汽車(chē)電器電子教案第5講

1、電子教案主講教師：楚曉華早 下(第5講)第二章起動(dòng)機(jī)第二節(jié)起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇第二節(jié)典型起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作 原理第四節(jié)起動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障和診斷以 及試驗(yàn)與調(diào)整課時(shí)2授課班級(jí)05 級(jí) 1、2、5、6、7 班授課日期2008-3-4教學(xué)目的掌握電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作原理；掌握新型起動(dòng)機(jī)(如：移動(dòng)電樞嚙合 式、慣性嚙合式)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理。教學(xué)重點(diǎn)掌握電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作原理教學(xué)難點(diǎn)掌握電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作原理教學(xué)手段講授、多媒體、自學(xué)作業(yè)思考題與習(xí)題3-6、3-7、3-8、3-9主要參考書(shū)目 及網(wǎng)絡(luò)資源汽車(chē)電器與電子技術(shù)，孫仁云 付百學(xué)編著，機(jī)械工業(yè)出版社，

2、2007年1月教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò) 程板書(shū)內(nèi)容：第三章起動(dòng)機(jī)第二節(jié)起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇1、起動(dòng)機(jī)功率的選擇功率的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩來(lái)決定發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩由摩擦力矩、壓縮損失力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失力矩三部分 組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速是保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)的曲軸最低轉(zhuǎn)速。2、起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比選擇1)最佳傳動(dòng)比的計(jì)算2)傳動(dòng)比的實(shí)際選擇3、蓄電池容量的選擇PQ=(6K)810)萬(wàn)第二節(jié)典型起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 一、起動(dòng)機(jī)的分類(lèi)i .按起動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)分類(lèi)1 i) 電磁式起動(dòng)機(jī)：(2)永磁式起動(dòng)機(jī)：(3)減速式起動(dòng)機(jī)2 ,按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙入方式分類(lèi)(1) 強(qiáng)制嚙合式(2)電樞移

3、動(dòng)式起動(dòng)機(jī)(3) 同軸移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)二、電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)整理doc起動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程 三、新型起動(dòng)機(jī)1、電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)2、減速式起動(dòng)機(jī)第四節(jié)起動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障和診斷以及試驗(yàn)與調(diào)整一、起動(dòng)機(jī)的使用與維護(hù)二、起動(dòng)系統(tǒng)故障講課內(nèi)容：組織教學(xué)復(fù)習(xí)上講的內(nèi)容，導(dǎo)入本堂教學(xué)第二節(jié)起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的選擇起動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)起動(dòng)機(jī)的功率、起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的最佳傳動(dòng)比、蓄電 池容量這三個(gè)基本參數(shù)來(lái)確定。1、起動(dòng)機(jī)功率的選擇起動(dòng)機(jī)必須具有足夠的功率才能保證迅速、可靠地起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。功率的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩來(lái)決定教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò) 程1 955。(KW)p起動(dòng)機(jī)功率MQ發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩

4、nQ最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩是指在最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩。發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩由摩擦力矩、壓縮損失力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失力矩三部分 組成。其中摩擦力矩是活塞與缸壁的摩擦、曲軸軸承摩擦及攪油阻力等產(chǎn)生壓縮損失力矩大小與氣缸容積和壓縮比有關(guān)；發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失力矩是發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)、分電器、汽油泵、風(fēng)扇、水泵、 機(jī)油泵等所消耗的力矩。發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速是保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)的曲軸最低轉(zhuǎn)速。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)的條件是：氣缸中應(yīng)吸入可能著火的混合氣；壓縮行程終了時(shí)，混合氣所具有的溫度和壓力應(yīng)使第一次爆發(fā)后，發(fā)動(dòng)機(jī)能維 持連續(xù)工作；點(diǎn)火裝置應(yīng)能產(chǎn)生足夠的火花能量保證點(diǎn)火成功。顯然這些條件均與曲軸轉(zhuǎn)

5、速有關(guān)。汽油機(jī)最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速應(yīng)為 50 70r / min。柴油機(jī)最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速應(yīng)為 100 120r / min。2、起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比選擇1 ).最佳傳動(dòng)比的計(jì)算所謂最佳傳動(dòng)比，即起動(dòng)機(jī)工作在最大功率時(shí)，對(duì)應(yīng)的起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)能 可靠起動(dòng)的曲軸轉(zhuǎn)速之比，即：2 ) .傳動(dòng)比的實(shí)際選擇由式(3 11)計(jì)算的最佳傳動(dòng)比，在實(shí)際選擇時(shí)往往不能完全滿足，因?yàn)轱w輪齒圈的節(jié)圓直徑由發(fā)動(dòng)機(jī)總布置決定，不能任意增大，齒輪模數(shù)m決定了齒的強(qiáng)度，不能任意減小，所以齒圈的齒數(shù)往往不能保證起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比達(dá)到最佳值。實(shí)際選 擇值比最佳值小，這時(shí)起動(dòng)機(jī)功率雖不能達(dá)到最大，但因其轉(zhuǎn)速降低使輸出轉(zhuǎn)矩增 大，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是有利

