第3章汽车控制系统优秀PPT.ppt
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1、三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机汽车电器与电汽车电器与电子限制系统子限制系统主讲:伍时和主讲:伍时和三亚学院三亚学院 理工学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第三章第三章 起动机起动机三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机要点:要点:1、发动机不能自行起动,必需有外力拖动才能起动。、发动机不能自行起动,必需有外力拖动才能起动。2、起动系统:蓄电池、电流表、起动电动机、点火开关、继电、起动系统:蓄电池、电流表、起动电动机、点火开关、继电器。将电池的能量转换成机械能带动发动机起动点火。器。将电池的能量转换成机械能带动发动机起动点火。3、起动机:、起动
2、机:1)直流串励电动机。)直流串励电动机。2)、传动机构。)、传动机构。3)、限制装置。)、限制装置。第三章第三章第三章第三章 起动机起动机三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机起动机一般由三部分组成与作用:起动机一般由三部分组成与作用:1)、直流串励式电动机其作用是产生转矩,即将蓄电、直流串励式电动机其作用是产生转矩,即将蓄电池的电能转变为机械能的装置。池的电能转变为机械能的装置。2)、传动机构其作用是在发动机起动时,使起动机驱、传动机构其作用是在发动机起动时,使起动机驱动齿轮啮入飞轮齿环,将起动机转矩传给发动机曲轴;动齿轮啮入飞轮齿环,将起动机转矩传给发动机曲轴;而在发
3、动机起动后,使驱动齿轮自动打滑,避开起动而在发动机起动后,使驱动齿轮自动打滑,避开起动机发生电枢飞散的机发生电枢飞散的“飞车飞车”事故。事故。3)、限制装置、限制装置(即电磁开关即电磁开关)用来接通和切断电动机与用来接通和切断电动机与蓄电池之间的电路,限制起动机驱动齿轮与发动机飞蓄电池之间的电路,限制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与分别。在有些汽油机上,还具有接人和隔轮的啮合与分别。在有些汽油机上,还具有接人和隔除点火线圈附加电阻的作用。除点火线圈附加电阻的作用。图图31所示为一典型起动机的结构。所示为一典型起动机的结构。第三章第三章 起动机起动机三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章
4、 起动机起动机第三章第三章 起动机起动机三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理其次节其次节 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择第三节第三节 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理第四节第四节 起动机常见故障和诊断以及试验与调整起动机常见故障和诊断以及试验与调整第三章第三章三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理ESM:一、直流电动机一、直流
5、电动机 1直流电动机的构造直流电动机的构造部件:机壳、磁部件:机壳、磁极、电枢、换向极、电枢、换向器、电刷、端盖。器、电刷、端盖。主要部件:定子主要部件:定子绕组(励磁)转绕组(励磁)转子绕组(电枢)。子绕组(电枢)。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理2直流电动机的工作直流电动机的工作原理和转矩原理和转矩(1)工作原理)工作原理(2)电磁转矩)电磁转矩磁场中,载流导体受磁场中,载流导体受力,左手定则。力,左手定则。Cm转矩常数,转矩常数,P极对数,极对数,Z电枢总导体数电枢总导体数,支路对数。支路对数。IS电枢电
6、流电枢电流磁极磁通量磁极磁通量三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理2 2直流电动机的工直流电动机的工作原理和转矩作原理和转矩(3)电枢感应电动势)电枢感应电动势Ce结构常数,结构常数,P极对数,极对数,Z电枢总导体数电枢总导体数,支路对数。支路对数。力矩与电流成正比,电力矩与电流成正比,电流与转速反向变更关系。流与转速反向变更关系。外加电压与电枢电流的外加电压与电枢电流的关系。关系。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理二、传动机构二、传
