1、汽车电器设备与维修汽车电器设备与维修汽电汽服教研室汽电汽服教研室烟烟 台台 南南 山山 学学 院院YANTAI NNASHAN UNIVERSITY1第三章 起动机第四节 电磁开关第三节 传动机构第二节 串砺式直流电动机第一节 概述第五节 起动机的工作特性第六节 起动机的典型结构返回目录2第三章 起动机第十节 起动机的使用与维护第九节 起动机的检修与试验第八节 起动机的故障诊断第七节 起动机的控制电路返回目录3第一节 概述v 一、起动系的组成v 起动系是由蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等组成，如图31所示。图3-1 起动系的组成1蓄电池 2搭铁电缆 3起动机电缆4起动机 5飞轮 6点火开
2、关 7起动继电器 4第一节 概述v 二、起动机的组成v 起动机(俗称“马达”)是起动系的主要组成部分，由串励式直流电动机、传动机构和电磁开关三部分组成，如图32所示为起动机的结构图。图3-2 起动机的结构图a)整体结构图 b)分解图1传动机构 2电磁开关 3串励式直流电动机 4拨叉 5活动铁心 6垫圈 7弹簧8顶杆 9线圈体 10、12绝缘垫 11接触盘 13接线柱 14连接铜片 15电刷16端盖 17防护罩 18穿钉 19搭铁电刷 20外壳 21定子绕组 22电枢23单向离合器 24驱动齿轮 5第一节 概述三、起动机的分类四、起动机的型号 起动机的型号如下所示:12345 1产品代号 2电压
3、等级代号，电压等级代号1表示12V；3功率等级代号，功率等级代号其含义见表31。4设计序号。5变型代号。功率等级代号123456789功率/kW122334455667788表3-1 起动机功率等级返回本章目录6第二节第二节 串励式直流电动机串励式直流电动机v 一、工作原理v 直流电动机是将电能转化为机械能的装置，是以通电导体在磁场中受磁场力作用这一原理为基础制成的，其工作原理如图33所示。图3-3 直流电动机的工作原理 7第二节第二节 串励式直流电动机串励式直流电动机v 二、构造v 直流电动机的构造是由电枢、磁极、换向器、电刷等组成，如图34所示。图3-4 直流电动机的构造1端盖 2电刷架
4、3接线柱 4电枢 5磁极固定螺钉 6磁极铁心 7励磁绕组 8电刷 8一、串励式直流电动机的工作特性如图324所示为解放CA1092汽车起动机控制电路。4起动接线柱5起动继电器6点火开关1点火开关 2起动继电器 3起动继电器触点 4主接线柱内侧触头 5接触盘 6吸拉线圈 7保持线圈 8活动铁心 9拨叉 10单向离合器 11螺旋花键轴 12内啮合减速齿轮 13主动齿轮 14电枢 15励磁绕组图a)装配图 b)解体图第九节起动机的检修与试验1)在车上进行起动检测之前，一定要将变速器挂上空挡，并实施驻车制动。5绝缘垫 6绝缘电刷架 7搭铁电刷4起动机 5飞轮 6点火开关 7起动继电器4起动接线柱5起动
5、继电器6点火开关图3-13 弹簧式单向离合器结构第二节 串励式直流电动机11、13垫片12锁紧片起动机修复后，在装车前应进行试验，确定起动机的性能是否达到标准。电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机使电枢产生定向转矩。图3-1 起动系的组成二、起动机的组成此时，滚柱滚向楔形槽的宽端而打滑(如图311b)。第二节第二节 串励式直流电动机串励式直流电动机v 1.电枢v 电枢由电枢轴、电枢绕组、换向器、铁心等组成，其作用是产生电磁转矩，如图35a所示。电枢绕组的两端均匀地焊在换向器片上，电枢绕组一般常用波绕法，如图35b所示。图3-5 电枢的结构与电枢绕组的展开图a)电枢的结构 b)电枢绕组的展开图1
