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1、.,汽车电器设备 起动机基础知识,.,复习,问题,请问：1.汽车供电系统有哪几部分组成？ 各自起着什么作用？,.,导入,图中的小姑娘在干什么？,汽车起动系统从原始的人工手摇才起动发展成现代的电力起动。起动电机控制方式发生巨大变化，从简单的点火开关控制发展成分为智能一键起动。本项目将围绕传统及现代起动系统的原理、检测等内容进行介绍。,.,导入,.,一、起动系统的组成、作用、类型、要求,视频,问题一,问题二,起动系的作用是通过（ ）将蓄电池储 存的电能转变为机械能,驱动（ ）从静止 开始运转，直到发动机（ ）能自行运转。,起动系由（ ）、电缆、（ ）和飞轮齿圈、（ ）等部件组成。,蓄电池,起动机,
2、点火开关,起动机,曲轴,着火,1.组成及作用,.,蓄电池在起动过程中为起动系统、点火系统以及其它电器设备供电。,导线将蓄电池和其它电器设备连接起来，组成完整回路，一起为起动系提供电能,起动机是起动系统的核心部分，它的作用是将蓄电池的电能转变成机械能，然后传给发动机飞轮，使发动机开始运转。,（有四个位置） 点火开关是电源分配点,1、LOCK锁止档：用机械方式锁住方向盘,2、ACC附件档：给汽车的电器附件供电（不包括起动和点火）,3、ON点火档：接通受点火开关控制的所有电路（不包含起动电路）,4、START起动档：接通点火和起动电路，可以起动发动机,.,一、起动系统的组成、作用、类型、要求,2.类
3、型,磁极,利用电磁力拉动,结构简单、但啮合力小，可靠性差，现在很少使用,.,一、起动系统的组成、作用、类型、要求,2.类型,电枢移动式,利用磁极产生的电磁力使电枢产生轴向移动，从而将驱动齿轮啮入飞轮齿圈的起动机。,结构比较复杂，主要用于大功率发动机汽车，如东欧汽车。,.,一、起动系统的组成、作用、类型、要求,2.类型,齿轮移动式,利用电磁开关的电磁力拉动杠杆机构，使驱动齿轮强制啮入飞轮齿圈的起动机。,工作可靠，广泛使用。,.,一、起动系统的组成、作用、类型、要求,2.类型,减速起动机式,传动机构设有减速装置。,高速小型电机：质量、体积小30%-35%，但结构工艺复杂。用于赛车、越野车。,.,一
4、、起动系统的组成、作用、类型、要求,3.要求,(1) 起动机的功率应和发动机起动所必需的功率相匹配，以保证起动机产生的电磁力矩大于发动机的起动阻力矩，带动发动机以高于最低起动转速的转速运转。 (2)蓄电池的容量必须和起动机的功率相匹配，保证为起动机提供足够大的起动电流和必要的持续时间。,.,一、起动系统的组成、作用、类型、要求,3.要求,(3)起动电路的连接要可靠，起动主电路导线电阻和接触电阻要尽可能小，一般都在0.01以下。因此，起动主电路的导线截面积比普通的导线大得多，并且连接要非常牢固、可靠。 (4) 发动机起动后，起动机小齿轮自动与发动机飞轮退出啮合或滑转，防止发动机带动起动机运转。,
5、QD125：表示额定电压为12V、功率为12KW，第五次设计的起动机。,起动机功率等级代号,4.型号,.,二、起动机的组成,视频,.,控制装置（电磁开关）,直流电动机,传动装置（啮合机构）,产生电磁转矩,起动时，啮合传动；起动后，打滑脱开,接通、切断电动机与蓄电池之间的电路,二、起动机的组成,视频,.,1.直流电动机,二、起动机的组成,.,1.直流电动机,电枢：产生电磁转矩,（2）要求零件的机械强度高，电路电阻小,（1）作用产生转矩,壳体：安装磁极，固定机件,（3）组成：,磁极：产生磁场,换向器：改变引入电流方向,电刷组件：引入电流,电枢绕组与磁场绕组串联的直流电动机称为串励式直流电动机,磁极
