汽車電器知識(shí)第4章起動(dòng)機(jī)功能及結(jié)構(gòu)

1、.PAGE ：.；PAGE 23第四章 起動(dòng)機(jī)功能及構(gòu)造 第一節(jié) 起動(dòng)機(jī)的功能 汽車裝用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，其本身不能起動(dòng)，必需借助外力，才干開(kāi)場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)最根本的動(dòng)作進(jìn)氣、緊縮、迸發(fā)及排氣。 發(fā)動(dòng)機(jī)所借助的外力普通是指以蓄電池為電源的直流電動(dòng)機(jī)，人們把起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用的這種電動(dòng)機(jī)稱為起動(dòng)機(jī)。起動(dòng)機(jī)與普通直流電動(dòng)機(jī)的最大區(qū)別在于：起動(dòng)機(jī)是一種帶有與發(fā)動(dòng)機(jī)嚙合、脫開(kāi)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)。首先看一下發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，開(kāi)場(chǎng)起動(dòng)機(jī)是靜止的，必需向起動(dòng)機(jī)通電使其旋轉(zhuǎn),同時(shí)起動(dòng)機(jī)還要與發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)間地連在一同，即起動(dòng)機(jī)小齒輪 與飛輪齒環(huán)嚙合，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已被起動(dòng)，可以 靠本身的力量旋

2、轉(zhuǎn)時(shí)，就應(yīng)立刻脫開(kāi)起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的銜接機(jī) 構(gòu)。假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，仍與起動(dòng)機(jī)銜接在一同的話，發(fā)動(dòng)機(jī) 反過(guò)來(lái)就要帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，就會(huì)帶動(dòng) 起動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至損壞起動(dòng)機(jī)內(nèi)的零部件。因此發(fā)動(dòng)機(jī)被 起動(dòng)的同時(shí)，必需使發(fā)動(dòng)機(jī)和起動(dòng)機(jī)分別。由此可以看出，起 動(dòng)機(jī)構(gòu)造要比普通直流電動(dòng)機(jī)復(fù)雜得多。一、起動(dòng)機(jī)的型號(hào)根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)規(guī)范規(guī)定，起動(dòng)機(jī)的型號(hào)如下：12345 產(chǎn)品代號(hào)起動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品代號(hào)：QD表示起動(dòng)機(jī)；QDJ表示減速起動(dòng)機(jī)；QDY表示永磁型起動(dòng)機(jī)包括永磁減速型起動(dòng)機(jī)。電壓等級(jí)代號(hào)1表示12V；2表示24V。3.功率等級(jí)代號(hào)功率等級(jí)代號(hào)含義見(jiàn)下表1235671kW以下1-2kW

3、2-3kW3-4kW4-6kW6-7kW4.設(shè)計(jì)序號(hào)(1-2位)5.變型代號(hào)省略、A、B、C、D、E、F、Y、Z例如：QD263Y24V、4.5KWQD1538(12V、3.2KW)QDJ131(12V、2.2KW)二、起動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)： 體積小、功率大 由于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造本身的特點(diǎn)，不能夠給附件以充分的空間，與普通電動(dòng)機(jī)相比，體積、分量為同功率電動(dòng)機(jī)的110左右；其次其“飯量也相當(dāng)驚人，12V、2.5kW的起動(dòng)機(jī)，在每次起動(dòng)時(shí)要吃進(jìn)600A左右的電流，其電流密度為普通電動(dòng)機(jī)的35倍。 任務(wù)時(shí)間短 按起動(dòng)機(jī)技術(shù)條件規(guī)定，每次起動(dòng)時(shí)間不超越5秒，屬于短時(shí)定額任務(wù)制。 性能受電源影響 從起動(dòng)機(jī)的輸出功率來(lái)

4、看，由于起動(dòng)機(jī)是以蓄電池為電源的，所以蓄電池的容量越大，起動(dòng)機(jī)的輸出功率越大。采用小容量或充電形狀很差的蓄電池，起動(dòng)機(jī)將達(dá)不到設(shè)計(jì)的輸出功率。第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)構(gòu)造一、起動(dòng)機(jī)構(gòu)外型式起動(dòng)機(jī)是由產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)部分、與發(fā)動(dòng)機(jī)嚙合及脫開(kāi) 的機(jī)構(gòu)組成。即由直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制安裝三部分組成。QD263Y型起動(dòng)機(jī)由三部分共八大件組成：直流電動(dòng)機(jī)部分有五大件組成，分別為：前蓋裝配、中蓋裝配、電樞裝配、定子裝配、后蓋裝配；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分有兩大件組成，分別為：挪動(dòng)叉裝配、單向器；控制安裝由起動(dòng)開(kāi)關(guān)、起動(dòng)繼電器、電磁開(kāi)關(guān)組成。其它還有13個(gè)零件(防護(hù)帶、銜接片、擋圈、銷軸、電刷、螺栓等)及28個(gè)規(guī)范件組成。 Q