6、换向器 2铁心 3电枢绕组 4电枢轴 5电枢绕组6换向器 7电刷 9第二节第二节 串励式直流电动机串励式直流电动机v 2.磁极v 磁极的作用是产生磁场，由铁心和励磁绕组构成。为增大磁场强度，大多数起动机采用四个磁极。通过螺钉将磁极铁心固定在电动机的外壳上，磁极与磁路如图36所示。图3-6 磁极与磁路a)磁极 b)磁路1接线柱 2励磁绕组 3电刷 4铁心 10第二节第二节 串励式直流电动机串励式直流电动机v 励磁绕组与电枢绕组常见的接法如图37所示，由于励磁绕组与电枢绕组串联，故称为串励式直流电动机。图3-7 励磁绕组与电枢绕组的接法a)四个励磁绕组串联b)励磁绕组两两串联后再并联11第二节第二
7、节 串励式直流电动机串励式直流电动机v 3.电刷与电刷架v 电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机使电枢产生定向转矩。电刷一般是用铜和石墨粉压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借弹簧压力压在换向器上，如图38所示。v 4.轴承图3-8 电刷与电刷架1换向器 2电刷 3盘形弹簧 4搭铁电刷架5绝缘垫 6绝缘电刷架 7搭铁电刷返回本章目录12第三节第三节 传动机构传动机构v 一、汽车发动机对起动机传动机构的要求v 图39所示为传动机构的工作示意图。图3-9 传动机构的工作示意图a)起动机静止状态 b)驱动齿轮与飞轮齿圈正在啮合 c)完全啮合1飞轮 2驱动齿轮 3单向离合器 4拨叉
8、 5活动铁心6电磁开关 7电枢 13第三节第三节 传动机构传动机构v 二、常见的起动机单向离合器v 1.滚柱式单向离合器v 滚柱式单向离合器的原理是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现分离和结合，其结构如图310所示。图3-10 滚柱式单向离合器结构1驱动齿轮 2外壳 3十字块 4滚柱 5弹簧与压帽 6护盖 7弹簧座 8弹簧 9移动衬套 10传动套筒 11卡簧 12垫圈 14第三节第三节 传动机构传动机构v 其工作过程如下当起动机开始工作时，拨叉拨动移动衬套9，使驱动齿轮1与发动机飞轮齿圈啮合，此时，再加上飞轮齿圈给驱动齿轮1的反作用力，滚柱在摩擦力矩的作用下，滚入楔形槽的窄端而卡死(如图311
9、a)，于是驱动齿轮1和传动套筒10为一个整体，带动飞轮，起动发动机。此时，滚柱滚向楔形槽的宽端而打滑(如图311b)。图3-11 滚柱式单向离合器工作原理a)起动时传递电磁转矩 b)起动后打滑1驱动齿轮 2外壳 3十字块 4滚柱 5弹簧与压帽 6楔形槽 7飞轮 151飞轮 2驱动齿轮 3单向离合器 4拨叉 5活动铁心常见的起动机规格及性能见表32所示。一、电磁开关的结构此时，滚柱滚向楔形槽的宽端而打滑(如图311b)。第六节 起动机的典型结构第二节 串励式直流电动机2电压等级代号，电压等级代号1表示12V；4起动接线柱5起动继电器6点火开关图3-12 摩擦片式单向离合器结构第五节 起动机的工作
10、特性第二节 串励式直流电动机1点火开关 2蓄电池 3电枢 4单向离合器5飞轮 6拨叉 7电磁开关1接线柱 2励磁绕组 3电刷 4铁心图3-23带有起动继电器的起动系的控制电路滚柱式单向离合器的原理是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现分离和结合，其结构如图310所示。图3-4 直流电动机的构造图3-14 电磁开关的结构与工作原理大部分汽车为保护点火开关，在起动机控制电路中加装起动继电器，如图323所示。该车起动系电路如图318所示。短路故障的检查，如图326所示。第三节第三节 传动机构传动机构v 2.摩擦片式单向离合器v 摩擦片式单向离合器的原理是通过主、从动摩擦片的压紧和放松来实现分离，其结构
11、如图312所示。图3-12 摩擦片式单向离合器结构a)装配图 b)解体图1驱动齿轮与外接合鼓 2螺母 3弹性圈 4压环 5调整垫圈 6从动摩擦片7主动摩擦片 8、12卡环 9内接合鼓 10传动套筒 11移动衬套 13缓冲弹簧 14挡圈 16第三节第三节 传动机构传动机构v 3.弹簧式单向离合器v 弹簧式单向离合器的原理是通过扭力弹簧的径向收缩和放松来实现分离和接合，其结构如图313所示。图3-13 弹簧式单向离合器结构1驱动齿轮与套筒 2护套 3扭力弹簧 4传动套筒 5垫圈 6移动衬套 7卡簧 8缓冲弹簧 17第四节第四节 电磁开关电磁开关v 一、电磁开关的结构v 图314所示为电磁开关的结构
