汽車電器電子教案第5講

汽車電器電子教案第5講汽車電器電子教案第5講《汽車電器與電子技術(shù)》第7頁主講教師：楚曉華基礎(chǔ)教研室汽車電器電子教案第5講電子教案主講教師：楚曉華章節(jié)（第5講)第三章起動機(jī)第二節(jié)起動機(jī)基本參數(shù)的選擇典型起動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理起動機(jī)常見故障和診斷以及試驗與調(diào)整課時2授課班級05級1、2、5、6、7班授課日期200教學(xué)目的掌握電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)系統(tǒng)的工作原理；掌握新型起動機(jī)（如:移動電樞嚙合式、慣性嚙合式）的結(jié)構(gòu)特點及工作原理。教學(xué)重點掌握電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)系統(tǒng)的工作原理教學(xué)難點掌握電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(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主要參考書目及網(wǎng)絡(luò)資源《汽車電器與電子技術(shù)》,孫仁云付百學(xué)編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2007年1月教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容及過程板書內(nèi)容：第三章起動機(jī)第二節(jié)起動機(jī)基本參數(shù)的選擇1、起動機(jī)功率的選擇功率的大小由發(fā)動機(jī)的最低起動轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)的起動阻力矩來決定發(fā)動機(jī)的起動阻力矩由摩擦力矩、壓縮損失力矩和發(fā)動機(jī)附件損失力矩三部分組成。發(fā)動機(jī)的最低起動轉(zhuǎn)速是保證發(fā)動機(jī)可靠起動的曲軸最低轉(zhuǎn)速。2、起動機(jī)的傳動比選擇1）最佳傳動比的計算2)傳動比的實際選擇3、蓄電池容量的選擇典型起動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理一、起動機(jī)的分類1．按起動機(jī)總體結(jié)構(gòu)分類（1)電磁式起動機(jī):（2）永磁式起動機(jī)：（3)減速式起動機(jī)2，按傳動機(jī)構(gòu)嚙入方式分類(1)強(qiáng)制嚙合式(2）電樞移動式起動機(jī)(3)同軸移動式起動機(jī)二、電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)起動機(jī)的工作過程三、新型起動機(jī)1、電樞移動式起動機(jī)2、減速式起動機(jī)起動機(jī)常見故障和診斷以及試驗與調(diào)整一、起動機(jī)的使用與維護(hù)二、起動系統(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)起動機(jī)基本參數(shù)的選擇起動機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)起動機(jī)的功率、起動機(jī)與發(fā)動機(jī)曲軸的最佳傳動比、蓄電池容量這三個基本參數(shù)來確定。1、起動機(jī)功率的選擇起動機(jī)必須具有足夠的功率才能保證迅速、可靠地起動發(fā)動機(jī).功率的大小由發(fā)動機(jī)的最低起動轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)的起動阻力矩來決定P——起動機(jī)功率MQ發(fā)動機(jī)的起動力矩nQ最低起動轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)的起動阻力矩是指在最低起動轉(zhuǎn)速時發(fā)動機(jī)阻力矩.發(fā)動機(jī)的起動阻力矩由摩擦力矩、壓縮損失力矩和發(fā)動機(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)動機(jī)附件損失力矩是發(fā)動機(jī)用于驅(qū)動發(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)動機(jī)的最低起動轉(zhuǎn)速是保證發(fā)動機(jī)可靠起動的曲軸最低轉(zhuǎn)速。汽油發(fā)動機(jī)可靠起動的條件是：氣缸中應(yīng)吸入可能著火的混合氣;壓縮行程終了時，混合氣所具有的溫度和壓力應(yīng)使第一次爆發(fā)后，發(fā)動機(jī)能維持連續(xù)工作；點火裝置應(yīng)能產(chǎn)生足夠的火花能量保證點火成功.顯然這些條件均與曲軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。汽油機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速應(yīng)為50-—70r／min.柴油機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速應(yīng)為100——120r／min。2、起動機(jī)的傳動比選擇1）．