5、D263Y起動(dòng)機(jī)外形圖起動(dòng)機(jī)構(gòu)造見(jiàn)圖1。銜接片 2-緊固螺栓 3-后蓋裝配 4-防護(hù)蓋5-定子裝配 6-電樞裝配 7-前蓋裝配 8-單向器9-擋圈 10-中蓋裝配 11-挪動(dòng)叉裝配14-電磁開(kāi)關(guān)圖11、直流電動(dòng)機(jī)部分作用：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。1前蓋裝配前蓋裝配由前蓋及銅襯組成，前蓋的資料普通為球墨鑄鐵QT450-10，銅襯為銅基粉末冶金含油軸襯，它起著支撐電樞及銜接發(fā)動(dòng)機(jī)的作用。見(jiàn)圖2。 圖22中蓋裝配由中蓋板及銅襯組成，起支撐電樞的作用。見(jiàn)圖3。 圖3中蓋板用厚度2毫米的ST12冷軋板料深拉伸成形加工。3電樞裝配見(jiàn)圖4 電樞裝配包括全塑換向器、軸、鐵芯和電樞繞組等。起著產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的作用。全塑換向器和

6、鐵芯經(jīng)過(guò)過(guò)盈配合壓裝在軸上，電樞繞組那么嵌裝在鐵芯內(nèi)。為了獲得足夠的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過(guò)電樞繞組的電流很大，普通可達(dá)2001500A，故電樞繞組采用較粗的矩形裸銅線制造，為了防止裸銅線繞組短路，在銅線與銅線及銅線與鐵芯之間，均用耐高溫性能好的DMD絕緣紙隔開(kāi)。較粗的裸銅線在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠會(huì)因離心力作用而被甩出，故在鐵芯兩側(cè)用無(wú)緯帶將裸銅線扎緊。電樞端部均點(diǎn)焊在全塑換向器上，全塑換向器由銅片和酚醛塑料疊壓而成。見(jiàn)圖5。 圖4電樞裝配 圖5全塑換向器 4定子裝配見(jiàn)圖6定子裝配由磁極鐵芯見(jiàn)圖7、機(jī)殼見(jiàn)圖8、勵(lì)磁繞組見(jiàn)圖9組成。 圖6定子裝配圖7磁極鐵芯圖8機(jī)殼圖9勵(lì)磁繞組定子裝配作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，與電樞裝配一

7、同構(gòu)成完好的磁路。磁極鐵芯普通為4個(gè)，磁極鐵芯上裝有用銅線繞制的勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁繞組相互銜接后，再經(jīng)過(guò)電刷和換向器與電樞繞組“串聯(lián)，“串激式起動(dòng)機(jī)的稱號(hào)由此而來(lái)。汽車用起動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式有：串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式兩種。要求零件的機(jī)械強(qiáng)度高，勵(lì)磁繞組電路電阻小。我公司勵(lì)磁繞組普通采用“兩組繞組分別串聯(lián)后再并聯(lián)簡(jiǎn)稱“兩串兩并式。這種接法可以增大起動(dòng)電流，提高起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。磁路見(jiàn)圖10。繞組的銜接型式見(jiàn)圖11。 圖10磁路四個(gè)勵(lì)磁繞組串聯(lián) 兩串兩并圖11繞組的銜接型式5后蓋裝配后蓋裝配由后蓋、刷架、刷簧、銅襯組成，起支撐作用。刷架內(nèi)裝有電刷，電刷普通為金屬石墨電刷，12V 電機(jī)電刷牌號(hào)為J487或J4

