汽車制造行業(yè)的新技術(shù)新工藝

機制專業(yè)導(dǎo)論論文題目：汽車制造行業(yè)中的新技術(shù)新工藝系別：機械工程系專業(yè)：**學(xué)號：**姓名：**班級：**完成日期：**前言隨著社會的不斷發(fā)展，汽車在我們的生活中扮演著越來越重要的角色，因為汽車的出現(xiàn)，我們的生活變得更加的豐富。眾所周知，這幾年因為科學(xué)技術(shù)不斷的更新，人們的創(chuàng)新思想更加活躍，從而也推動了我們的汽車變得更加高級，舒適，同時也是汽車的整體性能得到了令人矚目的飛躍，接下來我們就這幾年的在汽車改進過程中所引進的一些新技術(shù)（如：可變壓縮比、缸內(nèi)直噴、自動啟停、電子點火燃、無級變速器、智能怠速、EGR、防抱死制動、四輪驅(qū)動可調(diào)）以及新工藝（如：沖壓工藝、汽車車身裝焊工藝、涂裝工藝、汽車裝配工藝）的原理，應(yīng)用、優(yōu)點等方面做些簡單的介紹，如有不對之處，望讀者予以指出。2.汽車制造中的新技術(shù)2.1汽車發(fā)動機新技術(shù)2.1.1可變壓縮比（VariableCompressionRatio）可變壓縮比（VCR）的目的在于提高增壓發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。在增壓發(fā)動機中為了防止爆震其壓縮比低于自然吸氣式發(fā)動機。在增壓壓力低時熱效率降低使燃油經(jīng)濟性下降。特別在渦輪增壓發(fā)動機中由于增壓度上升緩慢在低壓縮比條件下扭矩上升也很緩慢形成增壓滯后現(xiàn)象。即發(fā)動機在低速時，增壓作用滯后，要等到發(fā)動機加速至一定轉(zhuǎn)速后增壓系統(tǒng)才起到作用。解決這個問題，可變壓縮比是重要方法。即在增壓壓力低的低負荷工況使壓縮比提高到與自然吸氣式發(fā)動機壓縮比相同或超過，在高增壓的高負荷工況下適當(dāng)降低壓縮比。換言隨著負荷的變化連續(xù)調(diào)節(jié)壓縮比以便能夠從低負荷到高的整個工況范圍內(nèi)有提高熱效率。VCR系統(tǒng)使用一種新的活塞-曲軸系統(tǒng)并入一個多連桿機制來改變活塞在上止點的移動并因此獲得了與工況相匹配的最佳的壓縮比。這一多連桿可變壓縮比機構(gòu)可以在不提高發(fā)動機尺寸和重量的情況下安裝。運動規(guī)律：活塞與曲軸通過上連桿與下連桿連在一起。下連桿也通過控制連桿連接到了控制軸偏心軸頸中心。曲軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了下連桿圍繞著主軸頸的中心旋轉(zhuǎn)，同時圍繞著曲柄銷的中心轉(zhuǎn)動。壓縮比改變的原理：移動偏心軸的中心向上使下連桿順時針傾斜，因此使活塞的上止點和下止點的位置同時下降以降低壓縮比。相反，偏心軸的中心向下移動可以提高壓縮比。①在低速低負荷時采用高壓縮比14：1以獲得提高燃油經(jīng)濟性的最佳效果；②隨著負荷的增加，減小壓縮比以防止爆震發(fā)生；③為了在全負荷時采用高增壓，將壓縮比設(shè)為最低值8：1。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過在發(fā)動機低負荷下應(yīng)用廢氣再循環(huán)并提高壓縮比、在高負荷下采用更高的增壓壓力并降低壓縮比，這樣都可以提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性和輸出功率。2.1.1缸內(nèi)直噴（BlueDirect、TFSI、EcoBoost、SIDI）缸內(nèi)直噴就是將燃油噴嘴安裝于氣缸內(nèi)，直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與進氣混合。噴射壓力也進一步提高，使燃油霧化更加細致，真正實現(xiàn)了精準地按比例控制噴油并與進氣混合，并且消除了缸外噴射的缺點。同時，噴嘴位置、噴霧形狀、進氣氣流控制，以及活塞頂形狀等特別的設(shè)計，使油氣能夠在整個氣缸內(nèi)充分、均勻的混合，從而使燃油充分燃燒，能量轉(zhuǎn)化效率更高。