第三章起動機掌握起動機的組成和結構了解起動機的起動性能了解起動機的工作原理和特性掌握幾種單向離合器的構造和工作過程掌握電磁控制裝置的構造及工作原理通過對起動機的工作原理、特性、結構組成及控制裝置的工作過程的了解能夠對起動系的一些典型的故障進行檢測并排除第三章起動機1、起動機組成：起動機由直流電動機、傳動裝置和控制機構組成，其主要功用是起動發(fā)動機。2、起動系統(tǒng)包括：蓄電池、點火開關、起動機總成、起動繼電器等。

3、起動機的直流電動機主要由電樞、磁極和換向器組成。電樞由鐵心、繞組、電樞軸和換向器組成電樞繞組有兩種繞法磁場由磁極、磁場繞組和機殼組成。磁場與磁路磁場磁場繞組與電樞的連接型式有兩種換向器及電刷：用來連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。一、直流電動機的工作原理1.功用直流電動機是將電能轉變?yōu)闄C械能的設備。2.原理載流導體在磁場中受到電磁力作用會發(fā)生運動。工作原理圖見圖3.直流電動機的電磁轉矩電動機的電磁轉矩M取決于磁通φ、電樞電流Ia的乘積，即

M=CmφIa

其中Cm—電機結構常數(shù)二、直流電動機

轉矩自動調(diào)節(jié)特性二、直流電動機轉矩自動調(diào)節(jié)特性直流電動機拖動負載，當負載發(fā)生變化時，電動機的電樞轉速、電樞電流、電磁轉矩均會自動的作相應的變化，以滿足不同負載的需要。其原理如下：通電的線圈在磁場中受力而轉動，運動的線圈切割磁力線產(chǎn)生電動勢，電動勢的方向和線圈電流方向相反，電動勢的大小為E反=Ceφn其中，Ce——電機結構常數(shù)；

φ——磁極磁通；

n——電樞轉速電動機工作時，電壓平衡方程式為：

Ub=E反+IaRa

則電樞電流為：Ia=（Ub-E反）/Ra二、直流電動機轉矩自動調(diào)節(jié)特性二、直流電動機轉矩自動調(diào)節(jié)特性分析：Ia=（Ub-E反）/Ra負載↓→軸上阻力矩↓→電樞轉速↑→E反↑→Ia↓→電磁轉矩↓→直至電磁轉矩減至與阻轉矩相等→電機拖動負載以較高轉速平穩(wěn)運轉；負載↑→軸上阻力矩↑→電樞轉速↓→E反↓→Ia↑→電磁轉矩↑→直至電磁轉矩增至與阻轉矩相等→電機拖動負載以較低轉速平穩(wěn)運轉。二、直流電動機轉矩自動調(diào)節(jié)特性電動機工作時，電壓平衡方程式為：

Ub=E反+IaRa該公式稱為電動機發(fā)電機一體公式即電動機在一定條件下可以變成發(fā)電機，用于電機制動和儲能。三、起動機的工作特性1.直流電動機的型式按照磁場繞組和電樞繞組連接方法不同，可分為并激、串激、復激。2.直流電動機的機械特性（1）定義當電源電壓為額定值，勵磁電路電阻為常數(shù)時，電動機的電磁轉矩與轉速之間的關系。即：Ub=Ue，Rf=常數(shù)，n=f(M)。并勵電動機和串勵電動機的關系曲線如下：并勵電動機機械特性串勵電動機機械特性分析并勵式起動機中由于磁場電流不變，磁通為常數(shù)，電樞電路電阻又很小，所以電樞電流增大使電磁轉矩增大時，電機轉速下降并不多，稱為硬的機械特性，不適合汽車用；串勵式起動機具有軟的機械特性，即：輕載時轉速高，重載時轉速低，對起動發(fā)動機十分有利，要求與工作機械的聯(lián)結為剛性或齒輪聯(lián)結，避免“飛車”。復勵式電動機大功率起動機多采用復勵式，為防止輕載時轉速過高造成“飛車”。復勵式電動機機械特性見圖3-6。串、并、復勵電動機機械特性比較3、串勵式電動機工作電路起動機工作特性圖分析當I=0時，M=0，所以，P=0，轉速n達到最大，n=nmax（起動機空載）；當I=Imax時，n=0，所以，P=0，輸出轉矩達到最大M=Mmax（起動機制動）?？蛰d和制動的工作情況，常用來檢驗起動機的故障：分析空載時轉速低于規(guī)定值，同時電流大，說明有機械故障；制動實驗時，電源電壓和電流正常，轉矩下降，有電路故障。功率特性：P=Mn/95504.影響起動機工作特性的因素（1）蓄電池的容量和充電情況容量大，充電充足，內(nèi)阻小，供給起動機電流大，起動機的功率、轉速、制動力矩都大。（2）起動電路的電阻影響起動機內(nèi)部電阻和起動線路電阻越大，起動機的輸出功率、轉速、制動力矩均會降低。（3）環(huán)境溫度的影響。環(huán)境溫度低時，起動性能不好。四、發(fā)動機的起動性能發(fā)動機的起動性能評價指標有：起動轉矩、最低起動轉速、起動功率、起動極限溫度。1、起動轉矩起動機要有足夠大的轉矩來克服發(fā)動機初始轉動時的各種阻力。起動阻力包括：1.摩擦阻力矩；2.壓縮阻力矩；3.慣性阻力矩。

