《第4章起动机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章起动机（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代汽车电子电器设备,第4章 起动机,学习任务 起动系统的构造与检修,任务导入,故障现象：一辆丰田VIOS1.6轿车无法起动，起动时起动机无反应。 故障检修：汽车起动机无反应与下列因素有关：1.起动线路故障、2.起动机故障，3.电瓶亏电。 我们首先检查起动时蓄电池的电压，电压正常（启动时正常值在10V以上），排除电瓶亏电的因素；然后检查搭铁线、起动线路、点火开关线路均正常，观察线路外观无破皮、虚接现象，使用万用表测量线路良好；之后又检查当点火钥匙打到“ON”挡时，短接起动机蓄电池接线柱与M端接线柱，起动机驱动齿轮无法正常转动；到此即可判定为起动机故障，更换起动机后故障排除。,学习指南,汽车发动
2、机在以自身动力运转之前，必须借助外力旋转。发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程，称为发动机的起动。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三种形式。人力起动采用绳拉或手摇的方式，简单但不方便，只适用于一些小功率的发动机；辅助汽油机起动主要用在大功率的柴油发动机上；电力起动方式操作简便，起动迅速，并且可以远距离控制，因此被现代汽车广泛采用。,4.1 起动系统的组成与原理,1.发动机的起动,要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混和气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行
3、。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的启动系。,2.起动原理,起动时，接通起动开关起动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。 当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时，短路线路接通，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。,3.起动系组成 起动系一般是由蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等部件组成。,4
4、、典型起动系统的电路, 起动转速：能使发动机起动的曲轴最低转速称为起动转速。在020时，汽油机的起动转速为3040 r/min，柴油机的起动转速为150300r/min。, 起动转矩：能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩，起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。起动阻力矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。,5、起动条件,6、起动方式, 人力起动：起动最为简单，只须将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内，以人力转动曲轴。, 电动机起动：电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。
5、,7、汽、柴油机冷启动辅助装置,预热装置,电热塞 进气加热器 电火焰预热器,电热塞,进气预热器,4.2 起动机结构及工作原理,1、起动机的规格型号（国家行业标准QC/T73-1993汽车电器设备产品型号编制方法规定） 1.产品代号 QD普通型；QDJ减速型；QDY永磁型 2.电压等级 112V；224V 3.功率等级 11KW；21-2KW；32-3KW；43-4KW； 54-5KW；65-6KW；76-7KW；87-8KW； 98KW 4.设计序号 5.变形代号,2、起动机实物,3、起动机实物（分解）,起动机的组成 直流电动机：将蓄电池输入的电能转化为机械能，产生电磁转矩 传动机构：也称起动