BlueDIRECT是奔馳的第三代汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)，這一技術(shù)的核心主要是能夠在一毫秒內(nèi)連續(xù)四次放電的多火花點火技術(shù)（Multi-sparkignition）和能夠在一個行程內(nèi)最多噴射五次燃油的壓電式噴油嘴，再加上優(yōu)化的缸內(nèi)渦流設(shè)計，帶來了混合更充分的混合氣和更充分的燃燒效果，使燃料的燃燒效率進一步提高，同時達到了更高的排放標準。搭載這一技術(shù)的發(fā)動機于2010年正式亮相，目前該技術(shù)已經(jīng)較廣泛的應(yīng)用于奔馳的新V6、V8以及直列四缸發(fā)動機上，他們分別服役于奔馳的S級、E級以及最新的奔馳B級和新ML車型上?！径嗷鸹c火技術(shù)】TFSI代表的是TwinchargerFuelStratifiedInjection這幾個單詞首字母的縮寫，通過字母表面意思可以理解為雙增壓+分層燃燒+噴射的意思。TSI發(fā)動機是在FSI技術(shù)的基礎(chǔ)之上,安裝了一個渦輪增壓器和一個機械增壓器,鑒于渦輪增壓和機械增壓的特性，機械增壓可以從怠速開始就能為發(fā)動機提供增壓效果,彌補了渦輪增壓系統(tǒng)的延時缺點,所以TFSI是一種極高效率的發(fā)動機形式,會是動力性與燃油燃油經(jīng)濟性的完美統(tǒng)一。EcoBoost是福特對于未來使用渦輪增壓和缸內(nèi)直噴兩項核心技術(shù)發(fā)動機的總稱。在傳統(tǒng)汽油發(fā)動機的基礎(chǔ)上，EcoBoost發(fā)動機進一步添加了燃油缸內(nèi)直噴、渦輪增壓和雙獨立可變氣門正時系統(tǒng)這三大關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢，不僅保證了澎湃的動力輸出，而且優(yōu)化了燃油經(jīng)濟性高達20%，并降低15%的二氧化碳排放。福特EcoBoost發(fā)動機融合了三大關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同優(yōu)勢協(xié)同優(yōu)勢協(xié)同優(yōu)勢協(xié)同優(yōu)勢：：：：燃油高壓直噴、先進渦輪增壓器和雙獨立可變氣門正時系統(tǒng)。每項技術(shù)各有所長，三大技術(shù)的整合體現(xiàn)了EcoBoost發(fā)動機設(shè)計理念，包括：①優(yōu)化的發(fā)動機效率--有效提升燃油經(jīng)濟20%，同時降低二氧化碳排放15%。②更豐富的駕駛樂趣--低轉(zhuǎn)速下的強大扭矩和寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的優(yōu)異響應(yīng)。③小排量帶來的優(yōu)勢--享受傳統(tǒng)高排量發(fā)動機的輸出動力，卻擁有小排量發(fā)動機體積小、重量輕和油耗低的好處。SIDI是SparkIgnitionDirectInjection的縮寫，直譯為火花點燃直接噴射技術(shù)。其實現(xiàn)的原理和一般的直噴發(fā)動機并無二致：凸輪軸驅(qū)動的燃油泵為供油系統(tǒng)提供高壓燃油，共軌噴油嘴將高壓燃油直接注入汽缸，點火時間就可以得到精確的控制，而且高壓噴射和極細的噴嘴設(shè)計則保證了噴油量的精確計算。缸內(nèi)直噴技術(shù)代替了傳統(tǒng)MPFI（多點電噴）技術(shù)之后，發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速下燃燒效率被進一步提升。另外，通用的SIDI技術(shù)依靠的是缸內(nèi)均質(zhì)燃燒來提升效率，并沒有使用稀薄分層燃燒技術(shù)。由于國內(nèi)油品的限制，引入國內(nèi)的直噴發(fā)動機均不使用分層燃燒，通用的SIDI也沒有例外。不過沒有使用分層燃燒也是SIDI發(fā)動機擁有不挑食的優(yōu)勢，官方產(chǎn)品手冊上也并沒有對SIDI發(fā)動機做出任何特殊的養(yǎng)護要求，這也是它相比大眾系直噴發(fā)動機最大的優(yōu)勢所在。2.1.3發(fā)動機自動啟停發(fā)動機自動啟停就是在車輛行駛過程中臨時停車（例如等紅燈）的時候，自動熄火。當(dāng)需要繼續(xù)前進的時候，系統(tǒng)自動重啟發(fā)動機的一套系統(tǒng)。發(fā)動機自動啟停系統(tǒng)是這幾年來發(fā)展最迅猛的汽車環(huán)保技術(shù)，特別適用于走走停停的城市路況。預(yù)計到2012年，歐洲新上市的車中將有50％配備起步停車系統(tǒng)。