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

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2可編輯ppt3可編輯ppt三、起動(dòng)機(jī)的分類1、按操縱機(jī)構(gòu)分類

1）直接操縱式起動(dòng)機(jī)

2）電磁操縱式起動(dòng)機(jī)2、按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的嚙合方式分類

1）慣性嚙合式起動(dòng)機(jī)

2）強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)

3）電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)

4）減速式起動(dòng)機(jī)4可編輯ppt四、起動(dòng)機(jī)的型號(hào)1）產(chǎn)品代號(hào)：QD——表示起動(dòng)機(jī)QDJ——表示減速起動(dòng)機(jī)QDY——表示永磁起動(dòng)機(jī)2）電壓等級(jí)：1—12V；2—24V3）功率等級(jí)：1—0-1KW；2—1-2KW;9—8-KW4）設(shè)計(jì)序號(hào)5）變型代號(hào)：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(dòng)機(jī)5可編輯ppt五、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)

在現(xiàn)代汽車中，普遍采用電力起動(dòng)，它以蓄電池為電源，以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過傳動(dòng)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。6可編輯ppt（一）、工作原理7可編輯ppt

電動(dòng)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(chǎng)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(dòng)；當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)。

8可編輯ppt（二）、直流串勵(lì)式電動(dòng)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(chǎng)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9可編輯ppt電樞產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩10可編輯ppt11可編輯ppt

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(dòng)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(dòng)，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(dòng)擋圈及彈性檔圈。12可編輯ppt磁極13可編輯ppt

由外殼、磁極、磁場(chǎng)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(chǎng)線圈，相對(duì)的是同極，相鄰的是異極。磁場(chǎng)線圈用扁而粗的銅線（或小銅線并聯(lián)的方法）繞成。磁場(chǎng)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(chǎng)接柱）相連，另一端與正電刷相連，線路連接如圖所示。14可編輯ppt由磁極、磁場(chǎng)繞組和機(jī)殼組成。磁場(chǎng)與磁路見圖。15可編輯ppt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(duì)的電刷為同極。兩個(gè)負(fù)電刷搭鐵，兩個(gè)正電刷接磁場(chǎng)線圈，它們?cè)趬夯傻淖饔孟戮o密地與換向器接觸。16可編輯ppt第二節(jié)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及電磁開關(guān)一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有以下要求

小齒輪與發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)起動(dòng)后，小齒輪應(yīng)能自動(dòng)打滑或脫離嚙合，以免發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)起動(dòng)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(dòng)機(jī)的小齒輪再次與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪嚙合。導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的損壞（P\N檔開關(guān)復(fù)合繼電器)。17可編輯ppt18可編輯ppt二、常見起動(dòng)機(jī)的單向離合器19可編輯ppt

1、滾柱式單向離合器

1-驅(qū)動(dòng)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20可編輯ppt單向離合器的工作1、飛輪2、起動(dòng)齒輪3、外座圈4、起動(dòng)尾部5、滾柱6、壓帽7、彈簧21可編輯ppt離合器的作用是：

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

A、起動(dòng)時(shí)：電樞旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩經(jīng)套筒帶動(dòng)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(dòng)力。

B、起動(dòng)后：飛輪齒圈帶著驅(qū)動(dòng)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。22可編輯ppt滾柱式單向離合器優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，成本低；軸向尺寸長，適用于中小功率起動(dòng)機(jī)。23可編輯ppt第三節(jié)、電磁開關(guān)及起動(dòng)機(jī)工作特性一、電磁開關(guān)的結(jié)構(gòu)24可編輯ppt

1、組成：吸拉線圈、保持線圈、活動(dòng)心、接觸盤。2、結(jié)構(gòu)：（1）吸拉線圈與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)且在起動(dòng)機(jī)殼體搭鐵。（2）保持線圈與電動(dòng)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)

25可編輯ppt二、發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和工作特性（一）發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)有：

1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

2）最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速

3）起動(dòng)功率

4）起動(dòng)極限溫度26可編輯ppt起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)機(jī)要有足夠大的轉(zhuǎn)矩來克服發(fā)動(dòng)機(jī)初始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的各種阻力。起動(dòng)阻力包括：

１）摩擦阻力矩２）壓縮阻力矩３）慣性阻力矩27可編輯ppt最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速（１）在一定溫度下，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)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(dòng)機(jī)傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要大于發(fā)動(dòng)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(huì)使壓縮行程的散熱損失和漏氣損失增加，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。28可編輯ppt起動(dòng)功率起動(dòng)機(jī)所具有的功率應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所必需的起動(dòng)功率相匹配。而蓄電池的容量與起動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)成正比

29可編輯ppt起動(dòng)極限溫度當(dāng)環(huán)境溫度低于起動(dòng)極限溫度時(shí)，應(yīng)采取起動(dòng)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30可編輯ppt

