，只好坏了以后换新的，再坏再换新的。

这种头痛医头，脚痛医脚，而不能根本解决问题的原因是不知道强制啮合式起动机的强制啮合过程。其实起动机在工作时，驱动齿轮在向飞轮齿环移动过程中，除了前面讲到的齿轮先啮合后，电磁开关触点才接通的情况，即顺利啮合外，绝大多数情况则是驱动齿轮的齿刚好顶在飞轮齿环上（顶齿），这样转动齿轮已不能向前移动，但拨叉继续移动，从而压缩单向离合器上的啮合弹簧，使两齿端面之间的压力增大，当电磁开关触点接通时，由于驱动齿轮紧紧压在飞轮齿上，使起动机电枢的转动阻力增大，而只能缓慢转动，待转过一定角度后，驱动齿轮滑入飞轮齿环槽中完成啮合过程。这种在顶齿状态下，电磁开关也要接通，使驱动齿轮强行与飞轮齿环啮合的过程称之为强制啮合。其关键是靠啮合弹簧的压力，强行降低电枢转速，来求得啮合成功。从强制啮合过程来看，是电磁开关触点先接通，齿轮后啮合。那么电磁开关触点接通时间的先后，对是否会造成铣齿故障已无因果关系，也就是说目前那种“都是先啮合，后接通”的理论是错误的。而“先接通、后啮合”则是强制啮合式起动机的主要特征。

从强制啮合过程可以发现，如果强制啮合的失败，就会发行铣齿故障，即铣齿故障的原因是强制啮合失败所造成的。

强制啮合成功的前提是啮合弹簧必须压紧，使起动机的转动阻力增大，而速缓慢，如果啮合弹簧压得不紧，或弹簧本身压力不够，起动机的初始转速太高，势必会造成铣齿。从实际情况来看，啮合弹簧压本身压力不够不多见，主要问题都是啮合弹簧未压紧。而啮合弹簧压不紧的原因只有一个，就是在静止状态下，起动机驱动齿轮与飞轮齿环之间的轴向距离太大，

实际测得结果达5mm，有不少甚至超过5mm。

我国标准JB1506－75中规定δ＝3mm－5mm，目前所有修理资料也提供这个数据。笔者不知这个数据是根据什么得出的，但从实际出发，只要能保证发动机在正常运转中，飞轮齿环不碰擦驱动齿轮，δ越小越好。因为δ越小，起动时驱动齿轮对飞轮齿环的冲击力就越小，飞轮齿环被撞击损坏的可能性就越小。其次δ越小，在强制啮合情况下，啮合弹簧对驱动齿轮的压力越大，就越容易啮合成功。例如，一种起动机δ＝1mm，另一种起动机δ＝5mm，那么后者飞轮齿环受到的冲击力将成倍地大于前者。这是因为电磁开关线圈刚通电时，铁心有一半在线圈外，受到的电磁吸力还较小，随着铁心向线圈内移动，电磁吸力越来越大，这样铁心的移动过程就是一个加速过程，移动距离越长，铁心的移动速度越快。而通过拨叉转为驱动齿轮的移动，则是δ越大，驱动齿轮撞击飞轮齿环的速度就越高，冲击力也就越大，飞轮齿环磨损就越快。磨损后的飞轮齿环与驱动齿轮之间的δ更大，这使啮合弹簧的可压缩距离减小，压力降低，铣齿也就不可避免。铣齿一旦发生，驱动齿轮对飞轮齿环的破坏极为严重，δ值会进一步加大，从而进入恶性循环。这就是不少车辆使用一段时间后就发生铣齿故障的原因所在。

从上述可知，造成铣齿的真正原因是驱动齿轮与飞轮齿环之间的轴向距离δ太大。那么，多大的δ值才合适呢？几乎不发生铣齿故障的轿车及进口汽车的实际情况来看，这些车辆上的δ值都是保持在1mm－2mm范围内，因此笔者认为δ值以2mm左右为宜，最好控制在2mm以内，但考虑到国内实际情况，如零部件的误差，可将δ值放宽到≤3mm。值得提醒的是，不要以为功率大的起动机δ值就可以大一些，实际上则恰恰相反，功率越大的起动机，驱动齿轮对飞轮齿环的冲击力就越大因此要求δ值更小，为此呼吁发动机与起动机生产厂应密切配合，严格控制δ这个参数，让以后产的汽车不再频繁发生铣齿故障。

那么对目前大批已发生故障的车辆，又如何来处理呢？

首先，拆下起动机，分别测量飞轮壳上安装面至飞轮齿环端面的距离与起动机上安装面至驱动齿轮端的距离，两者之差就是δ值，也可以分别测量驱动齿轮上的压痕长度与驱动齿轮端面至止推挡圈的距离，两者之差也是δ值。然后采取以下措施。

a.对可以调整的起动机，如321型、124型、614型等，首先把驱动齿轮的位置调整到满足δ≤3mm，然后把电磁开关铁心压到底，也可通电使铁心吸到底，此时驱动齿轮端面至止推挡圈的距离为0.1mm－1mm，只有同时满足这2项要求，该起动机才算调整完毕，如虽经调整，但δ＞3mm，则应采用其它措施。特别提醒不按目前的修理资料上介绍的方法去调整，因为这些资料上有关“起动机的调整”这一节都是错误的。这也是为什么装用321型起动机的492汽油机会频繁发生铣齿故障，原因就是调整的方法不准确。

b.对大多数不能调整及上述无法调整到位的起动机，可采用在飞轮齿环下面增加垫圈的方法来缩小δ值。取下已损坏的飞轮齿环，用铁皮加工几个内外径与飞轮齿环差不多大的垫圈，根据原δ值计算好需要垫多少个垫圈才能满足δ＜3mm的要求，然后在飞轮上先装上垫圈，再装上新的飞轮齿环，也可找一根直径与所需垫圈总厚度相同的铁丝，焊成一个圆环，垫在飞轮齿环下面。

c.对飞轮齿环尚未严重损坏，但已发生铣齿故障的汽车，为减小工作量，可车削起动机的安装面，但必须注意车削安装面后，起动机的安装强度会降低。因此一般车削量不应超过1mm。

全塑型换向器

全塑型换向器是近几年发展起来的一种新型换向器，其结构形式完全不同于压铆式换向器和半塑型换向器。换向器的换向片是用冷挤工艺将铜管挤压成带有纵向燕尾槽形的铜圈。压塑成形后，再经过车外圆、铣槽等一系列加工而成。这种换向器的最大优点是超速性能很好，

因此可用于高速工作的减速型起动机。同时这种换向器的制造工艺比较简单，并可节省大量的铜材，因此是一种很有发展前途的换向器。它的机械性能和耐热性能主要取决于压塑料的性能。

采用多触点结构插接器提高电流负载能力

随着车用线束控制的发展，要求有传送大电流负载的插接器。一般情况下，工程师几乎没有别的选择，只有选用大容量插接器，然而这不但不利于整个系统的设计，而且会增加成品成本。为了降低接触电阻，除了进行表面处理外，只能采取增加插拔力的方法，这将使得插入和拔出时非常困难。

1 多触点结构设计

多触点插接器是一种增加了插头、插座之间接触点数量的插接器。采用插接器多触点结构设计可以达到增加接触的数量，满足传送大电流负载的要求。

多触点结构设计的插座使用“百叶窗式”的接触弹簧条。弹簧条沿着插座轴向排列，通过“百叶窗”而形成环绕插座周向的多路接触点。当插头插入该类型插座时，“百叶窗”就变得像弹簧一样，沿其周边紧箍着插头，从而避免某一点(或2点)接触。将触点设计成“百叶”形状，“百叶”可沿着插座轴向提供相等的接触压力。当作为插座使用时，可以通过对电流数值的均衡分配，从而提高电源使用效率。另外，接触点之间的低接触电阻，极大地降低了电压降，使在某一给定电流值下护套内产生的温升值更低。