據(jù)介紹，這套系統(tǒng)能在城市工況下達到15%的節(jié)油能力。使用方法使用方法使用方法使用方法：行駛中只要直接踩制動踏板，車輛完全停止大概兩秒鐘后發(fā)動機就會自動熄火，一直踩著制動踏板，發(fā)動機就會保持關(guān)閉。只要一松開剎車，或者轉(zhuǎn)動方向盤，發(fā)動機又會馬上自動點火，立即又可以踩油門起步，整個過程都處于D檔狀態(tài)。2.1.4電子點火電子點火裝置（ESA）由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構(gòu)等幾部分構(gòu)成。該裝置可根據(jù)傳感器送來的發(fā)動機各種參數(shù)進行運算、判斷，然后進行點火時刻的調(diào)節(jié)，這樣可以節(jié)約燃料，減少空氣污染。此外，新型發(fā)動機電子控制裝置還有自適應(yīng)控制、智能控制及自診斷操作等。一般認為，發(fā)動機電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環(huán)境保護方面。除此之外，在發(fā)動機部分利用電子技術(shù)的內(nèi)容還有：廢氣再循環(huán)（EGR）、怠速控制（ISC）、電動油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機增壓、油汽蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷功能等，它們在不同的車型上都或多或少地被應(yīng)用。2.2無級變速無級變速器（CVT）是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的。因此，其比傳統(tǒng)自動變速器結(jié)構(gòu)簡單，體積更小。另外，它可以自由改變傳動比，從而實現(xiàn)全程無級變速，使汽車的車速變化平穩(wěn)，沒有傳統(tǒng)變速器換擋時那種“頓”的感覺。智能怠速停止系統(tǒng)（SISS：SmartIdlingStopSystem）。這種怠速停止系統(tǒng)用來代替起動機，對處于停止工作狀態(tài)的發(fā)動機氣缸進行噴油。使其燃燒，從而重新起動發(fā)動機。也可以稱為像直噴式發(fā)動機那樣的再起動裝置。智能怠速停止系統(tǒng)（SISS）的優(yōu)點是，不僅顯著降低了發(fā)動機與蓄電池的重量負擔(dān)，而且發(fā)動機的重新起動時間只有0.3s的極短時間。這套世界首創(chuàng)的系統(tǒng)可在發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)時向汽缸內(nèi)進行燃料直噴并點火，利用其產(chǎn)生的能量推動活塞向下，從而實現(xiàn)發(fā)動機安靜而迅捷地再次啟動，這一系統(tǒng)有望將油耗降低7-8%，可謂環(huán)保至極。2.3防抱死制動防抱死制動系統(tǒng)ABS全稱是Anti-lockBrakingSystem，即ABS，可安裝在任何帶液壓剎車的汽車上。它是利用閥體內(nèi)的一個橡膠氣囊，在踩下剎車時，給予剎車油壓力，充斥到ABS的閥體中，此時氣囊利用中間的空氣隔層將壓力返回，使車輪避過鎖死點。ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動系統(tǒng)，通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經(jīng)一定時間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達5~10次），始終使車輪處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)而又有最大的制動力矩。工作原理在制動時，ABS根據(jù)每個車輪速度傳感器傳來的速度信號，可迅速判斷出車輪的抱死狀態(tài)，關(guān)閉開始抱死車輪上面的常開輸入電磁閥，讓制動力不變，如果車輪繼續(xù)抱死，則打開常閉輸出電磁閥，這個車輪上的制動壓力由于出現(xiàn)直通制動液貯油箱的管路而迅速下移，防止了因制動力過大而將車輪完全抱死。在此同時，主控制閥通電開啟，動態(tài)壓力的制動液可進入制動閥，動態(tài)壓力的制動液從動態(tài)助力管路通過主控制閥、制動總泵密封墊外緣到達前輪輸入管路如此反復(fù)地工作（工作頻率3－12次/秒），讓制動狀態(tài)始終處于最佳點（滑移率S為20%），制動效果達到最好，行車最安全。