汽车电器及电子控制技术课件

蓄电池的构造、工作原理及工作特性

如图

1．极板与极板组

正、负极板,隔板,电解液,外壳,连接条,接线柱等。

壳体：多个单格每个单格：电解液、正负极板组；标称电压2V。

蓄电池总成：3个或6个单格电池串联。（1）极板：蓄电池的核心(正极板、负极板)

由栅架和填充在其上的活性物质组成。

蓄电池的充、放电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的电化学反应来实现的。

蓄电池的构造1-蓄电池外壳；2-盖；3-加液孔螺塞；4-连接条；5-极桩；6-极板组

①活性物质正极板:多孔性二氧化铅(PbO2)—深棕色，厚:2.2mm

负极板:海绵状纯铅(Pb)—青灰色，厚:1.8mm

工艺过程：正极板—多孔性的二氧化铅(PbO2)，呈深棕色；负极板—海绵状纯铅，呈青灰色。为了防止负极板上活性物质的收缩，增加其多孔性，铅膏里常加入添加剂，如腐植酸、硫酸钡、木素磺酸钠、炭黑等。同时,还在活性物质中加入天然纤维和合成纤维，以防止活性物质的脱落和裂纹。

②栅架:由铅锑合金浇铸而成。作用：容纳活性物质并使极板成形。锑:提高栅架的机械强度、改善浇铸性能。铅锑合金：含锑量约为6％~8.5％，缺点：铅锑合金耐电化学腐蚀性能比纯铅差，在化学反应中锑容易从正极板栅架中析出，而引起蓄电池的自放电和栅架的膨胀、溃烂，缩短蓄电池的使用寿命。

（2）极板组 将正负极板各一片放入电解液中,就可获得2V电动势,但为了增大蓄电池的容量,常将极板作成极板组装入单体电池内。注：负极板的数量总比正极板多一片。原因:正极板的机械强度差,单面工作会使其两侧活性物质受热不均匀,造成极板供曲而导致活性物质大量脱落。正极板都处于负极板之间,使正极板两侧放电均匀。

作用:使正、负极板尽量靠近,彼此又不能接触而短路。材料:多孔性,以便电解液渗透,化学性能稳定。

形状:长方形片状,面积比极板略大些。厚度:不超过1mm。注:成形隔板的一面有特制纵向沟槽、另一面为平面。安装：隔板带沟槽的一面→正极板。原因：正极板在充放电过程中化学反应激烈,沟槽能使电解液较顺利地上下流通。2．隔板

作用：形成电离—在充电和放电的电化学反应中起离子间导电作用，并参与化学反应。构成：(GB4554—84)

专用的、密度为1.84的蓄电池用硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。相对密度：1.23~1.30。电解液的配制：密度对蓄电池的工作的影响：密度大,可以减少结冰的危险并提高其容量,但密度过大,由于粘度增加,反而会降低蓄电池的容量,而且会缩短极板的使用寿命。3．电解液

作用：盛放电解液和极板组；外形：长立方体,内部分隔成互不相通的三个或六个单格电池槽;

底部：有凸筋，用以支撑极板组；顶部：单体盖和整体盖、通气小孔。通气小孔：随时排出蓄电池内逸出的H2和O2。国内多采用硬橡胶外壳,即硬橡胶模压后,经硫化而成,俗称胶壳。工程塑料：聚丙烯——近年来应用较多。4．壳体及其它

蓄电池一般都由3个或6个单体电池串联而成，额定电压分别为6V或12V。单格电池的串联方法：传统外露式铅连接条连接、内部穿壁式、跨越式。如图1-4

所示。传统外露式连接方式：工艺简单，但耗铅量多，连接电阻大，起动时电压降大、功率损耗也大，且易造成短路。穿壁式和跨越式连接的优点：①连接短、省材料、电阻小、起动性能好，②连接条损耗减少80％，③端电压提高0.15~0.4V，④节约材料50％以上。单体电池的连接方式：返回1-2a返回1-2b、1-2c图1-4单体电池的连接方式

①阿拉伯数字：单格、额定电压；②蓄电池用途：起动型—“Q”，摩托车—“M”；③产品特征代号（字母）：见表1-1

如产品同时具有两种特征，应按表1-2顺序；④20h放电率：额定容量(Ah)，阿拉伯数字表示；⑤产品特殊性能（可省略）

“G”—高起动率蓄电池；

“S”—工程塑料外壳、电池盖，热封工艺。

“D”—低温起动性能好型号举例：

GB5008.2-91《铅蓄电池的品种和规格》5.蓄电池的型号表1-1铅酸蓄电池特征代号特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征A干荷电J胶体电解液D…H湿荷电M密闭式Y…W免维护B半密闭式Q…S少维护F防酸式I…二、蓄电池的工作原理

铅蓄电池：①极板：浸渍在电解液中

正极板：PbO2

负极板：海绵状纯铅Pb。②电解液：硫酸（H2SO4)的水溶液。

铅蓄电池：二次电池,其充、放电过程是一种可逆的电化学反应。在充放电过程中，蓄电池内电流的形成是靠正负离子的反方向运动来实现的。

静止状态:既不接负载电路,也不接电源。当极板浸入电解液时：

(1)负极板处：金属铅受到两方面的作用：

①有溶解于电解液的倾向,使极板带负电；即：Pb→Pb2++2e

②由于正、负电荷的吸引,Pb2+有沉附于极板表面倾向。

两者达到平衡时,溶解便停止,此时极板具有负电位,约为0.1V。1.电动势的建立

(2)正极板处：

PbO2+2H2O→Pb(OH)4Pb(OH)4→Pb4++4OH–

由于Pb4+沉附于极板的倾向大于溶解的倾向,使极板呈正电位。当达到平衡时,约为+2.0V。因此,当外电路未接通,反应达到相对平衡状态时,蓄电池的静止电动势Ej约为：

Ej=2.0–（–0.1）=2.1V(3)电解液：H2SO4

→2H++SO2–4

(蓄电池接上负载)：图1-1

当负载电路接通后,在电动势Ej的作用下,电子将从负极迁移到正极,即电流If从正极经过负载流往负极,使正极电位降低,负极电位升高,破坏了原有的平衡。

(1)负极板

Pb2+与电解液中的SO2–4结合也生成PbSO4沉附在负极板上:

Pb2++SO2–4→PbSO4

即：Pb+H2SO4→PbSO4+2H++2e2.放电过程

(2)正极板处

Pb4+和电子结合,变成二价铅离子Pb2+,

即：Pb4++2e→Pb2+Pb2+与电解液中的SO2–4结合生成PbSO4沉附于极板上：

Pb2++SO2–4→PbSO4

即：PbO2+H2SO4+2H++2e→PbSO4+2H2O

如果电路不中断,反应将不断进行,使

PbO2→PbSO4,Pb→PbSO4(3)电解液：

H2SO4↓，水↑，→ρ↓

放电过程总化学反应方程式：

PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O

放电过程总化学反应方程式：

PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O

理论上,放电过程应进行到极板上活性物质全部变为硫酸铅为止;使用中放完电的蓄电池,只有20％~30％的活性物质变成了硫酸铅,因为电解液不能渗透到活性物质的最内层。

采用薄型极板，增加多孔率，提高极板活性物质的利用率，可明显提高蓄电池的容量。

（蓄电池与外加电源并联）图1-2

(1)负极板有少量的PbSO4进入电解液中,离解为Pb2+

和SO2–4,

即：PbSO4→Pb2++SO2–4

Pb2+在电源的作用下获得两个电子变为金属Pb,沉附在极板上。即:Pb2++2e→Pb

SO2–4则与电解液中的H+结合，生成硫酸。即：SO2–4+2H+→H2SO4

负极板总反应：PbSO4+2e+2H+→Pb+H2SO4

3.充电过程

(2)正极板也有少量PbSO4进入电解液中,离解为Pb2+和SO2–4

,Pb2+在电源作用下失去两个电子变为Pb4+,即：

PbSO4→Pb2++SO2–4Pb2+–2e→Pb4+(3)电解液：H2O→4H++4OH-

反应过程：SO2–4+4H+→H2SO4Pb4++4OH→Pb(OH)4,Pb(OH)4→PbO2+H2O

正极板上总反应：

PbSO4

–2e+H2O+SO2–4

→PbO2+H2SO4

同样,在充电过程中,电解液密度：ρ↑整个充电过程的化学反应式：

2PbSO4+2H2O→PbO2+Pb+2H2SO4

图1-1蓄电池的放电过程图1-2蓄电池的充电过程三、蓄电池的工作特性１.静止电动势２.内阻

3.放电特性

4.充电特性

静止电动势：是指蓄电池在静止状态下正负极板之间的电位差。

Ej=0.84+r25℃

实测相对密度的换算:r25℃=rt+β(T-25)1.静止电动势2.内电阻

--反映蓄电池的带负载能力蓄电池内阻包括：极板电阻、隔板电阻、电解液电阻和串联单格电池的连条电阻等。完全充足电的蓄电池在温度为20℃时，内阻R0可按下述经验公式计算其近似值：

3.放电特性

蓄电池的放电特性：在恒流放电（20h率）过程中，蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度r等参数随放电时间If而变化的规律。即：

If=C，Uf=f（t），r=f（t），E0=f（t）

在放电过程中蓄电池的端电压Uf总是小于蓄电池的电动势E，即Uf=E-IfR0

铅蓄电池放电终了的特征：①单格电池电压下降到放电终止电压（以20h放电率放电时，终止电压为1.75V）；②电解液密度下降到最小许可值，约为1.1。

放电电流/A0.05C200.1C200.25C20C203C20连续放电时间/h201030．50．083单格电池终止电压(V)1.751.701.651.551.5起动型铅蓄电池的放电率与终止电压的关系4.蓄电池的充电特性

蓄电池的充电特性：在恒流充电过程中，蓄电池的端电压Uc

和电解液密度ρ等参数随充电时间的变化规律，即：

Ic=C，Uc=f（t），ρ=f（t），E0=f（t）蓄电池的端电压U：是指用直流电压表测得的正、负极桩之间的电压值。

充电过程中蓄电池的端电压Uc总是大于蓄电池的电动势E，即:Uc=E+IcR0

蓄电池充电终了的特征：①蓄电池内产生大量气泡,即所谓“沸腾”现象;②蓄电池的端电压和电解液相对密度均上升至最大值,且2~3h内不再增加。

交流发电机的构造、原理及工作特性一、交流发电机的结构二、交流发电机的原理三、交流发电机的工作特性一、交流发电机的结构如图

转子：建立磁场；

定子：产生交变电动势；

硅二极管整流器：交流电→直流电；其它：等等。JF132型交流发电机的组件1-后端盖；2-电刷架；3-电刷；4-电刷弹簧压盖；5-硅二极管；6-散热板；

7-转子；8-定子总成；9-前端盖；10-风扇；11-皮带轮JFl32型交流发电机的结构剖视图1-后端盖；2-滑环；3-电刷；4-电刷弹簧；5-电刷架；6-磁场绕组；7-定子绕组；8-定子铁心；9-前端盖；10-风扇；11-皮带轮组成：两块爪极、磁场绕组、滑环等。爪极：鸟嘴形磁极,可使产生的感应电动势呈正弦波形。压装在转子轴上,空腔内装有磁扼,其上绕有磁场绕组。磁场绕组:两引出线分别焊在与轴绝缘的两个滑环上,滑环与装在后端盖上的两个电刷相接触。滑环:铜,两滑环之间及与轴之间用云母绝缘。磁场的产生:两电刷与直流电源相接,磁场绕组中便有磁场电流通过,产生轴向磁通,使得一块爪极被磁化为N极,另一块爪极为S极,从而形成了六对相互交错的磁极。

1.转子转子的组成1-滑环；2-转子轴；3-爪级；4-磁轭；5-磁场绕组

—电枢:产生三相交流电。

组成：铁芯、三相绕组。铁芯：相互绝缘、内圆带槽、环状硅钢片。硅钢片厚度：0.5~1mm。

定子槽内对称安放着三相绕组。

绕组：高强度漆包线,星形连接。每相绕组的末端联在一起,首端分别与散热板或端盖上的硅二极管相连。

当转子旋转时产生旋转磁场,使定子三相绕组切割磁力线,由此产生三相交变感应电动势。2．定子

为保证三相绕组可产生频率和幅值相同、相位相差120°电角度的对称电动势,定子绕组的的绕制应遵循的原则:(1)每项绕组匝数完全相等;(2)每个线圈的节距必须相同;(3)三相绕组的起端在定子槽内排列必须相隔120°电角度。

三相定子绕组的参数：定子铁心的槽数,线圈节距,电角度等。

组成:六只硅整流二极管;