由于提高电流值而产生负面影响的发热量绝大部分都是通过接触表面散发。在一般的连接方式中，大致可分为单面和双面接触连接，所产生热量是通过小面积接触面散发出去，多触点结构插接器的温升表现得非常剧烈，其接触面积越大，散热就越快。

多触点结构也有助于避免“热点”现象的出现。所谓“热点”，就是在某一连接界面中，热量的大部分均通过某一点而散发，该点即成为“热点”。而多触点结构，不仅增加了接触点的数量，而且极大均衡了接触压力，因此避免了某一点成为“热点”的可能性。

传统的电流信号传递系统中，接触点数量相对较少，只有通过增加插拔力来降低接触电阻，结果造成插拔难度的增加。而多触点结构插接器在工作时可提供相对低的插入力和拔出力。另外，在相同的电流负载下，多触点结构插接器所需的工作空间更小。例如将一个4线插接器改变成多触点结构，即可将其负载增加到双倍。在多触点结构负荷状态下，4线插接器在达到30℃温升时的负载电流是31A，而传统方式插接器达到同样温升时的负载仅为14.9A。这意味着选用小型号多触点结构插接器即可承受大电流负载，而且不会降低连接的可靠性和安全性。

2 扭式和桥式触点

多触点结构设计成扭式或桥式触点。对于扭式触点，其“百叶”绕自身轴旋转而产生接触压力，对于桥式触点，仅将其“百叶”预压成简单弧形，因为扭式触点的“百叶”相对于桥式触点的“百叶”更长，所以它适用于大横截面的插头(或插座)。桥式触点上的“百叶”较短，适用于小横截面的插头(或插座)。例如扭式触点不能够使用于直径小于7.9mm的插头，而桥式触点能够使用于直径为0.5mm的插头。这2 种结构的触点可以使用带状材料，借助模具加工成所需的形状。

多触点插座安装于插座的护套内，通过采用各种固定机构来保持该插座在恰当的位置。例如可在小扭式触点上设计沉孔或燕尾槽，在大扭式套管上采用保持环(钢或塑料)，在桥式触点上设计沉孔等。

多触点结构设计能够使用于多种类型的和、插接器，包括：标准圆接触插入式连接器、旋转式连接360°旋转、滑动连接、桶式连接、膨胀式连接。

3 多触点结构设计变量

一旦确定用多触点结构来提高插接器电流负载，就必须考虑下面这些变量：

①材料厚度，影响设计的尺寸状况。②触点表面处理，即电镀或不电镀处理。例如铍铜合金和镀锡处理来防腐蚀及耐温。③配合表面的表面处理，粗糙表面减低连接的持久性，而且加大了插拔力。④材料，材料有不同的特性，比如电传导性，会降低多触点的接触压力。这些变量将影响连接的持久性、插拔力、电压降和电阻值。

另外，多触点结构还能够在200℃以下的范围内工作(不包括采用电镀使得熔点降低，例如镀锡或锡/铅)，也能浸入润滑油或润滑脂中工作(这有助于散热)，这都使得多触点结构插接器能够不增加尺寸就可提高其通过的电流负载。

4 结论

多触点结构插接器允许应用电流负载的增加而不必增大插接器的尺寸。插接器通过“百叶窗式”的接触弹簧条，沿着插座的内周边方向形成周边接触压力，极大地提高了插接器的工作性能。一旦确定用多触点结构设计来提高电流负载能力，还必须考虑选材、材料厚度及表面处理等变量，这些变量将影响持久性、插拔力、电压降和电阻值等性能。

起动机产品行业整体质量状况及主要问题分析

起动机主要故障表现形式：

1）单向离合器失效（打滑、异响）

2）电磁开关故障（触点烧牢、常吸、不吸）

3）定、转子故障

4）转子脱焊

5）轴衬磨损

6）无力、空转等其他故障

近两年来，在国家拖拉机质检中心对送检中心对送检的产品检测中发现，问题较多的为：

1 轴衬磨损，造成后果是起动无力，定、转子相擦，发现晚电机就会烧坏

2 电磁开关故障：主要吸合无力、粘连，保持线断

3 单向离合器打滑、驱动齿轮内轴衬碎裂、缓冲弹簧质量不稳

4 碳刷磨损

5 工作性能达不到要求

6 换向器等其他故障

在装机使用中主要表现为：

1 起动机不起动工作

2 起动无力

3 铣齿、顶齿

4 起动机空转、打滑

5 未起动齿轮有周期性撞击声

6 起动中有异常机械撞击声

7 单向离合器不回位

为此，我们根据检测结果统计及综合调研情况与主机厂有关人员座谈，对起动机在使用中所反映的问题进行综合分析。

二主要故障及产生的原因

1 起动机不起动

1）电磁开关损坏

主要表现为吸合线圈断路，短路，造成开关不能吸合，主电路接不通

2）电磁开关接触铜片和触蹼严重烧蚀或调整不当，接不通

3）起动机定、转子绕组烧断、短路或搭铁。其中定、转子烧，经过我们对有关样机分析，多数是由于轴衬严重磨损，造成电机扫膛所致。

4）换向器严重烧蚀、损坏

5）绝缘碳刷搭铁，碳刷簧折断或失效，碳刷与换向器不能可靠接触

6）整车起动电路故障，如掉线，起动继电器损坏等

7）蓄电池严重亏电或接头脱落，松动等

2 起动无力（起动机运转但不能正常起动发动机）

1）轴衬磨损，造成定、转子相擦，严重将导致电机烧坏（这一点在对检验故障样机及对调研情况分析，故障发生率非常高）

2）换向器有烧蚀或过脏

3）碳刷质量不好，磨损过多或刷簧过软，接触不良

4）电机膛内窜入碳粉或其他杂物

5）定、转子绕组有局部短路

6）单向离合器打滑

7）电枢线与换向器有脱焊

8）蓄电池亏电或容量小，电瓶线过长、过细

9）对初选的起动机与发动机匹配不合理，功率偏小

3 顶齿、铣齿

1）电磁开关的行程调整不当或与驱动机构匹配不好

2）驱动齿轮或飞轮齿圈磨损过甚或损坏

3）电磁开关吸力过小或接触铜片、触点烧毛

4）单向离合器缓冲弹簧质量问题

4 起动无力

1）单向离合器打滑、失效

2）电磁开关与拨叉脱扣或开关动铁芯小顶柱软化失效

5 驱动齿轮周期性撞击飞轮齿圈

主要是电磁开关保持线圈断路，短路或搭铁不良。由于保持线圈不能保持驱动齿轮与大齿圈的啮合，而吸引线圈又在驱动齿轮进入啮合后被短路而失去吸力，驱动齿轮应在复位弹簧的作用下与齿圈脱开啮合，一但脱开吸引线圈又不短路了，又吸着动铁芯运动推着驱动齿轮再一次进入飞轮齿圈啮合。当驱动齿轮与飞轮啮合后，吸引线圈又被短路而失去吸力，保持线圈因断路也无吸力保持住啮合，驱动齿轮又被复位（也即接触铜片与触点脱开）脱离啮合。保持线圈搭铁线被烧断的现象，在实际使用和试验中发生率很高。

6 起动中异响、有“哒哒”噪声

驱动齿轮内小轴衬碎裂，其与飞轮齿圈啮合运转时产生跳动所致。

7 单向离合器不回位

1）电磁开关接触铜片与触点烧粘

2）回位弹簧失效

3）起动线路故障（如起动继电器触点烧结）

根据我们掌握的信息，上述所反映的问题，虽然有个别现象是由主机线路原因，但主要还是起动机自身质量问题，各生产厂应根据市场反映的状况，摸清自家产品的质量问题，逐步加以分析解决。

