第三章第三章 起动机起动机3.0 3.0 概述概述3.1 3.1 起动机的构造与工作原理起动机的构造与工作原理3.2 3.2 起动机基本参数的选择起动机基本参数的选择3.3 3.3 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理3.4 3.4 起动机的检修起动机的检修3.5 3.5 起动机是性能实验与调整起动机是性能实验与调整3.6 3.6 起动系常见故障的诊断与排除起动系常见故障的诊断与排除起动系统的组成：起动系统的组成：蓄电池、电流表、起动机、点火开关、继电器等起动系统的作用：起动系统的作用：将蓄电池的电能转变为机械能，驱动汽车起动起动系统的类型：起动系统的类型：人力起动、电力起动、小型汽油机起动3.0 概述概述安装位置在车上安装位置在车上安装位置影响起动机最小起动转速的主要因素：影响起动机最小起动转速的主要因素：1.起动系统的额定电压起动系统的额定电压2.能够起动发动机的最低温度，即极限起动温度能够起动发动机的最低温度，即极限起动温度3.发动机的曲轴阻力，即发动机在极限起动温度下曲轴所需发动机的曲轴阻力，即发动机在极限起动温度下曲轴所需的转矩的转矩4.蓄电池的特性蓄电池的特性5.蓄电池和起动机之间的电压降蓄电池和起动机之间的电压降6.起动机与飞轮齿圈之间的传动比起动机与飞轮齿圈之间的传动比7.起动机特性起动机特性8.发动机在极限起动温度时的最低曲轴转速发动机在极限起动温度时的最低曲轴转速3.1 起动机的构造和工作原理起动机的构造和工作原理 一般由直流串励式电动机、传动机构和电磁开关一般由直流串励式电动机、传动机构和电磁开关组成。
组成1.回位弹簧 2保持线圈3吸引线圈4电磁开关壳体5触点6接线柱7接触盘8后端盖9电刷弹簧10换向器11电刷12磁极13磁极铁芯14电枢15激磁绕组16移动衬套17缓冲弹簧18单项离合器19电枢轴花键20驱动齿轮21罩盖22制动盘23传动套筒24拨叉一、直流电动机一、直流电动机 （一）、直流电动机的构造 直流电动机由机壳、磁极、电枢、换向器、电刷与刷架等组成1)电枢总成 电枢用来产生电磁转矩，它由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成电枢铁心由多片互相绝缘的硅钢片叠成；电枢绕组采用很粗的扁铜线用波绕法绕制而成；换向器的铜片较厚，相邻铜片之间用云母片绝缘2.磁极 磁极由铁心和激磁绕组构成，其作用是在电动机中产生磁场，磁极铁心一般由低碳钢制成，并通过螺钉固定在电动机壳体上磁极一般是4个，由4个激磁绕组形成两对磁极，并两两相对，常见的激磁绕组一般与电枢绕组串联在电路中，故被称为串激式直流电动机绝缘接线柱绝缘接线柱机壳机壳磁极磁极电刷电刷换向器换向器磁场绕组磁场绕组磁场与磁路磁场与磁路3、电刷装置、电刷装置前端盖前端盖外壳外壳电电刷刷磁场磁场绕组绕组电电枢枢离合器离合器后端盖后端盖 两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。
两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁换向器换向器磁场绕磁场绕组组磁场绕组与电磁场绕组与电枢绕组的连接枢绕组的连接 由铜粉由铜粉（80809090）和石墨粉和石墨粉（10102020）压制而成压制而成4.轴承 因起动机工作时间很短，所以一般采用青铜石墨轴承或铁基含油滑动轴承电枢轴承采用滚柱轴承或滚珠轴承5.机壳 外壳由低碳钢卷制而成，或由铸铁铸造而成起动机工作时间很短，所以一般采用滑动轴承减速起动机由于其电枢的转速很高，电枢轴承则采用滚动轴承二、直流电动机的工作原理1.电磁转矩的产生 电磁转矩为:M=CmIs 反电动势为：Ef=Cmn 电压平衡方程式为：U=Ef+RsIs 故电枢电流为：Is=（U-Cmn）/Rs 当电动机轴上的阻力矩增大时，电枢转速降低，故Ef减小，Is增大，电磁转矩随着增大，一直到电动机产生的电磁转矩与阻力矩达到平衡为止故串激直流电动机的转速、电流和转矩会随负载的变化作相应的变化2.直流电动机转矩自动调节原理 起动机的传动机构实际上是一个单向离合器单向离合器的作用是单方向传递转矩，即起动发动机时将起动机的转矩传给发动机曲轴，而当发动机起动后，它又能自动打滑，不使飞轮齿环带动起动机电枢旋转，以免损坏起动机。