负极管子:压装在发电机后端盖上,引线为负极,外壳为正极,俗称“反烧管”,管壳底部用黑字标记正极管子:压装在散热板上,引线为正极,外壳为负极(“正烧管”),管底用红字标记。散热板：铝合金,它与后端盖用尼龙或其它绝缘材料制成的垫片隔开,并用螺栓通至后端盖外部作为发电机的火线接柱“B”(“+”、或“电枢”)接线柱。3．整流器图1-21硅二极管连接示意图交流发电机整流器

a)整流二极管安装图b)整流二极管电路图1-绝缘散热板;2-正极管;3-负极管;4-后端盖(或接地散热板);B-电抠接柱

前后端盖：

材料:铝合金压铸或用砂模铸造原因:铝合金为非导磁性材料,可减少漏磁,轻便、散热性能良好。电刷总成：如图2-4

4．端盖及电刷组件

组成:电刷、电刷弹簧、电刷架。电刷架:酚醛玻璃纤维塑料模压而成。两只电刷装在电刷架的孔内,借电刷弹簧的压力与滑环保持接触,用于给发电机转子绕组提供磁场电流。

交流发电机的通风:如图交流发电机通风方式a)叶片外装式b)叶片内装式接线柱:交流发电机有内搭铁和外搭铁之分,两只电刷引线的接法也不同。

内搭铁：磁场绕组直接在发电机内部搭铁,两只电刷引线中一根与后端盖上的磁场接线柱“F”(或“磁场”)相连接,另一根则直接与发电机外壳上的搭铁接线柱“一”(或“搭铁”)连接。

外搭铁:磁场绕组通过所配调节器搭铁,两只电刷接线柱与发电机外壳绝缘,分别用F+和F-表示。

（1）产品代号：

JF、JFZ、JFB和JFW：分别代表交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机和无刷交流发电机。（2）电压等级代号和电流等级代号：见表2-1、表2-2所示。

（3）设计序号：按产品设计先后顺序,1~2位阿拉伯数字。（4）变形代号：

例：JFZl913Z型―桑塔纳、奥迪l00型电压：12V、电流：≥90A、第13次设计，调整臂在左边的整体式交流发电机。5．交流发电机的型号

QC／T73—93二、交流发电机工作原理

发电机的定子:电枢发电机的转子:磁极,磁极电流通过……

三相绕组在定子槽中对称绕制,产生三相电动势：大小(幅值、频率)相等,相位差120°电角度。交流发电机的转子为一旋转磁场,当转子由发动机皮带轮带动旋转时,磁力线和定子绕组之间作相对切割磁力线的运动,在三相绕组中即产生交流电动势,

磁场分布:近似于正弦规律。

频率:1.电动势的产生

如图交流电动势瞬时值：

eA=sinωteB=sin(ωt–120°)eC=sin(ωt–240°)

:每相绕组中所产生电动势的有效值:

ω:电角速度:

交流发电机线电压UL、线电流IL与相电压UΦ、相电流IΦ的关系：如图

Y形接法:

UL=

UΦ,IL=IΦ

△形接法:

UL=UΦ,IL=

IΦ

①交流发电机转速相同、相电压相同时,Y形接法比△形接法具有较高的输出电压；②输出线电压相同时,△形接法输出电流则较大。因此,采用Y形接法的交流发电机在发动机转速较低时便可向蓄电池充电,而采用△形接法的交流发电机则需较高的发动机转速才能向蓄电池充电。三相绕组不同接法时的电压、电流关系图a)Y形接法b)△形接法

(1)二极管导通情况

硅二极管的单向导电性：当二极管处于正向电压(即二极管正极电位高于负极电位)时,管子呈低电阻,处于“导通”状态;

加反向电压(正极电位低于负极电位)时,管子呈高电阻,处于截止状态。交流发电机三相桥式整流电路如图a）。2.整流原理

整流原理：

3只正极管子(D1、D3、D5)：某一瞬间,哪相电压最高,哪相获得正向电压而导通。

3只负极管子(D2、D4、D6)：在某一瞬间,哪相的电压最低,哪相的负极管子导通。三相桥式整流器整流过程：······

如图。

以此类推，周而复始。三相全波桥式整流电路及电压波形

(2)发电机的端电压

负载上的直流脉动电压：波形如图c）。发电机输出的直流电压的平均值：

U＝1.35UAB＝2.34UΦ(星形连接)

如考虑硅二极管正向导通时的电压降Ud,则应减去Ud值,Ud约为0.2~0.6V。每只二极管的平均电流ID：ID=

每只二极管承受的最高反向电压UDRM：

UDRM＝UAB＝UΦ＝2.54UΦ=1.05U

(3)发电机的中点电压中心抽头：如图,

接线柱：“N”。

中性点电压UN：通过三个负极管D2、D4、D6半波整流后得:

自激发电过程（剩磁、转速足够）：剩磁使定子的三相绕组中产生感应电动势,加到磁场绕组,磁场因而加强,使定子绕组交变电动势进一步提高。······如此相互促进,使发电机电动势很快升高。但当加在硅二极管的正向电压小于其死区电压(约0.6V)时,由于二极管呈现较大电阻不能导通,再加之它的剩磁又较弱,所以发电机在低速运转时不能建立电压。3.励磁方法

结论：

利用剩磁交流发电机低速运转时不能建立电压,只有在较高转速时,发电机的电压才能很快上升。这不能满足汽车发动机的要求。交流发电机激磁：如图

①发电机电压＜蓄电池电压

—他激:使电压很快上升;②发电机的转速较低(大约在1000r／min)时,

—自激,并向蓄电池充电。交流发电机的激磁电路1-电压调节器；2-激磁绕组三、交流发电机的工作特性

—输出电流、端电压与转速之间的变化关系

汽车用交流发电机特点：转速变化范围大。交流发电机实验电路图

发电机空载时,发电机端电压与转速之间的关系,

即：I＝0时,U＝f（n）的函数关系。①随着转速的升高,端电压不断升高:交流发电机必须设置电压调节器。②空载特性曲线可说明交流发电机的充电性,是判定交流发电机充电性能的重要依据。1．空载特性如图:2．外特性

如图

发电机转速一定时,端电压与输出电流的关系,

即：n=常数时,U＝f（I）的曲线。

①随着输出电流(即负载)的增加,发电机的端电压下降较快,且转速越高,下降的斜率越大;②交流发电机必须设置电压调节器–—发电机高速运转时,如突然失去负载,端电压将急剧升高,发电机、调节器中电子元件将有被击穿的危险;③曲线上的转折点:当输出电流增大到一定值时,如负载再增加其输出电流不仅不会增加，反而会同端电压一起下降。–—交流发电机具有自身限制电流的功能。一般交流发电机工作在转折点以前。图1-25交流发电机的外特性

发电机在某一稳定的转速下的RZ为一定值,如果E是稳定的,则发电机的端电压U将随输出电流增大而呈直线下降。但实际上发电机的端电压随输出电流的增大下降得更多,这是因为E也随I的增大而下降了,原因有二：

