第4章_起動(dòng)系統(tǒng)__汽車電氣設(shè)備

1、汽車電氣設(shè)備,配 套 教 材 信 息,教材名稱：汽車電氣設(shè)備（第2版） 教材主編：凌永成 教材定價(jià)：38RMB 出版社：北京大學(xué)出版社 出版時(shí)間/版次：2010年3月第2版 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所屬系列： 21世紀(jì)全國(guó)高等院校汽車類 創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材,第4章 起動(dòng)系統(tǒng),4.1 起動(dòng)系統(tǒng)概述,4.1.1起動(dòng)系統(tǒng)的作用,發(fā)動(dòng)機(jī)必須依靠外力帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)后，才能進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通常把汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在外力作用下，從開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。,起動(dòng)系統(tǒng)的作用就是供給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸達(dá)到必需的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，以便使發(fā)

2、動(dòng)機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后，便結(jié)束任務(wù)立即停止工作。,電力起動(dòng)機(jī)起動(dòng)是由直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，具有操作簡(jiǎn)單，起動(dòng)迅速可靠，重復(fù)起動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。目前，絕大多數(shù)汽車都采用電力起動(dòng)機(jī)起動(dòng)。,電力起動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱為起動(dòng)機(jī)（俗稱馬達(dá)），均安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的座孔上，用螺栓緊固。,4.1.2起動(dòng)系統(tǒng)的組成,電力起動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱起動(dòng)系統(tǒng)，由蓄電池、起動(dòng)機(jī)和起動(dòng)控制電路等組成，如圖4-1所示，起動(dòng)控制電路包括起動(dòng)按鈕或開(kāi)關(guān)、起動(dòng)繼電器等。,起動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)或起動(dòng)按鈕控制下，將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)飛輪齒圈帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為增大轉(zhuǎn)矩，便于起動(dòng)，起動(dòng)機(jī)與曲軸的傳動(dòng)比：汽

3、油機(jī)一般為1317，柴油機(jī)一般為810。,圖4-1 起動(dòng)系統(tǒng)的組成,4.1.3起動(dòng)機(jī)的組成及分類,1.起動(dòng)機(jī)的組成,起動(dòng)機(jī)（Starter。圖4-2和圖4-3）由直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三大部分組成，如圖4-4所示。,圖4-2 QDJ1316型起動(dòng)機(jī) （逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，匹配北汽福田CA483型發(fā)動(dòng)機(jī)）,圖4-3 QDY1202型起動(dòng)機(jī) （逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，匹配北京現(xiàn)代J-2型發(fā)動(dòng)機(jī)）,汽車用起動(dòng)機(jī)實(shí)物照片,圖4-4 起動(dòng)機(jī)的組成,2.起動(dòng)機(jī)的分類,1）按勵(lì)磁方式分,（1）勵(lì)磁式起動(dòng)機(jī)。勵(lì)磁式起動(dòng)機(jī)靠勵(lì)磁繞組和磁極鐵心建立磁場(chǎng)，結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜，但輸出轉(zhuǎn)矩和功率都很大，故應(yīng)用極為廣泛。,（2）永磁式起動(dòng)

4、機(jī)。永磁起動(dòng)機(jī)以永磁材料作為磁極，取消了勵(lì)磁式起動(dòng)機(jī)中的勵(lì)磁繞組和磁極鐵心，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積小，質(zhì)量輕，并節(jié)省了金屬材料。但永磁起動(dòng)機(jī)的功率一般較小，使用范圍在一定程度上受到限制。,2）按控制機(jī)構(gòu)分,（1）機(jī)械控制式起動(dòng)機(jī)。機(jī)械控制式起動(dòng)機(jī)由駕駛員利用腳踏（或手動(dòng)）直接操縱機(jī)械式起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通或切斷起動(dòng)電路，通常稱為直接操縱式起動(dòng)機(jī)。,（2）電磁控制式起動(dòng)機(jī)（亦稱電磁操縱式起動(dòng)機(jī)）。電磁控制式起動(dòng)機(jī)由駕駛員旋動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)或按下起動(dòng)按鈕，通過(guò)電磁開(kāi)關(guān)接通或切斷起動(dòng)電路。,3）按嚙合方式分,（1）慣性嚙合式起動(dòng)機(jī)。慣性嚙合式起動(dòng)機(jī)的離合器靠慣性力的作用產(chǎn)生軸向移動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。由于可靠