6、机离合器、啮合器，在发动机起动时将起动机轴上的小齿轮啮入飞轮齿圈，发动机起动后，将小齿轮与飞轮脱开 操纵机构（控制装置）：接通和断开电动机和蓄电池之间的电路,4、起动机结构与原理,直流串励式电动机的构造 是由电枢、换向器、磁极（铁芯和励磁线圈）、机壳、电刷及刷架等组成。,5、直流电机的结构与原理,1）.电枢和换向器,（1）电枢:由电枢绕组及电枢铁芯、电枢轴等组成； 传动机构与电枢轴采用花键配合； 电枢轴采用三点支撑； 电枢轴尾部有限位圈； 铁芯：用硅钢片叠成； 绕组：矩形断面裸铜线绕制，用绝缘纸绝缘，紧固。,电枢及其内部连接 电枢绕组通常用波绕法，两端焊在换向片上，与每一绕组两端相连接的换向器
7、片 相隔90，这种 绕法电阻较低， 有利于提高转矩。,（2）换向器 由铜片和云母片相间叠压而成。铜片与铜片、铜片与电枢轴间均绝缘，铜片接电枢绕组，用夹固加焊方式连接。 换向器通过电刷来连接磁场绕组与电枢绕组。,换向器的作用：将电源提供的直流电转化成电枢绕组所需要的交流电，以保证电枢绕组所产生的转矩方向不变。,2）.磁极： （1）组成 1）铁芯：低碳钢制成。 2）绕组：由矩形铜条绕制。一端接外壳上的接 线柱，另端接二 只非搭铁的电刷。 3）磁极数目： 一般为4或6个， 同性相对安装。 （2）作用：产生磁场。,磁场与磁路,3）.电刷与电刷架 （1）电刷 由铜粉（8090）和石墨粉（1020）压制而
8、成。,第二节 串励式直流电动机,（2）电刷架 一般为四个，为金属框式，两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。电刷架上装有弹力较大的盘形弹簧。,第二节 串励式直流电动机,4）.轴承与机壳 （1）轴承采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承，可承受冲击性载荷。减速式起动机电枢转速高，故用滚柱轴承或滚珠轴承。 （2）机壳为基础件，并起导磁作用。一端有四个检查窗口，中部有一接线柱，其在机壳内与励磁绕组的一端相接。,5）.端盖 分前后两个端盖。前端盖用钢板压制，内装电刷架。后端盖用灰铸铁铸成，内装电机传动机构，设拨叉座及驱动齿轮行程调整螺钉。每个端盖的中间均装有青铜石墨轴承或铁基含油轴承；后端盖与机壳之间装中
9、间轴承板对轴起中间支承作用。整机由两个长螺栓通过前后端盖夹紧机壳固定。,6、直流电机工作原理,一个线圈产生的电磁转矩是有限的，且电枢转动不平稳，故电枢绕组是由很多组线圈组成的，换向器片数量也随线圈数量的增加而增加。磁极也设为两对或数对。,一、汽车发动机对起动机传动机构的要求 1.要求： （1）起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈啮合时要平稳，不能发生冲击现象。 （2）由于起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈速比很大(一般大于15)，因此发动机起动后，驱动齿轮应能自动打滑或脱离啮合，以免发动机带动起动机电枢高速旋转，造成电枢绕组“飞散”的事故。 （3）因为起动机是由点火开关控制的，所以当发动机工作时
10、，要防止点火开关误操作，使起动机的驱动齿轮再次与发动机的飞轮齿圈啮合，导致起动机与发动机的飞轮齿圈的损坏。,7、传动机构,一、汽车发动机对起动机传动机构的要求 2.啮合过程：在电磁开关的作用下，驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合，当二者完全啮合后，主电路接通，电枢轴开始带动发动机曲轴旋转。发动机起动后，驱动齿轮与飞轮齿圈仍处于啮合状态，单向离合器打滑，驱动齿轮在飞轮的带动 下空转。起动 结束后，驱动 齿轮在电磁开 关的作用下， 与发动机飞轮 齿圈脱离啮合。,传动机构包括单向啮合器和拨叉两部分。 单向啮合器 1.作用 传递电动机转矩，起 动发动机，且在起动后 自动保持起动机不致飞 散损坏。 2.种类 滚
