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1、汽车电气设备的构造成与检修 第3章 起动系统,3.1 概述,3.1.1 发动机常用的起动方式 发动机常用的起动方式有人力起动和电力起动两种。 人力起动是用手摇或绳拉，是最简单的起动方式，目前只在少部分汽车车型上保留着人力起动装置，以作后备之用。,电力起动是由直流电动机产生动力后通过传动机构将发动机起动，它具有操作简单、安全可靠、起动迅速并可重复起动等优点，在现代汽车上广为采用。,3.1.2 起动机的作用,电力起动机的作用就是将电能转变为机械能，带动发动机曲轴旋转，使发动机起动。 完成起动任务后再立即停止工作。,3.1.3 起动机的分类,1按控制装置不同分类 （1）直接操纵式起动机 （2）电磁操
2、纵式起动机,2按传动机构的工作原理不同分类,（1）惯性啮合式起动机 （2）强制啮合式起动机 （3）电枢移动式起动机 （4）齿轮移动式起动机 （5）减速式起动机,3按电动机磁场建立的方式不同分类,（1）电磁式 （2）永磁式,3.1.4 起动机的规格型号,起动机的型号根据QC73 97汽车 包括五部分。 第一部分表示产品的名称，用QD表示；如果是永磁式的，用QDY表示；如果是减速式的，用QDJ表示。, 第二部分表示起动机的电压等级，用数字表示，1表示12V，2表示24V。 第三部分表示起动机的功率等级，用数字表示，见表3.1。, 第四部分表示起动机的设计序号，用数字表示。 第五部分表示起动的变型代
3、号，用数字表示。,3.1.5 起动机安装位置,起动机安装在汽车发动机飞轮壳前端的座孔上，利用起动机后端盖凸缘孔，用螺栓紧固在发动机左侧，也有的车型是固定在发动机右侧。,3.2 起动机的组成及结构,起动机总成一般由直流串励式电动机、传动机构、控制装置三大部分组成。,3.2.1 直流串励式电动机,1直流串励式电动机的作用 直流串励式电动机的作用是将蓄电池的电能转化成为机械能，产生电磁转矩，起动发动机。,2直流串励式电动机的组成,直流串励式电动机主要由电枢、换向器、磁极、电刷、轴承、机壳等主要部件构成。,图3.1 电枢,图3.2 磁极（定子）,图3.4 电刷与刷架的组合 1框式刷架 2盘形弹簧 3电
4、刷 4前端盖 5换向器,3直流串励式电动机的工作原理 4直流串励式电动机的工作特性 （1）转矩特性 （2）转速特性 （3）功率特性,5影响起动机功率的主要因素,（1）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，导线与蓄电池接线柱连接不牢，导线过长或者过细，都会使电阻增加，电流下降，功率下降。,（2）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。,（3）温度的影响,当温度降低时，由于蓄电池电解液黏度增大，内阻增加，会使蓄电池容量和端电压急剧下降，起动机功率将会显著降低。,3.2.2 传 动 机 构,传动机
5、构又称啮合机构、单向离合器、单向啮合器，本书以下简称为单向离合器。 起动机的传动机构是起动机的主要组成部件，包括单向离合器和拨叉两个部分。,1单向离合器,单向离合器的作用是在起动时，让驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，将电动机的电磁转矩传递给发动机使之起动，在发动机起动后使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合，自动打滑，保护起动机不致飞散损坏。 常见的单向离合器主要有滚柱式、摩擦片式、弹簧式三种。,2拨叉,拨叉的作用是使单向离合器作轴向移动，将驱动齿轮啮入或脱离飞轮齿圈。 汽车上采用的拨叉一般有机械式拨叉和电磁式拨叉两种。,3.2.3 控 制 装 置,控制装置的作用是接通和切断起动机与蓄电池之间的电路。 工作中通