7、动机构1、滚柱式单向离合器。、滚柱式单向离合器。单向离合器的外壳与单向离合器的外壳与十字块之间的间隙为不同十字块之间的间隙为不同宽度锲形槽,当发动机起宽度锲形槽,当发动机起动时,传动拨叉将单向离动时,传动拨叉将单向离合器沿着花键拨出,驱动合器沿着花键拨出,驱动齿轮齿入发动机的飞轮齿齿轮齿入发动机的飞轮齿环,此时电枢转动,单向环,此时电枢转动,单向离合器的十字块随着电枢离合器的十字块随着电枢一起旋转,滚柱滚入锲形一起旋转,滚柱滚入锲形槽的狭窄一侧而卡住,将槽的狭窄一侧而卡住,将转矩传给发动机的驱动齿转矩传给发动机的驱动齿轮。驱动曲轴起动发动机。轮。驱动曲轴起动发动机。三亚学院理工学院三亚学院理工
8、学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理二、传动机构二、传动机构1、滚柱式单向离合器。、滚柱式单向离合器。发动机起动后,飞轮线速发动机起动后,飞轮线速度大于传动齿轮的线速度,度大于传动齿轮的线速度,发动机带动的飞轮将驱动发动机带动的飞轮将驱动单向离合器的驱动齿轮齿,单向离合器的驱动齿轮齿,驱动齿轮的转速比单向离驱动齿轮的转速比单向离合器的十字块转速更快,合器的十字块转速更快,滚柱滚入锲形槽的较宽一滚柱滚入锲形槽的较宽一侧而打滑,这样发动机的侧而打滑,这样发动机的转矩不能传给电动机的驱转矩不能传给电动机的驱动齿轮。避开电动机飞车动齿轮。避开电动机飞
9、车的危急。的危急。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理2.2.摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器电动机输出电动机输出起动力矩时,起动力矩时,内接合鼓沿内接合鼓沿螺旋线向右螺旋线向右移动,将摩移动,将摩擦片与外接擦片与外接合鼓压紧,合鼓压紧,利用摩擦力利用摩擦力将电动机力将电动机力矩传递给飞矩传递给飞轮,发动机轮,发动机起动。起动。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理2.2.摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器当飞轮线速当飞轮线速度大于
10、起动度大于起动齿轮时,内齿轮时,内接合鼓沿螺接合鼓沿螺旋线向左移旋线向左移动,将摩擦动,将摩擦片与外接合片与外接合鼓松开,飞鼓松开,飞轮力矩不能轮力矩不能传递给电动传递给电动机。实现单机。实现单向力矩传递。向力矩传递。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理3 3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器当发动机起动时,当发动机起动时,电动机旋转力矩将电动机旋转力矩将扭力弹簧收紧,于扭力弹簧收紧,于是电枢的转矩通过是电枢的转矩通过扭力弹簧扭力弹簧4,驱动,驱动齿轮传递给发动机齿轮传递给发动机的飞轮,将发动机的飞轮,将发动机起动。
11、起动。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理3 3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器当发动机起动后,当发动机起动后,飞轮的线速度大飞轮的线速度大于驱动齿轮时,于驱动齿轮时,驱动齿轮的逆向驱动齿轮的逆向作用力将扭力弹作用力将扭力弹簧放松,发动机簧放松,发动机的飞轮力矩不能的飞轮力矩不能通过驱动齿轮传通过驱动齿轮传递给电枢转轴,递给电枢转轴,实现单向离合器实现单向离合器的功能。的功能。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理三、电磁式限制装置当起动
12、时,接通开关当起动时,接通开关9,按下起动按钮,按下起动按钮8,电,电磁线圈磁线圈5、6通电并向电通电并向电动机的电枢和励磁绕组动机的电枢和励磁绕组通电,电机低电压低速通电,电机低电压低速起动,活动铁心向右吸起动,活动铁心向右吸合,带动拨叉将驱动此合,带动拨叉将驱动此轮向左移动与飞轮齿轮轮向左移动与飞轮齿轮齿合。当活动铁心完全齿合。当活动铁心完全吸合时,活动触盘将吸合时,活动触盘将14,15触电接通,电源触电接通,电源与电动机绕组全电压接与电动机绕组全电压接通,电动机产生正常力通,电动机产生正常力矩带动发动机起动。矩带动发动机起动。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一
