汽车电器设备与维修课件华科项目四

项目四起动系统结构与检修

知识目标起动系统的功用、组成起动机的分类、型号、构造及其工作原理电磁控制式起动系统工作过程起动系统电路分析起动系统故障诊断1

能力目标能拆卸和安装起动机能拆解并检修起动机总成能正确分析起动系统电路能完成起动机的保养与维护能正确怎么起动系统故障2案例引入

一部桑塔纳轿车在将点火开关旋转至起动档时，无任何反应。按下喇叭，喇叭声音正常，打开前照灯，灯光明亮。如何诊断排除此故障？该故障是怎样产生的，我们用什么方法及设备诊断排除？3任务4.1：起动机的正确使用及维护任务导入

汽车起动机把蓄电池的电能转化为机械能，克服发动机阻力矩，将静止状态的发动机发动起来，使汽车能够进入正常运行。起动电机如何将电能转化为机械能？又是如何将机械能转递给发动机曲轴？要了解这些内容，需要进入下面的理论知识学习：4一、起动机的作用

现代汽车的起动电机电路是一个大电流的电路，将电器和机械部件组合在一起，拖动发动机曲轴转动。由蓄电池产生的电能通过起动电机中的电磁场相互作用转变为机械能。5二、起动机组成及工作原理1、起动系统基本组成

起动系统由蓄电池、起动机、起动继电器及点火开关等组成6起动机的基本组成起动机由直流电动机、传动机构和操纵机构三部分组成

7（1）直流电动机

电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩。（2）

传动机构

传动机构又称起动机离合器或啮合器。传动机构的作用是在发动机起动时使起动机轴上的小齿轮啮入飞轮齿圈，将起动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机起动后又能使起动机小齿轮与飞轮齿圈自动脱开。8（3）

操纵机构(控制装置)9直流电动机的工作原理10

直流电动机是将电能转化成机械能的设备。以安培定律为基础，即通电导体在磁场中的电场力作用。

直流电动机的原理图为了增大输出力矩并使运转均匀，实际的电动机中电枢采用多匝线圈。随线圈匝数的增多，换向器片的数量也增多。4、直流起动机结构

直流电动机是将电能转化为机械能的装置，是以通电导体在磁场中受磁场力作用这一原理为基础制成的。其主要由磁极（定子）、电枢（转子）、电刷与电刷架、外壳及端盖等组成11磁极

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。12

磁极13磁极：由固定在机壳上磁极铁心和磁场绕组组成，其作用是建立磁场：一般采用4个（2对）磁极，大功率起动机采用6个磁极，电枢

如图所示为电枢总成，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。14

电枢总成15

电刷与电刷架

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向。

①作用：将电流引入电动机，使电枢产生转动力矩。②材料：筒粉和石墨粉压制而成，有利于减少电阻和增加耐磨性。③要求：电枢的高度一般不低于标准的2/3，接触面积不应少于75%。

电刷及电刷架的组合换向器（导流环）换向器的结构如图4-7所示，它由一定数量的燕尾形铜片组成，并用轴套和压环组装成一个整体，压装在电枢轴上，各铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母或硬塑料片绝缘。16轴承

因起动机每次工作时间很短，并且承受的是冲击载荷，所以起动机轴承一般都采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承；而减速起动机电枢轴的转速很高，其电枢轴承采用滚珠轴承或滚针轴承17起动机的型号18

第l部分为产品代号：起动机的产品代号QD、QDJ、QDY分别表示起动机、减速起动机及永磁起动机。第2部分为电压等级代号：l－12V；2－24V；3－6V。第3部分为功率等级代号：“1”代表0～1KW,“2”代表1～2KW，...“9’代表8～9KW。第4部分为设计序号。第5部分为变形代号。19功率等级代号123456789功率/kW<11～22～33～44～55～66～77～8>820起动机的传动机构作用:把直流电动机产生的转矩传递给飞轮齿圈，再通过飞轮齿圈把转矩传递给发动机的曲轴，使发动机起动；起动后，飞轮齿圈与驱动齿轮自动打滑脱离。

组成：驱动齿轮、单项离合器、拨叉、啮合弹簧等。分类：(1).滚柱式单向离合器(2).摩擦片式离合器(3).弹簧式单向离合器滚柱式单向离合器211-驱动齿轮；2-外壳；3-十字块；4-滚柱；5-压帽与弹簧；6-垫圈；7-护盖；8-花键套简；9-弹簧座；10-缓冲弹簧；11-移动衬套；12-卡簧１．结构图4-9滚柱式单向离合器组成与工作示意图工作过程分析22

滚柱的受力及作用示意图a)起动时；b)起动后摩擦片式单向离合器23摩擦片式单向离合器a)结构b)压紧c)放松1一驱动齿轮2一齿轮柄3一减振弹簧4一小弹簧5一主动摩擦片6一压环7一弹性圈8一外接合鼓9一从动摩擦片10一内接合鼓11一飞轮24工作原理起动机带动曲轴旋转时，内接合鼓沿螺旋线向右移动，将主、从动摩擦片压紧（如图4-12b所示），利用摩擦力将电枢的转矩传给飞轮。发动机发动后，起动机驱动齿轮被飞轮带着转动，当其转速超过电枢转速时，内接合鼓则沿螺旋线向左退出，主、从动摩擦片松开（如图4-12c所示）而打滑，这时仅驱动齿轮随飞轮高速旋转，但不驱动起动机电枢，从而避免了电枢超速飞散的危险。25弹簧式单向离合器26弹簧式单向离合器工作原理当起动发动机时，电枢轴带动花键套筒稍有转动，扭力弹簧顺着其螺旋方向将齿轮柄与花键套筒包紧，起动机转矩经扭力弹簧传给驱动齿轮起动发动机。发动机起动后，驱动齿轮转速高于花键套筒，扭力弹簧放松，驱动齿轮与花键套筒松脱打滑，发动机的转矩不能传给电枢。2728作用电磁控制装置在起动机上称为电磁开关，它的作用是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合与分离,并控制电动机电路的接通与切断。在现代汽车上，起动机均采用电磁式控制电路，电磁式控制装置是利用电磁开关的电磁力操纵拨叉，使驱动齿轮与飞轮啮合或分离。

