汽车发电机定子加工工艺的改进

摘 要：随着我国汽车工业的快速发展以及全球化汽车制造产业链的逐渐形成，我国的汽车零部件行业正面对着机遇与挑战并存的新格局。在传统汽车领域当中大部分汽车制造行业对于汽车发电机的重视程度并不高，大部分厂商都将大部分精力投入到发动机的改进及创新方面。因此零部件行业也是如此，直到特斯拉的横空出世给世界带来了一种全新的驱动理念并且不再将电力车停留在概念阶段，尽管特斯拉如今没有应用发电机系统，但是这样的理念使得各大汽车厂商将视野放在了对汽车发电机进行改变上，并且例如丰田新型的油电混合性卡罗拉就使用了更新型技术的发电机从而使得其在能源节约方面有着更加突出的表现。汽车发电机的改进如今已经成为了一种必然的趋势，而在对汽车发电机的改进当中对于定子加工工艺的改进则显得更为重要。

关键词：汽车；发电机；定子加工；工艺；改进

发电机对于一辆汽车而言是极为重要的，而汽车发电机在我国目前的加工工艺一直还处在一个相对落后的情况下，其一是由于传统汽车行业当中发电机的效用十分有限只需要能够满足其基本要求就可以，因此很多年来在发电机的技术方面有过多的革新，而在发电机加工技术方面也一直停滞不前，其二是由于我国的发电机加工技术在许多关键技术方面也还有着一定的局限性，使得我国汽车发电机的加工技术一直不能有更多的进步，其中在定子加工工艺方面就存在着一定的问题，这些年来我国一直在对定子加工工艺进行深入的研究，也取得了一定的成果。今天我们就来谈一谈关于汽车发电机定子加工工艺的改进相关问题。

一、汽车发电机的原理介绍

汽车的发电机通常都是交流发电机，发电机作为一台汽车的主要电源，其最大的功能就在于其可以在发动机运行状态正常的情况下，这个正常情况指的是（怠速以上）进行对整个汽车的除了起动机之外的各类用电设备进行供电。并且其还有着向电瓶（蓄电池）充电的功能。在每个汽车交流发电机的内部都有一个旋转磁场，该磁场是由发动机带动转子形成的。在该磁场外会有一个定子绕组，这个绕组有3组组线圈，我们称这3组组线圈为3相绕组。需要注意的是这3相绕组都有着120度的相隔。当旋转磁场中的转子进行旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线或者可以说是利用电枢绕组通过的磁通量发生变化而产生电动势。在这里定子的用途就是产生交流电。而定子本身是由定子铁芯与定子绕组成。

二、定子铁芯的工艺改进

1.定子铁芯采用带状材料。在我们传统的对汽车交流电发电机定子铁芯的加工制造的工艺是首先利用冲床将硅钢片板冲压成一个环形，再利用铆接或者是氩弧焊的方式进行焊接工作。这样的工艺是较为落后的，且具有着一定的缺点，首先是其对于材料的利用率方面是十分低的只有30%左右，并且其在对铁芯进行加工的过程当中铁芯总成的同心度是非常差的。在这样的情况下我们通过大量的研究发现如果将硅钢片加工成齿状的薄片就可以对材料的应用性方面得以大大提高，使得硅钢片的利用率达到90%以上，并且由于利用了卷绕装置可以使得整个过程变得更加自动化。这其中的原因在于我们可以先将硅钢片加工成带齿状的薄片，使用卷绕装置将硅钢片卷曲成应有的形状，在利用硅钢片齿状本身具有的极为良好的衔接性能，能够将跌硅钢片固定在定字槽当中，使得齿状的硅钢片能够在很大程度上与之进行极为紧密的结合，从而可以在真正的使用过程中不会由于二者结合的不紧密发生铁芯松动情况。这其中的具体过程主要在于硅钢片齿形带料的卷绕过程，在整个的卷绕过程中主要是先将冲制而成的齿形带料送入卷绕装置中的动压盘和定压盘之间，在其成型板的作用下卷曲成形后，驱动销越过凸轮退回，而成型后的带状硅钢片则有导出口导出。整个过程其实是较为简单的，并且是能够达到自动化要求的，应当说这样的改进无论是对于定子加工当中人力成本的节省还是对于材料成本的节省都是极为有利的。对于定子铁芯的带状材料的应用可以在最大程度上提高定子总成的可靠性能，使得其能够在最低的成本下将其定子铁芯的可靠性保证在一个较高的水平上。目前我国已经有一部分的汽车零部件制造企业开始应用了这种定子铁芯的技术，并且其在应用之后的确是的成本得到了有效的控制，企业的利润也相对升高，最主要的是其产品的质量也得到了一定的提升。