最佳傳動比的計算所謂最佳傳動比，即起動機(jī)工作在最大功率時,對應(yīng)的起動機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)能可靠起動的曲軸轉(zhuǎn)速之比，即：2)．傳動比的實際選擇由式(3—11）計算的最佳傳動比，在實際選擇時往往不能完全滿足，因為飛輪齒圈的節(jié)圓直徑由發(fā)動機(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)往往不能保證起動機(jī)的傳動比達(dá)到最佳值.實際選擇值比最佳值小，這時起動機(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,對發(fā)動機(jī)的起動是有利的。一般汽油發(fā)動機(jī)的傳動比在13-17范圍內(nèi)選擇;柴油發(fā)動機(jī)的傳動比在8—10范圍內(nèi).3、蓄電池容量的選擇汽車蓄電池的容量主要由起動機(jī)的功率確定，這是因為起動機(jī)要求在短時間內(nèi)提供較大的電功率，一般可按下式來選擇蓄電池的容量:式中：Q——蓄電池容量（A．h)；P——起動機(jī)的額定功率（kw)；U--起動機(jī)的額定電壓（v)。使用上式時,起動機(jī)功率越大，系數(shù)可取得越小些.選比計算值還要小一些的蓄電池.第三節(jié)典型起動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理一、起動機(jī)的分類汽車用起動機(jī)種類繁多，型式各異，分類方法各不相同?，F(xiàn)代汽車普遍采用的電磁控制式起動機(jī)可按起動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)的嚙入方式進(jìn)行分類。1．按起動機(jī)總體結(jié)構(gòu)分類按總體結(jié)構(gòu)不同,起動機(jī)可分為電磁式、永磁式和減速式起動機(jī)。(1）電磁式起動機(jī)：電動機(jī)的磁場為電磁場的起動機(jī)。電磁場是指由線圈通電而在鐵心中產(chǎn)生的磁場，(2)永磁式起動機(jī)：電動機(jī)的磁場由永久磁鐵產(chǎn)生的起動機(jī)。由于磁極采用永磁材料（鐵氧體成效鐵硼等）制成,無需磁場繞組，因此電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡化、體積小、質(zhì)量小。（3）減速式起動機(jī):傳動機(jī)構(gòu)設(shè)有減速裝置的起動機(jī)。其電動機(jī)一般采用高速小型電動機(jī),質(zhì)雖和體積比電磁式起動機(jī)減小30％—35％。缺點是結(jié)構(gòu)和工藝比較復(fù)雜。2、按傳動機(jī)構(gòu)嚙入方式分類按傳動機(jī)構(gòu)嚙入方式不同，起動機(jī)可分為強(qiáng)制嚙合式、電樞移動式和同軸齒輪移動式起動機(jī)。（1）強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)利用電磁力拉動杠桿機(jī)構(gòu)，使驅(qū)動齒輪強(qiáng)制嚙人飛輪齒圈的起動機(jī)。(2）電樞移動式起動機(jī)：利用磁極產(chǎn)生的電磁力使電樞產(chǎn)生軸向移動,從而將驅(qū)動齒輪嚙入齒輪齒圈的起動機(jī)。（3)同軸移動式起動機(jī)：利用電磁開關(guān)推功電摳軸孔內(nèi)的嚙合椎桿移功,使驅(qū)動齒輪嚙入齒輪齒圈的起動機(jī)。二、電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)由電磁開關(guān)控制起動機(jī)電路的通斷及驅(qū)動齒輪的嚙入與退出的起動機(jī)稱為電磁嚙合式起動機(jī)，又稱為電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。在現(xiàn)代汽車上應(yīng)用最為廣泛。起動機(jī)的工作過程可分析如下：起動前，驅(qū)動齒輪與飛輪脫開,傳動桿與活動鐵芯均處在準(zhǔn)備狀態(tài)。起動開關(guān)接通時,與電機(jī)并聯(lián)的保持線圈獲得工作電流,吸引線圈通過電樞繞組到“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。使活動鐵芯克服彈簧張力向左運動，電磁開關(guān)接觸片通過其推桿在活動鐵芯作用下也向左移。活動鐵芯還帶動傳動桿將驅(qū)動齒輪推出，在驅(qū)動齒輪與飛輪完全嚙合時，接觸片將接線柱接通，接通起動機(jī)的主電路，使起動機(jī)以正常轉(zhuǎn)速起動發(fā)動機(jī)。同時，接觸片也將吸引線圈短路，靠線圈的電磁力使活動鐵芯處于吸合位置。發(fā)動機(jī)起動后，曲軸轉(zhuǎn)速提高，飛輪帶動驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)，單向離合器使驅(qū)動齒輪與電樞軸脫開，防止了電機(jī)超速。還需指出的是,起動開關(guān)接通時，吸引線圈的電流通過電機(jī)的磁場繞組和電樞繞組時，在有些起動機(jī)設(shè)計中，有意使電樞作緩慢轉(zhuǎn)動,讓驅(qū)動齒輪在旋轉(zhuǎn)中外移,使之與飛輪的嚙合柔和而沒有沖擊。電磁開關(guān)的復(fù)位條件是起動開關(guān)松開切斷接線柱的電源。這時電源正極經(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，活動鐵芯在彈簧作用下復(fù)位，起動機(jī)主電路被切斷，驅(qū)動齒輪退出嚙合，起動機(jī)停止工作。