6、,由外壳、磁极、磁场线圈等部分组成。外壳内壁装有四个磁极，相对的是同极，相邻的是异极。磁场线圈采用串联或复联，一端与外壳上的绝缘接柱（即磁场接柱）相连，另一端与正电刷相连。线路连接如图所示。,铁心,励磁绕组,机壳,磁极,磁极,磁场绕组,磁场绕组是由绕在极靴上的线圈构成的电磁铁。,磁极,磁场绕组形成的磁场,当电流流过磁场绕组时，便建立强大的、静止的电磁场，磁场根据绕组围绕在极靴的方向，分为N极和S极。磁场绕组的极性对调，便产生相反的磁场。,电枢,电枢线圈是用扁铜线绕成，较粗且匝数少；电枢轴中部位置制有螺旋齿槽，用以装置啮合器；为了防止轴向窜动，轴的前端制有槽，用于装置锁板机构，轴的后端制有槽，用
7、于装置止动挡圈及弹性档圈。,换向器与电刷,换向器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。,换向器与电刷,内装4个电刷：,接励磁绕组和电枢绕组，和壳体绝缘。,与外壳直接相连，构成电路搭铁。,.,2.传动机构,二、起动机的组成,（1）组成：起动机的传动机构由驱动齿轮、单向离合器、拨叉等组成，安装在起动机轴的花键部分。,拨叉,单向离合器,驱动齿轮,拨叉,单向离合器,驱动齿轮,.,.,.,2.传动机构,（2）作用：起动时，传动机构使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，将电动机产生的力矩通过飞轮传递给发动机曲轴，使发动机起动；起动后，传动机构应使驱动齿轮与电动机脱开，防止
8、电动机超速。,.,2.传动机构,二、起动机的组成,（3）单向离合器,单向离合器的作用是单方向传递转矩，即起动发动机时将起动机的转矩传给飞轮齿圈，而当发动机起动后，它又能自动打滑，不使飞轮齿圈带动起动机电枢旋转，以免损坏起动机。,常用单向离合器主要有：滚柱式单向离合器、摩擦片式单向离合器和弹簧式单向离合器。,1）滚柱式单向离合器,1-驱动齿轮；2-外壳；3-十字块；4-滚柱；5-压帽弹簧；6-垫圈； 7-护盖；8-花键套筒；9-弹簧座；10-啮合弹簧；11-拨环；12-卡簧,结构简单，但传递转矩的能力有限，故不能用于大功率启动机，主要用于中、小功率的启动机。,1）滚柱式单向离合器,结构特点,在外
9、壳与十字块之间，形成了四个宽窄不等的楔形槽，每个槽内分别有一套滚柱、压帽和弹簧。滚柱的直径略大于楔形槽的窄端，而小于宽端。电枢轴-十字块；驱动齿轮-外壳。,1）滚柱式单向离合器,当十字块为主动部分旋转时，滚柱滚入窄端，将十字块与外壳卡紧，十字块与外壳之间能传递力矩，如a图所示。而当外壳作为主动部分旋转时，滚柱滚入宽端，则放松打滑，不能传递力矩，如b图所示。,视频,1）滚柱式单向离合器,起动时，拨叉将离合器推出，驱动齿轮与飞轮啮合，电动机通电后，带动十字块旋转。此时十字块处于主动状态，使滚柱滚入窄端，将十字块与外壳卡紧。,工作过程,1）滚柱式单向离合器,工作过程,起动后（仍未松开点火开关起动档）
10、，飞轮齿圈带动驱动齿轮与外壳高速旋转，当转速超过十字块时，就迫使滚柱滚入宽端，各自自由滚动，起保护作用。,摩擦片式离合器能传递较大转矩，故多用于中等功率起动机。但摩擦片磨损后，摩擦力会大大降低，故需经常调整。,2）摩擦片式单向离合器,2）摩擦片式单向离合器,2-11,结构特点,由内、外接合毂，主、从动摩擦片等组成。外接合毂套装在电动机轴上，主动摩擦片（青铜材料）装入外接合毂的切槽中；从动摩擦片插入内接合毂的切槽内，内结合毂装在驱动齿轮柄的螺旋花键上。,2）摩擦式单向离合器,工作过程,主从动摩擦片相间排列，在离合器工作时利用两者间的摩擦力传递转矩。摩擦片压紧时传递力矩，摩擦片放松时脱离传递。,2
