1、项目四项目四 汽车汽车常用执行器认知常用执行器认知任务一 认识电动机任务一任务一 认识电动机认识电动机一、电动机概述一、电动机概述1电动机的种类任务一任务一 认识电动机认识电动机1电动机的种类电动机的种类根据电能的不同，电动机可分为直流电动机和交流电动机。直流电动机按结构及工作原理分为无刷和有刷直流电动机；按绕组激励方式分为他励、并励、串励和复励直流电动机。交流电动机按照电源的相数分为单相和三相电动机；按转速分为同步和异步电动机；按启动与运行方式分为电容启动式、电容运转式和电容启动运转式电动机；按用途又分为驱动用电动机和控制用电动机。任务一任务一 认识电动机认识电动机1电动机的种类电动机的种类
2、其中，驱动用电动机分为电动工具（如钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等）用电动机、家电（如洗衣机、电风扇、电冰箱等）用电动机和其他通用小型机械设备（如各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机；控制用电动机分为步进电动机和伺服电动机。任务一任务一 认识电动机认识电动机2电动机的结构电动机的结构无论直流电动机还是交流电动机，在总体结构上都是由一个固定的定子和一个转动的转子（又称电枢）组成的，如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机2电动机的结构电动机的结构定子由铁芯、绕组与机座三部分组成。定子铁芯是电动机磁路的一部分，一般由硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。定子
3、铁芯硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放绕组，硅钢片铁芯在叠压后成为一个整体，固定于机座上。任务一任务一 认识电动机认识电动机2电动机的结构电动机的结构转子由铁芯与绕组组成。转子铁芯一般压装在转轴上，由硅钢片叠压而成，也是电动机磁路的一部分。转子铁芯、气隙与定子铁芯一同构成了电动机的完整磁路。定子和转子的铁芯结构如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机二、直流电动机二、直流电动机1直流电动机的结构直流电动机由定子和转子两部分组成，定子固定不动，转子可以旋转，在这两部分之间的间隙称为空气隙，其结构图如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构汽车内的直流电动机分
4、为直接传动启动机、减速传动启动机以及永磁减速式启动机。启动系统由直流电动机、单向传动机构和操纵机构3部分组成。如图所示为启动机内直流电动机的结构。工业生产用直流电动机的工作电压高、工作功率大；汽车用直流电动机的工作电压相对较小，一般为12 V，功率也相对较小。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构1）定子定子是电动机不动的部分，由主磁极、换向磁极、电刷、机座、端盖和轴承组成。如图所示为直流电动机的定子。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构主磁极安装在机座的内壁上，它由主磁极铁芯和励磁绕组组成，可以建立主磁场。主磁极铁芯包括极芯和极掌
5、两部分。极芯上绕有励磁绕组，各个主磁极上的绕组都是串联的。极掌的作用是使空气隙中的磁感应强度均匀分布。一般直流电动机的主磁极通过将直流电流通入装在主磁极铁芯上的励磁绕组来建立。主磁极的个数为偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按照N，S极交替出现的规律进行。一般情况下，汽车中的启动机有4个磁极，功率较大的为6个磁极。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构换向磁极在相邻两个主磁极之间，构造与主磁极相似但尺寸要小一些。它的作用是产生附加磁场，改善电动机的换向，减少电刷与换向器之间产生的火花。在功率较小的直流电动机中也有不装换向磁极的。电刷固定在机座上，它可以把
6、外电路的电压、电流引入电枢绕组或把电枢绕组中的电动势、电流引出到外电路。如图所示，电刷主要由石墨制成导电块的电刷、加压弹簧和刷盒组成。借助于加压弹簧的压力和选装的换向器保持滑动接触，使电枢绕组与外电路相通。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构机座可以固定主磁极、换向磁极和端盖等内部零件，一般由铸钢或铸铁制成。机座是电动机磁路的一部分，上面的接线盒有励磁绕组的电枢绕组的接线端，用来对外接线。端盖安装在机座两端并通过端盖中的轴承支撑转子，将定子、转子连为一体，同时端盖可以保护电动机内部零件的安全。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构2