三、新型起動機(jī)1、電樞移動式起動機(jī)其工作特點是：嚙合過程由整個電樞磁場作用下作軸向移動實現(xiàn),脫開嚙合由彈簧的拉力實現(xiàn)；直流電動機(jī)的激磁繞組由串聯(lián)主磁場繞組、串聯(lián)輔助激磁繞組和并聯(lián)輔助激磁繞組組成，因扣爪和檔片的作用而使輔助激磁繞組先于主磁場繞組接通；單向離合器采用摩擦片式.起動開關(guān)接通時,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方孔中，檔片的下方被頂住，接觸橋只接通上方觸點,兩個輔助磁場繞組電路接通，其磁力使電摳克服回位彈簧的作用力左移，使驅(qū)動齒輪與飛輪嚙合。又因串聯(lián)輔助激磁繞組通過電樞繞組而接通，這一小的電樞電流使電摳開始低速轉(zhuǎn)動，使驅(qū)動齒輪在緩慢轉(zhuǎn)動中與飛輪嚙合，減少了沖擊.當(dāng)電樞左移時，電樞右端面上固定的圓盤頂起扣爪，在驅(qū)動齒輪與飛輪完全嚙合時，扣爪與檔片脫扣，接觸橋的下端觸點接通，起動機(jī)的主電路接通，起動機(jī)以正常轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩驅(qū)動飛輪，使發(fā)動機(jī)起動。同時串聯(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繞組建立正常工作所需的磁極磁場。因為串聯(lián)輔助激磁繞組的匝數(shù)和電阻大大高于主磁場繞組，故主繞組可獲得正常的激磁電流。發(fā)動機(jī)起動后，飛輪帶動驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)時，摩擦片式單向離合器將松脫打滑,防止電機(jī)超速。此時,因電樞與驅(qū)動齒輪脫開，讓電機(jī)空載運行，電樞轉(zhuǎn)速因卸載而加速，使電樞繞組的反電勢增大，電樞電流和主磁場繞組電流同時減小,磁場被大大削弱,當(dāng)磁極對電樞的吸力小于回位彈簧的向右拉力時，驅(qū)動齒輪將隨電樞右移,與飛輪脫開，扣爪又回到鎖止位置，為下次起動作準(zhǔn)備。電樞移動式起動機(jī)的缺點是不宜在傾斜度較大的場合下工作。2、減速式起動機(jī)減速式起動機(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3-13為它們的示意圖。圖3—13a）為外嚙合式減速器。它的主動齒輪抽與從動齒輪軸平行,但兩軸中心距較大。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、噪聲小、便于維修,缺點是增加了起動機(jī)的徑向尺寸。圖3-13b)為內(nèi)嚙合式減速器。其特點是兩軸中心距離較小，工作可靠,但噪聲較大。圖3—13c）為行星齒輪減速器，兩抽中心距為零，有利于起動機(jī)的安裝;因為扭力負(fù)載平均分布在幾個行星齒輪上，故可采用塑料內(nèi)齒圈和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。第四節(jié)起動機(jī)常見故障和診斷以及試驗與調(diào)整汽車的很多故障與不正確的使用方法有關(guān),掌握起動系統(tǒng)的正確使用方法，可以大大提高系統(tǒng)壽命，降低起動系統(tǒng)的故障發(fā)生率。一、起動機(jī)的使用與維護(hù)1）起動機(jī)每次起動時間不超過15s，連續(xù)起動每次時間間隔不少于15s不可連續(xù)起動次數(shù)太多，以防大電流燒損起動機(jī).2）起動后應(yīng)立即松開點火開關(guān)3）做好定期保養(yǎng)c二、起動系統(tǒng)故障（1)故障現(xiàn)象點火鑰匙在起動檔，起動機(jī)不工作原因分析1)電壓過低、蓄電池接線松動，2)點火開關(guān)損壞.3)起動繼電器故障．4）起動系統(tǒng)導(dǎo)線斷路5）起動機(jī)內(nèi)部故障:故障排除1)起動時,聽到起動小齒輪與發(fā)動機(jī)飛輪的撞擊聲只有一次．或電池極柱有火花之后起動機(jī)便無功作，可判定是電他電壓過低或蓄電池極柱松動.2)起動時，若起動機(jī)無任何反應(yīng),-般是控制電路出現(xiàn)問題，檢查點火開關(guān)、起動繼電器、EFI電腦控制開關(guān)、變速器空檔開關(guān)是否損壞，防盜是否解除，及導(dǎo)線是否出現(xiàn)問題，線夾是否松動磨損等，3)起動機(jī)故障判斷，大多數(shù)近口汽車由于發(fā)動機(jī)倉裝置很多系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，無法用傳統(tǒng)方法直接判斷起動機(jī)故障，但對于大部分國產(chǎn)車而言，起動機(jī)部分是暴露的,可用工具分兩步進(jìn)行故障判斷；第一步短接起動機(jī)30與50端子，若起動機(jī)工作,可判斷為控制電路故障，否則起動機(jī)故障；第二步短接30與c,若起動機(jī)工作，故障出現(xiàn)在電磁開關(guān),若不工作直流電動機(jī)部分故障.若不工作直流電動機(jī)部分故障.（2)故障現(xiàn)象起動時，起動機(jī)無力原因分析1)蓄電池電壓偏低。2)起動系統(tǒng)電路各接頭松動或臟污，接觸電阻較大.3）起動機(jī)內(nèi)部故障：電樞繞組、勵磁繞組短路或措鐵，換向器臟污或磨損過多，碳刷過度磨損,彈簧彈力不夠等。故障排除檢測電池電壓,檢測線路各接頭是否松動，如正常拆槍起動機(jī)。此故障與起功系統(tǒng)的正確及時保養(yǎng)有關(guān)，及時對蓄電池充電，不亂動起動系統(tǒng)線