起動機(jī)及控制電路課件

起動機(jī)及控制電路魏幫頂起動機(jī)及控制電路魏幫頂1第一節(jié)、概述及結(jié)構(gòu)一、起動系的組成：蓄電池、起動機(jī)、起動繼電器、點(diǎn)火開關(guān)二、起動機(jī)的組成：直流串勵(lì)式電動機(jī)控制裝置(電磁開關(guān))

傳動機(jī)構(gòu)第一節(jié)、概述及結(jié)構(gòu)一、起動系的組成：2起動機(jī)及控制電路ppt課件3三、起動機(jī)的分類1、按操縱機(jī)構(gòu)分類

1）直接操縱式起動機(jī)

2）電磁操縱式起動機(jī)2、按傳動機(jī)構(gòu)的嚙合方式分類

1）慣性嚙合式起動機(jī)

2）強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)

3）電樞移動式起動機(jī)

4）減速式起動機(jī)三、起動機(jī)的分類1、按操縱機(jī)構(gòu)分類4四、起動機(jī)的型號1）產(chǎn)品代號：QD——表示起動機(jī)QDJ——表示減速起動機(jī)QDY——表示永磁起動機(jī)2）電壓等級：1—12V；2—24V3）功率等級：1—0-1KW；2—1-2KW;9—8-KW4）設(shè)計(jì)序號5）變型代號：拼音大寫字母表示，多表示電氣參數(shù)的變化例如：QD1225——12V，1-2KW，第25次設(shè)計(jì)，普通式起動機(jī)四、起動機(jī)的型號1）產(chǎn)品代號：5五、直流串勵(lì)式電動機(jī)

在現(xiàn)代汽車中，普遍采用電力起動，它以蓄電池為電源，以直流電動機(jī)為動力，通過傳動裝置和控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。它在工作時(shí)有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一、是扭矩大；二、是工作時(shí)間短。五、直流串勵(lì)式電動機(jī)在現(xiàn)代汽車中，普遍采用6（一）、工作原理（一）、工作原理7

電動機(jī)工作時(shí)，電流通過電刷和換向器流入電樞繞組。如圖4-8a）所示，換向片A與正電刷接觸，換向片B與負(fù)電刷接觸，繞組中的電流方向?yàn)閍→b→c→d，根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受電磁力的原理(左手定則)，繞組ab邊、cd邊均受到電磁力F的作用，由此產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩M使電樞轉(zhuǎn)動；當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動至換向片A與負(fù)電刷接觸，換向片B與正電刷接觸時(shí)，電流改由d→c→b→a(換向器適時(shí)地改變了電樞繞組中的電流方向)，如圖4-8b）所示，但電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍保持不變，使電樞按逆時(shí)針方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。

電動機(jī)工作時(shí)，電流通過電刷和換向器流入電樞繞組。如圖48（二）、直流串勵(lì)式電動機(jī)構(gòu)造1、作用：產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。2、要求：零件的機(jī)械強(qiáng)度高，電路電阻小。3、組成：電樞：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩磁極：產(chǎn)生磁場換向器：改變引入電流方向電刷組件：引入電流殼體：安裝磁極，固定機(jī)件（二）、直流串勵(lì)式電動機(jī)構(gòu)造1、作用：產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。9電樞產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩電樞產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩10起動機(jī)及控制電路ppt課件11

電樞線圈是用扁銅線繞成，較粗且匝數(shù)少；電樞軸中部位置制有螺旋齒槽，用以裝置嚙合器，有些起動機(jī)除兩端裝有襯套外，中間還裝有支承襯套。為了防止軸向竄動，軸的前端制有槽，用于裝置鎖板機(jī)構(gòu)，軸的后端制有槽，用于裝置止動擋圈及彈性檔圈。電樞線圈是用扁銅線繞成，較粗且匝數(shù)少；電樞軸12磁極磁極13

