汽车电器模块二

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,华新现代职业学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华新现代职业学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华新现代职业学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华新现代职业学院,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,华新现代职业学院,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车电器与电子控制技术（二）,SUCCESS,8/25/2024,1,华新现代职业学院,模块二,起动电路原理与维修,起动系概述,起动系的分类,串励式直流电动机,串励式直流电动机的特性,起动机的功率及其影响因素,起动机的构造与工作原理,起动机的传动机构,控制装置,起动机故障诊断案例,8/25/2024,2,华新现代职业学院,起动系概述,1,、电力起动系统的优点：起动方式简单可靠，操纵方便，可随时工作，便于远距离控制。,2,、发动机的起动：发动机曲轴在外力作用下，完成从开始运转到怠速运转的过程。,3,、起动系的作用：以蓄电池为电源，直流电动机驱动发动机完成起动任务。,8/25/2024,3,华新现代职业学院,起动系概述,4,、起动系的组成,起动系一般是由,蓄电池,、,起动机,、,起动继电器,、,点火开关,等部件组成。,8/25/2024,4,华新现代职业学院,起动系概述,起动系的组成示意：,8/25/2024,5,华新现代职业学院,起动系组成短片（,1,）,8/25/2024,6,华新现代职业学院,起动系组成短片（,2,）,8/25/2024,7,华新现代职业学院,起动机的分类,1,、按控制装置分类,1),机械控制,(,操纵,),式起动机：由驾驶员用脚踏或手动直接操纵机械式起动开关接通和切断起动电源。,2),电磁控制,(,操纵,),式起动机：由驾驶员转动点火开关到起动挡，或按下起动按钮，直接控制或通过起动继电器使电磁开关自动接通和切断起动电路。,8/25/2024,8,华新现代职业学院,起动机的分类,2,、按传动机构分类,1),惯性啮合式起动机：靠惯性力作用产生轴向移动，使驱动齿轮啮入和退出飞轮齿圈。,2),强制啮合式起动机：靠人力或电磁力经拨叉的推移，强制性地使驱动齿轮啮入和退出飞轮齿圈。,3),电磁啮合式起动机：靠电动机内部辅助磁极的电磁力，吸引电轴做轴向移动，将驱动齿轮啮入飞轮齿圈，起动结束后再由回位弹簧使电枢回位，让驱动齿轮退出飞轮齿圈。也称电枢移动式起动机。,4),其他类型起动机：通轴式,(,齿轮移动式,),、永磁式、减速式起动机等。,8/25/2024,9,华新现代职业学院,串励式直流电动机,1,、作用：将蓄电池提供的电能转变为机械能，产生转矩驱动发动机。,8/25/2024,10,华新现代职业学院,串励式直流电动机,2,、工作原理,8/25/2024,11,华新现代职业学院,串励式直流电动机,工作原理：,一个线圈产生的电磁转矩是有限的，且电枢转动不平稳，故电枢绕组是由很多组线圈组成的，换向器片数量也随线圈数量的增加而增加。磁极也设为两对或数对。,8/25/2024,12,华新现代职业学院,串励式直流电动机,3,、结构：,直流电动机由电枢、磁极（铁芯和励磁 线圈）、机壳、电刷及刷架等组成。,8/25/2024,13,华新现代职业学院,串励式直流电动机的特性,直流电动机中，励磁绕组与电枢绕组的连接方式可分为：串励式、并励式和复励式三种形式。汽车起动机所用的电动机为串励式。,8/25/2024,14,华新现代职业学院,串励式直流电动机的特性,串励式直流电动机转矩特性：,8/25/2024,15,华新现代职业学院,串励式直流电动机的特性,1,、转矩特性,分析：,因电枢电流与励磁电流相等，故在磁路未饱和时磁通与电枢电流成正比。