单元三 课题一 起动系统的构造

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1、课题一 起动系统的构造单元三关闭目 录v课题一、起动系统构造v课题二、起动系统的故障 诊断与维修关闭一、起动系统构造关闭v一、起动系统的功用与组成v二、起动机的结构与类型v三、直流电动机v四、起动机的传动机构v五、起动机的操纵机构v六、减速起动机v七、起动机的型号一、起动系统的功用与组成关闭起动系统的功用：通过转动曲轴起动发动机，发 动机起动之后，起动系统便立即停止工作。发动机常用的起动方式：人力起动、辅助汽油机 起动和电力起动机起动。电力起动机起动方式的特点：是由直流电动机通 过传动机构将发动机起动，它具有操作简单、体积 小、质量轻、安全可靠、起动迅速并可重复起动等 优点。提示：手动变速器车

2、辆起动系统出现故障时，可 通过手摇、车拖、人推、溜坡等应急方法来起动发 动机。电力起动系统组成：由蓄电池、起动机、起动继 电器、点火开关等组成。见图3.1二、起动机的结构与类型关闭由直流电动机、传动机构和操纵机构三部分组成。见图3.2 1、起动机的组成：二、起动机的机构与类型关闭（1）直流电动机电动机的作用：是将蓄电池输人的电能转换为机械能，产生 电磁转矩。（2）传动机构传动机构又称起动机离合器、啮合器。传动机构的作用：在发动机起动时使起动机轴上的小齿轮啮人飞 轮齿圈，将起动机的转矩传递给发动机曲轴，在发动机起动后又 能使起动机小齿轮与飞轮齿图自动脱开。（3）操纵机构（控制装置）操纵机构的作用

3、：用来接通和断开电动机与蓄电池之间的电 路。对于传统点火系统，起动机工作时操纵机构还能短接点火线 圈的附加电阻，以增加起动时的点火能量。1、起动机的组成：二、起动机的结构与类型关闭2、起动机的类型：( 1 )按电动机磁场产生方式分类励磁式起动机：一般采用串励直流电动机，各型号的结构相差不大。永磁式起动机：以永磁材料为磁极，由于电动机中无磁极绕组，故可使起动机结构简 化，体积和质量都可相应减小。( 2 )按操纵机构分类直接操纵式起动机：是由脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制起动机的主电路开关来接 通或切断主电路，也称机械式起动机。特点：这种方式虽然结构简单、工作可靠，但由于要求起动机、蓄电地靠近驾驶

4、室，而 受安装布局的限制，并已操作不便，已很少采用。电磁操纵式起动机：是由按钮或点火开关控制继电器，再由继电器控制起动机的主开 关来接通或切断主电路，也称电磁控制式起动机。特点：这种方式可实现远距离控制，操作方便，在现代汽车上广泛采用。二、起动机的结构与类型关闭2、起动机的类型：( 3 )按传动机构的啮合方式分类惯性啮合式起动机： 起动机旋转时，其啮合小齿轮靠惯性力自动啮人飞轮齿圈、起动后，小齿轮又借惯性力自 动与飞轮齿圈脱离。特点：结构简单，但不能传递较大的转矩，而且可靠性较差，已很少采用。强制啮合式起动机：强制啮合式起动机是靠人力或电磁力拉动杠杆强制小齿轮啮人飞轮齿圈的。特点：结构简单、动

5、作可靠、操作方便，仍被现代汽车所采用。电枢移动式起动机：是靠起动机磁极磁通的吸力，使电枢沿轴向移动而使小齿轮啮人飞轮齿圈的，起动后再由 回位弹簧使电枢回位，让驱动齿轮退出飞轮齿圈。特点：多用于大功率的柴油发动机上。齿轮移动式起动机：它是由电磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆，而使小齿轮啮入飞轮齿圈的。减速式起动机 ：是靠电磁吸力推动单向离合器，使小齿轮啮入飞轮齿圈的。结构特点：在电枢和驱动齿轮之间装有一级减速齿轮（一般转速比为34），它的优点是：可采用小型高速低转 矩的电动机，使起动机的体积减小、质量约减少3，并便于安装；提高了起动机的起动转矩，有利于发动机的起动；电枢轴较短，不 易弯曲；减速

