摩托车、助力车照明灯光暗的原因及对策

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一、照明电路的结构及原理
  摩托车、助力车电路中，采用单向交流磁电机供电构成的照明供电方式通常将充电线圈各照明线圈绕制在同一铁芯上，其中照明电源线圈相当于充电电源线圈的一个中间抽头。图1是照明电路的结构原理图，由图可知，照明电路是电磁电机（充电照明电源线圈）、稳压整流器、照明负载、开关以及必要的导电连线组成。电路中，磁电机照明电源线圈L1的输出端（图中的B点）分成两路：一路经照明开关接至照明负载（或负载平衡电阻）；另一路接至稳压整流器的交流调节控制电路。值得说明的是，负载平衡电阻是照明电路的组成部分，它的存在对照明、充电电路的稳定可靠工作起着积极的作用。
照明电路的工作原理如下：车辆启动后，磁电机随发动机曲轴旋转，磁电机充电（照明）线圈L上产生一个交变电压信号UAC，由于照明电源线圈L1为磁电机分用共源式充电（照明）线圈L的组成部分，因此照明电压UBC完全相同，只上其幅值较UAC要小。UBC通过照明开关为整车照明负载供电；随着磁电机转速提高。当UBC的交流有效值接近照明负载允许的最高电压值时，稳压整流器电路中的交流调节（稳压）器的开关元件VS1导通。VS1导通后，A、C两点被短接，从而迫使UAC降低，于是UBC也相应降低，从而保证了照明电压的稳定。可控硅VS1工作在交变信号的负半周，因此稳压整流器实际上是通过对磁电机（充电照明线圈）输出的交变信号的负半周进行削波实现稳压的。经稳压整流器稳压后的照明电波形如图2所示，图ts交流调节器的开关时刻，其所对应的照明电压US即为交流调节器进入削波稳压状态的电压值。
  二、照明灯光暗的原因分析
  1.稳压整流器性能先天不足
照明灯光暗的一个直接原因是照明电压偏低，而在磁电机充电（照明）线圈所提供的照明功率充足的情况下，照明电压的高低与稳压整流器有着密切的关系。稳压整流器是通过对磁电机充电（照明）线圈输出的交变信号的负半周削波实现稳压的，也就是说，稳压整流器（的交流调节器）在什么时候进入削波稳压状态及其是否正常工作决定着偏暗的原因分析，由于稳压整流器性能先天不足而引起的照明灯光偏听偏信暗的现象较为普通，这应引起整车制造厂的重视。
稳压整流器性能先天不足的主要表现在以下三个方面：
  （1）参数调整不当，照明电压偏低
  由图2可知，经稳压整流器调整过的照明电压ubc有效值的高低取决于稳压整流器的交汉调节器的开关点ts的选择。稳压整流器的生产过程中，通常通过高速交流调节器控制电路中有关元件的参数使用权照明电压ubc的有效值符合要求来间接地确定开关时刻TS。由于磁电机所输出的电压信号是一个频率不确定（随磁电机转速变化而变化）且尖峰值高的特殊交变信号，与50HZ正弦波交流电相比，其有效值的高低并不能完全反映交变信号的局部状况，这就要求必须有摩托车用（最好是所配车型用的）磁电机为稳压整流器提供真实的电压信号，只有这样，稳压整流器才能有准确的调压参数。稳压整流器所调整的电压普遍严重偏低的原因是：稳压整流器的生产厂用简单的交流电源取代了必不可少的专用设备或者干脆简单仿制，根本不对稳压整流器进行检测。
  （2）电路结构不完善，调压性能差
