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内装式车用发电机电压调节器应用和研发现状
来源:汽车电器  作者:佚名  2013-05-05 08:12:31

1内装式汽车发电机电压调节器的应用现状
    汽车发电机内装式电压调节器的主要功能是通过调整发电机激磁电流的大小,使发电机的输出电压不受发电机的转速和负载变化的影响,保障发电机在汽车行驶过程中输出电压稳定。其附加功能是通过调节器控制一个充电指示灯,当汽车点火开关接通,发动机未起动时,充电指示灯点亮;当发动机起动后,发电机正常发电时,指示灯熄灭,说明整车供电系统工作正常川。

    现在市场上所说的多功能电压调节器,是在保证上述基本功能的前提下,又增加了如下一些附加功能。

    1)过流保护功能当转子线圈出现局部短路或全部短路时,调节器处于保护功能状态,不造成损坏。当短路故障消除后能自动恢复工作(该项技术源于博世产品)。
    2)过热保护功能当发电机的温度过高而导致调节器的温度过高时(一般设计为160℃),调节器会自动关断,使发电机发电F=-t-减小或不发电,从而形成对调节器和发电机的保护功能;当温度降低后,又自动恢复发电(该项技术源于摩托罗拉产品)。
    3)发电机转子断线指示功能当发电机转子断线时,指示灯暗亮。
    4)电压调节值外控功能调节器的调节电压值可由外电路微调。
    5)欠压或过压报警功能当发电机电压低于13V或高于15V时,指示灯点亮,说明发电机出现故障。
    6)软启动功能当发电机的负载瞬间加大时(如开前照灯),发电机的输出功率不立即加大,而是在3~5s内逐渐加大。
    7)定频功能调节器的工作频率不受发电机转速和负载变化的影响,由电压调节器内部的时钟电路控制,一般设定在50~70 Hz。
    目前国产汽车发电机内装式电压调节器,其基本功能一般做得都比较好。附加功能部分,前4项有些生产厂的产品已部分具备,后3项附加功能,因电路过于复杂,按目前国内调节器生产企业的工艺水平,还难以做到。

    发电机调节器的发展过程大致经历了4个阶段,即第1代电磁式调节器,第2代分立元件调节器,第3代半导体集成电路调节器和第4代混合集成电路调节器。市场上主导产品为第3代和第4代调节器,但因车型不同仍有所差别。国内轿车已全部采用引进技术的发电机,即全部采用第4代调节器;低档载货汽车和农用车为降低成本,大部分采用第2代调节器;中高档载货汽车使用的调节器参差不齐,第2代、第3代和第4代调节器均有使用;客车由于用电器较多,其大功率发电机基本上采用稳定性更高的第4代调节器。

    产品来源由4方面构成:①摩托罗拉和意法公司产品,如CS-M511;②日本和韩国产品;③台资企业产品;④国内企业产品。其中摩托罗拉、意法公司产品约占50%,日韩产品约占巧%,台资企业约占15%,国内企业约占20%。其价格水平也相差较大,如欧系进口通用调节器需50~70元/只,国产的仅需15~20元/只,而对于大功率(3 kW以上)调节器,进口件则要在600元以上,国产的仅需50~60元。

    经过近20年来对发电机内装式调节器的研发,国内相关产品无论从理论上、实践上还是可靠性方面,都取得了很大进步,与国外的差距主要体现在高端产品上,尤其是在高可靠性调节器研发方面。目前,国内交流发电机电压调节器能够保证基本的电压调节功能,同时增加了一些附加功能,如过流保护功能、过热保护功能、发电机转子断路指示功能及电压调节器外控功能等,但一些特殊功能如软启动功能、定频功能等由于电路过于复杂,国内企业还难以实现。但给中低档车配套的产品、载重车配套的28 V的产品,国内一些讲信誉、有研发能力的生产厂家,其产品品质是有保障的。

    由于集成电路具有低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的电源输出摆幅、强的抗干扰能力,模拟与数字电路工艺兼容,使用比较广泛。CMOs集成电路是一种较理想的控制电路,具有开关特性好、功耗小、寿命长、性能稳定等优点,因此采用CMOs集成电路不仅可以减小调节器的体积,使其可以和交流发电机制作在一起,同时又提升了调节器的稳定性及整车供电品质,有效延长了汽车电子设备的使用寿命,适应了当前汽车交流发电机体积小而输出功率大的发展趋势。而真正的第4代集成电路调节器制造工艺非常严格,并且达到规模化生产才能降低成本,只有具备相当专业技术水平、设备水平和规模化的专业厂家才能生产。

2内装式发电机调节器的研究现状
    我国汽车产量近几年增长迅速,零部件的产量和品质都明显增加和提高,进口车型零部件的国产化率也显著提高。而汽车发电机内装式电压调节器产品却进展不快,主机配套80%的市场还被国外产品和外资企业产品占领,国内企业份额只有20%。形成这样的格局,主要有以下几方面的原因。

    1)国外开发汽车电子产品是在20世纪60年代中期,而我国引进或仿造国外的电子式电压调节器产品是在20世纪80年代中期,研发时间上差了20年,无论是理论研究,还是实践经验都不足。
    2)20世纪80年代中期,国内很多科研机构、电子工厂(包括部分军工厂)都投人到汽车电子产品的研发,其中包括内装式电压调节器产品,但绝大多数都中途停止,未能坚持下来。其原因有二:一是参与研发的都是微电子工程师,他们对汽车电器的技术要求了解不多,对汽车在行驶中可能出现过,但装到汽车上就损坏;二是当时国产元器件的品质不过关,不适应在汽车发电机这样恶劣的环境中使用。连续失败和产品小、价值低等原因,使这些国营大厂和科研机构逐步退出了这个市场。
    3)目前国内生产电压调节器的企业,大多是新建或转型过来的,企业技术力量薄弱是一个普遍现象,加之企业的决策者不注重对技术力量的培养和科研投人,便形成了只会仿造,不会创造的局面。目前国内大多数生产电压调节器的企业,其产品还是仿造国外20世纪80年代初期的水平。为跟上市场潮流,在厂房建设、设备改造、实验设备更新以及企业管理、认证等方面,都投入很大,产品品质也有明显提高。但因产品的技术落后,仍满足不了现在整车配套要求,企业技术力量不足、水平不高和决策者对该产品的技术含量认识不足,是该产品品质上不去的主要原因。
    4)除上述调节器生产厂自身因素外,个别权利部门的偏见,也影响了该产品的国产化进程。如原秦皇岛市昌黎仪器厂(一个校办工厂),自1993年给一汽配套外接式电压调节器,到2001年止,总量约为40万只,售后服务退货不足百只,被当时一汽配套处主管技术的处长称之为具有国际水平的产品,定为出口车、军车必装产品。但当汽车转型,把调节器改成发电机内装式产品后,有关部门明确规定只能用进口的,不能用国产的,致使这一好的产品退出了一汽载重车配套市场。

    5)价格的不合理,也是该产品国产化进程的一大障碍。前面已经提到,功能一样的同类产品,进口的价格在50~70元,而国产的仅为15~20元,不但品质要求不能降低,而且还必须承担售后服务的费用以及大量拖欠货款等,这就严重地制约了注重产品品质、诚实守信的调节器生产企业的发展。

    汽车发电机内装式电压调节器,因国内生产厂家众多,鱼目混杂,真伪难辨,未形成公认品牌,各主机厂为选择一个好的产品也付出了很大的代价。因此,行业内对该产品具有一种谈虎色变的感觉。在目前,消除人们对该产品的心理障碍,比提高产品品质更难。

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