在制動總泵前面腔內(nèi)地制動液是動態(tài)壓力制動液，它推動反應(yīng)套筒向右移動，反應(yīng)套筒又推動助力活塞從而使制動踏板推桿向右移。因此，在ABS工作地時候，駕駛員可以感覺到腳上踏板地顫動，聽到一些噪音。汽車減速后，一旦ABS電腦檢測到車輪抱死狀態(tài)消失，它就會讓主控制閥關(guān)閉，從而使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入普通地制動狀態(tài)下進行工作。如果蓄壓器地壓力下降到安全極限以下，紅色制動故障指示燈和琥珀色ABS故障指示燈亮。在這種情況下，駕駛員要用較大地力進行深踩踏板地制動地方式才能對前后輪進行有效地制動。優(yōu)點當(dāng)車輪即將到達下一個鎖死點時，剎車油的壓力使得氣囊重復(fù)作用，如此在一秒鐘內(nèi)可作用60~120次，相當(dāng)于不停地剎車、放松，即相似于機械的“點剎’。因此，ABS防抱死系統(tǒng)，能避免在緊急剎車時方向失控及車輪側(cè)滑，使車輪在剎車時不被鎖死，不讓輪胎在一個點上與地面摩擦，從而加大摩擦力，使剎車效率達到90%以上，同時還能減少剎車消耗，延長剎車輪鼓、碟片和輪胎兩倍的使用壽命。裝有ABS的車輛在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分別達到80%—90%、30%—10%、15%—20%。3.汽車制造中的新工藝3.1沖壓工藝沖壓技術(shù)在汽車制造業(yè)占有重要地位據(jù)統(tǒng)計，汽車上有60%～70%的零件是用沖壓工藝生產(chǎn)出來的。因此，沖壓技術(shù)對汽車的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都有重要的影響。沖壓工藝的特點及沖壓工序的分類沖壓是一種金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對板料施加壓力，使板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件(沖壓件)。沖壓工序按加工性質(zhì)的不同，可以分為兩大類型：分離工序和成形工序。沖壓工序可分為四個基本工序：1、沖裁：使板料實現(xiàn)分離的沖壓工序(包括沖孔、落料、修邊、剖切等)。2、彎曲：將板料沿彎曲線成一定的角度和形狀的沖壓工序。3、拉深：將平面板料變成各種開口空心零件，或把空心件的形狀、尺寸作進一步改變的沖壓工序。4、局部成形：用各種不同性質(zhì)的局部變形來改變毛坯或沖壓成工序(包括翻邊、脹形、校平和整形工序等)。幾種汽車覆蓋件的沖壓工藝汽車覆蓋件的沖壓工藝，通常都是由拉深、修邊沖孔、翻邊整三個基本工序組成；有的還需要落料或沖孔，有的需要多次修邊、沖孔或翻邊，有的工序還可以合并。因此，對于一個具體的汽車覆蓋件來說，要確定其沖壓工藝，就必須具體地分析該零件的形狀、結(jié)構(gòu)、材料和技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)批量(綱領(lǐng))和生產(chǎn)設(shè)備條件，才能最后確定。表1列出吉利汽車幾種覆蓋件的工藝過程。3.2汽車車身裝焊工藝汽車車身是由薄板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)件，沖壓成形后的板料通過裝配和焊接形成車身殼體(白車身)，所以裝焊是車身成形的關(guān)鍵。裝焊工藝是車身制造工藝的主要部分。汽車車身殼體是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，它是由百余種、甚至數(shù)百種(例如轎車)薄板沖壓件經(jīng)焊接、鉚接、機械聯(lián)結(jié)及粘接等方法聯(lián)結(jié)而成的。由于車身沖壓件的材料大都是具有良好焊接性能的低碳鋼，所以焊接是現(xiàn)代車身制造中應(yīng)用最廣泛的聯(lián)結(jié)方式。表1列舉了吉利汽車制造中常用的焊接方法。表1