12、与工作原理。图3-14 电磁开关的结构与工作原理1、3主接线柱 2点火线圈附加电阻短路接线柱 4点火开关 5起动接线柱6接触盘 7吸拉线圈 8保持线圈 9活动铁心 10调节螺钉 11拨叉 12单向离合器 13驱动齿轮 14飞轮 18第四节第四节 电磁开关电磁开关v 二、起动机的工作过程v 1)起动时，将点火开关S打到ST挡，电磁开关通电，其电路如下v 蓄电池正极主接线柱3点火开关S起动接线柱5保持线圈8搭铁。v 吸拉线圈7主接线柱1串励式直流电动机搭铁。v 主电路接通的同时，接触盘6将接线柱2接通，使点火线圈的附加电阻短接，提高点火电压。现在附加电阻已经很少采用，所以这个接线柱或不接线，或已经
13、取消。19第五节第五节 起动机的工作特性起动机的工作特性v 一、串励式直流电动机的工作特性v 在直流电动机中，励磁绕组与电枢绕组的连接方式可分为串励式、并励式和复励式三种形式，如图315所示。v 1.转矩特性。如图315a所示。图3-15 直流电动机的励磁方法a)串励式 b)并励式 c)复励式 20第五节第五节 起动机的工作特性起动机的工作特性v 2.转速特性v 串励式直流电动机在轻载时IS小，转速高；重载时IS大，转速低，如图316所示的曲线n。v 二、影响起动机功率的使用因素图3-16 起动机的特性 21第六节第六节 起动机的典型结构起动机的典型结构v 一、普通式起动机v 红旗轿车采用的起
14、动机结构为普通式起动机，如图317所示。图3-17红旗轿车采用的起动机结构1开口弹簧圈2止推垫圈3单向离合器4中间轴承5电磁开关6穿钉7转子8电刷架9后端盖10密封垫11、13垫片12锁紧片 22第六节第六节 起动机的典型结构起动机的典型结构v 电动机为串励式直流电动机，采用滚柱式单向离合器。该车起动系电路如图318所示。图3-18 红旗轿车起动系电路1点火开关 2蓄电池 3电枢 4单向离合器5飞轮 6拨叉 7电磁开关 23第六节第六节 起动机的典型结构起动机的典型结构v 二、减速式起动机v 1.外啮合式减速起动机v 如图319所示为丰田汽车采用的外啮合式减速起动机分解图。图3-19 丰田汽车
15、采用的外啮合式减速起动机分解图1橡胶圈 2电动机 3毡垫圈 4主动齿轮 5惰轮 6穿钉 7螺栓 8外壳9驱动齿轮 10单向离合器 11从动齿轮 12钢球 13回位弹簧 14电磁开关 24第六节第六节 起动机的典型结构起动机的典型结构v 2.内啮合式减速起动机v 如图320所示为内啮合式减速起动机结构图。该种起动机的传动中心距离为20mm左右，减速传动效率高，但成本也高。图3-20 内啮合式减速起动机结构图1点火开关 2起动继电器 3起动继电器触点 4主接线柱内侧触头 5接触盘 6吸拉线圈 7保持线圈 8活动铁心 9拨叉 10单向离合器 11螺旋花键轴 12内啮合减速齿轮 13主动齿轮 14电枢
16、 15励磁绕组图 25第六节第六节 起动机的典型结构起动机的典型结构v 3.行星齿轮式减速起动机v 该种起动机的传动中心距离为零，输出轴与电枢轴同心，可使整机尺寸减小。如图321所示。图3-21 行星齿轮式减速起动机1拨叉 2电磁开关 3电枢 4磁场5电刷 6换向器 7行星齿轮式减速机构 8滚柱式单向离合器 9驱动齿轮10电枢轴 11行星齿轮架 12内齿圈 26第六节第六节 起动机的典型结构起动机的典型结构v 三、永磁式起动机v 如图322所示为奥迪五缸车用永磁式减速起动机分解图。图3-22 奥迪五缸车用永磁式减速起动机分解图1穿钉 2调整垫片 3机壳 4电磁开关 5活动铁心6拨叉 7卡环 8