单向离合器有滚柱式、摩擦片式、扭簧式、棘轮式等不同型式其中，摩擦片式的单向离合器多用于大功率起动机二、传动机构二、传动机构 1 1、滚柱式离合机构、滚柱式离合机构、组成：、组成：、组成：、组成：、工作原理、工作原理原原理理演演示示2.摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器 三、电磁开关组成与工作原理三、电磁开关组成与工作原理二、工作过程二、工作过程 1 起动时，将点火开关打到起动档（ST），电磁开关通电，其电路如下：蓄电池正极起动机主接线柱3 点火开关起动接线柱5 保持线圈搭铁 或 吸拉线圈主接线柱1 直流串激电动机搭铁2 发动机起动后，单向离合器打滑3 松开点火开关，点火开关从起动档（ST）回到点火档（IG），这时 从点火开关到起动接线柱5之间已没有电流，吸拉线圈与保持线圈 的电路变为：蓄电池正极主接线柱3接触盘6主接线柱1吸拉线圈7保持线圈8搭铁一、直流串激式电动机的特性1、转矩特性：电磁转矩随电枢电流变化的特性四、四、起动机的工作特性起动机的工作特性1）磁路未饱和时，=C1Is ，此时M=CmIs=CmIs2=CIs22）磁路饱和后，保持不变，此时M=CmIs（1）对于并激电机 激磁电流 IfIs 且If=const ，=C2If=const，M=Cm Is =CIs ，M 与 Is 成线性关系。
2）对于串激式电机If=Is ，=C2 If=C2 Is ，故 M=CmIs =CmIs2 ，M与 Is 成二次曲线关系2、机械特性为软特性 机械特性机械参数（即力与运动参数）间的关系此处为n=f（M）软特性：M 随 n 呈反向变化，且变化较大硬特性：M 随 n 变化不大并激式：串激式：其曲线如右图所示对于并激式 M 0 n U/（C1）定值；对于串激式 M 0 n Mn并串M0,n n=（U-Is Rs+IsRL）/Cm1）磁路未饱和时，Is 增大，也增大，故n 随Is 的增加而迅速下降又MIs2，所以转速随转矩的增加而迅速下降；2）磁路饱和时，MIs，所以转速随转矩的增加而下降2、机械特性：转速随转矩变化的特性串激直流电动机的转速随转矩增加而迅速下降的特性，称为软的机械特性功率特性：P=M n/97.3（KW）1）n=0（完全制动）或 M=0（空载）时，功率为零；2）在Is=Ismax/2时，功率最大3、起动机特性曲线：定义：起动机的 M=f1(I),n=f2(I),P=f 3(I)称为起动机特性曲线起动机特性曲线如右图所示曲线上的几个特征点：点1：n=0，I=Imax（制动电流）M=Mmax（制动扭矩），但P=0；点2：n=n0=nmax，I=I 0（空转电流）,M=0，P=0；点3：I=(1/2)Imax，P=Pmax。
试证明：当I=(1/2)Imax 时，P=PmaxPMnIM=f1(I)n=f2(I)P=f 3(I)12I=(1/2)Imax 3影响功率的因素 因素因素 接触电 阻增大蓄电池 的容量 温度 3.2 起动机基本参数的确定一.起动机功率的选择2.传动比选择3.蓄电池容量选择第三节第三节 典型起动机的结构及工作原理典型起动机的结构及工作原理1、按控制方法分：机械控制式 电磁控制式2、按传动机构工作原理分：强制啮合式 电枢移动式 齿轮移动式 一、起动机的分类起动机必须满足的要求：起动机必须满足的要求：1.齿轮啮合容易，不发生冲击现象；齿轮啮合容易，不发生冲击现象；2.发动机起动后，小齿轮应能自动打滑和脱离啮合发动机起动后，小齿轮应能自动打滑和脱离啮合3.发动机工作时，起动机的小齿轮不能再啮入飞轮发动机工作时，起动机的小齿轮不能再啮入飞轮齿圈4.