7、）转子直流电动机的转动部分称为转子，又称电枢。它由电枢铁芯、绕组、换向器等组成，如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构电枢铁芯由硅钢片叠加压制而成，在外圆上有分布均匀的槽用来嵌放绕组。铁芯也作为电动机磁路的一部分。绕组是产生感应电动势的部件。其中，许多绕组元件按照一定的规则嵌放在铁芯槽内和换向片相连，使各组线圈的电动势相加。绕组端部用钢丝箍住，防止绕组发生位置偏移。任务一任务一 认识电动机认识电动机1直流电动机的结构直流电动机的结构换向器由铜质换向片组成，外形为圆柱形，片与片之间用云母绝缘，如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原
8、理直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理是基于载流导体与磁场之间直流电动机的工作原理是基于载流导体与磁场之间的相互作用。的相互作用。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理1）转动原理如图所示为直流电动机的模型，将电刷A端、B端接到直流电源上，电刷A端接正极，电刷B端接负极。此时，电枢线圈中有电流沿着abcda的方向流动。线圈ab边和cd边在磁场中受到电磁力的作用，N极性下导体ab受力方向从右向左，S极下导体cd受力方向从左向右。电磁力形成逆时针方向的电磁转矩，电动机转子逆时针方向旋转。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工
9、作原理当电枢自图所示位置旋转90时，电流因为换向片的空隙而为0，磁感应强度也变为0。此时，线圈边不受力，转矩消失，但由于机械惯性的作用，电枢仍能转过一个角度，使原N极性下导体ab转到S极下，原S极下导体cd转到N极下，如图所示。这时的电刷A端接负极，电刷B端接正极，电流流动方向变为adcba。N极性下导体cd受力方向从右向左，S极下导体ab受力方向从左向右，使电枢仍能逆时针方向继续旋转。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理虽然通过电刷的电源是直流电，但由于换向片的作用，使线圈中流过的电流是交流的，所以其产生的转矩方向保持不变，使电枢能朝着一个方向持续旋转
10、，进而可以带动其他工作机械。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理2）电磁转矩）电磁转矩直流电动机稳定运转情况下，电磁转矩T是由通过电枢电路的电流与电动机总磁通量相互作用而产生的。电动机产生的电磁转矩为（4-1-1）式中，CT转矩常数；每极的磁通；Ia电枢电流。aTTC任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理由式可知，电动机电磁转矩T与每极的磁通量和电枢电流Ia的乘积成正比。电磁转矩T的方向由每极的磁通量和电枢电流Ia的方向所决定。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理因电动机上本身
11、机械摩擦等原因而形成的阻转矩称为空载损耗转矩，用符号T0表示。直流电动机拖动生产机械而输出的转矩称为负载转矩，用符号TL表示，其大小取决于直流电动机拖动负载的大小。当电磁转矩T与空载损耗转矩T0和负载转矩TL相平衡时，电动机才能稳定运行，即（4-1-2）式（4-1-2）称为直流电动机的转矩平衡方程式。0LTTT任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理3）反电动势）反电动势电动机的电枢绕组在磁场中受力转动，转动过程中与定子磁极的磁场相切而产生感应电动势，其方向可用右手定则来判断。该感应电动势产生的电流与电源提供的电枢电流方向总相反，因此把这个感应电动势称为反电
12、动势。电枢绕组一根导线的平均反电动势为（4-1-3）avaveB lv任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理电刷间的反电动势E与每根导线中的平均反电动势eav成正比，速度v与电枢的转速n成正比，所以反电动势常用以下公式表示，即（4-1-4）式中，CE电动势常数。EECn任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理由此可知，直流电动机转动时反电动势E的大小与每极的磁通量和电动机转速n的乘积成正比，它的方向与电枢电流相反，所以反电动势在电路中起着限制电流的作用。任务一任务一 认识电动机认识电动机2直流电动机的工作原理直流电动机的
