学习情景二 起动机运转无力的检修 －起动系统检修,,,,两句话,线圈＋铁心,线圈＋开关,客户报修（情境导入）,1、客户报修一辆2003年捷达轿车 ，“客户”反映起动机运转无力，该车已行使了12万千米，没有保养过起动机机，要求维修该车 2、工作流程接车谈话→现场直观检查、直接接车→接受客户、委托车辆识别→系统识别→系统知识→技术信息系统→电路图→检查记录→劳动安全、环境保护、道路交通许可规定→测量→备件→修理→工作质量 3、资讯导读汽车使用过程中，经常会出现起动机运转无力的故障技师要完成该检修任务，主要应收集和学习以下内容： （1）汽车起动系的组成、各元件的功用及工作原理 （2）汽车起动系电路的接线 （3）汽车起动系的常见故障特征、原因、诊断和排除方法学习目标： 1、正确拆装和检测起动系统部件； 2、能识读和分析起动系统电路； 3、能诊断和排除起动系统典型故障信息收集,1、认识起动系统,,,,起动机由直流电动机、传动装置和控制（离合）机构组成 起动系统由蓄电池、点火开关、起动继电器、起动机组成 其主要功用是通过起动机将蓄电池的电能转换为机械能，起动发动机。
发动机的起动性能评价指标有： 起动转矩、最低起动转速、起动功率、起动极限温度2、起动系统电路分析,图中粗线表示起动机供电电路，细线表示起动机控制电路 当点火开关4置于起动档“Start”时,首先接通起动控制电路，电磁开关闭合，蓄电池电流经电磁开关流入起动机，并使其转动同时，电磁开关还将驱动齿轮向外推出与发动机飞轮相啮合，带动发动机转动当发动机完成着火并加速运转后，飞轮有反过来带动起动齿轮运转的趋势时，起动机上的单向离合器使起动机的驱动齿轮相对于起动机电枢轴空转(以保护起动机)驾驶员及时将点火开关转到点火档“IG”，切断起动机控制电路，驱动齿轮退回，起动机停止运转1-蓄电池 2-起动机 3-起动继电器 4-点火开关 5-电流表,一、起动转矩,发动机起动时，必须克服气缸内被压缩气体的阻力和发动机本身及其附件相对运动零件之间的摩擦阻力克服这些阻力所需要的力矩称为发动机的起动转距柴油机压缩比较汽油机大得多，起动更困难，需要的起动转矩也更大 起动阻力包括： 1.摩擦阻力矩； 2.压缩阻力矩； 3.惯性阻力矩第一节 发动机的起动性能,3、起动机,二、最低起动转速,1.在一定温度下，能够保证发动机顺利起动的最低曲轴转速，叫起动转速。
汽油机中，约为50～70r/min柴油机要求不低于150-300 r/min 2.起动机传给发动机的转速要大于发动机的最低转速： 若低于这个转速，汽油泵供油不足，气流速度过低，可燃混合气形成不充分，还会使压缩行程的散热损失和漏气损失增加，导致发动机不能起动三、起动功率,起动机所具有的功率应和发动机起动所必需的起动功率相匹配 而蓄电池的容量与起动机的容量成正比 P=(450～600)P/U,四、起动极限温度,当环境温度低于起动极限温度时（可燃混合气温度低，机油粘度大，阻力大），应采取起动辅助措施 加大蓄电池容量 进气加热（电热塞、进气加热器、电火焰预热器） 电喷车低温补偿,第二节 起动机的结构、原理和特性,起动机的组成 直流电动机的构造 直流电动机的工作原理 直流电动机转矩自动调节特性 起动机的工作特性 起动机的型号,一、起动机组成,汽车用起动机由直流电动机、传动机构、控制装置三部分组成 构造见图3-9起动机组成,1-电磁开关，2-触点，3-蓄电池接线柱，4-动触点，5-前端盖，6-电刷弹簧，7-换向器，8-电刷，9-机壳，10-磁极，11-电枢，12-磁场绕组，13-导向环，14-止推环，15-单向离合器，16-电枢轴，17-驱动齿轮，18-传动机构，19-制动盘，20-啮合弹簧，21-拨叉，22-活动铁心，23-复位弹簧，24-电磁开关,起动机结构,l-电磁开关 2-轴承盖和O形密封圈 3-锁片 4-螺栓 5-电刷端盖 6-电刷架 7-电动机壳体 8-橡胶密封圈 9-移动叉支点螺栓和螺母 10-驱动端盖 11-移动叉 