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1、课题二 启动系统 任务一 启动系统概述 任务二 起动机的结构与工作原理 任务三 启动系统的工作原理 任务四 起动机性能测试与检修及常见故障诊断 返回 任务一 启动系统概述 一、启动系统的作用 启动系统的功用是把来自蓄电池的能量转换并 传送到用于转动发动机的起动机上，使发动机 旋转并进入自行运转状态。在发动机进入工作 状态后，启动系统的工作也就结束了。 二、启动系统的组成 启动系统包括用于启动发动机的机械和电气部 件。早期汽车的启动是依靠人力。现代汽车的 启动莱统由起动机、蓄电池、点火开关、启动 继电器和空挡启动开关等组成，见图2-1。 1.起动机 下一页返回 任务一 启动系统概述 起动机是将电
2、能转换为机械能的装置(图2-2)，即将来自 蓄电池的电能转换为能够使发动机曲轴旋转的机械能。 起动机的类型很多，大致可从起动机结构、控制方式、 啮合方式和连接方式来分类，具体的类型见图2-3. 2.蓄电池 蓄电池为起动机提供启动时所必需的电流和电压。通常 ，蓄电池的电量不低于75%才能保证起动机正常运转。 在起动机运转时，蓄电池要向起动机提供几十安培的电 流。 3.点火开关、启动继电器 点火开关和启动机继电器控制起动机的运行。 上一页 下一页返回 任务一 启动系统概述 4.空挡起动开关 在配备自动变速器车辆的启动系统中设置 了一个空挡启动开关。当自动变速器变速 杆位于“P “挡或“N”挡时起动
3、机才能运行。 这是为防止当发动机启动时车辆前进或后 退可能引起事故。 上一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 起动机一般由直流式电动机、传动机构和控制装置 三个部分组成。图2-4所示为起动机结构的分解图。 一、电动机 电动机主要由电枢(转子)总成、磁极(定子)总成、 电刷架总成和端盖与壳体等组成。 1.电枢(转子)总成 电枢(转子)总成是产生电磁转矩的核心部件，主要 由电枢轴、电枢铁芯、电枢绕组和换向器组成，见 图2-5。铁芯由许多相互绝缘的硅钢片叠装而成，其 圆周表面上有槽，用来安放电枢绕组。 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 换向器将通入电刷的直流电流转换为电枢绕组中导 体所
4、需的交流电。它一般由铜片和云母片相间叠压 而成。换向器上焊接有电枢绕组各线圈的端头。 2.磁极(定子)总成 磁极(定子)总成的作用是产生磁场，由励磁线圈(绕 组)和极靴铁芯)等组成，见图2-6。 极靴用螺打固定在壳体的内壁上，其上套有励 磁绕 组。一般地，磁极的数目为两对(四个)。 励磁绕组有三种常见的连接方式，见图2-7。 串励式结构:互相串联，所有电流在到达搭 铁前 都先通过励磁绕组，然后经过电枢。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 并励式结构:先将励磁绕组串联后再与电枢并联， 励磁线圈并联于电枢的两端。 复励式结构:复励式同时具有串励式和并励式的工 作特性，因为复励式结
5、构中的一些励磁线圈与电枢 串联，另一些(通常为一组)励磁线圈直接和蓄电池 相连并与电枢并联。总之，不论以哪种方式连接， 四个励磁绕组所产生的磁场极性一定是相互交错的 。通常以励磁绕组的不同连接方式来给起动机分类 。 3.电刷架总成 电刷架总成是由电刷、电刷支架和电刷弹簧组成.其 作用是将电流引入电动机，见图2-8。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 电刷被安装在电刷支架上，依靠电刷弹簧压力压紧 在换向器上。电刷弹簧的压力一般为1 1 .714.7 N 。 4.端盖与壳体 端盖分为前端盖和后端盖。后端盖一般用钢板压制 而成.其上装有电刷架，前端盖用铸铁浇铸而成。它 们分别装在机
