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文档简介

1、湖南交通职业技术学院 课时授课计划 2005年3月26日:11 授课日期 班次 2.282.283.2 汽 0301汽 0302汽 0303 课题:期中测试 课型:阶段检测 目的要求:1、 了解学生对前阶段的知识掌握情况 2、 督促学生及时搞好复习、巩固知识 3、 锻炼学生的综合运用能力 重点难点:蓄电池的维护 、发电机的维护 版面设计: 期中考试 题型:填空判断选择简答分析 配分:3020201812 重点内容:蓄电池与交流发电机的维护 试卷附后 复习与 湖南交通职业技术学院 课时授课计划 2005年3月26日:12 授课日期 班次 4.64.284.28 汽 0303汽 0301汽 030

2、2 课题:起动机 课型:理论讲授 目的要求:1、 让学生了解起动机的构造 2、 掌握起动机的工作原理和控制电路 3、 培养学生的分析能力 重点难点:起动机控制电路 版面设计: 起动机 3.1起动机的构造与型号3.2直流电动机 一、起动机构造一、电动机的构造 二、起动机的分类二、电动机的工作原理 1、按操纵机构分三、起动机的工作特性 2、按传动机构分 三、起动机的型号 第 3 章 起动机 起动机的作用就是起动发动机,发动机起动之后,起动机便立即停止工作。 发动机常用的起动方式,有人力 起动、辅助汽油机起动和电力起动机 起动。目前大多数运输车辆都已采用 电力起动机起动。电力起动机起动方 式是由直流

3、电动机通过传动机构将发 动机起动, 它具有操作简单、体积小、 质量轻、安全可靠、起动迅速并可重 复起动等优点,一般将这种电力起动 机简称为起动机。 起动机安装在汽车发动机飞轮壳 前端的座孔上,见图 3l。 31 起动机的构造与型号 311 起动机的构造 起动机由串励直流电动机、传动机构和操纵机构三个部分组成,见图 3.2 1串励直流电动机 电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能,产生电磁转矩。 2传动机构 传动机构又称起动机离合器、啮合器。传动机构的作用是在发动机起动时使 起动机轴上的小齿轮啮人飞轮齿圈,将起动机的转矩传递给发动机曲轴;在发动 机起动后又能使起动机小齿轮与飞轮齿圈自动脱开

4、。 3操纵机构 操纵机构的作用是用来接通和断开电动机与蓄电池之间的电路,同时还能接 入和切断点火线圈的附加电阻。 312 起动机的分类 在各种起动机的三个组成部分中,电动机部分一般没有本质的差别。但近些 年来,由于出现了永磁式起动机,因此,按磁场产生的方式可将起动机分为励磁 式起动机和永磁式起动机。永磁式起动机以永磁材料为磁极,由于电动机中无磁 极绕组,故可使起动机结构简化,体积和质量都可相应减小。而起动机的传动机 构和操纵机构则有很大差异, 因此起动机主要是按传动机构和操纵机构的不同来 分类的。 1按操纵机构分类 直接操纵式起动机 它是由脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制起动机的主电路开关来接通

5、或切 断主电路,也称机械式起动机。这种方式虽然结构简单、工作可靠,但由于要求 起动机、 蓄电池靠近驾驶室, 而受安装布局的限制, 因而操作不便, 已很少采用。 电磁操纵式起动机 它是由按钮或点火开关控制继电器,再由继电器控制起动机的主开关来接通 或切断主电路, 也称电磁控制式起动机。 这种方式可实现远距离控制, 操作方便, 在现代汽车上广泛采用。 2按传动机构的啮合方式分类 惯性啮合式起动机 起动机旋转时,其啮合小齿轮靠惯性力自动啮入飞轮齿圈。起动后,小齿轮 又借惯性力自动与飞轮齿圈脱离。这种啮合机构结构简单,但不能传递较大的转 矩,而且可靠性较差,已很少采用。 强制咽合式起动机 它是靠人力或

6、电磁力拉动杠杆强制小齿轮啮人飞轮齿圈的。这种啮合机构结 构简单、动作可靠、操作方便,仍被现代汽车所采用。 电枢移动式起动机 它是靠起动机磁极磁通的吸力,使电枢沿轴向移动而使小齿轮啮人飞轮齿圈 的,起动后再由回位弹簧使电枢回位,让驱动齿轮退出飞轮齿圈。这种啮合机构 多用于大功率的柴油发动机上。 齿轮移动式起动机 它是靠电磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆,使小齿轮啮入飞轮齿圈 的。 减速式起动机 它也是靠电磁吸力推动单向离合器,使小齿轮啮人飞轮齿圈的。减速起动机 的结构特点是在电枢和驱动齿轮之间装有一级减速齿轮(一般减速比为 34) , 它的优点是:可采用小型高速低转矩的电动机,使起动机的体积减

7、小、质量约减 少35 ,并便于安装;提高了起动机的起动转矩,有利于发动机的起动;电 枢轴较短,不易弯曲;减速齿轮的结构简单、效率高,保证了良好的机械性能。 同时拆装修理方便。 减速起动机减速机构根据结构可分为外哨合式、内啮合式和行星齿轮哨合式 三种类型。 外啮合式减速机构在电枢轴和起动机驱动齿轮之间利用惰轮作中间传动,且 电磁开关铁心与驱动齿轮同轴心, 直接推动驱动齿轮进入啮合, 无需拨叉。 因此, 起动机的外形与普通的起动机有较大的差别。图 33 是丰田系列汽车用外啮合 式 减 速 起 动机。但有 些 外 啮 合 式 减 速 机 构 中 间 不 加惰轮,驱 动 齿 轮 必 须 通 过 拨 叉