由外殼、磁極、磁場線圈等部分組成。外殼內(nèi)壁裝有四個(gè)磁極（有些是二個(gè)磁極），在其上面裝有磁場線圈，相對的是同極，相鄰的是異極。磁場線圈用扁而粗的銅線（或小銅線并聯(lián)的方法）繞成。磁場線圈采用串聯(lián)或并聯(lián)，一端與外殼上的絕緣接柱（即磁場接柱）相連，另一端與正電刷相連，線路連接如圖所示。由外殼、磁極、磁場線圈等部分組成。外殼內(nèi)14由磁極、磁場繞組和機(jī)殼組成。磁場與磁路見圖。由磁極、磁場繞組和機(jī)殼組成。15換向器和電刷

用銅粉和碳粉（或石墨）壓制而成。一般有四個(gè)，相對的電刷為同極。兩個(gè)負(fù)電刷搭鐵，兩個(gè)正電刷接磁場線圈，它們在壓簧的作用下緊密地與換向器接觸。換向器和電刷用銅粉和碳粉（或石墨）壓制而成。一般有16第二節(jié)、傳動機(jī)構(gòu)及電磁開關(guān)一、汽車發(fā)動機(jī)對起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)有以下要求

小齒輪與發(fā)動機(jī)的飛輪嚙合時(shí)要平穩(wěn)，不能發(fā)生沖擊現(xiàn)象(轉(zhuǎn)子軸上帶螺旋齒）。發(fā)動機(jī)起動后，小齒輪應(yīng)能自動打滑或脫離嚙合，以免發(fā)動機(jī)帶動起動機(jī)電樞高速旋轉(zhuǎn)，造成電樞繞組“飛散”（速比一般大于15）。要防止點(diǎn)火開關(guān)誤操作，使起動機(jī)的小齒輪再次與發(fā)動機(jī)的飛輪嚙合。導(dǎo)致起動機(jī)與發(fā)動機(jī)飛輪的損壞（P\N檔開關(guān)復(fù)合繼電器)。第二節(jié)、傳動機(jī)構(gòu)及電磁開關(guān)一、汽車發(fā)動機(jī)對起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)有17起動機(jī)及控制電路ppt課件18二、常見起動機(jī)的單向離合器二、常見起動機(jī)的單向離合器19

1、滾柱式單向離合器

1-驅(qū)動齒輪；2-外殼；3-十字塊；4-滾柱；5-壓帽彈簧；6-墊圈；7-護(hù)蓋；8-花鍵套筒；9-彈簧座；10-嚙合彈簧；11-撥環(huán)；12-卡簧

1、滾柱式單向離合器

1-驅(qū)動齒輪；2-外殼；320單向離合器的工作1、飛輪2、起動齒輪3、外座圈4、起動尾部5、滾柱6、壓帽7、彈簧單向離合器的工作1、飛輪2、起動齒輪3、外座圈4、起動21離合器的作用是：

①在起動發(fā)動機(jī)時(shí)，將起動機(jī)產(chǎn)生的動力傳給飛輪，以帶動發(fā)動機(jī)起動；②當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，迅速將發(fā)動機(jī)與起動機(jī)間的動力切斷，避免起動機(jī)超速旋轉(zhuǎn)而損壞。離合器的工作情況如下：

A、起動時(shí)：電樞旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩經(jīng)套筒帶動十字塊旋轉(zhuǎn)，滾柱逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，滾入楔形槽窄端，將十字塊與外殼卡緊，使十字塊與外殼之間傳遞動力。

B、起動后：飛輪齒圈帶著驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速超過電樞轉(zhuǎn)速時(shí)滾柱順時(shí)針自傳，十字塊與外殼打滑防止電樞繞組飛散。離合器的作用是：22滾柱式單向離合器優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，成本低；軸向尺寸長，適用于中小功率起動機(jī)。滾柱式單向離合器優(yōu)缺點(diǎn)：23第三節(jié)、電磁開關(guān)及起動機(jī)工作特性一、電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)、電磁開關(guān)及起動機(jī)工作特性一、電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)24