为什么汽车电压等级要升级？

汽车电压等级的变化深受下列因素的影响：

1 发动机技术

2 车上电器的负荷量

3 汽车技术特别是电子技术的应用发展程度，早期汽车广泛采用6V的电源，但由于汽车发动机压缩比的不断提高，起动机的功率也随之增加，6V电源已经不能满足需要，所以从20世纪50年代开始逐步被12V/14V电源所取代。随着汽车电子装置比例的增大，汽车对电的需求量增长；此外，电子技术的发展使一些带电的机械装置逐步转变为带机械的电子产品，如电子制动、电动转向、机械阀的电子控制等，这些装置也增加了耗电量。另外，如果不改变现行的电压标准，功率增大必然导致电流增大，电流增大必然要加大导线的截面积，就要加粗导线，电器件的体积会变大，汽车重量会增加，油耗会增大，有限空间被占用。

选用42V电压作为新的电源标准，简单地说是从发电机输出电压14V的3倍数考虑的，从理论上讲，电压提高3倍数，电流会减少65%，可以更合理地运用在汽车电器系统上；高电压提供了减少导线和部件体积以及重新设计电器系统的可能。另外是从保证安全的角度考虑，60V以下的电压被认为安全电压，当供电电压大于60V时，由于导线的接头的绝缘材料需大幅增加，因此带来的材料重量增长将会导致在其他方面所获的益处大打折扣。42V电源的系统的实施，将给整车及发动机等机械部件和电气部件的性能，结构和设计带来深远的影响。能提高整车的燃油经济性、改善排放，提供更好的驾驶舒适性；促使部件的优化；促使X－by－wire（电子伺服系统）控制的更好的实现。因此美国与欧洲的汽车制造商和零部件供应商就新一代汽车供电电压标准在1998年共同达成了36V/42V新标准的协议。

起动/发电一体化电压（ISG）集起动与发电于一电机内，取代了传统的起动机和交流发电机，能实现发动机的即起即停。ISG将在汽车制动时使发动机自动熄火，然后在需要动力时立即重新起动，避免怠速工况，这样能在不影响操作的情况下减少尾气排放。和ISG系统配合使用的是一个能量再生式制动系统，这个再生式制动系统将使汽车制动时产生的能量，帮助汽车的蓄电池充电，而蓄电池反过来又在汽车起动及加速时提供能源。实际上这也是一种混合驱动的雏形，它允许发动机经常熄火，必要时再重新快速起动，能在0.2s内使发动机达到怠速工况，可实现低速时由电源直接驱动电机作为汽车的动力源和汽车加速时的动力辅助功能，完全避免怠速工况；当汽车停车灯亮发动机关闭及制动时，施加的制动力使ISG转入发电机状态，电流输入蓄电池，可有效节省怠速与减速时的油耗和降低排放及实现能量回收。ISG 电机的效率可达80%左右，而14V的系统的起动机的效率只70-75%之间，提高了电机的效率。42V电源系统的应用为发动机的结构改进提供了更大的可能性，并将为新的部件如电控气门的应用创造更好条件。使用42V电源系统，发动机的一些附件，如转向助力泵、水泵、冷却风扇、空调压缩机和气泵等，可以从发动机中分离出来，直接由新的电源系统驱动，从而减少空转消耗，提高能源利用效率。此外，减少了发动机的部件数量，改善了设计，起到提高发动机效率的作用。

汽车发动机设计最大的变化是将用无凸轮轴的电磁式电控配气相位机构取代传统的凸轮轴配气相位机构，其优点是在相同排量下，能够提供更大的发动机功率，改善发动机高低速的扭矩特性，降低消耗和有害气体排放，同时降低发动机制造成本。

42V电源系统还可以为发动机系统上诸如为尾气后处理装置的加热器，柴油机微粒捕集器加热器提供能源，有效地降低有害气体排放。电加热式三效尾气后处理器，可以在原基础上提高加热功率，减少起燃时间，进一步降低冷起动的排放。

蓄电池

1.铅酸蓄电池

铅酸蓄电池也至今已有100多年的历史，广泛用作内烯机汽车的起动动力源。目前大部分电动车使用的蓄电池均为传统的铅酸蓄电池。这种蓄电池可靠性好、价格便宜；比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点：一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电续驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。铅酸蓄电池的应用历史最长，也是最成熟，成本最低廉的蓄电池。当前存在的主要问题是一次充电的续驶里程短，一般约在30－40km，就是快速充电也要4－6H，且比能量只有30W/KG。为此人们一直探索着如何改进铅酸蓄电池的性能，开发能量效率更高、稳定性更好，电荷容量更大的新电池。

2.镍镉蓄电池

目前，镍镉蓄电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池，其比能量可达55wh/kg，比功率超过190w/kg，可快速充电，循环使用寿命是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4－5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在比能量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作。以免重金属造成环境污染。

3.镍锌蓄电池

镍锌蓄电池是美国国家能源研究公司（ERC）开发和生产的产品。厦门蓄电池总厂已与其合作引进了此产品。新型密封镍锌蓄电池具有高比能量、高比功率和大电流放电的优势。这种优势使得镍锌蓄电池能够满足电动车辆在一次充电续驶里程、爬坡和加速等方面对能量的需求。镍锌蓄电池是一极具竞争力的蓄电池，其能量与镍氢蓄电池相当，体积功率已超过镍镉蓄电池，小于镍氢蓄电池。大电流放电，蓄电池的电压在较大的范围是平衡的，且具有很长的寿命。

4.镍氢蓄电池

镍氢蓄电池是目前人们看好的第二代蓄电池之五，是取代镍镉蓄电池的产品，当然也是取代铅酸蓄电池是产品。镍氢蓄电池和镍镉蓄电池一样，也属于碱性蓄电池，其特性和镍镉蓄电池相似，不过镍氢蓄电池不含镉、铜，不存在重金属污染问题。目前生产电动汽车镍氢蓄电池的公司主要是Ovonie公司，它现有80和130Aｈ两种单元蓄电池，并由此构成30和50kwh 两种规格的蓄电池。其比能量达75－80wh/kg，比功率达160－230W/kg，循环使用寿命超过600次。这种蓄电池曾装在几种电动汽车上试用，其中一类车一次充电续驶里程为345KM，有一辆车一年中行驶了8万多公里。由于价格较高，目前尚未大批量生产。估计随着镍氢蓄电池技术的发展，其比能量可超过80，循环使用寿命可超过2000次，远景价格可降至150美元/kWh。通用汽车公司已把它作为今后几年电动汽车优先考虑的蓄电池。

5.钠硫蓄电池

钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车用蓄电池，美国福特汽车公司的Minivan电动汽车使用的就是钠硫蓄电池。它已被美国先进蓄电池联合体列为中期发展的电动汽车蓄电池。德国ABB公司生产的B240K型钠硫蓄电池，其质量为17.5公斤，蓄电量19.2kwh；比能量达109Wh/kg，循环使用寿命1200次，装车试验时最好的一辆车无故障地行驶了2300公里。钠硫蓄电池主要存在高温腐蚀严重、蓄电池寿命较短，性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。

6.锌空气蓄电池

锌空气蓄电池于1993年始于德国，经过十多年的努力现已基本成熟。美国的锌空气蓄电池采用的锌粉，配合液体氢氧化钾使锌粉在空气中进行氧化产生电能。这种蓄电池具有体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠，成本低廉等优点，是一极有前途的电动车用蓄电池。锌空气蓄电池的在比能量在200左右。美国DEMI 公司为电动汽车开发的锌空气蓄电池的比能量已达160左右，但它目前尚存在寿命短、比功率小，不能输出大电流及难以充电等缺点。

7飞轮蓄电池飞轮在真空中旋转，转速可达200000，驱动电机可作电动和发电机来运行。

8.燃料蓄电池被称为质子交换膜燃料蓄电池（PEMFC），它以纯氢为燃料，以空气中氧为氧化剂。

点焊生产的质量控制与检测

点焊作为一种高效、快捷的加工方法，得到越来越广泛的应用。然而，其可靠性差、焊接强度难检测、生产质量难保证，又限制了它的使用范围。笔者从事点焊工作多年，下面就点焊质量的控制谈几点看法。

