汽车电气系统项目三：启动系统与起动机的检修.

1、 项目三项目三 启动系统启动系统与起动机的检修与起动机的检修 第一节第一节 概概 述述 汽车发动机进入正常的工作循环，汽车发动机进入正常的工作循环，必须借助外力起动：必须借助外力起动：人力人力 手摇（辅助）手摇（辅助）电力电力 起动机（主要）起动机（主要）电力电力启动系统启动系统 1.1.蓄电池蓄电池2.2.搭铁电缆搭铁电缆3.3.起动电缆起动电缆4.4.起动机起动机5.5.曲轴飞轮曲轴飞轮6.6.起动开关起动开关7.7.起动继电器起动继电器丰田丰田5A5A发动机起动机安装位置发动机起动机安装位置 一、启动系统的组成一、启动系统的组成起动机起动机起起动动开开关关 起动起动继电器继电器蓄蓄电电池

2、池蓄电池、起动机、起动继电器、起动开关；蓄电池、起动机、起动继电器、起动开关；二、起动机类型（常用二、起动机类型（常用2 2类）类）电励磁起动机；电励磁起动机；永磁起动机；永磁起动机；三、起动机型号（三、起动机型号（5 5部分）部分）名称代号；名称代号；电压等级代号；电压等级代号；功率等级代号；功率等级代号；设计序号；设计序号；变型代号；变型代号； 字母字母 数字数字数字数字数字数字字母字母汉语拼音汉语拼音名称代号名称代号QDQD普通型起动机普通型起动机QDJQDJ减速起动机减速起动机QDYQDY永磁起动机永磁起动机电压等级代号：电压等级代号： 1-12V1-12V； 2-24V2-24V；名

3、称代号名称代号；电压等电压等级代号级代号；功率等功率等级代号；级代号；设计设计序号；序号；变型变型代号；代号；功率等级代号（数字表示）：功率等级代号（数字表示）：1-1kw1-1kw以下以下; 2-1; 2-12kw; 3-22kw; 3-23kw3kw；4-34-34kw4kw； 5-45-45kw5kw； 6-56-56kw6kw；7-67-67kw7kw； 8-78-78kw8kw； 9-9-8kw8kw举例举例 QD112QD112：工作电压工作电压12V12V、功率、功率0.8kw0.8kw、第、第2 2次设计的普通型起动机（夏利轿车）；次设计的普通型起动机（夏利轿车）； QD124

4、QD124：工作电压工作电压12V12V、功率、功率1 12kw2kw、第、第4 4次设计的普通型起动机（东风载重车）；次设计的普通型起动机（东风载重车）； 第二节第二节 起动机的结构、工作原理及特性起动机的结构、工作原理及特性直流电动机直流电动机传动机构传动机构控制装置控制装置控制转矩的产生和传递时机；控制转矩的产生和传递时机；直流电动机直流电动机通电产生转矩；通电产生转矩；传动机构传动机构传递并增大转矩；传递并增大转矩；控制装置（电磁操纵装置）控制装置（电磁操纵装置）一、直流电动机一、直流电动机电能电能机械能机械能 （一）直流电动机工作原理（一）直流电动机工作原理 1 1.通电线框在磁通电

5、线框在磁场中会旋转运动；场中会旋转运动； 2 2.转动方向取决转动方向取决于磁极磁场方向和线于磁极磁场方向和线框通入的电流方向；框通入的电流方向；3 3.线框输出的转矩与下列因素有关：线框输出的转矩与下列因素有关： 4. 4.磁场采用磁场采用电磁场，电动机电磁场，电动机采用串激式；采用串激式；M = CM = Cm mI IS S 5. 5.为了增大转矩，采用多个磁极作磁为了增大转矩，采用多个磁极作磁场；为了实现连续运转和增加转动的平稳场；为了实现连续运转和增加转动的平稳性，采用多个线框按不同角度排列；性，采用多个线框按不同角度排列； 6. 6.换向片随线框转动，电刷固定不动，换向片随线框转动

