汽車電器設(shè)備與維修第4章汽車起動(dòng)系統(tǒng)課件

第4章汽車起動(dòng)系統(tǒng)第4章汽車起動(dòng)系統(tǒng)目錄4.1起動(dòng)機(jī)的分類及型號(hào)4.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作特性4.3起動(dòng)機(jī)的就車檢查及使用養(yǎng)護(hù)4.4啟動(dòng)系統(tǒng)常見故障診斷與排除目錄4.1起動(dòng)機(jī)的分類及型號(hào)4.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工1.起動(dòng)系統(tǒng)的功用起動(dòng)系統(tǒng)的功用是利用起動(dòng)機(jī)將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)起動(dòng)。2.起動(dòng)系統(tǒng)的組成起動(dòng)系統(tǒng)由蓄電池、起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)繼電器及點(diǎn)火開關(guān)等組成，如圖4-1所示。圖4-1起動(dòng)系統(tǒng)的組成1.起動(dòng)系統(tǒng)的功用圖4-1起動(dòng)系統(tǒng)的組成4.1起動(dòng)機(jī)的分類及型號(hào)4.1.1起動(dòng)機(jī)的分類1.按控制方法分類

機(jī)械控制式電磁控制式機(jī)械控制式起動(dòng)機(jī)由腳踏或手動(dòng)拉桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)直接控制起動(dòng)機(jī)的主電路開關(guān)來接通或切斷主電路。解放CA10B型、躍進(jìn)NJ130型汽車即采用這種方式。電磁控制式起動(dòng)機(jī)借助按鈕控制電磁鐵，再由電磁鐵控制主電路開關(guān)，以接通或切斷主電路。這種起動(dòng)機(jī)由于裝有電磁鐵，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，操作省力，因此被現(xiàn)代汽車廣泛采用。4.1起動(dòng)機(jī)的分類及型號(hào)4.1.1起動(dòng)機(jī)的分類1.按控制12345電樞移動(dòng)式慣性嚙合式強(qiáng)制嚙合式齒輪移動(dòng)式同軸式2.按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙合方式分類12345電樞移動(dòng)式慣性嚙合式強(qiáng)制嚙合式齒輪移動(dòng)式同軸式2.4.1.2起動(dòng)機(jī)的型號(hào)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)QC/T73—1993《汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的規(guī)定，起動(dòng)機(jī)的型號(hào)如圖4-2所示。圖4-2起動(dòng)機(jī)的型號(hào)4.1.2起動(dòng)機(jī)的型號(hào)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)QC/T73—4.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作特性4.2.1起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1.直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，是以通電導(dǎo)體在磁場中受磁場力作用這一原理為基礎(chǔ)制成的。其主要由磁極（定子）、電樞（轉(zhuǎn)子）、電刷與電刷架、外殼及端蓋等組成，如圖4-3所示。圖4-3直流電動(dòng)機(jī)1—前端蓋；2—電刷和電刷架；3—?jiǎng)?lì)磁繞組；4—磁極鐵芯；5—外殼；6—換向器；7—電樞（轉(zhuǎn)子）；8—后端蓋4.2起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作特性4.2.1起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖4-1）磁極磁極的作用是產(chǎn)生磁場，它由磁極鐵芯和固定在鐵芯上的勵(lì)磁繞組組成，如圖4-4所示。為增大磁場強(qiáng)度，大多數(shù)起動(dòng)機(jī)采用4個(gè)磁極。通過螺釘將磁極鐵芯固定在電動(dòng)機(jī)的外殼上。勵(lì)磁繞組是采用矩形粗銅線繞制而成的。圖4-4磁極與磁路1）磁極圖4-4磁極與磁路2）電樞電樞由電樞軸、電樞繞組、換向器及鐵芯等組成，如圖4-5所示，其作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。