学习情境2起动系统诊断与检修.docx
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学习情境2起动系统诊断与检修
学习情境2：
起动系统诊断与检修
任务1：
起动机机械诊断与检修
教学内容：
起动机机械故障检修
计划学时
6
教学目标
应知：
1.起动机的作用
2.起动机的分类
3.起动机的型号
4.起动机的工作原理与特性
应会：
1.起动机的组成与结构
2.起动机的拆装
3.起动机的检测
4.起动机的试验
教学重点：
起动机的拆检
解决措施：
实物演示
教学难点：
起动机的检测
解决措施：
实物演示
导入新课
由教师引导思路，复习电源系的知识，引入新课。
想一想：
汽车是依靠什么设备从静止状态下起动的？
教学过程设计
一、起动机的作用（实际车辆或台架讲解）
利用起动机将蓄电池的电能转换为机械能，再通过传动机构将发动机拖转起动。
二、起动机的分类
按控制方法的不同，起动机可分为：
（1）机械控制式
（2）电磁控制式
按传动机构啮入方式，起动机可分为
（1）惯性啮合式；
（2）强制啮合式；
（3）电枢移动式；
（4）齿轮移动式；
（5）同轴式起动机；
除上述以外，还有磁极为永久磁铁的永磁式起动机，以及内装减速齿轮的减速起动机等等。
三、起动机的型号
起动机的型号为：
QDJ表示减速起动机；QDY表示永磁起动机（包括永磁减速起动机），J、Y分别表示“减”、“永”。
电压等级：
１－１２V；２－２４V
功率等级：
功率等级代号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
功率（KW）
＜1
1～2
2～3
3～4
4～5
5～6
6～7
7～8
＞8
四、起动机的组成（实际车辆或台架讲解）
组成：
1.直流串激式电动机，其作用是产生转矩。
2.传动机构（啮合机构），其作用是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；而在发动机起动后，使驱动齿轮打滑与飞轮齿环自动脱开。
3.控制装置（开关），其作用是用来接通和切断起动机与蓄电池之间的电路。
五、起动机各组成的结构（实际车辆或台架讲解）
1.直流电动机的构造
由电枢、磁极、外壳、电刷与电刷架等组成。
（1）电枢总成：
电枢用来产生电磁转矩，它由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。
电枢铁心由多片互相绝缘的硅钢片叠成；电枢绕组采用很粗的扁铜线用波绕法绕制而成；换向器的铜片较厚，相邻铜片之间用云母片绝缘。
（2）磁极
磁极由铁心和激磁绕组构成，其作用是在电动机中产生磁场。
磁极铁心一般由低碳钢制成，并通过螺钉固定在电动机壳体上。
磁极一般是4个，由4个激磁绕组形成两对磁极，并两两相对，常见的激磁绕组一般与电枢绕组串联在电路中，故被称为串激式直流电动机。
（3）电刷和电刷架
电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢，使电枢产生连续转动。
电刷一般用铜和石墨压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。
电刷装在电刷架中，借弹簧压力紧压在换向器上。
与外壳直接相连构成电路搭铁，称为搭铁电刷，与激磁绕组和电枢绕组相连，与外壳绝缘，称为绝缘电刷。
（4）外壳
外壳由低碳钢卷制而成，或由铸铁铸造而成。
起动机工作时间很短，所以一般采用滑动轴承。
减速起动机由于其电枢的转速很高，电枢轴承则采用滚动轴承。