即,C1Ij,C1IS,电机转矩,M,CmIS,CmC1ISIS,结论：,磁路未饱和时，电磁转矩与电枢电流的平方成正比；磁路饱和后，磁通与电流无关，电磁转矩与电枢电流呈直线关系,。,8/25/2024,16,华新现代职业学院,串励式直流电动机的特性,串励式直流电动机机械（转速）特性：,8/25/2024,17,华新现代职业学院,串励式直流电动机的特性,2,、转速（机械）特性：,分析：,电枢电流增加时，电压降,ISR,也随之增加；磁路未饱和时，磁通也增加，故电机转速将随,ISR,和,的增加而急剧下降。,结论：,直流串励式电动机具有重载时车速低而转矩大的特性,(,软机械特性,),，可保证起动安全可靠。但轻载空载时转速很高易飞车，故应避免。大功率直流电机一般采用复励式。,8/25/2024,18,华新现代职业学院,起动机的功率及其影响因素,一、功率特性,分析：,当起动机完全制动,时转速和输出功率为零，,电流最大，转矩也最大,(,为,制动转矩,),；空载时电流最,小，但转速最大,(,为空载转,速,),，输出功率也为零；只,有当电枢电流接近制动电,流一半时,(,电动机电大功率,点,),，输出功率最大。因起,动时间短，一般把最大功率作为额定功率。通常用空载和制动试验检验起动机技术状况。,8/25/2024,19,华新现代职业学院,起动机的功率及其影响因素,二、影响起动机功率的因素,1.,接触电阻和导线电阻,换向器烧蚀、污损、磨损；电刷磨损；电刷弹簧弹力小；蓄电池极桩与起动电缆、搭铁线搭铁、接触盘,与主接线柱、起动,电缆及搭铁线过长、,过细；,2.,蓄电池容量,容量,小则内阻大，电压降,大，起动功率小；,3.,环境温度,影响蓄,电池容量和内阻。,8/25/2024,20,华新现代职业学院,起动机实验小短片,8/25/2024,21,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,起动机结构：,8/25/2024,22,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,直流串励式起动机的构造,是由电枢、换向器、磁极（铁芯和励磁线圈）、机壳,、电刷及刷架,等组成。,绝缘接线柱,外壳,磁极,电刷,换向器,磁场绕组,磁场与磁路,8/25/2024,23,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,1.,电枢和换向器,（,1,）电枢,:,由电枢绕组及电枢铁芯、电枢轴等组成；,传动机构与电枢轴采用花键配合；,电枢轴采用三点支撑；,电枢轴尾部有限位圈；,铁芯：用硅钢片叠成；,绕组：矩形断面裸铜线绕制，用绝缘纸绝缘，紧固。,8/25/2024,24,华新现代职业学院,电枢检验小短片,8/25/2024,25,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,（,2,）换向器,由铜片和云母片相间叠压而成。铜片与铜片、铜片与电枢轴间均绝缘，铜片接电枢绕组，用夹固加焊方式连接。,换向器通过电刷来连接磁场绕组与电枢绕组。,换向器剖面示意,铜片,轴套,压环,接线凸缘,电枢,8/25/2024,26,华新现代职业学院,起动机换向器原理小短片,8/25/2024,27,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,2.,磁极：,（,1,）组成,1,）铁芯：低碳钢制成。,2,）绕组：由矩形铜条绕制。一端接外壳上的接,线柱，另端接二,只非搭铁的电刷。,3,）磁极数目：,一般为,4,或,6,个，,同性相对安装。,（,2,）作用：产生磁场。,磁场与磁路,8/25/2024,28,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,磁,极,图,例,8/25/2024,29,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,磁极绕组与电枢绕组的连接方式有并励式、串励式和复励式三种。