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1、第三章 起 动 机,第一节 起动机的结构及工作原理 第二节 起动机基本参数的选择 第三节 典型起动机的结构及工作原理,第四节 起动机常见故障与诊断、试验与调整,控制装置(即电磁开关) 用来接通和切断电动机与蓄电池之间的电路，控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与分离。,图3-1 典型起动机的结构 1后端盖 2拨叉 3保持线圈 4吸引线圈 5电磁开关 6触点 7接线柱 8接触盘 9前端盖 10电刷弹簧 11换向器 12电刷 13机壳 14磁极 15电枢 16磁场绕组 17移动衬套 18单向离合器 19电枢轴 20驱动齿轮,第一节 起动机的结构及工作原理,一、直流电动机 1.直流电动机的构造 (1
2、)机壳 用钢管制成，一端开有窗口，作为观察电刷与换向器工作之用，平时用防尘箍盖住。 (2)磁极 磁极是由固定在机壳上的铁心和装在铁心上的磁场绕组组成。,图3-2 磁场绕组的接法 a)四个绕组相互串联 b)四个绕组两串两并 1绝缘接线柱 2磁场绕组 3绝缘电刷 4搭铁电刷 5换向器,第一节 起动机的结构及工作原理,(3)电枢 电枢是产生转矩的核心部件，由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和嵌装在铁心槽内的电枢绕组组成(图3-1)。 (4)换向器 换向器的作用是连接磁场绕组、电枢绕组和电源，并保证电枢产生的电磁力矩方向不变，使电枢轴能输出固定方向的转矩。 (5)电刷 电刷的作用是将电流引入电动机。 (6)
3、端盖 起动机有前后两个端盖。 2.直流电动机的工作原理和转矩 (1)工作原理 直流电动机是将电能转变为机械能的设备，是根据通电导体在磁场中受到电磁力作用这一基本原理进行工作的，如图3-3所示。,第一节 起动机的结构及工作原理,图3-3 直流电动机的工作原理 a)线匝中电流方向为ad b)线匝中电流方向为da,第一节 起动机的结构及工作原理,(2)转矩 (3)转矩自动调节原理 在直流电动机通电时，产生电磁转矩使电枢旋转，然而电枢旋转时，其绕组又会切割磁力线，按电磁感应理论，在电枢绕组中又会产生感应电动势，其方向用右手定则判定。 二、传动机构 1.滚柱式单向离合器,图3-4 滚柱式单向离合器 1驱
4、动齿轮 2外壳 3十字块 4滚柱 5压帽与弹簧 6垫圈 7护盖 8花键套筒 9弹簧座 10缓冲弹簧 11移动衬套 12卡簧,第一节 起动机的结构及工作原理,2.摩擦片式单向离合器,图3-5 摩擦片式单向离合器 1外接合鼓 2弹性圈 3压环 4主动片 5从动片 6内接合鼓 7小弹簧 8减振弹簧 9齿轮柄 10驱动齿轮 11飞轮,第一节 起动机的结构及工作原理,3.弹簧式单向离合器,图3-6 弹簧式单向离合器 1驱动齿轮 2挡圈 3月牙形圈 4扭力弹簧 5护圈 6套筒 7垫圈 8缓冲弹簧 9移动衬套 10卡簧,第一节 起动机的结构及工作原理,三、电磁式控制装置,图3-7 ST614型起动机电磁开关
5、的结构原理 1驱动齿轮 2回位弹簧 3拨叉 4活动铁心 5保持线圈 6吸引线圈 7接线柱 8起动按钮 9起动总开关 10熔断器 11黄铜套 12挡铁 13接触盘 14、15接线柱 16电流表 17蓄电池 18起动机,第一节 起动机的结构及工作原理,四、起动机特性 1.直流串励式电动机特性 (1)转矩特性 转矩特性是指电动机的电磁转矩随电枢电流变化的关系，即M=f(Ia)。,图3-8 串励式直流 电动机转矩特性,第一节 起动机的结构及工作原理,图3-9 串励式直流 电动机机械特性,第一节 起动机的结构及工作原理,(2)机械特性 电动机转速随转矩而变化的关系，称为机械特性，即n=f(M)。 2.起
