汽车电气公开课教案：起动机的工作原理、特性、型号.doc

第二讲 起动机的工作原理、特性、型号教学内容起动机的工作原理、特性、型号计划学时2教学目标1.掌握直流电动机的工作原理；2.掌握直流电动机的工作特性；3.掌握传动机构、控制装置的组成及工作过程；4. 了解起动机的型号。教学重点1.直流电动机的工作原理及特性；2.传动机构与控制装置的工作过程；3.滚柱式单向离合器的工作过程。解决措施实物讲解，动画演示教学难点1.直流电动机的工作特性；2.传动机构与控制装置的工作过程。解决措施动画演示教学过程教学过程一、 导入新课由教师引导思路，复习常规起动机组成结构及作用，引入新课。想一想：起动机到底是如何旋转起来产生转矩的？二、直流电动机的工作原理 视频演示直流电动机的基本工作原理是：通电的导体在磁场中会受到电磁力的作用，电磁力的方向遵循左手定则。具体过程是：换向器的两片换向片分别与环状线圈的两端连接，电刷一端与两端换向器片相接触，另一端分别接蓄电池的正极和负极。在环状线圈中，电流的方向交替变化。用左手定则判断可知，环状线圈在电磁力矩作用下按顺时针方向连续转动，这样在电源连续对电动机供电时，其线圈就不停地按同一方向转动。互动性交流：视频展示过程中，老师引导思路，学生回答如何用左手定则判断通电线圈的受力方向，教师做总结。三、直流电动机的工作特性电动机中电流越大，电动机产生的转矩就越大。电动机的转速越高，电枢线圈中产生的反电动式就越大，电流也随之下降。直流串励式电动机的力矩M、转速n和功率p随电枢电流变化的规律称为直流串励式电动机的特性。在起动机启动的瞬间，电枢转速为零，电枢电流达到最大值，力矩也相应达到最大值，使发动机的起动变得很容易，这是汽车起动机采用串励式电动机的主要原因。串励式电动机的输出力矩较大时，电枢电流也大，电动机转速随电流的增加而急剧下降；反之，输出力矩较小时，电动机转速又随电枢电流的减小而很快上升。串励式电动机的功率P可用下式表示：P=Mn/9550式中：M电枢轴上的力矩（Nm）；n电枢转速（r/min）。 想一想：直流串励式电动机为何易于起动发动机？四、 传动机构 1.传动机构的组成一般由驱动齿轮、单向离合器、拔叉、啮合弹簧等。2.滚柱式单项离合器.构造 实物展示滚柱式单向离合器的驱动齿轮与外壳制成一体，外壳内装有十字块和四套滚柱、压帽和弹簧。十字块与花键套筒固定连接，壳底与外壳相互扣合密封。花键套筒的外面装有啮合弹簧及衬圈，末端安装拨环和卡整个离合器总成套装在电动机轴的花键部位上，可作轴向移动和随轴转动。在外壳与十字块之间，形成4个宽窄不等的楔形槽，槽内分别 装有一套滚柱、压帽及弹簧。滚柱的直径略大于楔形槽窄端，略小于楔形槽的宽端。工作过程 视频演示当起动机电枢旋转时，转矩经套筒带动十字块旋转，滚柱滚入楔形槽窄端，将十字块与外壳卡紧，使十字块与外壳之间能传递力矩；发动机起动以后，飞轮齿圈会带动驱动齿轮旋转。当转速超过电枢转速时，滚柱滚入宽端打滑，这样发动机的力矩就不会传递至起动机，起到保护起动机的作用。想一想：起动机中的传动装置只能单向传递力矩么？五、控制装置1.控制装置组成电磁开关主要由吸引线圈、保持线圈、复位弹簧、活动铁芯、接触片等组成。其中，电磁开关上的“30”端子接至蓄电池正极；“C”端子接起动机励磁绕组；吸接线圈一端接起动机主电路。2.控制装置工作过程 视频演示.点火开关接至起动档时，接通吸拉线圈和保持线圈，其电路为：蓄电池正极熔断器点火开关起动机端子50分两路：一路经吸拉线圈主电路接线柱C励磁绕组电枢绕组搭铁 蓄电池负极；另一路经保位线圈搭铁蓄电池负极。此时，吸拉线圈与保位线圈产生的磁场方向相同，在两线圈电磁吸力的作用下，活动铁芯克服回位弹簧的弹力而被吸入。拨叉将起动小齿轮推出使其与飞轮齿圈啮合。.齿轮啮合后，接触盘将触头接通，蓄电池便向励磁绕组和电枢绕组供电，产生正常的转矩，带动起动机转动。与此同时，吸拉线圈被短路，齿轮的啮合位置由保位线圈的吸力来保持。.发动机起动后，切断起动电路，保持线圈断电，在弹簧的作用下，活动铁心回位，切断了电动机的电路，同时也使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合。六、起动机型号1.产品代号：起动机的产品代号为QD，其中Q表示起，D表示动； 2.分类代号：起动机的型号中以电压等级作为分类代号，分类代号“1”表示电压等级为12V，分类代号“2”表示电压等级为24V；3.分组代号：起动机的型号中，以功率等级作为分组代号。想一想：解释一下QD121的含义？七、质疑1.是电枢线圈匝数越多，电动机输出力矩就越大，运转就越平稳么？2.如果单向离合器的滚柱磨损，不能将十字块与外壳卡紧，电枢转矩还会正常传递么？八、互动性交流学生自由提问题，老师可只作启发性回答。