1、汽车起动系统故障与检修 知识目标1 熟悉汽车起动机的组成 结构和工作原理2 了解汽车起动机的类型及不同类型起动机的区别3 熟悉起动控制系统及控制电路4 掌握起动电路原理分析 能分析故障产生因能力目标1 能识别汽车起动系统设备和控制元件 熟悉起动系统设备和控制元件结构2 能识读典型汽车电源系统电路图 能进行故障分析和故障部位查找3 能对起动机进行检测和维护保养4 能根据维修技术要求对起动控制系统进行检测和维修5 能合理运用汽车电气系统检测维修工具进行电源系统维护和维修工作 案例引入 一辆丰田卡罗拉轿车 在使用过程中出现起动机不能起动发动机的故障 检查发现蓄电池状态正常 灯光 喇叭正常工作 点火开
2、关起动操作时 起动机不能转动 初步判定该车起动机或起动系统电路故障 需对起动机或起动系统进行故障检测和检修工作 任务一 起动机故障检测 任务导入 使发动机由静止状态过渡到工作状态 这个过程必须用外力转动发动机的曲轴 使气缸内吸入 或形成 可燃混合气并燃烧膨胀 工作循环才能自动进行 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转为发动机的起动 汽车起动系统的工作任务是实现对汽车发动机的电力起动 取代繁重的发动机人力起动工作 使发动机的起动过程快捷省力 现代汽车基本使用电力起动的设计模式 使用点火开关或按键操作实现发动机快捷起动 了解起动系统的结构和工作原理是学习起动系统的重点任务 正确使用检
3、测手段和维修工具 设备是起动系统检修的重要学习工作过程 起动机故障检测 1 起动机的作用 组成和类型 汽车起动机的作用是将蓄电池提供的电能转换为机械能 发动机起动时 起动机产生转动力矩驱动发动机的曲轴转动而完成发动机工作所需的工作循环 起动完成后 发动机进入自动工作状态 起动机在发动机的安装 起动机的作用 起动机故障检测 1 起动机的作用 组成和类型 起动机的组成 起动机由直流电动机 传动机构和控制机构三部分组成 起动机故障检测 1 起动机的作用 组成和类型 起动机的类型 1 惯性啮合式传动机构接通点火开关启动发动机时 驱动齿轮靠惯性力的作用 沿电枢轴移动与飞轮啮合 使发动机启动 这种形式的起
4、动机工作可靠性差 现较少使用 2 强制啮合式传动机构接通点火开关启动发动机时 驱动齿轮靠杠杆机构的作用沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合 使发动机启动 这种形式的起动得到广泛应用 是汽车起动机的主流产品 3 电枢移动式啮合机构接通起动开关起动发动机时 在磁极磁力的作用下 整个电枢连同驱动齿轮移动驱动齿轮与飞轮环齿啮合 这种形式的起动机结构复杂 维修不便 较少采用 起动机故障检测 2 起动机的结构 起动机由直流电动机 传动机构和控制机构三部分组成 直流电动机 直流电动机由由电枢 转子 磁极 定子 换向器和电刷等主要部件构成 电枢 直流电动机的转动部分称为电枢 又称转子 转子由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心
5、电枢绕组线圈 电枢轴和换向器组成 如图3 4所示 转子在直流电动机的工作过程中 在电磁力作用下旋转而产生转速和电磁力矩 驱动啮合机构工作 起动机故障检测 2 起动机的结构 直流电动机 定子 直流电动机的磁极又称为定子 由固定在机壳内的磁极铁心和磁场绕组线圈组成 如图所示 磁极一般是4个 两对磁极相对交错安装在电机的壳体内 磁极铁芯上制有螺纹孔 电机的壳体制有通孔 磁极铁芯将磁极绕组用螺栓固定于电机的壳体 定子 磁极 起动机故障检测 2 起动机的结构 直流电动机 换向器 直流电动机换向器的作用是起逆变作用 即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中 它由多片截面呈燕尾形的铜片围合
6、而成 电刷架 电刷架是安装在钢制底板上的框架 通常正极电刷架绝缘安装于底板 负极电刷架直接安装在底板上 电刷架的侧旁安装有盘形弹簧 起到压紧电刷的作用 起动机故障检测 2 起动机的结构 传动机构 直流电动机的传动机构是起动机的驱动齿轮和发动机飞轮齿圈之间的啮合传动及分离机构 滚柱式单向离合器 实物和结构 起动发动机时 离合器总成与起动小齿轮沿电枢轴轴向移动 实现起动小齿轮与发动机飞轮的啮合 与此同时 控制装置接通起动机主电路 起动机输出电磁转矩 转矩由传动套筒传至十字块 十字块与电枢轴一同转动 此时 由于飞轮齿圈瞬间制动 就使滚柱在摩擦力的作用下 滚入楔形槽的窄端而卡死 单向离合器工作 于是起