5、性差，現(xiàn)代汽車已不再使用。,（2）強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)。強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)靠人力或電磁力經(jīng)撥叉推移離合器，強(qiáng)制性地使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，操縱方便等優(yōu)點(diǎn)，故被現(xiàn)代汽車普遍采用。,4）按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分,（1）普通式起動(dòng)機(jī)。將電動(dòng)機(jī)電樞產(chǎn)生的起動(dòng)力矩直接通過(guò)離合器、驅(qū)動(dòng)齒輪傳給飛輪齒圈的起動(dòng)機(jī)稱為普通式起動(dòng)機(jī)。,（2）減速式起動(dòng)機(jī)。減速起動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)與普通式起動(dòng)機(jī)相同，只是在電樞和驅(qū)動(dòng)齒輪之間，裝有減速齒輪（一般減速比為34），經(jīng)減速、增矩后，再帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪。減速式起動(dòng)機(jī)是今后車用起動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。,（3）電磁嚙合式（電樞移動(dòng)式）起動(dòng)機(jī)。電磁嚙合式起動(dòng)機(jī)靠電動(dòng)機(jī)內(nèi)部輔助磁極

6、的電磁力，吸引電樞作軸向移動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒圈，起動(dòng)結(jié)束后再由回位彈簧使電樞回位，讓驅(qū)動(dòng)齒輪退出飛輪齒圈。所以，又稱電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)，多用于大功率柴油機(jī)。,需要指出的是，以上對(duì)車用起動(dòng)機(jī)的分類是從不同角度進(jìn)行的。對(duì)于一個(gè)具體的起動(dòng)機(jī)，可以同時(shí)涵蓋幾個(gè)方面。例如，圖4-5所示的起動(dòng)機(jī)即為電磁控制、強(qiáng)制嚙合、永磁、減速式起動(dòng)機(jī)。,圖4-5 電磁控制、強(qiáng)制嚙合、永磁、減速式起動(dòng)機(jī),4.1.4起動(dòng)機(jī)的型號(hào),根據(jù)QTT731993汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制規(guī)則方法的規(guī)定，國(guó)產(chǎn)起動(dòng)機(jī)的型號(hào)由以下五部分組成：,（1）產(chǎn)品代號(hào)。QD、QDJ和QDY分別表示起動(dòng)機(jī)、減速型起動(dòng)機(jī)和永磁型起動(dòng)機(jī)。 （2）電壓等

7、級(jí)代號(hào)。112V；224V。 （3）功率等級(jí)代號(hào)。含義如表4-l所示。 （4）設(shè)計(jì)序號(hào)。 （5）變型代號(hào)。,表4-1 起動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)代號(hào),例如：QD124表示額定電壓為12，功率為12kW，第四次設(shè)計(jì)的起動(dòng)機(jī)。,4.2 起動(dòng)機(jī)用直流電動(dòng)機(jī),4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的工作原理,圖4-6 直流電動(dòng)機(jī)工作原理,4.2.2直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成,起動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成，如圖4-7所示。,圖4-7 起動(dòng)機(jī)用直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu),1.定子,定子亦稱磁極，其作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，分勵(lì)磁式和永磁式兩類。為增大轉(zhuǎn)矩，汽車起動(dòng)機(jī)通常采用四個(gè)磁極，兩對(duì)磁極相對(duì)交錯(cuò)安裝，定子與轉(zhuǎn)子鐵心形成的磁力

8、線回路如圖4-8所示，低碳鋼板制成的機(jī)殼是磁路的一部分。,圖4-8 電動(dòng)機(jī)磁路,（1）勵(lì)磁式定子。,勵(lì)磁式電動(dòng)機(jī)定子鐵心為低碳鋼，鐵心磁場(chǎng)要靠繞在外面的勵(lì)磁繞組通電建立。為使電動(dòng)機(jī)磁通能按設(shè)計(jì)要求分布，將鐵心制成如圖4-9所示的形狀，并用埋頭螺栓緊固在機(jī)殼上。,勵(lì)磁繞組由扁銅帶（矩形截面）繞制而成，其匝數(shù)一般為610匝；銅帶之間用絕緣紙絕緣，并用白布帶以半疊包扎法包好后浸上絕緣漆烘干而成。,圖4-9 勵(lì)磁式電動(dòng)機(jī)定子,采用勵(lì)磁式定子的電動(dòng)機(jī)，其勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)連接，故稱串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)。,具體連接如圖4-10所示，先將勵(lì)磁繞組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞（轉(zhuǎn)子）繞組串聯(lián)。,圖4-10 串勵(lì)式電動(dòng)機(jī),（