2、最低起動轉速

1.在一定溫度下，發(fā)動機能夠起動的最低曲軸轉速。汽油機中，約為50～70r/min。最好100或70r/min以上2.起動機傳給發(fā)動機的轉速要大于發(fā)動機的最低轉速：若低于這個轉速，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，導致發(fā)動機不能起動。3、起動功率

起動機所具有的功率應和發(fā)動機起動所必需的起動功率相匹配而蓄電池的容量與起動機的容量成正比4、起動極限溫度當環(huán)境溫度低于起動極限溫度時，應采取起動輔助措施加大蓄電池容量進氣加熱電噴車低溫補償?shù)诙?jié)起動機的組成和結構

一、起動機的型號根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準QC/T73-1993《汽車電氣設備產(chǎn)品型號編制方法〉規(guī)定，起動機的型號如下：123451.產(chǎn)品代號起動機的產(chǎn)品代號：QD表示起動機；QDJ表示減速起動機；QDY表示永磁型起動機（包括永磁減速型起動機）。一、起動機的型號2.電壓等級代號1表示12V；2表示24V；3.功率等級代號4.設計序號5.變型代號二、起動機組成汽車用起動機由直流電動機、傳動機構、控制裝置三部分組成。構造見圖3-2。起動機的組成：直流串激式電動機、傳動機構、電磁開關起動機的分類：1、按控制裝置分：直接起動式起動機、電磁操縱式起動機。2、按傳動機構的嚙合方式分：強制嚙合式起動機、電樞移動式、齒輪移動式、減速式起動機、慣性嚙合式（基本淘汰）起動機組成三、傳動機構及控制裝置汽車發(fā)動機對起動機的傳動機構有以下要求起動機的小齒輪與發(fā)動機的飛輪嚙合時要平穩(wěn)，不能發(fā)生沖擊現(xiàn)象。因為起動機的小齒輪與發(fā)動機的飛輪齒圈速比很大（一般大于15），所以發(fā)動機起動后，小齒輪應能自動打滑或脫離嚙合，以免發(fā)動機帶動起動機電樞高速旋轉，造成電樞繞組“飛散”。由于起動機是由點火開關控制的，因此當發(fā)動機工作時，要防止點火開關誤操作，使起動機的小齒輪再次與發(fā)動機的飛輪嚙合。導致起動機與發(fā)動機飛輪的損壞。三、傳動機構及控制裝置

1.

