汽车发电机防泥水技术的研究.doc

汽车发电机防泥水技术的研究 徐立金董翠 保定长城内燃机制造有限公司保定亿新汽车配件有限公司河北保定071000 摘要汽车发电机为汽车用电设备提供电能并将剩余电能储存在蓄电池中，发电机是汽车必不可少的核心零部件之一，因我国地大物博，汽车行驶的工况千差万别，车辆涉水引发的发电机进泥水失效问题普遍存在，本文通过发电机进泥途径、进泥后引起的失效模式、失效零部件确认、问题产生机理四个方面进行现状分析，并针对此问题从发电机排水孔、碳刷、散热孔、排碳孔等面进行研究，提出发电机进泥水的解决方法，并为发电机进泥问题的解决提供借鉴方法和思路。 关键词发电机；失效机理；散热孔 1现状分析 1.1发电机基本构成 发电机由发电机皮带轮、前盖、定子总成、转子总成、整流桥、调节器、后盖、真空泵（带泵发电机）等零部件组成。 1.2发电机工作原理 外部电路通过碳刷对励磁绕组通电使其产生磁场，爪极被磁化为N极和S极，当转子旋转时，磁通交替在定子绕组中变化，根据电磁感应原理，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势，达到一定转速后调节器侦测到相电压充电指示灯灭，整流器将定子绕组的三相交流电整流成直流电供汽车上电器使用。 1.3发电机进泥确认 故障确认：发电机装测试台架，B+端、激磁端均连接12V电源，发电机转速超过起始发电转速，使用万用表检测B+端电压无变化，确认发电机不发电； 拆解确认：拆解发电机确认发电机进泥碳刷卡滞在碳刷槽内无法与集电环接触； 进泥痕迹确认：确认进泥痕迹为发电机后盖上部散热孔进入，流到发电机碳刷架部位，进入碳刷槽。 2原因分析 2.1失效机理 发电机激磁线路为：外部激磁-调节器-上碳刷-集电环上环-转子线圈-集电环下环-下碳刷-调节器，碳刷进泥卡滞后碳刷无法与集电环接触，激磁电路断路，发电机无法激磁，发电机不发电（失效电路图如下）。 2.2发电机结构研究 散热孔方面：为使发电机散热，在发电机前、后盖上开有散热孔，优点：利于散热，保护调节器及二极管；缺点：防异物及泥水能力差。 转子总成方面：由一根轴、一个转子线圈、两个爪极、两个扇叶组成。其扇叶为内置扇叶（行业内新款电机均为内置扇叶，内置扇叶利散热、防异物、降噪音），发电机工作过程中，后盖散热孔为进风口，泥水沿进风口被吸入发电机内部。 发电机碳刷方面:确认发电机装车后碳刷处于水平方向，泥水进入发电机碳刷槽中无法及时排出，泥水晾干后碳刷被粘住、卡滞，发电机再次运转时碳刷仍可与集电环接触，发电机能够正常发电，但是碳刷向外弹出，随着碳刷磨损，开始与集电环接触不良，最终无法接触（图3）。 3对策及效果 3.1取消后盖上端散热孔 具体方法：将发电机后盖上端散热孔进行封堵（非整流桥散热板部位，否则影响散热），在后盖的后端增加散热孔，保证泥水从发电机上端无法进入。 试验验证：按照QC/T729-xx汽车用交流发电机技术条件转速3000r/min，电压13.5依0.1V，最大输出30min(以30min内温度上升不大于1益为稳定温升）。 测试结果：发电机定子温升143益（标准小于150益），二极管温升97益（标准小于125益）。 试验结论：封堵发电机后盖上部散热孔对发电机温升无影响。 3.2发电机碳刷角度调整 具体方法：将发电机后端整体旋转，使碳刷伸出方向由水平方向调整至竖直向下方向(图4)。 试验验证：按照QC/T729-xx汽车用交流发电机技术条件发电机转速3000r/min、10%负载的条件下，使用滴水摆管冲泥水（含5%NaCl和5%泥土）20s，停止40s后连续运转8小时，放置