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》第7頁主講教師：楚曉華基礎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（第5講)第三章起動機第二節起動機基本參數的選擇典型起動機的結構及工作原理起動機常見故障和診斷以及試驗與調整課時2授課班級05級1、2、5、6、7班授課日期200教學目的掌握電磁操縱強制嚙合式起動機系統的工作原理；掌握新型起動機（如:移動電樞嚙合式、慣性嚙合式）的結構特點及工作原理。教學重點掌握電磁操縱強制嚙合式起動機系統的工作原理教學難點掌握電磁操縱強制嚙合式起動機系統的工作原理教學手段講授、多媒體、自學作業思考題與習題3—6、3—7、3-8、3—9主要參考書目及網絡資源《汽車電器與電子技術》,孫仁云付百學編著，機械工業出版社，2007年1月教學內容及過程教學內容及過程教學內容及過程教學內容及過程教學內容及過程教學內容及過程教學內容及過程板書內容：第三章起動機第二節起動機基本參數的選擇1、起動機功率的選擇功率的大小由發動機的最低起動轉速和發動機的起動阻力矩來決定發動機的起動阻力矩由摩擦力矩、壓縮損失力矩和發動機附件損失力矩三部分組成。發動機的最低起動轉速是保證發動機可靠起動的曲軸最低轉速。2、起動機的傳動比選擇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的結構及工作原理一、起動機的分類1．按起動機總體結構分類（1)電磁式起動機:（2）永磁式起動機：（3)減速式起動機2，按傳動機構嚙入方式分類(1)強制嚙合式(2）電樞移動式起動機(3)同軸移動式起動機二、電磁操縱強制嚙合式起動機起動機的工作過程三、新型起動機1、電樞移動式起動機2、減速式起動機起動機常見故障和診斷以及試驗與調整一、起動機的使用與維護二、起動系統故障講課內容：組織教學復習上講的內容，導入本堂教學第二節起動機基本參數的選擇起動機的選擇應根據起動機的功率、起動機與發動機曲軸的最佳傳動比、蓄電池容量這三個基本參數來確定。1、起動機功率的選擇起動機必須具有足夠的功率才能保證迅速、可靠地起動發動機.功率的大小由發動機的最低起動轉速和發動機的起動阻力矩來決定P——起動機功率MQ發動機的起動力矩nQ最低起動轉速發動機的起動阻力矩是指在最低起動轉速時發動機阻力矩.發動機的起動阻力矩由摩擦力矩、壓縮損失力矩和發動機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生壓縮損失力矩大小與氣缸容積和壓縮比有關；發動機附件損失力矩是發動機用于驅動發電機、分電器、汽油泵、風扇、水泵、機油泵等所消耗的力矩。發動機的最低起動轉速是保證發動機可靠起動的曲軸最低轉速。汽油發動機可靠起動的條件是：氣缸中應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使第一次爆發后，發動機能維持連續工作；點火裝置應能產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速有關。汽油機最低起動轉速應為50-—70r／min.柴油機最低起動轉速應為100——120r／min。2、起動機的傳動比選擇1）．最佳傳動比的計算所謂最佳傳動比，即起動機工作在最大功率時,對應的起動機轉速與發動機能可靠起動的曲軸轉速之比，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，因為飛輪齒圈的節圓直徑由發動機總布置決定，不能任意增大,齒輪模數m決定了齒的強度，不能任意減小，所以齒圈的齒數往往不能保證起動機的傳動比達到最佳值.實際選擇值比最佳值小，這時起動機功率雖不能達到最大,但因其轉速降低使輸出轉矩增大,對發動機的起動是有利的。一般汽油發動機的傳動比在13-17范圍內選擇;柴油發動機的傳動比在8—10范圍內.3、蓄電池容量的選擇汽車蓄電池的容量主要由起動機的功率確定，這是因為起動機要求在短時間內提供較大的電功率，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——起動機的額定功率（kw)；U--起動機的額定電壓（v)。使用上式時,起動機功率越大，系數可取得越小些.選比計算值還要小一些的蓄電池.第三節典型起動機的結構及工作原理一、起動機的分類汽車用起動機種類繁多，型式各異，分類方法各不相同。現代汽車普遍采用的電磁控制式起動機可按起動機的總體結構、傳動機構的嚙入方式進行分類。1．按起動機總體結構分類按總體結構不同,起動機可分為電磁式、永磁式和減速式起動機。(1）電磁式起動機：電動機的磁場為電磁場的起動機。電磁場是指由線圈通電而在鐵心中產生的磁場，(2)永磁式起動機：電動機的磁場由永久磁鐵產生的起動機。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，因此電動機結構簡化、體積小、質量小。（3）減速式起動機:傳動機構設有減速裝置的起動機。其電動機一般采用高速小型電動機,質雖和體積比電磁式起動機減小30％—35％。缺點是結構和工藝比較復雜。2、按傳動機構嚙入方式分類按傳動機構嚙入方式不同，起動機可分為強制嚙合式、電樞移動式和同軸齒輪移動式起動機。（1）強制嚙合式起動機利用電磁力拉動杠桿機構，使驅動齒輪強制嚙人飛輪齒圈的起動機。(2）電樞移動式起動機：利用磁極產生的電磁力使電樞產生軸向移動,從而將驅動齒輪嚙入齒輪齒圈的起動機。