《汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修》配套教案：模塊四-項目1-啟動機的認知

項目一啟動機的認知教學(xué)目標1.了解啟動系統(tǒng)的組成、功用、工作原理。2.識記啟動系的元器件；分析汽車啟動系統(tǒng)中典型元器件工作過程。3.會正確規(guī)范的拆裝啟動機。課時分配本項目共1個任務(wù)，安排1課時。教學(xué)重點對汽車啟動系具體的元器件進行認知，并能識記。會規(guī)范、正確的拆裝啟動機，學(xué)會分析典型元器件的具體的工作過程。對汽車啟動機的控制電路能進行分析，并講述其工作過程。教學(xué)難點1.對汽車啟動系具體的元器件進行認知。2.分析汽車啟動系統(tǒng)中典型元器件工作過程。教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一啟動機的認知知識鏈接一、啟動機的功用啟動系的作用是在正常使用條件下，通過啟動機以足夠高的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，以便發(fā)動機順利啟動，發(fā)動機啟動之后，啟動機便立即停止工作。二、啟動機的類型1．按直流電動機勵磁方式分（1）電磁式它是由駕駛員旋動點火開關(guān)或按下啟動按鈕，直接控制或通過啟動繼電器使電磁開關(guān)接通啟動機主電路?，F(xiàn)采用的啟動機均為電磁操縱式。（2）永磁式電動機磁極用永磁材料（鐵氧體或鐵硼等）制成，由于取消了磁場線圈，因此結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕。2．按傳動機構(gòu)的嚙入方式的不同可分（1）強制嚙合式是靠電磁力通過撥叉或直接推動驅(qū)動齒輪沿軸向移動來嚙入飛輪齒圈，這種方式工作可靠，操作簡單而廣泛使用。（2）電樞移動式依靠啟動機磁極的磁吸力使電樞沿軸向移動而使驅(qū)動齒輪發(fā)動機飛輪齒圈。電樞移動時需要較大的磁極吸力，常在一些大型啟動機上使用。（3）減速式啟動機是在傳動機構(gòu)中設(shè)有減速裝置（行星齒輪機構(gòu)），采用高速、小型、低力矩電動機，質(zhì)量和體積比普通啟動機可減小30％～35％，但結(jié)構(gòu)和工藝比較復(fù)雜。其又分為外嚙合減速式啟動機、行星齒輪嚙合式減速啟動機。三、啟動機的結(jié)構(gòu)啟動機一般由直流電動機、傳動機構(gòu)（或稱嚙合機構(gòu)）和控制裝置（電磁開關(guān)）三部分組成。1．直流電動機直流電動機的作用是產(chǎn)生力矩。串勵直流電動機主要由機殼、磁極、電樞、換向器及電刷等組成。（1）機殼機殼的作用是安裝磁極，固定機件。殼體是由低碳鋼卷制而成，殼體上有四個檢查窗口，中部只有一個電流輸入接線柱，并在內(nèi)部與勵磁繞組的一端相連接。（2）磁極磁極的作用是產(chǎn)生磁場，它由固定在機殼上的磁極鐵心和勵磁繞組組成，一般是四個，兩對磁極相對交錯安裝在電動機定子內(nèi)殼上，如圖所示。四個勵磁線圈可互相串聯(lián)后再與電樞繞組串聯(lián)，也可兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞繞繞組串聯(lián)。（3）電樞電樞的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電樞是直流電動機的轉(zhuǎn)子部分，由鐵心、繞組、換向器和電樞軸組成。電樞總成如圖所示。（4）換向器它由一定數(shù)量的燕尾形銅片組成，并用軸套和壓環(huán)組裝成一個整體，壓裝在電樞軸上，各銅片之間以及銅片與軸套、壓環(huán)之間均用云母或硬塑料片絕緣。（5）電刷及電刷架電刷及電刷架的作用是將電流通過換向器引入電樞讓其旋轉(zhuǎn)。圖電刷及電刷架的組合電刷用銅與石墨粉壓制而成，呈紅棕色，加入銅可減小電阻并增加其耐磨性。