常见的汽车用起动机均用串励式。,8/25/2024,30,华新现代职业学院,起动机励磁绕组小短片,8/25/2024,31,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,3.,电刷与电刷架,（,1,）电刷,由铜粉（,80,90,）和石墨粉（,10,20,）压制而成。,前端盖,外壳,电刷,磁场绕组,电枢,离合器,后端盖,8/25/2024,32,华新现代职业学院,起动机的构造与工作原理,（,2,）电刷架,一般为四个，为金属框式，两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。电刷架上装有弹力较大的盘形弹簧。,8/25/2024,33,华新现代职业学院,起动机的传动机构,一、汽车发动机对起动机传动机构的要求,1.,要求：,（,1,）起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈啮合时要平稳，不能发生冲击现象。,（,2,）由于起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈速比很大,(,一般大于,15),，因此发动机起动后，驱动齿轮应能自动打滑或脱离啮合，以免发动机带动起动机电枢高速旋转，造成电枢绕组,“,飞散,”,的事故。,（,3,）因为起动机是由点火开关控制的，所以当发动机工作时，要防止点火开关误操作，使起动机的驱动齿轮再次与发动机的飞轮齿圈啮合，导致起动机与发动机的飞轮齿圈的损坏。,8/25/2024,34,华新现代职业学院,起动机的传动机构,2.,啮合过程：在电磁开关的作用下，驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合，当二者完全啮合后，主电路接通，电枢轴开始带动发动机曲轴旋转。发动机起动后，驱动齿轮与飞轮齿圈仍处于啮合状态，单向离合器打滑，驱动齿轮在飞轮的带动,下空转。起动,结束后，驱动,齿轮在电磁开,关的作用下，,与发动机飞轮,齿圈脱离啮合。,8/25/2024,35,华新现代职业学院,起动机的传动机构,二、常见的起动机单向离合器,传动机构包括单向啮合器和拨叉两部分。,单向啮合器,1.,作用,传递电动机转矩，起,动发动机，且在起动后,自动保持起动机不致飞,散损坏。,2.,种类,滚柱式单向啮合器、,摩擦片式单向啮合器、,弹簧式单向啮合器等三类。,8/25/2024,36,华新现代职业学院,起动机的传动机构,（,1,）滚柱式单向啮合器,种类：十字块式、十字槽式,8/25/2024,37,华新现代职业学院,起动机的传动机构,结构,工作原理,特点：结构简单，在中、小功率的起动机上被广泛应用。但在传递较大转矩时，滚柱易变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上。,8/25/2024,38,华新现代职业学院,起动机的传动机构,（,2,）摩擦片式啮合器,结构,工作原理,8/25/2024,39,华新现代职业学院,起动机的传动机构,防过载,当发动机的,起动阻力过,大时，曲轴,不能立刻转,动，此时内,接合鼓,9,在传动套筒,10,作用下，继续向左移动，导致弹性圈,3,在压环,4,的压力下弯曲，当弹性圈,3,弯曲到与内接合鼓,9,的左端面接触时，内接合鼓,9,便停止左移，于是主、从动摩擦片之间开始打滑，限制了起动机的最大输出转矩，防止了起动机过载。,8/25/2024,40,华新现代职业学院,起动机的传动机构,特点,摩擦片式单,向离合器的,最大输出转,矩是可调节,的，增减调,整垫圈,5,的片数，可以改变内接合鼓,9,左端面与弹性圈,3,之间的间隙，调节起动机的最大输出转矩。,摩擦片式单向离合器可以传递较大的转矩，应用于大功率起动机上。但是在使用过程中，摩擦片磨损后，传递的转矩将会下降，因此需要经常调整，而且其结构复杂。,8/25/2024,41,华新现代职业学院,起动机的传动机构,（,3,）弹簧式啮合器,结构,工作原理,特点,结构简单，成本低，寿命长，并可传递较大的转矩。