6、动机特性曲线,图3-10 起动机特性曲线,第一节 起动机的结构及工作原理,1)发动机即将起动时，即起动机刚接入瞬间，此时n0，电流最大(称为制动电流)，转矩也达最大值(称为制动转矩)。 2)在起动机空转时，电流Ia最小(称为空转电流)，转速n达最大值(称为空转转速)。 3)在起动电流接近制动电流的一半时，起动机的功率最大。,第二节 起动机基本参数的选择,1.起动机功率的选择 表3-1 不同发动机的系数C0,第二节 起动机基本参数的选择,表3-1 不同发动机的系数,第二节 起动机基本参数的选择,1)气缸中吸入可能着火的混合气。 2)压缩行程终了时，混合气要具有一定的温度和压力，使第一次爆发后发动
7、机能继续工作。 3)点火装置能发出可靠的火花。 2.传动比的选择 3.蓄电池容量的确定,第三节 典型起动机的结构及工作原理,一、起动机的分类 (1)电磁控制强制啮合式 起动机旋转时，驱动齿轮借电磁力拉动杠杆，自动啮入飞轮齿环。 (2)电枢移动式 靠磁极磁通的电磁力，使电枢轴向移动，将驱动齿轮啮入飞轮齿环。 (3)齿轮移动式 靠电磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆，而使驱动齿轮啮入飞轮齿环。 二、电磁控制强制啮合式起动机 1.丰田汽车常规型起动机 1)点火开关位于起动(STA)位置时，端子50将蓄电池电流传至保持线圈6和吸引线圈7。,第三节 典型起动机的结构及工作原理,图3-11 丰田汽车常规型
8、起动机 1小齿轮 2转轴 3传动杆 4可动铁心 5回位弹簧 6保持线圈 7吸引线圈 8端子30 9端子50 10点火开关 11端子C 12励磁线圈 13蓄电池 14电枢 15螺旋花键 16起动机离合器 17齿圈,第三节 典型起动机的结构及工作原理,2)发动机起动后，将点火开关从起动(STA)位置扭回至点火(ON)位置，便切断了正作用在端子50上的电流。 2.国产QD124型起动机,图3-12 QD124型起动机的电路 1继电器触点 2继电器线圈 3点火开关 4、5主接线柱 6点火线圈附加电阻短路接线柱 7导电片 8接线柱 9电磁开关接线柱 10接触盘 11推杆 12固定铁心 13吸引线圈 14
9、保持线圈 15可动铁心 16回位弹簧 17调节螺钉 18连接片 19拨叉 20滚柱式单向离合器 21驱动齿轮 22限位螺母 23附加电阻线,第三节 典型起动机的结构及工作原理,三、新型起动机 1.电枢移动式起动机,图3-13 电枢移动式起动机的电路图 1主磁场绕组 2串联辅助励磁绕组 3并联辅助励磁绕组 4接触桥 5静触点 6电磁铁 7挡片 8扣爪 9回位弹簧 10圆盘 11电枢 12磁极 13摩擦式离合器,第三节 典型起动机的结构及工作原理,(1)进入啮合 (2)完全啮合 电枢移动使小齿轮完全啮入飞轮齿环后，固定在换向器端面的圆盘10顶起扣爪8，使挡片7脱扣，于是接触桥4的下端闭合，接通了起
10、动机的主磁场绕组1，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。 2.减速式起动机 (1)内啮合减速式起动机 图3-14为QD254型减速起动机的结构原理简图。,第三节 典型起动机的结构及工作原理,图3-14 QD254减速起动机的结构原理 1起动开关 2起动继电器磁化线圈 3起动继电器触点 4主触点 5接触盘 6吸引线圈 7保持线圈 8可动铁心 9拨叉 10单向离合器 11螺旋花键轴 12内啮合减速齿轮 13主动齿轮 14电枢绕组 15磁场绕组,第三节 典型起动机的结构及工作原理,图3-15 12VDW1.4型永磁减速式起动机的原理 1起动继电器 2点火开关 3吸引