7、动小齿轮和传动套成为一体 带动飞轮起动发动机 起动机故障检测 2 起动机的结构 控制机构 起动机的控制装置均采用电磁式控制装置 即电磁开关 电磁开关主要由吸引线圈 保持线圈 复位弹簧 活动铁芯 接触片等组成 其中 电磁开关上的 30 端子接至蓄电池正极 C 端子接起动机励磁绕组 吸接线圈一端接起动机主电路 起动机故障检测 3 直流电动机的工作原理与工作特性 工作原理 电动机工作时 电流通过电刷和换向片流入电枢绕组 如图所示 换向片E与正电刷接触 换向片F与负电刷接触 绕组中的电流从a d 根据左手定则判定绕组匝边ab cd均受到电磁力厂的作用 由此产生顺时针方向的电磁转矩M使电枢转动 当电枢转
8、动至换向片E与负电刷接触 换向片F与正电刷接触时 电流改由d a 见图3 16b所示 但电磁转矩的方向仍保持不变 使电枢按顺时针方向继续转动 起动机故障检测 3 直流电动机的工作原理与工作特性 工作特性 转矩特性 串励直流电动机的电磁转矩M与电枢电流Is的平方成正比 机械特性 电枢转速n随Is M 的增大下降较快 故具有较软的机械特性 起动机特性 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 熟悉车辆起动机系统主要零件安装 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 2 起动机拆卸 拆卸蓄电池负极电缆 发动机舱内按次序要求拆卸起动机 1 拆下30接线柱螺母 断开30线 2 断开开
9、关连接 3 拆下起动机安装螺栓 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 3 检查起动机总成 起动机试验线路 起动机空载运行检查 1 连接起动机励磁绕组与端子C的连接 2 连接30端子 观察起动机运行状态 检查电流表电流数值 应符合下表规定 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 从起动机壳上拆下2个连接螺母 然后断开开关与起动机连接线 拉出起动机电磁开关总成 松开电磁开关与起动机拨叉连接钩 取出电磁开关 拆卸起动电磁开关 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 拆磁轭总成 拆2个连接螺栓 拉出磁轭和换向器总成 分离换向
10、器总成 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 拆卸电枢总成 拆卸电枢总成 分离电枢板 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 拆电刷架总成 拆下换向器端盖上2个固定换向器架的螺钉 拆下电刷架总成 拆卸起动机中间轴离合器总成 从中间轴离合器总成拆下3个行星齿轮 拆卸中间轴离合器分总成 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 检查电磁开关总成 检查铁芯活动状态 观察铁芯能否回位正常 检查吸引线圈是否断路 用欧姆表测量拆测量50端子与C端子间的电阻 应符合标准 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测
11、实施过程 4 起动机拆解检查 检查保持线圈是否断路 用欧姆表测量拆测量50端子与开关壳体间的电阻 应符合表标准 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 检查电枢总成 用欧姆表测量换向器整流片之间的电阻 应符合表标准 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 检查换向器是否搭铁短路 用欧姆表测量换向器整流片与电枢铁芯之间的电阻 应符合表标准 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实施过程 4 起动机拆解检查 检查电刷架总成 检查电刷长度 检查电刷架导通和绝缘 用欧姆表测量电刷之间的电阻 起动机故障检测 实施项目 起动机故障检测 实
12、施过程 4 起动机拆解检查 检查起动机离合器 顺时针转动离合器小齿轮 确认小齿轮自由转动 逆时针施加转动力时 确认小齿轮被锁止 不能转动 拓展与提升 1 减速起动机 在起动机的电枢轴与驱动齿轮之间装有齿轮减速器的起动机 称为减速起动机 在起动机中采用高速 低转矩的直流电动机时 在电动机的电枢轴与驱动齿轮之间安装齿轮减速器 可以在降低电动机转速的同时提高其转矩 拓展与提升 1 减速起动机 外啮合式减速起动机 其减速机构在电枢轴和起动机驱动齿轮之间利用惰轮作中间传动 通常分有惰轮外啮合式减速起动机和无惰轮外啮合式减速起动机 外啮合式减速机构的传动中心距较大 因此受起动机构的限制 其减速比不能太大