9、2）永磁式定子。,永磁式電動(dòng)機(jī)（圖4-11）不需要電磁繞組，可節(jié)省材料，而且能使電動(dòng)機(jī)磁極的徑向尺寸減??；在輸出特性相同的情況下其質(zhì)量比勵(lì)磁定子式電動(dòng)機(jī)可減輕30以上。,圖4-11 永磁式電動(dòng)機(jī),條形永久磁鐵可用冷粘接法粘在機(jī)殼內(nèi)壁上或用片狀彈簧均勻地固裝在起動(dòng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)表面上。由于結(jié)構(gòu)尺寸及永磁材料性能限制，永磁起動(dòng)機(jī)的功率一般不大于2kW。,2.轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子亦稱電樞（圖4-12），由電樞軸、鐵心、電樞繞組和換向器等組成。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。,圖4-12 轉(zhuǎn)子（亦稱電樞）實(shí)物照片,典型起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖4-13所示。轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊成后固定在轉(zhuǎn)子軸上。鐵心外圍均勻地開(kāi)有線槽，用以放置轉(zhuǎn)子

10、繞組；轉(zhuǎn)子繞組由較大矩形截面的銅帶或粗銅線繞制而成。,圖4-13 起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子,在鐵心線槽口兩側(cè)，用軋紋將轉(zhuǎn)子繞組擠緊以免轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)由于慣性作用將繞組甩出，轉(zhuǎn)子繞組的端頭均勻地焊在換向片上。為防止銅制繞組短路，在銅線與銅線之間及銅線與鐵心之間用性能良好的絕緣紙隔開(kāi)。,減速型起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度較普通型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高了5070，絕緣性能及動(dòng)平衡要求均較高，因此采用環(huán)氧樹(shù)脂涂封或耐熱尼龍紙作為轉(zhuǎn)子槽絕緣紙。,換向器由銅片和云母疊壓而成，壓裝于電樞軸前端，銅片間絕緣，銅片與軸之間也絕緣，換向片與線頭采用錫焊連接。減速型起動(dòng)機(jī)的換向器用塑料取代了云母，換向片與線頭采用了銀銅硬釬焊，既耐高速又耐高溫。,考慮到

11、云母的耐磨性較好，當(dāng)換向片磨損以后，云母片就會(huì)凸起，影響電刷與換向片的接觸，因此，有些起動(dòng)機(jī)的換向片之間的云母片較換向片割低0.50.8 mm。,轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)端制有螺旋形花鍵，用以套裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的單向離合器。,轉(zhuǎn)子與定子鐵心之間的氣隙，普通起動(dòng)機(jī)一般為0.50.8 mm，減速型起動(dòng)機(jī)一般為0.40.5 mm。,3.電刷端蓋,電刷端蓋（圖4-14）一般用澆鑄或沖壓法制成，蓋內(nèi)裝有四個(gè)電刷架及電刷，其中兩只搭鐵電刷利用與端蓋相通的電刷架搭鐵。另外兩只電刷的電刷架則與端蓋絕緣，絕緣電刷引線與勵(lì)磁繞組的一個(gè)端頭相連接，如圖4-10和圖4-15所示。,圖4-14電刷端蓋實(shí)物,起動(dòng)機(jī)電刷通常用銅粉（8090

12、）和石墨粉壓制而成，以減少電阻并提高耐磨性。電刷架上有盤形彈簧，用以壓緊電刷。,圖4-15 起動(dòng)機(jī)用電刷及端蓋,4.驅(qū)動(dòng)端蓋,驅(qū)動(dòng)端蓋上有撥叉座和驅(qū)動(dòng)齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉的軸銷孔。為了避免電樞軸彎曲變形，一些起動(dòng)機(jī)裝有中間支撐板。端蓋及中間支撐板上的軸承多用青銅石墨軸承或鐵基含油軸承。,軸承一般采用滑動(dòng)式，以承受起動(dòng)機(jī)工作時(shí)的沖擊性載荷。有些減速型起動(dòng)機(jī)采用球軸承。,兩端蓋與機(jī)殼靠?jī)蓚€(gè)較長(zhǎng)的穿心連接螺栓將起動(dòng)機(jī)組裝成一個(gè)整體。端蓋與機(jī)殼之間的接合面上一般制有定位用安裝記號(hào)。,4.2.3直流電動(dòng)機(jī)工作特性,直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式可分為永磁式和電磁式兩大類，電磁式按勵(lì)磁繞組與電樞繞組的連接

