第三章 起动系统（教案）《汽车电气设备构造与维修》同步精品课堂（人民交通版·第4版）

《汽车电气设备构造与维修》教案 课 题 第三章 起动系统 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《汽车电气设备构造与维修》中的第三章。要求学生理解汽车电气的功用、结构，课标要求是掌握电气设备的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《汽车电气设备构造与维修》（第三版），学习内容是汽车电气的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对汽车电气有着初步的了解。 能力水平：熟悉汽车电气设备的发展史。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解起动机的基本知识。 能力目标：能够掌握起动机的传动机构和控制装置。 素质目标：1.认识到电气的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 起动机的基本知识。 2. 起动机的传动机构和控制装置。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 起动机基本知识。 2. 展示学习目标 认识到起动机的重要性。 掌握起动机基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授电气设备基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对起动机基本知识有一个初步的了解。 3-1 起动机概述 一、起动机的组成 电起动是以蓄电池为电源，以直流电动机为动力，通过传动机构和控制装置进行工作的。将直流电动机、传动机构和控制装置组装为一体即成为起动机。 起动机结构示意图 1-保持线圈 2-吸引线圈 3-电磁开关 4-触点 5-接线柱6-活动触点 7-前端盖 8-电刷弹簧 9-换向器 10-电刷 11-外壳 12-磁极 13-电枢及绕组 14-磁场绕组15-移动齿轮 16-单向离合器17-电枢轴 18-驱动齿轮 19-后端盖 20-拨叉 21-起动机 1-后端盖 2-防尘箍 3-磁场绕组电刷 常用起动机的结构零件图 4-磁场绕组接头 5-触头(至蓄电池) 6-开关盒外壳 7-开关触头(至点火线圈) 8-触头(至磁场绕组) 9连接片接线柱(至磁场绕组) 10-保持、吸引线圈 11-接触盘 12-磁极 13-起动接线柱 14-换向器 15保持、吸引线圈外壳 16回位弹簧、顶杆及铁心 l7-调整螺杆 18-保护盖 19-拨叉支承销 20-拨叉 21-滑环 22-单向离合器罩盖 23-驱动端盖 24-驱动齿轮 25-单向固定盖板26-电枢轴 27-螺旋槽 28-电枢绕组 29-电枢硅钢片 30-磁场绕组 31-机壳 32-电枢绕组电刷 33-电刷架 34-318型起动机总成 35-导向筒 36-弹簧座及铆钉 37-单向离合器滚柱 38-驱动齿轮 39-单向器壳体 二、起动机的分类 1．按传动机构齿轮啮合方式分类 （1）强制啮合式起动机 （2）电枢移动式起动机 （3）惯性啮合式起动机 2．按控制装置分类 （1）直接操纵式起动机 （2）电磁操纵式起动机 3-2起动机用直流电动机 一、串励直流电动机的构造 串励直流电动机主要由机壳、磁极、电枢、换向器及电刷等组成： 1．机壳 机壳用钢材制成，一端开有窗口，作观察电刷与换向器之用，平时用防尘箍盖住，机壳上只有一个电流输入接线柱并在内部与励磁绕组的一端相接。壳内壁固定有磁极。 2．磁极 磁极的作用是在电动机中产生磁场，它由磁极铁芯和励磁绕组组成。 