13、工作原理通过基尔霍夫定律分析可知，在电动机运行稳定时，基于电枢绕组的端电压U等于电枢绕组的压降IaRa与反电动势E之和，即（4-1-5）式（4-1-5）称为直流电动机的电压平衡方程式。aaUEI R任务一任务一 认识电动机认识电动机3直流电动机的铭牌参数直流电动机的铭牌参数每台电动机的机座上都有一块铭牌，标记了电动机的型号和额定值等数据，如图所示。了解铭牌上面的参数，是选择、安装、使用和修理电动机的重要前提。直流电动机型 号Z4-112/2-1 额定功率2.2 kW励磁方式他励额定电压440 V额定电流15 A效 率81%额定转速 3 000 r/min温升80定 额连续 年 月 编号 电动机
14、厂任务一任务一 认识电动机认识电动机3直流电动机的铭牌参数直流电动机的铭牌参数型号是指为了适应不同用途和不同工作环境的需要，将电动机制成不同的系列，每种系列用各种型号表示。型号Z4-112/2-1，Z表示直流电动机，4表示4系列，112表示机座中心高112 mm，“/”后面第一个数字代表极数为2，第二个数字代表铁芯长度序号1。额定功率是指电动机在额定运行情况下，转轴所允许输出的机械功率。励磁方式是指励磁绕组和电枢绕组的连接方式。任务一任务一 认识电动机认识电动机3直流电动机的铭牌参数直流电动机的铭牌参数额定电压是指电动机额定运行时，在定子绕组上所加的电压值。一般规定电动机的电压不应超过额定值的
15、5%。额定电流是指电动机额定运行时，定子绕组上的电流值。效率是指电动机产生的机械动能与其消耗的电能之比。额定转速是指电动机在额定电压、额定电流和额定输出功率情况下的转速。任务一任务一 认识电动机认识电动机3直流电动机的铭牌参数直流电动机的铭牌参数温升是指电动机的各个部件高出环境的温度。定额是按照电动机允许使用时间长短的规定，分为连续、短时和断续三种。连续是指电动机连续不断地输出额定功率而温升不超过铭牌允许值；短时是指电动机不能连续使用，只能在规定的较短时间内输出额定功率；断续是指电动机只能短时输出额定功率，但是可以多次反复启动和运行。任务一任务一 认识电动机认识电动机3直流电动机的铭牌参数直流
16、电动机的铭牌参数电动机除了铭牌标记的参数之外，还有一个很重要电动机除了铭牌标记的参数之外，还有一个很重要的性能指标的性能指标机械特性。机械特性用来表述电动机机械特性。机械特性用来表述电动机转速与电磁转矩之间的关系，有软特性和硬特性两种。转速与电磁转矩之间的关系，有软特性和硬特性两种。软特性是指当负载转矩在一定范围内变换时，转速的软特性是指当负载转矩在一定范围内变换时，转速的变化很小；硬特性是指负载转矩在一定范围内变换时，变化很小；硬特性是指负载转矩在一定范围内变换时，转速的变化很大。转速的变化很大。任务一任务一 认识电动机认识电动机4直流电动机的励磁方式直流电动机的励磁方式直流电动机根据励磁绕
17、组和电枢绕组连接方式的不同，可分为他励、并励、串励和复励四种类型。如图所示为不同励磁方式的接线方法，其中U表示运行时加在电动机出线端的电源电压，Ia表示电枢电流，If表示励磁电流，I表示经过负载或电源供给电动机的总电流。任务一任务一 认识电动机认识电动机4直流电动机的励磁方式直流电动机的励磁方式他励电动机的励磁绕组与电枢绕组各自分开，励磁绕组由独立的直流电源供电，励磁电流If的大小只取决于励磁电源的电压和励磁回路的电阻，而与电动机的电枢电压大小及负载无关。并励电动机的励磁绕组与电枢绕组相并联。励磁电流一般为额定电流的5%，要产生足够大的磁通，需要有较多的匝数。所以并励绕组匝数多，导线较细。并励
18、发电动机电压建立的首要条件就是其磁极必须有剩磁。串励电动机的励磁绕组与电枢绕组相串联。励磁电流与电枢电流相同，数值较大，因此，串励绕组匝数很少，导线较粗。复励电动机至少由两个励磁绕组所组成，一个是串励绕组，另一个是并励绕组或他励绕组。其中，并励绕组或他励绕组起主要作用，串励绕组起辅助作用。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用随着电动机及其相关技术的发展，汽车也在不断地追求驾驶舒适性和自动操纵性，微型直流电动机已成为现代汽车不可缺少的部件。有些型号的轿车已安装了20个以上的微型电动机，可活动的设备无论是做圆周运动，做横向摆动，还是做直线移动，一般都
19、有微型电动机作为动力源，如电动座椅坐垫的位置移动、靠背和头枕角度的变化、后视镜的摆动、照明灯的洗涤、玻璃车窗的开关、电动车门锁的操纵、散热器冷却风扇的转动等。其中，刮水器电动机的驱动机构是采用蜗杆传动形式，将电动机输出轴转动减速和变向；中控门锁的电动机采用齿轮齿条传动形式，起到减速并将旋转改变为直线移动。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用如图所示为电动机在汽车上的几个应用事例。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用1）刮水器电动机）刮水器电动机如图所示为一个典型的刮水器电动机。大多数刮水器电动机都属
