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直流串励式起动机毕业论文

发布时间:2024-07-08 06:29:02

直流串励式起动机毕业论文

此类电机启动转距大!因定子励磁绕组和转子绕组都是用大截面扁铜线绕制,在静态启动时可通过近似短路的巨大电流!因此产生的初始扭力巨大!故此类电机多用于内燃机的启动!

直流串励式电动机起动转矩大,发动机起动瞬间,起动机处于完全成制动状态,电动机产生最大转矩,易于起动发动机.直流串励式电动机重载转速低、轻载转速高,可以保证发动机可靠起动。直流串励式电动机在短时间内可以输出最大功率,能保证很快地将发动机起动。因此汽车起动机采用直流串励式电动机。

1.转矩特性在起动机起动发动机的瞬间,因发动机的阻力矩很大,起动机处于完全制动状态。此时电枢转速为零,反电动势为零,电枢电流达到最大值,转矩也相应地达到最大值。转矩与电枢电流的平方成正比,所以制动电流所产生的转矩很大,足以克服发动机的阻力矩,使发动机起动变得很容易。这就是汽车起动机采用串励式电动机的主要原因之一。2.转速特性串励式电动机在输出转矩较大时,电枢电流较大,电动机转速随电流的增加而急剧下降;反之,在输出转矩较小时,.电动机转速又随电枢电流的减小而很快上升。串励式电动机具有轻载转速高,重载转速低的特性,对保证起动安全可靠是非常有利的,是汽车上采用串励式起动机的又一重要原因。