2.起动机传动机构
起动机的传动机构实际上是一个单向离合器。
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发动机曲轴，而当发动机起动后，它又能自动打滑，不使飞轮齿环带动起动机电枢旋转，以免损坏起动机。
3.电磁操纵机构
起动机电磁操纵机构主要由吸引线圈、保持线圈、驱动杠杆、起动开关接触片等组成。
六、起动机的工作原理与特性（PPT讲解）
1.起动机的工作原理
它是根据带电导体在磁场中受到电磁力作用的这一原理为基础而制成的。
其工作原理如图所示。
由于一个线圈所产生的转矩太小，且转速不稳定，因此实际上，电动机的电枢上绕有很多线圈，换向片数也随线圈的增多而相应增加。
从而保证产生足够大的转矩和稳定的转速。
2.起动机的工作特性
在直流电动机中，按磁场绕组与电抠绕组的连接方式的不同，可分为串激式、并激式和复激式三种。
汽车用的起动机大多为串激式直流电动机，其特点如下：
1）起动转矩大
2）机械特性软（即轻载转速高、重载转速低）
3）起动机的特性曲线
七、起动机的拆解（仿真、PPT、实物演示）
1.目标
1）通过拆装掌握起动机的结构，熟练拆装技巧
2）初步了解起动机的调整
2.仪器与工具
1）起动机（以QD124H型起动机为例）
2）拆装工具（一字旋具、十字旋具、钳子、扳手等）
3.内容
1.分解
1）从电磁开关接线柱上拆开起动电机与电磁开关之间的连接导线
2）松开电磁开关总成的两个固定螺母。
取下电磁开关总成。
注意：
在取出电磁开关总成时,应将其头部向上抬,使柱塞铁芯端头的扁方与拨杆脱开后取出。
3）拆下换向器的两个螺栓,取下换向端盖。
4）拆下电刷架及定子总成。
5）将起动机电枢总成及小齿轮拨杆一起从起动机机壳上拉出来
6）从电枢轴上拆下电枢止推挡圈的右半环、卡环、电枢止推挡圈左半环,拆下超速离合器总成。
八、起动机的检修（仿真、PPT、实物演示）
1.目标
1）了解起动机各部件的性能参数
2）掌握起动机的检测方法
2.仪器与工具
已分解的起动机部件、蓄电池、卡尺、导线、锉刀、砂纸、万用表等（以QD124H型起动机为例）
3.内容
1）激磁绕组的检修
激磁绕组的常见故障有接头脱焊、绕组短路、断路或搭铁等。
接头松脱故障，解体后可直接看到，绕组搭铁故障诊断可用万用表的欧姆挡测量。
将绕组放在电枢检验仪上可检查绕组匝间是否短路。
绕组连接脱焊，应重新施焊；绕组绝缘不良，应拆除旧绝缘层重新包扎并浸漆、烘干。
2）电枢的检修
电枢绕组的检修：
电枢绕组常见的故障是匝间短路、断路或搭铁、绕组接头与换向器铜片脱焊等。
检查绕组是否搭铁，可用万用表欧姆挡检测。
检查电枢绕组匝间短路可用感应仪。
若电枢中有短路，则在电枢绕组中将产生感应电流，钢片在交变磁场的作用下，在槽上振动，由此可判断电枢绕组中的短路故障。
电枢绕组若有短路、搭铁故障，则需重新绕制，并浸漆、烘干。
换向器的检修：
换向器故障多为表面烧蚀、云母片突出等。
轻微烧蚀用“00”号砂纸打磨即可。
严重烧蚀或失圆时应精加工，但加工后换向器铜片厚度不得少于2mm。
云母片如果高于铜片也应车削修整，云母片是否割低要看具体的起动机。
有的起动机换向器的云母片要低于铜片，在检修时若换向器铜片间槽的深度小于O.2mm，就需用锯片将云母片割低至规定的深度。
电枢轴的检修：
电枢轴的常见故障是弯曲变形。
电枢轴径向跳动应不大于O.15mm，否则应校直。
3）电刷与电刷架的检修
检查电刷的高度，一般不应低于标准的2／3，电刷的接触面积不应少于75％，并且要求电刷在电刷架内无卡滞现象，否则需进行修磨或更换。