8、 拨 动 才 能 进 行 啮 合。 外啮合式减速机构的传动中心距较大,因此受起动机结构的限制,其减速比 不能太大,一般用在小功率的起动机上。 内啮合式减速机构传动中心距小,可有较大的减速比,故适用于较大功率的 起动机。但内啮合 式减速机构的驱 动齿轮仍须拨叉 拨动进行啮合,因 此,起动机的外形 与普通起动机相 似。图 34 是国 产 QD254 型减速 起动机原理图。 行星齿轮啮合式减速 机构结构紧凑、传动比大、 效率高。 由于输出轴与电枢 轴同心、同旋向,电枢轴无 径向载荷, 可使整机尺寸减 小。 除了结构上增加行星齿 轮减速机构之外, 由于行星 齿轮啮合式减速起动机的 轴向位置结构与普通起

9、动 机相同,因此配件可通用。 行星齿轮咽合式减速机构 见图 35。 313 起动机的型号 根据中华人民共和国行业标准 QCT 7393 汽车电气设备产品型号编制 方法规定,起动机的型号如下: 第 1 部分为产品代号: 起动机的产品代号 QD、 QDJ、 QDY 分别表示起动机、 减速起动机及永磁起动机。 第 2 部分为电压等级代号:l12 V;224 V;36 V。 第 3 部分为功率等级代号:其含义见表 3l。 第 4 部分为设计序号。 第 5 部分为变形代号。 例如,QD124 表示额定电压为 12 V、功率为 l2 kw、第四次设计的起动 机。 32 直流电动机 串励直流电动机是起动机最

10、主要的组成部件,它的工作原理和特性决定了起 动机的工作原理和特性。 321 串励直流电动机的构造 串励直流电动机由电枢、磁极等主要部件构成。 1电枢 电枢是直流电动机的旋转部分,包括电枢轴、换向器、电枢铁心、电枢绕组 等部分。为了获得足够的转矩,通过电枢绕组的电流一般为 200600 A,因此 电枢绕组采用较粗的短形探铜线绕 制出成型绕组。电枢绕组一般采用单波绕组,图 36 为 QD124 型起动机 电枢绕组的展开图,其中,铁心 27 槽,换向片 27 片,槽节距 l8,换向器节 距 l14,线圈数 27 个,铜线截面积 2.044 2。 电枢绕组各 线圈的端头均焊 接 在 换 向 器 片 上

11、,通过换向器 和电剧将蓄电池 的电流引进来。 换向片和云母片 叠压成换向器,为了避免电刷磨损的粉末落入换向片 之间造成短路,起动机换向片间的云母一般不必割低。 2磁极 磁极一般是 4 个, 两对磁极相对交错安装在电动机 定子内壳上。定于与转子铁心形成的磁回路见图 3.7, 低碳钢板制成的机壳也是磁路的一部分。 4 个励磁线圈 可互相串联后再与电枢绕组串联,也可两两串联后并 联再与电枢绕组串联,见图 38。 起动机内部接线见图 39,励磁绕组一端 接在外壳的绝缘接线柱 1 上, 另一端与两个非搭铁电剧相连。 当起动开关接通时, 起动机的电路为:蓄电池正极接线技 l励磁绕组 4电刷一电枢绕组搭 铁

12、电刷 5搭铁蓄电池负极。 3电刷架与机壳 电刷架一般为框式结构,其中正极刷架与瑞盖绝缘地固装,负极刷架直接搭 铁。电刷置于电刷架中,电刷由铜粉与石墨粉压制而成,呈棕红色。刷架上装有 弹性较好的盘形弹簧。 起动机机壳的一端有 4 个检查窗口,中部只有一个电流输入接线柱,并在内 部与励磁绕组的一端相连。端盖分前、后两个,前端盖由钢板压制而成,后端盖 由发口铸铁浇制而成,是缺口杯状。 它们的中心均压装着青铜石墨轴承套或铁基 含油轴承套,外围有 2 个或 4 个组装螺孔。电刷装在前端盖内,后端盖上有拨叉 座,盖口有凸线和安装螺孔,还有拧紧中间轴承板的螺钉孔。 322 串励直流电动机的工作原理; 1电磁

13、转矩的产生 它是根据带电导体在磁场中受到电磁力作用的原理而制成的。其工作原理如 图 3 10 所示。 电动机工作时, 电流通过电刷和换向片流入电枢绕组。 如图 3 10 (a)所示,换向片 A 与正电 刷接触,换向片 B 与负电刷 接触, 绕组中的电流从 ad, 根据左手定则判定绕组匝边 ab、cd 均受到电磁力厂的作 用,由此产生逆时针方向的 电磁转矩 M 使电枢转动;当 电枢转动至换向片 A 与负电 刷接触,换向片 B 与正电刷 接触时,电流改由 da,见 图 310(b) ,但电磁转矩的方向仍保持不变,使电枢按逆时针方向继续转动。 由此可见,直流电动机的换向器可将电源提供的直流电转换成电