励磁式起动机毕业论文

关于汽车发动机的探讨学生姓名: X X 学号:xxxxxxxxxxx入学时间: 2004 年 9 月指导老师: x x 职称: 讲师 学 校: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 目 录第一节 发动机的分类……………………………………………3第二节 发动机的总体构造………………………………………4第三节 四冲程发动机的工作原理………………………………6第四节 二冲程发动机的工作原理………………………………10第五节 发动机的主要性能指标与特性…………………………13致谢…………………………………………………………………16参考文献……………………………………………………………171关于汽车发动机的探讨内容提要:目前汽车普遍采用的是往复活塞式内燃机,发动机是汽车的心脏,它以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运动维护简便的优点著称于世。本文针对发动机作出详细的讲解,包括发动机的分类、发动机的结构、发动机的工作原理,并据此分析汽车发动机的性能及主要指标。关键词:汽油机 柴油机 二冲程 四冲程 性能指标 特性2第一节 发动机的分类 发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机,称为热力发动机(简称热机),其中的热能是由燃料燃烧所产生的。内燃机是热力发动机的一种,其特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能,然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机,如蒸汽机、汽轮机或燃气轮机等,其特点是燃料在机器外部燃烧以加热水,产生高温、高压的水蒸气,输送至机器内部,使所含的热能转变为机械能。 内燃机与外燃机相比,具有热效率高、体积小、质量小、便于移动、起动性能好等优点,因此广泛应用于飞机、船舶以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是内燃机一般要求使用石油燃料,且排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题,目前国内外正致力于排气净化以及其他新能源发动机的研究开发工作。 根据车用内燃机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式不同分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛,是本文的主要讨论对象。汽车发动机(指汽车用活塞式内燃机)可以根据不同的特征分类: (1)按着火方式分类 可分为压燃式与点燃式发动机。压燃式发动机为压缩气缸内的空气或可燃混合气,产生高温,引起燃料着火的内燃机;点燃式发动机是将压缩气缸内的可燃混合气,用点火器点火燃烧的内燃机。 (2)按使用燃料种类分类可分为汽油机、柴油机、气体燃料发动机、煤气机、液化石油气发动机及多种燃料发动机等。 (3)按冷却方式分类可分为水冷式、风冷式发动机。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式发动机;以空气为冷却介质的称作风冷式发动机。(4)按进气状态分类可分为非增压(或自然吸气)和增压发动机。非增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气未经压气机压缩的发动机,仅带扫气泵而不带增压器的二冲程发动机亦属此类;增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气已经在压气机内压缩,藉以增大充量密度的发动机。3 (5)按冲程数分类 可分为二冲程和四冲程发动机。在发动机内,每一次将热能转变为机械能,都必须经过吸人新鲜充量(空气或可燃混合气)、压缩(当新鲜充量为空气时还要输入燃料),使之发火燃烧而膨胀作功,然后将生成的废气排出气缸这样一系列连续过程,称为一个工作循环。对于往复活塞式发动机,可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。凡活塞往复四个单程(或曲轴旋转两转)完成一个工作循环的称为四冲程发动机;活塞往复两个单程(或曲轴旋转一转)完成一个工作循环的称为二冲程发动机。 (6)按气缸数及布置分类仅有一个气缸的称为单缸发动机,有两个以上气缸的称为多缸发动机;根据气缸中心线与水平面垂直、呈一定角度和平行的发动机,分别称为立式、斜置式与卧式发动机;多缸发动机根据气缸间的排列方式可分为直列式(气缸呈一列布置)、对置式(气缸呈两列布置,且两列气缸之间的中心线呈180。)和V形(气缸呈曲列布首,且两列气缸之问夹角为V形)等发动机。第二节 发动机的总体构造 发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构形式很多,即使是同一类型的发动机,其具体构造也是各种各样的。我们可以通过一些典型汽车发动机的结构实例来分析发动机的总体构造。下面以CA1014系列轻型货车用的CA488Q型汽油发动机为例,介绍四冲程剐机的一般构造(图1-1)。(1) 机体组 CA488Q型发动机的机体组包括气缸盖14、气缸体7及油底壳37。有的发动机将气缸体分铸成上下两部分,上部称为气缸体,下部称为曲轴箱。机体组的作用足作为发动机各机构、各系统的装配基体,而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分,是承受高温、高压的机件。在进行结构分析时,常把机体组列入曲柄连杆机构。(2) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构包括活塞13、连杆10、带有飞轮28的曲轴5等。它是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。(3) 配气机构 配气机构包括进气门19、排气门15、摇臂45、气门间隙调节器46、凸轮轴25以及凸轮轴定时带轮20(由曲轴定时带轮6驱动)等。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排除废气。4 图2-1 解放CA488Q型汽油机的构造5(4) 供给系统 供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器38、空气滤清器、进气管39、排气管53、排气消声器等。其作用是把汽油和空气混合为成分合适的可燃混合气供入气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。 (5) 点火系统 点火系统的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。其中包括供给低压电流的蓄电池和发电机以及分电器、点火线圈与火花塞等。 (6) 冷却系统 冷却系统主要包括水泵、散热器、风扇22、分水管以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔——水套等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去,以保证发动机正常工作。 (7) 润滑系统 润滑系统包括机油泵50、机油集滤器51、限压阀、润滑油道、机油滤清器等,其功用是将润滑油供给作相对运动的零件,以减少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。 (8) 起动系统 包括起动机及其附属装置,用以使静止的发动机起动并转入自行运转。 车用汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。第三节 四程发动机的工作原理一、四冲程汽油机工作原理 现代汽油发动机的构造如图3-1所示。气缸内装有活塞10,活塞通过活塞销、连杆11与曲轴12相连接。活塞存气缸内作往复运动,通过连杆推动 曲轴转动。为了吸入新鲜充量和排除废气,设有进、排气系统等。图3-2所示为发动机示意图。活塞往复运动时,其顶面从一个方向转为相反方向的转变点的位置称为止点。活塞顶面离曲轴中心线最远时的止点,称为上止点(TDC——Top Dead Center);活塞顶面离曲轴中心线最近时的止点称为下止点(BDC——Bottom Dead Centel),活塞运行的上、下两个止点之间的距离s称为活塞行程。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的垂直距离月称为曲柄半径。对于气缸中心线与曲轴中心线相交的发动机,活塞行程5等于曲柄半径R的两倍。6四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程:进气行程、压缩冲程、作功行程、和排气行程。(1) 进气行程 汽油机将空气与燃料先在气缸的外部的化油器中、节气门体处或进气道内进行混合,形成可燃混合气后被吸入气缸。进气过程中进气门开启,节气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积变大,从气缸内的压力将到大气压以下,即在气缸内形成真空度。这样可眼燃混合气便经进气门被吸入气缸。由于进气系统的阻力,进气终了时气缸内的气体压力约为~。 (2) 压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小,密度加大,温度升高,故需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程,称为压缩行程。活塞到达上止点时压缩终了,此时,混合气被压缩到活塞上方很小的空间,即燃烧室中。可燃混合气压力升高到~,温度可达600~700K。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。7现代汽油发动机的压缩比一般为6~9(轿车有的达到9~11)。如一汽一大众捷达轿车EA827型发动机的压缩比为,而EA113型发动机的压缩比为。 压缩比越大,在压缩终了时混合气压力和温度越高,燃烧速度增快,因而发动机发出的功率增大,热效率提高,经济性越好。但压缩比过大时,不仅不能进一步改善燃烧情况,反而会出现爆燃和表面点火等不正常的燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。爆燃时,火焰以极高的速率传播,温度和压力急剧升高,形成压力波,以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁而时就发出尖锐的敲缸声。同时,还会引起发动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时,甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂、活塞烧顶、火花塞绝缘体击穿等机件损坏现象。表面点火是由于燃烧室内炽热表面(如排气门头,火花塞电极,积炭)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧现象。表面点火发生时,也伴有强烈的敲击声(较沉闷),产生的高压会使发动机机件承受的机械负荷增加,寿命降低。因此,在提高发动机压缩比的同时,必须注意防止爆燃和表面点火的发生。此外,发动机压缩比的提高还受到排气污染法规的限制。(3) 作功行程 在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时,装在气缸体(或气缸盖)上的火化塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后,放出大量的热能,其压力和温度迅速增加,所能达到的最高压力p,约为3~5MPa,相应温度则为2200~2800K。高温、高压燃气推动活塞从上止点向F止点运动,通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身继续运转而外,其余即用于对外作功。(4) 排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气,必须从气缸中排除,以便进行下一个工作循环。当膨胀接近终了时,排气门丌启,靠废气的压力进行自由排气,活塞到达下止点后再向上止点移动时,继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时,排气行程结束。由于燃烧室占有一定的容积,因此在排气终了时,不可能将废气排尽,这一8部分留下的废气称为残余废气。综上所述,四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程,完成一个工作循环。这期问活塞在上、下止点问往复移动了四个行程,曲轴旋转了两周。二、四冲程柴油机工作原理现代柴油发动机的构造如图3-3所示。四冲程柴油机(压燃式发动机)的每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机的燃料是柴油,其粘度比汽油大,而其自燃温度却较汽油低,故可燃混合气的形成及着火方式都与汽油机不同。柴油机在进气行程吸人的是纯空气。存压缩行程接近终了时,柴油机喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷人气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。