汽車啟動系統(tǒng)基本電路分析

汽車啟動系統(tǒng)基本電路分析汽車啟動系統(tǒng)基本電路分析汽車啟動系統(tǒng)基本電路分析資料僅供參考文件編號：2022年4月汽車啟動系統(tǒng)基本電路分析版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：一、啟動系統(tǒng)的基本組成和作用

現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)以電動機(jī)作為啟動動力。啟動系統(tǒng)的基本組成如圖3—1所示，由蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)、啟動繼電器、啟動機(jī)等組成。啟動系統(tǒng)的功用是通過啟動機(jī)將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，啟動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.啟動開關(guān)接通啟動機(jī)電磁開關(guān)電路，以使電磁開關(guān)通電工作。汽油發(fā)動機(jī)的啟動開關(guān)與點(diǎn)火開關(guān)組合在一起。

2.啟動繼電器由啟動繼電器觸點(diǎn)（常開型）控制啟動機(jī)電磁開關(guān)電路的通斷，啟動開關(guān)只是控制啟動繼電器線圈電路，從而保護(hù)了啟動開關(guān)，有單聯(lián)型（保護(hù)啟動開關(guān)）和復(fù)合型（既保護(hù)啟動開關(guān)又保護(hù)啟動機(jī)）。

二、啟動機(jī)的類型

1.按驅(qū)動齒輪嚙合方式

（1）慣性嚙合式

啟動時，依靠驅(qū)動齒輪自身旋轉(zhuǎn)的慣性與飛輪齒環(huán)嚙合。慣性嚙合方式結(jié)構(gòu)簡單，但工作可靠性較差，現(xiàn)很少采用。

（2）電樞移動式

靠磁極產(chǎn)生的電磁力使電樞作軸向移動，帶動固定在電樞軸上的驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。電樞移動式啟動機(jī)其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在歐洲國家生產(chǎn)的柴油車上使用較多。

（3）磁極移動式

靠磁極產(chǎn)生的磁力使其中的活動鐵心移動，帶動驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。磁極移動式啟動機(jī)其磁極的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，目前采用此種結(jié)構(gòu)形式的啟動機(jī)已不多見。

（4）齒輪移動式

靠電磁開關(guān)推動電樞軸孔內(nèi)的嚙合桿而使驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。齒輪移動式其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，采用此種結(jié)構(gòu)的一般為大功率的啟動機(jī)。

（5）強(qiáng)制嚙合式

靠電磁力通過撥叉或直接推動驅(qū)動齒輪作軸向移動與飛輪齒環(huán)嚙合。強(qiáng)制嚙合式啟動機(jī)工作可靠、結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，因而使用最為廣泛。

2.按傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

（1）非減速啟動機(jī)

啟動機(jī)與驅(qū)動齒輪之間直接通過單向離合器傳動。一直以來，汽車上使用的啟動機(jī)其傳動機(jī)構(gòu)均為這種機(jī)構(gòu)。

（2）減速啟動機(jī)

在啟動機(jī)與驅(qū)動齒輪之間增設(shè)了一組減速齒輪。減速啟動機(jī)具有結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕、啟動可靠等優(yōu)點(diǎn)，在一些轎車上應(yīng)用日漸增多。

啟動機(jī)的組成直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)電磁開關(guān)

一、啟動機(jī)的組成

啟動機(jī)一般由直流電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和電磁操縱機(jī)構(gòu)三部分組成，如圖3—2所示，其各部分功用：

直流電動機(jī)：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

傳動機(jī)構(gòu)：在發(fā)動機(jī)啟動時，使啟動機(jī)小齒輪與飛輪齒圈嚙合，將啟動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動機(jī)飛輪；在發(fā)動機(jī)啟動后，使啟動機(jī)自動脫開飛輪齒圈。

電磁操縱機(jī)構(gòu)：控制啟動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和傳動機(jī)構(gòu)的嚙合與分離。

二、直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)

汽車用啟動電動機(jī)一般為直流電動機(jī)，主要由磁極、電樞、換向器以及機(jī)殼等部件組成。電樞繞組與磁場繞組串聯(lián)，稱此種直流電動機(jī)為串勵式直流電動機(jī)。

1.磁極。由固定在機(jī)殼上的磁極鐵心和纏繞在鐵芯上的磁場繞組組成，磁場繞組所產(chǎn)生的磁極應(yīng)該是相互交錯的。一般采用四個磁極，功率大于的啟動機(jī)個別采用6個磁極。

