第六章--交流发电机与启动机.ppt

1 第6章交流发电机与起动机 2 学习意义完成本章学习后 你将能够了解汽车发电机和起动机的类型及作用 掌握汽车充电系统 起动系统的保养和维修的常用方法 能解决汽车使用过程中发电机和起动机所发生的实际问题 学习目标 了解交流发电机和电起动机的类型和作用 能识别充电系统和起动系统控制电路 掌握交流发电机和电起动机的结构特点及工作原理 实施交流发电机和电起动机的拆装 分解和检修 实施充电系统和起动系统的测试 实施充电电路和起动电路的维护 3 本章内容 6 1交流发电机6 2交流发电机的分解与检测6 3直流电动机6 4直流电动机的分解与检测 4 理论课堂 1 汽车的电源有几种 他们是什么关系呢 2 汽车电器设备是否由蓄电池供电 3 如何检修交流发电机及充电电路呢 5 6 1交流发电机 理论知识要点1 汽车发电机的历史图6 1首台汽车发电机世界上首台汽车发电机于1913年投放市场 它是防水 12V并励 100W的直流发电机 20世纪60年代以后 汽车上开始采用交流发电机 并逐渐取代直流发电机 2 主要知识点 激磁 发电原理 三相桥式整流 电压调节 电子式调压器 6 6 1 1交流发电机的功用 1 交流发电机的作用交流发电机的作用是在发动机正常运转时 向所用用电设备 起动机除外 供电 同时对蓄电池充电 2 交流发电机的功能交流发电机具有发电 整流以及电压调节的功能 3 交流发电机的特点交流发电机具有结构简单 发电性能好 使用寿命长 维修方便等特点 7 6 1 2交流发电机的发电原理 图6 2交流发电机工作原理图 8 1 发电原理 图6 3电磁感应发电原理 当蓄电池或发电机作用于磁场绕组两端时 磁场绕组就有电流流过 转子的爪极被磁化形成一个磁极 当转子被发动机驱动旋转时 磁力线便切割定子绕组 每个定子绕组里产生交流电流 如图6 3所示 9 三相绕组中产生的电动势是频率相同 幅值相等 相位互差120 电角的三相交流电动势eA eB eC 三项绕组中的所产生的感应电动式可用下列方程式表示 eA Emsin t E sin teB Emsin t Emsin t 120 E sin t 120 eC Emsin t Emsin t 240 E sin t 240 式中 Em 相电动势的最大值 E 相电动势的有效值 电角速度 2 f 10 2 整流原理 图6 4三相桥式整流电路及电压波形 交流发电机定子绕组产生的三相交流电 是靠6只二极管组成的三相桥式整流电路变直流电的 利用二极管的单向导电性 把交流电变为直流电 图6 4 a 所示为三相桥式整流电路 11 3 3 整流器 整流器的功用是将发电机定子绕组产生的交流电变换为直流电 一般由6只整流硅二极管和安装二极管的散热板组成 目前国内外采用的硅整流发电机均为负极搭铁 如图所示 整流器实物与硅二极管连接图 12 6 1 3电压调节器的工作原理 1 电压调节器的功用与种类常用的硅整流交流发电机配用的电压调节器有 触点式和电子式 2 触点式电压调节器3 电子式电压调节器 13 图6 5FT61型调节器的电路1 低速触点支架 2 衔铁 3 磁化线圈 4 拉力弹簧 5 磁轭 6 电刷 7 滑环 8 励磁绕组 9 三项电枢绕组 10 点火开关 点火接柱 F 磁场接柱 R1 加速电阻 R2 调节电阻 R3 温度补偿电阻 图6 6桑塔纳电压调节器外形图 a 剖面图 b 俯视图 14 4 调节器实物与连接图 调节器实物与连接图 15 工作任务 连接捷达轿车充电线路1 工作描述一辆捷达轿车充电线路烧坏 要求更换其配线 师傅让小王学习捷达轿车充电电路 并进行线路的连接 2 工作目标 能查阅维修手册 识读捷达轿车充电电路 掌握汽车充电线路的连接过程 在实训教师或车间师傅的指导下完成捷达轿车充电线路的更换与配线 车间任务 16 6 2交流发电机的分解与检测 理论知识要点发电机转子图6 11发电机转子发电机定子图6 12发电机定子整流器图6 13整流器 17 1 转子 转子由转子轴 励磁绕组 两块爪形磁极 滑环等组成 它的作用是当通过电刷给励磁绕组供电时 励磁绕组产生磁场 其电器符号一般用电磁线圈加文字标注表达 如图所示 发电机构造图 18 2 定子 定子又叫电枢 由铁心和三相绕组组成 其功用是产生感应电动势 定子绕组有星形连接和三角形连接两种形式 