11、线圈 4保持线圈 5拨叉 6电枢 7永久磁极 8行星齿轮减速装置 9滚柱式单向离合器,第三节 典型起动机的结构及工作原理,图3-16 行星齿轮减速装置的啮合关系 1太阳轮 2，3，4行星齿轮 5行星轮支架(输出轴) 6内齿圈,第三节 典型起动机的结构及工作原理,(2)行星齿轮减速式起动机 图3-15所示为北京BJ2021(切诺基)吉普车上装用的12VDW1.4型永磁减速式起动机的原理简图。 (3)外啮合减速式起动机 图3-17所示是丰田车用外啮合减速式起动机的结构。,图3-17 丰田车用外啮合减速式起动机的结构 1惰轮 2驱动齿轮 3轭铁 4励磁线圈 5电枢 6电刷弹簧 7电刷 8可动铁心 9
12、电磁开关 10起动机离合器 11小齿轮,第三节 典型起动机的结构及工作原理,图3-18 丰田车用减速式起动机的原理示意图 1小齿轮 2小齿轮回位弹簧 3惰轮 4电枢 5励磁线圈 6电刷 7端子C 8可动铁心回位弹簧 9可动铁心 10端子30 11蓄电池 12点火开关 13端子50 14螺旋花键 15离合器齿轮 16起动离合器 17齿圈 H.C保持线圈 P.C吸引线圈,第三节 典型起动机的结构及工作原理,1)点火开关位于“STA”位置时，端子50将来自蓄电池的电流传至保持线圈和吸引线圈。 2)当电磁开关和螺纹花键将小齿轮推至与齿圈完全啮合的位置时，固定在可动铁心上的接触片，使端子30和端子C短路
13、而接通主开关。 3)起动完毕，将点火开关从“STA”位置扭回至“ON”位置，便切断了正施加在端子50上的电压。,第四节 起动机常见故障与诊断、试验与调整,一、起动机常见故障与诊断 1.起动机不转 (1)故障现象 起动时，接通起动开关，起动机不转动，无动作迹象。 (2)故障原因 1)电源故障 蓄电池严重亏电或极板硫化、短路等，蓄电池极桩与线夹接触不良，起动电路导线连接处松动而接触不良等。 2)起动机故障 换向器与电刷接触不良，磁场绕组或电枢绕组有断路或短路，绝缘电刷搭铁，电磁开关线圈断路、短路、搭铁或其触点烧蚀而接触不良等。 3)起动继电器故障 起动继电器线圈断路、短路、搭铁或其触点接触不良。,
14、第四节 起动机常见故障与诊断、试验与调整,4)点火开关故障 点火开关接线松动或内部接触不良。 5)起动系统控制线路故障 线路有断路，导线接触不良或松脱，熔丝烧断等。 (3)故障诊断 1)按喇叭或开前照灯，如果喇叭声音小、嘶哑或不响，灯光比平时暗淡，说明电源有问题，应先检查蓄电池极桩与线夹、起动电路导线接头处是否有松动，触摸导线连接处是否发热。 2)如果判断电源无问题，用工具将起动机电磁开关上连接蓄电池和连接内部电动机的两接线柱短接；如果起动机不转，则说明是电动机内部有故障，应拆检起动机；如果起动机空转正常，则进行下一步检查。,第四节 起动机常见故障与诊断、试验与调整,3)用工具将电磁开关接线柱
15、与起动机电源接线柱相连，如果起动机不转，则说明起动机电磁开关有故障，应拆检电磁开关；如果起动机运转正常，则说明故障在起动继电器或有关的线路。 4)用螺钉旋具将起动继电器上连接蓄电池和连接起动机的两接线柱直接相连，如果起动机不转，则应检查连接这两个接线柱的导线；如果起动机能正常运转，则再作下一步检查。 5)将起动继电器上连接蓄电池和连接点火开关的两接线柱直接相连，如果起动机不转，则说明是起动继电器不良，应拆修或更换起动继电器；如果起动机能正常运转，则故障在起动继电器至点火开关的导线或点火开关，应对其进行检修。 2.起动机运转无力,第四节 起动机常见故障与诊断、试验与调整,(1)故障现象 起动时，
16、驱动齿轮能啮入飞轮齿环，但起动机转速明显偏低甚至停转。 (2)故障原因 1)电源的故障 蓄电池亏电或极板硫化、短路，起动电源导线连接处接触不良等。 2)起动机故障 换向器与电刷接触不良，电磁开关接触盘和触点接触不良，电动机磁场绕组或电枢绕组有局部短路等。 (3)故障诊断 首先检查起动机电源，如果起动机电源无问题，则应拆检起动机。 3.起动机空转 (1)故障现象 起动时，起动机转动，但发动机不转。 (2)故障原因 单向离合器打滑；飞轮齿环的某一部分严重缺损。,第四节 起动机常见故障与诊断、试验与调整,(3)故障诊断 将发动机飞轮转一个角度，如果故障会随之消失(但以后还会再现)，则为飞轮齿环有缺损，应焊修或更换
