1、启动系统的使用与检修启动系统的使用与检修学习任务学习任务 3 3 【任务目标任务目标】了解：常规电动机的工作原理和工作特性。熟悉：起动机的结构、电磁开关的作用、单向离合器的结构和工作原理、起动机的型号编制。掌握：起动机电动机检查方法、电磁开关检查方法、单向离合器的检查方法,起动机的正确使用与维护方法及其常见故障的检修方法。故障的检修方法。 【任务描述任务描述】起动机在使用过程中一般会出现起动机不工作、起动机运转无力、起动机空转等故障。为了合理使用起动机，延长其使用寿命，必须了解起动机的结构与工作原理，熟悉其正确的维护与检修方法，并掌握常见故障的诊断方法。任务简介项目项目3.1 3.1 启动启动
2、机机结构、型号及工作结构、型号及工作原理原理项目项目3.2 3.2 启动机的使用维护与检测启动机的使用维护与检测项目项目3.3 3.3 启动系统常见故障的诊断启动系统常见故障的诊断拓展与提升拓展与提升 减速起动机减速起动机学习内容学习内容项目项目3.1 3.1 起动机起动机结构、型号及结构、型号及工作工作原理原理项目3.1 启动机机结构、型号及工作原理 【情境导入情境导入】 车主左先生呼叫汽车4S店救援电话请求救援，他的汽车起动时无任何动作，收音机及其他用电设备工作正常。为了正确地解决汽车起动故障，作为汽车维修人员必须全面认识起动机的结构，熟悉起动机的结构与工作原理。 【理论引导理论引导】 要
3、使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须用外力转动发动机的曲轴，使气缸内吸入(或形成)可燃混合气并燃烧膨胀，工作循环才能自动进行。曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。 一一、汽车用起动机的要求汽车用起动机的要求(1)起动时，起动机驱动齿轮与飞轮齿圈啮合应无冲击，柔和啮合；(2)起动过程中，起动机工作平顺，起动后驱动齿轮打滑，并能及时退出啮合；(3)发动机起动后，驱动齿轮不应再次进入啮合以防损坏；(4)起动机体积紧凑，质量轻，工作可靠。 二二、起动机的、起动机的分类分类按控制方法的不同，起动机可分为机械控制式和电磁控制式。按传动机构啮入方式，起动机可分为惯
4、性啮合式、强制啮合式、电枢移动式、同轴式起动机。 项目3.1 启动机机结构、型号及工作原理项目3.1 启动机机结构、型号及工作原理常规起动机一般由直流串励式电动机、传动机构、控制装置等三个部分组成，如图3.1所示。图3.1 汽车常规起动机 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理(一)直流串励式电动机功用：将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩。结构:由电枢(转子)、磁极(定子)、换向器和电刷等主要部件构成。1.1.电枢电枢直流电动机的转动部分称为电枢，又称转子。转子由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯、电枢绕组线圈、电枢轴和换向器等组成，如图3.2所示。图3.2 直流串励式电动机电枢结构 项目3
5、.1 起动机结构、型号及工作原理电枢绕组通常用波绕法，两端焊在换向片上，与每一绕组两端相连接的换向器片相隔90,这种绕法电阻较低，有利于提高转矩。图3.3 磁极 图3.4 磁路 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理2.2.磁极磁极磁极由固定在机壳内的磁极铁芯和磁场绕组线圈组成，如图3.3所示。磁极一般是4个，两对磁极相对交错安装在电机的壳体内，定子与转子铁芯形成的磁通回路见图3.4所示，低碳钢板制成的机壳也是磁路的一部分。 图3.5 励磁绕组的连接4个励磁线圈的连接方式有两种，一种是相互串联后再与电枢绕组串联(称为串联式)，另外一种则是两两相串后再并联，再与电枢绕组串联(称混联式)，如图3.