13、關(guān)系又可分并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式三種，如圖4-16所示。,（a）永磁式 （b）并勵(lì)式 （c）串勵(lì)式 （d）復(fù)勵(lì)式 圖4-16 直流電動(dòng)機(jī)類型,圖4-17 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性比較,永磁式直流電動(dòng)機(jī)磁極磁通工作時(shí)保持不變。并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組聯(lián)在同一電源上，若外電壓不變、勵(lì)磁電阻不變，則每極磁通也基本不變。故永磁式、并勵(lì)式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系基本相同。轉(zhuǎn)速將隨轉(zhuǎn)矩的增加而近似地按線性規(guī)律下降，但下降很小。即它們具有較“硬”的機(jī)械特性，適應(yīng)性能較差。永磁、并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)常用于減速型起動(dòng)機(jī)。,串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相串聯(lián)，電樞電流等于勵(lì)磁繞組電流，并與總電流相等。串

14、勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，輕載轉(zhuǎn)速高，重載轉(zhuǎn)速低，短時(shí)間內(nèi)能輸出最大功率等特點(diǎn)，具有較“軟”的機(jī)械特性，因此特別適合應(yīng)用于直接驅(qū)動(dòng)式起動(dòng)機(jī)。,復(fù)勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的磁極上有兩組勵(lì)磁繞組，一組同電樞串聯(lián)，另一組則同電樞并聯(lián)。復(fù)勵(lì)式電動(dòng)機(jī)在空載運(yùn)行的情況下與并勵(lì)電動(dòng)機(jī)相似，加了負(fù)載后，串勵(lì)繞組的磁場(chǎng)將隨負(fù)載的增加而加強(qiáng)，運(yùn)行情況接近串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。因此它的機(jī)械特性比并勵(lì)式軟，較串勵(lì)式硬。復(fù)勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)被一些大功率起動(dòng)機(jī)所采用。,圖4-17 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性比較,4.2.4起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池的匹配,1.起動(dòng)機(jī)的功率及其影響因素,1）起動(dòng)機(jī)的功率,圖4-18 起動(dòng)機(jī)特性曲線,起動(dòng)機(jī)在全制動(dòng)（ 0）和空

15、載（ 0）時(shí)，其功率均為0，而在接近全制動(dòng)電流一半時(shí)其輸出功率最大。起動(dòng)機(jī)工作時(shí)間短暫（僅幾秒鐘），允許在最大的功率狀態(tài)下工作。因此，起動(dòng)機(jī)的額定功率一般也就是電動(dòng)機(jī)的最大功率或接近于最大功率。,2）影響起動(dòng)機(jī)功率的因素,起動(dòng)機(jī)的工作電流很大（達(dá)幾百安培），蓄電池、起動(dòng)機(jī)電源內(nèi)阻及起動(dòng)電路電阻對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出功率會(huì)有很大影響。,（1）接觸電阻和導(dǎo)線電阻。 （2）蓄電池容量 （3）環(huán)境溫度。,2.起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的確定,1）起動(dòng)機(jī)功率的選擇,起動(dòng)機(jī)的功率P（kW）應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需功率選取，它取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩 （Nm）和最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速 （rmin），并可由下式計(jì)算：,發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩是指在

16、最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩，主要包括氣缸氣體壓縮阻力矩、運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力矩和慣性力矩。,發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速是指起動(dòng)時(shí)能保證進(jìn)入氣缸內(nèi)的混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定的溫度和良好的霧化，能使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠點(diǎn)火發(fā)動(dòng)所需的最低轉(zhuǎn)速。,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速為5070rmin，而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速為100200rmin。,溫度為0時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需功率可由經(jīng)驗(yàn)公式推算： 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)： P（0.180.22） L 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)： P（0.741.1） L,2）傳動(dòng)比選擇,起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比一般在如下范圍內(nèi)選擇：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為1317，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為810。,3）蓄電池容量的選擇,起動(dòng)機(jī)的功率確定以后，可