12-止推垫圈与卡环 13-单向离合器 14-中间轴承 15-电枢,,,起动机分解图,2-励磁绕组固定螺栓 19-电磁开关端盖 3-起动机固定螺栓 20-电磁开关总成 l-起动机总成 18-弹簧垫圈 4-弹性垫圈 21-垫块及密封圈 5-螺母 22-螺母 6-端盖连接螺栓 23-弹性垫圈 7-垫圈 24-电磁开关活动接柱组件 8-电刷架 25-拨叉销 9-电刷端盖 26-拨叉 10-衬套 27-驱动端端盖 11-垫片组件（配件成组供应）28-中间支承盘 12-衬套座 29-电枢轴驱动齿轮衬套 13-弹性垫圈 30-止推垫圈 14-螺钉 31-驱动齿轮与单向离合器 15-垫片组件 32-励磁绕组 16-活动接柱的垫片组件（包括24） 33-电刷 17-螺母 34-电刷弹簧 35-弹簧 36-电枢 37-螺栓,二、直流电动机的构成,直流电动机主要由定子总成、电枢（转子总成）、整流子和前后端盖等组成。
汽车用起动机的直流电动机的励磁：串励式和复励式两种 1.作用：产生转矩 2.要求：零件的机械强度高电路电阻小 3.组成,3.组成,磁场（定子） 电枢（转子） 电刷组件 机壳,,磁场（定子）,由磁极（定子铁心） 、磁场绕组和机壳组成 机壳 大多数起动机机壳的一端有4个检查窗口，有些则没有机壳中部有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相连端盖分前、后两个，前端盖由钢板压制而成，后端盖由灰铸铁浇制而成，呈缺口杯状它们的中心均压装着青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，外围有2个或4个组装螺孔电刷装在前端盖内，后端盖上有拨叉座，盖口有凸缘和安装螺孔，还有拧紧中间轴承板的螺钉孔磁场绕组磁场绕组是由绕在极靴上的线圈构成的电磁铁，如图所示： 磁场绕组固定到起动机外壳里面，用铸钢制造的的极靴和起动机外壳连接在一起，可增加磁场绕组的磁场强度磁场,磁场绕组与电枢绕组的接法有二种：串联和既有串联也有并联的复式接法复式接法可以在绕组铜条截面尺寸相同的情况下增大起动电流，从而增大转距大多数起动机采用4个磁场绕组功率大于7．35kW的起动机有采用6个磁场绕组的 磁场绕组的连接型式见图3-11磁场与磁路见图3-10。
当电流流过磁场绕组时，便建立强大的、静止的电磁场，磁场根据绕组围绕在极靴的方向，分为N极和S极磁场绕组的极性对调，便产生相反的磁场电枢（转子）,由铁心、绕组、电枢轴和换向器组成，见图3-12在电枢轴3上压有铁芯2，铁芯的作用是增加磁力，它是由互相绝缘的薄硅钢片1叠成，采用叠片是为了减小铁芯内感应的涡流电流的损失每片叠片有槽，叠在一起形成沟槽，电枢绕组分多条支路嵌在铁芯的沟槽内，并分别接到固定在电枢轴上互相绝缘的换向器各铜片上为了获得较大起动转矩，电枢绕组采用大截面的铜导线制成，以便几百安培的起动电流通过电枢总成,图3-12 电枢总成,1-电枢叠片 2-电枢铁芯 3-电枢轴 4-电枢绕组 5-电枢铁芯总成 6-换向器,,,符合哪一句话？,,电枢绕组有两种绕法：叠绕法和波绕法 叠绕法: 绕组的两端线头分别接相邻的两个换向器铜片(如图3—9所示)此种绕法，在一对正负电刷之间的导线，电流方向一致 波绕法: 绕组一端线头接的换向器铜片与另一端线头接的换向器铜片相隔90°或180°(如图3—10所示)此种绕法，电枢转到某一位置时，因为某些绕组两端线头接到同极性电刷上，会造成一些绕组没有电流。