20、于三刷直流电动机，通过一个蜗轮蜗杆减速器增加转矩。三刷电动机可以实现双速摆动。若通过两个正对电刷供电，电动机就工作于正常速度；若通过地刷和一个中间电刷供电，电动机就工作于高速状态。因为这样减少了电刷之间的电枢绕组，从而减小电阻，增大电流，提高转速。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用一般刮水器电动机的正常转速为45 r/min，高速时的转速为65 r/min，但电动机必须在低速（5 r/min）时克服摆动条的启动阻力。典型轿车刮水器电动机在高速和低速下的工作特性曲线如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在
21、汽车中的应用2）电动车窗电动机）电动车窗电动机目前，轿车的车窗基本都采用了电动车窗。电动车窗升降系统的电动机，广泛采用的是永磁电动机。永磁电动机是通过改变电枢电流的方向来改变电动机的旋转方向使车窗玻璃上升或下降，电动机本身不搭铁，而是通过控制开关搭铁。如图所示为美国福特公司采用的永磁式电动机的电动升降门窗电路图。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用现以左后门窗为例说明其工作原理。当主控开关中的左后门窗开关拨到Up时，电流方向为：蓄电池正极点火开关电路断电器主控开关中左后门窗Up触点左后门窗分控开关Up触点电动机左后门窗分控开关Down触点主控开关
22、中左后门窗Down触点搭铁。电动机旋转，带动左后门窗玻璃上升。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用当主控开关中的左后门窗开关拨到Down时，电流方向为：蓄电池正极点火开关电路断电器主控开关左后门窗Down触点分控开关左后门窗Down触点电动机分控开关左后门窗Up触点主控开关左后门窗Up触点搭铁。电动机旋转，带动左后门窗玻璃下降。上述过程中，流过电动机电枢的电流方向相反，所以电动机旋转方向相反，带动玻璃上升或下降。与此类似的双向永磁电动机也被利用到电动后视镜、电动座椅、电动天窗等系统的触动电路中，在开关控制下，带动部件实现两个方向的运动。任务一任务
23、一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用3）空调鼓风电动机）空调鼓风电动机空调鼓风机用于促使车内冷气、暖气、除霜和通风的气流流动。采用的电动机通常为永磁式单速电动机，其大多数安装在暖风机总成内，如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用鼓风机开关位于仪表板上，开关通过控制调速电阻来控制电动机转速，其电路如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机5直流电动机在汽车中的应用直流电动机在汽车中的应用当空调鼓风电动机开关置于低速（Low）、中速1（Med1）、中速2（Med2）或高速挡（High）时，电路中所串联的
24、电阻值越来越小，电阻值的变化改变了空调鼓风电动机的输入电压。由于鼓风电动机是单速电机，工作电压越高，转速越高。所以随着串联的电阻越小，鼓风电动机的工作电压越高，转速越快。任务一任务一 认识电动机认识电动机三、步进电动机三、步进电动机步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电动机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。任务一任务一 认
25、识电动机认识电动机1步进电动机的种类步进电动机的种类永磁式步进电动机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5或15。反应式步进电动机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5，但噪声和振动都很大。反应式步进电动机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电动机混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8，而五相步进角一般为0.72。这种步进电动机的应用最为广泛。任务一任务一 认识电动机认识电动机三、步进电动机三、步进电动机步进电动机的实物图及内部机构示意如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机2步进电动机的工作原
