《汽车电气设备构造与维修》 （第4版） 课件 第四章 发动机电器

汽车电气设备构造与维修

（第4版）一、起动系统二、发动机管理系统

第四章

发动机电器Contents一、起动系统1.起动系统概述发动机由静止状态过渡到自行运转状态的过程称之为起动。常见的电力起动机主要有以下三种：(１)电磁控制强制啮合式起动机(２)永磁起动机(３)减速起动机不管何种起动机都要满足以下要求：（1）起动时应该平顺，起动机的齿轮与发动机的飞轮齿圈啮合要柔和，不应发生冲击；（2）发动机起动后，起动机的小齿轮应能自动打滑或脱离啮合；（3）发动机在工作中，起动机的小齿轮不能再进入啮合，防止发生冲击；（4）起动系统结构应简单、工作可靠。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理常规起动机一般由直流串励式电动机、传动机构和控制装置（也称电磁开关）三部分组成。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理1、直流串励式电动机1）结构直流电动机的作用是产生力矩。一般均采用直流串励式电动机。“串励”是指电枢绕组与磁场绕组串联。直流电动机由磁极、电枢、换向器和外壳等组成。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理（1）磁极磁极的作用是产生电枢转动时所需要的磁场，它由固定在机壳上的磁极铁心和磁场绕组组成。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理（2）电枢电枢总成由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成，磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理（3）电刷电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理（4）机壳机壳是电动机的磁极和电枢的安装机体，其中一端有四个检查窗口，便于进行电刷和换向器的维护，同时起动机的电磁开关也安装在机壳上，其上有一绝缘接线端，是电动机电流的引入线。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理2）直流电动机的工作原理直流电动机的基本工作原理是通电的导体在磁场中会受电磁力作用，电磁力的方向遵循左手定则。一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理3）直流电动机的工作特性•电动机中电流越大，电动机产生的扭矩越大。•电动机的转速越高，电枢线圈中产生的反电动势就越大，电流也随之下降。直流串励式电动机的特性

直流串励式电动机的特性一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理2、传动机构传动机构的作用是把直流电动机产生转矩传递给飞轮齿圈，再通过飞轮齿圈把转矩传递给发动机的曲轴，使发动机起动；起动后，飞轮齿圈与驱动齿轮自动打滑脱离。一般由驱动齿轮、单向离合器、拨叉、啮合弹簧等组成。直流串励式电动机的特性

滚珠式单向离合器一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理3、控制装置电磁控制装置在起动机上称为电磁开关，它的作用是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合与分离,并控制电动机电路的接通与切断。在现代汽车上，起动机均采用电磁式控制电路，电磁式控制装置是利用电磁开关的电磁力操纵拨叉，使驱动齿轮与飞轮啮合或分离。直流串励式电动机的特性

一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理3、控制装置直流串励式电动机的特性

一、起动系统2.常规起动机的组成结构和工作原理3、控制装置基本工作过程：起动电路接通后，电流经起动机接线柱50进入保持线圈后直接搭铁，吸引线圈的电流进入电动机的励磁线圈和电枢后再搭铁。两线圈通电后产生较强的电磁力，克服回位弹簧弹力使活动铁心移动，一方面通过拨叉带动驱动齿轮移向飞轮齿圈并与之啮合，另一方面推动接触片移向接线柱50和C的触点，在驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合后，接触片将两个主触点接通，使电动机通电运转。在驱动齿轮进入啮合之前，由于经过吸引线圈的电流经过了电动机，所以电动机在这个电流的作用下会产生缓慢旋转，以便于驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合。在两个主接线柱触点接通之后，蓄电池的电流直接通过主触点和接触片进入电动机，使电动机进入正常运转，此时通过吸引线圈的电路被短路，因此，吸引线圈中无电流通过，主触点接通的位置靠保持线圈来保持。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直流串励式电动机的特性

一、起动系统3.起动系统控制电路（1）无起动继电器的起动控制电路直流串励式电动机的特性

一、起动系统3.起动系统控制电路（2）带起动继电器的起动控制电路直流串励式电动机的特性

一、起动系统4.常规起动机的拆装与维护（1）起动机的拆装起动机解体前应清洁外部的油污和灰尘：1）旋出防尘盖固定螺钉，取下防尘盖，用专用钢丝钩取出电刷；拆下电枢轴上止推圈处的卡簧；2）用扳手旋出两紧固穿心螺栓，取下前端盖，抽出电枢；3）拆下电磁开关主接线柱与电动机接线柱间的导电片；旋出后端盖上的电磁开关紧固螺钉，使电磁开关后端盖与中间壳体分离；4）从后端盖上旋下中间支承板紧固螺钉，取下中间支承板，旋出拨叉轴销螺钉，抽出拨叉，取出离合器；5）将已解体的机械部分侵入清洗液中清洗，电气部分用棉纱沾少量汽油擦拭干净。直流串励式电动机的特性

一、起动系统4.常规起动机的拆装与维护装复的一般步骤是：先将离合器和移动叉装入后端盖内，再装中间轴承支撑板，将电枢轴装入后端盖内，装上电动机外壳和前端盖，并用长螺栓结合紧，然后装电刷和防尘罩，装起动机开关可早可晚。直流串励式电动机的特性

一、起动系统4.常规起动机的拆装与维护（2）起动系的故障诊断起动机不转：将点火开关旋至起动档，起动机驱动齿轮不向外伸出，起动机不转直流串励式电动机的特性

一、起动系统4.常规起动机的拆装与维护（2）起动系的故障诊断起动机转动无力：将点火开关旋至“起动”档，驱动齿轮发出“咔哒”声向外移出，但是起动机不转动或转动缓慢无力。直流串励式电动机的特性