6、5所示。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理3.换向器换向器作用：向旋转的电枢绕组注入电流。它由许多截面呈燕尾形的铜片围合而成，如图3.6所示。铜片之间由云母绝缘。云母绝缘层应比换向器铜片外表面凹下0.8mm左右，以免铜片磨损时，云母片很快突出。电枢绕组各线圈的端头均焊接在换向器的铜片上。4.4.电刷与电刷架电刷与电刷架 如图3.7所示为电刷架总成，电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢，使电枢产生连续转动。电刷一般用(80%-90%)铜和(10%-20%)石墨压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。图3.6 换向器 图3.7 电刷架总成图 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理(二)传动机构传
7、动机构的作用是把直流电动机产生转矩传递给飞轮齿圈，再通过飞轮齿圈把转矩传递给发动机的曲轴，使发动机起动；起动后，飞轮齿圈与驱动齿轮自动打滑脱离。一般由驱动齿轮、单向离合器、拨叉、啮合弹簧等组成。单向离合器有滚柱式，摩擦片式，弹簧式等几种类型。 图3.8 滚柱式单向离合器1-驱动齿轮；2-外壳；3-十字块；4-滚柱；5-压帽弹簧；6-垫圈；7-护盖；8-花键套筒；9-弹簧座；10-啮合弹簧；11-拨环；12-卡簧 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理滚柱式单向离合器的构造如图3.8所示，滚柱式单向离合器的驱动齿轮与外壳制成一体，外壳内装有十字块和4套滚柱、压帽和弹簧。十字块与花键套筒相连，壳底
8、与外壳相互扣合密封。花键套筒的外面装有啮合弹簧及衬圈，末端安装着拨环与卡圈。整个离合器总成套装在电动机轴的花键部位上，可作轴向移动和随轴转动。在外壳与十字块之间，形成4个宽窄不等的楔形槽，槽内分别装有一套滚柱、压帽及弹簧。滚柱的直径略大于楔形槽窄端，略小于楔形槽的宽端。 滚柱式单向离合器的构造 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理工作过程工作过程 受力分析如图3.9所示，当起动机电枢旋转时，转矩经套筒带动十字块旋转，滚柱滚人楔形槽窄端，将十字块与外壳卡紧，使十字块与外壳之间能传递力矩；图图3.9 滚柱的受力及作用示意图滚柱的受力及作用示意图a)起动时；b)起动后图3.9 滚柱的受力及作用示意
9、图a)起动时；b)起动后 发动机起动以后，飞轮齿圈会带动驱动齿轮旋转，当转速超过电枢转速时，滚柱滚入宽端打滑，这样发动机的力矩就不会传递至起动机，起到保护起动机的作用。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理(三)控制装置电磁控制装置在起动机上称为电磁开关，它的作用是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合与分离,并控制电动机电路的接通与切断。在现代汽车上，起动机均采用电磁式控制电路，电磁式控制装置是利用电磁开关的电磁力操纵拨叉，使驱动齿轮与飞轮啮合或分离。1.1.控制装置的组成控制装置的组成 图3.10所示为其结构图。电磁开关主要由吸拉线圈、保持线圈、回位弹簧、活动铁芯、接触片等组成。其中，端子50接点
10、火开关，通过点火开关再接电源；端子30直接接蓄电池正极。图3.10所示为其结构图。电磁开关主要由吸拉线圈、保持线圈、回位弹簧、活动铁芯、接触片等组成。其中，端子50接点火开关，通过点火开关再接电源；端子30直接接蓄电池正极 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理2.2.基本工作过程基本工作过程 电磁开关的工作过程要结合电路进行分析。主要的工作过程见起动系统控制电路图312。当起动电路接通后，保持线圈的电流经起动机端子50进入，经线圈后直接搭铁，吸拉线圈的电流也经起动机端子50进入，但通过线圈后未直接搭铁，而是进入电动机的励磁线圈和电枢后再搭铁。两线圈通电后产生较强的电磁力，克服回位弹簧弹力使活