一般含銅80％～90％，石墨10％～20％。電刷架多制成框式，正極刷架與端蓋絕緣地固裝，負極刷架直接搭鐵。刷架上裝有彈力較大的盤形彈簧。如圖所示。一般有四個電刷及電刷架，電刷架固定在前端蓋上，其中兩個對置的電刷架與端蓋絕緣，稱為絕緣電刷架；另外兩個對置的電刷架與端蓋直接鉚合而搭鐵，稱為搭鐵電刷架。（6）端蓋端蓋有前、后之分。前端蓋一般用鋼板壓制而成，其上裝有四個電刷架，后端蓋為灰鑄鐵澆鑄而成。它們分別裝在機殼的兩端，靠兩根長螺栓與啟動機機殼緊固在一起。兩端蓋內(nèi)均裝有青銅石墨軸承套或鐵基含油軸承套，以支承電樞軸。2．啟動機的傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)的作用是把直流電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給飛輪齒圈，再通過飛輪齒圈把轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動機的曲軸，使發(fā)動機啟動后，飛輪齒圈與驅(qū)動齒輪自動打滑脫離。傳動機構(gòu)一般由驅(qū)動齒輪、單向離合器、撥叉、嚙合彈簧等組成。3．啟動機的控制裝置啟動機的控制裝置分為機械式和電磁式兩種。通常稱為啟動開關(guān)?？刂蒲b置有機械式和電磁式兩種。機械式控制裝置是用腳踏或手拉的方式直接操縱離合器和控制電動機電路的。這種裝置雖然結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但要求啟動機、蓄電池靠近駕駛室，而受安裝布局的限制，且操縱不便，因此現(xiàn)已很少采用?，F(xiàn)在啟動機大都采用電磁式控制裝置。電磁式控制裝置是利用電磁力來控制離合器的驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合或分離，并同時控制電動機開或關(guān)。下面我們主要介紹電磁式控制裝置的控制原則。為了充分發(fā)揮啟動機和蓄電池的性能，啟動機控制裝置應(yīng)遵循如下基本原則：①“先嚙合后接通”的原則。即首先使驅(qū)動齒輪進入嚙合，然后使主開關(guān)接通，以免驅(qū)動齒輪在高速旋轉(zhuǎn)過程中進行嚙合，引起打齒并且嚙合困難。②“高啟動轉(zhuǎn)速”原則。即啟動機控制裝置應(yīng)盡量減少甚至不消耗蓄電池電能，以便使蓄電池的電能盡可能多的用于啟動電機，提高啟動轉(zhuǎn)速。③切斷主電路后，驅(qū)動齒輪能迅速脫離嚙合。直流串勵式電動機的工作原理直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的設(shè)備，它是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中將受到電磁力作用而發(fā)生運動的原理進行工作的。由電磁理論知，將直導(dǎo)體置于磁場中，使其通過一定方向的電流時，直導(dǎo)體就會受到定向電磁力作用而運動，且運動方向與導(dǎo)體中電流方向和磁場方向有一定關(guān)系，可用左手定則判斷，如圖所示所示。直流電動機的工作原理：電動機的電刷與直流電源相連，電流由正電刷和換向片A流入，從換向片B和負電刷流出，如圖所示，此時電流方向為：蓄電池正極→正電刷→換向片A→線圈abcd→換向片B→負電刷→蓄電池負極。電流方向為a→d，由左手定則可以確定，線圈受到逆時針方向的轉(zhuǎn)矩作用，電樞繞組及換向片在電磁力矩的作用下逆時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過180°以后，正電刷和換向片B相接觸，負電刷和換向片A相接觸，電流方向為：蓄電池正極→正電刷→換向片B→線圈dcba→換向片A→負電刷→蓄電池負極。線圈中的電流方向為d→a，由左手定則