1、組成：吸拉線圈、保持線圈、活動心、接觸盤。2、結(jié)構(gòu)：（1）吸拉線圈與電動機(jī)串聯(lián)且在起動機(jī)殼體搭鐵。（2）保持線圈與電動機(jī)并聯(lián)，直接電磁開關(guān)殼體搭鐵搭鐵。電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)

1、組成：吸拉線圈、保持線圈、活動心、接觸盤25二、發(fā)動機(jī)的起動性能和工作特性（一）發(fā)動機(jī)的起動性能評價(jià)指標(biāo)有：

1）起動轉(zhuǎn)矩

2）最低起動轉(zhuǎn)速

3）起動功率

4）起動極限溫度二、發(fā)動機(jī)的起動性能和工作特性（一）發(fā)動機(jī)的起動性能評價(jià)指標(biāo)26起動轉(zhuǎn)矩起動機(jī)要有足夠大的轉(zhuǎn)矩來克服發(fā)動機(jī)初始轉(zhuǎn)動時(shí)的各種阻力。起動阻力包括：

１）摩擦阻力矩２）壓縮阻力矩３）慣性阻力矩起動轉(zhuǎn)矩起動機(jī)要有足夠大的轉(zhuǎn)矩來克服發(fā)動機(jī)初始轉(zhuǎn)動時(shí)的各種阻27最低起動轉(zhuǎn)速（１）在一定溫度下，發(fā)動機(jī)能夠起動的最低曲軸轉(zhuǎn)速。汽油機(jī)一般約為50-70r/min，最好70-100r/min以上。（２）起動機(jī)傳給發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速要大于發(fā)動機(jī)的最低轉(zhuǎn)速：

若低于這個(gè)轉(zhuǎn)速，汽油泵供油不足，氣流速度過低，可燃混合氣形成不充分，還會使壓縮行程的散熱損失和漏氣損失增加，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)不能起動。最低起動轉(zhuǎn)速（１）在一定溫度下，發(fā)動機(jī)能夠起動的最低曲軸轉(zhuǎn)速28起動功率起動機(jī)所具有的功率應(yīng)和發(fā)動機(jī)起動所必需的起動功率相匹配。而蓄電池的容量與起動機(jī)的容量應(yīng)成正比

起動功率起動機(jī)所具有的功率應(yīng)和發(fā)動機(jī)起動所必需的起動功率相匹29起動極限溫度當(dāng)環(huán)境溫度低于起動極限溫度時(shí)，應(yīng)采取起動輔助措施：

１）加大蓄電池容量２）進(jìn)氣加熱３）電噴車低溫補(bǔ)償起動極限溫度當(dāng)環(huán)境溫度低于起動極限溫度時(shí)，應(yīng)采取起動輔助措施30

（二）起動機(jī)的工作特性1、轉(zhuǎn)矩特性

對于直流串勵(lì)電動機(jī)，其磁場電流Ij與電樞電流Is相等，并且磁路未飽和時(shí)，磁通Φ與電樞電流成正比，即Φ＝C1Is。所以，串勵(lì)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩可表示為

M＝CmIsΦ＝CmC1Is2

可見，在磁路未飽和的情況下，直流串勵(lì)電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M與電樞電流Is的平方成正比，如圖所示。在起動發(fā)動機(jī)的瞬間，由于發(fā)動機(jī)的阻力矩很大，發(fā)動機(jī)處于完全制動狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速為零，反電動勢也為零。此時(shí)電樞電流將達(dá)到最大值，電動機(jī)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，從而使起動機(jī)易于起動發(fā)動機(jī)。這也是汽車上多采用直流串勵(lì)電動機(jī)的主要原因。（二）起動機(jī)的工作特性1、轉(zhuǎn)矩特性312、轉(zhuǎn)速特性