(1)发电机的电枢反应增强电枢反应是指电枢电流产生的磁场对磁极磁场的影响。当发电机有输出电流时,电枢电流产生的磁场会造成磁极磁场的削弱和扭斜,从而引起电枢绕组电动势下降。随着发电机的输出电流的增大,电枢反应的影响也随之增大,发电机电动势下降也越多。

(2)励磁电流减小发电机端电压下降后,发电机的励磁电流减小,磁场减弱,这又使发电机的电动势进一步下降。从交流发电机的外特性可知,随着发电机输出电流的增加,其端电压下降较快。因此,在发电机高速运转时,如果突然失去负载,则会使发电机的电压突然升高而对汽车上的电子元器件造成损害。3．输出特性

U＝常数，I=f（n）时的曲线如图

n1空载转速:发电机空载时,电压达到额定电压值时的转速n1

。

n2—满载转速:发电机达到额定功率时的转速空载转速和满载转速是交流发电机的两个主要指标，产品说明书中均有规定。交流发电机的输出特性①发电机转速低时,端电压低于额定电压,此时发电机不向外供电;发电机转速高于n1时才可能向外供电。

②当转速达到一定值以后发电机输出电流就不再随转速的升高和负载电阻的减小而增大，这时的电流值称为发电机的最大输出电流或限流值。

原因:定子绕组的感抗作用;

电枢反应。交流发电机最大输出电流约为额定电流的1.5倍。

汽车用交流发电机不设限流器。

四、交流发电机调节器的作用与原理

1.调节器的作用

由于交流发电机由发动机按固定传动比驱动旋转,其转速随着发动机的停运、起动、怠速、常用转速、最高转速等不同工况而大幅度变化,而用电设备通常要求供给恒定电压,根据空载特性及外特性曲线,交流发电机必须设置电压调节器,以:

使其输出的直流电压保持恒定,防止发电机输出电压过高而烧坏用电设备或电子元件,以及对蓄电池造成过充电等等。2.电压调节原理

交流发电机每相绕组产生的电动势：

EΦ=4.44KNΦ,

而对于既定发电机,其K、P、N均为常数,U≈E=CeΦn

每级磁通Φ的多少取决于发电机磁场电流的大小,即:Ф=CIL

结论:发电机转速变化时,只要自动调节发电机的磁场电流便可使发电机输出电压保持恒定。图1－27发电机电压调节器基本原理a)．发电机电压调节器原理图b)发电机电压调节器工作时的电压波形

图l－28不同转速下发电机电压升降曲线图1－29发电机电压调节器的工作特性ｎl－调节器工作的起始转速，nmax-调节器开始失效的发电机转速五、触点式调节器

1．触点式调节器的基本工作原理图1—30

根据力矩平衡原理可以得到调节器调节电压Ue的关系式：2.普通单触点式调节器的问题

(1)调节器工作范围与触点火花问题

从上式可看出,触点式调节器的调节范围与调节电阻Rtj直接相关。增大Rtj,Imin减小,就可使nmax增大,即调节器调节范围增大。讨论:

为使调节器的调节范围能适应交流发电机转速变化的需要,就应增大Rtj,但增大Rtj后会使触点火花增大而迅速烧蚀,因为触点断开时产生的火花取决于触点断开功率Pk,而:Pk＝UkIk＝IK2RtjIk、Rtj越大,触点火花也越大。但通过减小Ik或Rtj来减小触点火花又不现实:

减小Rtj会使调节器的调节范围达不到要求,

减小Ik又必须以增加发电机的磁极尺寸及重量为代价。图1—30单触点电压调节器原理1-蓄电池,2-发电机,3-发电机磁极绕组,4-调节器电磁线圈,5-触点弹簧(2)触点振动频率过低问题

触点的滞后性:机械惯性、电磁线圈磁滞性,使触点的振动频率过低,导致电压脉动频率过低而影响用电设备的正常使用。触决触点振动频率过低问题：①减小机械惯性,即采用薄而轻的衔铁,并将其一端做成三角形或半圆形,以使重心靠近支点而减小转动惯量。②减小电磁线圈的磁滞性,在电路中增设加速电阻Rjs以加速退磁。

加速电阻的作用原理说明如下：图l—31

增设加速电阻后,加在电磁线圈上的电压Ux:

Ux＝U-IjsRjs

触点闭合时,Ijs就是通过电磁线圈的电流Ix,由于电磁线圈的电阻较大,因此Ix很小,因此加速电阻Rjs上的电压降就很小,电磁线圈上的电压与发电机端电压很相近(Ux≈U)。触点断开时,磁场绕组的激磁电流If也通过Rjs,由于磁场绕组的自感作用而使If不能突变,触点断开瞬间的If比Ix大得多,因而使加速电阻Rjs上的电压降突然增大,加在电磁线圈上的电压迅速下降,电磁线圈迅速退磁,使触点迅速闭合,使触点振动频率加快。(3)温度变化对调节电压的影响问题

当温度升高时,电磁线圈的电阻会随之增大,在相同的电压下其磁化电流减小,磁力减弱,因此需要比温度低时要高的电压才能吸动触点。即调节电压Ue将会随温度的上升而升高。用如下方法解决温度变化时对Ue的影响:①采用温度补偿电阻串接于电磁线圈电路中;②利用磁分路,当温度上升时,由于磁分路片磁阻增大,经磁分路的磁通量相对减弱,而使通过气隙δ的磁通量相对加强,弥补了电磁线圈电流减小所带来的影响。图1-32触点式电压调节器的温度补偿1-固定支架2-衔铁3-铁心4-磁分路片5-触点弹簧6-磁扼7-电磁线圈3.双级触点式调节器

如图1-33

(1)工作原理：①发电机转速低于n1时:②发电机转速在n1~n2范围内时:③发电机转速在n2~n3范围内时:④发电机转速在n3~n4范围内时:⑤假如发电机转速高于n4,K2将失效,调节器失去调节作用。图1-33双触点式电压调节器

基本原理与工作特性Kl-低速触点,K2-高速触点n1-Kl打开的发电机起始转速n2-Kl开始失效的发电机转速n3-K2闭合的发电机起始转速n4-K2开始失效的发电机转速a)基本电路原理b)工作特性(2)特点:

①低速调节范围无需很大,其调节电阻Rtj小,因此低速触点工作时触点火花很小;高速触点闭合时磁场绕组被短路,触点打开时基本无火花产生。②高速触点工作时,相当于串入了一个无穷大的电阻,因此其nmax很高,即工作范围很大。③由于低速触点和高速触点是在不同的电压限定范围内工作,因此其调节电压值略有不同,即其调节电压有电压级差。(3)实际双触点式调节器的结构与电路

