汽車起動系統(tǒng)

起動系統(tǒng)3．1起動系統(tǒng)的組成和作用起動系統(tǒng)作用:通過起動機將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為機械能，起動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。起動系統(tǒng)的組成如下圖。1主要由蓄電池、點火開關(guān)、起動繼電器、起動機等組成。23.2起動機的結(jié)構(gòu)與工作原理3.2.1起動機的組成起動機一般由直流電動機，傳動機構(gòu)和電磁操縱機構(gòu)三部分組成33.2.1起動機的組成直流電動機：產(chǎn)生電磁力矩傳動機構(gòu)：起動時，使小齒輪與飛輪齒圈嚙合，將起動機轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動機飛輪；起動后，使起動機脫開飛輪齒圈。43.2.1起動機的組成電磁操縱機構(gòu)：控制起動機的運轉(zhuǎn)和傳動機構(gòu)的嚙合與分離。5起動機（左）&發(fā)電機（右）起動機VS發(fā)電機63.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理1、直流電動機的結(jié)構(gòu)工作原理通電

導體在磁場中受到電磁力73.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理起動電動機一般為串勵式直流電動機，主要由電樞、換向器、磁極及機殼

等組成。83.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理⑴電樞與換向器：電樞由電樞軸、電樞鐵心和電樞繞組等組成，電樞的結(jié)構(gòu)如圖。93.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理直流電動機工作原理通電

導體在磁場中受電磁力作用103.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理鐵心由外園帶槽的硅鋼片疊制而成，壓裝在電樞軸上，電樞繞組嵌裝在鐵心的槽內(nèi)。11123.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理電樞繞組的電流很大（產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩），故電樞繞組采用較粗的裸銅線繞制。133.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理為防止短路，在銅線與銅線之間、銅線與鐵心之間，用絕緣性較好的絕緣紙隔開。143.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理較粗的裸銅線在高速時易在離心力的作用下被甩出，因此在鐵心槽口兩側(cè)用軋線將鐵心擠緊。153.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理電樞繞組各線圈的端頭均焊接在換向器上。換向器由銅片和云母片相間疊壓而成，壓裝在電樞軸上。163.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理（2）磁極磁極由固定在機殼上的鐵心和纏繞在鐵心上的磁場繞組組成。17183.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理磁極的作用是建立電動機磁場，一般多為4個磁極。功率超過7.35kW的起動機也有用6個磁極的。193.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理磁場繞組與電樞繞組串聯(lián)，用裸銅線繞制。4個磁場繞組的連接方式有兩種，如右圖。不管采用哪一種連接方式，4個磁場繞組所產(chǎn)生的磁極應(yīng)該是相互交錯的。

203.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理（3）電刷與電刷架電刷與電刷架的作用是將電流引入電動機，使電樞產(chǎn)生定向轉(zhuǎn)動力矩。電刷一般用銅粉和石墨粉壓制而成，以有利于減小電阻及耐磨性。213.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理電刷裝在電刷架中，由彈簧壓在換向器上。共有4個電刷架，2個與機殼直接相連搭鐵，稱為搭鐵電刷架；另外2個稱為絕緣電刷架。223.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理2、直流電動機的工作原理通電