17、驱动端盖 9止推垫圈 10滚柱式单向离合器 11行星齿轮式减速机构 12转子13电刷架 14端盖 15锁片 16密封圈 返回本章目录27第七节第七节 起动机的控制电路起动机的控制电路v 一、带有起动继电器的起动系控制电路v 大部分汽车为保护点火开关，在起动机控制电路中加装起动继电器，如图323所示。图3-23带有起动继电器的起动系的控制电路1蓄电池2起动机3主接线柱4起动接线柱5起动继电器6点火开关 28第九节起动机的检修与试验a)磁极 b)磁路图3-21 行星齿轮式减速起动机一、起动系的组成此时，滚柱滚向楔形槽的宽端而打滑(如图311b)。图3-34 起动机全制动试验第二节 串励式直流电动机
18、第八节 起动机的故障诊断图3-23带有起动继电器的起动系的控制电路如图324所示为解放CA1092汽车起动机控制电路。图3-11 滚柱式单向离合器工作原理该种起动机的传动中心距离为20mm左右，减速传动效率高，但成本也高。图3-25 起动机工作时起动电路的压降测试第九节起动机的检修与试验三、起动机的调整图3-25 起动机工作时起动电路的压降测试如图324所示为解放CA1092汽车起动机控制电路。a)串励式 b)并励式 c)复励式表3-1 起动机功率等级蓄电池正极主接线柱3点火开关S起动接线柱5保持线圈8搭铁。3-33 起动机空载试验第七节第七节 起动机的控制电路起动机的控制电路v 二、解放CA
19、1092汽车起动机控制电路v 如图324所示为解放CA1092汽车起动机控制电路。v 三、防止起动系的误操作 图3-24 解放CA1092汽车起动机控制电路1蓄电池 2起动组合继电器 3点火开关 4点火线圈 5点火控制器6发电机 7电流表 8起动机 返回本章目录29第八节第八节 起动机的故障诊断起动机的故障诊断v 一、起动机不工作v 二、起动机起动无力v 1.检查蓄电池v 2.检查起动机v 蓄电池负极桩到发动机缸体之间的电压不大于0.4V，如图325所示。v 三、起动机工作正常，但发动机不转动(或转动速度慢)，并有异响。图3-25 起动机工作时起动电路的压降测试返回本章目录30第九节第九节 起
20、动机的检修与试验起动机的检修与试验v 一、起动机部件的检修v 1.励磁绕组的检修v 短路故障的检查，如图326所示。搭铁故障的检查，如图327所示。断路故障的检查，如图328所示。图3-26 励磁绕组短路故障的检查 图3-27 励磁绕组搭铁故障的检查1万用表棒 2起动机外壳图3-28励磁绕组断路故障的检查1外壳2万用表表笔3引线4电刷 31第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验v 2.电枢的检修v （1）电枢绕组 搭铁故障的检查，如图329所示。短路故障的检查，如图330所示。图3-29 电枢绕组搭铁故障的检查图3-30 电枢绕组短路故障的检查 32第九节第九节 起动机的检修与试验
21、起动机的检修与试验v (2)换向器v (3)电枢轴 电枢轴的常见故障是弯曲变形，检查方法如图331所示。图3-31 电枢轴的弯曲检查 33第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验v 3.电刷与电刷架的检修v 电刷使用的极限高度为标准高度的2/3，小于极限值时应更换。电刷的接触面不应小于75%。电刷弹簧的弹力可用弹簧秤测量，弹力应大于12N，否则应更换。电刷架的绝缘情况可用万用表测量，如图332所示。图3-32 电刷架的绝缘检测 34第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验v 二、起动机的试验v 起动机修复后，在装车前应进行试验，确定起动机的性能是否达到标准。常见的起动机规格
22、及性能见表32所示。型号规格空载特性全制动特性电刷驱动齿数适用车型额定电压/V额定功率/kW电流/A转速/(r/min)电压/V电流/A转矩/Nm牌号弹簧压力/N齿数齿轮行程/mmQD124A121.8595500086002420解放CA1091表3-2 常见起动机的规格及性能35第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验QD121501.85905000670024解放CA1091QD124H121.47905000865029.42解放CA1091QD124F121.47905000865029.4东风EQ1090（续）36第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验QD1