14、枢绕组所需 的交流电,以保证电枢所产生的电磁力短的方向保持不变,使其产生定向转动。 但实际的直流电动机为了产生足够大且转速稳定的电磁力矩, 其电枢上绕有很多 组线圈,换向器的铜片也随其相应增加。 根据安培定律,可以推导出直流电动机通电后所产生的电磁转矩 M 与磁极 的磁通量及电枢电流 Is之间的关系为 M CmIs 式中,Cm为电动机的转矩常数,它与电动机磁极对数人电枢绕组导线总根 数 Z 及电枢绕组电路的支路对数 a 有关,即 Cm PZ(2a) 。 2直流电动机转矩自动调节原理 根据上述原理分析,电枢在电磁力矩 M 作用下产生转动。由于绕组在转动 时切割磁力线而产生感生电动势, 并根据右手

15、规则判定其方向与电枢电流 Is的方 向相反,故称反电动势 Ef。反电动势 Ef与磁极的磁通量。和电枢的转速 n 成正 比,即 Ef Cen 式中的 Ce为电机的电动势常数。由此可推出电枢回路的电压平衡方程式, 即 U Ef IsRs 式中的 Rs为电枢回路电阻, 其中包括电枢绕组的电阻和电剧与换向器的接触 电阻。 在直流电动机刚接通电源的瞬间,电枢转速 n 为零,电枢反电动势也为零。 此时,电枢绕组中的电流达到最大值,即 Iam URs,将相应产生最大电磁 转矩,即 Mmax,若此时的电磁转矩大于电动机的阻力短Ms,电枢就开始加速转 动起来。随着电枢转速的上升,Ef增大,Is下降,电磁转矩 M

16、 也就随之下降。 当 M 下降至与 Ms相平衡(MMs)时,电枢就以此转速运转。如果直流电动机 在工作过程中负载发生变化,就会出现如下的变化。 工作负载增大时,MMsnEfIsMMMs,达到新的稳定; 工作负载减小时,MMsnEfIsMMMs,达到新的稳定。 可见,当负载变化时,电动机能通过转速、电流和转矩的自动变化来满足负 载的需要, 使之能在新的转速下稳定工作。因此直流电动机具有自动调节转矩功 能。 323 起动机的工作特性 起动机的转短、转速、功率与电流的关系称为起动机的特性曲线。起动机的 特性取决于直流电动机的特性,而串励直流电动机特性的特点是起动转矩大,机 械特性软。 1转矩特性 对

17、于串励直流电动机, 其磁场电流 Ij与电枢电流 Is相同, 并且磁极未饱和时, 磁通与电枢电流成正比,即C1 Is。所以,串励直流电动机的转矩可表示为 M Cm IsC1 Cm Is2 可见,在磁极未饱和的情况下,串励直流电动机 的电磁转矩 M 与电枢电流 Is的平方成正比。 由直流电动机的转矩特性(图 311)可知,只 有在磁场饱和后,串励直流电动机的电磁转矩才与 电枢电流成正比。而当电枢电流相同时,串励电动 机产生的电磁转矩要比并励电动机大得多,这是起 动机采用串励直流电动机的原因之一。 2机械特性 串励直流电动机转速 n 与电枢电流 Is的关系式为 n U I s (R s R j )

18、C 1 相比而言,串励电动机在磁极未饱和时,由于 不为常数,当 Is增加,即电磁转知增大时,由于。 与 Is(RsRj)同时随之增加。因此,电枢转速 n 随 Is(M)的增大下降较快,故具有较软的机械特性,见图 312。 从机械特性同样可以看出,串励直流电动机具有轻载转速高、重载转速低的 特点。重载转速低,可以保证电动机在起动时(重载)不会超出限定值而烧毁, 使起动安全可靠。这是起动机采 用串励直流电动机的又一原因。但由于其轻载或空载时转速很高,容易造成 “飞散” 事故, 故对于功率较大的串励直流电动机, 不允许在轻载或空载下运行。 3功率特性 起动机功率由电动机电枢转矩 M 和电枢的转速 n

19、 来确定,即 Mn P 9550 由转矩特性、机械特性及上式可得到起动机特性曲线,见图 313。 在完全制动状态(n0)和空载(M 0)时,起动机的功率等于零;电枢电流接近制 动电流的一半时,电动机输出功率最大。由于起 动机起动时间很短,起动机可以最大功率运转, 因此将其最大功率作为额定功率。 起动机功率必须保证发动机能够迅速 可靠地起动。若功率不够将会增加起动次数,缩 短蓄电池的寿命,增加燃料消耗,增加低温下发 动机零件的磨损。起动发动机所必须的功率,取 决于发动机的最低起动转速和起动阻力短,即 P M QnQ 9550 式中,MQ发动机的起动阻力矩,单位为 Nm; nQ发动机最低起动转速,

20、r/min。 发动机的起动阻力短是指在最低起动转速时的发动机的阻力短。由摩擦阻力 短、压缩损失力矩、驱动发动机附件的阻力矩三部分组成。而影响上述三种阻力 短的因素主要有润滑油粘度、气缸的工作容积、压缩比、缸数、转速、温度及附 件数等。由于柴油机压缩比较大,驱动附件的功率也较大,柴油机的阻力矩一般 比汽油机大一倍,各型发动机阻力短由实验方法确定。 发动机最低起动转速是指保证发动机可靠起动的最低转速。在点火装置可靠 点火的情况下,发动机起动尚需两个条件:气缸中吸入可燃的混合气;压缩 终了时,混合气具有一定的压力和温度。转速过低进气管中气流速度低,不利于 油的雾化,压缩行程时间长,热量损失大,不能形

