起動系統(tǒng)的原理與檢修

1、一體化課程授課教案（ 2012-2013 學(xué)年 第二 學(xué)期）課程： 汽車電氣 授課教師：楊維俊 學(xué)習(xí)任務(wù)：起動系統(tǒng)的原理與檢修教學(xué)時(shí)間：總計(jì)32授課時(shí)間授課班級 工作情境描述起動系統(tǒng)的檢修是整車維護(hù)作業(yè)中的一個(gè)重要項(xiàng)目。汽車機(jī)電維修工根據(jù)模擬維修前臺接待提供的維修工單，在汽車機(jī)電維修工位，在規(guī)定工時(shí)內(nèi)以經(jīng)濟(jì)的方式，按照專業(yè)要求規(guī)范操作，完成待修汽車起動系統(tǒng)的檢修工作，并為客戶提出正確的使用建議。學(xué)習(xí)任務(wù)描述在教師指導(dǎo)下完成汽車起動系統(tǒng)的檢修作業(yè)。在工作過程中學(xué)習(xí)汽車起動系統(tǒng)的基本組成及結(jié)構(gòu)、起動機(jī)的類型及結(jié)構(gòu)，拆裝方法及工作原理，起動系統(tǒng)電路分析及及起動系統(tǒng)故障的檢修等知識。與其他學(xué)習(xí)情境的關(guān)

2、系本工作任務(wù)是汽車電氣維修中常見的任務(wù)之一，也是汽車電氣課程的重要內(nèi)容，是將來從事汽車維修工作的常見問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠敘述汽車起動系統(tǒng)的基本組成；2.能夠認(rèn)知起動機(jī)的結(jié)構(gòu)；3.能夠描述起動機(jī)的工作原理；4.能夠獨(dú)立完成起動機(jī)的拆裝5.能夠在老師指導(dǎo)下，根據(jù)要求規(guī)范完成汽車起動系統(tǒng)的拆裝及檢修作業(yè)。學(xué)習(xí)內(nèi)容1.汽車起動系統(tǒng)的組成；2.汽車起動機(jī)的功用、類型及結(jié)構(gòu)；3.起動機(jī)的工作原理； 4.起動機(jī)的電路分析；5.汽車起動機(jī)常見故障的檢修。教學(xué)條件1.教學(xué)設(shè)備：汽車起動機(jī)3個(gè)；整車1臺。2.學(xué)習(xí)資料：學(xué)習(xí)材料； 車輛使用說明書、維修手冊；網(wǎng)絡(luò)資源3.教學(xué)場地：多媒體教學(xué)教室； 整車實(shí)訓(xùn)場；教學(xué)

3、方法組織形式1.全班學(xué)生分為3個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組9-10人2.以小組學(xué)習(xí)為主，以正面課堂教學(xué)和獨(dú)立學(xué)習(xí)為輔，三種方式交替進(jìn)行，工學(xué)一體教學(xué)法貫穿教學(xué)全過程。 學(xué)習(xí)評價(jià)1.準(zhǔn)確找出汽車起動系統(tǒng)的組成。（小組評價(jià)）2.指認(rèn)汽車起動系統(tǒng)各組成零件名稱及位置、功用。（教師評價(jià)）3.能根據(jù)工作計(jì)劃，獨(dú)立完成汽車起動系統(tǒng)使用性能的檢查，動作準(zhǔn)確、規(guī)范。（小組評價(jià)和教師評價(jià)相結(jié)合） 4.能根據(jù)電路圖在教師指導(dǎo)下，小組完成汽車起動系統(tǒng)的檢修作業(yè)，動作準(zhǔn)確、規(guī)范。（教師評價(jià)）5.闡述汽車起動系統(tǒng)的工作原理。（小組評價(jià)、教師評價(jià)）6.在完成本任務(wù)的過程中的團(tuán)隊(duì)合作能力、執(zhí)行5S管理情況和學(xué)習(xí)態(tài)度。（自評和組評相結(jié)合