由于波绕法的绕组电阻较低，所以常用换向器,由铜片和云母片相间叠压而成铜片与铜片、铜片与电枢轴间均绝缘，铜片接电枢绕组，用夹固加焊方式连接换向器通过电刷来连接磁场绕组与电枢绕组换向器的作用：将电源提供的直流电转化成电枢绕组所需要的交流电，以保证电枢绕组所产生的转矩方向不变电刷与电刷架,电刷 由铜粉（80～90﹪）和石墨粉（10～20﹪）压制而成电刷架 一般为四个，为金属框式，两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁电刷架上装有弹力较大的盘形弹簧电刷组件,电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧等组成电刷架固定在电刷端盖上，电刷安放在电刷架内直接固定在负电刷架中的电刷称为负电刷；用绝缘板将电刷架绝缘固定在电刷架盖上的电刷架称为正电刷架，安装在正电刷架内的电刷称为正电刷电刷弹簧压在电刷上，其作用是保证电刷与整流子接触良好三、直流电动机的工作原理,1.功用 直流电动机是将电能转变为机械能的设备 2.原理 载流导体在磁场中受到电磁力作用会发生运动 工作原理图见图3-1直流电动机的工作原理,1-电枢绕组 2-电刷B 3-换向器铜片 4-电刷A,,图3-1 a）电流从A→B b）电流从B→A,直流电动机的工作原理,以单匝电枢绕组的直流电动机为例说明其工作原理。
将通电线圈置于磁场中，磁场方向如图3-1所示，直流电通过电刷和换向器铜片引入当电流Is从A电刷经a-b-c-d到B电刷时，根据左手定则判定，匝边ab和cd受到的磁场力F方向如图3-1a所示，这个电磁力将形成力矩，使线圈逆时针转动当线圈转到换向片A与负电刷接触，换向片B与正电刷接触时，电流方向改变为d-c-b-a，同时匝边ab和cd的位置也改变，电磁转矩的方向保持不变，使线圈继续逆时针旋转3.直流电动机的电磁转矩,电动机的电磁转矩M取决于磁通φ、电枢电流Is的乘积，即M= CmφIs 式中 Cm——电机结构常数，Cm=PN/2πα； P——磁极对数； N——电枢导线总根数； α——电枢绕组的并联支路对数； φ——磁极磁通； Is——电枢电流四、直流电动机 转矩自动调节特性,四、直流电动机转矩自动调节特性,直流电动机拖动负载，当负载发生变化时，电动机的电枢转速、电枢电流、电磁转矩均会自动的作相应的变化，以满足不同负载的需要其原理如下： 通电的线圈在磁场中受力而转动，运动的线圈切割磁力线产生电动势，电动势的方向和线圈电流方向相反，电动势的大小为,E反=Cmφn 其中，Cm——电机结构常数；φ——磁极磁通；n——电枢转速 电动机工作时，电压平衡方程式为：U=E反+IsRs 则电枢电流为：Is=（U- E反）/Rs,四、直流电动机转矩自动调节特性,四、直流电动机转矩自动调节特性,分析： Is=（U- E反）/Rs 负载↓→轴上阻力矩↓→电枢转速↑→E反↑→Is↓→电磁转矩↓→直至电磁转矩减至与阻转矩相等→电机拖动负载以较高转速平稳运转； 负载↑→轴上阻力矩↑→电枢转速↓→E反↓→Is↑→电磁转矩↑→直至电磁转矩增至与阻转矩相等→电机拖动负载以较低转速平稳运转。
四、直流电动机转矩自动调节特性,电动机工作时，电压平衡方程式为：U=E反+IsRs 该公式称为电动机发电机一体公式 即电动机在一定条件下可以变成发电机，用于电机制动和储能,五、起动机的工作特性,1.直流电动机的型式： 按照磁场绕组和电枢绕组连接方法不同，可分为并激、串激、复激见图3-3 (1)串励电动机 串励电动机的电流流向是：蓄电池正极→磁场绕组→电刷→换向器→电枢绕组→负电刷→搭铁(蓄电池负极)(图3-3a)此种方式允许流过磁场绕组的全部电流也流过电枢绕组 串励电动机开始起动时能发出最大转距输出转矩随着电动机转速升高而下降转矩下降是由于反电动势造成的结果 (2)并励电动机 并励电动机的磁场绕组与电枢绕组并联接线(图3-3b)并励电动机的输出转矩不随转速升高而下降，因为电枢产生的反电动势不会削弱磁场绕组的场强由于并励电动机不能产生高转矩，故不用它作为起动机但刮水器电动机、电动升降门窗电动机、电动调整座椅电动机等，用的都是并励电动机 (3)复励电动机 复励电动扰的一些磁场绕组与电枢绕组串联联接，而另一些磁场绕组与蓄电池和电枢绕组并联联接(图3-3c)此种配置，使复励电动机能发挥好的起动转矩和恒定的运行转速。
分路的磁场绕组用来限制起动机的转速。