導體在磁場中受電磁力作用。換向器作用：線圈轉(zhuǎn)動時，其電流方向隨磁極（N級和S級）的改變而改變，使電磁力形成的轉(zhuǎn)矩方向始終保持不變，使電樞始終按一定的方向轉(zhuǎn)動。233.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理243.2.2直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理∵一個線圈的轉(zhuǎn)矩不夠大、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定?！嚯姌猩嫌卸嘟M線圈，換向器片數(shù)也相應(yīng)增加。253.2.3串勵直流電動機的特性影響起動機功率的因素起動機工作電流大，所以其輸出功率受電阻影響大。除起動機內(nèi)部電阻之外，還有以下幾方面：263.2.3串勵直流電動機的特性1）接觸電阻和導線電阻。接觸電阻包括導線與蓄電池極樁、起動機接線柱以及電刷與換向器等的接觸電阻。接觸電阻大、導線截面積過小或過長→較大的電壓降→起動機功率下降。273.2.3串勵直流電動機的特性2）蓄電池的容量蓄電池的容量越小，其內(nèi)阻越大，起動時電動機的端電壓就越低，引起起動機輸出功率減小。3）溫度溫度降低，蓄電池的容量下降，內(nèi)阻變大，導致起動機輸出功率下降。283.2.4起動機型號和分類行業(yè)標準QC/T73-93《汽車電器設(shè)備產(chǎn)品型號編制方法》規(guī)定，起動機的規(guī)格型號由五部分組成：①②③④⑤第一部分是產(chǎn)品代號：QD、QDJ、QDY分別表示起動機、減速起動機及永磁起動機。第二部分是電壓等級代號：1代表12V，2代表24V，6代表6V。293.2.4起動機型號和分類第三部分是功率等級代號，含義見表。第四部分是設(shè)計序號。（可省略）第五部分是變型代號。（可省略）例如：QD124表示額定電壓為12V、功率為1~2kW、第四次設(shè)計的起動機。功率等級代號123456789功率/kW~11~22~33~44~55~66~77~88~9303．3傳動機構(gòu)和電磁操縱機構(gòu)3．3．1傳動機構(gòu)又稱嚙合機構(gòu)或嚙合器作用：（1）起動時將電樞的電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動機飛輪；（2）起動后，發(fā)動機帶動起動機時，嚙合機構(gòu)立即打滑，即具有單向傳遞動力的作用。常見有滾柱式、摩擦片式、扭簧式和棘輪式等。311．滾柱式單向離合器驅(qū)動齒輪與外殼連成一體，外殼內(nèi)裝有十字塊，十字塊與花鍵套筒固定連接→成一體。321．滾柱式單向離合器在外殼與十字塊形成的四個楔形槽內(nèi)分別裝有滾柱及壓帽與彈簧。外殼與護蓋扣合密封。在花鍵套筒外面套有移動襯套及緩沖彈簧。331．滾柱式單向離合器整個單向離合器總成利用花鍵套筒套在電樞軸的花鍵上。單向離合器總成在撥叉作用下，可以在電樞軸上軸向移動，也可以隨電樞軸轉(zhuǎn)動。341．滾柱式單向離合器工作原理：起動時，電樞軸通過花鍵套筒帶動十字塊旋轉(zhuǎn)，這時滾柱在摩擦力作用下，滾入楔形槽的窄端，351．滾柱式單向離合器將十字塊與外殼楔成一體，于是將轉(zhuǎn)矩傳給了驅(qū)動齒輪，帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動，起動發(fā)動機。361．滾柱式單向離合器371．滾柱式單向離合器起動后，曲軸轉(zhuǎn)速升高，飛輪帶動驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)。當其轉(zhuǎn)速大于十字塊時，滾柱滾入楔形槽的寬端而打滑。381．滾柱式單向離合器所以轉(zhuǎn)矩不能從驅(qū)動齒輪傳給電樞軸，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。39402．摩擦片式單向離合器摩擦片式單向離合器多用于功率較大的柴油機起動機。412．摩擦片式單向離合器花鍵套筒（螺旋套）套在電樞軸的螺旋花鍵上，它的外表面上有三條螺旋花鍵套著內(nèi)接合轂。內(nèi)接合轂上有四個軸上槽，插放主動片的內(nèi)凸齒。