九、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.直流电动机的工作原理；2.直流电动机的工作特性； 3.传动机构及控制装置的组成及工作过程。作业1.滚柱式单向离合器是如何工作的？2.起动机的控制装置有哪些作用？简要说明其工作过程。教学后记对于控制装置的工作过程，如果学生不容易理解，可大致讲解一下，待讲起动系控制电路时，再结合控制电路综合介绍，效果较好。第三讲 起动系控制电路的类型、工作过程教学内容起动系控制电路的类型、工作过程计划学时2教学目标1.无起动继电器的起动控制电路工作过程；2.带起动继电器的控制电路工作过程；3.带组合继电器的控制电路工作过程； 教学重点1.无起动继电器控制电路工作过程；2.带组合继电器控制电路工作过程；解决措施实物讲解，动画演示教学难点带保护继电器的控制电路工作过程解决措施动画演示教学过程教学过程教学过程一、 导入新课由教师引导思路，复习常规起动机的工作原理及特性，引入新课。想一想：起动机的外部电路是如何控制的？二、起动系控制电路的类型1.无起动继电器的起动控制电路工作过程；2.带起动继电器的控制电路工作过程；3.带保护继电器的控制电路工作过程。三、无起动继电器的起动控制电路1.组成：点火开关、电磁开关；2.工作过程： 视频演示点火开关接至起动档时，电流的流向为：蓄电池正极点火开关起动档端子50吸引线圈端子C励磁绕组电枢绕组搭铁蓄电池负极；同时，保持线圈中也通过电流：蓄电池正极点火开关起动档端子50保持线圈搭铁蓄电池负极。此时，吸拉线圈与保位线圈产生的磁场方向相同，在两线圈电磁吸力的作用下，活动铁芯克服回位弹簧的弹力而被吸入。拨叉将起动驱动齿轮推出使其与飞轮齿圈啮合。齿轮啮合后，接触盘将端子“C”与端子“30”接通，蓄电池便向励磁绕组和电枢绕组供电，产生正常的转矩，带动起动机转动。与此同时，吸拉线圈被短路，齿轮的啮合位置由保位线圈的吸力来保持。想一想：起动机的驱动齿轮是先转再啮合还是先啮合再转，还是边转边啮合？二、 带起动继电器的起动控制电路1.组成：点火开关、电磁开关、起动继电器2.起动继电器的结构：装起动继电器的目的是减小通过点火开关的电流，防止点火开关烧损。起动继电器有四个接线柱，分别标有起动机、电池、搭铁和点火开关，点火开关与搭铁接线柱之间是继电器的电磁线圈，起动机和电池接线柱之间是继电器的触点。接线时，点火开关接线柱接点火开关的起动档；电池接线柱接电源；搭铁接线柱直接搭铁；起动机接线柱接起动机电磁开关上起动接线柱。3.工作过程： 视频演示发动机起动时，将点火火开关起动档接通，继电器的电磁线圈通电，使触点闭合，电源的电源便经继电器的触点通往起动机电磁开关的起动机接线柱。电磁开关通电后，便控制起动机进入工作状态。大电流经过继电器开关流入起动机，流经点火开关的电流较小，起到了保护点火开关的作用。起动过程的原理与不带起动继电器的电路相同。想一想：起动继电器会何可以保护点火开关？四、带组合继电器的起动控制电路1.组成：点火开关、电磁开关、组合继电器2.组合继电器的结构：一部分是起动继电器，一部分是保护继电器，它的作用于是：与起动继电器配合，使起动电路具有自动保护功能，防止发动机起动以后，起动电路再次接通，并且可以控制充电指示灯。组合继电器中的起动继电器和保护继电器都有由铁心、线圈、磁轭、动铁和弹簧触点组成，其中起动继电器触点为常开式，保护继电器触点为常闭式。组合继电器共有六个接线柱，分别为B、S、SW、L、E、N，分别接电源、起动机电磁电磁开关、点火开关起动档、充电指示灯、搭铁和发电机中性点。3.工作过程： 视频演示 点火开关转至起动档位时，起动继电器电磁铁线圈电路接通。其电路为：蓄电池正极电流表点火开关组合继电器接柱“SW”起动继电器电磁铁线圈充电指示控制继电器触点搭铁蓄电池负极。起动继电器触点闭合，接通吸引线圈和保持线圈电流通路，起动机开始工作。 发动机发动后，发电机建立电压,其中性点同时有一定数值的电压对充电指示控制继电器线圈供电。其电路为：定子绕组中性点组合继电器接柱“N”线圈接柱“E”搭铁正向导通二极管定子绕组。当中性点电压达到Ue/2后，线圈通过电流使铁心产生吸力吸开触点，切断起动继电器线圈电路，触点张开，起动机停止工作。发动机正常工作后，若误接通起动开关，起动机也不会工作。因为此时，发电机已正常供电，中性点始终保持一定的电压值，使充电指示控制继电器触点总是处于张开状态，起动继电器触点不再闭合，起动机更不会工作，从而实现了对起动机的保护。互动性交流：视频展示过程中，老师引导思路，学生讨论无组合继电器的车辆，若发动机工作后又误将点火开关至于起动档，会产生什么样的不良后果？教师做总结。五、质疑平时在家里使用大功率用电设备，插拨插头时会出现电弧现象，时间久了插头的插片或插座会烧黑，这与汽车点火开关烧损是否是同样的原因？六、互动性交流学生自由提问题，老师可