第三章 起动系统（课件）《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）

第三章 起动系统 《汽车电气设备构造与维修》（第4版）中国劳动社会保障出版社 知识目标 能理解起动机概述。 能力目标 能掌握起动机的传动机构和控制装置。 情感目标 1.让学生认识到电气设备的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习目标 第三章 起动系统 学习内容 01 1.能理解起动机概述。 2.能掌握直流电动机的知识。 3.能分析起动机的传动机构和控制装置。 4.培养一丝不苟、严肃认真的工作作风。 二、相关知识 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。 新知学习 02 新知学习 02 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 新知学习 02 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 新知学习 02 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。 新知学习 02 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 新知学习 02 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 新知学习 02 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 新知学习 02 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 新知学习 02 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。 新知学习 02 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 新知学习 02 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。 新知学习 02 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 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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 新知学习 02 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。 新知学习 02 （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 新知学习 02 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 新知学习 02 （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 新知学习 02 （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 新知学习 02 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 新知学习 02 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 新知学习 02 （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 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 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 新知学习 02 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 新知学习 02 东风QD124F型起动机不转的故障诊断方法与步骤 新知学习 02 （2）起动机运转无力 东风QD124F型起动机运转无力的故障诊断 新知学习 02 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。 新知学习 02 重点：起动机的基本知识 难点：起动机的传动机构和控制装置 新知学习 02 小试牛刀 03 1. 汽车起动系统的主要组成部分是什么（ ） A..火花塞 B.蓄电池 C.空气滤清器 D.发动机油 答案： B.蓄电池 2.汽车起动系统通常使用什么装置来传递动力到发动机（ ） 。 A.传动轴 B.变速箱 C.起动机 D.燃油泵 答案： C.起动机 3.汽车起动机的哪个部件负责将电能转换为机械能（ ） A..电磁开关 B. 驱动齿轮 C.电动机 D.飞轮 答案：C.电动机 4.起动机的电磁开关的主要作用是什么（ ） 。 A.为起动机提供电源 B.控制起动机的启动和停止 C.将起动机的驱动齿轮与发动机飞轮啮合 D. 调节起动机的转速 答案：B.控制起动机的启动和停止 小试牛刀 03 5. 起动机的传动机构通常由哪些部件组成（ ） A.驱动齿轮和驱动轴 B.驱动齿轮和发动机飞轮 C.驱动轴和发动机飞轮 D.驱动齿轮和驱动皮带 答案：B.驱动齿轮和发动机飞轮 6.汽车起动机的控制装置通常包括哪些元件（ ） 。 A.点火开关和继电器 B.电磁开关和继电器 C.点火开关和电磁开关 D.电磁开关和驱动齿轮 答案： B.电磁开关和继电器 小试牛刀 03 7.起动机的驱动齿轮与发动机飞轮啮合的机制是什么（ ） A.通过弹簧力自动啮合 B.通过电磁力自动啮合 C.需要人工手动啮合 D.通过液压系统啮合 答案：B.通过电磁力自动啮合 8.当汽车起动机的电动机开始工作时，首先会发生什么（ ） 。 A.驱动齿轮与发动机飞轮分离 B.电磁开关闭合，电流流向电动机 C.发动机开始运转 D.起动机发出警告声 答案： B.电磁开关闭合，电流流向电动机 小试牛刀 03 课堂小结 04 1.起动机是以蓄电池为电源，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。 2.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。 (1)简述起动机的组成。 (2)简述起动机的传动机构的组成。 作业布置 05 感谢观看 $$