1、課題1起動系統(tǒng)概述4.1.1起動系統(tǒng)的作用發(fā)動機(jī)借助外力由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到能自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程,稱為發(fā)動機(jī)的起動。發(fā)動機(jī)的起動通常有人力起動、輔助汽油機(jī)起動和電力起動機(jī)起動3種。人力起動,即用手搖、繩拉或人推,人力起動最為簡單,但不方便。目前,人力起動只作為汽車的后備起動手段。輔助汽油機(jī)起動,很麻煩,又很笨重,僅在少數(shù)重型汽車上采用。4.1.2起動系統(tǒng)的組成圖4-1起動系統(tǒng)的組成4.1.3起動機(jī)的組成和分類1.起動機(jī)的組成圖4-2起動機(jī)的組成2.起動機(jī)的分類(1)按嚙合方式進(jìn)行分類(2)按起動機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類4.1.4起動機(jī)型號根據(jù)QC/T 731993汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號編制方法的規(guī)定,起動機(jī)的

2、型號由5部分組成。(2)電壓等級代 號(3)功率等級 代號表4-1起動機(jī)的功率等級代號(4)設(shè)計序號(5)變型代號例如,“QD124”表示額定電壓為12V,功率為12kW,第四次設(shè)計的起動機(jī)。(1)產(chǎn)品代號(1)目的及能力要求(2)準(zhǔn)備(3)步驟(4)注意事項(5)討論能力訓(xùn)練2起動機(jī)組成(1)目的及能力要求能力訓(xùn)練1(2)準(zhǔn)備(3)步驟 (4)注意事項(5)討論課題2起動機(jī)用直流串勵式電動機(jī) 4.2.1直流串勵式電動機(jī)工作原理直流電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。它是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用而發(fā)生運動的原理工作的。如圖4-3所示,在直流電動機(jī)的電刷A、B上外加直流電壓,這時電路中將

3、有電流流過,其流向由電刷A經(jīng)a-b-c-d到電刷B,于是載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用,形成力矩(稱電磁轉(zhuǎn)矩)使線圈轉(zhuǎn)動。圖4-3直流電動機(jī)工作原理4.2.2直流串勵式電動機(jī)組成起動機(jī)的直流電動機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成,如圖4-4所示。圖4-4起動機(jī)的結(jié)構(gòu)1后端蓋2單向離合器3撥叉銷軸4撥叉5、14緊固螺釘6活動鐵心7調(diào)整墊片8回位彈簧9電磁開關(guān)10導(dǎo)電片11電刷12電刷架13墊片15防塵器16通心螺栓17前端蓋18止推墊片19外殼20定子21換向器22電樞23中間支撐板24驅(qū)動齒輪25電樞軸1.定子定子俗稱磁極,其作用是產(chǎn)生磁場,分勵磁式和永磁式兩類。圖4-5電動機(jī)磁路(

4、1)勵磁式定子勵磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián),故稱為串勵式電動機(jī)。圖4-6勵磁式定子圖4-7串勵式電動機(jī)內(nèi)電路a)結(jié)構(gòu)b)符號(2)永磁式定子2.轉(zhuǎn)子圖4-8轉(zhuǎn)子總成1換向器2鐵心3繞組4電樞軸(2)繞組轉(zhuǎn)子繞組各線圈的端頭都焊在換向器銅片的凸緣上,通過電刷將蓄電池的電流引入。圖4-9換向器1銅片2軸套3壓環(huán)4凸緣(1)鐵心(3)換向器(4)電樞軸轉(zhuǎn)子與定子鐵心氣隙,普通起動機(jī)一般為0.50.8mm,減速型起動機(jī)一般為0.40.5mm。3.電刷與電刷架電刷與換向器配合,將電流引入轉(zhuǎn)子繞組。4.驅(qū)動端蓋如圖4-11所示,驅(qū)動端蓋上有撥叉座和驅(qū)動齒輪行程調(diào)整螺釘,還有支撐撥叉的軸銷孔。圖4-10電刷及電刷架的