4、）教學(xué)流程1.教師設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)，講述汽車起動系統(tǒng)檢修作業(yè)的任務(wù)和完成本任務(wù)所需準(zhǔn)備的知識。（1課時(shí)）2.學(xué)生小組合作，在學(xué)習(xí)材料的引導(dǎo)下，從整車和汽車臺架上找出汽車起動系統(tǒng)的各組成部分。（1課時(shí)）3.教師引導(dǎo)學(xué)生觀察汽車發(fā)電機(jī)的工作情況，學(xué)生小組合作，歸納發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理，教師予以總結(jié)和點(diǎn)評。（6課時(shí)）4.教師指導(dǎo)學(xué)生完成起動機(jī)的拆裝任務(wù)。（4課時(shí)）5.在學(xué)習(xí)材料的引導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成汽車起動機(jī)的檢修。（4課時(shí)）6.學(xué)生小組合作，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生小組討論起動系統(tǒng)，并對起動系統(tǒng)電路進(jìn)行分析，教師予以評價(jià)和總結(jié)。（8課時(shí)）7.學(xué)生小組合作，在學(xué)習(xí)材料的引導(dǎo)下，討論完成起動系統(tǒng)故障的排除方法

5、。（8課時(shí)）審批意見 審批人/日期：教學(xué)后記活動一、起動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理（一）問題1：你見過起動機(jī)嗎？起動機(jī)有在汽車上有什么作用？大家有沒有看到因?yàn)槠饎訖C(jī)的故障而引起的的汽車故障？把你看到的寫下來？ 問題2 :以下為起動系統(tǒng)的控制電路，看圖說明其起動系統(tǒng)由哪些件組成的？問題3：你見過繼電器嗎？請檢索相關(guān)的資料來敘述繼電器的作用？ 問題4：你能看懂繼電器上的符號的意思嗎？請回答以下的幾個(gè)問題？繼電器端子有 個(gè)，分別是 。繼電器端子腳有一對是相互垂直的，是用來做什么的？問題5：觀察下圖，請思考，當(dāng)D、E通電后，銜鐵如何運(yùn)動？當(dāng)D、E斷電后，銜鐵又如何的運(yùn)動？問題6：查找資填空問題7：觀察起動機(jī)的教學(xué)

6、資源，完成以下的連接： 活動二、起動系統(tǒng)的工作原理（二）圖1一、起動發(fā)動機(jī) 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)旋到“開始”位置，電流流進(jìn)牽引線圈和保持線圈，小齒輪滑動并和齒圈嚙合。同時(shí)，流過勵磁線圈的電流使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給小齒輪、齒圈和曲軸，以使發(fā)動機(jī)曲柄轉(zhuǎn)動。 提示： 當(dāng)發(fā)動機(jī)起動時(shí)，齒圈驅(qū)動電樞旋轉(zhuǎn)。預(yù)防起動機(jī)被發(fā)動機(jī)帶動而旋轉(zhuǎn)，附帶了離合器的功能。電樞可防止因高速轉(zhuǎn)動受到損壞。問題l：請根據(jù)上述工作過程，在下圖中繪出電流的流向圖2。二、發(fā)動機(jī)起動后 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)從“開始”位置釋放時(shí)，流進(jìn)牽引線圈的電流方向改變并且小齒輪返回到原始位置。當(dāng)電流停止流入勵磁線圈時(shí)，則起動機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。 問題2：請根據(jù)上述工

7、作過程，在下圖中繪出電流的流向圖3問題3：根據(jù)電路圖，說明其工作原理，并完成以下的練習(xí)（電流回路與動作作對應(yīng)的連線）活動三、起動機(jī)的拆裝與檢測問題1：敘述從車上拆裝起動機(jī)的工作流程。 問題2：回答以下問題（1）斷開蓄電池的 極（2）拆下起動機(jī)的 和導(dǎo)線。（3）擰松起動機(jī)安裝 ，取下起動機(jī)。（4）安裝時(shí)，按 順序進(jìn)行，先固定 ，再按要求接好導(dǎo)線。問題3：起動機(jī)的分解，查找資料看一下，如何對起動機(jī)進(jìn)行分解。 問題4：起動機(jī)零件的檢測（1） 檢查電磁開關(guān)，按進(jìn)柱塞，并檢查其是否能快速回到原位。必要時(shí)更換?？匆豢茨銣y量的電磁開關(guān)有無問題圖4 （2）檢查牽引線圈，用歐姆表測量50和端子C之間的電阻。如左