直流串勵(lì)電動機(jī)轉(zhuǎn)速n與電樞電流Is的關(guān)系式為

n

＝式中U—加在起動機(jī)上的電壓(V)

Is—電樞電流

ΣR—包括電樞、勵(lì)磁繞組電阻

ΔUds—電刷接觸電壓降相對而言，串勵(lì)電動機(jī)在磁路未飽和時(shí)，由于Φ不為常數(shù)，當(dāng)Is增加，即電磁轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，由于Φ與IsΣR同時(shí)隨之增加。因此，電樞轉(zhuǎn)速n隨Is的增大而下降較快，因此說直流串勵(lì)電動機(jī)具有較軟的機(jī)械特性，如圖所示。故對于功率較大的串勵(lì)直流電動機(jī)，不允許在輕載或空載下長時(shí)間運(yùn)行。

2、轉(zhuǎn)速特性直流串勵(lì)電動機(jī)轉(zhuǎn)速n與電樞電流Is的關(guān)系式323、功率特性

起動機(jī)的輸出功率由電動機(jī)電樞轉(zhuǎn)矩M和電樞的轉(zhuǎn)速n來確定，即P＝由此可以得出起動機(jī)的功率特性曲線，如圖4-11所示。從特性曲線可以看出，在完全制動狀態(tài)（n＝0）和空載（M＝0）時(shí)，起動機(jī)的功率等于零；電樞電流接近制動電流的一半時(shí)，電動機(jī)輸出功率最大。由于起動機(jī)起動時(shí)間很短，起動機(jī)可以最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)，因此將其最大功率作為額定功率。

3、功率特性起動機(jī)的輸出功率由電動機(jī)電樞轉(zhuǎn)矩M和電樞的33第四節(jié)、起動機(jī)的典型結(jié)構(gòu)一、普通起動機(jī)第四節(jié)、起動機(jī)的典型結(jié)構(gòu)一、普通起動機(jī)34二、減速起動機(jī)1、外嚙合減速起動機(jī)二、減速起動機(jī)1、外嚙合減速起動機(jī)352、內(nèi)嚙合減速起動機(jī)2、內(nèi)嚙合減速起動機(jī)36

3、行星齒輪式減速起動機(jī)

3、行星齒輪式減速起動機(jī)37起動機(jī)及控制電路ppt課件38行星架行星架39太陽輪太陽輪40三、永磁式起動機(jī)三、永磁式起動機(jī)41第五節(jié)、起動機(jī)的控制電路一

帶起動繼電器的起動控制電路第五節(jié)、起動機(jī)的控制電路一帶起動繼電器的起動控制電路422.裝有組合繼電器的起動控制電路2.裝有組合繼電器的起動控制電路43豐田轎車起動電路

圖中，起動繼電器的線圈繞組受點(diǎn)火開關(guān)ST2的控制，如果配置的自動變速器，起動繼電器的線圈繞組還受停車/空檔繼電器的控制，也就是說，只有自動變速器的檔位處于停車/空檔時(shí)，才有可能起動發(fā)動機(jī)。此外，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)旋到起動位置時(shí)，從點(diǎn)火開關(guān)的ST2端子還給發(fā)動機(jī)ECU及組合儀表提供一個(gè)信號，用作與起動有關(guān)的其它控制或指示。該圖主要體現(xiàn)了起動系的外部電路，便于查找起動系電路故障。豐田轎車起動電路圖中，起動繼電器的線圈繞組受點(diǎn)火開關(guān)44第六節(jié)、起動機(jī)的故障診斷起動系統(tǒng)常見故障主要有：起動機(jī)不轉(zhuǎn)、起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力及其它故障幾種。在診斷與排除起動系的故障時(shí)，要根據(jù)控制電路的不同情況來具體分析?，F(xiàn)以帶起動繼電器的控制電路為例來說明起動系故障的診斷與排除方法。第六節(jié)、起動機(jī)的故障診斷起動系統(tǒng)常見故障主要有：起動機(jī)45一、起動機(jī)不轉(zhuǎn)的故障診斷與排除1、現(xiàn)象：將點(diǎn)火開關(guān)旋到起動位置，起動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)。2、故障原因：