21、成可燃混合气,压缩终了的压 力温度也会降低。对柴油机而言,由于利用压燃着火,转速低时,由于压缩时间 长,散热漏气增加,压缩终了温度压力降低,更不利于起动。一般汽油机最低起 湖南交通职业技术学院 课时授课计划 2005年3月26日:13 授课日期 班次 4.74.284.28 汽 0303汽 0302汽 0301 课题:起动机的传动机构 课型:理论讲授 目的要求:1、 让学生了解传动机构的结构和工作原理 2、 掌握起动系的电路及起动机的维护 3、 培养学生的分析能力 重点难点:起动系的电路控制 版面设计: 起动机的传动机构 3.3起动机的传动机构二、继电嚣控制的电磁开关 一、滚柱式离合器3.5起

22、动机的维护 二、摩擦片式离合器一、正确使用 三、弹簧式离合器二、检查与调整 3.4起动机操纵机构三、起动机的性能实验 一、直接控制式电磁开关 动转速是 5070 rmin,柴油机是 100200rmin。 根据以上分析,起动机所需功率(单位:kw)一般为: 汽油机:P(0184021)L 柴油机:P(0736105)L 其中,L发动机的排量。 在实际使用中,影响起动机功率的因素较多,必须对起动机进行正确保养。 影响因素主要有:接触电阻和导线电阻的影响。电剧与换向器接触不良、电刷 弹簧张力减弱以及导线与蓄电池接线柱连接不牢,都会使电阻增加;导线过长以 及导线截面积过小也会造成较大的电压降。由于起

23、动机工作时电流特别大,这些 都会使起动机功率减小。因此必须保证电刷与换向器接触良好,导线接头牢固, 并尽可能缩短蓄电池接至起动机的导线以及蓄电池搭铁线的长度, 选用截面积足 够大的导线, 以保证起动机的正常工作。 蓄电池容量的影响。 蓄电池容量越小, 其内阻越大,内阻上的电压降也越大,因而供给起动机的电压降低,也会使起动 机功率减小。温度的影响。当温度降低时,由于蓄电池电解液粘度增大,内阻 增加,会使蓄电池容量和端电压急剧下降,起动机功率将会显著降低。 33 起动机的传动机构 起动机的传动机构是起动机的主要组成部件,它包括离合器和拨叉两个部 分。 离合器的作用是将电动机的电磁转短传递给发动机使

24、之起动,同时又能在发 动机起动后自动打滑,保护起动机不致飞散损坏。传动机构中的离合器分为滚柱 式离合器、摩擦片式离合器、弹簧式离合器几种。而拨叉的作用是使离合器作轴 向移动,将驱动齿轮啮入和脱离飞轮齿圈。 发动机起动时,按下按钮或起动开关,线圈通电产生电磁力将铁心吸入, 于是带动拨叉转动,由拨叉头推出离合器,使驱动齿轮喻人飞轮齿圈。发动机起 动后,只要松开按钮或开关,线圈即断电,电磁力消失,在回位弹簧的作用下, 铁心退出,拨叉返回,拨叉头将打滑工况下的离合器拨回,驱动齿轮脱离飞轮齿 圈。 331 滚柱式离合器 滚往式离合器是目前国内外汽车起动机中使用最多的一种,解放牌汽车、东 风牌汽车、北京牌

25、吉普车等均使用滚柱式离合器。滚柱式离合器的结构见图 314。其中,驱动齿轮采用40 号中碳钢经加工淬火而成,与外壳连成一体。外 壳内装有十字块和 4 套滚往及弹簧,十字块与花键套简固定连接,壳底与外壳相 互折合密封。花键套筒的外面装有缓冲弹簧及村圈,末端固装着拨环与卡圈。整 个离合器总成利用花键套简套在起动机轴的花键部位上, 可以作轴向移动和随轴 移动。 滚柱式离合器的工作原理 如下:在图 315(a)中,发 动机起动时,经拨叉将离合器 沿花键推出,驱动齿轮啮入发 动机飞轮齿圈。由于十字块处 于主动状态,随电动机电枢一 起旋转,促使 4 套滚柱进八糟 的窄端,将花键套筒与外壳挤 紧,于是电动机

26、电枢的转矩就 可由十字块经滚柱式离合器外 壳传给驱动齿轮,从而达到驱 动发动机飞轮齿圈旋转、起动 发动机运转的目的。在图 315(b)中,发动机起 动后,飞轮齿圈的转速高于驱 动齿轮, 十字块处于被动状态, 促使滚技进入槽的宽端而自由滚动, 只有驱 动齿轮随飞轮齿圈作高速旋转, 起动机转速 并不升高。这种离合器的打滑功能,防止了 电枢超速飞散的危险。起动完毕,由于拨叉 回位弹簧的作用,经拨环使离合器退回,驱 动齿轮完全脱离飞轮齿圈。 这种滚柱式离合器具有结构简单。坚固 耐用、体积小、质量轻、工作可靠等优点, 因此得到广泛采用。 其不足是不能用于大功 率起动机上。 332 摩擦片式离合器 该离合