8、圖的測量方式，其測量值小于1歐姆。測一測你們組的電磁開關(guān)是否符合要求。圖5 （3）檢查保持線圈電阻用歐姆表測量端子50與開關(guān)體之間的電阻值。正常值低于2歐姆，測測你組的電磁開關(guān)，是否符合要求？ 圖6 （4）對小齒輪進(jìn)行檢查?？匆豢摧嘄X磨損或損壞情況。測一測你組的輪齒有無損壞圖7 活動四、典型電路的分析問題1：以下電路圖為不帶起動繼電器的起動控制電路，說明其控制原理。圖8 問題2：以下電路圖為不帶起動繼電器的起動控制電路，說明其控制原理。圖9 問題3：以下電路圖為桑塔納的的控制電路，說明其控制過程。圖10 活動五、起動系統(tǒng)的故障排除起動系統(tǒng)常見的故障有，起動機(jī)不轉(zhuǎn)，起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力或其他的故障。一

9、、 起動機(jī)不轉(zhuǎn)的故障診斷與排除1. 故障現(xiàn)象 2. 故障原因 3.故障診斷與排除方法 二、 起動機(jī)起動無力的故障診斷與排除1. 故障現(xiàn)象 2.故障原因 3.故障診斷與排除方法 參考資料 一、起動系的作用汽車發(fā)動機(jī)一般為內(nèi)燃機(jī)。起動系的作用是供給內(nèi)燃機(jī)曲軸起動轉(zhuǎn)矩，使內(nèi)燃機(jī)曲軸達(dá)到必需的起動轉(zhuǎn)速，使內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。、 汽車發(fā)動機(jī)常用起動方式有人力起動和電力起動兩種。人力手搖起動方式最簡單，但不方便，目前僅在部分汽車上作為后備起動方式而保留著。電力起動方式采用點(diǎn)火開關(guān)控制起動機(jī)，由于操作輕便、起動迅速可靠、重復(fù)起動能力強(qiáng)，為現(xiàn)代汽車廣泛采用。二、電力起動系結(jié)構(gòu)電力起動系由蓄電池、起動機(jī)、起

10、動繼電器、點(diǎn)火開關(guān)等部件組成，如圖1所示。圖1電力起動系組成起動機(jī)在點(diǎn)火開關(guān)及起動繼電器控制下，將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動發(fā)動機(jī)飛輪齒圈使曲軸轉(zhuǎn)動。為增大轉(zhuǎn)矩，便于起動，起動機(jī)與曲軸的傳動比：汽油機(jī)一般為1317，柴油機(jī)一般為810。起動機(jī)驅(qū)動齒輪的齒數(shù)一般為513齒。 三、起動機(jī)的組成 起動機(jī)(俗稱“馬達(dá)”)一般由直流電動機(jī)、單向傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)三大部分組成。 直流電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，其作用是產(chǎn)生發(fā)動機(jī)起動時(shí)所需要的電磁轉(zhuǎn)矩。 單向傳動機(jī)構(gòu)的作用是在發(fā)動機(jī)起動時(shí)，使驅(qū)動小齒輪與飛輪齒圈嚙合，將起動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給曲軸；在發(fā)動機(jī)發(fā)動后，驅(qū)動小齒輪和直流電動機(jī)之間通過單向離

11、合器作用切斷動力傳遞路徑；起動完畢時(shí)，驅(qū)動小齒輪與飛輪齒圈自動脫離嚙合，起動機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)。減速型起動機(jī)單向傳力機(jī)構(gòu)還帶有齒輪式減速機(jī)構(gòu)，起減速增矩的作用。 操縱機(jī)構(gòu)的作用是接通或切斷起動機(jī)與蓄電池之間的主電路，并產(chǎn)生驅(qū)動撥叉的電磁力。有些起動機(jī)控制機(jī)構(gòu)還有副開關(guān)，能在起動時(shí)將點(diǎn)火線圈附加電阻短路，以增大起動時(shí)的點(diǎn)火能量。四、起動機(jī)用直流電動機(jī) 1.直流電動機(jī)的作用與原理直流電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，其作用是產(chǎn)生發(fā)動機(jī)起動時(shí)所需的電磁轉(zhuǎn)矩。 直流電動機(jī)是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動的原理設(shè)計(jì)而成的。當(dāng)電路接通時(shí)，蓄電池的電流便經(jīng)勵磁線圈和轉(zhuǎn)子線圈形成回路。勵磁繞組通電后形成了電磁場，轉(zhuǎn)