国产FT61型双触点式调节器如图1-35。

结构：R1为加速电阻,R2为调节电阻,R3为温度补偿电阻。R3由镍铬丝制成,其电阻温度系数很小,当它串入磁化线圈电路中,可使整个磁化线圈电路中的电阻值随温度的变化相应减小,能使调节电压值不随温度的变化而变化。

工作原理：闭合点火开关SW，······

如此重复,触点K2不断振动使发电机电压保持稳定。

实际双触点调节器的结构有多种:如图1-34图l-35FT61型双触点式电压调节器电路1-固定触点支架,2-衔铁,3-电磁线圈,4-触点弹簧,5-磁扼,6-电刷,7-滑环,8-磁场绕组,9-电枢绕组10-点火开关Rl-加速电阻,R2-调节电阻,R3-温度补偿电阻,Kl-低速触点,K2-高速触点4．加灭弧电路的单触点式调节器

双触点式电压调节器为减小其调节电压级差,就需要尽量减小高速触点的间隙(0.2-O.4mm),但过小的间隙使得其调整比较困难;此外,高速触点接触不良还会造成发电机的电压失控。在普通的单触点式调节器上增设灭弧电路图1-36,使其能适用于交流发电机，又避免了双触点式调节器的缺点。单触点式调节器灭弧电路的工作原理:灭弧电容的作用:

电容C通过扼流线圈L与触点并联,利用电容两端电压不能突变的特点吸收磁场绕组的自感电动势,进一步减小触点断开时的火花。图1—36加灭弧电路的单触点式电压调节器六、电子调节器

触点式调节器的缺点:

触点火花不能完全消除,触点容易烧蚀;

故障率高、使用寿命短;

触点振动时的火花造成对无线电的干扰;

结构复杂,触点的振动频率低。1.电子调节器的基本原理

电路特点:

晶体管作为开关串联在发电机磁场电路中,由发电机输出电压控制其导通与截止,进而控制磁场电流,使发电机电压稳定在规定范围内。R1两端的电压为：

当UAB

≥

UVD+Ubc1

时：V1导通

当UAB

＜

UVD+Ubc1

时：V1截止当发电机端电压UAC达到规定的调整电压时,UAB正好等于稳压管的反向击穿电压。当发电机未转动时，接通点火开关SW••••••

激磁电流回路：••••••(1)电压调节原理:如图1-37图1-37电子式电压调节器的基本电路(内搭铁式)BAC图1-38

电子式电压调节器的基本电路(外搭铁式)(2)基本电路的不足及改善措施图1-39

①三极管开关频率过高,集电极耗散功率(Pe＝IeUe)大

电容Cl与R2并联:

电容电压变化需要一定的充、放电时间,这使稳压管VDl的导通和截止变得迟缓,降低了三极管的开关频率；

R4、C2为正反馈电路:

加速三极管导通和截止的变化过程(图1-40c)；电容Cl和正反馈电路R4C2

减小了三极管的功率消耗,使三极管不易过热烧坏。图1-39满足实际使用要求的电子式电压调节器C1注意:此处应改为Ｃ1

②大功率管截止时,磁场绕组产生很高的自感电动势续流二极管VD4:大功率管截止时,磁场绕组产生的自感电动势经VD4

形成通路,保护了调节器中的电子元件。③汽车电源的反向瞬变电压,造成电子元件损坏

VD3：反向瞬变电压通过形成通路④稳压管导通电压随温度上升而上升:调节电压增大

VD2:负温度系数,温度补偿作用⑤Vl饱和导通时,实际导通电压不为0:V2不能可靠截止

VD5:其分压作用,使Vl饱和导通时V2可靠截止。

⑥V2:用于电流放大,使V3可通过的电流增大,提高发电机输出功率。2．晶体管电压调节器

由分立电子元件焊接于印制电路板而制成的电子调节器,印制电路板被固定在冲压的铁盒或铝盒内,有的在盒内还加注硅橡胶等,以利于元件的固定和晶体管的散热。

(1)JFTl26、JFT246型晶体管调节器电路板固定在钢板冲压的盒内,内部充满107硅橡胶。电路如图1-41所示。

(2)JFTl06型晶体管调节器电路板封装于铝合金壳体内,适用于外搭铁型交流发电机,电路如图1-42所示。图1-41JFTl26、JFT246型晶体管调节器图1-42JFTl06型晶体管调节器3．集成电路电压调节器（1）结构及特点用若干电子元件集成在基片上,具有发电机电压调节全部或部分功能的芯片所构成的电子调节器,与分立元件的晶体管调节器相比,集成电路调节器具有其结构紧凑、体积小、电压调节精度高、故障率低等特点。

在微小基片上,组装许多半导体元件和其它电路元件。它将无源元件电阻、电容及导线和有源元件晶体三极管、二极管及稳压管等分立元件同时制在一块基片上,从而构成集成电子电路。

优点：①体积、重量小。②电压调节精度高,工作电压稳定,性能可靠。③用塑料或树脂封装：能承受潮湿、泥土、油污、低温等恶劣环境的影响,耐高温130℃。④耐振动和冲击,使用寿命长,达16万公里以上。⑤具有自检、保护等功能。

集成电路电压调节器多装于发电机的内部,这种发电机也被称之为整体式发电机。(2)集成电路调节器的电压检测法

集成电路调节器根据电压信号输入方式(检测点)的不同,分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种。

发电机电压检测法

基本线路:如图1-43b

加在分压器Rl和R2上的电压是磁场二极管输出端L的电压UL,UL和发电机B端的电压UB相等,检测点P的电压为：

蓄电池电压检测法

基本线路:如图1-43a

加到分压器Rl、R2上的电压为蓄电池电压UBE。

由于通过检测点P加到稳压管上的反向电压与蓄电池端电压成正比,所以该线路称为蓄电池电压检测法。

检测点P的电压为：

图1-43b发电机电压检测法图1-43a蓄电池电压检测法

发电机电压检测法:当发电机与蓄电池之间的连接线路因接触不良而有较大电压降时,就会造成加在蓄电池端的电压偏低而充电不足。蓄电池电压检测法:避免了发电机电压检测方式的缺点,但需要多一根连接导线,而且当此导线连接不良或断路时,会造成发电机电压过高或失控。实际使用中的弥补:七、发电机充电指示灯控制电路

1.充电指示灯作用

(1)充电系统工作指示作用接通点火开关时,充电指示灯亮,发动机发动后正常运转时,充电指示灯熄灭。

(2)关断点火开关提示作用点火开关接通而发动机未工作时,充电指示亮,发电机磁场绕组处于通电状态,提示及时断开点火开关,以防磁场绕组长时间通电而消耗蓄电池电能并会烧坏磁场绕组。