6、的。一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比在 1317范圍內(nèi)選擇；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比在 810 范圍內(nèi)。3、蓄電池容量的選擇汽車(chē)蓄電池的容量主要由起動(dòng)機(jī)的功率確定，這是因?yàn)槠饎?dòng)機(jī)要求在短時(shí)間內(nèi) 提供較大的電功率，一般可按下式來(lái)選擇蓄電池的容量：P 810)萬(wàn)式中：Q蓄電池容量(A. h);P 起動(dòng)機(jī)白額定功率(kw);教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò) 程U 起動(dòng)機(jī)白額定電壓 (v)。使用上式時(shí)，起動(dòng)機(jī)功率越大，系數(shù)可取得越小些。選比計(jì)算值還要小一些的蓄電池。第三節(jié)典型起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理一、起動(dòng)機(jī)的分類(lèi)汽車(chē)用起動(dòng)機(jī)種類(lèi)繁多，型式各異，分類(lèi)方法各不相同。現(xiàn)代汽車(chē)普遍采用的 電磁控制式起動(dòng)機(jī)可按起動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

7、的嚙入方式進(jìn)行分類(lèi)。1 .按起動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)分類(lèi)按總體結(jié)構(gòu)不同，起動(dòng)機(jī)可分為電磁式、永磁式和減速式起動(dòng)機(jī)。2 1) 電磁式起動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)為電磁場(chǎng)的起動(dòng)機(jī)。電磁場(chǎng)是指由線圈通電而在鐵心中產(chǎn)生的磁場(chǎng)，(2)永磁式起動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)由永久磁鐵產(chǎn)生的起動(dòng)機(jī)。由于磁極采用永磁材料(鐵氧體成效鐵硼等)制成，無(wú)需磁場(chǎng)繞組，因此電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、體積小、質(zhì) 量小。(3)減速式起動(dòng)機(jī)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有減速裝置的起動(dòng)機(jī)。其電動(dòng)機(jī)一般采用高速小型電動(dòng)機(jī)，質(zhì)雖和體積比電磁式起動(dòng)機(jī)減小30%-35%缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和工藝比較復(fù)雜。3 、按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙入方式分類(lèi)按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙入方式不同，起動(dòng)機(jī)可分為強(qiáng)制嚙合式、電樞移動(dòng)式和同軸齒輪

8、 移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)。(1)強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)利用電磁力拉動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)齒輪強(qiáng)制嚙人飛輪齒圈的起動(dòng)機(jī)。(2) 電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)：利用磁極產(chǎn)生的電磁力使電樞產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入齒輪齒圈的起動(dòng)機(jī)。使驅(qū)動(dòng)(3)同軸移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)：利用電磁開(kāi)關(guān)推功電摳軸孔內(nèi)的嚙合椎桿移功， 齒輪嚙入齒輪齒圈的起動(dòng)機(jī)。二、電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)由電磁開(kāi)關(guān)控制起動(dòng)機(jī)電路的通斷及驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙入與退出的起動(dòng)機(jī)稱為電磁 嚙合式起動(dòng)機(jī)，又稱為電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。在現(xiàn)代汽車(chē)上應(yīng)用最為廣泛。起動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程可分析如下：教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò) 程起動(dòng)前，驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪脫開(kāi)，傳動(dòng)桿與活動(dòng)鐵芯均處

9、在準(zhǔn)備狀態(tài)。起動(dòng)開(kāi)關(guān) 接通時(shí)，與電機(jī)并聯(lián)的保持線圈獲得工作電流，吸引線圈通過(guò)電樞繞組到“搭鐵” 也獲得工作電流。從線圈的繞向可知，它們產(chǎn)生方向相同的磁場(chǎng)。使活動(dòng)鐵芯克服 彈簧張力向左運(yùn)動(dòng)，電磁開(kāi)關(guān)接觸片通過(guò)其推桿在活動(dòng)鐵芯作用下也向左移?；顒?dòng) 鐵芯還帶動(dòng)傳動(dòng)桿將驅(qū)動(dòng)齒輪推出，在驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪完全嚙合時(shí)，接觸片將接線 柱接通，接通起動(dòng)機(jī)的主電路，使起動(dòng)機(jī)以正常轉(zhuǎn)速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。同時(shí)，接觸片也 將吸引線圈短路，靠線圈的電磁力使活動(dòng)鐵芯處于吸合位置。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，曲軸 轉(zhuǎn)速提高，飛輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪高速旋轉(zhuǎn)，單向離合器使驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸脫開(kāi)，防 止了電機(jī)超速。還需指出的是，起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，吸引線圈的電流通