11、动铁芯移动，一方面通过拨叉带动驱动齿轮移向飞轮齿圈并与之啮合，另一方面推动接触片移向端子30和C的触点，在驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合后，接触片将两个主触点接通，使电动机通电运转。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理在驱动齿轮进入啮合之前，由于经过吸拉线圈的电流经过了电动机，所以电动机在这个电流的作用下会产生缓慢旋转，以便于驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合。在两个主接线柱触点接通之后，蓄电池的电流直接通过主触点和接触片进入电动机，使电动机进入正常运转，此时通过吸拉线圈的电路被短路，因此，吸拉线圈中无电流通过，主触点接通的位置靠保持线圈来保持。发动机起动后，切断起动电路，保持线圈断电，在弹簧的作用下
12、，活动铁芯回位，切断了电动机的电路，同时也使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合。： 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理 根据中华人民共和国行业标准QC/T73.93汽车电气设备型号产品编制方法规定，起动机的规格型号如下第一部分：起动机产品代号。起动机产品代号QD、QDJ、QDY分别表示常规起动机，减速起动机及永磁式起动机。第二部分：电压等级代号。1表示12V，2表示24V，6表示6V。第三部分：功率等级代号，其含义见表3.1。第四部分：设计序号。第五部分：变形代号。功率等级123456789功率/KW11223344556677889表3.1 功率等级代号五、起动机的型号 项目3.1 起动机结构、
13、型号及工作原理六、起动机的工作原理起动系控制电路指除起动机本身电路以外的起动电路。大体可以分为无起动继电器的控制电路、有起动继电器的控制电路和带有保护继电器的控制电路。图3.12 无起动继电器的起动控制 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理工作过程：点火开关接至起动档时，电流的流向为：蓄电池正极点火开关起动档端子50吸拉线圈端子C励磁绕组电枢绕组搭铁蓄电池负极；同时，保持线圈中也通过电流：蓄电池正极点火开关起动档端子50保持线圈搭铁蓄电池负极。此时，吸拉线圈与保持线圈产生的磁场方向相同，在两线圈电磁吸力的作用下，活动铁芯克服回位弹簧的弹力而被吸入。拨叉将起动驱动齿轮推出使其与飞轮齿圈啮合。齿
14、轮啮合后，接触盘将端子“C”与端子“30”接通，蓄电池便向励磁绕组和电枢绕组供电，产生正常的转矩，带动起动机转动。与此同时，吸拉线圈被短路，齿轮的啮合位置由保持线圈的吸力来保持。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理起动结束后，松开点火开关，此时，由于磁滞后与机械的滞后性，活动铁芯不能立即复位，端子“C”与端子“30”仍保持接通状态，电流流向为：蓄电池正极端子30接触片端子C吸拉线圈端子50保持线圈搭铁蓄电池负极。由于保持线圈与吸拉线圈中电流方向相反，两个线圈中磁场相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁芯复位，驱动齿轮在拨叉的作用下退出啮合，端子30与端子C随之断开，电动机停转。起动机完成一次
15、起动过程。起动机复位 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理2.2.带起动继电器的起动控制带起动继电器的起动控制在电磁操纵式起动机的使用中，常通过起动继电器的触点接通或切断起动机电磁开关的电路控制起动机的工作，以保护起动开关。工作过程：起动开关未接通时，起动继电器触点张开，起动机开关断开，离合器驱动齿轮与飞轮处于分离状态。起动开关接通时，如图3.13所示：图3.13 带起动继电器的起动控制 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理(1)起动继电器线圈电路接通 其电路为：蓄电池正极点火开关接线柱起动继电器“点火开关”接线柱线圈搭铁接线柱搭铁蓄电池负极。(2)电磁线圈电路接通 继电器触点闭合，同时接