26、理步进电动机的工作原理步进电动机由定子和转子两部分组成，步进电动机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一个矢量磁场，该磁场带动转子旋转一定角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。电动机输出的角位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电动机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电动机的转动。任务一任务一 认识电动机认识电动机2步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理这里以4项步进电动机为例进行详细说明，4相步
27、进电动机工作原理如图所示。任务一任务一 认识电动机认识电动机2步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理定子上有四组相对的磁极，每对磁极缠有同一绕组，形成一相。定子和转子上分布着大小、间距相同的多个小齿。当步进电动机某一相通电形成磁场后，在电磁力的作用下，转子被强行推动到最大磁导率（或最小磁阻）的位置。任务一任务一 认识电动机认识电动机2步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理开始时，开关SB接通电源，SA，SC，SD断开，B相磁极和转子0，3号齿对齐，同时，转子的1，4号齿就和C，D相绕组磁极产生错齿，2，5号齿就和D，A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB，SA，SD断开时，由于C相
28、绕组的磁力线和1，4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1，4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0，3号齿和A，B相绕组产生错齿，2，5号齿就和A，D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A，B，C，D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A，B，C，D方向转动。任务一任务一 认识电动机认识电动机2步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理步进电动机是一种按步走动的马达，其转子与定子的齿，决定了每步的间距，若转子上有N个齿，则其齿间距为（4-1-6）360/N任务一任务一 认识电动机认识电动机2步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理步进角度为（4-1-7）/(2)/2P转子齿间距相数任务一任务一 认识电动机认识电动机
29、3步进电动机在汽车中的应用步进电动机在汽车中的应用1）怠速步进电动机如图所示，怠速步进电动机是一台微型电动机，它由围成一圈的多个钢质定子和一个转子组成。每个钢质定子上都绕着一个线圈；转子是一个永久磁铁，永久磁铁的中心是一个螺母。所有的定子线圈都始终通电。只要改变其中某一个线圈的电流方向，转子就转过一个角度。当各个定子线圈按恰当的顺序改变电流方向时，就形成一个旋转磁场，使永久磁铁制成的转子按一定的方向旋转。任务一任务一 认识电动机认识电动机3步进电动机在汽车中的应用步进电动机在汽车中的应用如果将电流方向改变的顺序颠倒过来，那么转子的旋转方向也会颠倒过来。连接在转子中心的螺母带动一根丝杆。因为螺旋
30、杆设计成不能转动的，所以它只能在轴线方向上移动，故称直线轴。丝杆的端头是一个塞头，塞头因此而可以缩回或伸出，从而增大或减小怠速执行器旁通进气通道的截面积，直至将它堵塞。每当更换某线圈的电流方向时，转子就转过一个固定的角度，称为步长，其数值等于360除以定子或线圈的个数。若步进电动机转子的步长为15，相应地，螺旋杆每一步移动的距离也固定，为4.17 mm。ECU通过控制更换线圈电流方向的次数，来控制步进电动机的移动步数，从而调节旁通通道的截面积及流经的空气流量。任务一任务一 认识电动机认识电动机3步进电动机在汽车中的应用步进电动机在汽车中的应用2）四轮转向系统中的步进电动机如图所示为步进电动机用