6、壳的两端，靠两个长螺栓与起动机壳 体固定在一起。 起动机壳体用钢管制成.一端开有窗口，便于观察电 刷和换向器，平时用防尘箍盖住。壳体上只有一个 电流输入接线柱(与外壳绝缘)，并在内部与磁场绕 组的一端相接。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 5.电动机的工作原理 电磁学的一个基本原理是每个通电导体的 周围都存在磁场磁场强度随电流增大而增 强。 在起动机内励磁线圈产生了强大的磁场， 电枢作为导体置于这个磁场当中，电枢与 励磁线圈间只有非常小的间隙。 两个磁场作用在一起，它们的磁力线要么“ 捆在一起”.要么在电枢绕组一侧变强而在导 体另一侧变弱。这样就使导体从磁场强度 强的区域移
7、动到磁场强度弱的区域，因此 电枢开始旋转。转矩随着流过起动机电流 的增大而增大，其大小由起动机内的磁场 强度决定。石兹场强度是按安一匝数计量 ，电三充或线圈匝数增加。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 磁场强度就增加。起动机的磁场是由两个 或多个极靴和励磁绕组产生的。 二、控制部分 1.电磁开关 电磁开关主要由电磁线圈、活动铁芯、移 动触点、回位弹簧和保持弹簧等组成，见 图2-9。其中电磁线圈与电动机串联，保持 线圈与电动机并联，直接搭铁。活动铁芯 一端通过接触盘控制主电路的导通，另一 端通过拨叉控制驱动齿轮与飞轮的啮合。 在起动机电磁开关上有三个接线柱:点火线 圈附加电阻短
8、路接线柱(接点火线圈)、主接 线柱(接蓄电三也的启动电缆线)和启动接线 柱(接点火开关启动挡ST或启动继电器)。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 当启动电路接通后，吸引和保持电磁线圈 同时通电，保持电磁线圈的电流从起动机 接线柱流入，经线圈后直接搭铁吸引线圈 的电流也从起动机接线柱流入，但经线圈 后并未直接搭铁，而是流经电动机，最后 再搭铁。两线圈通电后产生较强的电磁力 ，这个力克服弹簧弹力使活动铁芯移动。 铁芯带动拨叉拨动离合器，使起动机驱动 齿轮与飞轮啮合。与此同时，铁芯推动接 触盘移向两个主接线柱触点，在驱动齿轮 与飞轮齿圈进入啮合后，接触盘将两个主 触点接通，让电动
9、机通电运转。 2.启动继电器 启动继电器是启动系统控制电路的主要部 件之一，常见有单联式和组合式两种类型 。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 (1)单联式启动继电器 单联式启动继电器的结构见图2-10。接线 时SW接点火开关“启动”()档或启动按钮、 E搭铁、B接蓄电池“+极、S接起动机电磁 开关“起动机”接柱。 启动发动机时，点火开关旋到启动()档， 继电器线圈L通电，触点K闭合，B与S间电 路接通，电磁开关吸引线圈和保持线圈通 电，起动机工作。 发动机启动后，松开点火开关或启动按钮 ，线圈L断电，继电器触点K打开，切断通 往电磁开关的电路，起动机停止工作。 上一页 下一
10、页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 (2)组合式继电器 目前，很多汽车的启动系多装用组合式启 动继电器。它是将启动继电器和保护(充电 指示灯)继电器组装在一起的双联式继电器 ，见图2-11。启动继电器用来控制起动机 电磁开关工作，触点K1常开，线圈L1承受 蓄电池的端电压。保护(充电指示灯)继电器 触点K2常闭，线圈L2在发电机中性点电压 作用下，使起动机具有安全保护(自锁)功能 。充电指示灯接在L接线柱与点火开关之间 ，可进行充电指示控制，监视充电系统工 作状况。 组合式启动继电器的作用 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 使起动机具有妥全(自锁少保护功能、即 在发动机启
11、动后，即使未及时松开点火开 关或启动按钮，起动机也能自动停止工作 ，还能防止发动机运转时带动起动机运转 ，导致起动机出现误动作。 与点火开关或启动按钮配合、控制起动 机电磁开关吸引线圈和保持线圈电流的通 、断，避兔因两线圈电流过大而烧损点、 火开关或起动按钮。 控制无电指示灯工作。 三、传动机构 传动机构的主要作用是将起动机的转矩传 递给发动机飞轮，继而带动发动机启动。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 传动机构由拨又、单向离合器、电动机轴 和驱动齿轮等组成，其中拨叉和单向离合 器是主要装置。 1.拨叉 拨叉使单向离合器轴向移动，使驱动齿轮 与飞轮啮合。现在较为常见的是电磁式