结构简单，工作可靠结构简单，工作可靠二、电磁控制强制啮合式起动机二、电磁控制强制啮合式起动机起起动动机机电电池池搭搭铁铁点火点火开关开关起动继电器线圈起动继电器线圈附加电附加电阻线阻线至分电器至分电器点火线圈点火线圈点火开关点火开关蓄电池蓄电池起动机接线柱起动机接线柱回位弹簧回位弹簧拨叉拨叉离合器离合器电流表电流表吸拉线圈接线柱吸拉线圈接线柱活动铁活动铁芯芯附加电阻线短路接柱附加电阻线短路接柱电动机接柱电动机接柱接触盘接触盘吸拉线圈吸拉线圈保持线圈保持线圈2.具有起动继电器的起动电路具有起动继电器的起动电路QD124型型 组成组成 主要由电动机开主要由电动机开关、电磁铁机构、起关、电磁铁机构、起动继电器及起动开关动继电器及起动开关等四部分组成。
等四部分组成构造构造电动机开关：电动机开关：功用：控制电动机绕组电路功用：控制电动机绕组电路注：注：电动机开关还包括热变电阻短路开关电动机开关还包括热变电阻短路开关电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断起动继电器：起动继电器：用以控制吸、用以控制吸、保线圈电路的通断保线圈电路的通断起动开关：起动开关：作用是控制起动作用是控制起动继电器磁化线圈电路的通断继电器磁化线圈电路的通断电磁式操纵机构的工作过程电磁式操纵机构的工作过程 起动开关接通：起动开关接通：a a、首先接通起动继电器、首先接通起动继电器磁化线圈电路磁化线圈电路;b b、电磁铁机构线圈电路接通；、电磁铁机构线圈电路接通；.吸引线圈电路：吸引线圈电路：.保持线圈电路：保持线圈电路：c c、驱动齿轮与飞轮啮合：、驱动齿轮与飞轮啮合：d d、电动机电路接通，起动机带动发动机转动电动机电路接通，起动机带动发动机转动e e、当两齿轮相抵时，离合、当两齿轮相抵时，离合器的锥形（啮合）弹簧起作用，器的锥形（啮合）弹簧起作用，保证先接通，后啮合保证先接通，后啮合f f、电动机电路接通时，吸引线圈被短路，固定铁芯只、电动机电路接通时，吸引线圈被短路，固定铁芯只 靠保持线圈电流的磁场吸靠保持线圈电流的磁场吸 力将活动引铁吸住。
力将活动引铁吸住g g、在电动机电路、在电动机电路接通同时或稍早，附接通同时或稍早，附加电阻线被短路加电阻线被短路起动开关断开：、起动开关断开：a a、起动继电器线圈电路断电、起动继电器线圈电路断电;b b、保持线圈电流改道，、保持线圈电流改道，（吸、保线圈电流方（吸、保线圈电流方 向相反）起动机向相反）起动机 停止工作停止工作两齿咬死不能分离时：分离弹簧起作用，使电动、两齿咬死不能分离时：分离弹簧起作用，使电动 机开关先断开，以保证驱动齿轮与飞轮可靠分离机开关先断开，以保证驱动齿轮与飞轮可靠分离二、新型起动机二、新型起动机1、非工作状态下，电枢11在复位弹簧9的作用下，被拉向磁场中心的右侧；2、起动时按下开关K，电流经蓄+按钮 电磁铁4的线圈 搭铁 蓄-电磁铁产生吸力吸引接触桥6使上端闭合，此时辅助磁场绕组通电，产生的电磁力克服复位弹簧的拉力使得电枢左移，齿轮进入啮合由于串联辅助磁场绕组电阻大，起动机旋转较慢；3、完全啮合后，接触桥的下端也闭合，接通了主磁场绕组，起动机以正常转速运转；4、发动机运转后，摩檫片离合器松开，起动机空转，转速增高，电枢中反电动势增大，串联辅助磁场绕组中电流减小，小到电磁力不能克服复位弹簧拉力时，电枢移回原位。
二）减速式起动机 一、减速起动机外啮合式 减速起动机（内啮合）四 行星齿轮式减速起动机 永磁式起动机 起动机的控制电路起动机的控制电路二 解放CA1091汽车起动机控制电路第六节第六节 起动机的检修起动机的检修一、激磁绕组的检修 激磁绕组的常见故障有接头脱焊、绕组短路、断路或搭铁等接头松脱故障，解体后可直接看到，绕组搭铁故障诊断可用万用表的欧姆挡测量将绕组放在电枢检验仪上可检查绕组匝间是否短路绕组连接脱焊，应重新施焊；绕组绝缘不良，应拆除旧绝缘层重新包扎并浸漆、烘干2.电枢的检修 (1)电枢绕组的检修 电枢绕组常见的故障是匝间短路。