31、于四轮转向系统（4WS）时的结构原理。任务一任务一 认识电动机认识电动机3步进电动机在汽车中的应用步进电动机在汽车中的应用系统工作时，ECU根据实时车速，指示步进电动机做规定回转数的旋转。步进电机旋转时，输出轴上的斜齿轮使螺旋杆旋转，并使与螺旋杆啮合在一起的控制轭位置发生改变，其决定控制轭的倾斜方向及角度，而控制轭的倾斜方向及角度又决定了后轮转向的角度及相位。任务一任务一 认识电动机认识电动机任务实训任务实训直流电动机的检查测试直流电动机的检查测试实训题目直流电动机的检查测试实训目的学习直流电动机的检查测试方法和调速控制方法。实训设备直流电动机、直流稳压电源、万用表等。实训方法及步骤1常规检查
32、直流电动机一般都带减速器，所以用手转动电动机轴比较困难。任务一任务一 认识电动机认识电动机任务实训任务实训直流电动机的检查测试直流电动机的检查测试实训方法及步骤2通电检查直流电动机铭牌上的额定电压为12 V或24 V。用直流稳压电源给电动机两个引脚加上额定电压，观察电动机能否正常转动。然后反向加电，观察电动机能否可以反方向旋转。3电动机调压调速测试通过调整电压来控制电动机转速是电动机调速最常用的方法。试验当电动机电压从额定电压逐渐下降时转速的变化情况，为方便计算转速，可计算一定时间（如15 s）内的电动机转数，再折算成转速（r/min）。对于额定电压为12 V的电动机，可将测试数据直接记入下方
33、实训数据表内。若是额定电压24 V的电动机，可将测试点电压加大一倍。表的最右一列为电动机停止转动时的电压，当电压低于此值时，电动机不能转动。任务一任务一 认识电动机认识电动机任务实训任务实训直流电动机的检查测试直流电动机的检查测试实训方法及步骤根据实训数据表内的数据，绘制电动机转速随电压变化的曲线。注意：连接电路时注意不要接错。在调试过程中，若运行不正常，要及时断电检查，分析原因。任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件一、继电器一、继电器继电器是一种当输入量（如电、磁、声、光、热等）达到一定值时，输出量将发生跳跃式
34、变化的自动控制器件。它也是一种以小电流控制大电流的装置。其主要由线圈、铁芯和断电触点组成，如图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件一、继电器一、继电器如图所示为汽车继电器。该类继电器切换负载功率大、抗冲击、抗振性高。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件一、继电器一、继电器汽车继电器可以看成是由线圈工作的控制电路和触点工作的主电路两个部分组成的集合体。在继电器的控制电路中，只有较小的工作电流，这是由于操纵开关的触点容量较小，不能用来直接控制用电量较大的负荷，只能通过继电器的触点来控制它的通断。任务二任务二
35、认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件一、继电器一、继电器当继电器两端加上一定的电压或电流时，线圈产生磁场，在电磁力的作用下，断电触点闭合。当线圈两端电压或电流小于一定值时，机械反力大于电磁力，断电触点断开。继电器常被应用在需要较大电流的元件上，如汽车启动电路。但因为其反应时间较慢，所以不适合用在需要做快速切换动作的电路上，如喷油嘴控制电路。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件1常用继电器的类型常用继电器的类型动合继电器：继电器线圈不通电时，继电器触点因弹簧力的作用而处于断开状态，通电时触点闭合。动断继电器：继电器线圈不通电时
36、，继电器触点因弹簧力的作用而处于闭合状态，通电时触点断开。混合式继电器：继电器中既有动合触点又有动断触点，通电后常开触点闭合，常闭触点断开。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件一、继电器一、继电器在汽车电路图中，德系车与日系车继电器的表示方法略有区别。如图所示为德系车继电器常用的表示方法，下图所示为日系车继电器常用的表示方法。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2继电器在汽车中的应用继电器在汽车中的应用 继电器控制喇叭。喇叭按钮安装在转向盘上，为了保护按钮触点，一般都有喇叭继电器，以保护主电路。灯控制继电器。日
37、本生产的汽车，灯光开关一般装在转向盘一侧，通过的电流很小。为了提高可靠性，各种灯光都使用了继电器配合工作，控制灯光大电流电路。继电器控制启动电路。汽车的启动一般用点火开关控制，但点火开关触点电流较小，为了保护点火开关，并延长其寿命，采用了启动中间继电器，以控制启动机主电路。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2继电器在汽车中的应用继电器在汽车中的应用 继电器控制柴油车预热电路。柴油车冷启动时需要使用预热塞帮助启动，预热塞大多由继电器保护。继电器控制空调电路。空调电路中使用较广泛，如风扇电动机继电器、加热器电动机继电器、电磁离合继电器、真空电磁阀继电器等