6、，电刷固定不动，从而保证固定的旋转方向；从而保证固定的旋转方向；（二）直流电动机转矩自动调节过程（二）直流电动机转矩自动调节过程 通电导体在磁场中通电导体在磁场中运动切割磁力线，将产运动切割磁力线，将产生电动势，方向与通入生电动势，方向与通入电流相反，阻碍电流流电流相反，阻碍电流流动动-反电动势反电动势E Ef f：E Ef f = = CeCe.n.n 电动机转动，电压平衡方程：电动机转动，电压平衡方程： U = EU = Ef f+I+IS S.R.RS S U - E U - Ef f I IS S = = R RS S 可见：可见： I IS S将随将随nnEf 而而； 分析：分析：

7、阻力矩阻力矩MeMe时，时，nn、E Ef f、I IS S、M M= = Me -Me -低速稳定运转。低速稳定运转。 阻力矩阻力矩MeMe时，时，nn、E Ef f、I IS S 、M M= = Me -Me -高速稳定运转。高速稳定运转。 可见可见 ：当负载变化时，电动机转速、当负载变化时，电动机转速、电枢电流、输出转矩，均会作出相应的变电枢电流、输出转矩，均会作出相应的变化，以满足不同负载的需要。化，以满足不同负载的需要。（三）直流电动机的结构（三）直流电动机的结构 机壳、磁极、励磁绕组、电枢、电刷及机壳、磁极、励磁绕组、电枢、电刷及电刷架电刷架 、前端盖、后端盖、轴承等；、前端盖、后

8、端盖、轴承等；1.1.磁场部分磁场部分机壳、磁极、励磁绕组；机壳、磁极、励磁绕组；（1 1）机壳）机壳 钢板卷压钢板卷压, ,安安装磁极（并导装磁极（并导磁），固装机件；磁），固装机件； 机壳上设有机壳上设有一绝缘接柱。一绝缘接柱。（2 2）磁极）磁极 四个磁四个磁极，固装在极，固装在机壳内。通机壳内。通电励磁后形电励磁后形成不同的磁成不同的磁极极性。极极性。 励磁绕组励磁绕组数量与磁数量与磁极相配，铜条绕制。极相配，铜条绕制。 励磁绕组两两串联而励磁绕组两两串联而后并联，再与电枢绕组串后并联，再与电枢绕组串联联-串激式。串激式。 （3 3）励磁绕组）励磁绕组 夏利轿车起动机夏利轿车起动机 内

9、部电路连接内部电路连接 一般汽车起动机一般汽车起动机 内部电路连接内部电路连接2.2.电枢部分电枢部分 电枢绕组电枢绕组 换向器换向器 铁心铁心 电枢轴电枢轴 驱动齿轮驱动齿轮 硅钢片叠成，外缘切口形成线槽。硅钢片叠成，外缘切口形成线槽。 （1919、2121、2323） 铁心铁心电枢轴上制有螺旋键槽，驱动传动机构。电枢轴上制有螺旋键槽，驱动传动机构。 提问：为什么制成螺旋键槽？提问：为什么制成螺旋键槽？绕组：绕组：铜条、单匝、波绕铜条、单匝、波绕换向器：换向器：铜制，片间云母绝缘；铜制，片间云母绝缘； 换向器片数换向器片数 = = 绕组数绕组数 3.3.电刷及电刷架电刷及电刷架 四只电刷，铜