圖4-5電樞總成1—換向器；2—鐵芯；3—電樞繞組；4—電樞軸2）電樞圖4-5電樞總成3）電刷與電刷架電刷與電刷架的作用是將電流引入電動(dòng)機(jī)，使電樞產(chǎn)生定向轉(zhuǎn)矩。電刷一般是用銅和石墨粉壓制而成的，有利于減小電阻及增加耐磨性。電刷裝在電刷架中，借彈簧壓力壓在換向器上，如圖4-6所示。一般電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有4個(gè)電刷，其中有兩個(gè)電刷直接搭鐵，稱為搭鐵電刷。圖4-6電刷及電刷架1—框式電刷架；2—盤形彈簧；3—電刷；4—前端蓋；5—換向器3）電刷與電刷架圖4-6電刷及電刷架4）軸承因起動(dòng)機(jī)每次工作時(shí)間很短，并且承受的是沖擊載荷，所以起動(dòng)機(jī)軸承一般都采用青銅石墨軸承或鐵基含油軸承；而減速起動(dòng)機(jī)電樞軸的轉(zhuǎn)速很高，其電樞軸承采用滾珠軸承或滾針軸承。5）直流電動(dòng)機(jī)工作原理直流電動(dòng)機(jī)的工作示意圖如圖4-7所示。圖4-7直流電動(dòng)機(jī)的工作示意圖4）軸承圖4-7直流電動(dòng)機(jī)的工作示意圖2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在電動(dòng)機(jī)電樞的延長軸上，在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，用來將驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸連成一體，并使驅(qū)動(dòng)齒輪沿電樞軸移出與飛輪齒圈嚙合，將起動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。2）超速保護(hù)裝置（1）滾柱式單向離合器。如圖4-8所示為滾柱式單向離合器組成與工作示意圖。它由內(nèi)座圈、滾柱以及裝在內(nèi)座圈孔中的柱塞和彈簧等組成。驅(qū)動(dòng)齒輪與外座圈連成一體，花鍵套筒與內(nèi)座圈連成一體，并通過花鍵裝在電樞的延長軸上。圖4-8滾柱式單向離合器組成與工作示意圖1—起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪；2—外座圈；3—內(nèi)座圈；4—滾柱；5—柱塞；6—花鍵套筒；7—彈簧；8—飛輪齒圈2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖4-8滾柱式單向離合器組成與工作示意圖（2）彈簧式單向離合器。彈簧式單向離合器的結(jié)構(gòu)較為簡單，如圖4-9所示。圖4-9彈簧式單向離合器的結(jié)構(gòu)1—襯套；2—起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪；3—限位套；4—離合彈簧；5—護(hù)套；6—花鍵套筒；7—彈簧；8—滑套（2）彈簧式單向離合器。圖4-9彈簧式單向離合器的結(jié)構(gòu)（3）摩擦片式離合器。在一些大功率起動(dòng)機(jī)上常采用摩擦片式離合器，以傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。摩擦片式離合器的結(jié)構(gòu)如圖4-10所示。圖4-10摩擦片式離合器的結(jié)構(gòu)1—起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪；2—限位套;3—鎖緊螺母；4—彈性墊圈；5—壓環(huán)；6—調(diào)整墊圈；7—從動(dòng)摩擦片；8—主動(dòng)摩擦片；9、14—卡環(huán)；10—內(nèi)接合鼓；11—花鍵套筒；12—彈簧；13—滑環(huán)（3）摩擦片式離合器。在一些大功率起動(dòng)機(jī)上常采用摩擦片式離合3.控制裝置起動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)如圖4-11所示，主要由吸引線圈和保持線圈、活動(dòng)鐵芯、接觸盤等組成。其中，吸引線圈與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，保持線圈與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，直接搭鐵?；顒?dòng)鐵芯一端通過接觸盤控制主電路的導(dǎo)通，另一端通過撥叉控制驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙合。圖4-11起動(dòng)機(jī)控制裝置結(jié)構(gòu)1、13—主接線柱；2—點(diǎn)火線圈附加電阻短路接線柱；3—導(dǎo)電片；4—接觸盤；5—固定鐵芯；6—吸引線圈和保持線圈；7—推桿；8—活動(dòng)鐵芯；9—復(fù)位彈簧；10—調(diào)節(jié)螺釘；11—撥叉；12—起動(dòng)機(jī)接線柱3.