用万用表的欧姆挡或试灯法可检查绝缘电刷架的绝缘性。
最后用弹簧秤测电刷弹簧的弹力，若不符合要求应予以更换或修理。
4）单向离合器的检修
单向离合器常见的故障是打滑。
可以用扭力扳手检测单向离合器的转矩。
若转矩小于规定值，说明单向离合器打滑，应予以更换。
对于摩擦片式单向离合器，如果转矩偏小，可以通过调整压环前的垫圈厚度使其达到要求。
5）电磁开关的检修
电磁开关的常见故障一般是吸引线圈和保持线圈断路、短路和搭铁、接触盘及触点表面烧蚀等。
线圈有否断路、搭铁可用欧姆表通过测量电阻来检查。
如果线圈不良予以重绕或更换。
接触盘及触点表面烧蚀轻微的可以用锉刀或砂布修整。
回位弹簧过弱应予以更换。
九、起动机的装复
起动机的组装程序与分解相反,但要注意:
在组装起动机前,应将起动机的轴承和滑动部位涂以润滑脂。
十、起动机的试验（仿真、PPT讲解）
1.目标
1）通过起动机的性能试验验证起动机的性能
2）掌握应用电器万能试验台进行起动机性能试验的方法
2.仪器与工具
1）被测起动机。
2）万能电器试验台。
3）扳手、螺丝刀
3.内容
1）空载试验
将起动机夹紧，接通起动机电路，起动机应运转均匀、电刷无火花。
其电流表、电压表和转速表上的读数应符合规定值。
注意：
每次空载试验不应超过1min，以免起动机过热。
2）制动试验
全制动试验应在空载试验的基础上进行，空载试验不合格的起动机不应进行全制动试验。
全制动试验的目的是测量起动机在完全制动时所消耗的电流（制动电流）和制动力矩，以判断起动机主电路是否正常，并检查单向离合器是否打滑，其实验方法如下：
将起动机夹持在试验台上，使杠杆的一端夹住起动机驱动齿轮的3个齿，电路连接与空转试验相同。
按下开关K（必须按紧，不得松开）起动机通电，呈现制动状态，观察单向离合器是否打滑并迅速记下电流表、电压表及弹簧秤的读数，其值应符合规定。
注意：
全制动试验要动作迅速，一次试验时间不要超过5s，以免烧坏电动机及对蓄电池使用寿命造成不利影响。
试验过程中，工作人员应避开弹簧秤夹具，防止发生人身事故。
起动机的空载特性和全制动特性
型号
规格
空载特性
全制动特性
电刷
适用车型
额定电压/V
额定功率/kW
电流≤/A
转速≥（rpm）
电压/V
电流≤/A
扭矩≥（N.m）
牌号
弹簧压力/N
QD124A
12
1.85
95
5000
8
600
24
TS-2
解放EQ1091
QD124H
12
1.47
90
5000
8
650
29.4
2～15
解放CA1091
QD124F
12
1.47
90
5000
8
650
29.4
8～13
东风EQ1090
321
12
1.1
100
5000
6
525
15.7
TS-4
12～15
北京2020N
QD1225
12
0.96
45
6000
7
480
13
上海桑塔纳
QD142A
12
3
90
5000
7
650
25
12～15
南京依维克
DW1.4
12
1.4
67
2900
9.6
160
13
北京切诺基
D6RA37
12
0.57
220
1000
350
85
神龙
富康
CB－23
12
0.7
55
5000
天津
夏利
QD27
24
8.09
90
3200
12
1700
145
TS103
12～15
红岩CQ261
十一、起动机机械故障诊断常见案例分析
起动机空转：
1．故障现象与故障原因
接通起动开关后，只有起动机快速旋转而发动机曲轴不转。
这种症状表明起动机电路畅通，故障在于起动机的传动装置和飞轮齿圈等处。
2．故障诊断方法
1）若在起动机空转的同时伴有齿轮的撞击声，则表明飞轮齿圈牙齿或起动机小齿轮牙齿磨损严重或已损坏，致使不能正确地啮合。
