起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制学习目标学习目标1.了解起动系的组成与功用2.了解起动机的结构和工作原理3.了解起动机的类型与型号4.掌握起动机的控制过程及控制电路5.学会起动机的正确使用与检修方法6.掌握起动系的鼓掌诊断与排除方法第四章第四章 起起 动动 机机起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制概述概述 起动起动使发动机由静止加速到一定转速，达到持续自动使发动机由静止加速到一定转速，达到持续自动运行状态的过程运行状态的过程发动机的起动方式发动机的起动方式有：人力起动人力起动和电力起动机起动电力起动机起动两种因因电力起动系统，具有操作简便、起动迅速的特点，并具有电力起动系统，具有操作简便、起动迅速的特点，并具有重复起动的能力，而被现代汽车上广泛地采用重复起动的能力，而被现代汽车上广泛地采用电力起动机优点电力起动机优点：操作简单、体积小、质量轻、安全可操作简单、体积小、质量轻、安全可靠、起动迅速并可重复起动等靠、起动迅速并可重复起动等电力起动系组成电力起动系组成：一般由蓄电池、起动机、起动继电器、一般由蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等组成点火开关等组成 起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制（1 1）起动时应该平顺，起动机的驱动齿轮与发动）起动时应该平顺，起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈啮合要柔和，不应发生冲击；机的飞轮齿圈啮合要柔和，不应发生冲击；（2 2）发动机起动后，起动机的小齿轮应能自动打）发动机起动后，起动机的小齿轮应能自动打滑或脱离啮合；滑或脱离啮合；（3 3）发动机在工作中，起动机的小齿轮不能再进）发动机在工作中，起动机的小齿轮不能再进入啮合，防止发生冲击；入啮合，防止发生冲击；（4 4）起动系统结构应简单、工作可靠。
起动系统结构应简单、工作可靠汽车对起动机的要求汽车对起动机的要求:起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制 4.14.1 直流串励电动机直流串励电动机 直流电动机是起动机最主要的组成部件，作用是产生直流电动机是起动机最主要的组成部件，作用是产生力矩，力矩，“串励串励”是指电枢绕组与磁场绕组串联是指电枢绕组与磁场绕组串联一、直流电动机的结构一、直流电动机的结构 主要由主要由磁极磁极、电枢电枢、换向器换向器和和外壳外壳等组成起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制1.1 1.1 磁极磁极 磁极的作用是产生电枢转动时所需要的磁场，磁极的作用是产生电枢转动时所需要的磁场，它由固定在机壳上的磁极铁心和磁场绕组组成励磁绕组一它由固定在机壳上的磁极铁心和磁场绕组组成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 磁极励磁绕组的接法 a)四个绕组相互串联；b)两个绕组串联后再并联起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制磁极：由固定在机壳磁极：由固定在机壳上磁极铁心和磁场绕上磁极铁心和磁场绕组组成，其作用是建组组成，其作用是建立磁场：一般采用立磁场：一般采用4 4个个（2 2对）磁极，大功率对）磁极，大功率起动机采用起动机采用6 6个磁极。
个磁极起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制1.21.2电枢电枢 由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成，由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成，磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制；换向磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制；换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成换向片嵌装在轴套器装在电枢轴上，它由许多换向片组成换向片嵌装在轴套上，各换向片之间均用云母绝缘上，各换向片之间均用云母绝缘 电枢总成起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制 1 1.3 3 电刷电刷 电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷与换向片之电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力以保持配合间具有适当的压力以保持配合电刷及电刷架的组合起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制二直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理 直流电动机直流电动机是将电能转化成是将电能转化成机械能的设备。
机械能的设备以安培定律为基以安培定律为基础，即通电导体础，即通电导体在磁场中的电场在磁场中的电场力作用 直流电动机的原理图直流电动机的原理图起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制三 直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性1 1转矩特性：转矩特性： 起动机转矩与电流的关系起动机转矩与电流的关系 U=E+IU=E+IS S（R RS S+R+RL L） I IS S= =（U-U-C Ce en）/ /（R RS S+R+RL L）起动瞬间：起动瞬间：n=0n=0 I IS S=U/=U/（R RS S+R+RL L） M=CIM=CIS S2 2处于完全制动状态处于完全制动状态, ,转矩最大转矩最大, ,便于将静止的发动机起动便于将静止的发动机起动 直流串励式电动机的特性起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制2 2转速特性：转速特性：转速与电流的关系转速与电流的关系 n=(U-In=(U-IS SR R)/)/（CeCe）重载时，重载时，I IS SR R，故，故n n反之，反之，n n所以，所以， 串励式电动机具有轻载转速高，串励式电动机具有轻载转速高，重载转速低的特性，可以保证起动安重载转速低的特性，可以保证起动安全可靠；全可靠； 但轻载或空载时，易造成但轻载或空载时，易造成“飞车飞车”事故。