10、石墨制成。安装在电刷架内，四只电刷，铜石墨制成。安装在电刷架内，两只绝缘，两只搭铁。两只绝缘，两只搭铁。电刷架铆装在前端盖电刷架铆装在前端盖 电刷架铆装在支撑板上，支撑电刷架铆装在支撑板上，支撑板与外壳绝缘（夏利轿车）。板与外壳绝缘（夏利轿车）。 （四）（四）串励式直流电动机机械特性串励式直流电动机机械特性1.1.定义定义 U=U=常数常数=12V=12V，励磁绕组电阻，励磁绕组电阻Rj=Rj=常数，研究转速与转矩之间关常数，研究转速与转矩之间关系。系。 即：即： n=fn=f（M M） U -IU -IS S.R.RS Sn = n = Ce. Ce. 2.2.特性曲线及分析特性曲线及分析U

11、 = EU = Ef f+I+IS S.R.RS SE Ef f = Ce.n= Ce.nM = CmM = CmI IS S 因为在串励式电动机中，因为在串励式电动机中，I Ij=j=I IS S，磁极磁通未饱，磁极磁通未饱和时：和时： =k.=k.I Ij=k.j=k.I IS,S,所以，当所以，当I IS S 时：时： M=Cm.IM=Cm.IS S =C.=C.I IS S2 2 U -IU -IS S.R.RS Sn = n = Ce. Ce. 3. 3.特性曲线特点特性曲线特点 起动初：起动初：阻力矩最大；但阻力矩最大；但n=0n=0， IsIs最大，最大，起动机输出转矩最大起动机

12、输出转矩最大恰好适应。恰好适应。 起动中：起动中：阻力矩减小；但阻力矩减小；但n n上升，上升，IsIs减小，减小，起动机输出转矩减小，因为转速升高起动机输出转矩减小，因为转速升高更便于更便于起动。起动。轻载转速高，重载转速低；起动转矩大；轻载转速高，重载转速低；起动转矩大； 该特点恰好满足起动发动机的需要该特点恰好满足起动发动机的需要 二、传动机构二、传动机构安装在电枢轴上，靠螺旋键结合；安装在电枢轴上，靠螺旋键结合；（一）功用（一）功用1.1.减速增扭减速增扭2.2.单方向传递转矩单方向传递转矩 小齿轮驱动大齿轮；小齿轮驱动大齿轮； 设置单向离合器；设置单向离合器；单向离合器型式：单向离合

13、器型式：滚柱式；滚柱式； 摩擦片式；摩擦片式； 弹簧式；弹簧式；（二）滚柱式单向离合器（二）滚柱式单向离合器 起动时，驱起动时，驱动齿轮主动，飞动齿轮主动，飞轮被动，滚柱位轮被动，滚柱位于腔室窄端，电于腔室窄端，电枢轴产生的转矩枢轴产生的转矩被传至飞轮；被传至飞轮； 发动机起动后，发动机起动后，飞轮带动驱动齿轮飞轮带动驱动齿轮高速旋转，滚柱被高速旋转，滚柱被带向腔室宽端，带向腔室宽端，将将驱动齿轮与电枢轴驱动齿轮与电枢轴连系切断；连系切断； 三、控制装置三、控制装置（电磁开关）（电磁开关）拨叉拨叉（一）功用（一）功用控制电动机电路的接通和切断；控制电动机电路的接通和切断；（二）组成（二）组成

14、控制驱动齿轮与曲轴飞轮的啮合和分离；控制驱动齿轮与曲轴飞轮的啮合和分离；1.1.铜套：铜套： 内装固定铁心和引铁。引铁前端驱内装固定铁心和引铁。引铁前端驱动触盘，后端拉动拨叉。外绕吸引线圈动触盘，后端拉动拨叉。外绕吸引线圈和保持线圈。和保持线圈。直流电动机直流电动机 传动机构、蓄电池、电动机开关传动机构、蓄电池、电动机开关30接柱接柱拨叉、引铁、回位弹簧、铜套、固定铁心、触盘拨叉、引铁、回位弹簧、铜套、固定铁心、触盘吸拉线圈和吸拉线圈和50接柱接柱保持线圈、控制开关保持线圈、控制开关 2.2.起动继电器起动继电器1.1.点火开关拨至起动档位点火开关拨至起动档位 继电器线圈通电，触点闭合，吸、保