5、組合1扭轉(zhuǎn)彈簧2電刷3電刷架4起動機(jī)轉(zhuǎn)子集電環(huán)圖4-11驅(qū)動端蓋4.2.3直流串勵式電動機(jī)的工作特性直流串勵式電動機(jī)的工作特性主要是指電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率與電流之間的關(guān)系。它包括轉(zhuǎn)矩特性、轉(zhuǎn)速特性和功率特性,如圖4-12所示。1.轉(zhuǎn)矩特性所謂轉(zhuǎn)矩特性是指直流串勵式電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩M隨電樞電流IS的變化關(guān)系,即圖4-12直流串勵式電動機(jī)的特性曲線圖4-13直流串勵式電動機(jī)工作電路圖4-14直流串勵式電動機(jī)轉(zhuǎn)矩特性直流串勵式電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨電樞電流的變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)速特性,即圖4-15直流串勵式電動機(jī)機(jī)械特性2.轉(zhuǎn)速特性3.功率特性 (1)目的及能力要求(2)準(zhǔn)備(3)步驟 (4)注意事項(5)討

6、論能力訓(xùn)練2起動機(jī)實驗(1)目的及能力要求能力訓(xùn)練1(2)準(zhǔn)備(3)步驟 (4)注意事項(5)討論課題3起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu) 一般起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動齒輪的單向離合器,減速起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)還包括減速裝置。驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合一般是靠撥叉強制撥動而完成的,如圖4-16所示。起動機(jī)不工作時,驅(qū)動齒輪處于圖4-16a所示位置;當(dāng)需起動時,撥叉在人力或電磁力的作用下,將驅(qū)動齒輪推出,與飛輪齒圈接近完全嚙合,如圖4-16b所示;待驅(qū)動齒輪與飛輪接近完全嚙合時,起動機(jī)主開關(guān)接通,起動機(jī)帶動曲軸運轉(zhuǎn),如圖4-16c所示。發(fā)動機(jī)起動后,如果驅(qū)動齒輪仍處于嚙合狀態(tài),則單向離合器打滑,阿小齒輪在飛輪帶動下空轉(zhuǎn),電

7、動機(jī)處于空載下旋轉(zhuǎn),避免了被飛輪反拖高速旋轉(zhuǎn)的危險。起動完畢后,起動機(jī)撥叉在回位彈簧的作用下回位,帶動驅(qū)動小齒輪退出了飛輪齒圈的嚙合。圖4-16起動機(jī)驅(qū)動齒輪嚙合過程常見起動機(jī)單向離合器的結(jié)構(gòu)主要有滾柱式、摩擦片式、彈簧式和棘輪式4種。4.3.1滾柱式單向離合器1.構(gòu)造滾柱式單向離合器的構(gòu)造如圖4-17所示。圖4-17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壓帽及彈簧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2.工作原理(1)結(jié)構(gòu)特點圖4-18滾動的受力分析a)起動時b)起動后1外殼2十字塊3滾柱4壓帽及彈簧(2)工作過程起動后,飛輪齒環(huán)帶動驅(qū)動齒輪與外殼高速旋轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)

8、速超過十字塊時,就迫使?jié)L柱滾入寬端打滑(見圖4-18b),各自自由轉(zhuǎn)動,起“飛散”保護(hù)作用。4.3.2摩擦片式單向離合器中等功率和大功率的起動機(jī)多采用摩擦片式單向離合器。它是通過摩擦片的壓緊(傳遞轉(zhuǎn)矩)和放松(防止“飛散”)來實現(xiàn)離合的,其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖4-19所示。圖4-19摩擦片式單向離合器a)結(jié)構(gòu)b)壓緊c)松開1驅(qū)動齒輪2齒輪柄3減振彈簧4小彈簧5主動摩擦片6壓環(huán)7彈性圈8外接合轂9被動摩擦片10內(nèi)接合轂11飛輪(1)構(gòu)造(2)工作原理4.3.3彈簧式單向離合器(1)構(gòu)造(2)工作原理圖4-20彈簧式單向離合器1驅(qū)動齒輪2擋圈3月形鍵4扭力彈簧5護(hù)圈6連接套筒7墊圈8彈簧9移動襯套

9、10卡簧4.3.4棘輪式單向離合器(1)構(gòu)造圖4-21棘輪式單向離合器1彈簧圈2有鍵槽的軸套3外殼4橡膠墊5墊圈6花鍵套筒7彈簧8主動棘輪9擋圈10鋼球(6)11彈簧圈12被動棘輪(2)工作原理起動后,當(dāng)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速超過電動機(jī)電樞轉(zhuǎn)速時,被動棘輪變?yōu)橹鲃?迫使主動棘輪8壓縮彈簧7,擺脫同主動棘輪的嚙合而打滑,起“飛散”保護(hù)作用。4.3.5撥叉撥叉的作用是使離合器作軸向移動,將驅(qū)動齒輪嚙入和脫離飛輪齒環(huán)?，F(xiàn)代汽車上一般采用電磁式撥叉。圖4-22電磁式撥叉1叉軸2撥叉3、4彈簧5線圈6外殼7電磁鐵心8、9接線柱10撥環(huán)11嚙合彈簧12驅(qū)動齒輪(1)目的及能力要求(2)準(zhǔn)備(3)步驟(4)注意事項(