  为谋取高额利润或者以较低的价格进行非法的价格竞争，不少稳压整流器的生产者采用偷工减料的价格竞争，瘵稳压整流器电路尽可能地简化，致使稳压整流器的调压性根本无法达到理想的效果。这种简化了的稳压整流器主要有两种形式：一是采用简单的触发电路取代稳压整流器的交流调节器控制电路，这样交流调节器的开关的元件VSI在交变信号的负关周始终处于导通状态，从而使得交流调节失去正常的调压功能；二是采用一只二极管取代稳压整流器的整流调节器（由可控硅及其控制电路组成）结构完善的整流调节器可以对最高充电电压及最大充电电流进行调节，即对磁电机的充电照明线圈而言，充电负载的大小可确定在一定地范围内。但是用一只二极管制成的整流器却做不到这一点。磁电机充电（照明）线圈输出的尖峰值很高的充电信号经二极管整流后加到蓄电池上，蓄电池状态良好时，充电电流很大（一般高出蓄电池允许最大值0.5～1倍），蓄电池因此损坏，不接时（很多整车制造厂试车时不接蓄电池）电池则很小或者为零。为保证车辆在近乎没有充电负载时不烧灯泡即所谓能稳压，势必要求将交流调节器的参数调整得低一些，因此在交流有效值确定的情况下，充电负载的使用必然导致照明电压远远低于正常值。
  （3）稳压整流器损坏
  稳压整流器所调的电压信号是一个尖峰值很高的交变信号，而且其交流调节（稳压）吸收的电流较大，因此，稳压整流器电路对所选用的元件的耐压、功率等参数有较高的要求。但是并不是所有的生产者都能严格按照稳压整流器对元件参数的要求选用元件，除了技术力量、生产条件等因素的限制外，不少厂家为了进一步降低生产成本，故意选用功率、耐压等参数偏小甚至劣质元件制作使用寿命极短的稳压整流器。稳压整流器短路性损坏后，其信号输入端对地呈现电阻负载（电阻很小），与照明负载并联在磁电机照明信号输出端，从而造成照明灯暗的故障长期存在还会危及蓄电池及短路所经过的线路、器件，这一点应引起车辆使用者的高度重视。
  2、磁电机功率不足或负载配置不合理
根据基尔霍夫电压定律，由磁电机照明电源线圈L1所构成的照明回路内各器件电压的代数和应等于零，于是UBC=U-RL1×IR
     式中,UBC为照明电压
     UO 照明线圈L1两端的感应电动势等
     RL1照明线圈L1的内阻
     IR为负载电流
  由上式可以看出,在U、RL1确定的情况下，IR越大，UBC则越小。也就是说，对于确定的磁电机，其充电（照明）线圈的参数已经确定，因此，如果整车所配置的负载超过了充电（照明）线圈的最大设计功率，那么照明线圈L1提供给照明负载的照明电压UBC必然要低于负载的额定工作电压。目前市场上流行的踏板车，尤其是踏板式助力车，有相当比例的是“小马拉大车工 ”，比如“豪迈”车型装上“木兰”发动机组合而成的助力车，制造厂把原“豪迈车型把愿“豪迈”车型上的用电负载原封不动地加到“木兰”机上，这就造成了这类车辆的灯光的普遍严重偏暗。“木兰”一类的小排量汽油机，其磁电机的照明线圈在接上45W负载时的最高输出电压仅为13V左右，而且充电负载实际上也是照明线圈负载的一部分，两者一起加到照明线圈上其照明电压远低于额定工作电压（12V）也就必然的了。以上还没有考虑稳压整流器交流调节吸收的电流，如果整车选用了结构太简单的稳压整流器，其交流调节器在电压低于额定照明电压时仍处于调压（稳压）状态，那么照明电压则会偏低。通过实际测量发现，不少类似的“小马拉大车”式助力车（12V用电系统）上的照明电压最高时仅有7-8V。
  三、通过以上分析，摩托车、助力车照明灯光暗的原因概括起来主要有两类：一是稳压整流器的不合理选用；二是供用电之间存在矛盾即磁电机（照明线圈）功率不足或负载过重。因此，处理整车照明灯光暗这一问题时应首先弄清原因，而后才能对症下药，有针对性地加以解决。
  1.选用调压性能优良的稳压整流器