13、一般不大于5 多用在小功率的起动机上 拓展与提升 1 减速起动机 内啮合式减速起动机 其减速机构传动中心距小 可有较大的减速比 故适用于较大功率的起动机 但内啮合式减速机构噪声较大 驱动齿轮仍需拨叉拨动进入啮合 因此 起动机的外形与普通起动机相似 拓展与提升 1 减速起动机 行星齿轮式减速起动机 减速机构结构紧凑 传动比大 效率高 由于输出轴与电枢轴同轴线 同旋向 电枢轴无径向载荷 振动轻 整机尺寸减小 拓展与提升 2 永磁起动机 以永磁材料作为磁极的起动机 称为永磁起动机 它取消了传统起动机中的励磁绕组和磁极铁心 使起动机的结构简化 体积和质量大大减小 可靠性提高 并节省了金属材料 永磁减速
14、起动机采用高速低转矩的永磁电动机 并在驱动齿轮与电枢轴之间安装齿轮减速器的起动机 称为永磁减速起动机 永磁减速起动机的体积和质量可以进一步减小 目前已得到广泛应用 任务二 起动系统的故障诊断维修 任务导入 汽车起动机的工作是在发动机起动时的短时工作制 其工作时 工作电流很大 汽车起动机在发动机起动时投入工作 起动完毕要求能及时退出工作状态 起动机的起动工作进程由起动控制电路完成 起动系统能否正常工作 直接影响到汽车的使用性能和蓄电池的使用寿命 因此 掌握起动系统的控制电路 了解起动系统常见故障的现象及诊断排除方法 及时发现起动系统的故障 准确诊断故障发生的部位和原因并采取有效措施迅速排除故障
15、对汽车使用具有重要的意义 起动系统的故障诊断维修 1 直接控制起动控制系统电路 直接控制的起动控制电路的主要控制元件为点火开关或起动按钮开关 由点火开关或起动按钮开关直接对起动机的电磁开关进行通电和断电控制 是起动控制电路的一种简单有效形式 起动系统的故障诊断维修 2 具有起动继电器的起动控制电路 具有起动继电器的控制电路可以有效保护点火开关 解决点火开关触点额定电流较小的问题 起动系统的故障诊断维修 3 具有组合继电器式起动控制电路 为了防止发动机起动以后 起动电路再次接通而造成离合器啮合齿轮与飞轮的撞击 一些起动电路中安装了带有保护功能的组合式继电器 这种具有组合继电器式起动控制电路 利用
16、交流发动机中点电压控制组合继电器 完成防止起动继电器再动作和控制充电指示灯的作用功能 起动系统的故障诊断维修 实施项目 起动机不能起动故障检测 实施过程 熟悉起动系统及控制元件的安装 起动系统的故障诊断维修 实施项目 起动机不能起动故障检测 实施过程 2 熟悉维修车辆电源系统电路 卡罗拉轿车起动系统电路图 起动系统的故障诊断维修 实施项目 起动机不能起动故障检测 实施过程 检查起动机继电器 在5号接线器盒中找到起动继电器 检查端子电阻 判断继电器状态 不施加电压 施加电压 起动系统的故障诊断维修 实施项目 起动机不能起动故障检测 实施过程 检查点火开关 依次用欧姆表测量端子电阻 根据测量结果判
17、断点火开关状态 起动系统的故障诊断维修 实施项目 起动机不能起动故障检测 实施过程 检查AM2保险丝 打开发电机仓继电器接线盒 找到AM2险丝并取下 用欧姆表测量保险丝端子电阻 正常时电阻值小于1 起动系统的故障诊断维修 拓展与提升 1 电枢移动式起动机 电枢移动式起动机是借磁极磁力 移动整个电枢而使驱动齿轮啮人飞轮齿环的 电枢移动式起动机 接触桥上端闭合 接通了串 并联辅助磁场绕组电路 接触桥3的下端闭合 接通了起动机的主磁场绕组7 工作转矩和转速驱动曲轴旋转 起动系统的故障诊断维修 拓展与提升 2 齿轮移动式起动机 齿轮移动式起动机是靠电磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆而使驱动齿轮与飞轮
18、齿环啮合的 在三个线圈磁力的共同作用下 电磁开关中的活动铁心11向左移动 推动啮合杆15使驱动齿轮向飞轮齿环移动 起动系统的故障诊断维修 拓展与提升 2 齿轮移动式起动机 齿轮移动式起动机是靠电磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆而使驱动齿轮与飞轮齿环啮合的 在三个线圈磁力的共同作用下 电磁开关中的活动铁心11向左移动 推动啮合杆15使驱动齿轮向飞轮齿环移动 小结 1 起动机是汽车电力起动的动力源 起动机由直流电动机 传动机构和控制机构三部分组成 2 通过本项目学习 具体了解起动机的类型 作用 组成及工作原理及起动机的传动机构 控制装置 了解起动控制电路的结构和原理 3 要求掌握起动机的正确拆装保养 对起动系统的故障原因进行分析及排除