27、器的驱动齿轮与外接合鼓做成一个整体,见图 316。在外接合鼓的 内壁有 4 道轴向槽沟, 钢质被动摩擦片利用外围 4 个齿插装其中。 在花键套筒的 一端表面亦有 3 条螺旋花键, 其上套着内接合鼓。内接合鼓的表面也有 4 条轴向 槽沟, 用钢或青铜制造的主动摩擦片利用内圆 4 个齿套装在沟槽内。 主动摩擦片 和被动摩擦片彼此相间地排列组装。内接合鼓的外面装有缓冲弹簧,端部固装着 拨环。 离合器总成在 起动机不工作时, 主、被动摩擦片之间 处于放松无摩擦力 状态。发动机起动 时,通过拨叉推动拨 环使内接合鼓沿 3 条 螺旋花键向外移动, 主动和被动磨擦片 相互压紧,具有了摩 擦力。当驱动齿轮啮

28、入飞轮齿圈时,就能 利用起动机转短驱 动曲轴旋转。发动机 起动后,驱动齿轮被 飞轮齿圈带动高速旋转,在惯性力和拨叉返回的作用下,内接合鼓沿 3 条螺旋花 键向内移动, 于是主动和被动摩擦片之间的摩擦力消失而打滑,防止了电枢超速 飞散的危险。 摩擦片式离合器具有传递大转矩,防止超载损坏起动机的优点,多用在大功 率起动机上。但由于摩擦片容易磨损而影响起动性能,需要经常检查、调整或更 换摩擦片。此外,这种离合器结构比较复杂,耗用材料较多,加工费时,而且不 便于维修。 333 弹簧式离合器 弹簧式离合器的主动套筒套 装在电枢轴的花键上, 见图 3 17。 小齿轮套筒套在电枢轴的光 滑部分, 在小齿轮套

29、筒与主动套筒 外圆上装有驱动弹簧, 驱动弹簧内 径略大于两套筒的外径。 起动发动 机时,传动叉拨动滑环,并压缩弹 簧,推动离合器移向飞轮齿圈一 端,使小齿轮啮人飞轮齿圈。电枢 旋转时带动主动套筒, 在摩擦力的 作用下,驱动弹簧被扭紧,将两个套筒抱死,起动机转矩便由此传给飞轮。起动 机起动后, 驱动小齿轮和飞轮齿圈的主动与从动关系改变,啮合器因驱动弹簧被 放松而打滑,从而使电枢轴避免了超速运转的危险。 弹簧式离合器具有结构简单、制造工艺简单、成本低等优点,但由于驱动弹 簧所需圈数较多,使其轴向尺寸增大。 34 起动机的操纵机构 起动机的电磁开关与电磁式拨叉合装在一起,利用衔铁控制,分为直接控制

30、式电磁开关和带起动继电器式电磁开关两类。 341 直接控制式电磁开关 直接控制式电磁开关电磁控制强制啮合式起动机采用电磁控制电路。在电路 中采用起动机的电磁开关作为控制电路的一部分。在各种控制电路中,电磁开关 的作用和工作原理都是相同的,图 318 是其最基本的电磁控制电路。 起动时,点火钥匙打到ST 位,电 流由蓄电池正极50 端子 7吸拉线 圈 6导电片C 端子 2起动机励磁 统组电枢搭铁蓄电池负极构成 回路,起动机慢慢转动,同时电流由 电磁开关 50 端子 7 经保持线圈 8,回 到蓄电池负极。吸拉线圈与保持线圈 产生同方向的电磁力,在电磁力作用 下,铁心压缩回位弹簧,向左移动, 带动拨

31、叉,使驱动小齿轮与发动机飞 轮啮合, 电磁开关内的接触盘此时将C 与 30、旁通接柱相继接通,电流由蓄 电池正极30 端子 4接触盘C 端子 2起动机励磁绕组电枢搭铁蓄电 池负极构成回路,起动机主电路接通,起动机电枢产生电磁转矩,起动发动机。 此时吸拉线圈 6 被短路, 保持线圈 8 的电磁力便驱动小齿轮与飞轮保持啮合,保 证发动机起动着车。起动后,发动机飞轮转速超过起动机电枢时,单向离合器切 断飞轮与小齿轮之间的动力传递,保护起动机。松开点火钥匙,50 端子断电, 由于机械惯性,短时间内接触盘仍将 30 端子 4 与 C 端子 2 接通,蓄电池电流经 接触盘吸拉线圈 6保持线圈 8搭铁蓄电池

32、负极构成回路,吸拉线圈与保 持线圈产生相反方向的电磁力,接触盘接触不牢,在回位弹簧的作用下,铁心迅 速回位,接触盘与 C、30 端子分开,起动主电路被断开,起动完毕。 图中旁通接柱接点火线圈附加电阻接柱(起动开关接柱) ,由于起动机工作 时电流很大, 为保证点火系统火花能量,电磁开关上的旁通接柱是在起动时将附 加电阻短路的。目前,汽车较多采用电子点火,点火系统已不再设置附加电阻, 在这种类型的车上,起动机电磁开关也没有旁通接柱。 342 带起动继电器控制的电磁开关 QD124 型起动机采用带起动继电器控制的电磁开关,其接线见图 319。 发动机起动时,将点火开关钥匙旋至起动挡位,起动继电器通电