10、過(guò)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組和電樞 繞組時(shí)，在有些起動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中， 有意使電樞作緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)， 讓驅(qū)動(dòng)齒輪在旋轉(zhuǎn)中外移， 使之與飛輪的嚙合柔和而沒(méi)有沖擊。電磁開(kāi)關(guān)的復(fù)位條件是起動(dòng)開(kāi)關(guān)松開(kāi)切斷接線柱的電源。這時(shí)電源正極經(jīng)接觸 片到達(dá)吸引線圈下端一吸引線固上端一保持線圈上端一保持線圈下端搭鐵。兩線圈 電流產(chǎn)生的鐵芯磁通方向相反，使鐵芯迅速退磁，活動(dòng)鐵芯在彈簧作用下復(fù)位，起 動(dòng)機(jī)主電路被切斷，驅(qū)動(dòng)齒輪退出嚙合，起動(dòng)機(jī)停止工作。三、新型起動(dòng)機(jī)1、電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)其工作特點(diǎn)是：嚙合過(guò)程由整個(gè)電樞磁場(chǎng)作用下作軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，脫開(kāi)嚙合由 彈簧的拉力實(shí)現(xiàn)；直流電動(dòng)機(jī)的激磁繞組由串聯(lián)主磁場(chǎng)繞組、串聯(lián)輔助激磁繞組和 并聯(lián)輔助激磁繞組

11、組成，因扣爪和檔片的作用而使輔助激磁繞組先于主磁場(chǎng)繞組接 通；單向離合器采用摩擦片式。起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電磁線圈通電，其鐵芯磁力吸引接觸橋左移，因扣爪的前端 卡在檔片下方的長(zhǎng)方孔中，檔片的下方被頂住，接觸橋只接通上方觸點(diǎn)，兩個(gè)輔助 磁場(chǎng)繞組電路接通，其磁力使電摳克服回位彈簧的作用力左移，使驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪 嚙合。又因串聯(lián)輔助激磁繞組通過(guò)電樞繞組而接通，這一小的電樞電流使電摳開(kāi)始 低速轉(zhuǎn)動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)齒輪在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中與飛輪嚙合，減少了沖擊。當(dāng)電樞左移時(shí)，電 樞右端面上固定的圓盤(pán)頂起扣爪，在驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪完全嚙合時(shí)，扣爪與檔片脫扣，接觸橋的下端觸點(diǎn)接通， 起動(dòng)機(jī)的主電路接通， 起動(dòng)機(jī)以正常轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)飛

12、輪， 使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。同時(shí)串聯(lián)輔助激磁繞組被接觸橋短路，并聯(lián)輔助激磁繞組和主磁場(chǎng) 繞組建立正常工作所需的磁極磁場(chǎng)。因?yàn)榇?lián)輔助激磁繞組的匝數(shù)和電阻大大高于 主磁場(chǎng)繞組，故主繞組可獲得正常的激磁電流。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，飛輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦片式單向離合器將松脫打 滑，防止電機(jī)超速。此時(shí)，因電樞與驅(qū)動(dòng)齒輪脫開(kāi)，讓電機(jī)空載運(yùn)行，電樞轉(zhuǎn)速因 卸載而加速，使電樞繞組的反電勢(shì)增大，電樞電流和主磁場(chǎng)繞組電流同時(shí)減小，磁 場(chǎng)被大大削弱，當(dāng)磁極對(duì)電樞的吸力小于回位彈簧的向右拉力時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪將隨電樞右移，與飛輪脫開(kāi)，扣爪又回到鎖止位置，為下次起動(dòng)作準(zhǔn)備。電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是不宜在傾斜度較大的場(chǎng)合下工作。教