但因扭力弹簧轴向尺寸较大，故一般只用在大功率起动机上。如五十铃,TX50,型汽车、,CA1091K,型载货汽车采用。,8/25/2024,42,华新现代职业学院,起动机的传动机构,（,1,）滚柱式单向啮合器,种类：十字块式、十字槽式,8/25/2024,43,华新现代职业学院,起动机的传动机构,结构,工作原理,特点：结构简单，在中、小功率的起动机上被广泛应用。但在传递较大转矩时，滚柱易变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上。,8/25/2024,44,华新现代职业学院,起动机的传动机构,（,2,）摩擦片式啮合器,结构,工作原理,8/25/2024,45,华新现代职业学院,起动机的传动机构,防过载,当发动机的,起动阻力过,大时，曲轴,不能立刻转,动，此时内,接合鼓,9,在传动套筒,10,作用下，继续向左移动，导致弹性圈,3,在压环,4,的压力下弯曲，当弹性圈,3,弯曲到与内接合鼓,9,的左端面接触时，内接合鼓,9,便停止左移，于是主、从动摩擦片之间开始打滑，限制了起动机的最大输出转矩，防止了起动机过载。,8/25/2024,46,华新现代职业学院,起动机的传动机构,特点,摩擦片式单,向离合器的,最大输出转,矩是可调节,的，增减调,整垫圈,5,的片数，可以改变内接合鼓,9,左端面与弹性圈,3,之间的间隙，调节起动机的最大输出转矩。,摩擦片式单向离合器可以传递较大的转矩，应用于大功率起动机上。但是在使用过程中，摩擦片磨损后，传递的转矩将会下降，因此需要经常调整，而且其结构复杂。,8/25/2024,47,华新现代职业学院,起动机的传动机构,（,3,）弹簧式啮合器,结构,工作原理,特点,结构简单，成本低，寿命长，并可传递较大的转矩。但因扭力弹簧轴向尺寸较大，故一般只用在大功率起动机上。如五十铃,TX50,型汽车、,CA1091K,型载货汽车采用。,8/25/2024,48,华新现代职业学院,起动机的控制装置,电磁开关,作用：控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮齿圈啮合；控制起动机主电路,(,电流为,200,600A),的导通；有些起动机的电磁开关还能在起动时将点火线圈的附加电阻短路，以提高起动时的点火电压。,8/25/2024,49,华新现代职业学院,起动机的控制装置,8/25/2024,50,华新现代职业学院,起动机的控制装置,一、电磁开关结构,吸拉线圈,保位线圈,二、起动机的工作过程,8/25/2024,51,华新现代职业学院,起动机的工作过程短片,8/25/2024,52,华新现代职业学院,起动机的典型结构,一、普通式起动机,以红旗轿车为例。,1.,起动机结构特点：,串励式直流电动机；,滚柱式单向离合器；,8/25/2024,53,华新现代职业学院,起动机的典型结构,2.,起动系电路特点：,起动系与奥迪型轿车相同。因点火开关,ST,档容量大，允许短时期内通过电磁开关线圈内的电流（,20A,），故不设起动继电器。,3.,工作过程,8/25/2024,54,华新现代职业学院,起动机的典型结构,二、齿轮减速式起动机,A.,齿轮减速式起动机有：,a.,外啮合式,b.,内啮合式,c.,行星齿轮,B.,减速作用：,增扭，可用小型电机,C.,减速比：一般为,35,D.,电机允许转速可达,2000r/min,8/25/2024,55,华新现代职业学院,起动机的典型结构,1.,外啮合式减速起动机,特点：传动中心距约,30mm.,电枢轴与驱动齿轮之间利用惰轮作中间传动，电磁开关铁芯与驱动齿轮同轴心，电压开关直接推动驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，无需拨叉，起动机的减速传动效率高，成本短路，广泛应用于小功率的起动机上。,8/25/2024,56,华新现代职业学院,起动机的典型结构,2.,内啮合式齿轮减速起动机,特点：该种起动机的传动中心距离为,20mm,左右，减速传动效率高，但成本也高。