6、过电磁开关与拨叉合装在一起，利用电磁反应控制蓄电池和起动机的电动机的电路通断。,在有些车上还具有控制点火线圈附加电阻电路通断的作用。 电磁开关有直接控制式和带起动继电器的控制式。,1直接控制式的电磁开关 2带继电器的电磁开关,3.3 典型起动机的工作过程,3.3.1 电磁操纵强制啮合式起动机 1起动机的结构,图3.18 QD124型电磁操纵强制啮合式起动机的结构示意图 1前端盖 2机壳 3电磁开关 4调节螺钉 5拨叉 6后端盖 7限位螺钉 8单向啮合器 9中盖 10电枢 11磁极 12励磁绕组 13电刷,2起动机的工作过程,（1）起动机不工作时 驱动齿轮与飞轮齿圈在脱离啮合。,（2）发动机起动
7、时,合上起动总开关9，按下起动按钮8，线圈5和6通电。,两线圈的电流路径如下： 蓄电池正极主接线柱18电流表熔断器10起动总开关9起动按钮8接线柱7保位线圈5搭铁蓄电池负极吸拉线圈6起动机接线柱14起动机的励磁绕组绝缘电刷电枢绕组搭铁电刷搭铁蓄电池的负极,在两个线圈的电磁力的作用下，活动铁芯4克服拨叉回位弹簧2的弹力向右移动，带动拨叉3上端向右移动，拨叉下端向左移动，拨叉下端推动驱动齿轮和飞轮齿圈开始啮合，由于电路中有吸拉线圈电阻的作用，所以电动机产生的转矩比较小，因此驱动齿轮可缓慢地推出与飞轮齿圈进行啮合。,活动铁芯4在右移的同时推动接触盘15右移，使接触盘与接线柱14和18接通，此时吸拉线
8、圈被短路，铁芯的位置通过保位线圈产生的磁场力来维持一段时间，电动机产生大的正常转矩，同时驱动齿轮和飞轮齿圈也刚好完全啮合，于是带动飞轮齿圈运转，使发动机起动。,（3）发动机起动后,在松开起动按钮的瞬间，电流经接触盘流过吸拉线圈和保位线圈，因为两线圈此时产生的磁场方向相反，加速了退磁，活动铁芯4在回位弹簧的作用下回位，驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合，接触盘回位，起动机停止工作。,3.3.2 减速式起动机,1减速式起动机的结构 它的电动机的结构如图3.20（a）所示，传动机构采用滚柱式单向啮合器，减速装置采用平行轴外啮合减速齿轮，该装置中有3个齿轮，即电枢齿轮、中间齿轮及减速齿轮，如图3.20（b）所
9、示。,图3.20 12V11E1.4型 减速起动机结构原理图 1电枢轴齿轮 2、5、12、19球轴承 3电枢 4电刷 6中间齿轮 7圆柱滚子轴承 8中间轴承 9磁场绕组 10减速齿轮 11单向啮合器滚柱 13驱动齿轮 14挡圈 15卡环 16、30缓冲弹簧 17内键齿挡圈 18驱动齿轮轴回位弹簧 20传动导管 21驱动齿轮轴 22钢球 23活动铁芯回位弹簧 24缸套 25保位线圈 26吸拉线圈 27触点 28活动铁芯 29接触盘 31起动开关 32接线柱,图3.20 12V11E1.4型 减速起动机结构原理图 1电枢轴齿轮 2、5、12、19球轴承 3电枢 4电刷 6中间齿轮 7圆柱滚子轴承
10、8中间轴承 9磁场绕组 10减速齿轮 11单向啮合器滚柱 13驱动齿轮 14挡圈 15卡环 16、30缓冲弹簧 17内键齿挡圈 18驱动齿轮轴回位弹簧 20传动导管 21驱动齿轮轴 22钢球 23活动铁芯回位弹簧 24缸套 25保位线圈 26吸拉线圈 27触点 28活动铁芯 29接触盘 31起动开关 32接线柱,控制装置采用电磁控制式，其结构与传统式电磁控制装置基本相同，如图3.20（c）所示，不同之处在于活动铁芯的左端固装的挺杆经过钢球推动的是驱动齿轮轴，活动铁芯右端绝缘固装着接触盘。,图3.20 12V11E1.4型 减速起动机结构原理图 1电枢轴齿轮 2、5、12、19球轴承 3电枢 4
11、电刷 6中间齿轮 7圆柱滚子轴承 8中间轴承 9磁场绕组 10减速齿轮 11单向啮合器滚柱 13驱动齿轮 14挡圈 15卡环 16、30缓冲弹簧 17内键齿挡圈 18驱动齿轮轴回位弹簧 20传动导管 21驱动齿轮轴 22钢球 23活动铁芯回位弹簧 24缸套 25保位线圈 26吸拉线圈 27触点 28活动铁芯 29接触盘 31起动开关 32接线柱,2减速式起动机的工作过程,（1）起动机不工作时 起动机不工作时，接触盘与触点分开，驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合。,（2）起动时,起动时，接通起动开关，吸拉线圈和保位线圈通电，电磁力吸引活动铁芯左移，挺杆推动驱动齿轮轴，使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，同时接触盘