2）起动机传动装置故障有：
单向啮合器弹簧损坏；单向啮合器滚子磨损严重；单向啮合器套管的花键槽锈蚀，这些故障会阻碍小齿轮的正常移动，造成不能与飞轮齿圈准确啮合等。
3）有的起动机传动装置采用一级行星齿轮减速装置，其结构紧凑，传动比大，效率高。
但使用中常会出现载荷过大而烧毁卡死。
有的采用摩擦片式离合器，若压紧弹簧损坏，花键锈蚀卡滞和摩擦离合器打滑，也会造成起动机空转。
质疑
1.是电枢线圈匝数越多，电动机输出力矩就越大，运转就越平稳么？
2.如果单向离合器的滚柱磨损，不能将十字块与外壳卡紧，电枢转矩还会正常传递么？
互动性交流
学生自由提问题，老师可只作启发性回答。
总结
由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。
总结的主要内容是：
1.直流电动机的工作原理；
2.直流电动机的工作特性；
3.传动机构及控制装置的组成及工作过程。
作业
1.滚柱式单向离合器是如何工作的？
2.起动机的控制装置有哪些作用？
简要说明其工作过程。
教学后记
对于控制装置的工作过程，如果学生不容易理解，可大致讲解一下，待讲起动系控制电路时，再结合控制电路综合介绍，效果较好。
任务2：
起动机控制电路诊断与检修
教学内容：
起动机控制电路故障检修
计划学时
6
教学目标
应知：
1.起动系常见故障类型
2.起动机的使用与维护
应会：
１.典型起动电路
２.起动系电路检测
３.起动系控制电路故障诊断
教学重点：
起动机的拆检
解决措施：
实物演示
教学难点：
起动机的检测
解决措施：
实物演示
由教师引导思路，复习常规起动机组成结构及作用，引入新课。
复习常规起动机的工作原理及特性，引入新课。
想一想：
起动机到底是如何旋转起来产生转矩的？
想一想：
起动机的外部电路是如何控制的？
教学过程设计
一、典型起动机电路（示教板讲解）
上海帕萨特B5起动系电路
二、起动机使用与维护
1.起动机每次起动时间不超过5s，再次起动时应间歇15s，使蓄电池得以恢复。
如果连续第三次起动，应在检查与排除故障的基础上停歇2min以后进行。
2.在冬季或低温情况下起动时，应对蓄电池采取保温措施。
3.发动机起动后，必须立即切断起动机控制电路，使起动机停止工作。
三、起动系常见故诊断及检测（仿真、现场演示教学）
起动机不转：
1．故障现象与故障原因
起动时，起动机不转动，可能故障如下:
1）电源故障
蓄电池严重亏电或极板硫化、短路等，蓄电池极桩与线夹接触不良，起动电路导线连接处松动而接触不良等。
2）起动机故障
换向器与电刷接触不良，激磁绕组或电枢绕组有断路或短路，绝缘电刷搭铁，电磁开关线圈断路、短路、搭铁或其触点烧蚀等。
3）起动继电器故障
起动继电器线圈断路、短路、搭铁或其触点接触不良。
4）点火开关故障
点火开关接线松动或内部接触不良。
5）起动系线路故障
起动线路中有断路、导线接触不良或松脱等。
2．故障诊断方法
1）检查电源
按喇叭或开大灯，如果喇叭声音小或嘶哑，灯光比平时暗淡，说明电源有问题。
’
2）检查起动机
用起子将起动机电磁开关上连接蓄电池和电动机导电片的接线柱短接，如果起动机不转，则说明是电动机内部有故障，应拆检起动机。
3）检查电磁开关
用起子将电磁开关上连接起动继电器的接线柱与连接蓄电池的接线柱短接，若起动机不转，则说明起动机电磁开关有故障，应拆检电磁开关。
4）检查起动继电器
用起子将起动继电器上的“电池”和“起动机”两接线柱短接，若起动机转动，则说明起动继电器内部有故障。
否则应再作下一步检查。
5）检查点火开关及线路