6、齿轮的结构简单、效率高，保证了良好的机械性能。三、直流电动机关闭1. 串励直流电动机的构造串励直流电动机组成：由 电枢、磁极、换向器等主要部 件构成。三、直流电动机关闭1. 串励直流电动机的构造 ( 1 )电枢电枢组成：是直流电动机的旋转部分，包括电枢轴、换向器、电枢铁心、电枢 绕组。见图3.3提示：起动机工作电流较大，发动机出现故障时，使用起动机频繁起动，很快 就会使蓄电池亏电。三、直流电动机关闭1. 串励直流电动机的构造电枢绕组的常见故障有匝间短路、断路或 搭铁等。万用表检查电枢绕组是否搭铁，检查方法 ：见图3.4。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，

7、严重 烧蚀或失圆（径向国跳动0.05MM）时应 精加工，但加工后换向器铜片厚度不得少 于2mm。云母片如果高于钢片也应车削修 整，但云母片是否割低要看具体的起动机 。一般进口小汽车用起动机云母片低于钢 片，检修时，若换向器钢片间槽的深度小 于0.2mm，就需用锯片将云母片割低至规 定的深度。 三、直流电动机关闭1. 串励直流电动机的构造 ( 2 )磁极磁极组成：是电动机的 定子部分，它由固定在机 壳上的磁极（定子）铁心 和磁场绕组组成，见图3.5 。磁极一般是4个，两对 磁极相对交错安装在电动 机定于内壳上，定子与转 子铁心形成的磁回路见图 3.6，低碳钢板制成的机壳 也是磁路的一部分。4个

8、励磁线圈有的是互相串联 后再与电枢绕组串联，有 的是每2个分别串联再井 联后而与电枢绕组串联， 见图3.7。三、直流电动机关闭1. 串励直流电动机的构造( 2 )磁极起动机内部接线见图3.8，励磁绕组 一端接在外壳的绝缘接线柱上，另一端与两个 非搭铁电刷相连，当起动开关接通时；起动机的电路为：蓄电池正极一接线柱1 励磁绕组4电刷6电枢绕组搭铁电刷5 搭铁蓄电池负极。励磁绕组的常见故障：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，绕组搭铁与否可用万用表的欧姆挡 测量绕组端子与外壳之间的电阻。电动机定子的检查：见图3.9。三、直流电动机关闭1. 串励直流电动机的构造( 3

9、)电刷架与电刷电刷架一般为框式结构，其中正极刷 架与端盖绝缘地固装，负极刷架直接搭 铁，见图3.10。电刷置于电刷架中，电 刷由铜粉与石墨粉压制而成，呈棕红色 。刷架上装有弹性较好的盘形弹簧。对电刷的要求：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。电刷的检修：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 用弹簧种测电刷弹簧的弹力，若不符合 要求应予以更换或修理。三、直流电动机关闭2. 串励直流电动机的工作原理 (1)电磁转矩的产生它是根据带电导体在磁场中受到电磁力作用的这一原理而制成的。工作原理：如

10、图3.11所示。电动机工作时，电流通过电刷和换向片流人电枢绕组 。如图3.11（A）所示，换向片 A与正电刷接触，换向片 B与负电刷接触，绕组中的 电流从 A，根据左手定则判定绕组匝边ab、cd均受到电磁力F的作用，由此产 生逆时针方向的电磁转矩M使电枢转动；当电枢转动至换向片A与负电刷接触，换向 片 B与正电刚接触时，电流改由A，见图3.11（B），但电磁转矩的方向仍保持 不变；使电枢按逆时针方向继续转动。由此可见，直流电动机的换向器可将电源提 供的直流电转换成电枢绕组所需的交流电，以保证电枢所产生的电磁力矩的方向保 持不变，使其产生定向转动。但实际的直流电动机为了产生足够大且能保持转速稳

11、定的电磁力矩，其电枢上绕有很多组线圈，换向器的铜片也随其相应增加。三、直流电动机关闭2. 串励直流电动机的工作原理(1)电磁转矩的产生三、直流电动机关闭2. 串励直流电动机的工作原理(2)直流电动机转矩自动调节原理 根据上述原理分析，即 Ef= Cen式中Ce电机的结构常数。由此可推出电枢回路的电压平衡方程式，即 UEfIsRs式中Rs电枢回路电阻，其中包括电枢绕组的电阻和电刷与换向器的接触电阻。在直流电动机刚接通电源的瞬间，电枢转速为0，电枢反电动势也为0，此时，电枢绕组中 的电流达到最大值，即smUR，将相应产生最大电磁转矩，即Max。，若此时的电磁转 矩大于电动机的阻力矩MZ，电枢就开始

