第3章汽車控制系統(tǒng)ppt課件

1、汽車電器與電子控制系統(tǒng)主講：伍時和三亞學院 理工學院第三章 起動機第三章 起動機.要點：1、發(fā)動機不能自行起動，必需有外力拖動才干起動。2、起動系統(tǒng)：蓄電池、電流表、起動電動機、點火開關(guān)、繼電器。將電池的能量轉(zhuǎn)換成機械能帶動發(fā)動機起動點火。3、起動機：1直流串勵電動機。 2、傳動機構(gòu)。 3、控制安裝。第三章第三章 起動機.起動機普通由三部分組成與作用：1)、直流串勵式電動機其作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，即將蓄電池的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的安裝。2)、傳動機構(gòu)其作用是在發(fā)動機起動時，使起動機驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)，將起動機轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動機曲軸；而在發(fā)動機起動后，使驅(qū)動齒輪自動打滑，防止起動機發(fā)生電樞飛散的“飛車事故。

2、3)、控制安裝(即電磁開關(guān)) 用來接通和切斷電動機與蓄電池之間的電路，控制起動機驅(qū)動齒輪與發(fā)動機飛輪的嚙合與分別。在有些汽油機上，還具有接人和隔除點火線圈附加電阻的作用。 圖31所示為一典型起動機的構(gòu)造。第三章 起動機.第三章 起動機.第三章 起動機第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理第二節(jié) 起動機根本參數(shù)的選擇第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理第四節(jié) 起動機常見缺點和診斷以及實驗與調(diào)整第三章.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理ESM :一、直流電動機 1直流電動機的構(gòu)造部件：機殼、磁極、電樞、換向器、電刷、端蓋。主要部件：定子繞組勵磁轉(zhuǎn)子繞組電樞。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2直流電動機的任務(wù)原理

3、和轉(zhuǎn)矩1任務(wù)原理2電磁轉(zhuǎn)矩磁場中，載流導體受力，左手定那么。Cm轉(zhuǎn)矩常數(shù)，P極對數(shù)，Z電樞總導體數(shù),支路對數(shù)。IS電樞電流磁極磁通量.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2直流電動機的任務(wù)原理和轉(zhuǎn)矩3電樞感應(yīng)電動勢Ce構(gòu)造常數(shù)，P極對數(shù)，Z電樞總導體數(shù),支路對數(shù)。力矩與電流成正比，電流與轉(zhuǎn)速反向變化關(guān)系。外加電壓與電樞電流的關(guān)系。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理二、傳動機構(gòu)1、滾柱式單向離合器。 單向離合器的外殼與十字塊之間的間隙為不同寬度鍥形槽，當發(fā)動機起動時，傳動撥叉將單向離合器沿著花鍵撥出，驅(qū)動齒輪齒入發(fā)動機的飛輪齒環(huán)，此時電樞轉(zhuǎn)動，單向離合器的十字塊隨著電樞一同旋轉(zhuǎn)，滾柱滾入鍥形槽的狹窄一側(cè)

4、而卡住，將轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動機的驅(qū)動齒輪。驅(qū)動曲軸起動發(fā)動機。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理二、傳動機構(gòu)1、滾柱式單向離合器。發(fā)動機起動后，飛輪線速度大于傳動齒輪的線速度，發(fā)動機帶動的飛輪將驅(qū)動單向離合器的驅(qū)動齒輪齒，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速比單向離合器的十字塊轉(zhuǎn)速更快，滾柱滾入鍥形槽的較寬一側(cè)而打滑，這樣發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩不能傳給電動機的驅(qū)動齒輪。防止電動機飛車的危險。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2. 摩擦片式單向離合器電動機輸出起動力矩時，內(nèi)接合鼓沿螺旋線向右挪動，將摩擦片與外接合鼓壓緊，利用摩擦力將電動機力矩傳送給飛輪，發(fā)動機起動。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2. 摩擦片式單向離合器當飛輪線速度大于

5、起動齒輪時，內(nèi)接合鼓沿螺旋線向左挪動，將摩擦片與外接合鼓松開，飛輪力矩不能傳送給電動機。實現(xiàn)單向力矩傳送。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理3彈簧式單向離合器當發(fā)動機起動時，電動機旋轉(zhuǎn)力矩將扭力彈簧收緊，于是電樞的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過扭力彈簧4，驅(qū)動齒輪傳送給發(fā)動機的飛輪，將發(fā)動機起動。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理3彈簧式單向離合器當發(fā)動機起動后，飛輪的線速度大于驅(qū)動齒輪時，驅(qū)動齒輪的逆向作用力將扭力彈簧放松，發(fā)動機的飛輪力矩不能經(jīng)過驅(qū)動齒輪傳送給電樞轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)單向離合器的功能。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理三、電磁式控制安裝當起動時，接通開關(guān)9，按下起動按鈕8，電磁線圈5、6通電并向電動機的電樞和勵