38、。驾驶室乘员处继电器。如车门控制继电器、车厢照明继电器、动力主继电器等（遮阳车顶、动力车窗、动力车座）。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件二、电磁阀二、电磁阀电磁阀的作用类似于继电器，但电磁阀是利用可移动的铁芯来产生作用，其基本结构如图所示。在汽车上的每一个角落都可以见到电磁阀，它既可以控制电流、真空和液体，又可以间接控制车门锁、行李舱盖和启动机拨叉，甚至可以经过精密调校后控制阀门和离合器等机构。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件二、电磁阀二、电磁阀当通直流电时，电磁阀内的线圈产生磁场与磁力，并将铁芯吸入线
39、圈内；当电流切断时，铁芯靠复位弹簧回到原位。因为电磁阀在分类上属于线性动作器，动作大多为直线前进或后退，就需要在使用前考虑行程的长度、产生的作用力和动作速度。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件1常用电磁阀的类型常用电磁阀的类型直动式电磁阀：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。先导式电磁阀：通电时，电磁力将导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；反之，断电时阀门关闭。分布直动式电磁阀：它采用直动和先导式相结合的原理，当
40、入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，使阀门打开。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件1常用电磁阀的类型常用电磁阀的类型若按照驱动方式分类，可将电磁阀分为开关型电磁若按照驱动方式分类，可将电磁阀分为开关型电磁阀、快速开关型电磁阀和占空比型电磁阀。阀、快速开关型电磁阀和占空比型电磁阀。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2电磁阀在汽车中的应用电磁阀在汽车中的应用喷油器是一种利用电磁阀工作原理的汽车执行元件。如图所示，喷油器由一个固定开口的油孔和一根电磁线圈作用的油针所组成。断
41、电时，油针靠复位弹簧的弹力抵紧在油孔座，汽油无法喷出，如图所示；通电时，线圈产生磁场与磁力，将油针吸离孔座并让汽油通过油孔喷出，汽油喷射的量由通电时间长短决定，如下图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2电磁阀在汽车中的应用电磁阀在汽车中的应用喷油器的工作过程可分为三个阶段，如图所示。1）针阀的上升阶段该阶段指从驱动脉冲导通信号至针阀达到全升程的过程。此时，在电磁力的作用下，针阀从加速升起到全升程结束，以0.50.7 m/s的速度对阀座进行冲击。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2电磁阀在汽车中的应用电
42、磁阀在汽车中的应用2）针阀的全升程阶段该阶段指从升程结束到阀座的开口面积为一定值，燃油最稳定通过的过程。可以把此时的喷油器看成是一固定的节流孔。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2电磁阀在汽车中的应用电磁阀在汽车中的应用3）针阀的下降阶段该阶段指ECU对喷油器的驱动电脉冲截止、弹簧使针阀回位、落座使喷油过程停止的阶段。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件三、其他执行器件三、其他执行器件1点火线圈传统汽车点火装置中所使用的点火线圈是变压器的一种，提高点火线圈的能量，火花塞就能产生足够能量的火花，这是点火装置适应
43、现代发动机运行的基本条件。近年来，由于非结晶铁芯的开发，使得点火线圈的体积越来越小、重量越来越轻。如图所示为两种典型点火线圈的结构。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件1点火线圈点火线圈如图所示为点火线圈的接线示意图，一次绕组与二次绕组的绕线方向相反。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件1点火线圈点火线圈闭合开关，一次绕组产生磁场，电流与极性方向如图所示，因此产生的磁通线沿铁芯到二次绕组而完成磁回路。当开关断开时，一次绕组内会根据楞次定律而产生反抗磁场变化的反向电压，电流与极性方向如图所示。此反向电压远远大于蓄