因此,这种发动机的可燃混合气是在气缸内部形成的。由于柴油机的压缩比高(一般为16~22),所以压缩终了时气缸内的空气压力可达~,同时温度高达750~1000K,大大超过柴油的自燃温度。因此,柴油喷入气缸后,在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。气缸内气压急剧上升到6~9MPa,温度也升到2000~2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动帅轴旋转而作功。废气同样经排气管排人大气中。柴油机与汽油机比较,各有特点。汽油机具有转速高(目前轿车汽油机最高9转速达5000~6000r/min,货车汽油机转速达4000r/min左右)、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点,故存轿车和轻型货车及越野车上得到广泛的应用;其不足之处是燃油消耗率高,燃油经济性差。柴油机因压缩比高,燃油消耗率平均比汽油机低20%~30%左右,且柴油价格较低,所以燃油经济性好。一般装载质量为5t以上的货车大都采用柴油机;其缺点是转速较汽油机低(一般最高转速在2500~3000r/min左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。但目前柴油机的这些缺点正在逐渐得到克服,其应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外有的轿车也采用柴油机,其最高转速可达5000r/min。由此可见,四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中,只有一个行程是作功的,其余三个行程则是作功的辅助行程。因此,在单缸发动机内,曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动。显然,作功行程时.曲轴的转速比其他三个行程内的曲轴转速要高,所以曲轴转速是不均匀的,因而发动机运转就不平稳。为了解决这个问题,飞轮必须做成具有很大的转动惯量,而这样做将使整个发动机质量和尺寸增加。显然,单缸发动机工作振动大。采用多缸发动机可以弥补上述缺点。因此,现在汽车上基本不用单缸发动机。用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。在多缸四冲程发动机的每一个气缸内,所有的工作过程是相同的,并按上述次序进行,但所有气缸的作功行程并不同时发生。例如,在4气缸发动机内,曲轴每转半周便有一个气缸在作功;在8缸发动机内,曲轴每转1/4周便有一个作功行程。气缸数越多,发动机的工作越平稳。但发动机气缸数增多,一般将使其结构复杂,尺寸及质量增加。第四节 二冲程发动机的工作原理一、二冲程汽油机工作原理二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内,即曲轴旋转一周的时间完成的。发动机气缸上有三个孔,这三个孔可分别在一定的时刻为活塞所关闭。进气孔与化油器相连通,可燃混合气经进气孔流入曲轴箱,继而可经扫气孔进入气缸内,而废气则可经过与排气管连通的排气孔被排出。10活塞向上移动,到活塞将三孔都关闭时,开始压缩在上一循环即已吸入缸内的可燃混合气,同时在活塞下面的曲轴箱内形成真空度(这种发动机的曲轴箱必须足密封的)。当活塞继续上行时,进气孔开启,在大气压力作用下,可燃混合气便自化油器流入曲轴箱。活塞接近上止点时,火花塞发出电火花,点燃被压缩的混合气。高温、高压气体膨胀迫使活塞向下移动。进气孔逐渐被关闭,流人曲轴箱的混合气则因活塞的下移而被预先压缩。当活塞接近下止点时,排气孔开启,废气经过排气孔、排气管、消声器流到大气中。受到预压的新鲜混合气便自曲轴箱经扫气孔流入缸内,并扫除废气。废气从气缸内被新鲜混合气扫除并取代的过程,称为气缸的换气过程。由上述可知,在二冲程发动机内,一个工作循环所包含的两个行程是: (1) 第一行程 活塞自下止点向上移动,事先已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩,新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。 (2) 第二行程 活塞自上止点向下移动,活塞上方进行着作功过程和换气过程,而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。 为了防止新鲜混合气大量与废气混合并随废气一起排出气缸而造成浪费,活塞顶做成特殊的形状,使新鲜混合气的气流被引向上部。这样还可以利用新鲜混合气来扫除废气,使排气更为彻底。但是在二冲程发动机中,要完全避免可燃混合气的损失是很困难的。 图4-1为二冲程发动机示功图。它的工作循环如下:活塞由下止点向上止点运动,当将排气孔(a点)关闭时,压缩过程开始。到上止点前开始点火燃烧,缸内压力迅速增高,叮段即燃烧过程。接着活塞下行膨胀作功,一直到6点,排气孔被打开,开始排气。此时,缸内压力较高,一般为0.3~0.6MPa,11故废气以声速从缸内排出,压力迅速下降。当活塞继续下移将换气孔打开,曲轴箱内的新鲜可燃混合气进入气缸。这段时问里的排气称为自由排气。排气一直延续到活塞下行到下止点后再向上将排气孔关闭为止。示功图bda曲线为二冲程发动机的换气过程,大约占130度~150度曲轴转角。接着活塞继续向上,便重复压缩过程,进行新的循环。 二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机相比较,其主要优点如下: 1)曲轴每转—周就有一个作功行程,因此,当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时,在理论上它的功率应等于四冲程发动机的2倍。 2)由于发生作功过程的频率较高,故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。 3)由于没有专门的换气机构,所以其构造较简单,质量也比较小。 4)使用方便。因为附属机构少,所以易受磨损和经常需要修里理的运动部件数量也比较少。 由于构造上的原因,二冲程发动机的最大缺点是不易将废气自气缸内排除得较干净,并且在换气时减少了有效工作行程。因此,在同样的工作容积和曲轴转速下,二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的2倍,只等于~倍;而且在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出,因此二冲程发动机不如四冲程发动机经济。 由于上述缺点,二冲程化油器式发动机存汽车上较少被采用。但这种发动机的制造费用低廉,构造简单,质量小,所以在摩托车上广泛应用。二冲程发动机可以通过减少扫气损失来改善燃油经济性差的缺点,因此电控喷射的二冲程发动机在汽车上得到了发展。二、二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机的工作过程和二冲程化油器式发动机的工作过程相似。所不同的是进入柴油机气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。空气由扫气泵提高压力以后,经过装在气缸外部的空气室和气缸壁(或气缸套)上的许多小孔进入气缸内,废气经由气缸盖上的排气门排出。在第一行程中,活塞自下止点向上止点移动。行程开始前不久,进气孔和排12气门均已开启,利用自扫气泵流出的空气(压力约为~)使气缸换气。当活塞继续向上移动,进气孔被遮盖,排气门也被关闭,空气受到压缩。当活塞接近上止点时,气缸内的压力增到3MPa,温度约升至850~1000K,燃油在高压(约17~20Mpa)下喷入气缸内,致使燃油自行着火燃烧,使气缸内压力增高。在第二行程中,活塞受燃烧气体膨胀作用自上止点向下止点移动而作功。活寒卜行2/3行程时排气门开启,排出废气,此后气缸内压力降低,进气孔开启,进行换气。换气一直继续到活塞向上移动1/3行程的距离,直到进气孔完全被遮盖为止。这种形式的发动机称为气门—窗孔直流扫气柴油机。与四冲程柴油机比较,二冲程柴油机的优缺点与上面讨论二冲程汽油机时所指出的优缺点基本相同,但由于二冲程柴油机用纯空气扫除废气,没有燃料损失,故经济件较高。第五节 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标有动力性能指标(有效转矩、有效功率、转速等)、经济性能指标(燃油消耗率)和运转性能指标(排气品质、噪声和起动性能等)。一、动力性能指标(1)有效转矩发动机通过飞轮对外输出的平均转矩称为有效转矩。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。(2)有效功率发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机曲轴转速的高低,关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小,即发动机的有效功率随曲轴转速的不同而改变。因此,在说明发动机有效功率的大小时,必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况,称为标定工况。标定功率是发动机所能发出的最大功率,它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机,当其用途不同时,其标定功率值并不相同。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定,汽车13发动机应能在标定工况下连续运行300~1000h。二、经济性能指标发动机每发出1 kw有效功率,在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位),称为燃油消耗率。 发动机的性能是随着许多因素而变化的,其变化规律称为发动机特性。三、运转性能指标发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等。由于这些性能不仅与使用者利益相关,更关系到人类的健康,因此必须指定共同遵守的统一标准,并给予严格控制。(1)排气品质发动机的排气中含有对人体有害的物质,它对大气的污染已形成公害。为此,各国采取了许多对策,并制定相应的控制法规。发动机排出的有害排放物,主要有氮氧化合物,碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排气颗粒。(2)噪声噪声会刺激神经,使人心情烦躁,反应迟钝,甚至造成耳聋,诱发高血压和神经系统的疾病,因此,也必须用法规形式进行限制。汽车是城市中主要的噪声源之一,发动机又是汽车的主要噪声源,故必须给予控制。在我国制定的汽车加速行驶车外噪声限值标准(GBl495--2002)中,对不同分类的汽车以及同一分类中不同总质量及发动机不同额定功率的汽车,详细制定了噪声限值。(3)起动性能起动性能好的发动机在一定温度下能可靠地发动,起动迅速,起动消耗的功率小,起动期磨损少。发动机起动性能的好坏除与发动机结构有关外,还与发动机工作过程相联系,它直接影响汽车机动性、操作者的安全和劳动强度。我国标准规定,不采用特殊的低温起动措施,汽油机在-10℃、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时,15s以内发动机要能自行运转。四、发动机的速度特性当燃料供给调节机构位置固定不变时,发动机性能参数(有效转矩、功率、燃油消耗率等)随转速改变而变化的曲线,称为速度特性曲线。14如果改变燃料供给调节机构的位置又可得到另外一组特性曲线,则当燃料供给调节机构位置达到最大时,所得到的是总功率特性,也称发动机外特性;而把燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分速度特性。外特性曲线下标出的发动机最大功率和最大有效转矩及其相应的转速,是表示发动机性能的重要指标。要联系汽车使用条件,诸如道路情况所要求克服的阻力数值、最高车速等,来分析发动机外特性曲线是否符合要求。五、发动机工作状况发动机运转状态或工作状态(简称发动机工况)常以功率和转速来表征,有时也用负荷与转速来表征。 发动机负荷是指发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小;也可表述为发动机在某一转速下的负荷,就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比,以百分数表示。15致 谢本论文的设计历时三个多月的时间。在此我要向我的讲师x老师表示最诚挚的感谢。从课题的设计方案、课题的编辑到论文的撰写和修改的各个阶段,都得到了钱老师的认真指导、严格要求。钱老师渊博的学识、严谨的治学精神以及平易近人的态度,使我在学习知识的同时,如浴春风。在整个课题的研究和设计过程中,也得到了同组的其它同学的支持和帮助,大家一起克服了一个又一个难题,在此表示感谢。在大学四年的学习过程中,我的学识有了长进,能力有了提高。为此我要感谢我的家人,以及所有教导过我的老师和长辈们,是他们鼓励着我前进。另外我要感谢我的朋友和同学,使我每天都轻松、愉快。16【参考文献】1、陈家瑞 《汽车构造 上 》 机械工业出版社2、陈家瑞 《汽车构造 下 》 机械工业出版社3、扶爱民 《汽车运用基础》 电子工业出版社4、扶爱民 《汽车发动机构造与维护》 电子工业出版社5、巫安达 乔国荣 《汽车维护技术》 高等教育出版社6、凌凯汽车资料编写组 《汽车原理》 北京邮电大学出版社17