6、磁繞組通電，電機低電壓低速起動，活動鐵心向右吸合，帶動撥叉將驅(qū)動此輪向左挪動與飛輪齒輪齒合。當活動鐵心完全吸合時，活動觸盤將14,15觸電接通，電源與電動機繞組全電壓接通，電動機產(chǎn)生正常力矩帶動發(fā)動機起動。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理控制過程為 起動完成后，松開起動按鈕8，堅持線圈、吸引線圈經(jīng)觸電15通電，由于吸引線圈的電流方向與齒合時的流向相反，所以堅持線圈與吸引線圈產(chǎn)生相反的磁場，活動電磁鐵松開，彈簧帶動活動鐵心向左挪動，驅(qū)動齒輪與飛輪齒合放開，同時接觸盤將14、15觸點斷開，電動機斷電停頓運轉(zhuǎn)。.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理四、起動機特性1直流串勵式電動機特性.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造

7、及任務(wù)原理串激式直流電動機的機械特性.第一節(jié) 起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理一、起動機特性曲線即轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率與電流的關(guān)系。1、起動機起動時，n=0，電流最大，轉(zhuǎn)矩也最大。稱為制動轉(zhuǎn)矩。2、起動機空轉(zhuǎn)時，電流最小，轉(zhuǎn)矩也最小。N最大，稱為空載轉(zhuǎn)速。3、起動機電樞電流接近一半時，功率最大。稱為起動機的額定功率，是選擇電機的根據(jù)。.第二節(jié) 起動機根本參數(shù)的選擇1起動機功率的選擇 NQ最低起動轉(zhuǎn)速參數(shù)選擇包括:起動機的功率、傳動比、蓄電池容量的選擇。MQ發(fā)動機的起動阻力轉(zhuǎn)矩N*m。P起動機功率kW。角速度頻率。1、起動機功率的選擇 .第二節(jié) 起動機根本參數(shù)的選擇1起動機功率的選擇 V發(fā)動機的任務(wù)容積(L)

8、。2、M柴油發(fā)動機的起動阻力轉(zhuǎn)矩N*m。C0常數(shù)表3-1。根據(jù)表3-1以及公式類 型壓縮比缸 數(shù)468汽油機533.53.8汽油機73.544.2柴油機1577.27.4表3-1汽油機NQ=300500r/min柴油機NQ=9001500r/min電動機功率.第二節(jié) 起動機根本參數(shù)的選擇1起動機功率的選擇 ：發(fā)動機最低起動轉(zhuǎn)速三個條件。1、氣缸曾經(jīng)吸入可以著火的混合氣。3、點火安裝可以發(fā)出可靠的火花。2、緊縮行程終了時，混合氣具有一定的壓力和溫度，使得第一次迸發(fā)后，發(fā)電機具有一定的動能完成四沖程繼續(xù)任務(wù)。汽油機最低轉(zhuǎn)速為：5070r/min，柴油機的最低轉(zhuǎn)速為：100200r/min.汽油機N

9、Q=5070r/min柴油機NQ=100200r/min.第二節(jié) 起動機根本參數(shù)的選擇2傳動比的選擇 1、起動機與發(fā)動機的傳動比，應(yīng)可以保證發(fā)動機可靠的起動，同時要求可以使得起動電動機到達最大的功率。即就是保證發(fā)動機最低轉(zhuǎn)速起動的條件下，電動機輸出功率以及轉(zhuǎn)矩最大。起動機與曲軸的傳動比：汽油機1317；柴油機810 。汽油機NQ最低起動轉(zhuǎn)速650900r/min柴油機NQ最低起動轉(zhuǎn)速8002000r/min.第二節(jié) 起動機根本參數(shù)的選擇3蓄電池的選擇 電池容量C 電池容量A hP 起動電動機功率k WV 起動電動機額定電壓V7.5k W以上的電動機，蓄電池的容量可以選擇比計算的實際值小些。.第

10、三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理一、起動機的分類1、電磁控制強迫吸合式：電機起動時，驅(qū)動齒輪借助電磁力拉動推桿，自動吸入飛輪齒環(huán)。2、電樞挪動式：靠磁極磁通的電磁力，使電樞軸向挪動，將驅(qū)動齒輪齒飛輪齒環(huán)。3、齒輪挪動式：靠電磁開關(guān)推進安裝在電樞軸孔內(nèi)的齒合桿，而使驅(qū)動齒輪齒飛輪齒環(huán)。 電樞挪動式、和齒輪挪動式，性能較好，但機械構(gòu)造較復雜。用得多的是電磁控制強迫吸入式。.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理二、電磁控制齒合式起動機1、日產(chǎn)1日產(chǎn)車型。動作原理與第一節(jié)講解一致.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理二、電磁控制齒合式起動機2、國產(chǎn)QD124型起動機.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理電動