11、）摩擦式单向离合器,动力传递过程,电动机轴 外结合毂 主动摩擦片 从动摩擦片 内结合毂 驱动小齿轮,3）弹簧式单向离合器,弹簧式离合器结构简单、工艺性好、寿命长、成本低，并能传递较大转矩，但扭力弹簧圈数多，轴向尺寸较长，一般在大功率起动机上装用。,3）弹簧式单向离合器,起动发动机时，电枢轴带动传动套筒转动，扭力弹簧顺其旋转方向扭转，圈数增加，内径变小，将齿轮柄与传动套筒包紧，成为一体，起动机转矩经扭力弹簧传给驱动齿轮 发动机起动后，驱动齿轮转速高于传动套筒，扭力弹簧反向扭转放松，内径变大，驱动齿轮与传动套筒松脱打滑，发动机的转矩不能传给电动机电枢,.,3.控制装置,二、起动机的组成,控制装置的
12、作用是控制驱动齿轮和飞轮齿圈的啮合与分离；控制电动机电路的接通与切断。 常用的装置有机械式和电磁式,（1）作用,视频,.,3.控制装置,二、起动机的组成,电磁开关主要有吸引线圈、保持线圈、活动铁芯、接触盘、触点及其它附件组成。,（2）结构,.,3.控制装置,二、起动机的组成,（3）工作过程,1）啮合过程,吸引和保持线圈电流方向相同，产生磁场，电机缓慢旋转，齿轮移动逐渐啮合。,视频,.,3.控制装置,二、起动机的组成,（3）工作过程,2）起动过程,视频,齿轮啮合的同时，接触盘接触主接线柱，主电路接通，吸引线圈短路，保持线圈继续通电，电机高速旋转，起动发动机。,.,3.控制装置,二、起动机的组成,
13、（3）工作过程,3）复位过程,视频,电流回路为： 蓄电池正极电磁开关接线柱吸拉线圈保持线圈搭铁,吸引和保持线圈电流方向相反，产生的磁场相互抵消，齿轮回位，电路切断，电机停转。,.,二、起动机的组成,总结视频,.,二、直流电动机的工作原理,直流电动机是将电能转变为机械能的设备，它是根据载流导体在磁场中受到电磁力作用而发生运动的原理进行工作的。（点击图片观看视频）,.,二、直流电动机的工作原理,.,二、直流电动机的工作原理,直流电动机转矩的大小，与电枢电流及磁极磁通的乘积成正比，可由下式表示： 式中 , Cm 电机常数，与电动机的磁极对数P、电枢绕组总根数Z及电枢绕组电路的支路对数有关（Cm=PZ
14、/2）； IS 电枢电流； 磁极磁通。,1.转矩自动调节原理,.,1.转矩自动调节原理,在直流电动机通电时，产生电磁转矩，使电枢旋转，然而电枢旋转时，其绕组又会切割磁力线，按电磁感应理论，在电枢绕组中又会产生感应电动势，该电动势恰好与外加电枢电流方向相反，因此称为反电动势，其大小为： 式中 Ce 与电机结构有关的常数 （Ce =PZ/60）； n 电动机转速。,二、直流电动机的工作原理,由于反电动势的存在，直流电源加在电枢上的电压，一部分用来平衡反电动势，另一部分则降落在电枢绕组的电阻上，称为电压平衡方程式，即 式中 RS电枢回路的电阻，它包括电枢绕组的电阻以及电刷与换向器的接触电阻。 可求出
15、电枢电流：,.,1.转矩自动调节原理,（1）负载增加轴上阻力增加电枢转速n下降使反电动势E下降电枢电流增加则M增加。,二、直流电动机的工作原理,（2）负载减小轴上阻力减小电枢转速n增加使反电动势E上升电枢电流下降则M减小。,.,2.起动机特性曲线,二、直流电动机的工作原理,（1）起动机刚接入瞬间，此时n=0，电流最大（制动电流），转矩也达最大值。P=0 （2）起动机空转时，电流最小（起动电流），n最大。P=0 （3）当起动电流接近制动电流的一半时，起动机功率最大。,.,小结,熟知起动系统的组成、作用、类型、要求；,掌握起动机的结构及其作用、原理；,能够进行直流电动机工作原理的分析。,作业,课 堂 练 习,一、 判断题 1、起动系统主要包括起动机和控制电路两个部分。 2、常规起动机中吸引线圈、励磁及电枢绕组串联连接。 3、起动机中的传动装置只能单向传递力矩。 4、在起动过程中，吸引和保持线圈中一直有电流通过。,二、选择题 1、直流串励式起动机中的“串励”是指 A 吸引线圈和保持线圈串联连接 B 励磁绕组和电枢绕组串联连接 C 吸引线圈和电枢绕组串联连接 2、下列不属于起动机控制装置作用的是 A 带动拨叉使驱动齿轮和飞轮啮合或脱离 B 带动接触盘使起动机的两个主接线柱接触或分开 C 产生电磁力，使起动机旋转,