起动机的控制装置控制装置起动电机所需要的起动电流可达250A以上，以便使发动机达到足够的起动转速。为了控制这样大的电流，就需要一个电磁开关。有两种开关完成这一功能，起动线圈和远程起动继电器291、起动线圈（电磁开关）30控制原则31起动机控制装置应遵循如下基本原则：

“先啮合后接通”的原则。即首先使驱动齿轮进入啮合，然后使主开关接通，以免驱动齿轮在高速旋转过程中进行啮合，引起打齿并且啮合困难。

“高起动转速”原则。即起动机控制装置应尽量减少甚至不消耗蓄电池电能，以便使蓄电池的电能尽可能多的用于起动电机，提高起动转速。

切断主电路后，驱动齿轮能迅速脱离啮合。32电磁式控制装置工作过程

电磁式控制装置，俗称电磁开关。主要包括主要由吸引线圈和保持线圈、活动铁芯、接触盘等组成33起动继电器在起动继电器操纵的起动系统中，继电器通常与起动电机分离安装，控制到达起动电机的大电流3435起动机工作特性汽车起动机所用的电动机为直流电动机，其输出转矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律，称为直流电动机的工作特性。如图4-17所示为串励式直流电动机的特性曲线。361、转矩特性

M=f(Is)分析：当电枢电流相同时，串励电动机产生的电磁转矩要比并励电动机大得多，这是起动机采用串励直流电动机的原因之一。372、转速特性串励式直流电动机的转速为：

383、功率特性当I=0时，M=0，所以，P=0，转速n达到最大，n=nmax（起动机空载）；当I=Imax时，n=0，所以，P=0，输出转矩达到最大M=Mmax（起动机制动）。空载和制动的工作情况，常用来检验起动机的故障：空载时转速低于规定值，同时电流大，说明有机械故障；制动实验时，电源电压和电流正常，转矩下降，有电路故障。394）磁场线圈缠绕方式对工作特性的影响

当电流施加到磁场线圈和电枢线圈时，它们将一起产生磁力线，如图4-18所示。流过导体的电流将与南极和北极的磁场相互作用，从而产生使电枢向弱磁场方向转动的力矩。40当电池的供电电压使电流流过起动电机时，起动电机线圈中的电磁感应将产生一个反电动势（CEMF）。这个感应电压与电池施加的电压相反，而且阻止电流流过起动电机。41起动机的工作特性取决于磁场线圈在起动电机腔内的缠绕方式。有四种常见的起动电机类型，各自采用其中的一种磁场线圈缠绕方式。4243起动电机的类型1.直接驱动起动电机2.主动啮合起动电机3.齿轮减速起动电机4.永久磁铁起动电机4445464748起动机的使用与检修1、起动机的使用1、起动机每次起动时间不超过5s，再次起动时应停止2min，使蓄电池得以恢复。如果有连续第三次起动，应在检查与排除故障的基础上停歇15min以后进行。2、在冬季或低温情况下起动时，应采取保温措施。3、发动机起动后，必须立即切断起动机控制电路，使起动机停止工作。4、起动机外部应经常保持清洁，各连接导线，特别是与蓄电池相连接的导线，都应保证连接牢固可靠。492、起动机的更换1、拆卸起动机注意：在断开蓄电池的负极电缆之前，应对存储在ECU等器件内的信息做好记录，如诊断故障代码、选择收音机频道、座椅位置(带有记忆系统)、转向盘位置等。2、安装起动机3、分解起动机504、起动机部件检查

1、检查起动机电枢总成2、检查励磁线圈3、检查电刷4、检查起动机离合器的操作5、检查电磁起动机开关总成51四、重新组装1、安装起动机离合器分总成2、安装起动机电刷弹簧3、安装起动机磁轭总成4、安装电磁起动机开关总成525、起动机性能测试检查起动机操作时可直接用蓄电池供电，然后检查起动机的各项功能。1）牵引测试；2）保持测试；3）检查小齿轮间隙；4）小齿轮返回测试5）无负荷测试53任务实施一、准备工作二、实训内容及要求三、完成任务工单54起动机任务导入起动系统能否正常工作，直接影响到汽车的使用性能和蓄电池的使用寿命。因此，明确起动系统正常工作的特征，掌握起动系统的控制电路，了解起动系统常见故障的现象及诊断排除方法，对及时发现起动系统的故障、准确诊断故障发生的部位和原因并采取有效措施迅速排除具有重要的意义55理论知识一、起动系统的控制电路采用电磁操纵起动机的汽车起动系统，按其控制电路的不同分为开关直接控制、起动继电器控制和复合继电器控制三种形式56571、点火开关直接控制起动系统2、带起动继电器的起动控制电路583、带组合继电器的起动控制594、带有起动保护装置的起动控制电路60二、起动系统常见的故障分析1、起动机空转1）故障现象2）故障产生原因3）故障诊断与排除612、起动机运转无力1、起动机空转1）