12、加速转动起来。随着电枢转速的上升，Ef增大，Is下降， 电磁转矩时也就随之下降。当M下降至与M2相平衡（M=Mz）时，电枢就以此转速运转。如果直 流电动机在工作过程中负载发生变化，就会出现如下的变化：工作负载增大时，MMznEfIsMM=Mz，达到新的稳定；工作负载减小时，MMnEfIsMM=Mz，达到新的稳定。当负载变化时，电动机能通过转速、电流和转矩的自动变化来满足负载的需要，使之能在新的转速下稳定工作。因此直流电动机具有自动凋节转矩功能。三、直流电动机关闭3.起动机的工作特性起动机的特性曲线:起动机的转 矩、转速、功率与电流的关系称为起 动机的特性曲线。三、直流电动机关闭3.起动机的工作

13、特性(1) 转矩特性串励直流电动机的转矩可表示为M=CmIs=C1C mIs2可见，在磁极未饱和的情况下， 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。三、直流电动机关闭3.起动机的工作特性(2) 机械特性串励直流电动机转速与电枢电流IS的关系式为相比而言，串励电动机在磁极于饱和时，由于不为常数 ，当IS增加，即电磁转矩增大，由于与IS(RS +RJ) 同时随之增 加，因此，电枢转速随IS(M) 的增大下降较快，故具有较软的 机械特性，见图3.13.从机械特性同样看出，串励直流电动机具有轻载转速高、 重载转速低的特点。重载转速低，可以保证电动机在起动时（重 载）不会超出允许功率而烧

14、毁，使起动安全可靠。这是起动机采 用串励直流电动机的又一原因。但由于其轻载或空载时转速很高 ，容易造成“飞散事故，故对于功率较大的串励直流电动机，不 允许在轻载或空载下运行。三、直流电动机关闭3.起动机的工作特性 (3) 功率特性起动机功率由电动机电枢转矩M和电枢的转速来确定 ，即由转矩特性、机械特性及上式可得到起动机特性曲 线，见图 3.14。在完全制动状态（=0）和空载（M=0）时，起动 机的功率等于零，电枢电流接近制动电流的一半时，电动 机输出功率最大。由于起动机起动时间很短，起动机可以 最大功率运转，因此将其最大功率作为额定功率。起动机功率必须保证发动机能够迅速可靠起动，若 功率不够将

15、会增加起动次数，缩短蓄电池的寿命，增加燃 料消耗与低温下发动机零件的磨损。起动发动机所必需的 功率，取决于发动机的最低起动转速和起动阻力矩。三、直流电动机关闭3.起动机的工作特性影响起动机功率的因素主要有：接触电阻和导线电阻的影响。电刷与换向器接触不良、电刷弹簧张力减弱以及 导线与蓄电池接线柱连接不牢，都会使电阻增加；导线过长以及导线截面积过小也 会造成较大的电压降，由于起动机工作时电流特别大，这些都会使起动机功率减小 。 蓄电池容量的影响。蓄电池容量越小，其内阻越大，内阻上的电压降也越大， 因而供给起动机的电压降低，也会使起动机功率减小。温度的影响。当温度降低时，由于蓄电池电解波动度增大，内

16、阻增加，会使蓄 电地容量和端电压急剧下降，起动机功率将会显著降低。四、起动机的传动机构关闭起动机的传动机构组成：是起动机的主要组成部件，它包括离合器 和拨叉两个部分。离合器的作用：将电动机的电磁转矩传递给发动机使之起动，同时又 能在发动机起动后自动打滑，保护起动机不致飞散损坏。拨叉的作用：使离合器做轴向移动，将驱动齿轮啮人和脱离飞轮齿圈 。工作过程： 发动机起动时，按下按钮或起动开关，线圈通电产生 电磁力将铁心吸人，于是带动拨叉转动，由拨叉头推出离合器，使驱动 齿轮啮人飞轮齿圈、发动机起动后，只要松开按钮或开关，线圈即断电 ；电磁力消失，在回位弹簧的作用下，铁心退出，拨叉返回，拨叉头将 打滑工况下的离合器拨回，驱动齿轮脱离飞轮齿圈。传动机构中的离合器类型:分为滚柱式离合器、摩擦片式离合器、 弹簧式离合器几种。四、起动机的传动机构关闭1. 滚柱式离合器 滚柱式离合器的 构造：见图3.15。构造：驱动齿轮采 用