控制裝置圖4-11起動(dòng)機(jī)控制裝置結(jié)構(gòu)4.2.2起動(dòng)機(jī)的工作特性1.直流電動(dòng)機(jī)的工作特性汽車起動(dòng)機(jī)所用的電動(dòng)機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)矩M、轉(zhuǎn)速n和功率P隨電樞電流變化的規(guī)律，稱為直流電動(dòng)機(jī)的工作特性。如圖4-12所示為串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的特性曲線。圖4-12串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的特性曲線4.2.2起動(dòng)機(jī)的工作特性1.直流電動(dòng)機(jī)的工作特性圖4-11）轉(zhuǎn)矩特性由于勵(lì)磁繞組與電樞繞組是串聯(lián)的，因此有勵(lì)磁電流Ij與電樞電流Is相等。在磁路未飽和時(shí)，磁通Φ與勵(lì)磁電流Ij成正比，即Φ=C1Ij=C1Is（C1為常數(shù)），故電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為M=CmΦIs=CmC1IsIs=CIs2式中，Cm為電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)；C為規(guī)定的常數(shù)。在磁路未飽和時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M與電樞電流Is的平方成正比。在磁路飽和時(shí)，磁極磁通Φ為常數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流大致成直線關(guān)系，見圖4-12中的M曲線。1）轉(zhuǎn)矩特性2）轉(zhuǎn)速特性串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3）功率特性電動(dòng)機(jī)的輸出功率P可以通過測量電動(dòng)機(jī)電樞軸上的輸出轉(zhuǎn)矩M和電樞軸的轉(zhuǎn)速n來確定，即2）轉(zhuǎn)速特性3）功率特性蓄電池容量越小，內(nèi)阻越大，內(nèi)壓降也就越大，供給起動(dòng)機(jī)的電壓降低，使起動(dòng)機(jī)輸出電流和功率減小。當(dāng)蓄電池使用時(shí)間增長、極板硫化程度增大時(shí)，內(nèi)阻相應(yīng)增大，所以起動(dòng)性能相應(yīng)降低，起動(dòng)機(jī)就不易起動(dòng)。起動(dòng)機(jī)接觸電阻與導(dǎo)線電阻越大，起動(dòng)機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速越小。電刷與換向器接觸不良、電刷彈簧彈力減弱、導(dǎo)線與蓄電池接線柱連接不牢等，都會(huì)使接觸電阻增大。當(dāng)蓄電池使用環(huán)境溫度降低時(shí)，電解液密度增大，蓄電池內(nèi)阻增大，蓄電池容量和端電壓都將急劇下降，使起動(dòng)機(jī)輸出電流和功率顯著降低。因此，在寒冷冬季，應(yīng)對蓄電池采取有效的保溫措施。汽車蓄電池容量的影響環(huán)境溫度的影響接觸電阻和導(dǎo)線電阻的影響2.影響起動(dòng)機(jī)工作特性的因素蓄電池容量越小，內(nèi)阻越大，內(nèi)壓降也就越大，供給起動(dòng)機(jī)的電壓降4.3起動(dòng)機(jī)的就車檢查及使用養(yǎng)護(hù)4.3.1起動(dòng)機(jī)的就車檢查1.電磁開關(guān)吸引線圈的性能檢查（1）先把勵(lì)磁繞組的引線斷開。（2）按照如圖4-13所示的方法連接蓄電池與起動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)齒輪應(yīng)能伸出，否則表明其功能不正常。圖4-13電磁開關(guān)吸引線圈性能檢查4.3起動(dòng)機(jī)的就車檢查及使用養(yǎng)護(hù)4.3.1起動(dòng)機(jī)的就車檢2.電磁開關(guān)保持線圈性能檢查接線方法如圖4-14所示，在驅(qū)動(dòng)齒輪移出之后從端子C上拆下導(dǎo)線。驅(qū)動(dòng)齒輪仍能保留在伸出位置，否則表明保持線圈損壞或搭鐵不正確。圖4-14電磁開關(guān)保持線圈性能檢查2.電磁開關(guān)保持線圈性能檢查圖4-14電磁開關(guān)保持線圈性能3.驅(qū)動(dòng)齒輪回位檢查檢查方法如圖4-15所示，拆下蓄電池負(fù)極接外殼的接線夾后，驅(qū)動(dòng)齒輪能迅速返回原始位置即為正常。