作用發(fā)動機起動時，使起動機的驅動齒輪和發(fā)動機飛輪齒環(huán)嚙合，將電動機的轉矩傳給飛輪；發(fā)動機起動后，自動切斷動力傳遞，防止電動機被發(fā)動機帶動，超速旋轉而破壞。起動機驅動齒輪與曲軸飛輪齒環(huán)之間的傳動比很大，在傳動機構中設置了單向離合器，起動時的工作示意圖滾柱式單向離合器滾柱式單向離合器如圖示，傳動導管與外座圈制成一體，外座圈內(nèi)部制成“十”字型空腔，驅動齒輪的尾部成圓柱形伸在外座圈的空腔內(nèi)，將“十”字型空腔分割成四個鍥形腔室。腔內(nèi)放置滾柱，在腔室較寬的一邊的座圈孔內(nèi)，還裝有彈簧和壓帽。平時靠彈簧張力經(jīng)壓帽將滾柱壓向鍥型腔室較窄的一端。座圈的外面包有鐵殼，起密封和保護作用。滾柱式單向離合器傳動導管內(nèi)制有鍵槽，套在電樞軸的花鍵部分，而驅動齒輪則套在軸的光滑部位，它們可以隨軸轉動，又可以在軸上前后移動，以便使驅動齒輪和飛輪能嚙合與分離。傳動導管的外側活絡的套裝有彈簧和撥叉環(huán)，并由卡簧限位。撥叉操縱撥叉環(huán)迫使驅動齒輪沿電樞軸軸向滑動，平時在回位彈簧的張力作用下，驅動齒輪與飛輪保持分離狀態(tài)。滾柱式單向離合器單向滾柱式離合器的工作原理滾柱式單向離合器1）起動發(fā)動機時，控制裝置迫使驅動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合，電樞軸帶動花鍵套筒旋轉，在摩擦力的作用下離合彈簧扭縮，直徑縮小，抱緊兩個套筒外圓表面，使其成一剛體，于是電動機產(chǎn)生的轉矩經(jīng)花鍵套筒，離合彈簧傳給驅動齒輪，從而帶動飛輪旋轉。2）起動發(fā)動機后，由于飛輪帶動驅動齒輪的轉速高于花鍵套筒，迫使彈簧扭力放松，使彈簧直徑擴大，驅動齒輪和花鍵套筒不再成為一剛體，可以相對滑動，從而避免了電動機超速旋轉的危險。滾柱式單向離合器優(yōu)缺點結構簡單、加工方便，成本低；軸向尺寸長，適用于大功率起動機。摩擦片式離合器構造撥叉二、控制裝置1.作用：控制裝置的作用是控制驅動齒輪和飛輪的嚙合與分離；控制電動機電路的接通與切斷。常用的裝置有機械式和電磁式汽車上廣泛使用電磁式控制裝置（電磁開關）。直接控制式電磁開關（ST614)帶起動繼電器的控制開關第三節(jié)電磁控制強制嚙合式起動機QD124型起動機電磁控制裝置構造控制裝置組成由電磁鐵機構、電動機開關、起動繼電器和起動開關組成。結構原理見圖工作過程起動開關未接通時，起動繼電器觸點張開，電動機開關斷開，離合器驅動齒輪與飛輪處于分離狀態(tài)。起動開關接通時，起動繼電器線圈電路接通其電路為：蓄電池正極→點火開關接柱→接柱3→起動繼電器“點火開關”接柱→線圈→搭鐵→蓄電池負極。工作過程電磁鐵線圈電路接通繼電器觸點閉合，同時接通吸引線圈和保持線圈電流電路，兩線圈產(chǎn)生同方向的磁場，磁化鐵心，吸動引鐵前移，引鐵前端帶動觸盤接通兩個開關（起動機開關和附加電阻短路開關），后端通過耳環(huán)帶動撥叉移動使驅動齒輪與飛輪嚙合。工作過程吸引線圈電路：蓄電池正極→電動機開關接柱→起動繼電器“電池”接柱、支架、觸點、“起動機”接柱→電磁開關接柱→吸引線圈→電動機開關接柱→電動機磁場繞組→電樞繞組→搭鐵→蓄電池負極。工作過程保持線圈電路：蓄電池正極→電動機開關接柱→起動繼電器“電池”接柱、支架、觸點、“起動機”接柱→電磁開關接柱→保持線圈→搭鐵→蓄電池負極。工作過程電動機電路接通觸盤將電動機開關接柱連通后，電動機電路接通。此電路電阻極小，電流可達幾百安培，電動機產(chǎn)生較大轉矩，帶動飛輪轉動。電動機開關接通后，吸引線圈和附加電阻短路。其電路為：蓄電池正極→電動機開關接柱→導電片→磁場繞組→電樞繞組→搭鐵→蓄電池負極。工作過程起動開關斷開起動繼電器停止工作，觸點張開。電動機開關斷開，驅動齒輪和飛輪分離。起動繼電器觸點張開后電動機開關斷開瞬間，保持線圈電流通路為：蓄電池正極→電動機開關接柱→觸盤→接柱→吸引線圈→保持線圈→搭鐵→蓄電池負極。起動機驅動保護電路一、作用（1）發(fā)動機一旦起動，應使起動機自動停止工作。（2）發(fā)動機正常工作后，即使誤將起動開關接通，起動機也不會工作。起動機驅動保護電路第四節(jié)新型起動機1．減速式起動機2．電樞移動式起動機3．齒輪移動式起動機一、減速起動機1.單位重量的輸出功率增加；2.縮小了外部尺寸,便于安裝；3.提高了起動轉矩,有利于發(fā)動機的低溫起動；4.減輕了蓄電池的負擔,延長了使用壽命。減速式起動機采用直流電動機。其磁場型式有：1.永磁式電動機不需要磁場繞組，節(jié)省材料，體積小，換向性能好。用在小功率起動機上。2.電磁式適用于輸出功率大于1.9KW的電動機。二、電樞移動式起動機

電樞移動式起動機的工作過程分兩個階段（1）進入嚙合：接通串并聯(lián)輔助勵磁繞組電路，電樞低速旋轉向左移動并進入嚙合。（2）完全嚙合：主勵磁繞組和并聯(lián)輔助勵磁繞組共同工作，增加起動性能。三、齒輪移動式起動機

齒輪移動式起動機的工作過程分兩個階（1）進入嚙合：接通控制回路，推動嚙合桿向左移動并進入嚙合。（2）完全嚙合：K3閉合接通主電路。六、減速起動機實例

（一）12V1114型減速起動機用于皇冠轎車，結構見圖第六節(jié)起動機的使用與維修

起動機的正確使用起動機的維護起動機的修理一、起動機的正確使用

1、起動機每次使用不超過5秒2、電噴車和自動變速器車不能采用推車啟動3、發(fā)動機起動后必須切斷控制電路

二、起動機的維護