点焊的工作过程为焊炬接触工作、加压、通电、保压及焊炬脱离工件几个步骤，因此，保证其工作过程达到所规定的要求，便可获得牢靠的点焊焊点。

1）在加压、通电过程中，由于焊炬会发红到熔融状态，故要求有一定压力的水进行冷却。在此过程里，如果未达到要求，往往会出现焊点质量不稳定、焊接脱落现象。另外，在焊接熔融状态时，两焊炬要有一定的预压力，若生产中未及时调整焊炬的预压力，也不能获得牢固的焊点。其预压力是靠调整焊炬在机度上位置实现的。

2）在焊接时，点焊的动作是靠电磁气阀来控制的，而气阀的工作受气压影响较大。在其他参数一定的情况下，气压太高，往往会影响气阀的工作行程，进而影响到点焊的焊接时间、焊接压力，从而获得不稳定的质量。

3）在点焊时，为保证点焊机床有稳定的功率输出，其点焊维持、休息时间必须有一个明确规定。维持时间保持一个数值，可保证焊点一致有效；而休息时间有一定标准，可保证机床设备稳定工作，减少故障率，防止机床因过载而烧损。

根据经验，在点焊过程中，应控制的参数有：热量、焊接时间、休息时间、焊接加压、外接气压、水压、焊炬尺寸、焊炬预压力及焊点间间距等几项。

4）在点焊的强度检测上，人们往往考虑它的抗拉强度，我认为这是不够的。因为，点焊是个微熔过程，其焊点会随着时间推移其熔合点会减弱，而且极易受到腐蚀。因此，必须提高其强度标准，而点焊对抗冲击、抗剪切、抗扭曲的强度较低，故可用冲击、剪切和扭曲的试验方法方便地检测出其焊接强度，而且操作性良好。

表面淬火裂纹的有效识别方法

淬火裂纹是一种无法补救的热处理缺陷，若不能及时发现，将会带来更加严重的后果。多年的现场经验告诉我们：酸洗是一种便捷有效的方法，无需专用设备，对工件的表面粗糙度也无特殊要求。其具体作法如下：

1）用水冲净工件

2）将冲净的工件用铁篮子装入浓度约20%～30%的盐酸液中浸泡15～20min

3）取出工件后用水冲净其表面的酸液

4）将冲净的工件放入防锈液（10%NaNO2＋0.4%Na2CO3+其余为H2O）中浸泡2min，取出放在工作台上排列好，自然晾干

5）过12～24h后观察工件表面，若有锈蚀纹，则锈蚀处即为淬火裂纹所在位置

以上方法对于中小型企业的热处理现场识别淬火裂纹非常有效。

降低汽车电机噪声措施

降低汽车电机噪声措施

汽车发电机实质上是一种三相同步交流发电机，与柴油机或汽油机配套，使汽车在行驶中产生三相交流电，保证汽车电器用电和不断给电池充电。现在一般采用的双内风扇型结构的发电机，除皮带轮外，整个发电机没有外露部分，定子铁心完全被前后端盖所覆盖，前端盖通过端盖止口与后端盖配合，把发电机定子、转子固定在一起成为一个整体。

当极对数为p的转子每旋转一周，定子绕组感应电动势也相应交换P次，因此电机供电频率为

f=pn/60

汽车电机噪声的组成及机理

电磁噪声分由三部分组成：电磁噪声，机械噪声和空气动力性噪声，电磁噪声和机械噪声占主导地位。

一电磁噪声

电磁噪声是汽车发电机的主要成份，它通过磁轭向外传播。气隙磁波作用在定子铁心齿上，产生径向和切向磁力两个分量，使定子铁心产生的振动变形的径向分量是电磁噪声的主要来源，使齿根部弯曲产生局部变形的切向分量是电磁噪声的次要来源。当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会引共振，使振动与噪声大大增强。齿谐波噪声和由磁路不对称引起磁通分配不对称，生产了单力磁拉力，也会引发振动产生噪声。

二机械噪声

机械噪声是任何运动无法避免的噪声，在汽车电机中它是与电磁噪声紧密相关，因为一旦有结构振动，就会影响电磁场；同时由于电磁力的存在也会改变结构件的振动频率和幅值特性。机械噪声一般随转速和负载电流增大而增大，在高速情况下成为电机噪声的主要部分，包括轴承、电刷和结构共振引起

的噪声。

轴承噪声

转子不平衡噪声

电刷噪声

结构共振噪声

电机内电磁力振动源中，通过转子、定子分别传到电机的各个部分，容易朴直部件共振和增加噪声。我们可以从汽车电机的结构简图上分析激发结构共振的几途径：

1 定转子间的电磁力作用于定子、转子、轴承、端盖外壳构成的弹簧阻尼系统，激发结构振

动而辐射噪声。

2 转子的动不平衡力作用于转了、轴承、端盖和支座构成的弹簧阴尼系统，激发端盖振动而辐射噪声。

3 皮带轮的张紧力作用于主轴、轴承、端盖和支座构成的弹簧阻尼系统，激发端盖振动而辐射噪声。

以上几种途径任一系统落在共振频率与激振力的频率偶合，都会引起系统的强烈振动，辐射出很大噪声。可以看出1的激振源是电机几的电磁力，引发电机振动与电机支座刚度生态关系不大；而2、3的激振源是转子动不平衡与电机支座关系很大，因此改善电机安装方式可以降低由于动不平衡力和皮带轮振动张力引起的噪声。

电机转速处于其转轴的临界转速也可能是结构噪声来源，由于汽车电机工作的转速范围很大，因此很可能转速处于电机转轴的临界转速范围内引起很大噪声。

三空气动力噪声

空气动力噪声是由随轴一起旋转的冷却风扇造成空气流动形成的噪声。它

们与转速、风扇与转子的形状、粗糙度、不平衡量及气流的风道截面的变化和风道形状有关，分为宽频噪声和离散噪声。

现在电机采用内轩式双风扇结构，同时采用了不等节距叶片结构降低离散噪声峰值，因此风扇噪声比起其它噪声小很多。

三空气动力噪声

通过该汽车发电机生产的电机检测实验表明，电磁噪声是汽车电机噪声主要成份，结构噪声在高转速情况下比重很大，风扇的空气动力性噪声可以忽略。所以降低该汽车电机噪声首要考虑降低电磁噪声，其次是机械结构噪声。

降低电磁噪声的方法有：

1 合理设爪极，形成正弦励磁场，减少谐波成份

2 选择适当的气隙磁密，不应太高，也不应过低，以免浪费材料

3 选择合适的槽配合，避免出现低次力波

4 定、转子磁路对称均匀，迭压紧密，特别是定子线圈与定子之间要固定牢靠

5 定、转子加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度

降低结构噪声的方法：

保证很好的转子动平衡度，在采用在转子去重法达到动平衡时应尽量将所有结构件都包含进去。特别对采用了不等距风扇（一般是钢风扇）的情况，在做动平衡时应将风扇包括进去。尽量减小和隔离结构振动：

1 使主要结构件的固有频率偏离主激振力频率，特别使结构件的共振动频率远离36阶电磁激振力的振动频率。

2 电机端盖与定子铁心之间加装弹性联接结构。

3 加阻尼措施，增强电机结构阻尼能力，高能量地耗散内部能量，降低电机的振动响应。

车用电机整流器可靠性分析

车用电机整流器可靠性分析

随着车用电器的逐渐增多，发电机的负荷加大，使用环境越来越恶劣，对交流发电机整流器

件的稳定性和可靠要求也就愈来愈高了。如何提高整流器件的稳定性和可靠性，已经成为提高车用电机质量的重要问题之一。

整流器件的可靠性包括两个方面：即产品设计与制造的固有可靠性及产品使用时的使用可靠性，本文重点分析整流器热电失效的内在原因，提出器件选用极限，从而向用户提出正确而合理的使用条件。