充电指示灯亮：起动时、发电机电压＜蓄电池电压时；

充电指示灯熄灭：

发电机电压≥蓄电池电压时。利用中性点电压通过继电器控制形式：九管交流发电机采用隔离二极管进行控制作用：监测、显示充电系统工作状况。2.发电机充电指示灯的控制方式

根据发电机及所配调节器结构形式的不同,充电指示灯的控制电路有多种形式。

(1)利用发电机中性点电压充电指示灯继电器有单触点和双触点两种形式。1)双触点充电指示灯继电器图1-45:丰田汽车使用的充电指示灯控制电路。2)单触点式充电指示灯继电器图1-46：东风EQl090、解放CAl091汽车用的充电指示灯控制电路。图1-45丰田汽车双联调节器线路图图1-46EQl090及CAl091汽车

充电指示灯控制电路1-蓄电池2-电流表3-点火开关4-充电指示灯5-组合继电器

Kl-起动继电器触点

K2-充电指示灯继电器触点

Ll-起动继电器线圈

L2-充电指示灯继电器线圈(2)利用发电机端电压的继电器控制方式

如图1-47:发电机为九管整流型,充电指示灯继电器为常开触点,继电器线圈受发电机端电压控制。工作原理：接通点火开关而未起动时……图l-47充电指示灯继电器受发电机端电压控制电路原理1-调节器;2-发电机磁场绕组;3-充电指示灯电路;4-充电指示灯;5-点火开关

汽油机—开关K就是点火开关；柴油机—K是电源开关:

对于柴油机,司机在停车后很容易忘记关断电源开关。如果停车后,开关K保持闭合,则蓄电池就会通过调节器长时间向激磁绕组供电。

交流发电机增加三只激磁二极管,专供激磁电流

工作原理：如图1-48

当开关K闭合时,···充电指示灯亮；当发动机起动后,···充电指示灯熄灭。

(3)发电机端电压直接控制方式图1-46:EQl090、CAl091汽车充电指示灯控制电路。

1)九管整流控制方式如图1-48所示。2)六管整流控制方式

充电指示灯控制电路中增设了二极管VD,图1-49图1-48

九管交流发电机充电系统图图1-48a图1-48b

八、交流发电机的故障检查与测试

1.发电机的检修

发电机每运转750h(相当于汽车行驶30000km):应拆检,

主要检查:电刷、轴承的磨损情况。电刷磨损量超过限位（7-8mm）或轴承明显松旷:应予更换。

交流发电机的主要故障有:①整流二极管烧坏:

发电机电压过低，造成充电电流过小或不充电。②磁场绕组或电枢绕组短路、断路或搭铁:

发电机发电电压过低或不发电。②电刷与滑环接触不良:

磁场绕组电流过小或电流,使发电机电压过低或不发电。

1)用万用表测量各接线柱之间的电阻值各接线柱之间电阻的正常值见表2-3。表笔接法：“F”与“–”

：

“+”与“–”

：

“+”与“F”

：

“F”与“–”间电阻值大:炭刷与滑环接触不良,或激磁绕组断路。

“+”与“–”、“+”与“F”间正向电阻小于表中值:二极管短路接近表中值,但负载测试时输出电流很小:二极管断路。(1)解体前的检查

2)用示波器检测发电机输出电压波形各种故障输出电压波形：如图1-50

3)整机测试在专用试验台上测出发电机的空载转速和满载转速,用以判断发电机性能的好坏。

试验电路：如图1-51

空载实验——···电压升至额定值时发电机的转速为空载转速。负载实验——测得空载转速后,接通K2,在逐渐增大负载的同时,提高发电机的转速,以保持电压稳定在额定值。当电流达到额定值时,发电机的转速即为满载转速。

图1-50各种故障输出电压波形图1-51交流发电机试验电路a)内搭铁型b)外搭铁型

二极管测量：正向阻值:8~10Ω范围内;

反向阻值:1000Ω以上。若正、反向测试时,电阻值均为零,则二极管短路;若电阻值均为无限大,则二极管断路。

(2)解体后的检修

1)硅二极管的检查

用万用表检查磁场绕组电阻值,如图

电阻小于规定值:磁场绕组有短路；

电阻无限大:磁场绕组已经断路。然后按图所示的方法,检查磁场绕组绝缘情况。

灯亮:磁场绕组或滑环搭铁。磁场绕组若有断路、短路和搭铁故障—更换整个转子或重绕磁场绕组。2)磁场绕组的检查3)定子绕组的检查图

阻值无穷大:电枢绕组断路;

阻值不为无穷大:电枢绕组绝缘不良或搭铁。2.调节器的检修

(1)触点式调节器①触点、电阻和线圈状况的检查②各部间隙的检验与调整电磁振动式调节器调整数据见表1-9。衔铁与铁心间的间隙1.05~1.15mm,如不合规定,可将静触点K1支架1上的螺丝松开,然后按需要将支架1向上或向下移动即可。高速触点间隙:0.2mm~0.3mm,可移动触点K2的支架进行调整。

③调节电压的检查与调整

低载和半载时的电压调节值:如图1-52

电压调节器的常见故障及影响如表1-8：

待低载调节电压调好后增大负载,使发电机处于半载状态(1/2Ie),并记录调节电压值。如半载调节电压与低载调节电压的差值超过限定值,则应通过改变衔铁与铁心之间的气隙进行调整(表1-9)

。若差值超过+0.5V,适当减小衔铁与铁心之间的气隙;

若差值超过-0.5V,适当增大衔铁与铁心之间的气隙。

待发电机自激发电时断开sl,接通s2,将发电机转速提高至3000r/min,调整负载电阻,使发电机处于低载状态(4A),记录其调节电压值。若调节电压不符合规定值(表1-9),应通过改变弹簧拉力予以调整。(2)电子调节器的检修

检查工具：图1-53①可调直流电源:输出电压0~30V,电流3A；②车用小灯泡:12V或24V、20W—磁场绕组

接通开关s,逐渐提高直流电源电压。如果测试灯亮,并随电源电压升高亮度增强,而当电压上升至调节器的调节电压值(14V调节器为13.5—14.5V，28V调节器为27—29V)或略高于调节电压值时,测试灯熄灭,则说明调节器能正常起调节作用；如果测试灯不熄灭,或一直不亮,均说明调节器有故障,应予以更换。a)内搭铁型b)外搭铁型图1—53电子式调节器检测电路内搭铁和外搭铁调节器的判断，如图：图2-34晶体管调节器搭铁形式判断a）内搭铁调节器b）外搭铁调节器3.发电机的装复

加注润滑脂:填满轴承空腔的1/2~3/4,不能注满。轴承内盖与端盖之间加牛皮纸,以防润滑脂向发电机内溢出。电机装复后,需进行空载和满载试验,性能应符合规定。装复后试验:

将蓄电池搭铁线暂时拆下,把一块0~40A的电流表串接到发电机电路中,再把一块0~50V的电压表接到发电机B与E之间,恢复蓄电池的搭铁线,以保证操作安全。起动机拖动发动机,并提高转速,当发电机转速为2500r时,电压应在14V或28V以上,电流应为10A左右。此时打开前照灯、雨刮器等负荷,电流应为20A左右,表明发电机工作正常,可以投入使用。交流发电机的端子含义：

“IG”

：经点火开关接至蓄电池，检测蓄电池和发电机电压，控制大功率三极管的导通与截止；

“L”

：充电指示灯连接端子，通过线束接仪表板上的充电指示灯或充电指示继电器；

S(或R)：调节器电压检测端子，通过一根稍粗的导线线束直接连接蓄电池的正极。

B

：发电机输出端子，一根粗导线连至蓄电池正极或起动机上；

E

：发电机和调节器的搭铁端子；

F

：磁场端子；

P

：检测交流发电机的输出电压。交流发电机的外形：夏利车集成电路调节器

丰田车单片式集成电路调节器外形交流发电机调节器的代换：

(1)标称电压应相同；

(2)所配发电机功率应与原发电机功率相同或相近；

(3)搭铁形式应相同；

(4)代用调节器结构形式应尽量相同或相近；

(5)安装代用调节器时，应尽量装在原位或离发电机较近处。九、其他类型的发电机1．无刷交流发电机目前无刷交流发电机有爪极式、励磁机式、感应子式、永磁式等不同的类型。(1)爪极式无刷交流发电机图1-54

结构特点:……

转子转动,一个爪极就带动另一爪极起转动。当固定不动的磁场绕组通入直流电后,产生的磁场使爪极磁化,一边爪极为N极,另一边为S极,并经气隙和定子铁心形成的闭合滋路(图l-54)。转子转动时,定子内形成交变磁场,三相电枢绕组便产生三相交流电动势,再经三相整流电路整流后输出直流电主要缺点:由于有附加间隙,漏磁较多,因此在输出功率相同的情况下,必须增大磁场绕组的励磁能力。图1-54爪极式无刷交流发电机1-转子轴,2-磁扼托架,3-端盖,4-爪极5-定子铁心,6-定子绕组,7-非导磁连接环8-磁场绕组,9-转子磁轭(2)励磁机式无刷交流发电机

图1-55:德国博世公司生产的T4型励磁机式无刷交流发电机,由无刷的普通交流发电机加一个专为其励磁用的发电机所组成。励磁发电机简称励磁机,其磁极为定子,电枢为转子。当发电机转动时,励磁机电枢转动,其三相绕组产生电动势,通过内部整流电路整流后直接供给发电机转子14内的磁场绕组15励磁发电。由于无附加气隙,励磁机式无刷交流发电机的输出功率较大,缺点是结构较为复杂。图l-55励磁发电机式无刷交流发电机1-接线柱,2-抑制电容,3-电子调节器,4-励磁发电机转子,5-励磁发电机定子,6-励磁发电机磁场绕组,7-发电机定子铁心,8-发电机电枢绕组,9-驱动端盖,10-油封,ll-风扇,12-油道,13-油环,14-发电机转子,15-磁场绕组,16-二极管,17-散热板,18-进风口(3)感应子式无刷交流发电机

图1-56:感应子式无刷交流发电机的原理图。

特点:转子由齿轮状钢片叠成,磁场绕组和电枢绕组均安放在定子槽内。当定子槽内的磁场绕组通入直流电后,在定子铁心中产生固定磁场。由于转子有凸齿和凹槽,当转子转动时,转子与定子凸齿之间的气隙就会不断变化。转子凸齿正对定子凸齿时气隙最小而磁通量最大;转子凹槽对着定子凸齿时气隙大而磁通量减小。因此,随着转子的转动,定子内的磁场呈脉动变化,电枢绕组便产生交变的感应电动势。感应子式无刷交流发电机的缺点是比功率较低。图1-56感应子式无刷交流发电机1-磁场绕组，2-电抠绕组，3-转子,4-定子(4)永磁式无刷交流发电机图1-57

永久磁铁为转子磁极而产生旋转磁场。永磁材料：铁氧体、铬镍钴、稀土钴、钕铁硼等。具有较高剩磁力和矫顽力的钕铁硼永磁体采用瓦片式结构,并用环氧树脂粘在导磁扼上。永磁式交流发电机的磁场强度:固定不变图1-58:永磁式交流发电机电压调节电路原理图。电压调节原理如下:

……

永磁式无刷交流发电机具有体积小、重量轻、维护方便、比功率大、低速充电性能好等优点,若永磁材料的性能有更进一步的提高,永磁式无刷交流发电机将会有快速的发展。图1-57钕铁硼永磁转子结构图1-58永磁发电机电压控制原理1-导磁轭2-转轴3-通风口4-永磁体5-环氧树脂胶2.高效型交流发电机

在交流发电机的中点与发电机的输出端及搭铁端连接两只二极管,利用中性点谐波电压可提高发电机输出功率。试验表明,加装中性点二极管后,发电机在高速(＞2000r)时发电机的输出功率可提高10~15％。

发电机中点电压:包含直流分量与交流分量。交流分量以平均电压为中心交变振荡,其振幅随发电机转速的上升而增大(图1-59)。发电机转速高于2000r/min时,中点的瞬时峰值电压就可能高于发电机的输出电压。当连接中性点二极管后的工作原理:图1-60

中性点二极管利用了中性点的瞬时峰值电压向外输出电流,从而提高了发电机的输出功率。图1-59中性点电压波形图1—60中性点二极管工作原理a)b)有、无中性点时发电机输出电流对比图起动机的构造及工作原理一、直流电动机二、起动机的传动机构三、电磁开关四、起动机的工作特性

发动机的起动（外力拖动）：发动机靠自身运转的惯性,而进入连续不断的进气、压缩、燃烧、排气循环时——完全起动。

起动机的作用:

将蓄电池的电能转变成机械运动,驱动发动机,使发动机起动工作。

起动机与发动机之间的位置如图。起动机由三部分组成:

(1)直流串激式电动机:产生转矩将蓄电池输入的电能转换为机械运动。

(2)传动机构:

起动时,将起动机转矩传给发动机曲轴；起动后,使驱动齿轮打滑,自动脱开,断开发动机向起动机的逆向动力传递。

(3)电磁开关(控制装置)：控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与分离以及电动机电路的通断。