17、以按經(jīng)驗(yàn)公式確定蓄電池的容量：,式中 U起動(dòng)機(jī)額定電壓（）； P起動(dòng)機(jī)額定功率（kW）； C蓄電池額定容量（Ah）。,對(duì)于大功率起動(dòng)機(jī)（7.010kW），蓄電池的容量可以選擇比計(jì)算值小一些。,4.3 起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)與控制機(jī)構(gòu),4.3.1起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),1. 起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)過(guò)程,一般起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是指包括驅(qū)動(dòng)齒輪的單向離合器，減速起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括減速裝置。驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪的嚙合一般是靠撥叉強(qiáng)制撥動(dòng)完成的，如圖4-19所示。,（a）靜止未工作 （b）電磁開(kāi)關(guān)通電推向嚙合 （c）主開(kāi)關(guān)接通接近完全嚙合 圖4-19 起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合過(guò)程,常見(jiàn)起動(dòng)機(jī)單向離合器主要有滾柱式、彈簧式和摩擦片式三種。,

18、2.滾柱式單向離合器,1）構(gòu)造,滾柱式單向離合器是通過(guò)改變滾柱在楔形槽中的位置實(shí)現(xiàn)接合和分離的。主要由驅(qū)動(dòng)齒輪、外殼及十字槽套筒（或外座圈及十字塊套筒）、滾柱、彈簧等組成。,圖4-20 滾柱式單向離合器,單向離合器的套筒內(nèi)有螺旋花鍵，此花鍵與起動(dòng)機(jī)電樞軸前端的花鍵結(jié)合。單向離合器既可在撥叉作用下沿電樞軸軸向移動(dòng)，又可在電樞驅(qū)動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。,2）工作過(guò)程,（a）起動(dòng)時(shí) （b）起動(dòng)后 圖4-21 滾柱式單向離合器工作原理,滾柱式單向離合器工作時(shí)屬于線接觸傳力，所以不能傳遞大轉(zhuǎn)矩，一般用于小功率（2 kW以下）的起動(dòng)機(jī)上，否則滾柱易變形、卡死，造成單向離合器分離不徹底。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，目前廣泛用于

19、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上。,3.彈簧式單向離合器,彈簧式單向離合器是通過(guò)扭力彈簧的徑向收縮和放松來(lái)實(shí)現(xiàn)接合和分離的，其結(jié)構(gòu)如圖4-22所示。,圖4-22 彈簧式單向離合器,彈簧式單向離合器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、成本低等特點(diǎn)。因扭力彈簧圈數(shù)較多，軸向尺寸較大，多用于大中型起動(dòng)機(jī)。,4.摩擦片式單向離合器,摩擦片式單向離合器是通過(guò)主、從動(dòng)摩擦片的壓緊和放松來(lái)實(shí)現(xiàn)接合和分離的，其結(jié)構(gòu)如圖4-23所示。,圖4-23 摩擦片式單向離合器,摩擦片式單向離合器傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可通過(guò)增減調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在大功率起動(dòng)機(jī)上應(yīng)用比較廣泛。,4.3.2起動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu),起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)也叫操縱機(jī)構(gòu)，有機(jī)械控制式（亦稱

20、直接操縱式，現(xiàn)已淘汰）和電磁控制式（電磁操縱式）兩類。,圖4-24 電磁操縱式起動(dòng)機(jī)電路原理,（a）整體式 （b）分離式 圖4-25 起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān),4.4 起動(dòng)系統(tǒng)控制電路,4.4.1起動(dòng)開(kāi)關(guān)直接控制起動(dòng)系統(tǒng),起動(dòng)開(kāi)關(guān)直接控制是指起動(dòng)機(jī)由起動(dòng)開(kāi)關(guān)（點(diǎn)火開(kāi)關(guān)或起動(dòng)按鈕）直接控制，如圖4-26所示。起動(dòng)功率較小的汽車（如長(zhǎng)安奧拓微型轎車、天津夏利轎車）常用這種控制形式。,（a）接線圖 （b）電原理圖 圖4-26 開(kāi)關(guān)直接控制的起動(dòng)系統(tǒng)電路,4.4.2起動(dòng)繼電器控制起動(dòng)系統(tǒng),（a）接線圖 （b）電原理圖 圖4-27 起動(dòng)繼電器控制的起動(dòng)系統(tǒng)電路,空擋起動(dòng)開(kāi)關(guān) 離合器開(kāi)關(guān),4.4.3起動(dòng)復(fù)合繼電器控