（二）起動(dòng)機(jī)的工作特性1、轉(zhuǎn)矩特性

對(duì)于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其磁場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬間，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力矩很大，發(fā)動(dòng)機(jī)處于完全制動(dòng)狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速為零，反電動(dòng)勢(shì)也為零。此時(shí)電樞電流將達(dá)到最大值，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，從而使起動(dòng)機(jī)易于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這也是汽車上多采用直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的主要原因。31可編輯ppt2、轉(zhuǎn)速特性

直流串勵(lì)電動(dòng)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(dòng)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(duì)而言，串勵(lì)電動(dòng)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(dòng)機(jī)具有較軟的機(jī)械特性，如圖所示。故對(duì)于功率較大的串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，不允許在輕載或空載下長時(shí)間運(yùn)行。

32可編輯ppt3、功率特性

起動(dòng)機(jī)的輸出功率由電動(dòng)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(dòng)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(dòng)狀態(tài)（n＝0）和空載（M＝0）時(shí)，起動(dòng)機(jī)的功率等于零；電樞電流接近制動(dòng)電流的一半時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率最大。由于起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間很短，起動(dòng)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。

33可編輯ppt第四節(jié)、起動(dòng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)一、普通起動(dòng)機(jī)34可編輯ppt二、減速起動(dòng)機(jī)1、外嚙合減速起動(dòng)機(jī)35可編輯ppt2、內(nèi)嚙合減速起動(dòng)機(jī)36可編輯ppt

3、行星齒輪式減速起動(dòng)機(jī)37可編輯ppt38可編輯ppt行星架39可編輯ppt太陽輪40可編輯ppt三、永磁式起動(dòng)機(jī)41可編輯ppt第五節(jié)、起動(dòng)機(jī)的控制電路一

帶起動(dòng)繼電器的起動(dòng)控制電路42可編輯ppt2.裝有組合繼電器的起動(dòng)控制電路43可編輯ppt豐田轎車起動(dòng)電路

圖中，起動(dòng)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(dòng)變速器，起動(dòng)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(dòng)變速器的檔位處于停車/空檔時(shí)，才有可能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)旋到起動(dòng)位置時(shí)，從點(diǎn)火開關(guān)的ST2端子還給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU及組合儀表提供一個(gè)信號(hào)，用作與起動(dòng)有關(guān)的其它控制或指示。該圖主要體現(xiàn)了起動(dòng)系的外部電路，便于查找起動(dòng)系電路故障。44可編輯ppt第六節(jié)、起動(dòng)機(jī)的故障診斷起動(dòng)系統(tǒng)常見故障主要有：起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)、起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力及其它故障幾種。在診斷與排除起動(dòng)系的故障時(shí)，要根據(jù)控制電路的不同情況來具體分析。現(xiàn)以帶起動(dòng)繼電器的控制電路為例來說明起動(dòng)系故障的診斷與排除方法。45可編輯ppt一、起動(dòng)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(dòng)位置，起動(dòng)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(dòng)繼電器、起動(dòng)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(dòng)或接觸不良；③控制線路斷路。2）起動(dòng)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。46可編輯ppt3）起動(dòng)機(jī)的故障有：①起動(dòng)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(chǎng)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）。47可編輯ppt3、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(chǔ)電情況和蓄電池搭鐵線、火線的連接是否有松動(dòng)，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(dòng)以及蓄電池儲(chǔ)電是否充足。48可編輯ppt2）若燈亮或喇叭響，說明故障發(fā)生在起動(dòng)機(jī)、電磁開關(guān)或控制電路。可用螺絲刀將電磁開關(guān)的30#接柱與C接柱接通。若起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，則起動(dòng)機(jī)有故障；若起動(dòng)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(dòng)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(chǎng)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(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，說明起動(dòng)機(jī)內(nèi)部有短路或搭鐵故障，須拆下起動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)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。49可編輯ppt二、起動(dòng)機(jī)起動(dòng)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(dòng)檔時(shí)，起動(dòng)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(chǔ)電不足或有短路故障致使供電能力降低；

2）起動(dòng)機(jī)主回路接觸電阻增大使起動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組或電樞繞組匝間短路使起動(dòng)機(jī)輸出功率降低；

4）起動(dòng)機(jī)裝配過緊或有“掃膛”現(xiàn)象；

5）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩過大。50可編輯ppt3、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(dòng)電磁開關(guān)主觸頭接柱的松動(dòng)情況，若松動(dòng)，加以緊固。

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

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

1、起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)的故障診斷與排除

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

2）故障原因：?jiǎn)蜗螂x合器打滑，不能傳遞驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)調(diào)整不當(dāng)，驅(qū)動(dòng)齒輪端面與端蓋凸緣間的距離過小。當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒圈尚未嚙合或剛剛嚙合時(shí)，起動(dòng)機(jī)主電路就已接通，于是驅(qū)動(dòng)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。52可編輯ppt3）排除方法若是齒輪磨損或個(gè)別齒損壞，則更換驅(qū)動(dòng)齒輪、飛輪齒圈。若是起動(dòng)機(jī)調(diào)整不當(dāng)，則按要求調(diào)整好起動(dòng)機(jī)。

3、起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)異響