13、节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理限制过程为限制过程为 起动完成后,松开起动按钮起动完成后,松开起动按钮8,保持线圈、吸引,保持线圈、吸引线圈经触电线圈经触电15通电,由于吸引线圈的电流方向与齿通电,由于吸引线圈的电流方向与齿合时的流向相反,所以保持线圈与吸引线圈产生相合时的流向相反,所以保持线圈与吸引线圈产生相反的磁场,活动电磁铁松开,弹簧带动活动铁心向反的磁场,活动电磁铁松开,弹簧带动活动铁心向左移动,驱动齿轮与飞轮齿合放开,同时接触盘将左移动,驱动齿轮与飞轮齿合放开,同时接触盘将14、15触点断开,电动机断电停止运转。触点断开,电动机断电停止运转。三亚学院理工学院三亚
14、学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理四、起动机特性四、起动机特性1直流串励式电动机特性直流串励式电动机特性三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理串激式直流电动机的机械特性串激式直流电动机的机械特性三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第一节第一节 起动机的结构及工作原理起动机的结构及工作原理一、起动机特性曲线一、起动机特性曲线即即转矩、转速、功率与电流的关系。转矩、转速、功率与电流的关系。1)、起动机起动时,)、起动机起动时,n=0,电流
15、最大,转,电流最大,转矩也最大。称为制动矩也最大。称为制动转矩。转矩。2)、起动机空转时,)、起动机空转时,电流最小,转矩也最电流最小,转矩也最小。小。N最大,称为空最大,称为空载转速。载转速。3)、起动机电枢电)、起动机电枢电流接近一半时,功率流接近一半时,功率最大。称为起动机的最大。称为起动机的额定功率,是选择电额定功率,是选择电机的依据。机的依据。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机其次节其次节 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择1起动机功率的选择起动机功率的选择 NQ最低起动转速最低起动转速参数选择包括参数选择包括:起动机的功率、传动比、蓄电池容量起动机的功
16、率、传动比、蓄电池容量的选择。的选择。MQ发动机的起动阻力转矩发动机的起动阻力转矩N*m。P起动机功率(起动机功率(kW)。)。角速度(频率)。角速度(频率)。1)、起动机功率的选择)、起动机功率的选择 三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机其次节其次节 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择1起动机功率的选择起动机功率的选择 V发动机的工作容积发动机的工作容积(L)。2)、)、M柴油发动机的起动阻力转矩柴油发动机的起动阻力转矩N*m。C0常数(表常数(表3-1)。)。依据表依据表3-1以及公式以及公式类类 型型压缩比压缩比缸缸 数数468汽油机汽油机533.53.8汽油
17、机汽油机73.544.2柴油机柴油机1577.27.4(表(表3-1)汽油机汽油机NQ=300500r/min柴油机柴油机NQ=9001500r/min电动机功率电动机功率三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机其次节其次节 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择1起动机功率的选择起动机功率的选择:发动机最低起动转速三个条件。发动机最低起动转速三个条件。1)、气缸已经吸入能够着火的混合气。)、气缸已经吸入能够着火的混合气。3)、点火装置能够发出牢靠的火花。)、点火装置能够发出牢靠的火花。2)、压缩行程终了时,混合气具有确定的压力和温度,)、压缩行程终了时,混合气具有确定的压
18、力和温度,使得第一次爆发后,发电机具有确定的动能完成四冲使得第一次爆发后,发电机具有确定的动能完成四冲程接着工作。汽油机最低转速为:程接着工作。汽油机最低转速为:5070r/min,柴油,柴油机的最低转速为:机的最低转速为:100200r/min.汽油机汽油机NQ=5070r/min柴油机柴油机NQ=100200r/min三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机其次节其次节 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择2传动比的选择传动比的选择 1)、起动机与发动机的传动比,应能够保证发动机)、起动机与发动机的传动比,应能够保证发动机牢靠的起动,同时要求能够使得起动电动机达到最牢