23、211121.89050007.575034东风EQ1090321121.11005000652515.720北京2020NQD1225120.96 45600074801315上海桑塔纳（续）37第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验QD142A123905000765025南京依维柯DW1.4121.46729009.616013北京切诺基D6RA37120.57 220100085神龙富康（续）38第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验CB-23120.7555000天津夏利QD27128.09 903200121451731红岩CQ261QD50245.15 8
24、065001058.81718黄河JN151（续）39图3-12 摩擦片式单向离合器结构烟 台 南 山 学 院第二节 串励式直流电动机三、起动机工作正常，但发动机不转动(或转动速度慢)，并有异响。4V，如图325所示。1点火开关 2蓄电池 3电枢 4单向离合器5飞轮 6拨叉 7电磁开关图3-11 滚柱式单向离合器工作原理第九节起动机的检修与试验1橡胶圈 2电动机 3毡垫圈 4主动齿轮 5惰轮 6穿钉 7螺栓 8外壳9驱动齿轮 10单向离合器 11从动齿轮 12钢球 13回位弹簧 14电磁开关图3-12 摩擦片式单向离合器结构1)起动前应将变速器挂上空挡，自动变速器的汽车应将变速杆置于P位或N位
25、，起动同时踩下离合器踏板。第八节 起动机的故障诊断a)整体结构图 b)分解图三、起动机工作正常，但发动机不转动(或转动速度慢)，并有异响。11、13垫片12锁紧片第五节 起动机的工作特性3功率等级代号，功率等级代号其含义见表31。如图324所示为解放CA1092汽车起动机控制电路。第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验ST614 245.1580650058.826 黄河JN151QD25243.5906000934.312跃进NJ1061（续）40第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验v 1.空载试验v 空载试验是通过测量空载转速和空载电流来判断起动机有无故障。如图3
26、33所示。3-33 起动机空载试验 41第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验v 2.全制动试验v 全制动试验是通过测量全制动时的电流和转矩来判断起动机有无故障。如图334所示。图3-34 起动机全制动试验 42第九节第九节 起动机的检修与试验起动机的检修与试验v 三、起动机的调整v 起动机修复后重新装配时，要检查驱动齿轮与止推垫圈之间的间隙，一般为1.52.5mm。检查方法如图335所示。图3-35 检查驱动齿轮与止推垫圈之间的间隙 返回本章目录43第十节 起动机的使用与维护v 一、起动机的使用注意事项v 1)起动前应将变速器挂上空挡，自动变速器的汽车应将变速杆置于P位或N位，起动同时踩下离合器踏板。v 2)每次接通起动机的时间不得超过5s，两次之间应间歇15s以上。v 3)当发动机起动后应立刻松开点火开关，切断ST挡，使起动机停止工作。v 4)经过三次起动，发动机仍没有起动着火，则停止起动，进行简单的检查，否则蓄电池的容量将严重下降，起动发动机变得更加困难。v 二、起动机的维修注意事项v 1)在车上进行起动检测之前，一定要将变速器挂上空挡，并实施驻车制动。v 2)在拆卸起动机之前，应先拆下蓄电池的搭铁电缆线。v 3)有些起动机在起动机与法兰盘之间使用了多块薄垫片，在装配时应按原样装回。返回本章目录44