33、后,吸下可 动臂使触点闭合,接通了电磁开关线圈电路,起动机投入工作。发动机起动后, 只需松开点火开关钥匙,点火开关自动转回到点火工作挡位,起动继电器线圈断 电触点打开,电磁开关也随即断开,起动机停止工作。 利用起动继电器控制电磁开关,能减小通过点火开关起动触点的电流,避免 烧蚀触点,延长使用寿命。有些汽车上的起动继电器在改进控制电路以后,还能 起到自动停止起动机工作及安全保护的作用。 35 起动机的使用与维护 351 起动机的正确使用 起动机每次起动时间不超过 5 s,再次起动时应停止2 min,使蓄电池得以 恢复。 如果有连续第三次起动, 应在检查与排除故障的基础上停歇15 min 以后。

34、在冬季或低温情况下起动时,应采取保温措施,例如先将发动机手摇预热 后,再使用起动机起动。 发动机起动后,必须立即切断起动机控制电路,使起动机停止工作。 352 起动机的检查与调整 1起动机的检查 起动机外部应经常保持清洁,各连接导线,特别是与蓄电池相连接的导线, 都应保证连接牢固可靠;汽车每行驶 3 000 km 时,应检查与清洁换向器,擦去 换向器表面的碳粉和服污;汽车每行驶 5 0006 000 km 时,应检查测试电刷的 磨损程度以及电刷弹簧的压力,均应在规定范围之内;每年对起动机进行一次解 体性保养。 励磁绕组的检修 励磁绕组的常见故障有接头脱焊,绕组短路、断路或搭铁等。接头松脱故 障

35、, 解体后可直接看到,判断绕组搭铁与否可用万用表的电阻挡测量绕组端子与 外壳之间的电阻。 电枢绕组的检修 电枢绕组的常见故障有匝间短路、断路或搭铁等。可用万用表检查电枢绕组 是否措铁。电枢绕组是否短路可用感应仪检查。 换向器的检修 换向器故障多为表面烧蚀、云母片突出等。轻微烧蚀用00 号砂纸打磨即可, 严重烧蚀或失圆(径向圆跳动0.05 mm)时应精加工,但加工后换向器铜片厚 度不得少于 2 mm。云母片如果高于钢片也应车削修整,仅云母片是否割低要看 具体的起动机。一般进口小汽车用起动机云母片低于钢片,检修时,若换向器铜 片间糟的深度小于 0.2 mm,就需用锯片将云母片割低至规定的深度。 电

36、枢轴的检修 电枢轴的常见故障是弯曲变形。电枢轴径向跳动应不大于 015 mm,否则 应用冷校校直。 电刷与刷架的检修 检查电刷的高度, 一般不应低于标准的23, 电刷的接触面积不应少于75, 并且要求电刷在电刷架内无卡滞现象,否则需进行修磨或更换。用万用表的电阻 挡或试灯法可检查绝缘电刷架的绝缘性。最后用弹簧秤测量电刷弹簧的弹力,若 不符合要求应予以更换或修理。 单向离合器的检修 单向离合器常见的故障是打滑。可以用扭力扳手检测单向离合器的转矩。若 转矩小于规定值, 说明单向离合器打滑, 应予以更换。 对于摩擦片式单向离合器, 如果转矩偏小,可以通过调整压环前的势圈厚度使其达到要求。 电磁开关的

37、检修 电磁开关的常见故障一般是吸拉线圈和保持线圈断路、短路和搭铁,接触盘 及触点表面烧蚀等。线圈是否断路、搭铁可通过测量其电阻来检查。如果不良应 予以重绕或更换。接触盘及触点表面烧蚀轻微的可以用挫刀或砂市修整。回位弹 簧过弱应予以更换。 2起动机的调整 起动机驱动齿轮端面与瑞盖突缘间距的调整 起动机不工作时,驱动齿轮端面与瑞盖凸缘之间的距离应符合规定值。间距 不当,可通过定位螺钉调整或加减垫片等,见图 320。 电磁开关接通时刻的调整 主开关接通时间的调整。当接触盘 与电磁开关主触头接通而接通主电路时, 驱动齿轮与限位螺母之间的距离应为(4.5 1)mm。如不符合要求,可先脱开连接 片与调整螺

38、钉之间的连接,然后旋入或旋 出调整螺钉进行调整。 附加电阻短路开关的调整。一般电 磁开关内,短接点火线圈附加电阻是利用 主接线柱触头前面的辅助接触片。在主电 路接通的同时或略早一点,应短接附加电 阻,如有不当,只需将辅助接触片作适当弯曲调整就可以了。 .轴承的配合 起动机各轴承与轴颈及轴承孔之间均不得有松旷、歪斜等现象,起动机各轴 承的配合应符合技术要求。 单向离合器的调整 将起动机的单向离合器夹紧在台虎钳上,用扭力扳手反时针方向转动,应能 承受制动试验时的最大转短而不打滑。 353 起动机性能试验 起动机性能是否良好,可通过空载试验和全制动试验来检验。 1空载试验 将起动机夹紧,接通起动机电