422．摩擦片式單向離合器從動片的外凸齒插在與驅(qū)動齒輪成一體的外接合轂（驅(qū)動齒輪套筒）的槽中。主、從動片相間排列。離合器工作時，利用主、從動片的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)距。432．摩擦片式單向離合器起動時：內(nèi)接合轂由于花鍵套筒的旋轉(zhuǎn)而左移，使主、從動片壓緊而傳遞動力，電樞轉(zhuǎn)距傳給驅(qū)動齒輪，起動發(fā)動機。442．摩擦片式單向離合器起動后，飛輪齒圈轉(zhuǎn)速高于驅(qū)動齒輪，于是內(nèi)接合轂又沿花鍵套筒的螺旋花鍵右移，使主、從動片出現(xiàn)間隙而打滑，避免電樞超速飛散。452．摩擦片式單向離合器摩擦片離合器可傳遞較大轉(zhuǎn)距，并能在超載時自動打滑，但摩擦片易磨損，需經(jīng)常檢查調(diào)整，其結(jié)構(gòu)也較復雜。463．彈簧式單向離合器花鍵套筒（傳動套）套在電樞軸的螺旋花鍵上，驅(qū)動齒輪套在電樞軸的光滑部分，兩者之間用月形鍵聯(lián)結(jié)，使兩者之間不能作軸向移動，但可以相對轉(zhuǎn)動。473．彈簧式單向離合器在驅(qū)動齒輪柄和花鍵套筒外裝有扭力彈簧，彈簧的兩端各有1/4圈內(nèi)徑較小，分別箍緊在齒輪柄和花鍵套筒上。483．彈簧式單向離合器起動時，電樞軸帶動傳動套轉(zhuǎn)動，扭力彈簧順著螺旋方向?qū)X輪柄與傳動套包緊，發(fā)動機轉(zhuǎn)距經(jīng)扭力彈簧傳給驅(qū)動齒輪，起動發(fā)動機。493．彈簧式單向離合器起動后，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速高于傳動套，扭力彈簧放松，驅(qū)動齒輪與傳動套松開，發(fā)動機的轉(zhuǎn)距不能傳遞給電動機電樞。503．彈簧式單向離合器彈簧式單向離合器的結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低。但其軸向尺寸大，主要用在一些大功率起動機上。513．3．2 起動機電磁操縱機構(gòu)起動機的操縱機構(gòu)分為機械式和電磁控制式2類?，F(xiàn)代汽車均采用電磁操縱機構(gòu)，由電磁開關(guān)控制。電磁操縱機構(gòu)安裝在起動機的上部，控制起動機的接通和關(guān)斷。52535455斷開點火開關(guān)56573．3．2 起動機電磁操縱機構(gòu)工作原理如上圖。接通起動開關(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，使活動鐵心克服彈簧力右移，活動鐵心帶動拔叉移動，接觸盤也被活動鐵心推至與觸點接觸位置，使起動機通入起動電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)距起動發(fā)動機。接觸盤接通觸點后，吸拉線圈被短路，活動鐵心靠保持線圈的電磁力保持其嚙合位置。583．3．2 起動機電磁操縱機構(gòu)發(fā)動機起動后，斷開起動開關(guān)，此時流經(jīng)電磁線圈電流為：蓄電池正極→接線柱11→接觸盤10→接線柱12→吸引線圈6→保持線圈5→搭鐵→蓄電池負極。由于吸引線圈產(chǎn)生了與保持線圈相反方向的磁通，兩線圈電磁力相互抵消，活動鐵心在彈簧力的作用下回位，使驅(qū)動齒輪退出嚙合狀態(tài)；接觸盤同時回位，切斷起動機電路，起動機停止工作。593．4汽車起動系統(tǒng)電路實例分析3.4.1CA1091汽車起動系統(tǒng)解放CA1091汽車使用QD151、QD1518、QD124A或QD124H等型號電磁嚙合式起動機，解放CA1091K2型柴油車則使用QD25型減速式起動機。這里重點介紹組合繼電器。60組合繼電器解放CA1091起動系統(tǒng)在控制電路中采用了JD171型組合繼電器。組合繼電器由起動繼電器和保護繼電器兩部分組成。61組合繼電器起動繼電器：控制起動機電磁開關(guān)中吸引線圈和保持線圈中電流的通斷；保護繼電器：使起動電路具自動保護功能。62組合繼電器起動保護：（1）在將發(fā)動機起動后自動停止起動機工作；（2）在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時防止誤起動。