21、制起動(dòng)系統(tǒng),圖4-28 起動(dòng)復(fù)合繼電器控制的起動(dòng)系統(tǒng)電路,為了在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，使起動(dòng)機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)并保證不再接通起動(dòng)機(jī)電路，解放CA1092及東風(fēng)EQ1092等汽車采用了具有安全驅(qū)動(dòng)保護(hù)功能的起動(dòng)復(fù)合繼電器控制起動(dòng)系統(tǒng)。,4.4.4車載計(jì)算機(jī)控制起動(dòng)系統(tǒng),圖4-29 LS400轎車微機(jī)控制的起動(dòng)系統(tǒng),4.5 典型起動(dòng)機(jī)工作過(guò)程分析,4.5.1電磁控制強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī),1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn),圖4-30 QD124型起動(dòng)機(jī) 1前端蓋；2機(jī)殼；3電磁開(kāi)關(guān)；4調(diào)節(jié)螺釘；5撥叉；6后端蓋；7限位螺釘； 8單向離合器；9中間軸承支撐板；10電樞；11磁極；12磁場(chǎng)繞組；13電刷,2.工作過(guò)程分析,1起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)；2

22、起動(dòng)繼電器線圈；3點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；4、5起動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)接線柱；6點(diǎn)火線圈附加電阻短路接線柱；7導(dǎo)電片；8接線柱；9電磁開(kāi)關(guān)接線柱；10接觸盤；11推桿；12固定鐵心；13吸拉線圈；14保持線圈；15活動(dòng)鐵心；16復(fù)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(dòng)齒輪；23限位螺母；24附加電阻線（白線1.7）,4.5.2減速式起動(dòng)機(jī),圖4-32 QDJ254減速起動(dòng)機(jī)（24V、功率4.9kW，匹配玉柴4110ZD、云內(nèi)4100系列柴油機(jī)）,1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn),減速起動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)與電磁強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)相同，只是在電樞和驅(qū)動(dòng)齒輪之間，裝有減速機(jī)構(gòu)。經(jīng)減速機(jī)構(gòu)將起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低

23、后，再帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪。由于應(yīng)用了減速機(jī)構(gòu)，可采用小型、高速、低轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)。,起動(dòng)機(jī)的減速機(jī)構(gòu)，常見(jiàn)的有三種形式：內(nèi)嚙合齒輪式、外嚙合齒輪式和行星齒輪式，如圖4-33所示。,（a）外嚙合齒輪式 （b）內(nèi)嚙合齒輪式 （c）行星齒輪式 圖4-33 減速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式,減速起動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)1500020000rmin，在同樣輸出功率條件下比普通起動(dòng)機(jī)的質(zhì)量減少約2040，體積約減少一半，轉(zhuǎn)矩增高。這不僅提高了起動(dòng)性能，而且也相對(duì)減輕了蓄電池的負(fù)擔(dān)。,2.工作過(guò)程分析,1起動(dòng)開(kāi)關(guān)；2起動(dòng)繼電器線圈；3起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)；4主觸點(diǎn)；5接觸盤；6吸拉線圈；7保持線圈；8活動(dòng)鐵心；9撥叉；10單向離合器；1

24、1螺旋花鍵軸；12內(nèi)嚙合減速齒輪；13主動(dòng)齒輪；14電樞；15磁場(chǎng)繞組,4.5.3永磁減速式起動(dòng)機(jī),1接線柱； 2活動(dòng)鐵心； 3永久磁鐵； 4撥叉； 5換向器； 6、9軸承； 7電刷； 8行星齒輪減速器總成；10單向離合器； 11電樞繞組； 12驅(qū)動(dòng)盤； 13固定內(nèi)齒圈； 14行星輪支架； 15太陽(yáng)輪； 16電樞鐵心,圖4-35上海桑塔納2000型轎車采用的SD6RA型永磁減速起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,圖4-36 北京切諾基BJ2021型吉普車采用的12VDW1.4型永磁減速式起動(dòng)機(jī)原理簡(jiǎn)圖,4.5.4電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī),1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn),圖4-37 電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī) 1油塞；2摩擦片式單向離合器；3磁極；4

25、電樞；5接線柱；6接觸盤；7電磁開(kāi)關(guān)；8扣爪；9換向器；10圓盤；11電刷彈簧；2電刷；13電刷架；14復(fù)位彈簧；15磁場(chǎng)繞組；16機(jī)殼；17驅(qū)動(dòng)齒輪,2.工作過(guò)程分析,圖4-38 電樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)工 作原理簡(jiǎn)圖 1主勵(lì)磁繞組； 2串聯(lián)輔助勵(lì)磁繞組； 3并聯(lián)輔助勵(lì)磁繞組； 4電磁鐵； 5靜觸點(diǎn)； 6接觸盤； 7擋片； 8扣爪； 9復(fù)位彈簧； 10圓盤； 11電樞； 12磁極； 13摩擦片離合器,4.6 起動(dòng)預(yù)熱裝置,4.6.1起動(dòng)預(yù)熱裝置的作用及類型,為保證低溫條件下迅速可靠地起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在多數(shù)柴油機(jī)和少數(shù)汽油機(jī)上設(shè)有低溫起動(dòng)預(yù)熱裝置，以提高進(jìn)入氣缸的空氣（或可燃混合氣）、潤(rùn)滑油和冷卻液的溫度