吉利汽車制造中常用的焊接方法汽車車身裝焊工藝點焊:通過導(dǎo)電,電阻加熱,金屬熔合點焊的過程:預(yù)壓-焊接-保壓-休止點焊相關(guān)工藝參數(shù):電流／電壓／電極壓力／焊接時間／電極直徑等點焊設(shè)備：固定式點焊機，移動式點焊機，包括：供電系統(tǒng)（變壓器和二次回路）、焊具部分（機臂、電極夾持器、電極）、加壓機構(gòu)（氣壓、液壓等）、冷卻系統(tǒng)、機體等ＣＯ２氣體保護焊接：一種熔化極氣體保護電弧焊接法，利用焊絲與工件間產(chǎn)生的電弧來熔化金屬，由ＣＯ２作為氣體保護氣，并采用光焊絲填充．焊接工藝參數(shù)：電源極性／焊絲直徑／電弧電壓／焊接電流／氣體流量／焊接速度／焊絲伸出長度／直流回路電感等。3.3涂裝工藝一、概述涂裝目的是保護被涂物，并對被涂物起裝飾作用，提高產(chǎn)品使用壽命和美化外觀。汽車車身的涂裝質(zhì)量要求最高，要長期在各種氣候條件下使用而不發(fā)生漆膜劣化和銹蝕，還要能維持其光澤、色彩和美觀。典型的轎車車身涂裝工藝是電泳底漆、中涂、面漆3C3B(3Coat3Bake)體系。在電泳底漆與中涂之間有焊縫密封和底板防護涂層的噴涂，以保證車身的密封、降噪聲和防銹，面漆后涂內(nèi)腔防銹蠟。汽車涂裝工藝流程汽車塑料件和玻璃鋼件的涂裝工藝流程3.4汽車裝配工藝一、汽車裝配概念及其特點汽車裝配是汽車全部制造工藝過程的最終環(huán)節(jié)，是把經(jīng)檢驗合格的數(shù)以千萬計的各類零件，按規(guī)定的精度標準和技術(shù)要求組合成分總成、總成、整車，并經(jīng)嚴格檢測程序，確認其是否合格的整個工藝過程。汽車產(chǎn)品要求有好的動力性、經(jīng)濟性和耐久性，以實現(xiàn)在各種復(fù)雜環(huán)境中的運載功能，現(xiàn)代汽車產(chǎn)品更要求安全可靠、造型美觀、乘坐舒適并滿足環(huán)保要求。這些要求，最終是通過裝配工藝來保證的。若裝配不當(dāng)，以昂貴的代價制造出的合格零件，不一定能裝出合格的汽車。因此裝配是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。汽車裝配特點是零件種類多，數(shù)量大，作業(yè)內(nèi)容復(fù)雜。裝配零部件除發(fā)動機、傳動系、車身、懸架、車輪、轉(zhuǎn)向系、制動系、空調(diào)系等之外，還有大量內(nèi)外飾件、電器、線束、軟管、硬管、玻璃、各類油液加注等。汽車總裝工作量約占全部制造工作量的20%～25%，其操作內(nèi)容包括過盈配合、焊接、鉚接、鑲嵌、配管、配線、螺紋連接、各類油液加注等。二、裝配方法1、螺紋聯(lián)接法:

螺釘、螺栓聯(lián)接是機械裝配的基本方法，它約占汽車裝配作業(yè)工作量31%，個別部位的螺紋聯(lián)接采用手動扳手，較普遍的是采用風(fēng)動扳手或電動扳手以及電動螺絲刀等。2、粘接法：需粘接的零部件，內(nèi)飾件一般有襯墊、隔音材料、車門內(nèi)裝飾護板，外飾件一般有擋風(fēng)玻璃、車燈、標志等。粘接方法：小件預(yù)先在車身上涂粘接劑，大件則在需要裝在零件上直接涂粘接劑。3、充注法：是指裝配時發(fā)動機機油、變速器齒輪油、散熱器冷卻液、制動液、動力轉(zhuǎn)向液壓油、空調(diào)制冷劑、擋風(fēng)玻璃洗滌液、燃油等各種液體的方法。三、裝配設(shè)備1、地面輸送機（淺托鏈）2、高架空中懸掛式輸送機3、板式輸送鏈汽車裝配工藝流程圖參考文獻：【1】陳鴻奎.現(xiàn)代轎車發(fā)動機的新技術(shù)【J】.上海鐵道學(xué)院學(xué)報.1995(02)【2】杜慧起，尤明福.可變壓縮比技術(shù)對發(fā)動機性能影響的研究【J】.上海汽車.2009(11)【3】高寒.未來汽車的心臟——可變壓縮比發(fā)動機【J】.汽車維修.2009（11）【4】周驥.直噴汽油機電控系統(tǒng)設(shè)計及稀薄燃燒試驗研究【D】.吉林大學(xué)2009【5】張東明.可變氣門驅(qū)動直噴汽油機缸內(nèi)氣流運動及燃油霧化混合的試驗研究【D】.天津大學(xué)2009【6】徐俊芳.從上海車展看國內(nèi)外發(fā)動機技術(shù)發(fā)展【J】.汽車與配件，2011【7】鄒長庚.現(xiàn)代汽車電子電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷.北京理工大學(xué)出【8】陸剛.新型汽車點火系統(tǒng)的原理及故障檢修.人民郵電出版社,2006(6)【9】程乃士，等.