12、子繞組通電后受到電磁作用力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。換向片和電刷在旋轉(zhuǎn)時(shí)確保線圈某有效邊導(dǎo)體從一個(gè)磁極范圍轉(zhuǎn)到另一個(gè)異性磁極范時(shí)，導(dǎo)體中的電流方向同時(shí)改變(即：確保一定磁極下導(dǎo)體的電流方向保持不變，即一定磁極下導(dǎo)體受力方向不變)。2.直流電動機(jī)組成 汽車用起動機(jī)的直流電動機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋組成，如圖3-7所示。圖2.起動機(jī)用直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)(1)定子 起動機(jī)定子部分的作用是產(chǎn)生磁場，分勵磁式和永磁式兩類。為增大轉(zhuǎn)矩，汽車起動機(jī)通常采用四個(gè)磁極，兩對磁極相對交錯(cuò)安裝，低碳鋼板制成的機(jī)殼是磁路的一部分。 圖3.勵磁式電動機(jī)定子 一般勵磁式起動機(jī)勵磁繞組與轉(zhuǎn)子呈串聯(lián)，故稱串勵式電動機(jī)，先將勵磁

13、繞組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞(轉(zhuǎn)子)繞組串聯(lián)。(2)轉(zhuǎn)子起動機(jī)的轉(zhuǎn)子通常稱為電樞，它由電樞軸、鐵心、電樞繞組和換向器等組成。轉(zhuǎn)子的功用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。典型起動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖4所示。轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊成后固定在轉(zhuǎn)子軸上。鐵心外圍均勻開有繞線線槽，用以繞嵌轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組由較大矩形截面的銅帶或粗銅線繞制而成，截面積選大的目的是為了使汽車起動時(shí)能通過較大的起動電流，從而獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。在鐵心線槽口兩側(cè)，用軋紋將轉(zhuǎn)子繞組擠緊以免轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)由于慣性作用將繞組甩出，轉(zhuǎn)子繞組的端頭均勻地焊在換向片上。為防止銅制繞組短路，在銅線與銅線之間及銅線與鐵心之間用性能良好的絕緣紙隔開。減速型起動機(jī)轉(zhuǎn)子速度較

14、普通型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高了5070，絕緣性能及動平衡要求較高，因此，采用環(huán)氧樹脂涂封或耐熱尼龍紙作為轉(zhuǎn)子槽絕緣紙。 圖4起動機(jī)轉(zhuǎn)子普通起動機(jī)轉(zhuǎn)子換向器由銅片和云母疊壓而成，壓裝于電樞軸前端，銅片間絕緣，銅片與軸之間也絕緣，換向片與線頭采用錫焊連接。減速型起動機(jī)轉(zhuǎn)子上的換向器用塑料取代了云母，換向片與線頭采用了銀銅硬釬焊，耐高速又耐高溫?？紤]到云母的耐磨性較好，當(dāng)換向片磨損以后，云母片就會凸起，影響電刷與換向片的接觸，因此，有些微型汽車使用的起動機(jī)換向片之間的云母片規(guī)定割低05mm08mm，但對大多數(shù)起動機(jī)，其云母片不應(yīng)割低。轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動端制有特殊的螺旋形花鍵，用以套裝傳動機(jī)構(gòu)中單向離合器。轉(zhuǎn)子與定子鐵

15、心氣隙，普通起動機(jī)為05mm08mm，減速型起動機(jī)為04mm05mm。(3)電刷端蓋與驅(qū)動端蓋電刷端蓋一般用澆鑄或沖壓法制成，蓋內(nèi)裝有四個(gè)電刷架及電刷，其中兩只搭鐵電刷利用與端蓋相通的電刷架搭鐵。另外兩只電刷的電刷架則與端蓋絕緣，絕緣電刷引線與勵磁繞組的一個(gè)端頭相連接。起動機(jī)電刷通常用銅粉(8090)和石墨粉壓制而成，以減少電阻并提高耐磨性。電刷架上有盤形彈簧，用以壓緊電刷。驅(qū)動端蓋上有撥叉座和驅(qū)動齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉的軸銷孔。為了避免電樞軸彎曲變形，一些起動機(jī)裝有中間支撐板。端蓋及中間支撐板上的軸承多用青銅石墨軸承或鐵基含油軸承。軸承采用滑動式(俗稱“銅套”)，以承受起動機(jī)工作時(shí)的