一、起动系统4.常规起动机的拆装与维护（2）起动系的故障诊断起动机空转：接通点火开关“起动”开关，起动机只是空转，不能带动发动机运转1）起动机空转时，有较轻的摩擦声音，起动机驱动齿轮不能与飞轮轮齿啮合而产生空转，即驱动齿轮还没有啮合到飞轮轮齿中，电磁开关就提前接通，说明主回路的接触盘行程过短，应拆下起动机，进行起动机接通时刻的调整；2）起动机空转时，有严重的碰擦轮齿的声音：说明飞轮轮齿或起动机驱动齿轮严重磨损，应拆下起动机进一步检查，根据实际情况更换驱动齿轮或飞轮轮齿；3）起动机空转时，速度较快但无碰齿声音：说明起动机单向离合器打滑，即驱动齿轮已经啮入飞轮轮齿中，但不能带动飞轮旋转，只是起动机电枢轴在空转，应更换单向离合器总成。直流串励式电动机的特性

二、发动机管理系统1.发动机管理系统基本组成直流串励式电动机的特性

二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

电子控制燃油喷射系统以电子控制单元（ECU）为控制中心，利用空气流量计、节气门位置传感器、曲轴转角及转速传感器等测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器开启时间，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

（1）空气流量传感器空气流量传感器应用在L型燃油喷射系统中，其作用是检测发动机的进气量，作为喷油量控制的基本依据。其主要的形式有翼片式、热线式等。（2）进气压力传感器D型EFI系统中，利用进气压力传感器测得进气歧管内的绝对压力，电脑结合发动机转速信号间接计算出发动机吸入的空气量，作为喷油量控制的基本依据。二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

（3）发动机曲轴及凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器的作用是检测发动机转速，同时为发动机控制单元提供基准气缸的曲轴位置信号，用以确定相对于每缸上止点的喷油正时和点火正时。为更精确的检测曲轴转角和发动机转速，发动机上还会设置凸轮轴位置传感器。曲轴位置传感器位于曲轴前端的皮带轮处或曲轴后端的飞轮处，凸轮轴位置传感器位于凸轮轴的前端或后端。两种传感器常见的形式有磁感应式、霍尔式等。二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

（4）进气温度传感器和水温传感器进气温度传感器和水温传感器利用热敏电阻原理工作，随着温度的变化其电阻也发生变化。热敏电阻有正温度系数和负温度系数之分。负温度系数电阻值会随着温度的升高而降低。电脑根据进气温度和冷却液温度信号对喷油和点火进行修正。二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

（5）节气门位置传感器节气门位置传感器的作用是将节气门的开度转化为电信号输入给ECU，由ECU根据这些信号来计算节气门的开度，用来进行空燃比修正、功率提高及燃油切断控制等。若使用电子加速踏板和电子节气门，此信号还用来检测节气门的实际开度并由ECU控制和修正节气门电动机的动作。节气门位置传感器有滑变电阻式及霍尔式等形式。二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

（6）ECU电子控制单元（ElectronicControlUnit）是一个微机。用来接受传感器或其它装置输入的信号，将输入的信号转变为微型计算机所能接受的信号，给传感器提供参考（基准）电压：2V、5V、9V、12V；能存储、计算、分析处理信息，存储该车型的特点参数，存储运算中的数据（随存随取），存储输出故障信息；能进行运算分析，根据信息参数求出执行命令数值，将输出的信息与标准值对比，查出故障；能输出执行命令；能进行自我修正。二、发动机管理系统2.电子控制燃油喷射系统直流串励式电动机的特性

（7）喷油器喷油器是电子燃油喷射系统的主要执行器。当发动机工作时，ECU根据有关传感器输入的信号，经运算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当大功率三极管导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁力超过针阀弹簧力和油液压力的合力时，针阀打开，开始喷油。当大功率三极管截止时，喷油器电磁线圈电路被切断，阀门关闭，停止喷油。二、发动机管理系统3.微机控制点火系统直流串励式电动机的特性

（1）传统点火系统的组成二、发动机管理系统3.微机控制点火系统直流串励式电动机的特性

（2）传统点火系统基本工作原理二、发动机管理系统3.微机控制点火系统直流串励式电动机的特性

（3）微机控制点火系统的组成微机控制点火系统主要由监测发动机运行状态的传感器、处理信号并发出指令的ECU（微机）和响应指令的点火器以及点火线圈等组成。二、发动机管理系统3.微机控制点火系统直流串励式电动机的特性

（3）微机控制点火系统的组成微机控制点火系统主要由监测发动机运行状态的传感器、处理信号并发出指令的ECU（微机）和响应指令的点火器以及点火线圈等组成。二、发动机管理系统3.微机控制点火系统直流串励式电动机的特性

（4）微机控制点火系统的工作原理系统由各种传感器检测发动机的工况信息，并送给ECU进行分析和计算。ECU根据曲轴位置确定初始点火提前角，并依据发动机转速和负荷信号从存储器中调出基本点火提前角的原始数据，再根据传感器信号，对基本点火提前角进行修正，最后向点火器发出点火控制信号。点火器接收ECU发出的点火控制信号，在最佳时刻接通和断开点火线圈初级电路，点火线圈次级绕组产生高压电，使火花塞跳火点燃混合气。二、发动机管理系统4.发动机管理系统故障诊断直流串励式电动机的特性

基本故障诊断流程如下：（