汽車金屬帶式無級變速器——CVT原理與設(shè)計【M】北京：機械工業(yè)出版社,2008【10】汽車ABS原理與結(jié)構(gòu)周志立等編著—北京：機械工業(yè)出版社【11】成虹.沖壓工藝與設(shè)計.高等教育出版社，2006【12】趙靖國．不銹鋼管焊接變形的控制【J】．焊接，1993【13】張仲元．利用焊接收縮矯正變形【J】．焊接技術(shù).1995【14】王錫春.汽車涂裝工藝技術(shù).北京：化學(xué)工藝出版社【15】戰(zhàn)權(quán)理.汽車裝試技術(shù).北京:北京理工大學(xué)出版社,1999【16】陳心赤.汽車裝配工藝編制與質(zhì)量控制.重慶大學(xué)出版社,2011附錄資料：不需要的可以自行刪除電機繞組的繞制與嵌線項目二電機繞組的繞制與嵌線實現(xiàn)目標通過對電機繞組的繞制和嵌線拆除，進一步了解電機的基本結(jié)構(gòu)與原理，掌握繞制嵌線步驟、工藝規(guī)范及注意事項，學(xué)會正確的使用專業(yè)工具。主要內(nèi)容1.定子繞組展開圖的繪制。2.繞組的繞制。3.繞組的嵌放和接線。教學(xué)方法1、項目引導(dǎo)法2、啟發(fā)式教學(xué)3、現(xiàn)場教學(xué)實施場景實訓(xùn)室、多媒體教室教學(xué)工具PPT、三相異步電動機、繞線嵌線工具總學(xué)時12應(yīng)知繞組展開圖原理、步驟和方法；嵌線的工藝方法。應(yīng)會1.繞組的繞制；2.繞組展開圖的繪制；3.應(yīng)用專用工具嵌線。項目評價總結(jié)能否正確繪制繞組展開圖，能否繞制繞組，能否熟練嵌線項目實施過程設(shè)計項目導(dǎo)入從上一節(jié)的內(nèi)容可以看出電機繞組的繞制和嵌線都是按照一定的規(guī)律排布和設(shè)置的。定子繞組的這種繞制和嵌線方法能夠有利于電動機內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，提出問題，學(xué)生思考：繞組的繞制和嵌放是按照什么規(guī)律設(shè)置的？我們是否可以重新繞制定子繞組并嵌放到電動機內(nèi)部呢？從而引入本節(jié)內(nèi)容。項目實施1．繞線專用工具介紹（實物展示、PPT演示、視頻）(1)繞線機。在工廠中繞制線圈都采用專用的大型繞線機。對于普通小型電機的繞組，可用小型手搖繞線機。(2)繞線模。繞制線圈必須在繞線模上進行，繞線模一般用質(zhì)地較硬的木質(zhì)材料或硬塑料制成，不易破裂和變形。(3)劃線板。由竹子或硬質(zhì)塑料等制成，如圖3-6所示，劃線端呈鴨嘴形或匕首形，劃線板要光滑，厚薄適中，要求能劃入槽內(nèi)2／3處。(4)壓線板。一般用黃銅或低碳鋼制成，形狀如圖3—7所示，當(dāng)嵌完每槽導(dǎo)線后，就利用壓線板將蓬松的導(dǎo)線壓實，使竹簽?zāi)茼樌蛉氩蹆?nèi)。2．定子繞組展開圖的繪制(PPT演示、模型展示、掛圖)現(xiàn)以4極24槽單層繞組的三相籠式異步電機為例來說明定子繞組展開圖的繪制過程。什么是展開圖呢?設(shè)想用紙做一個圓筒來表示定子的內(nèi)圓，用畫在圓筒內(nèi)表面上的相互平行的直線表示定子槽內(nèi)的線圈邊，用數(shù)字標明槽的號數(shù)，如圖3—8(a)所示。然后，沿1號槽與最末一個槽之問的點劃線剪開，如圖3—8(b)所示。展開后就得到如圖3—8(c)所示的平面圖，把線圈和它們的連接方法畫在這個平面圖上，就是展開圖。(1)定子繞組展開圖的繪制步驟。①畫槽標號。在紙上等距離地把所修電動機的定子槽畫成平行線。因電動機定子為24槽，故畫24根平行線代表槽數(shù)，并標明每個槽的序號，如圖3-9(a)所示。②定極距(分極性)。從第一槽的前半槽起，至最末一槽的后半槽畫長線，線的長度代表電動機的總電角度。再按電動機的磁極數(shù)來等分，每一等份代表一個極距，相當(dāng)于180。電角度，然后依次標出極性。極性的排列為N、S、N、S…，如圖3-9(b)所示。③標電流方向。按照同一極性下導(dǎo)線的電流方向相同，不同極性下導(dǎo)線的電流方向相反的原則畫出電流方向。在圖3-9(b)中設(shè)N極下各線圈邊的電流方向都向上，則S極下各線圈邊的電流方向都向下。④分相帶。將每一極劃分為3等份，即60度相帶，在圖3-9(b)中每一相占兩槽；假如第l槽為u相的首端，則l、2、7、8、13、14、19、20槽均屬于u相。V相首端應(yīng)與u相首端相差120。