44、电池提供的电压，并且方向与原磁场方向相反。磁通沿铁芯到达二次绕组并使其产生更高的反向电压，从而使火花塞点火。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件1）液压执行元件）液压执行元件液压执行元件主要包括执行往复运动的液压缸、回转液压缸、液压马达等。在汽车中多采用电控液压执行系统，即电子控制系统发出指令，执行元件为液压系统。液压执行元件是借助流体介质的压力能来传递压力和进行运动控制的，其特点是响应快、动作准确，尤其是在需要精确控制离合器压力的场合广泛应用，在这种情况下压力控制可由高速开关采用脉宽调制信号实现直接控制。任务二任
45、务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件汽车发动机系统中的自动变速器常会用到液压执行元件，它主要应用在离合器和制动器上面。离合器和制动器均是由液压油驱动，而液压油的油量由电磁阀来控制。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件（1）离合器）离合器自动变速器中换挡离合器采用多片式结构，由油缸中的活塞运动来控制离合器分离或接合，如图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件当压力
46、油经过油道进入活塞时，油压克服弹簧的弹力将活塞推动右移，将所有主、从动件依次压紧，使钢片与摩擦片在摩擦力的作用下一起旋转，离合器接合，动力从输入轴传到输出轴。当油压降低时，活塞因弹簧弹力的作用回位，离合器分离，切断输入轴与输出轴的动力传递。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件（2）制动器）制动器制动器可分为常式和片式两种形式。其中，常式制动器由液压缸和制动带组成，如图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件（2）制动器）制动器当压力油
47、进入活塞时，活塞移动，推动推杆，并使制动带压紧转动，如图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件自动变速器中的片式制动器采用湿式多片结构，其与湿式多片离合器结构类似，仅钢片固定不动，如图所示。当活塞移动压紧钢片与摩擦片时，钢片逐渐被制动，直至不能转动，如图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件2）气压执行元件）气压执行元件气压执行元件除了采用压缩空气作为工作介质外，其他与液压执行元件没有什么区别。具有代表性的气压执行元件有气缸、气
48、压马达等。气压驱动虽然可以得到较大的驱动力、行程和速度，但由于空气黏性差，具有可压缩性，所以不能在定位精度高的场合使用。气压执行元件主要应用于汽车空气悬架系统、电子气压制动系统等系统中。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件（1）空气悬架系统中的气压执行元件）空气悬架系统中的气压执行元件一辆高品质的SUV既要拥有轿车的舒适性，又要兼顾越野车的通过性能，空气悬挂系统是实现这目标的最佳选择，根据路况的不同以及距离传感器的信号，ECU会判断出车身高度变化，再控制空气压缩机和排气阀门，使弹簧自动压缩或伸长，从而降低或升高底盘
49、离地间隙，以增加高速车身稳定性或复杂路况的通过性，如图所示。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件相比传统悬架，空气悬架系统较为复杂，其出现故障的几率和频率也会高于普通螺旋弹簧悬架系统，而用空气作为调整底盘高度的动力来源，相关部件的密封性也是一个问题，另外，如果频繁地调整底盘高度，还有可能造成气泵系统局部过热，会大大缩短气泵的使用寿命。但是，随着技术水平的不断提高，很多问题都得到了解决。同时，应用空气悬架系统的车型也变得越来越多。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气
50、压执行元件液压与气压执行元件（2）电子气压制动系统中的气压执行元件）电子气压制动系统中的气压执行元件在大客车和大货车上通常采用电子气压制动系统（ABS/ASR）。任务二任务二 认识继电器、电磁阀及其他执行器件认识继电器、电磁阀及其他执行器件2液压与气压执行元件液压与气压执行元件电子气压制动系统如图所示。在此系统中，通过电磁阀调节压缩空气气压，控制车轮制动器，电子装置对每一单个制动缸进行直接控制，因此需要设置很多阀门，如行车制动阀、手动阀、多路保护阀以及相应数量的气动管路等。制动踏板和驻车制动器装有输入装置，操作时可向ECU传送电信号，根据这些输入信号与其他测定值之间的关系，ECU可通过调节阀控