汽车起动机(starter motor)众所周知,发动机的起动需要外力的支持,汽车起动机就是在扮演着这个角色。起动机可以将蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。大体上说,起动机用三个部件来实现整个起动过程。直流电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动;传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈,同时能够在发动机起动后自动脱开;起动机电路的通断则由一个电磁开关来控制。 其中,电动机是起动机内部的主要部件,它的工作原理就是我们在初中物理中所接触到的以安培定律为基础的能量的转化过程,即通电导体在磁场中受力的作用。电动机包括必要的电枢、换向器、磁极、电刷、轴承和外壳等部件。 参考资料: 1.■ 1. 接通起动开关后,起动机高速旋转而发动机曲轴无反应。这种现象表明故障发生在起动机的传动机构上,这有可能是传动齿轮或单向离合器磨损造成的。 2.■ 2. 起动机无法正常工作,驱动齿轮不转。引发这种现象的原因很多,例如电源线出现问题、起动开关接触盘烧蚀以及发动机阻力过大等等。 3.■ 3. 起动机动力输出不足,无法带动曲轴。励磁线圈短路和蓄电池亏电均可引发起动机动力不足。 4.■ 4. 起动机运转声音刺耳。这有可能是单向离合器卡死或起动机安装不当造成的。 5.■ 5.起动机开关时有“嗒嗒”的声音,但是不工作。保持线圈断线或蓄电池严重亏电会导致这种现象。 6.保养建议: 7.起动机属于汽车中贵重部件,轻易不会损坏,但是为了延长起动机的使用寿命,恰当的使用方法也是必需的。起动机在起动发动机的过程中,要从蓄电池引入300~400 Ah的电量,因此为了防止蓄电池出现过流或损坏的现象,起动时间不应超过5 s;冬季容易出现起动困难的现象,多次起动时每次起动时间不宜过长,各次起动中也应留有适当间隔。