一、可靠性的意义：

1. 整流器件可靠性与“规定的无故障工作时间”是分不开的。对同一批器件，如其它条件不变，使用时间愈长“浴盆曲线”逐渐接近后沿，可靠性也逐渐降低。

2. 整流器件可靠性与“规定的使用条件”是分不开的。这里所说的条件，包括使用时的环境条件，如环境温度、散热条件、湿度、机械应力作用和工作状态。

3. 整流器件可靠性与“规定的功能”是分不开的。对规定的功能来说，长期使用中变化是相对的，完全不变的事情是有的。如果在设计时对器件要求很高，只允许其各项参数在很小的范围内变化，则器件的可靠性，将得到提高。

4. 整流器件在实际工作中，会产生不同的失效模式，有些失效模式带有事先无法预测的偶然性。通过用户信息反馈，失效分析、数理统计，车用电机整流器件热电失效模式具有普遍性。

二、整流器件的热电失效模式分析

整流器件的可靠性与设计、制造工艺有密切关系。由于材料缺陷、工艺条件波动、衰败的精度与稳定度、工艺过程参数的控制、人为因素都会给器件带来性能上的潜在缺陷。目前国内整流器件生产一般均严格利用检查筛选、机械应力试验、热应力试验、密封性筛选、寿命筛选等工艺手段，剔除“早期失效”产品，确保大批产品具有较高的可靠性提供给用户。而国外的同类产品生产厂家都采用SPC统计技术，使产品的工程能力指数达到1.33以上。尽管如此，用户在使用过程中，整流器件仍然会出现偶然致命失效和参数退化失效模式。失效器件的特征表现为整流器件受机械应力造成管芯碎裂、引线损坏；输出端短路时过大电流流过器件内部或局部区域，使其烧毁而开路：元件之间的搭桥、过大的功率负荷造成元件局部烧熔而短路；P—N结击穿即为常见的热电穿失效模式。我们在测量P—N的伏安特性时，如果加大P—N结两端的反向电压，就会看到反向电流突然迅速增大(如图1所示)，这个现象我们称为P—N结击穿。

若击穿电流被控制在较小数值，则P—N结击穿一般是可以复原的。但是击穿后的危险性却表现为P—N结击穿后的电流很大，电压也很高，因而消耗在P—N结上的功率是很大的，容易使P—N结发热过渡到热击穿。在热击穿状态下，P—N结的电流和温度之间出现恶性循环，即通过P—N结的大电流使P—N结温度升高，而温度升高又使它的反向电流变得更大，这样的循环下去，很快就会使P—N结烧毁。

整流器件本身就是一个功率器件，正常使用过程会自然发热。查国家标准规定：以ZQ35整流管为例，其正向平均电流IFAV为35A，正向峰值电压VFM为≤1.2V(IFM=105A)，热阻(典型值)R(th)j-c(℃/W)≤0.9通过下式可以求得最高结温下器件的壳温R(th)j-c=Jim-TC)/P

壳温TC=Jim-R(th)j-c×P

=175-0.9×35×1.2

=137.2℃

为便于分析，这里给出整流器件降额曲线图2。

从曲线图2上可以看出，整流器件壳温超过140℃时，其输出急剧下降，达到结温175℃时，输出为零。由此看来，保持整流器件壳温在140℃以下，器件能否正常工作完全取决于整流器散热条件。所以电机工作时的温升和环境温度，以及散热方式至关重要。

因此，我们整流器件生产企业在向用户提供产品时，尽最大努力保证关键参数的设计、制造

合理性外，建议电机行业的同仁在选用整流器件时注意以下几点：

1. 整流二极管正向平均电流IFAV选用的极限值按手册参数的80%确定。(降额使用是提高可靠性的重要手段，我国军用电子元器件规定降额幅度不小于50%)

2. 正向峰值电压VFM、热阻Rj-c要小。

3. 反向高温漏电流IRRM(Tj=175℃ VRRM=270V)要小。

4. 散热器设计合理，电机排风冷却充分，电机工作时的温升控制在90℃以下。

三、在使用整流器件时，最重要的是如何使其产生的热量有效地散发出去，以获得高可靠性。散热的最一般方法是把器件安装在散热器上，通过电机风扇强制风冷，保证整流器件壳温的热平衡。

一般地说，从散热器到周围空气的热流量(P)可由下例表示：

P=hAηΔT

式中：h为散热器总的热传导率(W/cm.℃)，A为散热器的表面积(cm)，η为散热器效率，ΔT 为散热器的最高温度与环境温度之差(℃)。上式中热h是由辐射及对流来决定，η是由散热器的形状来决定。

总之，散热器的表面积越大，与环境温度之差越大，散热板的热量辐射越有效。

(1) 辐射散热

下述近似式表示辐射散热：

hr=2.3×10×ε(ΔT/2+237) (W/cm.℃)

式中ε表面辐射率，随着散热器的表面状况而变化。表面研磨光洁的产品ε=0.05～0.1也就是说辐射率极差。然而，散热器的表面涂以涂料，经氧化可使ε=1。

(2)对流散热

功率器件安装在散热装置时，采用对流散热比辐射散热更有效。在一个大气压的空气中，采用对流散热器的传导率近似地由下式表示：

hc=4.3×10(ΔT/H)(W/cm.℃)

式中，H是散热垂直方向的高度。散热器的间隔高度定在H/4(cm)之内。总之，散热器的垂直方向长于水平方向更为有效。

(3) 散热器效率η

若用薄材料制成散热器，则离热源越远，表面温度越低，散热效果也越差。上述公式是假定温度都是均匀分布的，而实际上在散热板的边缘部位表面温度较低。

这种由散热器自身温度确定的系统就是散热效率，它表示散热板实际传递的热量与器材安装部位最高温度视为均匀分布时的热量之比。η主要是由所用散热器的材料大小与厚度来决定的。一般地说，热传导率最高的材料如铝(2.12W/cm.℃)及铜(3.85W/cm.℃)而钢(0.46W/cm.℃)就相当差了。

另外，散热器的厚度以厚些为好，并以跟散热器的长度平方成比例为最佳。

安装散热器的几点注意事项

1. 为保证整流器件工作时的实际结温小于最大结温情况下，应量选用体积小、重量轻的规格。

2. 散热效果优劣与安装工艺有密切关系，安装时应尽量增大整流器件与散热器的接触面积，降低接触电阻，提高传热效果。

3. 如果要把接触热阻降的更小些，安装时在整流器件与散热器之间涂一薄薄的导热硅脂，可以降低热阻25～30%。

4. 当安装两个以上器件时其安装孔(或组孔)位置散热器基面中心线上均布(L/2n)位置。

5. 整流器件与散热器安装好后，不宜再对整流器件和散热器进行机械加工或整形，否则会产生应力，增加接触热阻。

以上是我们在生产、经营、实践中的点滴体会，有不妥之处，请各位专家指正。

2003年9月12日

起动机的正确使用和检修

起动机的正确使用和检修

一、起动机的使用注意事项

1、每次使用起动机的时间不超过30秒，再次使用须等2分钟以上，连续使用不超过3次。起动机连续长时间使用会使蓄电池耗电过多，使用寿命缩短。

2、为保证安全并减少启动负荷，起动时要踩下离合器踏板。

3、发动机起动后，钥匙及时回位，防止起动机倒转，打坏轮齿。

4、不准使用起动机当动力。

5、起动机有故障，及时检修。

二、起动机的故障判断和检修

1、起动机不转

现象：当起动机开关接触后，起动机不转。

原因：

（1）蓄电池无电或电量不足。

（2）蓄电池极柱上的导线松动或锈蚀，接触不良。

（3）电磁开关内部线圈因短路等原因，造成过热烧损或线圈断路。

（4）起动机搭铁不好。

（5）起动机电路断路。

（6）起动机内部导线不良。

判断：

（1）当起动机开关接通后，起动机不转时，可试鸣喇叭或开前大灯，若喇叭不响，灯也不亮，说明电源有故障，应检查蓄电池及导线、断电开关。

（2）若喇叭、灯光正常，说明电源良好。此时可开亮前大灯，然后在接通起动开关的同时，注意观察灯光亮度的变化。如果灯光亮度不减，则应检查起动电路是否断路，接头是否松脱？如果完好，而起动机仍不转动，可用起子或其他导体将起动机开关上的两个接线柱搭接一下，若能转动，系电流未经起动机开关。应检查起动机开关是否接触不良？接触表面有无烧蚀氧化？