電角度，即5、6、11、17、18、23、24槽均屬V相，其他槽屬于w相。最后在每一個三等份(即60度相帶)上依次重復(fù)地標出相序號u、V、w。⑤分別連接各相繞組。按照采用的繞組類型及線圈節(jié)距，安置和連接每相線圈組。在上圖中，先將u相的兩個線圈順著電流方向連接成線圈組，再依照電流方向?qū)相各線圈連起來組成u相繞組，如圖3-9(c)所示。根據(jù)三相間隔120電角度的原則，U相、V相和W相繞組的首端應(yīng)依次各移過l20電角度，即移過一個極距的2／3；如u相首端是從第一槽開始，那么，v相的首端就從第5槽開始，w相的首端就從第9槽開始，再按上述方法將V相和w相的各線圈組串接起來，組成V相和W相繞組，這樣就構(gòu)成了一個完整的三相定子繞組展開圖，如圖3-9(d)所示。圖中所示為24槽4極的定子繞組展開圖，其極距ζP為：ζP=Q／2P=24／4=6(槽)相應(yīng)的電度角為180O；U、V相問間隔l20電角度；每極下相占60O相帶。用上述方法畫出的各相繞組在定子槽中的位置和所占的槽數(shù)清晰明了，可以清楚地看出各相繞組的連接方式和端部接線的方法，因此展開圖是嵌線的重要依據(jù)。掌握上述的基本概述及繪制步驟后，就可以著手畫展開圖了。畫展開圖時，最好用3種不同顏色的筆來畫，這樣就能更清楚、更容易地區(qū)別各相繞組定子槽內(nèi)的分布情況、安置位置以及連接方法。(2)繞組的連接方法。三相24槽4極電機的單鏈繞組有短節(jié)距和全節(jié)距之分。圖3—10為單層鏈式短節(jié)距繞組展開圖。畫圖時先將u相繞組畫出，U相繞組的有效邊分別安置在線槽l～6、7～12、13～18、19～24之中，然后再將各線圈連接起來，如圖3—11所示?？梢栽O(shè)定任意一個線槽為U相的首端。圖3—10三相24槽4極電動機的單鏈(短節(jié)距)繞組展開圖同理，W相和V相繞組的安置和連接方法與u相是一樣的，只不過w和V相繞組的首端相對第一相繞組的首端依次移過l20的電角度，即移過一個極距的2／3。如果u相繞組的首端U1從第6號線槽引出，移過一個極距的2／3，也就是4槽(6×2／3)。因此，w相繞組的首端W1應(yīng)從第2號線槽內(nèi)引出，V相繞組的首端V1應(yīng)從第l0號線槽內(nèi)引出。注意w相繞組的各線圈的連接方向應(yīng)與另外兩相繞組相反，這樣可使三相繞組的6根首尾端引出線比較集中，便于和電動機接線板連接。線圈與線圈的連接方法有反串聯(lián)和順串聯(lián)兩種。當(dāng)每相繞組中線圈組的數(shù)目等于電動機磁極數(shù)時，每相繞組中各線圈之問的連接次序就是首端接首端，尾端接尾端，即反串聯(lián)；當(dāng)每相繞組中線圈組的數(shù)目等于電動機磁極數(shù)的一半時，每相繞組中各線圈之間的連接次序是首端接尾端，即順串聯(lián)。這兩種方法是絕大多數(shù)電動機同一相繞組中各線圈組問的連接規(guī)律。圖3—12為單層鏈式全節(jié)距繞組展開圖。圖中每兩只線圈連繞成一個線圈組，每相共有兩個線圈組，正好等于電動機磁極數(shù)的一半，因而繞組的連接為順串聯(lián)。這個規(guī)律對于任何類型的繞組、不同槽數(shù)與極數(shù)的電動機都是適用的。圖3—12三相24槽4極電動機的單鏈繞組(全節(jié)距)展開圖3．繞組的繞制方法（互動方法、學(xué)生參與，現(xiàn)場教學(xué)）(1)繞線模尺寸的確定。在線圈嵌線過程中，有時線圈嵌不下去，或嵌完后難以整形；線圈端部凸出，蓋不上端蓋，即便勉強蓋上也會使導(dǎo)線與端蓋相碰觸而發(fā)生接地短路故障。這些都是因為繞線模的尺寸不合適造成的。繞線模的尺寸選得太小會造成嵌線困難；太大又會浪費導(dǎo)線，使導(dǎo)線難以整形且繞組電阻和端部漏抗都增大，影響了電動機的電氣性能。因此，繞線模尺寸必須合適。選擇繞線模的方法：在拆線時應(yīng)保留一個完整的舊線圈，作為選用新繞組的尺寸依據(jù)。新線圈尺寸可直接從舊線圈上測量得出。然后用一段導(dǎo)線按已決定的節(jié)距在定子上先測量一下，試做一個繞線模模型來決定繞線模尺寸。端部不要太長或太短，以方便嵌線為宜。(2)繞線注意事項。①新繞組所用導(dǎo)線的粗細、繞制匝數(shù)以及導(dǎo)線面積，應(yīng)按原繞組的數(shù)據(jù)選擇。②檢查一下導(dǎo)線有無掉漆的地方，如有，需涂絕緣漆，晾干后才可繞線。③繞線前，將繞線模正確地安裝在繞線機上，用螺釘擰緊，導(dǎo)線放在繞線架上，將線圈始端留出的線頭纏在繞線模的小釘上。