8、88，24V電機(jī)電刷牌號(hào)為J205。見(jiàn)圖12。 圖122、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分作用：起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，挪動(dòng)叉使起動(dòng)機(jī)的單向器和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈嚙合，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給飛輪；發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，自動(dòng)切斷動(dòng)力傳送，防止電動(dòng)機(jī)被發(fā)動(dòng)機(jī)反拖動(dòng)，超速旋轉(zhuǎn)而破壞。由于起動(dòng)機(jī)小齒輪與飛輪齒圈之間的傳動(dòng)比很大，因此，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置了單向器，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),使起動(dòng)機(jī)的小齒輪嚙合入飛輪齒圈,將起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,使起動(dòng)機(jī)自動(dòng)脫開(kāi)飛輪齒圈。1挪動(dòng)叉裝配它的作用是起動(dòng)時(shí)將單向器推出并與飛輪齒圈嚙合，起動(dòng)終了后把單向器撥至原位。見(jiàn)圖13。 圖132單向器單向器又稱離合器，它的作用是與飛輪齒環(huán)嚙合，將轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)

9、曲軸上，并且發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)以后反向打滑，防止起動(dòng)機(jī)電樞被飛輪齒環(huán)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)而超速損壞。我廠單向器有滾柱式、彈簧式、摩擦片式、棘輪式四種。滾柱式單向器見(jiàn)圖14。 圖14圖15任務(wù)過(guò)程1起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，開(kāi)場(chǎng)小齒輪與飛輪齒圈嚙合而相對(duì)靜止，電樞軸經(jīng)花鍵套筒帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)，在小齒輪外圓的摩擦力和彈簧張力作用下，使?jié)L柱位于鍥型腔室較窄的一端，將花鍵套筒和小齒輪尾部卡緊成一體，于是小齒輪隨電樞軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。2起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，由于飛輪齒圈帶動(dòng)小齒輪高速旋轉(zhuǎn)，且比電樞軸轉(zhuǎn)速高的多即被發(fā)動(dòng)機(jī)反帶，小齒輪外圓的摩擦力帶動(dòng)滾柱抑制彈簧壓力，使?jié)L柱滾向鍥型腔室較寬的一端，于是滾柱將在小齒輪與花鍵套筒間

10、發(fā)生滑動(dòng)摩擦，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不能傳給電樞軸，起到分別作用，電樞軸只按本人的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，防止電樞超速飛散的危險(xiǎn)。3優(yōu)缺陷構(gòu)造簡(jiǎn)單，任務(wù)可靠；接合時(shí)為剛性，能接受大的沖擊力，傳送大扭矩。但在被發(fā)動(dòng)機(jī)反帶時(shí)小彈簧易失效；適用于額定功率在6.6KW以下的起動(dòng)機(jī)。彈簧式單向器 圖16優(yōu)缺陷構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工方便，本錢(qián)低；軸向尺寸長(zhǎng)，適用于小功率起動(dòng)機(jī)。摩擦片式單向器構(gòu)造見(jiàn)圖17圖17棘輪式單向器。見(jiàn)圖18 圖183、控制安裝作用：控制驅(qū)動(dòng)齒輪和飛輪的嚙合與分別；接通和切斷直流電動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的電流輸入。常用的控制方式有機(jī)械式和電磁式即電磁開(kāi)關(guān)。起動(dòng)繼電器作用是接通、切斷吸引線圈和堅(jiān)持線圈電流通路。起動(dòng)開(kāi)關(guān)作用是

11、接通、切斷起動(dòng)繼電器線圈電流通路。起動(dòng)開(kāi)關(guān)與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)組合在一同。電磁開(kāi)關(guān) 電磁開(kāi)關(guān)有兩方面的作用，一是接通主電路使起動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，二是經(jīng)過(guò)撥叉把單向器推出與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒圈嚙合。所以要求電磁開(kāi)關(guān)吸力大、行程大、觸點(diǎn)能可靠通斷大電流。電磁開(kāi)關(guān)和動(dòng)鐵芯可在裝有螺管式線圈的黃銅套管內(nèi)順利挪動(dòng)，動(dòng)鐵芯經(jīng)過(guò)挪動(dòng)叉與單向器相連。在回位彈簧的作用下，動(dòng)鐵芯普通堅(jiān)持在不任務(wù)的初始位置。起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)機(jī)單向器要向前挪動(dòng)約1220mm，因此在電磁開(kāi)關(guān)開(kāi)場(chǎng)吸合時(shí)需求很大的磁勢(shì)以產(chǎn)生足夠大的初始吸力，而吸動(dòng)之后，氣隙逐漸減小，所需電磁吸力也逐漸減少。為此電磁開(kāi)關(guān)都采用兩組線圈( 吸引線圈和堅(jiān)持線圈)， 開(kāi)場(chǎng)時(shí)由吸引線圈和堅(jiān)持