（3）从外部搭接起动机开关两个接线柱，起动机仍然不转，则故障在起动机内部电和机械两部分。属于电的故障是：电枢线圈或磁场线圈路或短路；电刷损坏，电刷压紧弹簧过软，电刷在电刷架中卡滞等造成的接触不良；整流子烧蚀或严重污垢而使电路不通等。属于机械故障是：起动机轴弯曲使电枢与磁极卡滞；轴承过紧或损坏卡死；起动机小齿轮的端面和止推垫圈的间隙过小而顶住。为确诊部位，仍用导体将起动机开关的两个接线柱搭接一下，若无火花，说明无电流通过，是内部电的故障；若有火花，说明有电流通过，电路通畅，故障在机械部分；若火花异常强烈，说明电流过大，则是起动机内部有短路、搭铁。（诊断分析见附图）

2、起动机转动缓慢、无力

现象：勉强能够缓慢转动，但仍然无法将发动机起动。欲使发动机顺利起动，曲轴必须具备

一定的起动转速。车用汽油机要求起动转速为50～70转/分，柴油机车一般为150～300转/分，防止缸内漏气和热量散失过多，保证缸内压缩终了时有足够的压力和温度。

原因：（1）蓄电池电量不足。

（2）电刷与整流子之间接触不良。

（3）电刷磨损过度。

（4）电刷弹簧的弹力减弱。

（5）寒冷季节，机温较低，阻力较大，导致起动机缓慢无力。

（6）电枢线圈与磁极运转时刮擦。

（7）线端接头脱焊或松动。

（8）开关接触不良。

（9）导线之间接触不良

判断：（1）用导体搭接起动机开关两个接线柱，若起动机转速明显增快，说明起动机开关触点接触不良，电阻增大；若转速无变化，应检查蓄电池充电是否充足；电刷是否磨损过甚，电刷弹簧弹力是否太弱，整流子脏污等造成的接触电阻过大。诊断同时，要仔细触摸起动电路导线及接头等处，因为不良的导线（过细、多股线中间有部分断路）或松动、锈蚀的接头，都会增大电阻而有发热症状。

（2）经初步诊断电源，起动电路、开关完好时，可检查起动机轴承是否过紧，轴承间隙是否过大或电枢是否弯曲造成电枢与磁极相互摩擦等。

（3）低温起动时，须注意检查蓄电池、机油粘度。因为冬季温度低，蓄电池电解液粘度增大，隔板渗透性差，电解液通过困难，电阻增大，端电压降低；机油变稠，增加起动阻力，使起动机表现无力。

3、起动机空转

现象：接触起动开关后，只有起动机高速运转而发动机不转。

原因：

（1）起动机与发动机飞轮齿圈中心线不平行。应重新进行安装调整。

（2）起动机在安装时，起动凸缘平面与飞轮壳之间加入了不适当度的垫圈。

（3）电磁开关或起动机吸铁行程调整不当，使起动机无法与飞轮啮合。

（4）起动机齿轮与飞轮齿圈损坏，不易啮合。

判断：（1）此种症状表明起动电路畅通，故障在起动机传动装置和飞轮齿圈等处找原因。首先检查起动机齿轮端面与飞轮齿圈端距离，使之不超过2.5～5ｍｍ的标准。其次调整吸铁行程，使之易啮合为止。

（2）当起动机空转同时伴有齿轮撞击声，说明飞轮齿圈或起动机齿轮牙齿磨损过甚或损坏，不能正确啮合，应予检修。

三、起动机的试验

起动机试验的目的在于检验其技术状况是否良好。进行试验时必须采用良好的全充电的蓄电池。蓄电池规格应适合于被试验的起动机，容量要足够。起动机与蓄电池的连接导线电阻要小，其线路的电压降低不允许超过0.2～0.3伏。为了检查起动机的技术状况，通常只进行空转试验和全制动试验。

（1）起动机的空转试验

起动机空转试验，起动机不带载荷，接通电源，测量起动机的空转转速和电流，并与标准值进行比较，判断起动机的机械和电的故障。若测得的结果是起动机消耗电流大，转速又低，则可能是起动机电枢轴弯曲、轴套与电枢轴不同心，轴套损坏而有碰擦现象；电枢激磁线圈和外壳搭铁、匝间短路等故障所致。若耗电和转速均低于标准值，而蓄电池电压正常，表明导线连接点、内部导线、整流子接触不良，电刷弹簧弹力过小。

另外，空载试验时，电刷与整流子接触处不应有火花；电枢旋转应均匀，不应有机械的刮擦声。试验时间不超过一分钟。

（2）全制动试验

将起动机夹在试验的虎钳上，用一长300ｍｍ的扭力杆，一端扣住起动机的驱动齿轮，另一端与弹簧秤相接，弹簧秤的位置与扭力杆垂直，再用一电量充足的蓄电池和800安的电流表及开关30伏的电压表与起动机相接。试验的目的在于测出全制时电流和扭距，并与标准值进行比较。

若试验时发现抟距很小而消耗电流较大，则故障可能是电枢和激磁线圈短路或搭铁。若抟距和电流均低于标准值，则说明线路中可能接触不良之处。若起动机在缓慢转动，则说明啮合机构有打滑现象。

全制动试验每次接通电流时间不超过5秒钟。

扎绑扎带

一、目的：

由于起动机转速很高，空截转速一般在6000～10000rpm，减速型起动机高达15000～20000rpm，起动机在发动机上工作，当发动机发动后，将会对起动机进行反带，速比为1：10左右，虽有单向离合器可避免高速，但必须高于空载转速才能起到作用，而且由于单向器有一定的打滑扭矩，所以转速仍比空载要高10～20%。在这样的转速下，使电枢两端部导线发生变形，造成甩线现象，为此，电枢两端采用扎绑扎带工艺。

二、材料：

用无碱玻璃丝带，浸渍环氧树酯或聚酯材料，帮有环氧型绑扎带和聚酯绑扎带两种。环氧型绑扎带可在155℃下长期使用，聚酯绑扎带可130℃下长期使用，绑扎带在25℃下贮存期为3个月。胶含量26～30%。两种均可采用。三、设备与工艺：

一般用普通车床改制，在刀架上装导向装置，一般在绑扎带的装夹机构上加重块或施以摩擦来增加张力。两端各绕4～6圈，用剪刀剪断，尾端要压紧粘牢，以防松开。绑扎带的固化一般在绝缘处理的预烘工序进行。

镍氢电池的简单介绍

镍氢电池是一种碱性电池，镍氢电池的标称电压为1.2伏，比能量可达到70-80Wh/kg，有利于处长EV的行驶里程。比功率可达到200W/kg,是铅酸电池的2倍，能够提高车辆的起动性能和加速性能。有高倍率的放电特性，短时间可以以3C放电，瞬时脉放电率很大。镍氢电池的过充电和过放电性能好，能够带电充电，并可以快速充电，在15min内可充60%的电荷量，1H内可以完全充电，应急补充充电的时间短。在80%的放电浓度下循环寿命可达到1000次以上，是铅酸电池的3倍。采用全封闭外壳，可以在真空环境中正常工作。低温性能较好，能够长时间存放。且其中没有铅和Cd等重金属元素，不会对环境造成污染，镍氢电池可以随充随放，不会出现镍镉电池在没有放完电后即充电而产生的“记忆效应”。