12、拨 叉，即拨叉由电磁开关控制。 如图2-12所示，发动机启动时，驾驶员将 点火开关旋到启动()档，线圈通电产生电 磁力，将铁芯吸入，于是便带动拨叉转动 ，由拨叉下端推出单向离合器，使驱动齿 轮啮入飞轮齿环。 发动机启动后，立即松开点火开关。点火 开关自动回到点火(I)档，电磁开关线圈断 电，电磁力消失。在复位弹簧的作用下， 铁芯退出，拨叉回位，拨叉下端使驱动齿 轮脱离飞轮齿环。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 2.单向离合器 在启动发动机时，单向离合器将起动机的 转矩传给飞轮，继而带动曲轴旋转;在发动 机启动后，它可以自动打滑，让飞轮不能 带动起动机电枢轴转动，避免损坏起动
13、机 。 常见的起动机单向离合器的类型主要有滚 柱式、弹簧式和摩擦片式三种。 (1)滚柱式单向离合器 滚柱式单向离合器是现代汽车起动机使用 最多的一种，其结构见图2-13。其主要由 主动部分、从动部分、主从动连接部分和 操纵部分组成。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 滚柱式单向离合器的工作原理见图2-14。 发动机启动时，拨叉推动单向离合器使其 沿电枢轴花键移出，驱动齿轮啮入飞轮齿 环。当起动机旋转时，十字块随电枢轴一 同旋转，滚柱滚入楔形槽的窄处并被卡死 ，使主、从动部分连接为一体，于是电动 机转矩传给外壳及驱动齿轮，带动飞轮使 发动机启动。当发动机启动后，飞轮便带 动驱动
14、齿轮转动，而施加给驱动齿轮的力 恰好与启动时的方向相反，且速度大于十 字块转速，于是滚柱滚入楔形槽的宽处使 主从动两部分分离而打滑。这样转矩就不 能从驱动齿轮传给起动机电枢，从而防止 了电枢超速飞散的危险。 (2)弹簧式单向离合器 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 弹簧式单向离合器结构见图2-15。 当起动机带动曲轴旋转时，扭力弹簧扭紧 ，才包紧驱动齿轮栖和连接套筒，于是电 枢的转矩通过连接套筒、扭力弹簧、驱动 齿轮传至飞轮齿圈，使发动机启动。发动 机启动后，驱动齿轮的转速高于起动机电 枢，则扭力弹簧放松，如此飞轮齿圈的转 矩便不能传给电枢，即驱动齿轮只能在电 枢轴上的光滑部
15、分上空转而起单向分离的 作用。 (3)摩擦片式单向离合器 大、中功率的起动机多采用摩擦片式单向 离合器，它是通过摩擦片的压紧和放松来 实现单向传力的。摩擦片式单向离合器的 结构和工作原理见图2-16。 上一页 下一页返回 任务二 起动机的结构与工作原理 当起动机带动曲轴旋转时，内接合鼓沿螺 旋线向右移动，将主、从动摩擦片压紧， 利用摩擦力将电枢的转矩传给飞轮。发动 机启动后，起动机驱动齿轮被飞轮带着转 动，当其转速超过电枢转速时，内接合鼓 则沿螺旋线向左退出，主、从动摩擦片松 开而打滑，这时仅驱动齿轮随飞轮高速旋 转，但不驱动起动机电枢，从而避免了电 枢超速飞散的危险。 上一页返回 任务三 启
16、动系统的工作原理 一、启动系统的基本工作原理 启动系统的工作原理如图2-17所示。 点火开关在“OFF位置 当点火开关处于“OFF”位置时，在回位弹簧 的作用下，触点是分开的也就切断了流过 线圈的电流。 点火开关在“ST”位置(点火开关转到“ST”位 置的瞬间) 点火开关转到“ST”位置时，电流从蓄电池 正极经过“S接线端流向分流线圈和串绕线圈 铁芯被磁化，成为一个电磁铁，把柱塞拉 向左侧柱塞的运动通过拨叉传递给驱动齿 轮所以，驱动齿轮向右移动，开始与飞轮 啮合。 下一页返回 任务三 启动系统的工作原理 在触点闭合之前，流过串绕线圈的电流流 入电动机。这样，电动机开始缓慢转动。 点火开关在“ST”位置(发动机开始启动时) 因为柱塞一直被拉着，所以触点一直压在 一起，这就使得接线端B和M之间的电路闭 合，大