39、路,见图 321。 起动机应运转均匀、 电刷无火花。 其电流 表。电压表和转速表上的读数应符合规定值。 如果电流大于标准而转速低于标准,则可能 是起动机装配过紧,电枢绕组、磁场绕组有 短路或搭铁故障;如果电流和转速都低于标 准,则说明起动机内部电路有接触不良之处。 注意:每次空载试验不应超过 l min,以免起动机过热。 2全制动试验 全制动试验是在空载试验通过后,再通过测量起动机全制动时的电流和转矩 来检验起动机的性能良好与否。试验方法见图 3.22。 通电后,迅速记下电流表、弹簧秤和电 压表的读数,其全制动电流和制动转矩 应符合规定值。如果电流大而转矩小, 则表明磁场绕组或电枢绕组有短路或

40、搭 铁故障;如果转矩和电流都小,则表明 起动机内接触电阻过大;如果试验过程 中电枢轴有缓慢转动,则说明单向离合 器打滑。注意:全制动试验要动作迅速, 一次试验时间不要超过 5 S,以免烧坏电 动机及对蓄电池使用寿命造成不良影响。 湖南交通职业技术学院 课时授课计划 年月日: 授课日期 班次 课题:起动机的构造研究与解体后的检验 课型:实验课 目的要求:1、掌握起动系的结构及类型 2、掌握起动机的工作原理及工作特性 3、掌握起动机操纵机构结构、类型与工作原理 重点难点:起动系的组成与分类;串激式直流电动机的构造与特性;起 动机的使用与维护 版面设计: 起动机的构造研究与解体后的检验 一、起动机的

41、的结构及类型 二、起动机的工作原理及工作特性 三、起动机操纵机构结构、类型与工作原理 四、起动机的使用与维护 五、起动机常见故障的诊断与排除 实验四、起动机的构造研究与解体后的检验实验四、起动机的构造研究与解体后的检验 一、 二、 实验课时:2 学时 实验内容及目的 1了解起动系出现故障时相应的故障部位; 2掌握起动机的结构和工作原理; 3熟练排除起动机所出现的故障。 三、技术标准及要求 1环境温度不低于50C 时,用起动机应能顺利启动发动机; 2在正常温度下,启动时间不得超过 5s; 3做短接检查时,短接时间不能超过 5 秒。 四、实验器材 实验轿车 N 辆。 五、实验用具 万用表 N 个,

42、常用工具 N 套。 六、实验注意事项 1每次启动不超过 5 秒; 2两次启动之间间隔应大于 15 秒; 3发动机启动后应及时断开启动开关; 4做短接检查时,先明确所要短接的接线柱后,方可进行短接; 5 严禁挂挡启动, 启动时应先挂空挡并踩下离合器 (自动波的只有在 “P” 和 “N” 位置才能启动) 。 七、实验操作步骤 (一) 、起动机不转的故障诊断与排除 1启动发动机的同时,接通前大灯或喇叭,观察灯光亮度和喇叭声响是否正常, 如变弱,则检查蓄电池是否亏电和线路连接是否松动; 2短接起动机电磁开关与蓄电池正极接柱,观察起动机运转情况,如运转正常, 则检查点火开关; 3短接起动机开关接柱,观察

43、起动机运转情况,如运转正常,则检查起动机电 磁开关; 4从车上拆下起动机,然后拆下起动机电刷,检查起动机电刷和换向器表面状 况,换向器表面应无烧蚀现象,电刷在电刷架内应活动自如,无卡滞现象,电刷 与换向器的接触面积不应小于 45,电刷长度不应小于新电刷的 23; 5以上检测都正常,若起动机不转,则故障为励磁线圈断路; 6若外部电路接触火花很大,则故障为励磁线圈或电刷架搭铁; 7确认并排除故障后,将起动机装回发动机; 8再次启动发动机,发动机能正常启动,确认系统正常无故障。 (二) 、起动机运转无力的故障诊断与排除 若将点火开关转到起动位置时, 起动机能转动, 但转速很低(转矩小的缘故), 不能

44、正常起动,故障多发生在蓄电池、起动机及其之间的电路上例如:蓄电池 亏电较多,导线接触不良,起动机内部的激磁绕组和电枢绕组有短路或接铁处、 电刷与换向器之间接触不良、 电磁开关的触头接触不良以及轴承与转轴过紧或过 松等,检查步骤如下: 1检查蓄电池是否亏电较多,方法:可按喇叭和开前照灯试验,若喇叭音量 小,前照灯灯光暗淡,则可能是蓄电池存电不足、或连接线松动而接触不良;此 时可用手触摸蓄电池各接线端子,若发热,为其接线连接不良,应拆下导线,用 砂纸打磨后重新装回,并用螺栓紧固。若手摸蓄电池各接线端子的温度正常,为 蓄电池故障,应予以维修或更换。 2如果蓄电池正常时,再用螺丝刀短接起动机的电源主接

45、柱和电机主接柱, 观察短接处的火花强弱和起动机的运转情况: 火花强(表示电流很大),起动机运转正常,证明蓄电池到起动机之间的线路和 起动机良好,故障出在电磁开关上,例如:接触盘和触头烧蚀严重或脏污而造成 接触不良等; 火花强,起动无力。则可能是起动机内部绕组局部短路或有接铁处。也可能是 转轴与轴承配合过紧(摩擦阻力大)或过松而使电枢与磁极碰擦(有摩擦声); 火花弱(表示电流小),起动无力则可能是接线柱与接线头之间氧化、脏 污或松脱,引起接触不良;也可能是电刷与换向器之间接触不良。 (三) 、起动机空转的故障诊断与排除 接通点火开关起动档,起动机只是空转,不能带动发动机曲轴运转,原因可 能是单向