汽车蓄电池在使用中应注意的问题

汽车蓄电池在使用过程中应注意以下10个问题：

1 蓄电池的安装要牢固

2 极桩与电缆连接要可靠

3 注意蓄电池的外表要清洁

4 防止蓄电池产生电阻

5 蓄电池的电荷量与发动机一定要匹配

6 不要随便使蓄电池并串联使用

7 要重视电解液液面的检查

8 要及时检查和调整电解液的密度

9 要给蓄电池进行及时合理充电

10 不要盲目拆装电控汽车的蓄电池

发电机故障分析

定子(电枢)部分常见的定子绕组故障有:绕组短路、绕组断路、定子铁心损坏等。短路又可分为相间短路、匝间短路和绕组搭铁。相间短路与匝间短路可外视检查,一般可见线圈烧焦、变色现象。搭铁故障用欧姆表或试灯也可容易查出,定子铁心损坏一般是因为转子碰刮(俗称扫膛)造成。外视清晰可见碰刮痕迹和变形损坏处。1

1 原因分析ａ轴承因缺油松旷或烧蚀,致使转子轴偏心,造成转子与定子的碰刮扫膛,使定子绕组局部温升过高而短路或机械性断路。1

2 维护及预防

ａ注意交流发电机的定期保养。轴承及有关传动部位要保持清洁,润滑良好。对松旷度严重的轴承要及时更换(轴承的轴向和径向间隙均应不大于0 25ｍｍ)。当发现有轴承磨外圆情况时(轴承座孔内径磨损加大),要采取修复措施。应急修理可用尖铳沿轴承座孔铳磨,或用大功率电烙铁沿轴承外套均匀加镀适当厚度的焊锡。其过盈量一般为0 01～0 02ｍｍ。如

有条件,轴承座孔可采取金属镀铬处理。

ｂ要经常检查交流发电机有关部位的紧定状况。当发现紧固螺钉个别失落或松动时,要及时地配装和紧定。装配交流发电机时,紧固螺钉要对称均衡地拧紧。紧定后转动皮带轮应无阻滞现象和碰刮响声。

ｃ正确地调整调节电压,使其符合规定值(12Ｖ系一般为13 2～14 8Ｖ;24Ｖ系一般为27 6～29 6Ｖ)。经常检查蓄电池的技术状况。因为在汽车电系中,蓄电池和交流发电机是一对并联的电源,共同向各负载提供电能。当其中一个发生故障时,势必增加另一个电源的工作压力。如蓄电池因技术原因发生故障后,失去了协同交流发电机向各用电设备提供电能的作用,在用电设备全负荷工作时能单靠交流发电机来提供电流,长时间下去,也会引起定子绕组的过流烧毁。

交流发电机常见故障分析及预防

交流发电机是机动车电源系统的一个重要组成部分。当发动机工作后,它除向蓄电池进行补充充电外,还向各用电设备提供电源。而且在一般情况下,发动机点火系统所需的工作电流、约2/3的负载处于同时工作状态下的用电电流,基本上由交流发电机提供。交流发电机以它体积小、质量轻、工作特性好等优点在各种机动车上得到了广泛的使用。近年来,随着机动车工业的日益发展,交流发电机的整体性能也在不断地进行着更新和提高,使得它的使用与维修更加方便。但是,由于人们对交流发电机还缺乏应有的保养和正确的使用知识,造成交流发电机损坏以及人为缩短使用寿命的现象仍旧普遍发生。所以,进一步深入地了解交流发电机的工作特性

,正确地使用它、保养它,才可以使其发挥最佳的能源效益和经济效益。

下面,就把交流发电机在日常使用中常见的故障原因及预防措施与广大同行作一交流。

1定子(电枢)部分常见的定子绕组故障有:绕组短路、绕组断路、定子铁心损坏等。短路又可分为相间短路、匝间短路和绕组搭铁。相间短路与匝间短路可外视检查,一般可见线圈烧焦、变色现象。搭铁故障用欧姆表或试灯也可容易查出,定子铁心损坏一般是因为转子碰刮(俗称扫膛)造成。外视清晰可见碰刮痕迹和变形损坏处。1

1 原因分析

a 轴承因缺油松旷或烧蚀,致使转子轴偏心,造成转子与定子的碰刮扫膛,使定子绕组局部温升过高而短路或机械性断路。

ｂ交流发电机前后端盖紧固螺钉紧度不一或部分失落,造成扫膛使定子绕组损坏。

ｃ交流发电机输出电流过大,超过了定子绕组的载流值,使定子绕组因过流而烧毁。

d 交流发电机清洁不好、散热不良。长时间工作温升过快过高,使绕组因绝缘物质失效而损坏。

ｅ交流发电机使用时间较长,自然老化。

起动机采用的是短时工作制，允许一次工作时间最长为30S，在试验和实际使用过程中，工作时间一般为2－5S，并且，当第1次工作完毕，休息5－10S后才能进行第2次工作。

第一次和第二次间隔时间太短，即刚刚断开又马上通电，这样在高温电弧的连续冲击作用下，电磁开关动、静触点很容易出现严重烧蚀、烧结，从而导致来断电。

滚柱式单向离合器设计中几个参数的选择

滚柱式单向离合器设计中几个参数的选择

1 单向离合器简介

汽车发动机是借助于起动机来发动的。发动机与起动机之间的传动装置即飞轮齿环与单向离合器,通过拨叉使起动机齿轮同发动机飞轮齿圈啮合,并将起动转矩传递到曲轴,带动发动机进入工作状态。当发动机发动以后,由于单向离合器的作用,能自动地使起动机与发动机分离,防止起动机电枢因发动机飞轮高速旋转而飞散。简而言之,单向离合器的作用一是传递转矩,二是保护起动机电枢。

起动机广泛采用的单向离合器有滚柱式、摩擦片式和棘轮式3种。滚柱式单向离合器适合于中小型起动机,5ｋＷ以上的重型起动机多采用摩擦片式和棘轮式单向离合器。

由于中小型起动机的生产量大,因此滚柱式单向离合器的应用最为广泛,因其具有结构简单,制造容易,使用方便,传递转矩大,楔紧过程中几乎完全没有死行程,分离过程也很容易等优点,因此在工作中极灵敏,而且没有噪声,无论低速和高速,载荷小和载荷大时工作都很可靠,所以被广泛地应用于中小型电机上。

2 滚柱式单向离合器

滚柱式单向离合器按结构分为内星形轮和外星形轮,它们的工作表面采用对数螺旋线、阿基米德螺旋线和中心轮移动的圆,亦即偏心轮廓的曲线工作面。这3种形式中以中心移动的圆的外曲面导向筒应用最为广泛,因这种曲面导向筒加工最方便,可采用冷挤成型,这种冷挤导向筒加工工艺先进,效率高,曲线精确度高,安装方便,使用可靠。

图1为具有外圈偏心轮廓的滚柱式单向离合器示意图。

2.1 楔角的设计

楔角大小的设计对单向离合器正常工作具有重大影响。因为楔角设计过大(如α>8°)时,在楔紧过程中,滚柱就不能保证可靠地楔紧,滚柱与内外圈接触面之间产生严重的滑动摩擦,使单向离合器不能工作,而且容易损坏。当楔角设计过小(如α<3°)时,在分离过程中,滚柱就不能自动分离,而且在楔紧状态下,由于滚柱与内外圈之间的法向力过大,使接触应力过高,将滚柱或内外圈压坏。因此现在所设计的单向离合器的楔角在4°～6°。具体到某一个单向离合器的楔角是根据单向器所传递的转矩大小来确定滚柱、导向筒和齿轮接合股的大小。一般滚柱大楔角小,滚柱小楔角大。现在所使用的几种滚柱式单向离合器,滚柱为Φ8,楔角为4°左右;滚柱为Φ7,楔角为5°左右;滚柱为Φ6,楔角为6°左右。在使用过程中,由于滚柱的磨损和内外圈的变形,在全载荷时,楔角α将有稍许增大。