12、線圈共同產(chǎn)生吸力，當(dāng)開(kāi)關(guān)主觸點(diǎn)閉合后將吸引線圈短路，單獨(dú)由堅(jiān)持線圈任務(wù)，使開(kāi)關(guān)趨于吸合形狀。堅(jiān)持線圈電流比較小，可用較細(xì)的漆包線繞制。QD1538型起動(dòng)機(jī)所用電磁開(kāi)關(guān)吸引線圈為1.31繞160匝，電流為25A；堅(jiān)持線圈為0.8繞160匝，電流為15A。QD263Y型起動(dòng)機(jī)所用電磁開(kāi)關(guān)吸引線圈為0.93繞225匝，電流為35A；堅(jiān)持線圈為0.64繞225匝，電流為20A。見(jiàn)圖19。 圖19二、起動(dòng)機(jī)任務(wù)過(guò)程 接通起動(dòng)開(kāi)關(guān)，電磁開(kāi)關(guān)通電( 吸引線圈和堅(jiān)持線圈同時(shí)任務(wù))； 在電磁吸力作用下，動(dòng)鐵芯被吸動(dòng)，借助于挪動(dòng)叉使起動(dòng)機(jī)單向器前移與飛輪齒圈嚙合(或頂住齒圈)； 開(kāi)關(guān)主觸點(diǎn)閉合，接通起動(dòng)機(jī)電源，電

13、樞旋轉(zhuǎn)( 假設(shè)有頂齒那么旋轉(zhuǎn)后嚙合)并傳送轉(zhuǎn)矩給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。 主觸點(diǎn)閉合的同時(shí)，吸引線圈被短路，以后靠堅(jiān)持線圈使動(dòng)鐵芯繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直至完全吸合并堅(jiān)持吸合形狀； 起動(dòng)機(jī)單向器由于螺旋花鍵的作用將繼續(xù)前移直至碰到擋圈為止； 單向器為自動(dòng)輪拖動(dòng)飛輪齒圈旋轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，電磁開(kāi)關(guān)仍為吸合形狀，單向器與飛輪齒圈堅(jiān)持嚙合，飛輪齒圈成為自動(dòng)輪，單向器開(kāi)場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)，維護(hù)起動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)電流下降，這時(shí)起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相當(dāng)高，有時(shí)達(dá)15000rmin；斷開(kāi)起動(dòng)開(kāi)關(guān)，電磁開(kāi)關(guān)兩組線圈的吸力相互抵消，在回位彈簧的作用下，動(dòng)鐵芯退出，主觸點(diǎn)斷開(kāi)，起動(dòng)機(jī)停頓任務(wù)，同時(shí)單向器回到原始位置，起動(dòng)過(guò)程終了。 三、起動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn) 1、空載實(shí)

14、驗(yàn) 將被試起動(dòng)機(jī)置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，加額定電壓于起動(dòng)機(jī)主電路，運(yùn)轉(zhuǎn)5秒后，測(cè)取電流和轉(zhuǎn)速值： 假設(shè)電流大于規(guī)范值，而轉(zhuǎn)速低于規(guī)范值，闡明起動(dòng)機(jī)裝配過(guò)緊或電樞、勵(lì)磁繞組內(nèi)部有短路缺點(diǎn)； 假設(shè)電流和轉(zhuǎn)速低于規(guī)范值，闡明起動(dòng)機(jī)線路中有接觸不良的地方； 假設(shè)電流小于規(guī)范值，而轉(zhuǎn)速大于規(guī)范值，闡明起動(dòng)機(jī)性能良好。2、制動(dòng)實(shí)驗(yàn) 目的是丈量起動(dòng)機(jī)在完全制動(dòng)時(shí)所耗費(fèi)的電流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以判別起動(dòng)機(jī)主電路能否正常，并檢查單向器能否打滑。做此實(shí)驗(yàn)，每次接通起動(dòng)機(jī)時(shí)間不超越2秒。 假設(shè)制動(dòng)電流、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩均小于規(guī)范值，闡明起動(dòng)機(jī)內(nèi)部有接觸不良缺點(diǎn)； 假設(shè)制動(dòng)電流小于規(guī)范值，電機(jī)空轉(zhuǎn)，闡明單向器已打滑； 假設(shè)制動(dòng)電流大于規(guī)范值，轉(zhuǎn)矩小