④搖動手柄，從左向右開始繞線。在繞線的過程中，導(dǎo)線在繞線模中要排列整齊、均勻、不得交叉或打結(jié)，并隨時注意導(dǎo)線的質(zhì)量，如果絕緣有損壞應(yīng)及時修復(fù)。⑤若在繞線過程中發(fā)生斷線，可在繞完后再焊接接頭，但必須把焊接點留在線圈的端接部分，而不準留在槽內(nèi)，因為在嵌線時槽內(nèi)部分的導(dǎo)線要承受機械力，容易被損壞。⑥將扎線放入繞線模的扎線口中，繞到規(guī)定匝數(shù)時，將線圈從繞線槽上取下，逐一清數(shù)線圈匝數(shù)，不夠的添上，多余的拆下，再用線繩扎好。然后按規(guī)定長度留出接線頭，剪斷導(dǎo)線，從繞線模上取下即可。⑦采用連繞的方法可減少繞組間的接頭。把幾個同樣的繞線緊固在繞線機上，繞法同上，繞完一把用線繩扎好一把，直到全部完成。按次序把線圈從繞線模上取下，整齊地放在擱線架上，以免碰破導(dǎo)線絕緣層或把線圈搞臟、搞亂，影響線圈質(zhì)量。⑧繞線機長時間使用后，齒輪嚙合不好，標度不準，一般不用于連繞；用于單把繞線時也應(yīng)即時校正，繞后清數(shù)，確保匝數(shù)的準確性。4．嵌線的基本方法（互動方法、學(xué)生參與，現(xiàn)場教學(xué)）(1)絕緣材料的裁制。為了保證電動機的質(zhì)量，新繞組的絕緣必須與原繞組的絕緣相同。小型電動機定子繞組的絕緣，一般用兩層0.12mm厚的電纜紙，中間隔一層玻璃(絲)漆布或黃蠟綢。絕緣紙外端部最好用雙層，以增加強度。槽絕緣的寬度以放到槽口下角為宜，下線時另用引槽紙，如圖3—13所示。如果是雙層繞組，則上下層之間的絕緣一定要墊好，層間絕緣寬度為槽中間寬度的1.7倍，使上下層導(dǎo)線在槽內(nèi)的有效邊嚴格分開。為了方便，不用引槽紙也可以，只要將絕緣紙每邊高出鐵心內(nèi)徑25～30mm即可，如圖3—14所示。 我們用0.2mm厚的絕緣紙（復(fù)合紙）長度=槽長+5×2=90+10=100mm，寬度=槽深×2×2=15×2×2=60mm。圖3-13伸出槽外的絕緣圖3-14絕緣的大小線圈端部的相間絕緣可根據(jù)線圈節(jié)距的大小來裁制，保持相間絕緣良好。(2)嵌線方法。①單鏈短節(jié)距繞組的嵌線的方法(線圈展開圖參見圖3—10)。a．先將第一個線圈的一個有效邊嵌入槽6中，線圈的另一個有效邊暫時還不能嵌入1槽中。因為線圈的另一個有效邊要等到線圈十一和十二的一個有效邊分別嵌入槽2、槽4中之后，才能嵌到槽l中去。為了防止未嵌入槽內(nèi)的線圈邊和鐵心角相磨破壞導(dǎo)線絕緣層，要在導(dǎo)線的下面墊上一塊牛皮紙或絕緣紙。嵌線示意圖如圖3-15所示?？找徊蹠簳簳r不嵌入槽內(nèi)時不嵌線第l號線槽第3號線槽（a）（b）圖3—15三相24槽4極電動機的單鏈繞組嵌線程序示意圖b．空一個槽(7號槽)暫時不下線，再將第二個線圈的一個有效邊嵌入槽8中。同樣，線圈二的另一個有效邊要等線圈十二的一個有效邊嵌入槽4以后才能嵌入槽3中，如圖3—15(a)所示。然后，再空一個槽(9號槽)暫不嵌線，將線圈三的一個有效邊嵌入槽l0中。這時，由于第一、二線圈的有效邊已嵌入槽6和槽8中去了，所以，第三個線圈的另一個有效邊就可以嵌入槽5中。接下來的嵌法和第三個線圈一樣，依次類推，直到全部線圈的有效邊都嵌入槽中后，才能將開始嵌線的線圈一和線圈二的另一個有效邊分別嵌入槽1和槽3中去，如圖3—15(b)所示。②單鏈全節(jié)距繞組的嵌線方法(線圈展開圖參見圖3—12)。全節(jié)距線圈的嵌線方法和上面介紹的嵌線方法基本相同，不同的是每兩只線圈連繞一起作為一個線圈組。所以在嵌線時要將第一組的兩只線圈的有效邊分別嵌入槽7和槽8中，第一組線圈的另外兩只有效邊暫時不嵌入槽l和槽2中；然后，空兩個槽(9、10)不嵌線；再嵌另一組的兩只線圈的有效邊(4個有效邊都可以嵌入槽ll、12及5、6內(nèi))；然后，再空兩個槽(13、14)不嵌線，再將另一組的兩只線圈的有效邊嵌入槽15、16及9、10中；依次類推，將全部線圈的有效邊都嵌入槽內(nèi)，最后將第一組線圈的兩個有效邊嵌入槽l、2中。(3)嵌線的主要工藝要求。嵌線是電機裝配中的主要環(huán)節(jié)，必須按特定的工藝要求進行。①嵌線。嵌線前，應(yīng)先把繞好線圈的引線理直，并套上黃蠟管，將引槽紙放入槽內(nèi)，但絕緣紙要高于槽口25～30mm，在槽外部分張開。為了加強槽口兩端絕緣及機械強度，絕緣紙兩端伸出部分應(yīng)折