现代的轿车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机,自动熄火的原因很多,首先要分析自动熄火的症状。汽车发动机经过长期的使用后或者人为的原因导致发动机自动熄火,那是什么原因导致发动机自动熄火呢?那就要我们带着问题来探研问题的所在,从中认我们知道发动机为什么自动熄火,这样我们才可以以后避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦,防范于未然。关键词: 发动机 自动熄火 诊断分析 检测 维修 熄火故障原因绪论在汽车技术日新月异的今天,电脑控制技术已经应用到汽车的各个系统,各种新结构、新技术的不断涌现,使汽车维修人员面临着更加大的挑战。现代汽车维修技术的特征表现为“七分诊断,三分修理” ,发动机常见故障现象、故障原因、诊断方法和思路、诊断与排除等发生了很大的改观,因此,我通过长时间的在校学习,并参考了大量的维修资料写下了该文。一 发动机的概述发动机的简介发动机机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。发动机的工作原理(配图)发动机是一种能量转换机构,它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能转换必须经过进气,把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩,压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃);可燃混合气着火燃烧,膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环,工作循环不断地重复,就实现了能量转换,使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环,曲轴转两圈(720°),活塞上下往复运动四次,称为四行程发动机。而把完成一个工作循环,曲轴转一圈(360°),活塞上下往复运动两次,称为二行程发动机。常见发动机的结构(图)发动机的结构主要由以下的两大机构和五大系统组成。曲柄连杆机构:包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、活塞环及活塞销等;配气机构: 包括凸轮轴、进排气门、正时齿轮、气门弹簧及气门座等部份;燃油供给系:包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油喷射系统、空气滤清器、进排气管及消声器等部份;冷却系:包括水泵、散热器、风扇、节温器及水管等部份;润滑系:包括机油泵、机油滤清器、机油集滤器及油道等部份;点火系:包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞及高压线等部份;起动系:包括起动机及其附属装置。其中气缸盖、气缸体、进气歧管由铝合金制成,而气缸套及凸轮轴则由铸铁制成;并采用平衡轴的方式平平衡因曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和往复惯性力,以降低发动机的振动。二 发动机的检修发动机的拆卸(步骤)拆下蓄电池的负极接线,把发动机室机盖提起到垂直位置,再卸下空气滤清器。放掉冷却液,然后拆下散热器。对装有空调的发动机,卸下空调压缩机的动皮带,然后拆下压缩机,并在不拆软管的情况下把它移到一边。松开动力泵储液罐的注液盖,然后用注射器抽净罐中的液压油,再拧上储液罐盖。拆下油门拉线,拆下液压制动助力器的固定螺栓或在进气歧管上的固定螺母,撒下安装接头用的两个密封垫圈。从缸盖后面的支架上松开真空助力器软管。拆下水泵上的散热器上软管和节温器壳上的储液罐软管。拆下水泵出水口右侧的暖风水箱软管和缸盖后面的左侧的软管。对装有液压气动悬架的车辆,从缸盖的右侧卸开液压泵。拆下燃油分配器和燃油压力调节器上的软管,然后用干净的抹布在装配螺栓处堵住油管以防燃油外泄。拆除全部影响发动机拆卸的导线和软管以及与此有关的例如冷启动阀、电磁压力调节器、空气流量传感器、节气门壳、辅助空气装置、冷却液温度传感器和缸盖温度开关、油底壳油位传感器、交流发电机、起动机和点火线圈等零部件、元器件和总成。拆下点火系统电子开关装置的两个电气连接器。然后拆下诊断插座与翼子板的固定螺栓,从插座的后面拆下电气导线连接器。拆下进气歧管上的机油滤清器导线护罩支撑与安装支架的固定螺栓。从各个连接件和电缆夹上松开导线和电缆并把拆下的导线和电缆与发动机分离开来。提升车辆并把它可靠地支承在支撑台架上。对装有发动机下托架的车辆,卸下前支撑、螺栓、后凸缘螺母和螺栓,然后拆下下托架。对于早期的车辆,松开座架并拆下发动机前减震垫。拆下凸缘螺母或螺栓,然后把排气管与歧管分离开来。松开软管夹,拆下螺母以松开发动机右侧连接件上的动力转向软管,并用干净抹布堵住软管和金属管。拆下发动机搭铁线的固定螺栓和螺母,然后取下搭铁线。拆卸下传动轴,拆下发动机支架与托架的固定螺栓。用提升装置把发动机连同变速器一起从发动机室中提。发动机的安装发动机组装程序与要求如下:(步骤)在组装发动机时要全部使用新垫和新油封,并且保证全部零件都涂有适量的机油以及在缸筒中和曲轴箱内不残留金属多余物。在安装活塞与连杆组件时,要翻转缸体使之右侧面朝上,然后把连杆伸进缸筒中,再用活塞环夹紧器夹紧活塞环并把活塞引进到缸筒中,再用木锤把或类似的硬木棒把活塞与连杆组件顶到位。用规定的力矩拧紧连杆轴承盖螺母和主轴承盖螺栓,然后用手转动曲轴以确定其转动阻力适度。对于拉伸螺栓的连杆,不要使用扭力扳手拧紧,而要用转角器拧紧,而且要确保拉伸段的直径大于、被连杆轴承盖挡住部分的直径应不小于。出于标准化上的原因,对于全部连接用螺栓相对于转角器的拧紧转角为90°+10°,也就是在以··m的扭矩拧紧后再拧转90°;请注意对于190E款型,在第三个主轴承盖处装有曲轴止推垫。此止推垫的两个凸耳放在主轴盖的凹槽中以防止其转动,在安装时应使止推垫带有槽的一面面向曲轴的止推面。分解机油泵并检查齿轮的齿隙,然后检查泵盖安装面的翘曲量,若超过规定,则用机械加工的方式使其平整,若泵盖的内表面磨损严重,则予以更换。安装上机油泵。再安装上油底壳、下曲轴箱,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,然后把缸体的上表面转动向上,装上缸垫和缸盖,按规定顺序和力矩拧紧缸盖固定螺栓。安装上气门室盖,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,最后把余下的全部零部件安装到发动机上。利用吊装设备把发动机装入发动机室中。2.3发动机的磨合发动机总成装配后,一般要求经过冷磨合与热试后才能投入使用,通过冷磨与热试对提高零件配合质量,保证正确的间隙(如气门间隙和准确的正时),从而提高发动机的动力性,经济性,工作可靠性和使用寿命. 发动机的冷磨合发动机的冷磨合是指以发动机或其他动力带动发动机运转磨合的过程.其功用是使相对配合的零件之间进行自然磨合.由于冷磨合后,还必须对发动机进行拆检与清洗,所以冷磨时可不安装燃油供给系统和点火系统各附件,如果已安装上,则应拆下汽油机活塞,以减小冷磨合汽缸内的压力,减小发动机零件的机械负荷. 发动机的热试将装配好的发动机,以其本身产生的动力进行运转试验的过程,热试可将发动机安装到车上后进行.热试时,发动机工作温度达到正常后,应使发动机在不同的转速下运转.此外,还应该检查有无漏水,气及油现象,检查调整气门间隙,点火正时,怠速转速等,观察电流表,冷却液温度表,机油压力表指示灯是否正常,听该发动机工作是否有异响,检查发动机汽缸是否符合规定标准,热试的时间为小时。三 发动机自动熄火的故障维修故障现象故障现象 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火,而再起动并没有多大困难的现象。常见故障原因进气管路真空泄漏;怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳;燃油压力不稳定,例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良,或燃油泵滤网堵塞等;废气再循环阀门阻塞或底部泄漏;燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障;燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等;点火系工作不良。例如高压火弱,火花塞使用时间过久,点火正时不对,点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱,低压线路接触不良,绝缘胶损坏间歇搭铁等;节气门位置传感器不良;空气流量计或进气压力传感器有故障;冷却液温度传感器、氧传感器有故障;曲轴位置传感器有故障,如无转速信号(插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等);曲轴位置传感器信号齿圈断齿,会引起加速时熄火,曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差,会导致信号不正常,会引发间歇性熄火故障;ECU有故障。故障诊断的一般步骤(步骤次序)先进行故障自诊断,检查有无故障码出现。如有,则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器(如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等)有无故障。如发动机自动熄火发生在怠速工况,且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。采用故障模拟征兆法振动熔丝盒,各线束接头,看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良,各搭铁线有无搭救铁不良,目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度,重现故障,进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。在不断试车过程中,有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话,故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表,最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上,再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象,则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。试车时接上专用诊断仪,读取故障出现前后的数据,进行对比分析,从而找出故障。按故障逐个检查排除。故障诊断的相关要点(分点讲出来)在对电控系统引出的故障诊断时,千万不要忘记先进行基本检查。例如:在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前,一定要确保进气管路无泄漏,配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象,发动机的抗负荷交变能力就差,在工作状况突变的情况下可能熄火,如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的,除非是检查汽车时正好显示故障。因此,当进行诊断测试时,故障症状不出现,故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站,由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶,直到故障出现。这种方法就不凑巧了,因为这样故障短时间不出现,就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站,这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重,如一时无法确诊,也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时,有时换火花塞是必要的。当怀疑空气流量计不良(如空气流量计热线过脏;内部电路连接焊点脱落、接触不良等)时,可用示波器检查空气流量计信号电压波形。当怀疑进气压力传感器不良时,应先检查传感器真空胶管,看是否破裂,弯折,是否有时漏气,有时不漏气,使进气压力传感器信号时而正常,时而不正常,造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响,也对修正点火提前角的信号之一,应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化,容易造成发动机加速时熄火。如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火,要重点检查油路;如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面,高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障,但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析,然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境,进行就车诊断。