2.電樞與換向器。電樞由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵芯、電樞軸和電樞繞組等組成，啟動機(jī)工作時，通過電樞繞組和磁場繞組的電流達(dá)幾百安或更大，因此其磁場繞組和電樞繞組一般采用矩形斷面的裸銅線繞制。

換向器由許多換向片組成，換向片的內(nèi)側(cè)制成燕尾形，嵌裝在軸套上，其外圓車成圓形。換向片與換向片之間均用云母絕緣。

3.電刷與電刷架。用來聯(lián)接磁場繞組和電樞繞組的電路，并使電樞軸上產(chǎn)生的電磁力矩保持固定方向。

電刷用含銅石墨制成，裝在端蓋上的電刷架中，通過電刷彈簧保持與換向片之間具有適當(dāng)?shù)膲毫?。電動機(jī)內(nèi)裝有四個電刷架，其中兩個電刷架與機(jī)殼直接相連構(gòu)成電路搭鐵，稱為搭鐵電刷架。

三、傳動機(jī)構(gòu)

普通啟動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)又稱嚙合機(jī)構(gòu)或嚙合器，其主要組成部分是單向離合器。其作用是：啟動時將電樞的電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動機(jī)飛輪，而在發(fā)動機(jī)啟動后，就立即打滑，以防止發(fā)動機(jī)飛輪帶動啟動機(jī)電樞高速旋轉(zhuǎn)而造成飛散事故。

啟動機(jī)常見的單向離合器有：滾柱式、磨擦式、扭簧式、棘輪式等幾種式。

滾柱式單向離合器材

滾柱式單向離合器的結(jié)構(gòu)，如圖3—3所示，驅(qū)動齒輪1與外殼2連接成一體，外殼內(nèi)裝有十字塊3，十字塊3與花鍵套筒10固定連接，在外殼2與十字塊形成的四個楔形槽內(nèi)分別裝有一套滾柱4及壓帽與彈簧5，外殼2與護(hù)蓋6相互密封，在花鍵套筒10外面套有移動襯套9及緩沖彈簧8。整個單向離合器總成利用花鍵套筒10套[x1]在電樞軸的花鍵上，單向離合器總成在傳動撥叉作用下，可以在電樞軸上軸向移動，也可以隨電樞軸轉(zhuǎn)動。

滾柱式單向離合器工作原理如圖3—4所示，發(fā)動機(jī)啟動時，電樞軸通過花鍵套筒帶動十字塊旋轉(zhuǎn)，這時滾柱8在摩擦力作用下，滾入楔形槽的窄端，將十字塊1與外殼4形成一體，于是將轉(zhuǎn)矩傳給了驅(qū)動齒輪5，帶動飛輪齒圈6轉(zhuǎn)動，啟動發(fā)動機(jī)。

發(fā)動機(jī)啟動后，隨著曲軸轉(zhuǎn)速升高，飛輪齒圈將帶動驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其轉(zhuǎn)速大于十字塊轉(zhuǎn)速時，在摩擦力作用下，滾柱滾入楔形槽的寬端而打滑，這樣轉(zhuǎn)矩不能從驅(qū)動齒輪傳給電樞軸，從而防止了電樞超速飛散。滾柱式單向離合器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但傳遞轉(zhuǎn)矩受限制。

四、電磁開關(guān)

電磁開關(guān)安裝在啟動機(jī)的上部，用來控制啟動機(jī)驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合與分離，以及電動機(jī)電路的接通和關(guān)斷，電磁開關(guān)主要由吸引線圈、保持線圈、活動鐵芯、接觸盤、觸點(diǎn)等組成。對于汽油發(fā)動機(jī)用啟動機(jī)、電磁開關(guān)內(nèi)還有點(diǎn)火線圈附加電阻短路觸點(diǎn)，通過電磁開關(guān)外殼上的接線柱與點(diǎn)火線圈初級繞組相連。

如圖3—5所示，接通啟動開關(guān)后，吸拉線圈和保持線圈通電，在吸拉線圈和保持線圈電磁力的共同作用下，使活動鐵芯克服彈簧力右移，活動鐵芯帶動撥叉移動，將驅(qū)動齒輪推向飛輪，當(dāng)驅(qū)動齒輪與飛輪嚙合時，接觸盤也被活動鐵芯推至與觸點(diǎn)接觸位置，使啟動機(jī)通入啟動電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩啟動發(fā)動機(jī)。接觸盤接觸后，吸拉線圈被短路，活動鐵芯靠保持線圈的電磁力保持其嚙合位置。

發(fā)動機(jī)啟動后，斷開啟動開關(guān)，此時流經(jīng)電磁線圈電流為