2.定子绕组自动嵌线技术。如今汽车上的用电设备正在不断地增加，用电设备的增加在一定程度上就意味着必须要求我们的交流发电机的输出电流也要不断的增大，而交流发电机的输出电流增大就意味着其定子绕线组的线直径也必须不断地加粗。这种情况下传统的嵌线方式是以人工为主的这汇总方式需要的人力投入也是相当大的，并且其工作强度也很高，但这样高强度，高人力的投入其效果却差强人意，其真正的工作效率是极低的，是无法进行大批量的生产。在这样的情况下我国经过多年的摸索制造出了定子绕组的绕线和推入式嵌线组合机。这样的机器可以在将需要大量人力的人工绕线与人工嵌线工作变为自动化的作业。其绕线方式是波形绕线的方式并且推线嵌线的方式也是万千自动化的。其大概的原理是将定子铁芯进行转动然后进行集中绕组，这种绕组只有当定子线圈进行分组分相，并且其在缠绕过程中是一边利用波形绕线发绕线一边进行嵌线工作其一直工作到定子铁芯槽完全被嵌满为止。这种嵌线方式与传统的绕线嵌线方式相比是又具有极大优势的，其具体优势主要体现在以下几点。首先自动绕线与嵌线技术可以在做到绕线和嵌线的统一进行，这样就能够在最大程度上保证绕线与嵌线的效率。其次，由于绕组的顶端较小这样就能够使得其在绕线的过程中对于铜线的使用量有一个较好的控制，可以在很大程度上节省铜线。再次，其工作效率要远远高于人工绕线嵌线，在同样1个小时的时间内自动化绕线嵌线可以完成36槽发电机40台到50台，而与之相比人工绕线和嵌线只能在1小时内完成4台到5台，这样的高效可以大大提高我国的发电机批量生产能力，并且节省成本。最后，自动化绕线和嵌线所使用的电线其直径能够达到1.9MM这在和大程度上能够使得发电机的交流电供电更加充足可靠。

3.定子总成止口免车工艺。目前全球都在进行着环境保护的工作，而我国也正在加强对环境的保护工作，在这样的情况下汽车作为一种较为显著的大气污染源其一直备受社会各界的关注。近些年来我国的汽车真正在向体积小，重量轻的方向发展，而对于汽车的发电机而言其也一直在向着质量变轻的同时也对其可靠性进行必要提高的过程当中。在这样的过程中为了避免传统工艺的缺点，减少定子总成加工的各类程序，取消总成车削止口程序，我们提出了电子总成止口免车工艺。这项工艺是将定子铁芯总成用整形模整形，挤压出定子铁芯止口，通过挤压工艺I想你过程铁芯止口，这种工艺的最大好处就在于可以保证定子总成端面的平行度和垂直度以及厚度，从根本上提高定子铁芯的总成密度，从而使得发电机的1安培到2安培的电流提高，满足发电机轻量化的要求。并且其取消了车削加工，能够避免由于铁屑进入定子线圈所引发的安全事故，并且可以将总成的加工周期进行有效的缩短。

三、结语

就目前而言，我国作为世界的第一大加工厂，其汽车零配件的加工工艺改进是势在必行的，而发电机作为汽车的最主要配件之间起定子加工工艺的改进与我的加工业发展是有着极大关系的，并且是我国由原本劳动资源密集型加工向未来技术性密集加工转变的一个代表性体现，因此我们应该在最大程度上讲这种定子加工的工艺进行改进，从而为我国加工业的发展做出贡献。

参考文献：

[1]长沙汽车电器研究所编：汽车交流发电机（第二版）.北京：人民交通出版社，1980.

[2]何聪慧，陈济斌，王祖忠，陈陵.拖拉机、汽车发电机定子铁心卷叠加工工艺研究[J].农业机械学报，2012.（01）.

[3]南京航空学院303教研室.航空交流发电机设计.北京：行工工业出版社，1991.