这样有助于故障处理。四 故障实例道奇车自动熄火故障故障现象一辆三星道奇乘用车,在行使了一段路程后其发动机突然自动熄火,再起动时发动机不能着火,但过了大约15min后起到发动机时又能正常起到,且怠速平稳,加速性能良好。故障分析在冷机状态下测量燃油系统压力,压力正常;在发动机自动熄火后测量燃油系统压力,该系统的压力明显低于正常值;进一步检查时发现在冷机时燃油泵输出的燃油压力正常,在热机时燃油泵输出的燃油压力偏低,因此燃油泵本身油问题。排除方法更换该燃油泵。康明斯发动机自动熄火故障Cummins康明斯发动机-自动熄火-的故障原因分析与处理方法1:燃油用完或燃油关断阀切断油路处理:检查燃油关断阀,看它是否开启。如系关闭,应予打开。检查油箱中有否燃油。如果油箱无油,则加油原因。2:燃油质量低劣处理:检查更换燃油原因。3:燃油输油管道漏气处理:检查连接件有无松动,管道有无破裂,滤清器是否未上紧等,并一一校正原因。4:内输油路或外输油路漏油处理:对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换原因。5:燃油泵驱动轴断裂处理:检查齿轮泵驱动轴是否断裂。重新调校或更换原因。6:节气门传动杆调整不当或磨损处理:检查磨损情况,更换并调整传动杆原因。7:怠速弹簧装配不对处理:重新装配调整原因。8:限速器离心锤装配不当处理:重新调校原因。9:燃油中有水分或蜡质处理:更换燃油,更换所有滤清器,装设燃油加热器原因。10:燃油泵校准不正确处理:重新调校燃油泵原因。11:密封垫漏气处理:进行压力检查,找出漏气的气缸,更换并修理。奔驰轿车自动熄火故障故障现象一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火,再次着车,ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮,并且着车几分钟后,车辆再次熄火。故障原因及分析接车后,打开发动机舱盖,发动机及线束一切都十分整齐,看来此车保养得非常好,车主说此车从来没出现过大毛病,所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关,仪表灯微亮,将点火开关旋至起动挡,起动机“哒哒”作响不运转,好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压,只有9V,利用强起动蓄电池着车后,ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭,取下起动蓄电池,不一会儿发动机又熄火。再次强起动,测发电机的电压为蓄电池电压,说明发电机不发电。测量发电机D+端子,有+14V电压输出,证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电,而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表,取出充电指示灯灯泡,没有烧坏,线路也没有问题。无奈之下,只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险,但为了进一步验证发电机是否真是好的,只好采取此办法。方法是:取一个点火开关处火线,接在一个二极管的正极上,二极管负极接在发电机D+端子上,人为给一个激励信号;利用这种办法着车,测发电机电压果然能达到—,加油时也正常,说明发电机是好的。虽然发电机电压正常了,但4个故障灯仍然常亮不灭,利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统,发现通信错误,根本无法进入。取下ABS电脑盒,按资料电路图,找到电脑端子的火线和地线,发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后,ABS、ASR灯熄灭,诊断仪也能进入且无故障,但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查,驻车制动制动开关正常,制动蹄片及制动油液位都正常,再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给,检查基本电脑上的4个10A熔丝,结果3号10A熔丝烧断,取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查,发现3号熔丝上被人接了一根线,顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的,取下此线,再接一个10A熔丝,没有再烧断,原来防盗喇叭负载电流过大,只要一工作就会烧断10A熔丝。再测ABS电脑端子电源线,恢复正常,着车观察,驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了,一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗?于是把发电机线恢复成原车线,测量发电机发电机电压正常,至此故障全部排除。一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦,使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站,所有模块的电源供给都从基本电脑输出,所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士,千万不要胡乱改动原车线路,给维修带来困难,此例故障就是因加装防盗器的那个修理工,没有找到常电源,(奔驰车蓄电池在行李舱)就从电脑处取一个电源,但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭,故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了,所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源,才能根治故障。阳光车发动机自动熄火故障现象一辆东风日产阳光乘用车,在行驶万km时到专营店进行正常维护,但两天后出现怠速转速较低,当车速达到100km/h—120km/h的条件下紧急制动时发动机会自然熄火,而且该现象出现的频率越来越高,每天达到五次以上,根据以上故障现象得出下列分析。故障原因分析利用CONSULT-Ⅱ故障检测仪进行故障检测,检测到“CMP SEN/ CIR-B1[P0340]”,即曲轴位置传感器及其故障线路故障。清除线路代码后,重新调取故障代码,该故障代码不再出现,但仍有紧急制动时熄火的现象。检查曲轴位置传感器(位于分电器内)及其线路,未见异常。利用替换法更换了分电器总成,故障未能排除。后经进一步检查发现,该车没有冷机提速功能,在发动机温度为37℃时,其怠速转速只有450r/min,但发动机运转平稳;当发动机达到正常工作温度后,在接通前照灯、空调等负荷的情况下行驶紧急制动,才会出现熄火现象,在熄火前发动机转速先将到400r/min以下,然后再慢慢熄火,不是立即熄火。熄火后发动机可立即起动。根据以上故障特征,判断故障发生在发动机的燃油系统或进气系统上,因为如果点火系统出现了故障,导致发动机熄火,其熄火具有突然性,并且熄火后发动机不易重新起动。为找到故障的原因,又做了以下检测:1、测量燃油系统压力。在发动机熄火时,燃油系统的油压始终保持在250kpa,说明燃油系统正常;2、检测发动机的基本怠速状况。热机后拔掉节气门位置传感器(TPS)线束侧连接器,发动机怠速在788r/min左右,说明发动机基本怠速正常;3、利用检测仪测试发动机加速后迅速松开加速踏板时的转速特性曲线,发现该车发动机在怠速补偿方面不良,就重点检查怠速控制系统。利用检测仪读取乘用车的数据流,并与其正常值进行比较。通过比较发现,该车在37℃时发动机转速只有450r/min,但发动机ECU向怠速电动机却已经下达了转动54步的指令;而在正常情况下,怠速电动机只要转动15步,发动机转速就能达到513r/min。由此断定怠速电动机或其控制线路可能存在故障。利用检测仪对怠速电动机进行执行测试。正常情况下,热机后当怠速电动机达到100步时,发动机转速可达到2000r/min左右,但该车在改变怠速电动机转动的步数时,发动机转速没有改变。从而进一步确认怠速电动机或其控制线路存在故障。更换怠速电动机,该故障无法排除。拔下怠速电动机线束侧连接器,接通点火开关,检查怠速电动机线束侧连接器的电源端子,其电压正常。(注意:必须用测试灯进行测量,这样可以排除电源线路接触不良或虚接电阻过大的现象,如果用万用表检测,容易忽视这方面的故障。)经测量发现怠速电动机线束侧连接器上各端子与ECU线束侧连接器上相应端子的导通性良好,怠速电动机控制线路中没有塔铁现象;进一步检查发现,在ECU线束侧连接器上有一个端子脱出,将其重新装复到原位,用检测仪测试乘用车在加速后迅速松开加速踏板时特性曲线,发现该曲线恢复正常,对怠速电动机进行执行测试,也正常,路试过程中没有出现发动机自动熄火的现象。该故障排除。捷达王突然熄火故障原因故障原因行驶中突然慢慢熄火,再启动后发动机工作不稳,接着很快又熄火。诊断与排除发动机慢慢熄火与燃油系统有关,但经检查燃油系统工作正常。拔下中央高压线做跳火试验,发现火花很强,说明点火系统正常。再检查点火正时,发现分电器固定螺栓松动,上下活动分电器,分电器可上下窜动。将分电器固定好后,发动机能顺利启动。但发动机工作不稳定,加速时排气管放炮。从新出现的故障现象分析,该车可能是点火错乱。检查分电器盖、分火头,均无故障。检查正时皮带,松紧合适,不可能发生跳齿现象。这时想起分电器固定螺栓曾松动过,会不会发生分电器齿轮折断现象呢?由于分电器固定螺栓松动,造成分电器向上窜动,齿轮不规则折断,同时螺栓松动使分电器左右转动,造成发动机熄火。重新启动发动机时,由于分电器齿轮断齿,使点火正时错乱,发动机工作不稳,加速不良。这时,再怎么调分电器,也调不出正确的点火正时。折下分电器,结果发现分电器齿轮有不规则断齿现象。更换分电器后,故障排除。时代超人发动机自动熄火故障的诊断与排除故障现象一辆桑塔纳2000时代超人,发动后不能正常运行,运转几分钟后就自行熄火,并且熄火后短时间内无法再启动着车;停放十几分钟后又能正常启动了,但过几分钟后又自动熄火。故障如此反复,无法正常使用。故障诊断与排除接修此车后,首先试启动发动机,发动机启动成功,运转较为平稳;原地加速试验,感到发动机很闷,响应不够灵敏,加速性能较差;运转大约3min左右,发动机怠速出现不稳且抖动了几次就自行熄火了;立刻再次启动发动机,没有任何着车的迹象。接上VAG1552诊断仪,读取发动机故障码,没有故障代码。随后又对汽油压力、高压线、火花塞进行了检查,未发现异常。检查配气正时的情况,也未发现问题。经过以上几项检查,时间大约已用了十几分钟,而后再次试启动发动机,发动机居然又能正常启动运转了。趁着发动机尚能运转的时机,立刻读取了该车的数据流,也未发现明显的异常。大约3min后,发动机再次自行熄火,仍旧是当时无法立即启动着车。这个故障确实很奇怪!各项检查和数据都显示该车没有任何能造成发动机不着车的问题,那么问题究竟出在哪里呢?仔细回想一下之前的一系列检查过程,再结合加速性能较差的现象,最后把问题的焦点集中在了排气系统上。笔者让一名员工启动发动机,自己到车尾观察消声器的排气情况,发现在启动过程中,消声器处竟然一丝的尾气也未排出,由此可以断定问题的确出在排气系统上。将车辆架起,断开排气管与三元催化器的接口,再启动发动机,发动机顺利着车,怠速运转较长时间,也未出现自行熄火的现象。拆下三元催化器检查,发现三元催化器的内芯已经被严重堵塞。由此断定,这个怪病的根源就在这个堵死的三元催化器上。更换新的三元催化器后,试车,运转平稳,加速有力,故障彻底排除。当三元催化器完全堵死后,发动机运转时的废气无法正常排出;当排气侧的废气压力增大到和作功压力相近的时候,发动机就自动熄火;熄火后排气管内的压力无法马上消除,所以在熄火后立刻启动时,无法再次着车。当排气管内的废气通过三元催化器内芯上残存的微小缝隙逐渐缓慢的卸压后,又能再次启动着车,这就出现熄火后等待十几分钟又能启动的现象。通过这个故障让我们认识到,对于一个故障的诊断,要全方位地去分析和思考,不能只局限于依靠仪器诊断的数据来判断。结论: 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃烧产生的热能转变为机械能来驱使汽车行驶的.它是汽车的唯一动力输出源,发动机自动熄火的诊断分析是对汽车发动机维修的一种技术要求,由于发动机维修复杂、涉及面广,对我们的诊断与维修造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中,对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解,在分析问题时考虑不全面,同时在自动熄火的诊断分析问题的过程中条理不清晰,不能对症下药,常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修,往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对发动机自动熄火诊断分析进行了全面的分析,优化了维修工艺的程序。更进一步提高了维修人员的维修技能。