圖4-15驅(qū)動(dòng)齒輪回位檢查3.驅(qū)動(dòng)齒輪回位檢查圖4-15驅(qū)動(dòng)齒輪回位檢查4.空載檢查具體操作步驟如下：（1）固定起動(dòng)機(jī)。（2）按照如圖4-16所示的方法連接導(dǎo)線。（3）檢查起動(dòng)機(jī)應(yīng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪應(yīng)移出。（4）讀取電流表的數(shù)值，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。（5）斷開端子50連接后，起動(dòng)機(jī)應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒輪縮回。在進(jìn)行上述項(xiàng)目檢查時(shí)，應(yīng)注意盡快完成操作，以免燒壞直流電動(dòng)機(jī)的繞組。圖4-16起動(dòng)機(jī)的空載檢查4.空載檢查圖4-16起動(dòng)機(jī)的空載檢查1.起動(dòng)機(jī)的養(yǎng)護(hù)要求起動(dòng)機(jī)在使用中有以下養(yǎng)護(hù)要求：（1）起動(dòng)機(jī)各導(dǎo)線安裝應(yīng)牢固可靠、絕緣良好，起動(dòng)機(jī)外表面應(yīng)保持清潔，防止短路。（2）電刷在電刷架內(nèi)應(yīng)滑動(dòng)自如，無卡滯和晃動(dòng)現(xiàn)象。（3）電刷磨損超過5%時(shí)應(yīng)更換或修整。（4）檢查換向器表面無臟污、燒蝕和磨損現(xiàn)象，必要時(shí)檢修或更換。4.3.2起動(dòng)機(jī)的使用養(yǎng)護(hù)1.起動(dòng)機(jī)的養(yǎng)護(hù)要求4.3.2起動(dòng)機(jī)的使用養(yǎng)護(hù)（5）查看電樞軸有無彎曲，檢查電樞軸前后配合間隙及驅(qū)動(dòng)齒輪與軸配合間隙應(yīng)符合規(guī)范要求。（6）定子、轉(zhuǎn)子繞組接線柱無脫焊現(xiàn)象，絕緣應(yīng)良好。（7）單向離合器夾在虎鉗上，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪應(yīng)能沿一個(gè)方向均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，而沿相反方向不能轉(zhuǎn)動(dòng)。（8）電磁開關(guān)觸點(diǎn)與接觸盤表面無油污或燒蝕現(xiàn)象。（9）電磁開關(guān)接線柱與吸引線圈無短路現(xiàn)象。為保證起動(dòng)機(jī)使用性能，維修后應(yīng)進(jìn)行空轉(zhuǎn)和制動(dòng)性能試驗(yàn)，達(dá)到規(guī)范后才能裝車。（5）查看電樞軸有無彎曲，檢查電樞軸前后配合間隙及驅(qū)動(dòng)齒輪與2.使用起動(dòng)機(jī)的注意要點(diǎn)起動(dòng)機(jī)在使用中應(yīng)注意以下事項(xiàng)。1）禁止長時(shí)間使用起動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)與一般電動(dòng)機(jī)不同，安全使用時(shí)間非常短，一般在10s之內(nèi)，通常最多不應(yīng)超過30s。故發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)不起來就不能長時(shí)間起動(dòng)，以免燒壞電動(dòng)機(jī)。在連續(xù)使用10s起動(dòng)不起來時(shí)，檢查起動(dòng)機(jī)之外的原因，如汽缸壓縮壓力、燃料系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。2）起動(dòng)機(jī)的定期檢查汽車每行駛3萬~4萬千米以上里程時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢查。2.使用起動(dòng)機(jī)的注意要點(diǎn)4.4起動(dòng)系統(tǒng)常見故障診斷與排除4.4.1起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)1.故障現(xiàn)象接通點(diǎn)火開關(guān)，起動(dòng)機(jī)只是空轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。2.故障產(chǎn)生原因（1）起動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置故障。（2）驅(qū)動(dòng)齒輪或飛輪齒圈嚴(yán)重磨損。3.