15、线圈通继电器线圈通电，触点闭合，吸、保线圈通电，引铁前移电，引铁前移电动机电路接通电动机电路接通; ;驱动齿轮与飞驱动齿轮与飞轮啮合轮啮合。（三）工作过程（三）工作过程（1 1）电动机开关接通，吸引线圈被短路；）电动机开关接通，吸引线圈被短路；（2 2）驱动齿轮与飞轮啮合抵触时，压缩离合器缓）驱动齿轮与飞轮啮合抵触时，压缩离合器缓冲弹簧。冲弹簧。（3 3）电枢轴尾部装限位环，转嫁冲击力。）电枢轴尾部装限位环，转嫁冲击力。 说明：说明： 2.2.点火开关退出起动档位点火开关退出起动档位 继电器线圈断电，触点张开，吸、保线圈断电，引铁继电器线圈断电，触点张开，吸、保线圈断电，引铁后移后移电动机电路

16、切断电动机电路切断; ;驱动齿轮与飞轮分离。驱动齿轮与飞轮分离。3.3.夏利轿车起动电路夏利轿车起动电路4.4.故障分析故障分析 （1 1）点火开关拨至起动档位后，电动机并不转动。）点火开关拨至起动档位后，电动机并不转动。 电动机空转电动机空转实验电磁开关实验电磁开关短路起动短路起动继电器继电器短路点火开关；短路点火开关；（2 2）起动机转动无力）起动机转动无力装配过紧；轴承松旷；轴向间隙过大；装配过紧；轴承松旷；轴向间隙过大；电路连接不良；蓄电池亏电。电路连接不良；蓄电池亏电。（3 3）点火开关拨至起动档位后，电动机空转）点火开关拨至起动档位后，电动机空转 单向离合器打滑；单向离合器打滑；电

17、动机开关接通时机过早；电动机开关接通时机过早；齿轮磨损超过极限；齿轮磨损超过极限； （4 4）点火开关拨至起动档位后，电磁开关中的）点火开关拨至起动档位后，电磁开关中的引铁连续撞击运动，电动机并不转动。引铁连续撞击运动，电动机并不转动。蓄电池亏电；蓄电池亏电；保持线圈断路；保持线圈断路； 起起动动电电路路连连接接 第三节第三节 起动控制电路起动控制电路 一、起动机内部电路一、起动机内部电路二、未设起动保护的控制电路二、未设起动保护的控制电路（一）发动机起动后易出现的两种情况（一）发动机起动后易出现的两种情况1.1.发动机起动后未及时放松起动开关发动机起动后未及时放松起动开关单向离合器加速磨损；

18、单向离合器加速磨损；消耗蓄电池电能；消耗蓄电池电能；2.2.汽车行驶中误接通起动开关汽车行驶中误接通起动开关驱动齿轮与高速旋转飞轮强行啮合；驱动齿轮与高速旋转飞轮强行啮合； 三、设置起动保护的控制电路三、设置起动保护的控制电路 （二）采取的起动保护措施二）采取的起动保护措施 1.1.设置组合继电器设置组合继电器 组合继电器组合继电器起动继电器起动继电器充电指示继电器充电指示继电器2.2.起动保护电路起动保护电路 起起动动保保护护电电路路连连接接 起起动动保保护护电电路路连连接接 起动电路起动电路几种不同控制方式几种不同控制方式1.1.点火开关直接控制方式点火开关直接控制方式2.2.带有起动继电器的控制方式带有起动继电器的控制方式3.3.带有起动保护继电器的控制方式带有起动保护继电器的控制方式4.4.受自动变速器受自动变速器P P、N N位开关控制方式位开关控制方式5.5.带有防盗系统的控制方式带有防盗系统的控制方式 起动电路