16、沖擊性載荷。有些減速型起動機(jī)采用球軸承。兩端蓋與機(jī)殼靠兩個(gè)較長的穿心連接螺栓將起動機(jī)組裝成一個(gè)整體。端蓋與機(jī)殼間接合面上一般制有對位用安裝記號。五、 起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu) 1.齒輪嚙合裝置 常見起動機(jī)驅(qū)動小齒輪與飛輪的嚙合靠撥叉強(qiáng)制撥動完成，如圖5所示。 起動機(jī)不工作時(shí)，驅(qū)動齒輪處于圖5a所示位置。當(dāng)需要起動時(shí)，撥叉在人力或電磁開關(guān)的作用下，將驅(qū)動小齒輪推出與飛輪齒圈嚙合，如圖5b所示。待驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈接近完全嚙合時(shí)，起動機(jī)主開關(guān)接通，起動機(jī)帶動發(fā)動機(jī)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖5c所示。發(fā)動機(jī)發(fā)動后，驅(qū)動小齒輪仍處于嚙合狀態(tài)時(shí)，單向離合器打滑，小齒輪在飛輪帶動下空轉(zhuǎn)，電動機(jī)處于空載下旋轉(zhuǎn)。起動完畢后，起動

17、機(jī)撥叉在復(fù)位彈簧作用下回位，帶動驅(qū)動小齒輪與飛輪齒圈脫開嚙合。圖5齒輪嚙合裝置2.單向離合器單向離合器在起動初期將電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給曲軸；發(fā)動機(jī)發(fā)動后，小齒輪仍處于嚙合狀態(tài)時(shí)，單向離合器打滑，避免發(fā)動機(jī)飛輪帶動電樞高速旋轉(zhuǎn)將電樞繞組甩散。常見起動機(jī)單向離合器結(jié)構(gòu)有滾柱式、彈簧式和摩擦片式3種。六、起動機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)起動機(jī)操縱機(jī)構(gòu)也叫“控制機(jī)構(gòu)”，其作用是接通或切斷起動機(jī)與蓄電池之間的主電路，驅(qū)動撥叉使小齒輪與飛輪齒圈嚙合。有些起動機(jī)控制機(jī)構(gòu)還能在起動同時(shí)將點(diǎn)火線圈附加電阻短路，以增大起動時(shí)的點(diǎn)火能量。1.電磁操縱機(jī)構(gòu)工作原理常見起動機(jī)屬電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)。電磁操縱是指起動機(jī)主電路的控制靠

18、電磁開關(guān)實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)制嚙合是指驅(qū)動小齒輪靠撥叉強(qiáng)制推入嚙合。電磁操縱式起動機(jī)由吸拉線圈、保持線圈、活動鐵心、固定鐵心、主開關(guān)接觸盤、撥叉連桿、鐵心及復(fù)位彈簧組成。其中吸拉線圈與電動機(jī)串聯(lián)，保持線圈與電動機(jī)并聯(lián)?；顒予F心可驅(qū)動撥叉運(yùn)動，又可推接觸盤推桿。電磁開關(guān)作用過程如下：起動機(jī)不工作時(shí)，驅(qū)動齒輪處于與飛輪齒輪脫開嚙合位置，電磁開關(guān)中的接觸盤與各接觸點(diǎn)分開。將點(diǎn)火開關(guān)的鑰匙朝順時(shí)針方向擰到起動(ST)檔，電池經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)起動檔觸點(diǎn)向起動機(jī)電磁開關(guān)通電，其流徑為：此時(shí)，吸拉線圈和保持線圈磁場方向相同?；顒予F心在電磁力作用下克服復(fù)位彈簧的作用向內(nèi)移動，壓動推桿使起動機(jī)主開關(guān)接觸盤與接觸點(diǎn)靠近，與此同時(shí)帶動撥叉將驅(qū)動小齒輪邊緩慢旋轉(zhuǎn)邊推向嚙合；當(dāng)驅(qū)動小齒輪與飛輪齒圈接近完全嚙合時(shí)，接觸盤已將接觸點(diǎn)接通，起動機(jī)主電路接通，直流電動機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大轉(zhuǎn)矩通過接合狀態(tài)的單向離合器傳給發(fā)動機(jī)飛輪齒圈。主開關(guān)接通后，吸拉線圈被主開關(guān)短路，電流消失，活動鐵心在保持線圈電磁力作用下保持在吸合位置。此時(shí)主開關(guān)副觸片接通，將點(diǎn)火線圈附加電阻短路。 發(fā)動機(jī)發(fā)動后，飛輪轉(zhuǎn)動線速度超越了起動機(jī)驅(qū)動小齒輪的線速度，單向離合器打滑，飛輪僅帶驅(qū)動小齒輪空轉(zhuǎn)，電樞在電磁力作用下作轉(zhuǎn)動，避免了電樞繞組高速甩散的危險(xiǎn)。 松開點(diǎn)火開關(guān)鑰匙時(shí)，鑰匙自動從起動(