11、機的起動過程：兩個階段1、進入齒合；2、完全齒合。1、進入齒合 翻開點火開關(guān)3，繼電器線圈通電，觸頭1閉開，吸合線圈，維持線圈通電，電動機以低電壓運轉(zhuǎn)，將驅(qū)動齒輪齒入飛輪環(huán)。電動機與發(fā)動機飛輪齒合。通電回路為：電池正極接線柱4點火開關(guān)電流表A繼電器線圈搭鐵電機低電壓起動齒入運轉(zhuǎn)通路維持線圈電路電池正極接線柱4點火開關(guān)電流表A繼電器銜接觸頭搭鐵導電片7接線柱8吸引線圈13接線柱9電動機線圈接線柱5電池負極維持線圈搭鐵繼電器通電回路.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理電動機的起動過程：兩個階段1、進入齒合；2、完全齒合。2、完全齒合：接觸盤將45端接通，電動機全電壓運轉(zhuǎn)，吸合線圈被接觸盤短接，靠維

12、持線圈維持電磁鐵通電吸合，堅持驅(qū)動齒輪齒入飛輪環(huán)。3、起動終了： 松開點火開關(guān)鑰匙3，點火開關(guān)自動復位點火檔位，繼電器線圈斷電，觸頭1斷開，吸合線圈，維持線圈串聯(lián)，堅持驅(qū)動齒輪齒入飛輪環(huán)。電機低電壓起動齒入運轉(zhuǎn)通路維持線圈電路電池正極接線柱4點火開關(guān)電流表A繼電器銜接觸頭搭鐵接觸盤10接線柱9電動機線圈接線柱5電池負極維持線圈搭鐵通電回路為：.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理電動機的起動過程：兩個階段1、進入齒合；2、完全齒合。3、起動終了： 松開點火開關(guān)鑰匙3，點火開關(guān)自動復位點火檔位，繼電器線圈斷電，觸頭1斷開，吸合線圈，維持線圈串聯(lián)，吸合線圈與維持線圈電磁力相反，合成吸力跟小，撥叉軸上

13、的彈簧彈力將驅(qū)動齒輪撥離飛輪環(huán)，接觸盤與4、5銜接柱分別，起動終了。電動機繞組電池正極接線柱4導電片7負極銜接頭9搭鐵接觸盤10接線柱8吸引線圈13接線柱5電池負極維持線圈14搭鐵通電回路為：.三、新型起動機1電樞挪動式起動機圖313 電樞挪動式起動機的電路圖： l主磁場繞組，2串聯(lián)輔助勵磁繞組，3并聯(lián)輔助勵磁繞組，4接觸橋，5靜觸點，6電磁鐵，7擋片， 8扣爪，9回位彈簧10圓盤，11一電樞，12磁極，13摩擦式離合器。第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理電動機的起動過程：兩個階段1、進入齒合；2、完全齒合。1、進入齒合 此時，串、并聯(lián)輔助繞組通電產(chǎn)生的電磁

14、力抑制彈簧9的反力，吸引電動機電樞向左挪動，電動機的驅(qū)動齒輪齒入曲軸的飛輪齒環(huán)。并接通主勵磁繞組1。蓄電池負極電池正極蓄電池負極電樞搭鐵接觸橋4上部串聯(lián)輔助線圈2靜觸點5并聯(lián)輔助線圈3搭鐵當起動點火開關(guān)接通時，電磁鐵6產(chǎn)生的吸力，吸引接觸橋4，由于扣爪8頂住了擋片7，接觸橋只能上端吸合，接通了串、并聯(lián)輔助繞組的電路： 此時，串、并聯(lián)輔助繞組電阻大，產(chǎn)生的電磁磁通較小，電動機電樞低速運轉(zhuǎn)，驅(qū)動齒輪齒入飛輪齒環(huán)較為柔和。1電樞挪動式起動機.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理電動機的起動過程：兩個階段1、進入齒合；2、完全齒合。2、完全齒合： 電樞挪動使驅(qū)動齒輪齒入飛輪環(huán)后，固定在電動機換向器端面的

15、圓盤10，托起扣爪8，使得擋片7脫扣，活動接觸橋上下觸點閉合，接通電動機主勵磁繞組1，起動電動機便以正常的任務(wù)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速驅(qū)動發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)。3、離合器動作： 起動時，摩擦式單向離合器在電動機旋轉(zhuǎn)力矩的作用下，向著鎖緊形狀。將電動機的轉(zhuǎn)矩傳送給發(fā)動機曲軸，發(fā)動機啟動后，當發(fā)動機帶動的飛輪齒線速度大于驅(qū)動齒輪齒環(huán)的線速度時，摩擦式單向離合器在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)力矩的作用下，向著松動形狀變化，離合器打滑，曲軸轉(zhuǎn)矩不能傳送給電動機電樞。防止飛散。1電樞挪動式起動機.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理電動機的起動過程：兩個階段1、進入齒合；2、完全齒合。4、退出離合器動作： 發(fā)動機起動后，電動機處于空載形狀，其轉(zhuǎn)