11、柱式单向啮合器、 摩擦片式单向啮合器、 弹簧式单向啮合器等三类。,二、常见的起动机单向离合器,（1）滚柱式单向啮合器 种类：十字块式、十字槽式,结构 工作原理,特点：结构简单，在中、小功率的起动机上被广泛应用。但在传递较大转矩时，滚柱易变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上。主要用于中小型汽车上，如CA1091、BJ130等汽车上使用。,作用：控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮齿圈啮合；控制起动机主电路(电流为200600A) 的导通；有些起动机的电磁开关还能在起动时将点火线圈的附加电阻短路，以提高起动时的点火电压。,8、电磁开关,起动机工作过程,一、电磁开关结构 吸拉线圈 保位
12、线圈,起动时，接通起动开关，起动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。 如果齿轮与飞轮齿端相对，不能马上啮合，此时弹簧压缩，当齿轮转过一个角度后，齿轮与飞轮迅速啮合。当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时，短路线路接通，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。,4.3 起动机工作特性,直流电动机中，励磁绕组与电枢绕组的连接方式可分为：串励式、并励式和复励式三种形式。汽车起动机所用的电动
13、机为串励式。,一、串励式直流电动机的工作特性,1.转矩特性 因电枢电流与励磁电流相等，故在磁路未饱和时磁通与电枢电流成正比。即C1Ij C1IS 电机转矩MCmIS CmC1ISIS 结论：磁路未饱和时，电磁转矩与电枢电流的平方成正比；磁路饱和后，磁通与电流无关，电磁转矩与电枢电流呈直线关系。,一、串励式直流电动机的工作特性,2.转速特性 根据基尔霍夫第二定律有：蓄电池的EX与电机反电动势Ef的代数和等于磁场绕组和电枢组组的电压降、连接导线电压降、蓄电池内阻电压降及电刷接触电阻的电压降的代数和。即： U-EfIS(Rs+Rj）+Ud 则反电势为： Ef U- IS (Rs+Rj）-Ud 因 E
14、f=Cmn 有,转速特性 分析：电枢电流增加时，电压降ISR也随之增加；磁路未饱和时，磁通也增加，故电机转速将随ISR和的增加而急剧下降。 结论：直流串励式电动机具有重载时车速低而转矩大的特性(软机械特性)，可保证起动安全可靠。但轻载空载时转速很高易飞车，故应避免。大功率直流电机一般采用复励式。,3.功率特性 分析：当起动机完全制动 时转速和输出功率为零， 电流最大，转矩也最大(为 制动转矩)；空载时电流最 小，但转速最大(为空载转 速)，输出功率也为零；只 有当电枢电流接近制动电 流一半时(电动机电大功率 点)，输出功率最大。因起 动时间短，一般把最大功率作为额定功率。通常用空载和制动试验检
15、验起动机技术状况。,二、影响起动机功率的因素 1.接触电阻和导线电阻换向器烧蚀、污损、磨损；电刷磨损；电刷弹簧弹力小；蓄电池极桩与起动电缆、搭铁线搭铁、接触盘 与主接线柱、起动 电缆及搭铁线过长、 过细； 2.蓄电池容量容量 小则内阻大，电压降 大，起动功率小； 3.环境温度影响蓄 电池容量和内阻。,4.6 起动系故障诊断,汽车启动规范,不管汽车的新旧程度，司机在首次启动汽车时做到一看二查三启动，对延长汽车的使用寿命会有很好的作用。 一看，就是围绕汽车转一圈，主要看汽车的外表和环境为主，看看车前车后有没有障碍物，停车位置的地面有没有可疑的油渍或水渍，前后灯具总成是否有损坏，轮胎气压是否够气。
16、二查，就是了解发动机的机油、冷却水是否够量，前后照明灯、信号灯和仪表是否工作正常，主要以检查汽车内部的技术状态为主。掀起发动机罩，抽出油尺查看机油高度位置是否正常，拧开水箱盖查看水位是否正常，因为机油和冷却水是发动机的“生命保护盾“，它们出问题发动机就很容易出问题，经常检查油和水的状况是十分必要的。同时也不要忘记查看一下冷却液和制,动液，这些液体的储液罐大多呈透明的，一目了然。然后将点火锁匙转到开的位置（并不是启动发动机），查看仪表板各个仪表和指示灯是否显示正常。依次开启关闭小灯、大灯、会车灯、雾灯、转向灯，故障灯、倒档灯和刹车灯等，尤其要重视转向灯和刹车灯，不管白天黑夜，这两种信号灯是最关系到行车安全的，任何时候都要保持良好的状态。 三启动，就是在前两项都正常的情况下转动点火锁匙启动发动机，每次启动时间不要超过十来秒，这里要注意冷启动时，压油门要轻缓渐进，切忌一启动就立即加大油门使发动机转速急剧提升，因