19、靠的起动,同时要求能够使得起动电动机达到最大的功率。即就是保证发动机最低转速起动的条件大的功率。即就是保证发动机最低转速起动的条件下,电动机输出功率以及转矩最大。起动机与曲轴下,电动机输出功率以及转矩最大。起动机与曲轴的传动比:汽油机的传动比:汽油机1317;柴油机;柴油机810。汽油机汽油机NQ最低起动转速最低起动转速650900r/min柴油机柴油机NQ最低起动转速最低起动转速8002000r/min三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机其次节其次节 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择3蓄电池的选择蓄电池的选择 电池容量电池容量C 电池容量(电池容量(A h)P
20、起动电动机功率(起动电动机功率(k W)V 起动电动机额定电压(起动电动机额定电压(V)7.5k W以上的电动机,蓄电池的容量可以选择比以上的电动机,蓄电池的容量可以选择比计算的理论值小些。计算的理论值小些。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第三节第三节 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理一、起动机的分类一、起动机的分类(1)、电磁限制强制吸合式:电机起动时,驱动)、电磁限制强制吸合式:电机起动时,驱动齿轮借助电磁力拉动推杆,自动吸入飞轮齿环。齿轮借助电磁力拉动推杆,自动吸入飞轮齿环。(2)、电枢移动式:靠磁极磁通)、电枢移动式:靠磁极磁通的电磁力,使
21、电的电磁力,使电枢轴向移动,将驱动齿轮齿飞轮齿环。枢轴向移动,将驱动齿轮齿飞轮齿环。(3)、齿轮移动式:靠)、齿轮移动式:靠电磁开关推动安装在电枢电磁开关推动安装在电枢轴孔内的齿合杆,而使驱动齿轮齿飞轮齿环。轴孔内的齿合杆,而使驱动齿轮齿飞轮齿环。电枢移动式、和齿轮移动式,性能较好,但机电枢移动式、和齿轮移动式,性能较好,但机械结构较困难。用得多的是电磁限制强制吸入式。械结构较困难。用得多的是电磁限制强制吸入式。三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第三节第三节 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理二、二、电磁电磁限制限制齿合齿合式起式起动机动机1、日产、日
22、产1)日)日产车型。产车型。动作原动作原理与第理与第一节讲一节讲解一样解一样三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第三节第三节 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理二、电磁二、电磁限制齿合限制齿合式起动机式起动机2、国产、国产QD124型型起动机起动机三亚学院理工学院三亚学院理工学院第三章第三章 起动机起动机第三节第三节 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理电动机的起动过程:两个阶段电动机的起动过程:两个阶段1)、进入齿合;)、进入齿合;2)、完全齿合。)、完全齿合。1)、进入齿合)、进入齿合 打开点火开关打开点火开关3,继电器线圈通电,触头
23、,继电器线圈通电,触头1闭开,吸合线圈,闭开,吸合线圈,维持线圈通电,电动机以低电压运行,将驱动齿轮齿入飞轮环。维持线圈通电,电动机以低电压运行,将驱动齿轮齿入飞轮环。电动机与发动机飞轮齿合。电动机与发动机飞轮齿合。通电回路为:通电回路为:电池正极电池正极接线柱接线柱4点火开关点火开关电流表电流表A继电器线圈继电器线圈 搭铁搭铁电机低电压起动电机低电压起动齿入运行通路齿入运行通路维持线圈电路维持线圈电路电池正极电池正极接线柱接线柱4点火开关点火开关电流表电流表A继电器连接触头继电器连接触头搭铁搭铁导电片导电片7接线柱接线柱8吸引线圈吸引线圈13接线柱接线柱9电动机线圈电动机线圈接线柱接线柱5电
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