該故障可以歸納為三類，即電源及線路部分、起動繼電器、起動機(jī)三類故障。1）電源及線路部分的故障有：①蓄電池嚴(yán)重虧電；②蓄電池正、負(fù)極柱上的電纜接頭松動或接觸不良；③控制線路斷路。2）起動繼電器的故障有：①繼電器線圈繞組燒毀可斷路；②繼電器觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)g或觸點(diǎn)不能閉合。一、起動機(jī)不轉(zhuǎn)的故障診斷與排除1、現(xiàn)象：將點(diǎn)火開關(guān)旋到起動位463）起動機(jī)的故障有：①起動機(jī)電磁開關(guān)觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)g或兩觸點(diǎn)高度調(diào)整不當(dāng)而導(dǎo)致觸點(diǎn)表面不在同一平面內(nèi)，使觸盤不能將兩個(gè)觸點(diǎn)接通；②換向器嚴(yán)重?zé)g而導(dǎo)致電刷與換向器接觸不良；③電刷彈簧壓力過小或電刷卡死在電刷架中；④電刷與勵(lì)磁繞組斷路或正電刷搭鐵；⑤磁場繞組或電樞繞組有斷路、短路或搭鐵故障；⑥電樞軸的銅襯套磨損過多，使電樞軸偏心或電樞軸彎曲，導(dǎo)致電樞鐵心“掃膛”(即電樞鐵心與磁極發(fā)生摩擦或碰撞）。3）起動機(jī)的故障有：473、故障診斷與排除方法根據(jù)故障排除從易到難的一般原則，首先應(yīng)檢查蓄電池儲電情況和蓄電池搭鐵線、火線的連接是否有松動，然后再做進(jìn)一步的檢查。故障診斷與排除程序如下：

1）打開前照燈開關(guān)或按下喇叭按鈕，若燈光較亮或喇叭聲音宏亮，說明蓄電池存電較足，故障不在蓄電池；若燈光很暗或喇叭聲音很小，說明蓄電池容量嚴(yán)重不足；若燈不亮或喇叭不響，說明蓄電池或電源線路有故障，應(yīng)檢查蓄電池火線及搭鐵電纜的連接有無松動以及蓄電池儲電是否充足。3、故障診斷與排除方法482）若燈亮或喇叭響，說明故障發(fā)生在起動機(jī)、電磁開關(guān)或控制電路?？捎寐萁z刀將電磁開關(guān)的30#接柱與C接柱接通。若起動機(jī)不轉(zhuǎn)，則起動機(jī)有故障；若起動機(jī)空轉(zhuǎn)正常，說明電磁開關(guān)或控制電路有故障。

3）診斷起動機(jī)故障時(shí)，可用螺絲刀短接30#接柱與C接柱時(shí)產(chǎn)生火花的強(qiáng)弱來辨別。若短接時(shí)無火花，說明磁場繞組、電樞繞組或電刷引線等有斷路故障；若短接時(shí)有強(qiáng)烈火花而起動機(jī)不轉(zhuǎn)，說明起動機(jī)內(nèi)部有短路或搭鐵故障，須拆下起動機(jī)進(jìn)一步檢修。

4）診斷電磁開關(guān)或控制電路故障時(shí)，可用導(dǎo)線將蓄電池正極與電磁開關(guān)50#接柱接通(時(shí)間不超過3-5s)，如接通時(shí)起動機(jī)不轉(zhuǎn)，說明電磁開關(guān)故障，應(yīng)拆下檢修或更換電磁開關(guān)；如接通時(shí)起動機(jī)轉(zhuǎn)動，說明開關(guān)回路或控制回路有斷路故障。