26、。,進(jìn)氣預(yù)熱的類型有集中預(yù)熱和分缸預(yù)熱兩種，集中式預(yù)熱裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣總管上，分缸預(yù)熱裝置安裝在各氣缸內(nèi)或進(jìn)氣岐管上。汽油機(jī)和一部分柴油機(jī)的預(yù)熱采用集中式，分缸式預(yù)熱裝置一般用在柴油機(jī)上。,目前，汽車上常采用的低溫起動(dòng)預(yù)熱裝置有電熱塞、電熱陶瓷進(jìn)氣加熱器和電火焰預(yù)熱器等。,4.6.2起動(dòng)預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)及控制,1.電熱塞,1-發(fā)熱體鋼套； 2-電阻絲； 3-填充劑； 4、6-密封墊圈； 5-外殼； 7-絕緣體； 8-膠合劑； 9-中心螺桿； 10-固定螺母； 11-壓緊螺母； 12-壓緊墊圈； 13-彈簧墊圈,2.電熱陶瓷進(jìn)氣加熱器,圖4-40 電熱陶瓷進(jìn)氣加熱器 1-導(dǎo)線（耐200高溫）

27、；2-鉚釘； 3-電極（4個(gè)）； 4-屏蔽板；5-卡環(huán)； 6-彈簧固定板；7-彈簧； 8-鎳-銀電極（4個(gè)）；9-散熱片； 10-PTC陶瓷片（4個(gè)）,圖4-41 PTC電熱陶瓷材料的溫度、電流特性,3.電火焰預(yù)熱器,這種預(yù)熱裝置除了電熱塞產(chǎn)生熱量外，還通過(guò)供油裝置向其周圍噴油，從而形成電火焰，以產(chǎn)生更多的熱量，通常用于集中式預(yù)熱的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。,電火焰預(yù)熱器主要由電熱塞和電磁噴油器組成，裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管上，電熱塞用來(lái)點(diǎn)燃柴油，加熱空氣。噴油器電磁閥控制其油路，在電磁閥通電時(shí)，閥門開(kāi)啟，噴油器將燃油噴向電熱塞而形成電火焰，電熱塞及電磁閥受限時(shí)控制器的控制。,圖4-42 電火焰預(yù)熱器 1-電熱塞；

28、2-帶電磁閥的噴油器； 3-進(jìn)氣管；4-導(dǎo)流罩,圖4-43 奔馳2026牽引車起動(dòng)預(yù)熱裝置（電火焰預(yù)熱器）示意圖 1-燃油箱；2-輸油泵；3-溫度開(kāi)關(guān)；4-溫度指示燈；5-冷起動(dòng)按鈕； 6-限時(shí)器；7-控制器；8-起動(dòng)指示燈；9-空氣濾清器；10-電磁閥；11-電熱塞,4.7 起動(dòng)系統(tǒng)的使用維護(hù)與故障排除,4.7.1起動(dòng)系統(tǒng)的使用注意事項(xiàng),（1）起動(dòng)時(shí)踩下離合器踏板，將變速器掛入空擋或停車擋。 （2）每次接通起動(dòng)機(jī)的時(shí)間不得超過(guò)5s，兩次之間應(yīng)間歇15s以上。 （3）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后應(yīng)馬上松開(kāi)起動(dòng)開(kāi)關(guān)。 （4）發(fā)現(xiàn)起動(dòng)系統(tǒng)工作異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)診斷并排除故障后再起動(dòng)。,4.7.2起動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù),1.起