13、 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò) 程b)3-12 也樞幡曲式起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)段H隼坂理Q起動(dòng)機(jī)不丁年時(shí)翹潮開(kāi)關(guān)接遇時(shí)iG起動(dòng)卷動(dòng)仞時(shí)2、減速式起動(dòng)機(jī)減速式起動(dòng)機(jī)的減速裝置有外嚙合式齒輪減速器、內(nèi)嚙合式減速器和行星齒輪 減速器三種。圖313為它們的示意圖。圖313a）為外嚙合式減速器。它的主動(dòng)齒輪抽與從動(dòng)齒輪軸平行，但兩軸中 心距較大。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、噪聲小、便于維修，缺點(diǎn)是增加了起動(dòng)機(jī) 的徑向尺寸。圖313b）為內(nèi)嚙合式減速器。其特點(diǎn)是兩軸中心距離較小，工作可靠，但噪 聲較大。圖313c）為行星齒輪減速器，兩抽中心距為零，有利于起動(dòng)機(jī)的安裝；因?yàn)?扭力負(fù)載平均分布在幾個(gè)行星齒輪上，故可采用塑料內(nèi)齒圈和

14、粉末冶金的行星齒輪,既減輕了重量又抑制了噪聲，是應(yīng)用較廣泛的一種。教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò) 程圖3-13斌速起動(dòng)機(jī)減速器的三稗形式 a）外嚙合式山內(nèi)嚙含式匹）行星齒輪嚙合式第四節(jié)起動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障和診斷以及試驗(yàn)與調(diào)整汽車(chē)的很多故障與不正確的使用方法有關(guān)，掌握起動(dòng)系統(tǒng)的正確使用方法，可 以大大提高系統(tǒng)壽命，降低起動(dòng)系統(tǒng)的故障發(fā)生率。一、起動(dòng)機(jī)的使用與維護(hù)1） 起動(dòng)機(jī)每次起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)15s,連續(xù)起動(dòng)每次時(shí)間間隔不少于15s不可連續(xù)起動(dòng)次數(shù)太多，以防大電流燒損起動(dòng)機(jī)。2） 起動(dòng)后應(yīng)立即松開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)3） 做好定期保養(yǎng)c二、起動(dòng)系統(tǒng)故障（1）故障現(xiàn)象 點(diǎn)火鑰匙在起動(dòng)檔，起動(dòng)機(jī)不工作原因分析1）電壓過(guò)低、蓄電

15、池接線松動(dòng)，2）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)損壞。3）起動(dòng)繼電器故障.4）起動(dòng)系統(tǒng)導(dǎo)線斷路5）起動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障：故障排除1）起動(dòng)時(shí)，聽(tīng)到起動(dòng)小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的撞擊聲只有一次.或電池極柱有火 花之后起動(dòng)機(jī)便無(wú)功作，可判定是電他電壓過(guò)低或蓄電池極柱松動(dòng)。4） 起動(dòng)時(shí)，若起動(dòng)機(jī)無(wú)任何反應(yīng)，一般是控制電路出現(xiàn)問(wèn)題，檢查點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、 起動(dòng)繼電器、EFI電腦控制開(kāi)關(guān)、變速器空檔開(kāi)關(guān)是否損壞，防盜是否解除，及導(dǎo) 線是否出現(xiàn)問(wèn)題，線夾是否松動(dòng)磨損等，5） 起動(dòng)機(jī)故障判斷，大多數(shù)近口汽車(chē)由于發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)裝置很多系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，無(wú)法用傳統(tǒng)方法直接判斷起動(dòng)機(jī)故障，但對(duì)于大部分國(guó)產(chǎn)車(chē)而言，起動(dòng)機(jī)部分 是暴露的，可用教 學(xué) 內(nèi) 容 及 過(guò)

16、程工具分兩步進(jìn)行故障判斷；第一步短接起動(dòng)機(jī) 30與50端子，若起動(dòng)機(jī)工作，可判 斷為控制電路故障，否則起動(dòng)機(jī)故障；第二步短接30與c,若起動(dòng)機(jī)工作，故障出現(xiàn)在電磁開(kāi)關(guān)，若不工作直流電動(dòng)機(jī)部分故障。若不工作直流電動(dòng)機(jī)部分故障。(2)故障現(xiàn)象起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)機(jī)無(wú)力原因分析1) 蓄電池電壓偏低。2)起動(dòng)系統(tǒng)電路各接頭松動(dòng)或臟污，接觸電阻較大。3)起動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障：電樞繞組、勵(lì)磁繞組短路或措鐵，換向器臟污或磨損過(guò)多， 碳刷過(guò)度磨損，彈簧彈力不夠等。故障排除 檢測(cè)電池電壓，檢測(cè)線路各接頭是否松動(dòng)，如正常拆槍起動(dòng)機(jī)。此 故障與起功系統(tǒng)的正確及時(shí)保養(yǎng)有關(guān)，及時(shí)對(duì)蓄電池充電，不亂動(dòng)起動(dòng)系統(tǒng)線路， 按時(shí)對(duì)起動(dòng)機(jī)進(jìn)行保