16、速升高，使得電樞電流減小，串勵磁輔助繞組，主勵磁繞組電流減小，磁通下降，電動機電樞與定子磁場的相互作用力下降，當減小到不能抑制彈簧9反作用力時，彈簧力將電動機電樞向右側(cè)挪動，驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)脫離齒合，扣爪8復位上扣，為下次起動做好預備；只需將點火開關(guān)復位至正常點火位置，起動繼電器線圈斷電，電動機電源切斷，電機才干回到停頓形狀。1電樞挪動式起動機.2減速式起動機第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理三、新型起動機 減速式起動機的起動安裝有內(nèi)齒合式、外齒合式和行星齒輪式三種。1、內(nèi)齒合式電動機用串勵磁方式，單向離合器采用滾柱式單向離合器10。傳動采用內(nèi)齒合式，驅(qū)動齒輪13，內(nèi)齒輪12。動作原理與前述

17、根本一樣。.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2減速式起動機2、行星齒輪齒合式電動機用串勵磁方式，單向離合器采用滾柱式單向離合器9。減速傳動采用行星齒輪8。動作原理與前述根本一樣。.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2減速式起動機行星齒輪傳動過程：2、行星齒輪齒合式電動機電樞力矩驅(qū)動太陽齒輪1，太陽輪驅(qū)動行星輪2、3、4，行星輪驅(qū)動安裝與單向離合器聯(lián)軸的內(nèi)齒圈，到達減速目的。.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2減速式起動機3、外齒合式電動機用并勵磁方式。傳動機構(gòu)由惰輪和離合器齒輪、小齒輪和起動離合器構(gòu)成。惰輪、離合器齒輪可以將電動機電樞轉(zhuǎn)速減少1/31/4后傳送給小齒輪。優(yōu)點：可以產(chǎn)生更大的

18、起動轉(zhuǎn)矩傳動機構(gòu)同等體積相比較。. 圖3-18豐田車用減速式起動機的原理表示圖 l一小齒輪，2一小齒輪回位彈簧，3一惰輪，4一電樞，5一勵磁線圈，6一電刷，7一端子C， 8一可動鐵心回位彈簧，9一可動鐵心，10一端子30 ，1l一蓄電池，12一點火開關(guān)，13一端子50，14一螺旋花鍵，15一離合器齒輪，16一同動離合器，17一齒圈，HC一堅持線圈，PC一吸引線圈第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2減速式起動機3、外齒合式減速外齒合式起動機的任務(wù)原理.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2減速式起動機3、外齒合式減速外齒合式起動機的任務(wù)原理.1 、點火開關(guān)置于起動STA位置時，端子50將吸引線圈和

19、堅持線圈與蓄電池正極接通，吸引線圈經(jīng)端子C與電動機的定子勵磁繞組電樞繞組接通，再經(jīng)碳刷到地構(gòu)成電動機的起動電流回路。電動機以低電壓起動轉(zhuǎn)速較低，有利于傳動機構(gòu)齒合。 由于吸引線圈和堅持線圈同時通電，電流產(chǎn)生的磁場方向一致，將可動鐵心向左推進，緊縮阻力彈簧，將小齒輪齒入飛輪齒環(huán)，由于整個過程電動機處于低速運轉(zhuǎn)，使得齒合過程平穩(wěn)。第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理外齒合式起動機的任務(wù)原理：.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理2 、當鐵心向左推進將小齒輪完全齒入飛輪齒環(huán)時，銜接盤將端子7C與端子1030聯(lián)通，吸引線圈被短接，蓄電池正極與電動機的定子勵磁繞組電樞繞組直接接通，電動機以全電壓運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速升高，且輸出最大轉(zhuǎn)矩，電動機電樞轉(zhuǎn)矩經(jīng)過傳動減速齒輪，單向離合器帶動曲軸其帶動發(fā)動機。 小齒輪與飛輪齒環(huán)的齒合靠維持線圈的電磁力維持。外齒合式起動機的任務(wù)原理：.第三節(jié) 典型起動機的構(gòu)造及任務(wù)原理外齒合式起動機的任務(wù)原理：3 、起動終了，點火開關(guān)從起動STA位置時，撥回至運轉(zhuǎn)ON位置，端子50與蓄電池正極的銜接斷開，吸引線圈和堅持線圈經(jīng)過接觸盤10、7端子C堅持與蓄電池正極接通，流經(jīng)