5）排除是開關(guān)回路還是控制回路故障時(shí)，可以根據(jù)是否有起動繼電器吸合的響聲來判斷。若有繼電器吸合的響聲，說明是開關(guān)回路有斷路故障；若無繼電器吸合的響聲，說明是控制回路有斷路故障。

6）排除線路的斷路故障，可用萬用表或試燈逐段檢查排除。2）若燈亮或喇叭響，說明故障發(fā)生在起動機(jī)、電磁開關(guān)或控49二、起動機(jī)起動無力的故障診斷與排除1、現(xiàn)象：將點(diǎn)火開關(guān)旋至起動檔時(shí)，起動機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)，但功率明顯不足，時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停。2、故障原因：

1）蓄電池儲電不足或有短路故障致使供電能力降低；

2）起動機(jī)主回路接觸電阻增大使起動機(jī)工作電流減小，接觸電阻增大的原因包括：蓄電池正、負(fù)極柱上的電纜緊固不良；超動機(jī)電磁開關(guān)觸點(diǎn)與導(dǎo)電盤燒蝕；電刷與換向器接觸不良或換向器燒蝕等；

3）起動機(jī)磁場繞組或電樞繞組匝間短路使起動機(jī)輸出功率降低；

4）起動機(jī)裝配過緊或有“掃膛”現(xiàn)象；

5）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動阻力矩過大。二、起動機(jī)起動無力的故障診斷與排除1、現(xiàn)象：將點(diǎn)火開關(guān)旋至起503、故障診斷與排除方法：1）檢查蓄電池容量(用高率放電計(jì)檢查)，若容量不足，可用容量充足的蓄電池輔助供電的方法加以排除；

2）檢查蓄電池樁頭接柱及起動電磁開關(guān)主觸頭接柱的松動情況，若松動，加以緊固。

3）若懷疑是起動機(jī)內(nèi)部故障，可用同型號無故障的起動機(jī)替換加以排除。確認(rèn)是起動機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步拆檢起動機(jī)。3、故障診斷與排除方法：51三、起動機(jī)其他故障診斷與排除

起動機(jī)其他故障包含起動機(jī)空轉(zhuǎn)、驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈嚙合異響、電磁開關(guān)異響等故障。

1、起動機(jī)空轉(zhuǎn)的故障診斷與排除

1）現(xiàn)象：起動發(fā)動機(jī)時(shí)，起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速很高，響聲較大而發(fā)動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)。

2）故障原因：單向離合器打滑，不能傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。

3）排除方法：更換單向離合器故障即可排除。

2、驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈嚙合異響的故障診斷與排除

1）現(xiàn)象：起動發(fā)動機(jī)時(shí)，驅(qū)動齒輪不能順利嚙入飛輪齒圈，有齒輪撞擊聲。

2）故障原因①驅(qū)動齒輪輪齒或飛輪齒圈輪齒磨損過甚或個(gè)別齒損壞；②起動機(jī)調(diào)整不當(dāng)，驅(qū)動齒輪端面與端蓋凸緣間的距離過小。當(dāng)驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈尚未嚙合或剛剛嚙合時(shí)，起動機(jī)主電路就已接通，于是驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)著與靜止的飛輪齒圈嚙合而發(fā)生的撞擊聲。三、起動機(jī)其他故障診斷與排除起動機(jī)其他故障包含起動機(jī)空523）排除方法若是齒輪磨損或個(gè)別齒損壞，則更換驅(qū)動齒輪、飛輪齒圈。若是起動機(jī)調(diào)整不當(dāng)，則按要求調(diào)整好起動機(jī)。

3、起動機(jī)電磁開關(guān)異響的故障診斷與排除

1）現(xiàn)象：啟動發(fā)動機(jī)時(shí)，電