10、5)討論課題4起動機(jī)控制機(jī)構(gòu)起動機(jī)控制機(jī)構(gòu)也稱為“操縱機(jī)構(gòu)”。其作用是控制驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈的嚙合與分離;控制電動機(jī)電路的接通與切斷。常用控制機(jī)構(gòu)有機(jī)械式和電磁式兩種。在現(xiàn)代汽車上,起動機(jī)均采用電磁式控制電路。4.4.1電磁控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)電磁控制機(jī)構(gòu)在起動機(jī)上稱為電磁開關(guān)。圖4-23所示為QD124型起動機(jī)的電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。 圖4-23電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)1、13主電路接線柱2附加電阻短路接線柱3導(dǎo)電片4接觸盤5固定鐵心6吸引線圈和保持線圈7推桿8活動鐵心9回位彈簧10調(diào)節(jié)螺釘11撥叉12起動機(jī)接線柱(吸引及保持線圈流入端)圖4-24QD124型起動機(jī)的電路圖4.4.2電磁控制機(jī)構(gòu)基本工作過程當(dāng)起動電

11、路接通后,吸引、保持線圈同時通電,保持線圈的電流經(jīng)起動機(jī)接線柱12進(jìn)入,經(jīng)線圈后直接搭鐵,吸引線圈的電流也經(jīng)起動機(jī)接線柱12進(jìn)入,但通過線圈后未直接搭鐵,而是進(jìn)入電動機(jī),經(jīng)電動機(jī)后再搭鐵。課題5起動系統(tǒng)控制電路常見的起動系控制電路分為開關(guān)直接控制、起動繼電器控制和起動復(fù)合繼電器控制3種。4.5.1開關(guān)直接控制起動系開關(guān)直接控制是指起動機(jī)由點火開關(guān)或起動按鈕直接控制,如圖4-25所示。起動功率較小的汽車(如長安奧拓微型轎車、天津夏利轎車)多采用這種控制形式。4.5.2起動繼電器控制起動系 起動繼電器控制指用起動繼電器觸點控制起動機(jī)電磁開關(guān)的大電流,而用點火開關(guān)或起動按鈕控制繼電器線圈的小電流,如

12、圖4-26所示。起動繼電器的作用就是以小電流控制大電流,保護(hù)點火開關(guān),減少起動機(jī)電磁開關(guān)線路壓降。圖4-25開關(guān)直接控制起動系電路a)接線圖b)電原理圖圖4-26起動繼電器控制起動系電路a)接線圖b)電原理圖4.5.3起動復(fù)合繼電器控制起動系圖4-27起動復(fù)合繼電器控制起動系電路課題6典型起動機(jī)實例4.6.1電磁控制強制嚙合式起動機(jī)早期的東風(fēng)EQ1090型汽車起動系統(tǒng),由QD124型電磁開關(guān)強制嚙合式起動機(jī)、起動繼電器、點火開關(guān)(起動擋)等組成,其控制電路如圖4-28所示。圖4-28QD124型起動機(jī)電路1起動繼電器觸點2起動繼電器線圈3點火開關(guān)4、5主接線柱6點火線圈附加電阻短路接線柱7導(dǎo)電

13、片8接線柱9電磁開關(guān)接線柱10接觸盤11推桿12固定鐵心13吸引線圈14保持線圈15活動鐵心16回位彈簧17調(diào)節(jié)螺釘18連接片19撥叉20定位螺釘21滾柱式單向離合器22驅(qū)動齒輪23限位螺母24附加電阻線(白線1.7)4.6.2QD04型起動機(jī)某些柴油汽車,電源系統(tǒng)電壓為12V,而起動機(jī)額定電壓卻為24V。為了滿足正常運行和起動兩種電壓的要求,在起動機(jī)控制電路中,裝設(shè)了電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)。QD04型起動機(jī)就是這種控制電路4.6.3電樞移動式起動機(jī)電樞移動式起動機(jī)是借助磁極的電磁力,移動整個電樞,將起動機(jī)驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)的。捷克的太脫拉、斯可達(dá)汽車等均采用這種起動機(jī),其構(gòu)造如圖4-30所示。圖4-