46、离合器打滑;拨叉脱落或变形、缓冲弹簧折断或太软;飞轮齿环有几个 齿损坏; 电磁开关行程调整不当,以致开关闭合时间过早或起动机固定螺钉松动 等。检查步骤如下: 1起动机空转时转速很高,可听到高速转动的“嗡嗡”声,但发动机不转, 一般为单向离合器打滑,可检查单向离合器锁止力矩,并予以修理调整; 2起动机空转且拌有齿轮撞击声,可检查缓冲弹簧是否折断或过软,起动 机电磁开关行程调整是否得当,起动机固定螺钉是否松动等,并根据情 况予以修理; 3起动机空转,此时切断电源,摇转曲轴,使飞轮齿环转过一个角度,再 起动,可以正常带动发动机运转,说明飞轮齿环有连续几个齿损坏。 (四) 、起动机异响的故障诊断与排除

47、 起动机工作时有异响一般故障原因为:电磁开关工作不良,蓄电池亏电,机 械故障等。检查步骤如下: 1起动机驱动小齿轮周期性地撞击飞轮齿环,发出“哒、哒”声,一般 是电磁开关的保持线圈或吸拉线圈断路、短路或接触不良,蓄电池亏电。 诊断方法: (1) 首先检查蓄电池是否亏电(按喇叭,开大灯观察喇叭音响和灯光 明亮程度是否正常) , 若蓄电池存电良好, 则为电磁开关工作不良; (2) 用万用表检查电磁开关的保持线圈和吸拉线圈是否短路、断路或 接触不良。 2起动时起动机有“扫膛”现象,故障为转子轴向间隙过大,一般为铜套 磨损或损坏(解体起动机更换铜套) 。 3起动时有较大的响声并且转子转动无力,一般是装

48、配过紧或转子轴弯曲 等机械故障导致。此时必须解体起动机进行检查并按规定装配。 湖南交通职业技术学院 课时授课计划 年月日: 授课日期 班次 课题:起动系的性能实验 课型:实验课 目的要求:1、掌握起动系的性能实验方法 2、掌握起动系的使用与维护及故障分析方法 3、掌握起动系常见的故障诊断与排除方法 重点难点:起动系的组成与分类;起动机的故障诊断与排除方法;起 动机的使用与维护 版面设计: 起动系的性能实验 一、起动系的结构及类型 二、起动机的工作原理及工作特性 三、起动机操纵机构结构、类型与工作原理 四、起动系的使用与维护 五、起动系常见故障的诊断与排除 六、起动系的性能实验 实验五、起动机的

49、性能试验实验五、起动机的性能试验 一、 二、 实训课时: 实训内容及目的 1熟悉起动机的解体、组装工艺和方法; 2掌握起动机各主要零件及总成的检查与修理方法; 3正确使用电气万能试验台检验起动机的工作性能。 三、技术标准及要求 1用百分表检查电枢轴弯曲时, 径向圆跳动应不大于 0.100.15mm, 电枢轴 的轴向间隙不大于 0.051.00mm; 2空转试验时,起动机转速大于 5000r/min,电流小于 90A,蓄电池电压为 额定电压。 四、实训器材 电气万能试验台 N 台、起动机 N 台,蓄电池 N 个 五、实训用具 1一字起、十字起、尖嘴钳、扭力扳手各 N,开口扳手 N 套,台钳 N

50、架; 2万用表、游标卡尺、百分表及V 型铁、弹簧称、厚薄规各N,00 号砂纸、 锯片若干。 六、实训注意事项 1用蓄电池测试电磁开关和起动机时,检查时间不宜过长; 2起动机夹在电气万能试验台夹具上时,注意一定和驱动轴同轴。 七、实训操作步骤 1起动机的解体(以丰田系列常规式起动机为例说明)如图 1-15 所示 图 1-15丰田系列常规式起动机分解图 (1) 从电磁开关处断开引线; (2) 拧出将电磁开关固定在驱动机构外壳上的两个螺母,将电磁开关 取下; (3) 拧出后轴承盖的两个螺钉,将轴承盖取下; (4) 用一字起将锁止板撬开,取出弹簧和胶圈; (5) 拧出两个贯穿螺栓,将换向器端框架拆下;

51、 (6) 用铁丝钩将四个碳刷取出,同时碳刷架也拆下; (7) 将励磁线圈架和电枢等一并取下; (8) 用一字起轻轻敲入前端止动圈套,撬出弹簧卡环,从电枢轴上拆下 止动圈套和单向离合器。 解体后,清洗擦拭各零件。金属零件用煤油或汽油,绝缘零件用浸了汽油 的布擦拭。 2起动机各主要零件的检修 (1)转子总成的检修: 电枢轴:用游标卡尺检测轴颈外径与衬套内径,配合间隙应为 0.0350.077mm。 最大不超过 0.15mm, 间隙过大应更换衬套并重新铰配。 0.10 图 1-16电枢轴的检查图 1-17换向片的检查 换向器:检查换向器表面有无烧蚀和失圆。轻微烧蚀用 00 号砂纸打磨, 严重时应车削,换向器与电枢轴的同轴度不大于0.03m

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