（3)同軸移動式起動機：利用電磁開關推功電摳軸孔內的嚙合椎桿移功,使驅動齒輪嚙入齒輪齒圈的起動機。二、電磁操縱強制嚙合式起動機由電磁開關控制起動機電路的通斷及驅動齒輪的嚙入與退出的起動機稱為電磁嚙合式起動機，又稱為電磁操縱強制嚙合式起動機。其特點是結構簡單、操作方便。在現代汽車上應用最為廣泛。起動機的工作過程可分析如下：起動前，驅動齒輪與飛輪脫開,傳動桿與活動鐵芯均處在準備狀態。起動開關接通時,與電機并聯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動齒輪推出，在驅動齒輪與飛輪完全嚙合時，接觸片將接線柱接通，接通起動機的主電路，使起動機以正常轉速起動發動機。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。發動機起動后，曲軸轉速提高，飛輪帶動驅動齒輪高速旋轉，單向離合器使驅動齒輪與電樞軸脫開，防止了電機超速。還需指出的是,起動開關接通時，吸引線圈的電流通過電機的磁場繞組和電樞繞組時，在有些起動機設計中，有意使電樞作緩慢轉動,讓驅動齒輪在旋轉中外移,使之與飛輪的嚙合柔和而沒有沖擊。電磁開關的復位條件是起動開關松開切斷接線柱的電源。這時電源正極經接觸片到達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位，起動機主電路被切斷，驅動齒輪退出嚙合，起動機停止工作。三、新型起動機1、電樞移動式起動機其工作特點是：嚙合過程由整個電樞磁場作用下作軸向移動實現,脫開嚙合由彈簧的拉力實現；直流電動機的激磁繞組由串聯主磁場繞組、串聯輔助激磁繞組和并聯輔助激磁繞組組成，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，使驅動齒輪與飛輪嚙合。又因串聯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動，使驅動齒輪在緩慢轉動中與飛輪嚙合，減少了沖擊.當電樞左移時，電樞右端面上固定的圓盤頂起扣爪，在驅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，起動機的主電路接通，起動機以正常轉速和轉矩驅動飛輪，使發動機起動。同時串聯輔助激磁繞組被接觸橋短路，并聯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。因為串聯輔助激磁繞組的匝數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。發動機起動后，飛輪帶動驅動齒輪高速旋轉時，摩擦片式單向離合器將松脫打滑,防止電機超速。此時,因電樞與驅動齒輪脫開，讓電機空載運行，電樞轉速因卸載而加速，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,當磁極對電樞的吸力小于回位彈簧的向右拉力時，驅動齒輪將隨電樞右移,與飛輪脫開，扣爪又回到鎖止位置，為下次起動作準備。電樞移動式起動機的缺點是不宜在傾斜度較大的場合下工作。2、減速式起動機減速式起動機的減速裝置有外嚙合式齒輪減速器、內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。優點是結構簡單、工作可靠、噪聲小、便于維修,缺點是增加了起動機的徑向尺寸。圖3-13b)為內嚙合式減速器。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，有利于起動機的安裝;因為扭力負載平均分布在幾個行星齒輪上，故可采用塑料內齒圈和粉末冶金的行星齒輪，既減輕了重量又抑制了噪聲，是應用較廣泛的一種。第四節起動機常見故障和診斷以及試驗與調整汽車的很多故障與不正確的使用方法有關,掌握起動系統的正確使用方法，可以大大提高系統壽命，降低起動系統的故障發生率。一、起動機的使用與維護1）起動機每次起動時間不超過15s，連續起動每次時間間隔不少于15s不可連續起動次數太多，以防大電流燒損起動機.2）起動后應立即松開點火開關3）做好定期保養c二、起動系統故障（1)故障現象點火鑰匙在起動檔，起動機不工作原因分析1)電壓過低、蓄電池接線松動，2)點火開關損壞.3)起動繼電器故障．4）起動系統導線斷路5）起動機內部故障:故障排除1)起動時,聽到起動小齒輪與發動機飛輪的撞擊聲只有一次．或電池極柱有火花之后起動機便無功作，可判定是電他電壓過低或蓄電池極柱松動.2)起動時，若起動機無任何反應,-般是控制電路出現問題，檢查點火開關、起動繼電器、EFI電腦控制開關、變速器空檔開關是否損壞，防盜是否解除，及導線是否出現問題，線夾是否松動磨損等，3)起動機故障判斷，大多數近口汽車由于發動機倉裝置很多系統，結構非常緊湊，無法用傳統方法直接判斷起動機故障，但對于大部分國產車而言，起動機部分是暴露的,可用工具分兩步進行故障判斷；第一步短接起動機30與50端子，若起動機工作,可判斷為控制電路故障，否則起動機故障；第二步短接30與c,若起動機工作，故障出現在電磁開關,若不工作直流電動機部分故障.若不工作直流電動機部分故障.（2)故障現象起動時，起動機無力原因分析1)蓄電池電壓偏低。2)起動系統電路各接頭松動或臟污，接觸電阻較大.3）起動機內部故障：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。此故障與起功系統的正確及時保養有關，及時對蓄電池充電，不亂動起動系統線