对因稳压整流器的不合理选用造成的照明灯光间的问题应通过选用调压整流器性能优良的器件加以解决。稳压整流器的调压性能应能满足以下要求：（1）在车辆怠速状态，接近正常的充电负载，照明负载要有足够的光照度（即要有足够高的照明电压）；（2）车辆最高速行驶时，断开充电负载，照明电压不应超过照明负载长期正常工作可能承受的最大值（以12V用电系统而言，最高照明电压一般不超过15.5V)；（3）整车正常行驶速度范围内应有稳定、良好的照明效果；（4）应有良好的低速充电性能（要求怠速状态即能向蓄电池提供充电电流）；（5）充电电流应能明显的随着电池容量的变化而变化（在发动机转速不变的情况下，随着充电过程的进行，蓄电池电荷量增大，蓄电池端电压升高，充电电流应因此逐渐减小），最高充电电压、充电电流不应超过蓄电池允许的最大值。用户在选用稳压整流器时应按照以上标准，结合整车的的特殊要求，对所选用的器件进行逐项试验，以确保整车电路有良好的照明效果和充电效果。此外，批量使用稳压整流器的整车生产厂，应注意了解配套厂的生产检测条件。
  由于稳压整流器电路被灌封在壳体内，加上稳压整流器的使用者并不都懂得电子知识或者具备起码的检测条件，所以市场上的伪劣器件泛滥成灾。在配件行业，这种局面几乎一统天下。因此，由于稳压整流器的原因造成的照明灯光暗的故障，用户很难通过修理解决。相对而言，整车生产厂更具备质量判断能力和控制条件，建议整车生产厂遵守商业道德，重视品牌，不要一味地以廉价的劣质配件损害消费者的利益，消费者也应加强自我保护意识，对新买或刚买不久的车辆出现诸如照明灯光严重偏暗一类的明显的质量问题，应争取通过销售商谋求彻底的解决。某种意义上讲，消费者对产品质量问题的宽容助长了整车及配件行业制假、制劣之风，这是我国整车质量上不了档次的一个重要原因。
  2.协调充电(照明)线圈及负载参数,解决供用电矛盾
由供用电矛盾引起的照明灯光偏暗现象较易判断,其方法是:拨下整车线缆连接稳压整流器的插头,通过油门将发动机转速由怠速逐渐提升,同时用万用表(也可通过观测灯泡的高度变化)监测照明电压,如果电压升高不明显,甚至油门加到最大时照明电压仍低于照明负载的额定工作电压,那么可以判定整车照明灯光暗是磁电机功率不足或负载过重造成的.对这一原因引起的照明灯光暗的问题可通过如下途径解决:
  一是减小整车照明负载功率,比如仿"豪迈"一类的助力车上.可将前照灯改用25/25W双丝灯泡,仪表灯改用1.7W*3,尾灯改用6W/18W双丝灯泡(6W灯丝的尾灯),前照明灯指示灯也可改用1.7W或者不用,原防雾灯对助力车而言完全可以不用.
  二是改变磁电机充电(照明)线圈参数,适当提高其输出功率.在磁电机空间允许的情况下,可将充电照明线圈线径加粗,圈数适当增多,由于磁电机设计空间的限制,加上改制充电(照明)线圈需要一定的专业条件,因此这种方法适合整车制造厂使用.
  三是将原照明信号输入端由磁电机的照明线圈改接至充电线圈输出端,具体地说则将图1所示电路中B点接至照明开关的连线断开,然后将照明开关一端的端头接至图中的A点.值得注意的是,经这样改接后,照明电压是明显提高了,但充电电流在同等条件下也相应地减小了.因此改接时应注意检查一下充电情况,必要时可适当减小直流用电负载功率,尤其应提醒用户要尽量避免频繁使用摩托车的电启动功能,以确保蓄电池及其用电负载的长期可靠工作.
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cindy

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