,8/25/2024,57,华新现代职业学院,起动机的典型结构,3.,行星齿轮减速起动机,传动中心距为零，输出轴与电枢轴同心，可使整机尺寸减小，传动比最大，可达,4.5,：,1,，大大减少了起动机的起动电流。行星齿轮总成由太阳轮、三个行星齿轮、内齿圈组成。太阳轮装在电枢轴上，三个行星齿轮装在行星齿轮架上，内齿圈固定不动。,8/25/2024,58,华新现代职业学院,起动机的典型结构,三、永磁式起动机,1.,优点：结构简单，体积小，质量轻,2.,结构特点：用永磁材料为磁极，磁极一般有,23,对，装有行星齿轮减速器，有较大的传动比，可用小功率电机,3.,应用：美国通用公司部分轿车、国产北京切诺基、奥迪型,5,缸轿车,8/25/2024,59,华新现代职业学院,起动机的控制电路,一般汽车起动机的控制都是由点火开关,ST,挡来控制的。但是，由于起动机的电磁开关工作电流较大,(,大于,20A),，若直接由点火开关控制起动机的电磁开关，点火开关会因此而经常烧坏。为此在一些汽车上的起动机控制电路中加装了起动继电器，避免起动机电磁开关的电流直接通过点火开关，起到保护点火开关的作用。此外，有的起动机控制电路还具有起动保护功能，可保证发动机起动后，起动机立刻自动停止工作，避免驱动齿轮随飞轮高速空转而增加磨损，而且起动系还具有防止误操作的功能，即在发动机工作时，点火开关打到,ST,挡，起动机不能工作，以免打坏驱动齿轮和飞轮齿圈。,8/25/2024,60,华新现代职业学院,起动机的控制电路,QD124,型起动,(,继电器,),控制电路,1.,作用：与点火开关配合，控制起动机电磁开关线圈中的电流（约,35-40A,），以保护点火开关，延长其使用寿命。,2.,工作过程,3.,电路缺点,不能防止误操作。,8/25/2024,61,华新现代职业学院,起动机的控制电路,一、带有起动继电器的起动系控制电路,当点火开关打到,ST,挡时，蓄电池经点火开关给起动继电器中的磁化线圈供电,(,电流很小,),，使继电器中的常开触点闭合，这样蓄电池电流经主接线柱,3,、继电器的触点到起动机电磁开关上的起动接线柱,4,，起动机开始正常工作。,8/25/2024,62,华新现代职业学院,起动机的控制电路,二、解放,CA1092,型汽车起动控制电路,8/25/2024,63,华新现代职业学院,起动机的控制电路,8/25/2024,64,华新现代职业学院,起动机的控制电路,三、防止起动系的误操作,当发动机工作时，起动机是不能工作的，这一点除了利用发电机的中性点电压控制起动复合继电器外，大多数汽车采用点火开关锁体控制。打到,ST,挡时，点火开关是从,Off(,关断,),挡,On(,运行,),挡,ST,挡，重复打起动挡时，点火开关必须从,Off,挡开始。即当发动机没有起动着，或发动机自动熄火，需要再次起动发动机时，点火开关必须先回到,Off,挡，然后，才能起动发动机。当发动机运行时（在,on,挡），锁体向,ST,挡方向是拧不动的。这样即可防止起动系的误操作，如桑塔纳、奥迪等车。,对装有自动变速器的汽车，设有空挡起动开关，只有在,P,或,N,位时，此开关才接通，才能起动发动机。,8/25/2024,65,华新现代职业学院,起动机的规格型号,起动机的规格型号（国家行业标准,QC/T73-1993,汽车电器设备产品型号编制方法,规定）,1.,产品代号,QD,普通型；,QDJ,减速型；,QDY,永磁型,2.,电压等级,112V,；,224V,3.,功率等级,11KW,；,21-2KW,；,32-3KW,；,43-4KW,；,54-5KW,；,65-6KW,；,76-7KW,；,87-8KW,；,9,8KW,4.,设计序号,5.,变形代号,8/25/2024,66,华新现代职业学院,起动机装配小短片,8/25/2024,67,华新现代职业学院,起动机的故障诊断,起动机不转；,起动机运转无力；,起动机空转；,驱动齿轮与飞轮齿环相碰；,电磁开关吸合不牢,8/25/2024,68,华新现代职业学院,起动机的故障诊断,互动：,参考图示，解释电瓶良好、控制线路正常、传动部分正常、发动机也无故障，但无法起动的可能原因：,8/25/2024,69,华新现代职业学院,