汽车故障原因诊断综合分析法【论文关键词】汽车故障 综合判断【论文摘要】分析了汽车故障原因及部位(全车各部位、机械、电气、油、气等),并提出了科学合理的判断方法,即故障概率顺序排列法及辅助判断法,可迅速地确定故障所在部位。结果表明,汽车发生故障的可能性主要取决于产品质量,可靠性高的产品其出现故障的部位往往是正常思维可以想到的;而产品质量有缺陷的车型,故障部位往往出现在人们正常思维无法判断的。利用综合分析方法,对判断车辆故障具有重要指导价值。 一、原因分析 一辆奔驰560SEL轿车因气门异响更换新摇臂后出现怠速剧烈抖动的情况。按照一般思维过程,只拆装过摇臂、凸轮轴,查找故障应当首先考虑这几个部位,如果顺着这条线索查找下去,也许很快就可以排除故障。但遗憾的是修理工在断火试验时发现至少有三个缸工作不良,他当然想到只更换了一个缸的摇臂,即便是有故障也不会引起这三个缸都不工作,故障原因可能在于其他方面。根据经验,可能原因排列: (1)废气再循环(EGR)系统故障,废气大量进入气缸(此项可能性最大)。 (2)进气系统漏气,混合气太稀,怠速工作不良(此项可能性居中) (3)更换摇臂型号(质量)有缺陷(此项可能性最小)。 二、故障判断方法 (1)检查废气再循环系统。将EGR阀上真空管去掉,故障依旧;再将EGR阀从发动机上拆下,发现该阀锈蚀严重,废气通道与进气通道根本就不通,废气并未进入气缸,可能性最大的一项成为不可能。接下来检查进气系统,没有发现有漏气的地方,第二种可能性也被排除。对于第三种可能性,即使最终发现是摇臂的问题,对于本次维修而言,也不能算是一次圆满成功的维修,因为到这个时候检修工作已进行了半天,车主对此已有所不满,当然最终发现确实是摇臂型号不对,与气门的接触面新摇臂比旧摇臂高约2mm,磨去一段后修正至标准值,重新装复后发动机怠速平稳,故障排除。如若检修车辆是在拆装、调整后出现的故障,应当首先对这部分进行检查,而不能按常规步骤来进行。时隔不久一辆新款丰田(CARMY )轿车因行车时捣缸,发动机损坏而入厂维修。更换新缸体及其他部件后试机起动,发动机却始终无法起动。在起动机带动发动机运转的过程中,发动机不是回火即是放炮,象是点火错乱,检查高压线也并未插错(该发动机为直接点火)。吸取上一次教训,不能盲目检查,先询问修理工拆装发动机时有何异常情况,修理工回答在曲轴上有一齿轮形传感器,分解发动机时因生锈无法从曲轴上拆下,强行撬下来后发现有一个齿开裂,用502胶粘牢后又装上,结果出现上述故障。根据所获得的信息,让修理工将曲轴位置传感器转子从车上拆下,仔细检查并未看出有明显异常,粘接处也几乎看不出痕迹来;但对于人自身看不出来的故障及零件缺陷,电脑未必不会监测到,因为修理厂条件所限,无法用示波器观察到传感器输出波形,但对于本车所述故障,从概率方面分析,我仍认为曲轴位置传感器转子损坏具有最大可能性。 (2)电脑损坏。但众所周知,即使电脑可以输出正常代码,也不能绝对地认为电脑一定正常,但这种可能性较小。 (3)气缸压力不足。但在配气相位正确的情况下,四个气缸同时出现压力不足的情况的可能性也较小。经以上分析,建议修理厂购买新曲轴位置传感器转子,次日新件到货,装车一试立即着车。 三、故障概率分析法 一辆一汽生产的奥迪轿车出现蓄电池亏电的现象,在车库里放3、4天后蓄电池里的电几乎全部放完。修理工起初以为蓄电池失效,因自放电而亏电,换新蓄电池后故障依旧,修理人员几乎检查了所有部件,仍未查出故障,最后得出的结论是将第四个保险拔出,蓄电池即停止亏电。第四个保险所涉及内容包括:室内灯、阅读灯、点烟器、钟表、收音机、行李舱灯、空调指示灯。首先确定故障是否存在,点火开关关闭,将蓄电池负极断开再接上,可以看到蓝色电火花,证明确实存在较大电流放电。接下来并不急于检查故障部位,而是对第四个保险丝所涉及内容作一故障概率分析。 (1)点烟器不能自动弹出:将前后两个点烟器拔出,故障依旧,此项可能性被排除。 (2)室内灯、阅读灯、钟表、收音机、空调指示灯均可正常工作,但不能确定在点火开关关闭后其消耗电流是否正常,此项可能性居中。 (3)第四个保险丝所涉及线路有短路、搭铁处,消耗电流,此项可能性同上居中。用数字万用表测量第四个保险丝所消耗电流(点火开关关闭)为 A,粗略估算其功率=,其功率与行李舱照明灯接近,但行李舱钥匙被司机带走,无法打开检查,修理工建议拆下仪表检查钟表、收音机及相关线路,但笔者认定行李舱灯损坏可能性最大,要求修理厂先检查行李舱灯,检查其他部位可能费力不讨好。次日从修理厂得到消息:确实是行李舱灯烧坏:灯开关座下陷,即使关上行李舱盖灯泡仍不能熄灭,灯泡已烧坏发白,但灯丝未断,因而始终消耗电流。换新灯泡并修复开关座,故障排除。四、辅助诊断法 (1)眼观。观察仪表:观察电流、机油压力表、水温表和汽油指示表等指示车辆有关部位的工作情况,如发现显示数字异常,说明该部件出了问题。察看外观:如发动机排烟过多,排烟颜色异常;某些部件出现漏水、漏气、漏油、漏电等现象;车架车身变形,各部件间隙过大或过小。察扯油液:常规的油、液、媒检查不可忽视。机油、自动变速箱油、转向助力器油、齿轮油、制动液、冷却液、玻璃水、冷媒等油液的检查的车辆正常运行的保证,相关批示灯亮起,或是发现有缺少,要及时补充。察看颜色:通过察看车用零件液体的品质来判断故障。如某辆车自动变速器油颜色变紫,而且有少量浑浊物,可判断是自动变速器故障而不是发动机动力不足。 (2)耳听。发动机:由于不断变换油门,发动机发出的响声也是不相同的,要仔细听发动机声音有无异常。底盘:不断改换行驶速度,传动系的响声一般随车速的提高而增大,但当车速提高到一定程度后,有些响声反而减弱,甚至消失。分清响声的类型:如连响与间断响;脆响与闷响;有规则与无规则的响,并确认哪些是正常的,哪些是异常的。 (3)鼻闻。焦臭味:是制动拖滞,离合器打滑所致。烧机油、烧制动液能引起特殊气味。电器工作时烧毁线路会发出焦皮味。闻味的方法用的得当,可为诊断故障提供指导作用。 (4)手摸。用手摸制动鼓、后桥壳、变速器外壳来判断该部件的温度: 如手摸感到发热,温度大约40℃左右。感到烫手,但能坚持几分钟,温度约在50℃~60℃左右。手根本不能忍受,温度至少达80℃以上。 (5)隔离。部分的间隔,或隔断某些系统与某些部件的工作,以此来确定故障范围。如隔断某部件后,故障消失,说明故障发生在此部件;如故障还存在,则说明故障不此处。发动机:隔断某个缸(断火或断油),如果排烟消失或减少,则该缸有故障。底盘:如诊断底盘异响,可将变速杆放在空档位上,不断地接通和分开离合器,根据响声的变化来分析响声是发生在离合器还是变速器。电气:如某灯不亮,可将该灯与蓄电池直接接通,若灯亮,则说明连接该灯的导线发生了故障。 (6)试探。如诊断气门异响。若怀疑气门间隙过大所致,可用厚薄规检查,并调整规定值,若异响消失,即判断正确。若响声依然存在,再继续查找其他部位。 (7)比较。当某缸不工作时,如怀疑是火花塞问题,可交该火花塞与正常工作的火花塞对换,若故障转移,说明故障出于原火花塞。 五、结束语 在汽车故障诊断中,经常会遇到花费较长时间检查故障所涉及的部位仍未能查出故障,即使能够查出故障,在时间、精力方面也可能得不偿失;如果采用概率分析法则能够迅速、准确地确定故障,为客户节省时间的同时提高了自身的声誉。在汽车维修中,除了用仪表、检修仪器和工具对汽车进行诊断外,还应结合简易的人工诊断,对汽车故障诊断具有重要价值。 参考文献: [1] 汽车工程手册[M].北京:人民交通出版社,2001.转