2.2 储备间隙的设计

另一个对单向离合器很有影响的是储备间隙δ的设计,如图1所示。储备间隙一般在2ｍｍ～

4ｍｍ,应根据其传递转矩的大小来决定,传递转矩大的储备间隙稍大些,传递转矩小的,储备间隙稍小。若储备间隙设计太小 ,则单向离合器的滚柱及内外圈因使用磨损而容易失效 ,设计太大又不符合结构紧凑的设计要求。因此应以单向离合器传递转矩的最佳工作状态和使用寿命来决定储备间隙。

2.3 材料的选择

第 3个设计要点是材料的选择 ,为了提高机械强度和耐磨性 ,滚柱应选择既具有很高硬度 ,又耐足够冲击强度的材料 ,一般用ＧＣｒ1 5,经热处理 ,表面硬度达ＨＲＣ59～ 63。与滚柱相接触的内圈和外圈 ,即单向离合器的齿轮与导向筒的材料 ,一般采用含碳量较低的合金钢 ,例 2 0ＣｒＭｏ或 2 0ＣｒＭｏＴｉ,表面渗碳淬火硬度达ＨＲＣ59～63。

在楔角大小、滚柱数量、直径长度等各种结构参数与材料确定以后 ,还要注意规定和保证制造精度 ,只有这样 ,才能使滚柱式单向离合器的楔紧和分离达到满意的效果。

汽车电系的过电压保护

汽车电系的过电压保护

一、过电压的产生和类型

汽车电系中的过电压一般可以分为瞬间和非瞬变性两类。

1、非瞬变性过电压主要是由于发电机电压调节系统或激磁回路中存在故障引起的,这种过电压在故障未排除前始终存在。例如，电压调节器失控，或者由于种种原因发电机的激磁绕组不通过调节器直接形成激磁回路（后者在负极外搭铁的发电机调节器系统中发生的机会较多），因此发电机的输出电压因激磁电流不再受调节器的控制而上升。发生类似上述情况如不及时发觉，可使电源电压上升至17伏，电池电液由于充电率过高可能沸腾起来。虽然在达到极端状态之前故障通常被查明并予以排除，但是据国外资料报导在电液沸腾后曾出现过75~130伏的过电压。

2、瞬变性过电压的几种主要类型

（1）抛负载瞬变——抛负载的术语的定义是交流发电机在不带蓄电池工作或者带放完电的蓄电池工作时，当突然切断其负载时，交流发电机产生的按指数衰减的正向电压瞬变，负载的去除所产生的电压瞬变，或两者的组合，通常称为“交流发电机抛负载”。

在正常系统（即交流发电机带有蓄电池）中，断开电阻负载完全是正常的现象，但由于相绕组中的电流迅速减少，在定子中感应地储存的能量也会造成电压上升，在我厂所进行的初步探索性试验中，在保留蓄电池突然断开最大电阻负载电流时所记录到的示波图中未看到有明显的尖峰电压，电压升高的幅值和按指数衰减的时间都比较小，这是由于蓄电池本身在电系中是一个低阻抗、大电容的瞬变抑制器，断开电阻负载所产生的瞬变能量为蓄电池所吸收。吸收瞬变能量的情况视蓄电池容量的大小和其充电状况而定，如果蓄电池亏电很厉害也可能产生尖峰电压，电压上升的幅值和恢复时间也会相应上高。

在不正常系统中（交流发电机不带蓄电池）中断开一些负载或抛负载（I突

变为零）或在正常系统中，当交流发电机与蓄电池之间的连接瞬时中断（I突变为零），由于没有蓄电池这具主瞬变抑制器的支持，所产生的瞬变能量要大得多。特别是电流变为零时，除象上述正常系统断开负载时所产生的电压上升外，使发电机的端电压朝相当于抛负载（连接中断）瞬间的激磁电流和发电机转速的开路值上升产生很高的按指数衰减的正向电压瞬变，这种情况在文献中有更详细的叙述。抛负载越大，转速越高，断接越快所产生的瞬变电压的幅值和衰减时间也越大。最严重的抛负载瞬变在上述两种负载电流突变为零的情况下，发生

在交流发电机正工作于最大激磁电流（最大输出）、最高转速，并且当出现此种故障时产生的电弧（它耗散一部分能量）为最小时，此刻产生的最状况下的瞬变电压的峰值可达75-125伏，瞬变电压上升时间最快可为100微秒，指数衰减时间可在0.1-0.45秒间变化。不过这几种最极端的情况不可能同时出现。上述发电机激磁电流和负载电流的大小、转速的高低、电弧的大小和维持时间外，尚与交流发电机的阻抗、电压调节器的反应性及抛除负载的性质（电感性负载比电阻性负载所产生的瞬变更严重）等有关。

有关文献中给出下面四种蓄电池断接的极端情况（发电机为九管）：

（ａ）没有蓄电池和没有负载（即 I=0，完全空载）时发电机和调节器一起工作，在没有保护的调节器上会出现最大达80伏的电压。

（ｂ）没有蓄电池但有２安培的点火负载时，发电机和调节器一起工作，在没有保护的调节器上会出现150伏的峰值电压。

在发电机以最大电流工作时，发电机向蓄电池和负载输出电流的边接可能突然中断，在没有保护的调节器的末级功率管上会出现可能高达１５０伏的反向峰值电压。

调节器和发电机一起工作时，最大负载和蓄电池同时断接，但点火系统仍

保留工作。在断接的瞬间，在没有保护的调节器上曾测到一个２５０伏的高电压浪涌。

这种极端情况中有在下述场合下才会出现：当一辆新车（没有蓄电池）要出厂时，用一亏电的蓄电池起动，以便装车发运，并且在发动机运转时又把蓄电池搬走，这意味着负载和蓄电池同时断接的情况，这在汽车使用寿命中只会出现一次或两次。在蓄电池电缆断接的情况下，只有（B）种情况可能是正常的，由于在蓄电池电缆断接的同时负载线也断接的情况是极不可能的，所以种情况的出现的也是极罕见的，但在特定的情况下，某些车辆中能突然地反复地发生抛负载，最常见的情况是蓄电池连接由于长期经受振动等原因可能松动，成为暂时或永久性的电气连接中断，或者当蓄电池接线桩周围被腐蚀物堵塞，在有物理连接时情况下造成电气连接中断

过电压的保护

在介绍过电压保护（重点是瞬变过电压保护J）的具体措施之前有几个问题先要提一下：首先，尽管汽车电系中会产生衰减时间长而幅值很高的尖峰电压，但是这些电压对传统的电气设备一般并无影响，并且可以通过在交流发电机调节器线路两端（包括某些电器的开关两端并接电容器来解决，如果电路没有有效的保护装置，那就会使含有电子元件的电路在或长或短的时间内冒受损坏的风险。

其次，是对车辆电系中允许的瞬变电压极限值的要求，这方面国外文献中引用的主要是美国标准。

磁性材料的基本磁性能

磁化曲线和磁滞回线是反映磁性材料基本磁性能的特性曲线。在磁化曲线和磁滞回线上可分别确定材料的磁导率、饱和磁感应强度、矫顽力、剩磁以及铁损等参量。同一类材料由于使用情况不同，对其磁特性参量的要求与侧重点往往也有所不同。

2.1 基本磁化曲线、磁导率和饱和磁感应强度

基本磁化曲线是表征磁性材料在反复磁化下，以磁中性状态为出发点，磁感应强度B随磁场强度H变化的规律的曲线，通常简称为磁化曲线。它是确定软磁材料工作点的依据。