在星形连接形式中 三相绕组的公共接点称为中性点 一般用 N 表示 如图所示 定子构造与绕组连接图 19 理论课堂 1 当发电机发电量低或不发电时 是否要更换发电机 2 如果转子线圈短路 会产生什么后果 充电系统有故障时 一般应先检查并排除充电线路的故障 如果确认发电机有故障 应进行分解并检测部件 当发现有失效的部件时 是修理还是更换故障部件取决于维修手册要求 顾客要求 维修费用等多方面的因素 应当综合考虑 20 6 2 1交流发电机的分解 1 硅整流交流发电机的构造汽车用硅整流交流发电机是三相同步交流发电机 如图6 14所示 其基本结构由转子 定子 整流器 端盖等四部分组成 图6 14典型交流发电机的构造图1 后端盖 2 电刷架 3 电刷 4 电刷弹簧盖板 5 硅二极管 6 散热板 7 转子 8 定子总成 9 前端盖 10 风扇 11 皮带轮 21 端盖与电刷架总成 捷达CIF轿车发电机 实物图 端盖与电刷架总成 捷达CIF轿车发电机 22 2 交流发电机的分解典型交流发电机的分解步骤如下 1 首先将待检发电机外部的灰尘 油污清除 2 拆下电刷及电刷架 外装式 紧固螺栓 取下电刷架总成 3 在前后端盖上做好记号 拆下连接前后端盖的紧固螺栓 将其分解为与转子结合的前端盖和与定子连接的后端盖两大部分 23 解体图 如图所示 发电机分解图 24 用万用表检查磁场绕组 如图所示 a 所示 也可用万用表如图 b 所示检测 磁场绕组若有断路 短路和搭铁故障时 一般需要更换转子总成或重绕磁场绕组 25 6 2 2交流发电机的检测 1 检查转子 转子绕组 磁场绕组 短路与断路检查 转子绕组搭铁检查 集电环 滑环 检查 转子轴检查 图6 15磁场绕组断路与短路的检查图6 16转子轴检测方法 26 用万用表检查磁场绕组 如图所示 a 所示 也可用万用表如图 b 所示检测 磁场绕组若有断路 短路和搭铁故障时 一般需要更换转子总成或重绕磁场绕组 27 2 检查定子 定子绕组短路与断路检查 定子绕组搭铁检查 图6 17定子绕组的检测 28 用万用表按图 1 a 所示的方法 检查三相绕组的电阻 按图3 18 1 b 所示的方法 检查定子绕组的绝缘情况 如图 2 c 所示方法为检查绕组有无搭铁 一 发电机定子绕组的检查 29 二 发电机定子绕组的检查 30 3 检查整流器二极管 硅二极管的检查 拆开定子绕组与硅二极管的连接线后 用万用表 R 1挡 逐个检查硅二极管的性能 其检查方法和要求如图3 16所示 测量压在后端盖上的二极管 负极管子 时 将万用表的黑表笔接端盖 红表笔接二极管的引线 如图 a 所示 电阻值应在8 10 的范围内 a 二极管的检测 正向 31 压在散热板上的三个正极管子是相反方向导电的 测试结果与负极管子相反 如图 b 所示 若正 反向测试时 电阻值均为零 则二极管短路 若电阻值均为无穷大 则二极管断路 短路和断路的二极管均应更换 b 二极管的检测 反向 32 4 检查电刷组件5 其他零件检查 图6 18电刷长度检测 33 6 3直流电动机 理论知识要点1 汽车电起动机的型号编制图6 19QD321型起动机2 电磁转矩3 直流电机转矩自调节原理4 起动电路控制原理5 电压降 34 汽车发动机没有自起动能力 需由外力带动曲轴旋转才能进入正常工作状态 电力起动系统由起动机 传动机构和控制装置三部分组成 如图所示 图4 1发动机起动系统 35 理论课堂 1 汽车是如何起动的呢 2 汽车无法起动是否说明起动机有故障 3 汽车的起动电路是如何控制的 36 6 3 1起动机的结构与工作原理 1 起动机的组成和结构汽车用起动机由直流电动机 传动机构和控制装置三部分组成 其结构如图6 20所示 图6 20QD1215型起动机1 驱动端盖 2 电枢轴 3 单向离合器 4 拨叉 5 电磁开关触点与接线柱总成 6 电刷端盖 7 防尘罩 8 电动机壳体及磁极 9 电枢 10 档圈 11 卡环 12 滑环 13 弹簧 14 传动筒套 15 单向离合器弹簧 16 驱动齿轮 37 起动机的实物结构图 起动机的结构图 起动机主要由机壳 磁极 电枢 换向器及电刷等组成 如图所示 38 1 磁极 磁极的作用是产生磁场 由铁心和磁场绕组组成 铁心用螺钉固定在壳体的内壁上 其上套有磁场绕组 磁极的数目一般为四个 