直流电动机毕业论文

1.以AT89S51单片机为控制核心,对直流电动机的转速和转向进行控制;2.设计直流电动机的转速检测电路;3.采用5W直流玩具电动机为控制对象,设计相应的驱动电路;4.设计4个按键,其中两个用于调节直流电动机的转速,另两个用于设定转向;

摘 要直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率[1]。本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案,控制电路由软件实现系统的功能,取代传统的双闭环调速系统。系统用一台单片机及外部扩展设备代替原模拟系统中速度调节器、电流调节器、触发器、锁零单元和电流自适应调节器等,从而使直流调速系统实现数字化[2]。

直流电动机调速毕业论文

摘 要 现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种:变频调速和变压调速,其中异步电动机的变频调速应用较多,它的调速方法可分为两种:变频变压调速和矢量控制法,前者的控制方法相对简单,有二十多年的发展经验。因此应用的比较多,目前市场上出售的变频器多数都是采用这种控制方法。 关键词: 交流调速系统, 异步电动机, PWM技术.....目录摘 要 1前言 设计的目的和意义 变频器调速运行的节能原理 3第二章 变频器 变频器选型: 变频器控制原理图设计: 变频器控制柜设计 变频器接线规范 变频器的运行和相关参数的设置 常见故障分析 8第三章 交流调速系统概述 交流调速系统的特点 10第四章变频电动机的特点 电磁设计 结构设计 14第五章 变频电机主要特点和变频电机的构造原理 变频专用电动机具有如下特点: 变频电机的构造原理 15第六章 交流异步电动机 交流异步电动机变频调速基本原理 变频变压(VVVF)调速时电动机的机械特性 变压变频运行时机械特性分折 19第七章 PWM技术原理 正弦波脉宽调制(SPWM) 25 单极性SPWM法 ..................................................................................................................26结论 31致 谢 32参 考 文 献 33前言 设计的目的和意义 近年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。深入了解交流传动与控制技术的走向,具有十分积极的意义.变频器调速运行的节能原理 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后,形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上,利用逆变器功率元件的通断控制,使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里,通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值;通过改变调制周期控制其输出频率,从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制,而满足变频调速对U/f协调控制的要求。PWM的优点是能消除或抑制低次谐波,使负载电机在近正弦波的交变电压下运行,转矩脉冲小,调速范围宽。 采用PWM控制方式的电机转速受到上限转速的限制。如对压缩机来讲,一般不超过7000r/rain。而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右,这样大大提高了快速增速和减速能力。同时,由于PAM在调整电压时具有对电流波形的整形作用,因而可以获得比PWM更高的效率。此外,在抗干扰方面也有着PWM无法比拟的优越性,可抑制高次谐波的生成,减小对电网的污染。采用该控制方式的变频调速技术后,电机定子电流下降64% ,电源频率降低30% ,出胶压力降低57% 。由电机理论可知,异步电机的转速可表示为:n=60•f 8(1—8)/p第二章 变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。 变频器选型: 变频器选型时要确定以下几点: 1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。 2) 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法。 3) 变频器与负载的匹配问题; I.电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 II. 电流匹配;普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4) 在使用变频器驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型,其容量要稍大于普通电机的选型。 5) 变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不足,所以在这样情况下,变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 6) 对于一些特殊的应用场合,如高温,高海拔,此时会引起变频器的降容,变频器容量要放大一挡。 变频器控制原理图设计: 1) 首先确认变频器的安装环境; I.工作温度。变频器内部是大功率的电子元件,极易受到工作温度的影响,产品一般要求为0~55℃,但为了保证工作安全、可靠,使用时应考虑留有余地,最好控制在40℃以下。在控制箱中,变频器一般应安装在箱体上部,并严格遵守产品说明书中的安装要求,绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。 II. 环境温度。温度太高且温度变化较大时,变频器内部易出现结露现象,其绝缘性能就会大大降低,甚至可能引发短路事故。必要时,必须在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间,一般水汽都比较重,如果温度变化大的话,这个问题会比较突出。 III.腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大,不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等,而且还会加速塑料器件的老化,降低绝缘性能。 IV. 振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时,会引起电气接触不良。淮安热电就出现这样的问题。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外,还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后,应对其进行检查和维护。 V. 电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频,周围产生了很多的干扰电磁波,这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此,柜内仪表和电子系统,应该选用金属外壳,屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地,除此之外,各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆,且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰,往往会使整个系统无法工作,导致控制单元失灵或损坏。 2) 变频器和电机的距离确定电缆和布线方法; I.变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容,减少干扰的发射源。 II. 控制电缆选用屏蔽电缆,动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。 III.电机电缆应独立于其它电缆走线,其最小距离为500mm。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线,这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉,应尽可能使它们按90度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线,即使在控制柜中也要如此。 IV. 与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线,动力电缆选用屏蔽的三芯电缆(其规格要比普通电机的电缆大档)或遵从变频器的用户手册。 3) 变频器控制原理图; I.主回路:电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备,需要根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器;滤波器是安装在变频器的输出端,减少变频器输出的高次谐波,当变频器到电机的距离较远时,应该安装滤波器。虽然变频器本身有各种保护功能,但缺相保护却并不完美,断路器在主回路中起到过载,缺相等保护,选型时可按照变频器的容量进行选择。可以用变频器本身的过载保护代替热继电器。 II. 控制回路:具有工频变频的手动切换,以便在变频出现故障时可以手动切工频运行,因输出端不能加电压,固工频和变频要有互锁。 4) 变频器的接地; 变频器正确接地是提高系统稳定性,抑制噪声能力的重要手段。变频器的接地端子的接地电阻越小越好,接地导线的截面不小于4mm,长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开,不能共地。信号线的屏蔽层一端接到变频器的接地端,另一端浮空。变频器与控制柜之间电气相通。 变频器控制柜设计 变频器应该安装在控制柜内部,控制柜在设计时要注意以下问题 1) 散热问题:变频器的发热是由内部的损耗产生的。在变频器中各部分损耗中主要以主电路为主,约占98%,控制电路占2%。为了保证变频器正常可靠运行,必须对变频器进行散热我们通常采用风扇散热;变频器的内装风扇可将变频器的箱体内部散热带走,若风扇不能正常工作,应立即停止变频器运行;大功率的变频器还需要在控制柜上加风扇,控制柜的风道要设计合理,所有进风口要设置防尘网,排风通畅,避免在柜中形成涡流,在固定的位置形成灰尘堆积;根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇,风扇安装要注意防震问题。 2) 电磁干扰问题: I.变频器在工作中由于整流和变频,周围产生了很多的干扰电磁波,这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰,而且会产生高次谐波,这种高次谐波会通过供电回路进入整个供电网络,从而影响其他仪表。如果变频器的功率很大占整个系统25%以上,需要考虑控制电源的抗干扰措施。 II.当系统中有高频冲击负载如电焊机、电镀电源时,变频器本身会因为干扰而出现保护,则考虑整个系统的电源质量问题。 3) 防护问题需要注意以下几点: I.防水防结露:如果变频器放在现场,需要注意变频器柜上方不的有管道法兰或其他漏点,在变频器附近不能有喷溅水流,总之现场柜体防护等级要在IP43以上。 II. 防尘:所有进风口要设置防尘网阻隔絮状杂物进入,防尘网应该设计为可拆卸式,以方便清理,维护。防尘网的网格根据现场的具体情况确定,防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。 III.防腐蚀性气体:在化工行业这种情况比较多见,此时可以将变频柜放在控制室中。 变频器接线规范 信号线与动力线必须分开走线:使用模拟量信号进行远程控制变频器时,为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰,请将控制变频器的信号线与强电回路(主回路及顺控回路)分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内,同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。 信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部:连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内,极易受到变频器和外部设备的干扰;同时由于变频器无内置的电抗器,所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰,因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处,以保证信号线与动力线的彻底分开。 1) 模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线,电线规格为。在接线时一定要注意,电缆剥线要尽可能的短(5-7mm左右),同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来,以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。 2) 为了提高接线的简易性和可靠性,推荐信号线上使用压线棒端子。 变频器的运行和相关参数的设置 变频器的设定参数多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象。 控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识。 最低运行频率:即电机运行的最小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。 最高运行频率:一般的变频器最大频率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。 载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。 电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。 常见故障分析 1) 过流故障:过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均,输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障,说明变频器逆变电路已环,需要更换变频器。 2) 过载故障:过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短,电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重,所选的电机和变频器不能拖动该负载,也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。 3) 欠压:说明变频器电源输入部分有问题,需检查后才可以运行。第三章 交流调速系统概述 交流调速系统的特点对于可调速的电力拖动系统,工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的,所谓交流调速系统,就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置,并对其进行控制以产生所需要的转速。纵观电力拖动的发展过程,交、直流两大调速系统一直并存于各个工业领域,虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位有所不同,但它们始终是随着工业技术的发展,特别是随着电力电子元器件的发展而在相互竞争。在过去很长一段时期,由于直流电动机的优良调速性能,在可逆、可调速与高精度、宽调速范围的电力拖动技术领域中,几乎都是采用直流调速系统。然而由于直流电动机其有机械式换向器这一致命的弱点,致使直流电动机制造成本高、价格昂贵、维护麻烦、使用环境受到限制,其自身结构也约束了单台电机的转速,功率上限,从而给直流传动的应用带来了一系列的限制。相对于直流电动机来说,交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有结构简单,制造成本低,坚固耐用,运行可靠,维护方便,惯性小,动态响应好,以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。因此,近几十年以来,不少国家都在致力于交流调速系统的研究,用没有换向器的交流电动机实现调速来取代直流电动机,突破它的限制。随着电力电子器件,大规模集成电路和计算机控制技术的迅速发展,以及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透,为交流调速系统的开发研究进一步创造了有利的条件。诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速,特别是矢量控制技术的应用,使得交流调速系统逐步具备了宽的调速范围、较高的稳速精度、快速的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。现在从数百瓦的伺服系统到数百千瓦的特大功率高速传动系统,从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围的调速传动,从单机传动到多机协调运转,已几乎都可采用交流调速传动。交流调速传动的客观发展趋势已表明,它完全可以和直流传动相媲美、相抗衡,并有取代的趋势。 交流调速常用的调速方案及其性能比较由电机学知,交流异步电动机的转速公式如下:n= 60ƒ1 (1-s) pn (1-1)式中 Pn——电动机定子绕阻的磁极对数; f1——电动机定子电压供电频率; s ——电动机的转差率。从式(1-1)中可以看出,调节交流异步电动机的转速有三大类方案。(1)改变电动机的磁极对数由异步电动机的同步转速no= 60ƒ1 pn可知,在供电电源频率f1不变的条件下,通过改接定子绕组的连接方式来改变异步电动机定子绕组的磁极对数Pn,即可改变异步电动机的同步转速n0,从而达到调速的目的。这种控制方式比较简单,只要求电动机定子绕组有多个抽头,然后通过触点的通断来改变电动机的磁极对数。采用这种控制方式,电动机转速的变化是有级的,不是连续的,一般最多只有三档,适用于自动化程度不高,且只须有级调速的场合。(2)变频调速 从式(1—1)中可以看出,当异步电动机的磁极对数Pn一定,转差率s—定时,改变定子绕组的供电频率f1可以达到调速目的,电动机转速n基本上与电源的频率f1成正比,因此,平滑地调节供电电源的频率,就能平滑,无级地调节异步电动机的转速。变频调速调速范围大,低速特性较硬,基频f=50Hz以下,属于恒转矩调速方式,在基频以上,属于恒功率调速方式,与直流电动机的降压和弱磁调速十分相似。且采用变频起动更能显著改善交流电动机的起动性能,大幅度降低电机的起动电流,增加起动转矩。所以变频调速是交流电动机的理想调速方案。(3)变转差率调速改变转差率调速的方法很多,常用的方案有:异步电动机定子调压调速,电磁转差离合器调速和绕线式异步电动机转子回路串电阻调速,串级调速等。定子调压调速系统就是在恒定交流电源与交流电动机之间接入晶闸管作为交流电压控制器,这种调压调速系统仅适用于一些属短时与重复短时作深调速运行的负载。为了能得到好的调速精度与能稳定运行,一般采用带转速负反馈的控制方式。所使用的电动机可以是绕线式异电动机或是有高转差率的鼠笼式异步电动机。电磁转差离台器调速系统,是由鼠笼式异步电动机、电磁转差离合器以及控制装置组合而成。鼠笼式电动机作为原动机以恒速带动电磁离合器的电枢转动,通过对电磁离合器励磁电流的控制实现对其磁极的速度调节。这种系统一般也采用转速闭环控制。绕线式异步电动机转子回路串电阻调速就是通过改变转子回路所串电阻来进行调速,这种调速方法简单,但调速是有级的,串入较大附加电阻后,电动机的机械特性很软,低速运行损耗大,稳定性差。绕线式异步电动机串级调速系统就是在电动机的转子回路中引入与转子电势同频率的反向电势Ef,只要改变这个附加的,同电动机转子电压同频率的反向电势Ef,就可以对绕线式异步电动机进行平滑调速。Ef越大,电动机转速越低。 上述这些调速的共同特点是调速过程中没有改变电动机的同步转速n0,所以低速时,转差率s较大。 在交流异步电动机中,从定子传入转子的电磁功率PM可以分成两部分:一部分P2=(1—s)PM是拖动负载的有效功率,另一部分是转差功率PS=sPM,与转差率s成正比,它的去向是调速系统效率高低的标志。就转差功率的去向而言,交流异步电动机调速系统可以分为三种:1)转差功率消耗型 这种调速系统全部转差功率都被消耗掉,用增加转差功率的消耗来换取转速的降低,转差率s增大,转差功率PS=sPM增大,以发热形式消耗在转子电路里,使得系统效率也随之降低。定子调压调速、电磁转差离合器调速及绕线式异步电动机转子串电阻调速这三种方法属于这一类,这类调速系统存在着调速范围愈宽,转差功率PS愈大,系统效率愈低的问题,故不值得提倡。2)转差功率回馈型 这种调速系统的大部分转差功率通过变流装置回馈给电网或者加以利用,转速越低回馈的功率越多,但是增设的装置也要多消耗一部分功率。绕线式异步电动机转子串级调速即属于这一类,它将转差功率通过整流和逆变作用,经变压器回馈到交流电网,但没有以发热形式消耗能量,即使在低速时,串级调速系统的效率也是很高的。3)转差功率不变型 这种调速系统中,转差功率仍旧消耗在转子里,但不论转速高低,转差功率基本不变。如变极对数调速,变频调速即属于这一类,由于在调速过程中改变同步转速n0,转差率s是一定的,故系统效率不会因调速而降低。在改变n0的两种调速方案中,又因变极对数调速为有极调速,且极数很有限,调速范围窄,所以,目前在交流调速方案中,变频调速是最理想,最有前途的交流调速方案。第四章变频电动机的特点电磁设计 对普通异步电动机来说,再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机,由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不在需要过多考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下:

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摘 要直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率[1]。本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案,控制电路由软件实现系统的功能,取代传统的双闭环调速系统。系统用一台单片机及外部扩展设备代替原模拟系统中速度调节器、电流调节器、触发器、锁零单元和电流自适应调节器等,从而使直流调速系统实现数字化[2]。

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