故障診斷與排除（1）若起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)伴有齒輪的撞擊聲，則表明飛輪齒圈的齒或起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪的齒磨損嚴(yán)重或已損壞，致使其不能正確地嚙合，應(yīng)修整或更換相應(yīng)部件。（2）起動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置故障有單向離合器彈簧損壞、單向離合器滾柱磨損嚴(yán)重、單向離合器套筒的花鍵槽銹蝕等。這些故障會(huì)阻礙驅(qū)動(dòng)齒輪的正常移動(dòng)，造成不能與飛輪齒圈準(zhǔn)確嚙合，應(yīng)修整或更換相應(yīng)部件。4.4起動(dòng)系統(tǒng)常見故障診斷與排除4.4.1起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)1.故障現(xiàn)象接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，起動(dòng)機(jī)能夠帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)速過低甚至稍轉(zhuǎn)即停。2.故障產(chǎn)生原因起動(dòng)機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)，說明控制電路工作正常，但起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力，則說明帶負(fù)荷能力降低，實(shí)際輸出功率減小。主要有以下幾方面的原因：（1）蓄電池存電不足。（2）導(dǎo)線接觸不良。（3）起動(dòng)機(jī)本身無力。（4）發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸過緊。4.4.2起動(dòng)機(jī)起動(dòng)無力1.故障現(xiàn)象4.4.2起動(dòng)機(jī)起動(dòng)無力3.故障診斷與排除接通前照燈，再接通起動(dòng)機(jī)，看燈光變化情況。若燈光立即熄滅或燈絲變成暗紅色，說明蓄電池存電不足或蓄電池接觸不良（起動(dòng)后可用手摸試，接觸不良處特別熱）；若燈光變暗，起動(dòng)機(jī)冒煙，說明起動(dòng)機(jī)內(nèi)部有短路故障；若燈光基本保持原有亮度，說明起動(dòng)機(jī)主電路有斷路或接觸不良故障，應(yīng)檢查電刷接觸面積及彈簧彈力是否過小，電刷是否有油污，定子、轉(zhuǎn)子有無斷路等。若起動(dòng)機(jī)經(jīng)檢查均正常，則應(yīng)對曲軸緊度進(jìn)行檢查。3.故障診斷與排除模具加工方法2.故障產(chǎn)生原因1.蓄電池方面故障2.繼電器方面故障3.起動(dòng)機(jī)方面故障4.其他方面故障1.故障現(xiàn)象接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，起動(dòng)機(jī)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)跡象。4.4.3起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)模具加2.故障1.蓄電池方面故障2.繼電器方面故障3.12345根據(jù)起動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際連線情況，檢查各連線及接點(diǎn)處的連接情況。在未接通點(diǎn)火開關(guān)前，先進(jìn)行按喇叭和開前照燈試驗(yàn)。如喇叭聲響低沉、沙啞，燈光暗淡，應(yīng)先檢查蓄電池存電及正、負(fù)接線柱連接情況。檢查相關(guān)的繼電器及保險(xiǎn)絲是否正常。檢查起動(dòng)機(jī)是否正常。綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)其他方面的問題進(jìn)行綜合檢測。3.故障診斷12345根據(jù)起動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際連線情況，檢查各連線及接點(diǎn)處的連1.起動(dòng)時(shí)有打齒現(xiàn)象1）故障現(xiàn)象接通點(diǎn)火開關(guān)，起動(dòng)機(jī)在飛輪齒圈處發(fā)出強(qiáng)烈的打齒聲，且不能帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。2）故障產(chǎn)生原因（1）起動(dòng)機(jī)安裝螺釘松動(dòng)。（2）驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒圈正常嚙合的位置調(diào)整不當(dāng)，即當(dāng)主電路已接通，驅(qū)動(dòng)齒輪還未與飛輪