16、通吸拉线圈和保持线圈电路，两线圈产生同方向的磁场，磁化铁芯，吸动活动铁芯前移，铁芯前端带动触盘接通两个开关(起动机开关和附加电阻短路开关)，后端通过耳环带动拨叉移动使驱动齿轮与飞轮啮合。吸拉线圈电路：蓄电池正极电动机开关接线柱起动继电器“电池”接线柱、支架、触点、“起动机”接线柱电磁开关接线柱吸拉线圈电动机开关接线柱电动机磁场绕组电枢绕组搭铁蓄电池负极。工作过程 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理保持线圈电路：蓄电池正极电动机开关接线柱起动继电器“电池”接线柱、支架、触点、“起动机”接线柱电磁开关接线柱保持线圈搭铁蓄电池负极。(3)电动机电路接通接触盘将电动机开关接线柱连通后，电动机电路接
17、通。此电路电阻极小，电流可达几百安培，电动机产生较大转矩，带动飞轮转动。电动机开关接通后，吸拉线圈和附加电阻被短路。其电路为：蓄电池正极电动机开关接线柱接触片磁场绕组电枢绕组搭铁蓄电池负极。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理(4)起动开关断开起动继电器停止工作，触点张开。起动继电器触点张开后电动机开关断开瞬间，保持线圈电流通路为：蓄电池正极电动机开关接线柱触盘接线柱吸拉线圈保持线圈搭铁蓄电池负极。电磁开关内两个线圈磁场方向相反，磁场相互抵消，利用复位弹簧，电动机开关断开，驱动齿轮退出啮合，完成一次起动。3.3.带组合继电器的起动控制带组合继电器的起动控制为防止发动机起动以后起动电路再次接
18、通，一些起动电路中安装了带有保护功能的组合式继电器，如图3.14所示。组成：由起动继电器和保护继电器组合而成。起动继电器由点火开关控制，用来控制起动机电磁开关的电路，保护继电器与起动继电器配合，使起动电路具有自动保护功能，并可以控制充电指示灯。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理图图3.14 3.14 带组合继电器的起动控制带组合继电器的起动控制1-继电器常开触点；2-起动继电器线圈；3-保护继电器常闭触点；4-保护继电器线圈；5-充电指示灯； 6-端子“C”；7-端子“30”；8-附加电阻短路开关接线柱；9-端子“50”；10-吸拉线圈；11-保持线圈；12-直流电动机；13-接触片 项
19、目3.1 起动机结构、型号及工作原理工作过程(1)点火开关转至起动档位时，起动继电器电磁铁线圈电路接通。其电路为：蓄电池正极电流表点火开关组合继电器接线柱“SW”起动继电器电磁铁线圈充电指示控制继电器触点搭铁蓄电池负极。起动继电器触点闭合，接通吸拉线圈和保持线圈电流通路，起动机开始工作。(2)发动机发动后，发电机建立电压,其中性点同时有一定数值的电压对充电指示控制继电器线圈供电。其电路为：定子绕组中性点组合继电器接线柱“N”线圈接线柱“E”搭铁正向导通二极管定子绕组。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理当中性点电压达到1/2Uf后，线圈通过电流使铁芯产生吸力吸开触点3，切断起动继电器线圈电
20、路，触点1张开，起动机停止工作。发动机正常工作后，若误接通起动开关，起动机也不会工作。因为此时，发电机已正常供电，中性点始终保持一定的电压值，使充电指示控制继电器触点总是处于张开状态，起动继电器触点不再闭合，起动机更不会工作，从而实现了对起动机的保护.一些装有防盗系统的汽车，在起动机的控制电路中还串联有防盗继电器的触点，只有在防盗继电器触点闭合的前提下，起动机才可以通电运转。 项目3.1 起动机结构、型号及工作原理小小 结结 1、起动机的作用。 2、起动机的组成。 3、蓄电池电动机、传动机构、电磁开关的结构 4、电磁开关的工作原理。 5、传动机构的工作原理。 6、起动机的工作过程。 7、起动机型号各代号的含义。 8、组合继电器的作用及接法。