两对 四个磁场绕组的连接方法有两种 如图所示 一种是四个相互串联 a 所示 另一种是两串两并 即先将两个串联后再并联 如图 b 所示 磁极连接图 39 2 电枢和换向器 如图所示 电枢是产生电磁转矩的核心部件 主要由电枢轴 电枢铁心 电枢绕组和换向器组成 电枢与换向器 3 电刷与电刷架 如图所示 电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机 电刷装在电刷架中 借弹簧压力将它压紧在换向器上 电刷弹簧的压力一般为11 7 14 7N 电刷架 金杯海狮 40 4 端盖 如图所示 端盖分为前 后两个 后端盖一般用钢板压制而成 其上装有4个电刷架 前端盖用铸铁浇铸而成 它们分别装在机壳的两端 靠两个长螺栓与起动机壳紧固在一起 5 机壳 如图所示 机壳用钢管制成 一端开有窗口 作为观察电刷和换向器之用 平时用防尘箍盖住 机壳上只有一个电流输入接线柱 与外壳绝缘 并在内部与磁场绕组的一端相接 端盖与机壳 金杯海狮 41 2 起动机的型号编制 根据汽车电器设备产品型号编制方法 的规定 起动机的型号有以下五部分组成 43512变型代号功率等级代号电压等级代号设计序号产品代号 42 3 直流电动机的工作原理 1 电磁转矩的产生 图6 21直流电动机的工作原理 43 2 直流电动机转矩自动调节原理 反电动势Ef与磁极的磁通量 和电枢的转速n成正比 即Ef Ce n 6 2 式中的Ce为电机的结构常数 由此可推出电枢回路的电压平衡方程式 即U Ef IsRs 6 3 式中的Rs为电枢回路电阻 其中包括电枢绕组的电阻和电刷与换向器的接触电阻 44 6 3 2起动电路的组成及控制原理 1 汽车起动电路的组成 图6 22解放CA1091型汽车的起动电路1 组合继电器的常闭触点 2 充电指示灯控制继电器线圈 3 点火开关 4 点火线圈 5 分电器触点 6 发电机 7 电流表 8 起动机 9 组合继电器常开触点 10 30A熔丝 11 起动继电器线圈 12 保持线圈 13 吸拉线圈 45 2 起动电路的控制原理 图6 23典型起动电路控制原理图 a 开关直接控制起动系电路 b 起动继电器控制起动机电路 c 防盗系统控制的起动电路 46 6 4直流电动机的分解与检测 理论知识要点起动机电枢图6 23起动机电枢起动机励磁绕组图6 24励磁绕组 电磁开关图6 25整流器电刷组件图6 25电刷组件 47 理论课堂 1 起动时发动机曲轴无法转动 或转动无力 应如果判断起动机有故障 2 当起动机有故障时 是否要更换发电机 48 6 4 1起动机的分解与组装 1 起动机的分解 图6 27解放CA1092型汽车起动机分解图1 销轴 2 拨叉 3 弹簧螺钉 4 铁芯 5 垫圈 6 弹簧 7 线圈体 8 顶杆 9 接触片 10 绝缘垫 11 弹簧 12 连接铜片 13 接线柱 14 绝缘垫刷 15 搭铁电刷及架 16 电刷端盖 17 防护罩 18 穿心螺钉 19 定子绕组 20 机壳 21 转子 22 驱动端盖 23 单向离合器 24 挡圈及卡环 49 2 起动机的装复 各轴承的同心度 需润滑的部位应加润滑剂 电枢铁芯与磁极不能刮撞 电枢轴轴向间隙不宜过大 应在0 2mm 0 7mm范围内 50 3 起动机解体和装复注意事项 1 从车上拆下起动机前应首先切断点火开关 拆下蓄电池搭铁线 以防操作时产生电火花 损坏电子元件 2 若起动机与发动机之间装有薄金属片 在装配时应按原样装回 3 不同型号的起动机解体与装配顺序有所不同 应按厂家规定的操作顺序进行 4 部分组合件无故障时不必彻底解体 如电磁开关 定子铁心及绕组 51 6 4 2起动机的检测 1 初步检查2 磁场绕组的检测 图6 28磁场绕组断路的检测1 磁场绕组正极端 2 电刷 3 万用表 4 磁场绕组 52 磁场绕组的检修 1 磁场绕组断路的检修 如图 a 所示 2 磁场绕组短路的检修 磁场绕组的外部包扎层若已烧焦 修复方法是换掉原有绝缘纸 用纱带重新包扎后浸漆烘干 3 磁场绕组搭铁的检修 如图 b 所示 磁场绕组的检查 通用五菱起动机 53 3 电刷长度的检查 如图6 31所示 用卡尺检查电刷长度 应不小于维修极限长度 电刷与换向器的接触面积应大于75 以上 否则应予以更换 图6 31电刷长度的检查1 起动机