14、30電樞移動式起動機(jī)1油塞2摩擦片式單向離合器3磁極4電樞5接線柱6端蓋7控制繼電器8扣爪9換向器10凸緣盤11電刷彈簧12電刷13電刷架14回位彈簧15勵磁繞組16油封17驅(qū)動齒輪1.結(jié)構(gòu)特點電樞在回位彈簧14的彈力作用下與磁極錯開一定位置,而且換向器也較長。2.工作過程工作原理如圖4-31所示。圖4-31電樞移動式起動機(jī)工作原理a)原始位置b)第一階段c)第二階段1電磁鐵2靜觸點3接觸橋4并聯(lián)勵磁繞組5輔助勵磁繞組6主勵磁繞組7擋片8扣爪9回位彈簧10凸緣盤11電樞12磁極13摩擦片離合器4.6.4減速起動機(jī)為了提高起動性能并減小起動機(jī)的質(zhì)量,近年來許多小型汽車采用了內(nèi)裝減速裝置的起動機(jī),

15、稱為減速起動機(jī)。圖4-32減速起動機(jī)1起動開關(guān)2起動繼電器線圈3起動繼承電器觸點4主觸點5接觸盤6吸引線圈7保持線圈8活動鐵心9撥叉10單向離合器11螺旋花鍵軸12內(nèi)嚙合減速齒輪13主動齒輪14電樞15磁場繞組圖4-33減速裝置類型a)外嚙合式b)內(nèi)嚙合式c)行星齒輪式4.6.5永磁減速式起動機(jī)部分桑塔納、奧迪、北京切諾基等汽車采用了永磁減速超導(dǎo)起動機(jī),既提高了起動機(jī)的性能,又簡化了起動機(jī)的結(jié)構(gòu)。圖4-34所示為北京切諾基BJ2021型吉普車12VDW1.4型永磁減速式起動機(jī)的原理簡圖。圖4-3412VDW1.4型永磁減速式起動機(jī)原理(1)目的及能力要求(2)準(zhǔn)備(3)步驟(4)注意事項(5)

16、討論課題7起動機(jī)的使用維護(hù)與檢修4.7.1起動機(jī)使用的注意事項4.7.2起動機(jī)的維護(hù)要點4.7.3起動機(jī)的檢修1.電樞的檢修(1)電樞繞組斷路的檢修圖4-35交流試燈檢查電樞繞組斷路(2)電樞繞組短路的檢修電樞繞組出現(xiàn)短路故障后,應(yīng)重繞或更換電樞;若換向片間嚴(yán)重短路,應(yīng)更換換向器。圖4-39電樞繞組搭鐵的檢修(3)電樞繞組搭鐵的檢修2.換向器的檢修3.電刷、電刷架及軸套的檢修(1)外觀檢查(2)電刷的更換圖4-46電刷外觀檢查圖4-47電刷高度的測量圖4-48電刷的更換研磨后的電刷與換向器的接觸面積應(yīng)大于75%。(4)電刷彈簧壓力的檢查電刷彈簧壓力應(yīng)為11.714.7N,若壓力過低,應(yīng)予更換。

17、(5)絕緣電刷架的絕緣情況檢查(6)軸套的檢修軸套磨損超差后應(yīng)更換。(3)電刷的研磨(1)驅(qū)動齒輪的檢修(2)花鍵套筒與電樞軸配合情況的檢查(3)單向離合器力矩傳遞情況的檢查 圖4-51花鍵套筒與電樞軸配合情況的檢查4.單向離合器的檢修圖4-52單向離合器力矩傳遞情況的檢查(1)定子繞組斷路的檢修斷路故障很少出現(xiàn),如果產(chǎn)生斷路應(yīng)用錫焊重新焊牢。(2)定子繞組短路的檢修圖4-53定子繞組斷路的檢修5.定子繞組的檢修圖4-54定子繞組短路的檢修(3)定子繞組搭鐵的檢修6.電磁開關(guān)的檢修(1)機(jī)械部分的檢修(2)線圈的檢修圖4-58吸引線圈的測量位置圖4-59保持線圈的測量位置圖4-60吸引線圈和保