還控制充電指示燈工作。63組合繼電器觸點K1為常開式，觸點K2為常閉式。由于起動繼電器線圈與觸點K2串聯(lián)，當K2打開時，K1不可能閉合。64起動系統(tǒng)的工作過程（1）點火開關(guān)閉合，電流回路為：蓄電池正極→電流表→點火開關(guān)SW→線圈L1→常閉觸點K2→搭鐵→蓄電池負極?！ｉ_觸點K1閉合，接通了電磁開關(guān)電路。65起動系統(tǒng)的工作過程（2）起動機電磁開關(guān)電路接通：電池正極→B→起動繼電器觸點K1→S→起動機吸引線圈3→搭鐵→蓄電池負極。→起動機起動66起動系統(tǒng)的工作過程（3）起動后，松開點火開關(guān)，線圈L1斷電→起動繼電器觸點K1打開→切斷了電磁開關(guān)電路→電磁開關(guān)復位→起動機停。67起動系統(tǒng)的工作過程（4）如果起動后，點火開關(guān)沒斷開，這時線圈L2有中性點N的電壓，使常閉觸點K2打開，切斷了線圈L1的電路，觸點K1斷開，使電磁開關(guān)斷電，起動機自動停止。68起動系統(tǒng)的工作過程（5）若發(fā)動機運轉(zhuǎn)時誤起動，因為線圈L2總有發(fā)電機中性點電壓，保護繼電器觸點K2處于打開狀態(tài)，線圈L1不能形成電流回路，電磁開關(guān)不動作，起動機不工作。693.4.2東風EQ1090起動系統(tǒng)電路該汽車采用的是QD124或QD1212型起動機，傳動機構(gòu)采用滾柱式單向離合器，在控制電路中采用了起動繼電器。703.4.2東風EQ1090起動系統(tǒng)電路起動繼電器的作用是用來接通或切斷起動機電磁開關(guān)線圈的電路。起動系統(tǒng)電路如下圖：71接通點火開關(guān)，電流：從蓄電池正極→電流表→點火開關(guān)→繼電器線圈→蓄電池負極。繼電器電磁吸力→使繼電器觸點閉合→接通起動機電磁開關(guān)控制電路。723.4.2東風EQ1090起動系統(tǒng)電路電磁開關(guān)控制電路接通后，吸引線圈和保持線圈產(chǎn)生的電磁力，將起動機主電路接通。此時電流：蓄電池正極→主觸點→接觸盤→主觸點→起動機勵磁繞組→電樞繞組→搭鐵→蓄電池負極?！饎訖C產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)距起動發(fā)動機。73減速起動機和永磁起動機減速起動機在起動機電動機軸與驅(qū)動齒輪之間裝有減速器的起動機稱為減速起動機。74減速起動機減速起動機解決直流電動機轉(zhuǎn)速高與發(fā)動機需求起動轉(zhuǎn)矩大的矛盾。增加減速器，可采用高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩的直流電動機，電動機的體積和重量可以減小。高轉(zhuǎn)速低扭矩的直流電動機，工作電流較小，還可減輕蓄電池的負擔，延長蓄電池的使用壽命。75減速起動機常用減速起動機的減速器轉(zhuǎn)數(shù)比約為4：1。目前減速起動機的應(yīng)用非常普遍。76減速起動機減速器按齒輪的嚙合方式不同，可分為：外嚙合式、內(nèi)嚙合式、行星齒輪式減速器三種。77減速起動機外嚙合式，主動齒輪軸與從動齒輪軸平行，兩軸中心距較大。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、噪聲小、便于維修。缺點：起動機徑向尺寸大。78減速起動機內(nèi)嚙合式：兩軸中心距離較小，工作可靠，但噪聲較大。79減速起動機行星齒輪式：兩軸中心線重合，利于起動機安裝；因扭矩平均分布在行星齒輪上，可采用塑料或粉末冶金的齒輪，既減輕重量，又抑制噪聲，應(yīng)用廣泛。80永磁起動機用永磁材料制成起動機的磁極，以取代原有的磁場繞組和磁極鐵心的起動機→永磁起動機。81永磁起動機由于取消了磁場繞組和磁極鐵心，起動機的體積和質(zhì)量大大減小，機械特性和換向性能得到改善，使換向火花造成的高頻干擾減小，工作可靠性提高。但永磁材料會退磁，使起動功率逐漸下降，所以目前僅限于在小功率起動機上應(yīng)用。82永磁起動機在永磁起動機上加裝減速器→永磁減速起動機。它同時具有永磁起動機和減速起動機的特點，應(yīng)用廣泛。83二．起動機的正確使用與維護