励磁绕组外形及磁极排列 4个磁极的磁路 励磁绕组的连接方式有两种:一种是相互串联，另一种是两串两并： 励磁绕组的连接方式 a)串联b)两串两并 1—接线柱2—励磁绕组3—正电刷4—负电刷5—换向器 3．电枢 电枢的作用是产生电磁转矩，主要由电枢轴、电枢铁心、电枢绕组和换向器等组成。 电枢总成 1-换向器 2-铁心 3-电枢绕组 4-电枢轴 4．换向器 换向器的作用是把通入电刷的直流电流转换为电枢绕组中导体所需要的交变电流。 1-铜片 2-轴套 3-压环 4-接线凸缘 5-云母 5．电刷与电刷架 电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机。一般有4个电刷架，固定在前端盖上。其中两个电刷架与端盖绝缘，称为绝缘电刷架；另外两个电刷架与端盖直接铆合而搭铁，称为搭铁电刷架。 电刷由铜粉与石墨粉压制而成，加入铜是为了减少电阻并增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借弹簧压力将它紧压在换向器上。电刷弹簧的压力一般为12～15N。 6．端盖 端盖有前后两个。前端盖一般用钢板压制而成，其上装有4个电刷架，后端盖为灰铸铁浇铸而成。它们分别装在机壳的两端，靠两个长螺栓与起动机机壳紧固在一起。两端盖内均装有青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，以支撑电枢轴。 二、直流电动机的工作原理 直流电动机是将电能转变为机械能的设备，它是根据载流导体在磁场中将受到电磁力作用而发生运动的原理进行工作的： 直流电动机工作原理 在直流电动机的电刷A、B上外加直流电源，这时线圈中将有电流流过，其电流流向由电刷B经d→c→b→a到电刷A，于是载流导体在磁场中受到电磁力作用，从而形成力矩使线圈转动，这个力矩称为电磁转矩。 三、串励直流电动机机械特性 下图所示为串励直流电动机的机械特性曲线，从图中可以看到，当电枢电流增大使电磁转矩增大时，直流电动机转速急剧下降。这种转矩增大而转速急剧下降的特性称为软特性。 四、起动机工作特性 起动机的转速n、转矩M、功率P与电枢电流I之间的关系称为起动机的工作特性，其特性曲线如图 起动机的工作特性 由起动机工作特性曲线可见: 1.当I=I0时(起动机空转)，输出转矩M=0，输出功率P=0，转速n达到最大值nmax。 2.当I=Imax时(起动机制动)，输出转矩M=Mmax，输出功率P=0，转速n=0，Mmax称为最大输出转矩。 3.当I≈12Imax时，输出功率P=Pmax，Pmax称为最大输出功率。 3-3 起动机的传动机构和控制装置 一、起动机的传动机构 起动机传动机构的作用是将起动机的动力传给发动机飞轮。传动机构的型式各不相同，但是都必须满足下列要求:与齿轮啮合容易，不发生撞击现象；发动机工作时起动机的小齿轮不能再啮入飞轮齿环，以免发动机带动起动机高速旋转，造成“飞车”事故；结构简单，工作可靠。 起动机的传动机构包括拨叉、单向离合器、起动机轴及齿轮啮合装置，其主要部件是单向离合器。 1．拨叉 拨叉的作用是使单向离合器作轴向移动，使驱动齿轮与飞轮齿环啮合或脱离啮合。现代汽车起动机多采用电磁式拨叉。 如下图所示为电磁式拨叉，它用外壳封装于起动机壳体上，由可动和静止两部分组成。可动部分包括拨叉和电磁铁芯，两者之间用螺杆活络地连接。静止部分包括绕在电磁铁芯铜套外的线圈、拨叉轴和复位弹簧等。 电磁式拨叉 1-拨叉轴 2-拨叉 3、4弹簧 5-线圈 6-外壳 7-电磁铁心 8、9-主触头 10-拨环 11-缓冲弹簧 12-驱动齿轮 3．单向离合器 汽车上常见的单向离合器有滚柱式、摩擦片式、弹簧式等。单向离合器的作用是单方向传递转矩，即起动发动机时将起动机的转矩传给发动机曲轴，而当发动机起动后，它又能自动打滑，不使飞轮齿环带动起动机电枢轴旋转，以免损坏起动机。 （1）滚柱式单向离合器 滚柱式单向离合器是目前汽车起动机使用最多的一种，其结构如下图所示，主要由主动部分、从动部分、主从动连接部分和操纵部分构成。 滚柱式单向离合器 1-驱动齿轮 2-外壳 3-十字块 4-滚柱 5-压帽及弹簧 6-垫圈 7-护盖 8-花键套筒 9-弹簧座 10-缓冲弹簧 11-拨环 12-卡簧 滚柱式单向离合器工作原理 a)发动机起动时 b)发动机起动后 1-驱动齿轮 2-外壳 3-十字块 4-滚柱 5-飞轮 （2）摩擦片式单向离合器 大、中功率的起动机多采用摩擦片式单向离合器，它是通过摩擦片的压紧和放松来实现单向传力的 磨擦片式单向离合器 1-驱动齿轮 2-齿轮柄 3-减振弹簧 4-小弹簧 5-主动磨擦片 6-压环 7-弹性圈 8-外接合鼓 9-从动磨擦片 10-内接合鼓 11-飞轮 （3）弹簧式单向离合器 弹簧式单向离合器 1-驱动齿轮 2-挡圈 3-月牙键 4-扭力弹簧 5-护圈 6-花键套筒 7-垫圈 8-缓冲弹簧 9-移动衬套 10-卡簧 二、起动机控制装置 1．电磁开关 电磁开关一般固定在起动机机壳上，其作用是接通和切断起动机与蓄电池的主电路，在采用传统点火系的汽油机上，还具有短接点火系附加电阻的作用。 1-主触头2-点火线圈附加电阻短路线柱 3-导电片 4-起动机接线柱 5-接触盘 6-固定铁心 7-吸引线圈和保持线圈8-推杆 9-活动铁心 10复位弹簧 11-调节螺钉 12-拨叉 13-弹性片 电磁开关结构 2．起动继电器 起动继电器是起动系统控制电路的主要部件之一，有单联式起动继电器和组合式起动继电器两种。 （1）单联式起动继电器 （2）组合式起动继电器 JD171型组合式起动继电器 1、8—磁轭2、6—铁芯3、5—衔铁4、7—弹簧 3-4 起动机的使用与故障诊断 一、起动机的正确使用 1．为了确保汽车发动机可靠地起动，应保持蓄电池处于充足电状态，保证起动机、蓄电池、点火开关以及搭铁线等连接牢固，接触良好。 2．由于起动机是按短时间工作而设计的，而且起动机工作时，电枢绕组电流很大，因此起动机每次的起动时间不得超过5 s，两次起动间隔时间不应少于15s。 3．冬季和低温区冷车起动时，应先将发动机预热后，再使用起动机起动。 4．发动机起动后，应及时切断起动开关，使驱动齿轮退出啮合，减少单向离合器的磨损。 5．使用起动机时，应挂空挡或踏下离合器踏板，严禁用挂挡起动的方法移动车辆。 二、起动机常见故障与原因 1．起动机不运转 故障现象：将点火开关转至起动挡，起动机并不运转。 故障原因： (1)蓄电池电量不足，连接导线松动、接触不良或断路。 (2)起动继电器触点烧蚀、接触不良或线圈断路。 (3)起动机电磁开关的接触盘、触点烧蚀、接触不良或吸引线圈断路，电磁开关调整不当。 (4)起动机直流电动机励磁绕组和电枢绕组断路、短路或搭铁；电刷磨损过甚、接触不良；电刷在电刷架中卡住或电刷弹簧弹力过弱；换向器烧蚀及轴与轴承配合过紧。 2．起动机运转无力 故障现象：将点火开关转至起动挡后，起动机转动缓慢无力，起动发动机困难。 故障原因： (1)蓄电池存电不足或起动电路导线接头松动、接触不良。 (2)电动机电路控制开关的接触盘与触点烧蚀、接触不良，电刷磨损过多及电刷弹簧压力减弱，换向器烧蚀而使接触电阻增大。 (3)电动机电枢绕组或励磁绕组局部搭铁或短路。 (4)起动机安装不当;电枢轴弯曲;电枢轴与轴承配合过紧或间隙过大;装配过紧。 3．起动机空转 故障现象：将点火开关转至起动挡后，起动机只是空转，驱动齿轮不能与飞轮齿环啮合带动发动机运转。 故障原因： （1）单向离合器打滑、缓冲弹簧折断或过软。 （2）起动机安装不当;拨叉变形。 （3）起动电动机开关接通时机过早，或固定螺钉松动。 （4）驱动齿轮或飞轮齿环磨损过多，致使啮合不当。 故障诊断与排除要点： （1）起动机空转时转速很高，但未能拖动发动机旋转，一般为单向离合器打滑，应检查单向离合器，若失效则予以更换。 （2）起动机空转时伴有齿轮撞击声，应检查单向离合器上的缓冲弹簧是否折断或过软，电动机开关接通时机是否合适，起动机固定螺钉是否松动等，视情况进行调整、更换或修理。 4．起动机运转不停 故障现象：发动机起动后即出现尖叫声，将点火开关退出起动挡，起动机被反向拖动高速旋转不能停下，或起动后较长时间起动机才停止运转。 故障原因： （1）起动机单向离合器卡死，不能使驱动齿轮与电枢轴切断联系。 （2）起动机安装不当，齿侧间隙过小，造成驱动齿轮与飞轮齿环一直处于啮合状态。 （3）起动机电磁开关中的引铁回位弹簧弹力过弱或折断。 （4）起动继电器触点或电磁开关触点烧熔粘接，起动电路不能断开。 三、起动系的故障诊断(以东风EQ1090载货汽车发动机为例) 1．起动机线路的连接 东风EQ1090载货汽车起动系电路 1—起动机2—蓄电池3—电源开关4—起动继电器5—点火开关6—电流表 2．起动系的故障诊断 （1）起动机不转 东风QD124F型起动机控制电路 1—起动继电器触点2—起动继电器线圈 3—点火开关4、5—起动机主电路接线柱 6—辅助接线柱7—导电片 8、9—电磁开关接线柱10—接触盘 11—推杆12—固定铁芯13—吸引线圈 14—保持线圈15—活动铁芯16—复位弹簧 17—调节螺钉18—连接片 19—拨叉20—滚柱式单向离合器 21—驱动小齿轮 22—限位螺钉23—附加电阻线 东风QD124F型起动机不转的故障诊断方法与步骤 （2）起动机运转无力 东风QD124F型起动机运转无力的故障诊断 3）其他故障诊断 1）起动机噪声。起动机驱动小齿环不能啮合，且有撞击声，可能是驱动小齿轮和飞轮齿环的轮齿损坏，开关闭合过早或电磁开关吸力不足。 2）起动机驱动小齿轮周期性地敲击飞轮齿环，发出“嗒、嗒……”的声响，一般为电磁开关的保持线圈断路、短路、搭铁不良或蓄电池电量不足。 3）起动机不能停转。发动机起动后，起动机不能停转，一般为电磁开关的接触盘和触点烧结、继电器触点烧结等所致。 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习电气设备基本知识的总体认知 (1) 听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2) 听课、理解电气设备基本知识的总体认知 (3) 结合生活实际，思考现代电气设备基本知识的总体构造及作用。 请学生先结合教材自行归纳分类 针对特点，提出相应的保育要点 注意要点，提醒学生结合生活经验分析 1. 通过导入情景以及学生思考结果引出起动机基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述电气设备基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生起动机的结构。 2.提问学生起动机的传动机构。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了起动机基本知识等内容，培养了学生对于汽车电气这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到电气设备的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述起动机的结构。 (2)简述起动机常见故障现象。 板书设计 三、起动机的传动机构和控制装置 1.传动机构的作用 2.组成 3.起动机的故障诊断 一、起动机概述 1.起动机的组成 2.起动机的分类 3.直流电动机 二、直流电动机的工作原理 1.电磁转矩 2.机械特性 3.工作特性 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$