将起动继电器的“电池”与点火开关用导线直接相连，若起动机能正常运转，则说明故障在起动继电器至点火开关的线路中，可对其进行检修。
2.起动机起动无力
故障现象与故障原因：
起动时，起动机转速明显偏低甚至于停转，可能的故障有：
1）电源故障
蓄电池亏电或极板硫化短路，起动电源导线连接处接触不良等。
2）起动机故障
换向器与电刷接触不良，电磁开关接触盘和触点接触不良，电动机激磁绕组或电枢绕组有局部短路等。
3．故障诊断方法
如出现起动机运转无力，首先检查起动机电源，如果起动电源无问题，则应拆检起动机，首先检查电磁开关接触盘、换向器与电刷的接触情况，其次检查激磁绕组和电枢绕组。
四、起动系电路检测（实车或台架现场教学）
1.目标
1）学习汽车电路图的读识技巧
2）学习在汽车上检测起动系电路的方法
3）了解起动机的电流走向
2.仪器与工具
试验轿车一台、万用表、螺丝刀、起动线路试验台（或相关零部件）
3.内容
1）根据汽车电路图分析起动系电路
2）检查起动机控制线路，主要检测线路的通断情况。
3）检查起动机供电线路，重点检测线路各节点的电压降情况，各节点连接处的电压降不得大于0.2V。
4．连接起动系电路。
五、起动系故障诊断（实车或台架现场教学）
1.目标
1）了解起动机不工作相应的故障部位；
2）掌握起动机的结构和工作原理；
3）熟练排除起动机不工作的故障。
2.仪器与工具
轿车一辆；汽车电器万能试验台；万用表一个；常用工具一套。
3.内容
1）起动发动机的同时，接通前大灯或喇叭，观察灯光亮度和喇叭声响是否正常，如变弱，则检查蓄电池是否亏电和线路连接是否松动；
2）短接起动机电磁开关与蓄电池正极接柱，观察起动机运转情况，如运转正常，则检查点火开关；
3）短接起动机开关接柱，观察起动机运转情况，如运转正常，则检查起动机电磁开关；
4）从车上拆下起动机，然后拆下起动机电刷，检查起动机电刷和换向器表面状况，换向器表面应无烧蚀现象，电刷在电刷架内应活动自如，无卡滞现象，电刷与换向器的接触面积不应小于4/5，电刷长度不应小于新电刷的2/3；
5）以上检测都正常，若起动机不转，则故障为励磁线圈断路；
6）若起动机转动无力，则故障为励磁线圈短路；
7）若外部电路接触火花很大，则故障为励磁线圈或电刷架搭铁；
8）若有运转不均匀的现象，则故障为励磁线圈和电枢线圈短路；
9）若输出扭矩小，则故障还可能为电刷接地不良；
10）确认并排除故障后，将起动机装回发动机；
11）再次起动发动机，发动机能正常起动，确认系统正常无故障。
互动性交流：
视频展示过程中，老师引导思路，学生讨论无组合继电器的车辆，若发动机工作后又误将点火开关至于起动档，会产生什么样的不良后果？
教师做总结。
质疑
平时在家里使用大功率用电设备，插拨插头时会出现电弧现象，时间久了插头的插片或插座会烧黑，这与汽车点火开关烧损是否是同样的原因？
互动性交流
学生自由提问题，老师可只作启发性回答。
总结
由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。
总结的主要内容是：
1.起动系控制电路的类型；
2.无起动继电器的起动控制电路工作过程；
3.带组合继电器的起动控制电路工作过程。
作业
1.无起动继电器的起动控制电路工作过程如何？
2.带组合继电器的起动控制电路工作过程如何？
教学后记
部分学生对继电器的工作原理掌握的并不是很清楚，尤其是常开触点继电器与常闭触点继电器的工作状态与区别，在授课时，可增加这部分内容。
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