1.起動機的正確使用

為了延長起動機的使用壽命，并保證能迅速、可靠、安全地工作，使用起動機必須注意以下幾點： （1）起動機是按短時間大電流工作設(shè)計的，因此，使用起動機時，每次工作時間不得超過5s，重復起動時必須間隔15s以上。 （2）在低溫下起動發(fā)動機時，應(yīng)先預熱發(fā)動機后再起動(柴油機)。 （3）起動機電路的導線連接要牢固，導線的截面積不應(yīng)太小。 （4）使用不具備自動保護功能的起動機時，應(yīng)在發(fā)動機起動后迅速斷開起動開關(guān)。在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，切勿隨便接通起動開關(guān)。 （5）應(yīng)盡可能使蓄電池處于充足電的狀態(tài)，保證起動機正常工作時的電壓和容量，減少起動機重復工作的時間。 （6）應(yīng)定期對起動機進行全面的保養(yǎng)和檢修。 842.起動機的使用注意事項

（1）起動前應(yīng)將變速器掛上空擋，自動變速器的汽車應(yīng)將變速桿置于P位或N位，起動同時踩下離合器踏板。 （2）每次接通起動機的時間不得超過5s，兩次之間應(yīng)間歇15s以上。 （3）當發(fā)動機起動后應(yīng)立刻松開點火開關(guān)，使起動機停止工作。 （4）經(jīng)過三次起動，發(fā)動機仍沒有起動著火，則停止起動，進行簡單的檢查，如蓄電池的容量、極柱的連接、油電路等，否則蓄電池的容量將嚴重下降，起動發(fā)動機變得更困難。853.起動機的維修注意事項

（1）在車上進行起動檢測之前，一定要將變速器掛上空擋，并實施駐車制動。 （2）在拆卸起動機之前，應(yīng)先拆下蓄電池的搭鐵電纜線。

86起動機常見故障部位起動機常見故障部位如圖所示。87起動機的常見故障（一）起動電流過?。ǘ┢饎訖C帶動發(fā)動機轉(zhuǎn)動太慢（１）故障現(xiàn)象。發(fā)動機無法起動后，按喇叭聲音較小。（２）故障原因。電刷嚴重磨損，電刷彈簧壓力不足，蓄電池電量不足。（１）故障現(xiàn)象。起動機帶動發(fā)動機轉(zhuǎn)動太慢，轉(zhuǎn)動無力。（２）故障原因。蓄電池有故障或充電不足；蓄電池與起動機之間的連接導線有故障；起動機電流過??；起動機電流過大。88一、起動機的常見故障（三）起動機帶不動發(fā)動機（四）起動機驅(qū)動齒輪不嚙合（１）故障現(xiàn)象。起動機帶不動發(fā)動機，起動機空轉(zhuǎn)，發(fā)動機不轉(zhuǎn)。（２）故障原因。蓄電池充電不足或有故障；電磁開關(guān)有故障；驅(qū)動齒輪或飛輪齒圈損壞；起動機嚙合力太小。（１）故障現(xiàn)象。起動機驅(qū)動齒輪不嚙合。（２）故障原因。觸點總成有故障；觸點總成搭鐵不良；保持線圈有故障。89一、起動機的常見故障（五）起動機驅(qū)動裝置不分離（六）起動機驅(qū)動裝置過早脫離（１）故障現(xiàn)象。起動機驅(qū)動裝置不分離。（２）故障原因。發(fā)動機飛輪齒圈損壞；驅(qū)動齒輪撥叉回位彈簧折斷或失效。（１）故障現(xiàn)象。起動機驅(qū)動裝置過早脫離。（２）故障原因。驅(qū)動裝置總成彈簧推力不足；保持線圈有故障。90二、起動機的外觀檢查（１）起動機在汽車上安裝要牢固，不得有變形、裂紋。（２）檢查連接線是否牢固，不得有松動、接觸不良現(xiàn)象。松動、接觸不良，會產(chǎn)生瞬時高壓電，從而擊穿用電設(shè)備。大電流的通斷也可能產(chǎn)生電火花，形成安全隱患。（３）傳動帶有無裂紋或超出磨損極限，如有應(yīng)及時更換。（４）檢查傳動帶的松緊度。過松容易發(fā)生皮帶打滑，過緊會損壞軸承或使轉(zhuǎn)子軸彎曲變形。若傳動帶的松緊度不符合要求，應(yīng)及時調(diào)整。91起動機的檢修

磁場繞組的檢修

929394檢查轉(zhuǎn)子