12、接触触点，电动机电路接通，电动机开始旋转。,电枢轴产生的转矩经过电枢轴齿轮中间齿轮减速齿轮滚柱式单向啮合器传动导管螺旋键齿驱动齿轮轴驱动齿轮飞轮齿圈，飞轮齿圈再带动曲轴旋转，使发动机起动。,（3）发动机起动后,发动机起动后，放松起动开关，吸拉线圈和保位线圈断电，活动铁芯在回位弹簧的作用下回位，接触盘与触点分离，电枢停止转动。 同时，驱动齿轮轴也在回位弹簧作用下带动驱动齿轮与飞轮齿圈分离，起动机停止工作。,3减速式起动机的特点,减速式起动机增大了起动机的转矩，提高了起动性能，减少了蓄电池的耗电量，因而可以采用小型、高转速、低转矩的电动机，使其体积减小，质量减轻。,3.3.3 永磁式起动机,1永磁
13、式起动机的结构 2永磁式起动机的工作过程 它的工作过程与普通的起动机的相似，这里主要介绍一下不同的地方。,当起动机工作时，驱动齿轮带动行星齿轮转动，由于内齿圈固定不动，所以行星齿轮开始自传，同时在内齿圈公转，从而通过其轴带动行星齿轮架转动，把动力传给输出轴。,3永磁式起动机的特点,它具有结构简单、体积小、质量轻等优点，适合安装于空间较小的车辆上，因为永磁式起动机在电枢轴的前端装有行星齿轮减速器，使其具有较大的传动比，可以大大提高起动机的输出转矩，因而可采用小功率的电动机。,3.3.4 电枢移动式起动机,1电枢移动式起动机的结构 2电枢移动式起动机的工作过程 （1）起动机不工作时 在回位弹簧8的
14、作用下，电枢铁芯与磁极错开一定距离，使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合，如图3.22（a）所示。,图3.22 电枢移动式 起动机的电路图 1电磁铁 2静触点 3接触桥 4挡片 5并联辅助励磁绕组 6串联辅助励磁绕组 7主励磁绕组 8回位弹簧 9圆盘 10电枢 11磁极 l2摩擦片单向离合器 13扣爪,（2）起动机起动时,当接通起动开关S时，电磁铁1产生吸力，吸引接触桥3，但由于扣爪13顶住了挡片4的下端，接触桥只能上端闭合，如图3.22（b）所示。,接通了串、并联辅助励磁绕组电路，其通路为蓄电池正极静触点2接触桥3 的上端 励磁绕组 电枢绕组搭铁蓄电池负极。,并联辅助励磁绕组5和串联辅助励磁绕组6产
15、生的电磁力克服回位弹簧8的作用力，吸引电枢向左移动，起动机驱动齿轮啮入飞轮齿圈。,此时，由于串联辅助励磁绕组6的电阻大，流过电枢绕组的电流很小，起动机仅以较小的速度旋转，这样电枢低速旋转并向左移动。 因此，驱动齿轮与飞轮齿圈啮合柔和，能够避免打齿。 这是接入起动机的第一阶段。,电枢移动使小齿轮与飞轮齿圈完全啮合后，固定在换向器端面的圆盘9顶起扣爪13，使挡片4脱扣，于是接触桥3的下端闭合，如图3.22（c）所示，接通了起动机的主励磁绕组7所在的电路，起动机便以正常的工作转矩和转速驱动曲轴旋转，这是接入起动机的第二阶段。 在起动过程中，摩擦片式单向离合器12接合并传递扭矩。,（3）发动机起动后,发动机起动后，单向离合器松开，曲轴转矩便不能传到起动机轴上。 这时起动机处于空载状态，转速增高，电枢中反电动势增大，因而串联辅助励磁绕组6中的电流减小。,当电流小到磁极磁力不能克服回位弹簧8的反力时，电枢10在回位弹簧8的作用下被移回原位，于是驱动齿轮与飞轮齿圈脱开，扣爪13回到锁止位置，截断起动开关，起动机停止工作。,3电枢移动式起动机的特点,电枢移动式起动机保护飞车的能力和反击的能力不受功率限制，因此可做成大功率起动机，起动机工作的第一阶段驱动齿轮与飞轮齿圈开始啮合时比较柔和，能够有效的避免打齿。,它的不足是，不宜在倾斜位置工作，结构复杂，传动比