18、持線圈的連接電路課題8起動機(jī)故障診斷4.8.1起動機(jī)不轉(zhuǎn)故障診斷1.故障現(xiàn)象接通點火開關(guān)起動擋,起動機(jī)沒有轉(zhuǎn)動跡象。2.故障原因3.故障診斷程序以單繼電器型線路為例,起動機(jī)不轉(zhuǎn)故障診斷程序如圖4-61所示。圖4-61起動不轉(zhuǎn)故障診斷程序4.8.2起動機(jī)轉(zhuǎn)動無力故障診斷1.故障現(xiàn)象接通點火開關(guān)起動擋,起動機(jī)轉(zhuǎn)速很低,甚至有時有短暫停轉(zhuǎn)現(xiàn)象。2.故障原因3.故障診斷程序起動無力故障診斷程序如圖4-62所示。圖4-62起動無力故障診斷程序1.現(xiàn)象接通起動機(jī),發(fā)動機(jī)曲軸不轉(zhuǎn),起動機(jī)高速空轉(zhuǎn)或以很低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。2.診斷4.8.4單向離合器不回位1.現(xiàn)象起動機(jī)被使用后,雖然松開點火開關(guān),但驅(qū)動齒輪仍與飛輪齒

19、環(huán)嚙合而不回位。4.8.3起動機(jī)空轉(zhuǎn)2.診斷 (1)目的及能力要求(2)準(zhǔn)備(3)步驟(4)注意事項(5)討論能力訓(xùn)練2起動機(jī)運轉(zhuǎn)無力故障診斷能力訓(xùn)練1(1)目的及能力要求(2)準(zhǔn)備(3)步驟(4)實訓(xùn)注意事項(5)討論單 元 小 結(jié)1.起動系由起動機(jī)和控制電路兩個部分組成。2.起動機(jī)包括直流串勵式電動機(jī)和控制裝置等。3.起動機(jī)的電磁開關(guān)中有吸引線圈和保持線圈。4.起動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)中單向離合器的形式有滾柱式、摩擦片式、棘輪式和彈簧式。5.直流串勵式起動機(jī)的特性包括力矩特性、轉(zhuǎn)速特性和功率特性。6.起動機(jī)控制電路分為無繼電器控制電路、有繼電器控制電路和組合繼電器控制電路等幾種形式。7.起動機(jī)的性能

20、測試包括空轉(zhuǎn)實驗和全制動實驗。8.起動機(jī)的檢測方法有測量和實驗?zāi)M法。復(fù)習(xí)思考題一、簡答題1.蓄電池是直流電源,為什么直流電動機(jī)上還要有換向器?2.起動機(jī)為什么要采用直流串勵式起動機(jī)?3.改變蓄電池的搭鐵極性,對起動機(jī)的工作有無影響?為什么?4.試述單向滾柱式離合器的工作過程。5.直流串勵式起動機(jī)有幾個部分組成?各部分的功用是什么?6.為什么限制起動機(jī)工作時間?7.起動機(jī)不轉(zhuǎn),可能是哪些故障引起的?怎樣檢查?二、判斷題1.起動機(jī)主要由直流串勵式電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和控制裝置組成。() 2.直流電動機(jī)是利用磁場的相互作用將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的。() 3.電樞是電動機(jī)中能轉(zhuǎn)的部件,它由疊片構(gòu)造的鐵心和繞

21、在鐵心上的漆包線等構(gòu)成。() 4.起動機(jī)的電磁開關(guān)中的兩個線圈分別是保護(hù)線圈和吸引線圈。() 5.起動機(jī)中換向器的作用是將交流電變成直流電。() 6. CA1091型汽車起動控制電路利用組合繼電器控制的包括起動繼電器和保護(hù)繼電器。保護(hù)繼電器是利用發(fā)動機(jī)中性點電壓控制的。() 7.起動機(jī)一定有勵磁繞組且與電樞繞組呈完全串聯(lián)。() 8.電磁操縱起動機(jī)單向離合器與電樞軸普遍用螺旋花鍵聯(lián)接。() 9.電磁操縱起動機(jī)均設(shè)計有鐵心斷電行程。() 10.北京切諾基吉普車近期采用了行星齒輪減速型起動機(jī)。() 11.起動機(jī)有“噠噠”聲響,但不能發(fā)動的原因一定是電磁開關(guān)中吸引線圈已燒斷。() 12.將有匝間短路故障的起動機(jī)磁場繞組放在通電的電樞感應(yīng)儀上5min后,會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象