起动机的组成:起动机与发动机之间的位置图起动系基本电路1-蓄电池2-起动机3-起动继电器4-点火开关5-电流表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；4-磁极；15-电抠；16-磁场绕组；17-移动衬套；18-单向离合器；19-电抠轴；20-驱动齿轮典型起动机基本结构一、直流电动机1.直流电动机的工作原理

(1)电磁转矩的产生作用在电枢上每根导线的电磁力:电动机的转矩：M=CmΦIS而:(2)直流电动机工作过程分析电枢回路的电压平衡方程式(电机运转的必要条件):

直流电动机通电后,电枢在电磁转矩的作用下旋转,而电枢绕组因切割磁力线而产生电动势,此电动势与电枢电流方向相反故称为反电动势Ef:直流电动机的工作原理a）线匝中电流方向为a→d；b）线匝中电流方向为d→a

分析：

当电动机的负载增加,电枢轴上阻力矩增大,电枢转速降低,而使反电动势随之减小,电枢电流则增大,因此,电动机转矩将随之增大,并且直到电动机的转矩增大到与阻力矩相等时为止,这时电动机将在新的负载下以新的较低的转速平稳运转。反之：……

转矩自动调节原理:

当负载发生变化时,电动机的转速、电流和转矩将会自动地作相应的变化,以满足负载的要求。(3)转矩自动调节原理：２.直流电动机的构造

组成:机壳、磁极、电枢、换向器、电刷等。

(1)电枢总成:产生转矩的核心部件

组成:①铁芯：外圆带槽的硅钢片叠成。

②电抠绕组：矩形裸铜线。

连接：与激磁绕组串联。

③换向器:截面呈燕尾形的铜片围合而成,铜片之间、铜片与轴套、压环之间用云母绝缘。铜片一端有焊接电枢绕组线头的突缘。

作用:连接磁场绕组、电枢绕组和电源,保证电枢产生的电磁力矩方向不变,使电机轴能输出固定方向的转矩。1-磁场绕组；2-磁极铁芯；3-起动机外壳；4-磁极固定螺钉；5-换向器；6-转子铁芯；7-电枢绕组；8-电枢铀直流电动机的组成部件1-铜片；2-轴套；3-压环；4-云母电枢总成换向器剖面图1-换向器铜片,2-云母片,3-电枢铁心,4-电枢绕组,5-电枢轴,6-电抠绕组接线端1-换向器铜片,2-云母片,3-电枢铁心,4-电枢绕组,5-电枢轴,6-电抠绕组接线端(2)磁极

作用:建立电动机的电磁场

组成:铁心、磁场绕组,通过螺钉固定在机壳上。

数量:一般装有4个(2对)磁极,在大功率起动机中,为增大起动机的电磁力矩有的装6个(3对)磁极。

磁场绕组:较粗的矩形裸铜线绕制连接方法：与电枢绕组串联。

①四个绕组相互串联②四个绕组两串两并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-换向器磁场绕组的接法

作用:将电流引入电动机。

结构:由4个电刷架固定在前端盖上。

材料:铜与石墨粉压制而成,

加入铜:减少电阻并增加耐磨性。

两个电刷架与端盖绝缘,称为绝缘电刷架;

两个电刷架与端盖直接铆合而搭铁,称为搭铁电刷架(5)机壳：材料：钢管,一端开有窗口(3)电刷

(4)轴承:两端盖内均装有青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套,以支承电枢轴。(6)端盖前端盖:钢板压制而成,装有4个电刷架；后端盖:灰铸铁浇铸而成。装在机壳两端,靠两个长螺栓与起动机机壳紧固在一起电刷与刷架1-盘形弹簧,2-柜式电刷架,3-换向器,4-起动机前端盖,5-电刷二、起动机的传动机构

组成：单向离合器、拨叉、移动套筒等。

作用：单方向传递转矩

—即起动时将起动机的转矩传给发动机曲轴;发动机起动后,能自动打滑,不使飞轮齿环带动起动机电枢旋转,造成“飞散”事故,以防损坏起动机。

类型:滚柱式,摩擦片式、弹簧式、棘轮式等。(1)滚柱式离合器

结构：如图工作原理：如图离合器的外壳与十字块之间的间隙为宽窄不同的楔形槽。这种离合器就是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现离合的。发动机起动时：如图a·····

发动机起动后：如图b·····

特点：结构简单,坚固耐用、工作可靠,但传递较大转矩时容易卡住,不适于大功率起动机,中、小功率起动机中广泛的应用。1-起动机驱动齿轮；2-外壳；3-十字块；4-滚柱；5-压帽与弹簧；6-垫圈；7-护盖；8-传动套筒；9-弹簧座；10-缓冲弹簧；11-移动衬套；12-卡簧滚柱式单向离合器a）发动机起动时b）发动机起动后1-驱动齿轮,2-外壳,3-十字块,4-滚柱,5-压帽与弹簧,6-飞轮齿环滚柱式离合器的工作原理(2)摩擦片式单向离合器

结构：如图内接合鼓—具有螺线孔并旋在起动机驱动齿轮柄9的三线螺纹上。工作原理：当起动机带动曲轴旋转时,内接合鼓沿螺旋线向右移动——压紧,图b；发动机起动后,转速超过电枢转速时,内接合鼓则沿着螺旋线向左退出—松开,图c。这时驱动齿轮虽高速旋转,但不驱动电枢,从而避免了电枢超速飞散的危险。调整：压环与摩擦片之间加薄垫片。摩擦片式单向离合器结构1-限位套,2-衬套,3-驱动齿轮,4-限位螺母,5-弹性垫圈,6-压环,7-调整垫圈,8-从动摩擦片,9、15-卡环,10-主动摩擦片,11-内接合鼓,12-缓冲弹簧,13-传动套简,14-移动衬套,16-外接合鼓结构；b）压紧；c)放松1-外接合鼓；2-弹性圈；3-压环；4-主动片；5-被动片；6-内接合鼓；7-小弹簧；8-减震弹簧；9-齿轮柄；10-驱动齿轮；11-飞轮摩擦片式单向离合器原理图(3)扭簧式单向离合器结构：如图月牙形圈的作用：使驱动齿轮与联接套筒之间不能作轴向移动,但可相对转动。工作原理：······特点：结构简单、工艺简化、寿命长、成本低等优点。但轴向尺寸较长,故只适用于大功率柴油机的起动,而不适宜在小型起动机上装用。弹簧式单向离合器1-小齿轮；2-挡圈；3-月形圈；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-卡簧三、控制装置（电磁开关）

作用:控制起动机驱动齿轮与飞轮的啮合与分离,以及电动机电路的通断。组成:

吸引线圈、保持线圈、活动铁心、接触盘、触点等。

对于汽油发动机用起动机