对于功率很大的直流串励式事故对于功率很大的直流串励式电动机，不允许轻载或空载下运行电动机，不允许轻载或空载下运行 起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制3 3功率特性：功率特性：功率与电流的功率与电流的关系，关系， p=Mn/9550p=Mn/9550全制动时：全制动时：P P和和n n0 0时，时，M=MAXM=MAX空载时：空载时：I=I=mimmim，n=n=max,Pmax,P=0 =0 当当I I0.5I 0.5I ，P=MAX P=MAX 起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制影响起动机功率的因素：影响起动机功率的因素：接触电阻接触电阻（电刷与换向器电刷与换向器）和和导线导线的影响：的影响： R R大，大，L L长，长，A A（横截面积）小，会使（横截面积）小，会使P P减小减小蓄电池容量蓄电池容量的影响的影响 容量越小，功率越小容量越小，功率越小温度温度的影响的影响 直接影响蓄电池的内阻直接影响蓄电池的内阻 T T减小减小 ，r r增加，增加，P P减小减小起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制4.24.2起动机的组成与结构起动机的组成与结构起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制4.2.14.2.1起动机的组成起动机的组成 常规起动机常规起动机一般由一般由直流串励直流串励电动机电动机、传动机传动机构构和和控制装置控制装置（也称（也称电磁开关电磁开关）三部分组成。
三部分组成起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制4 42 22 2起动机的分类起动机的分类 1 1 按控制方法的不同按控制方法的不同 机械控制起动机机械控制起动机 电磁控制起动机电磁控制起动机 2 2按传动机构啮入方式按传动机构啮入方式 强制啮合式起动机强制啮合式起动机 惯性啮合式起动机惯性啮合式起动机 电枢移动式起动机电枢移动式起动机 减速式起动机减速式起动机 外啮合式外啮合式 内啮合式内啮合式 行星齿轮啮合式行星齿轮啮合式 起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制4.2.3 4.2.3 起动机的传动机构起动机的传动机构组成：驱动齿轮、单项组成：驱动齿轮、单项离合器、拨叉、啮合弹簧等离合器、拨叉、啮合弹簧等分类：分类：1.1.滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器2.2.摩擦片式离合器摩擦片式离合器3.3.弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制一滚柱式单向离合器一滚柱式单向离合器1-1-驱动齿轮；驱动齿轮；2-2-外壳；外壳；3-3-十字块；十字块；4-4-滚柱；滚柱；5-5-压帽与弹簧；压帽与弹簧；6-6-垫圈；垫圈；7-7-护盖；护盖；8-8-花键套简；花键套简；9-9-弹簧座；弹簧座；10-10-缓冲弹簧；缓冲弹簧；11-11-移动衬套；移动衬套；12-12-卡簧卡簧起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制工作过程滚柱的受力及作用示意图a)a)起动时；起动时；b)b)起动后起动后起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制工作过程：工作过程：当起动机电枢当起动机电枢旋转时，转矩经套筒带动十旋转时，转矩经套筒带动十字块旋转，滚柱滚入楔形槽字块旋转，滚柱滚入楔形槽窄端，将十字块与外壳卡紧，窄端，将十字块与外壳卡紧，使十字块与外壳之间能传递使十字块与外壳之间能传递力矩；发动机起动以后，飞力矩；发动机起动以后，飞轮齿圈会带动驱动齿轮旋转。
轮齿圈会带动驱动齿轮旋转当转速超过电枢转速时，滚当转速超过电枢转速时，滚柱滚入宽端打滑，柱滚入宽端打滑，缺点缺点：传递较大转矩时，传递较大转矩时，滚柱易变形卡死，因此滚滚柱易变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上功率较大的起动机上起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制 也称为电磁开关，也称为电磁开关，作用作用是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合与分离与分离, ,并控制电动机电路的接通与切断；并控制电动机电路的接通与切断； 4.2.54.2.5起动机的控制装置起动机的控制装置起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制一一 电磁控制装置的组成电磁控制装置的组成 主要由主要由吸引线圈吸引线圈、保持线圈保持线圈、回位弹簧回位弹簧、可动铁心可动铁心，接接触片触片等组成其中，端子等组成其中，端子C C接点火开关，通过点火开关再接电源；接点火开关，通过点火开关再接电源；端子端子3030直接接电源直接接电源起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制二电磁开关工作过程二电磁开关工作过程起起 动动 系系 汽车电气与电子控制汽车电气与电子控制（）接通起动开关时：（）接通起动开关时：当点火开关接通后，保持线圈的电流经起动机端子当点火开关接通后，保持线圈的电流经起动机端子5050进入，经线圈后直进入，经线圈后直接搭铁，吸引线圈的电流也经起动机端子接搭铁，吸引线圈的电流也经起动机端子5050进入，但通过线圈后未接搭铁，而进入，但通过线圈后未接搭铁，而是进入电动机的励磁线圈和电枢后再搭铁。
两线圈通电后产生较强的电磁力，是进入电动机的励磁线圈和电枢后再搭铁两线圈通电后产生较强的电磁力，克服复位弹簧弹力使活动铁心移动，一方面通过拨叉带动驱动齿轮移向飞轮齿克服复位弹簧弹力使活动铁心移动，一方面通过拨叉带动驱动齿轮移向飞轮齿圈并与之啮合，另一方面推动接触片移向端子圈并与之啮合，另一方面推动接触片移向端子5050和端子和端子C C的触点，在驱动齿轮与的触点，在驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合后，接触片将两个主触点接通，使电动机通电运转在驱动飞轮齿圈进入啮合后，接触片将两个主触点接通，使电动机通电运转在驱动齿轮进入啮合之前，由于吸引线圈的电流经过了电动机，所以电动机在这个电齿轮进入啮合之前，由于吸引线圈的电流经过了电动机，所以电动机在这个电流的作用下会产生缓慢旋转，以便流的作用下会产生缓慢旋转，以便 驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合驱动齿轮与。