29、動(dòng)機(jī)的維護(hù),1）起動(dòng)機(jī)的解體,2）起動(dòng)機(jī)的檢查,（1）電刷、電刷架和電刷彈簧的檢查。,圖4-45 電刷架和電刷彈簧的檢查,若絕緣電刷架搭鐵，則應(yīng)更換絕緣墊后，重新鉚合。在彈簧處于工作狀態(tài)時(shí)，用彈簧秤檢查電刷彈簧的壓力，一般為11.714.7N。若壓力降低，可將彈簧向與螺旋方向相反處扳動(dòng)或更換。,為減小電火花，電刷與換向器之間的接觸面積應(yīng)在75以上，否則應(yīng)進(jìn)行磨修。電刷的高度，不應(yīng)低于新電刷高度的23。電刷在電刷架內(nèi)應(yīng)活動(dòng)自如，無(wú)卡滯現(xiàn)象。,（2）轉(zhuǎn)子的檢查。, 電樞繞組的檢查。,（a）電樞感應(yīng)儀接線 （b）檢查電樞 圖4-46 用電樞感應(yīng)儀檢查電樞故障,檢查電樞繞組短路故障時(shí)，接通電樞感應(yīng)儀電

30、源，將電樞放在電樞感應(yīng)儀的“”形槽上，面轉(zhuǎn)動(dòng)電樞，一面用一薄鋼片（如鋼鋸條），在電樞鐵心的每個(gè)槽上依次試驗(yàn)（圖4-46b）。,（a）電樞感應(yīng)儀接線 （b）檢查電樞 圖4-46 用電樞感應(yīng)儀檢查電樞故障,若鋼片在某一槽上發(fā)生振動(dòng)，則表示該槽的某一線圈有短路現(xiàn)象。因?yàn)榫€圈發(fā)生短路后，短路的線匝形成閉合回路，在感應(yīng)儀交變磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生交變電流，該交變電流又產(chǎn)生一局部交變磁場(chǎng)，鋼片在交變磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生振動(dòng)。,起動(dòng)機(jī)電樞繞組，采用波繞法。相鄰兩換向片間短路時(shí)，鋼片會(huì)在四個(gè)槽中振動(dòng)。當(dāng)同一個(gè)槽中上下兩層導(dǎo)線短路時(shí)，鋼片在所有的槽中都振動(dòng)。,b斷路的檢查。,檢查電樞繞組斷路故障時(shí)，將電樞檢驗(yàn)儀所附毫

31、安表的兩根觸針，分別接觸兩個(gè)在水平位置相鄰的換向片。固定兩觸針，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電樞軸，若導(dǎo)線無(wú)斷路，便有電流顯示，若無(wú)電流顯示，則說(shuō)明線圈有斷路。多處斷路時(shí)，也可用萬(wàn)用表電阻擋進(jìn)行檢測(cè)，如圖4-47所示。,圖4-47 電樞繞組斷路的檢查,c搭鐵的檢查。,對(duì)于電樞繞組的搭鐵故障，可使用220V交流測(cè)試燈進(jìn)行檢查。將交流測(cè)試燈的兩根觸針，分別接觸電樞軸和換向片。若試燈亮，說(shuō)明電樞繞組搭鐵，檢查時(shí)應(yīng)注意安全。也可用萬(wàn)用表電阻擋進(jìn)行檢測(cè)，如圖4-48所示。,圖4-48 電樞繞組搭鐵的檢查,（3）磁場(chǎng)繞組的檢查。, 短路的檢查。,磁場(chǎng)繞組的外部包扎層若已燒焦、脆化，一般表明匝間已絕緣不良。若外部完好無(wú)法判斷時(shí)

32、，可把繞組套在鐵棒上，放入電樞感應(yīng)儀，進(jìn)行檢查，如圖4-49所示。感應(yīng)儀通電35 min后，若繞組發(fā)熱，則表明匝間有短路。,圖4-49 磁場(chǎng)繞組短路檢查, 斷路的檢查。,磁場(chǎng)繞組斷路，一般是繞組引出接頭脫焊、假焊所致，可用萬(wàn)用表檢查，如圖4-50所示。將萬(wàn)用表的一根觸針接觸起動(dòng)機(jī)接線柱，另一觸針接觸絕緣電刷，萬(wàn)用表指示電阻說(shuō)明斷路。也可用試燈檢查。,圖4-50 定子外殼與磁場(chǎng)繞組絕緣電阻的檢查, 搭鐵的檢查。,可用萬(wàn)用表電阻擋進(jìn)行檢測(cè)，如圖4-50所示。將萬(wàn)用表置于電阻R10k擋，兩個(gè)試棒分別接起動(dòng)機(jī)接線柱和機(jī)殼，若R，則說(shuō)明磁場(chǎng)繞組與機(jī)殼絕緣良好。,圖4-50 定子外殼與磁場(chǎng)繞組絕緣電阻的檢

33、查,（4）單向離合器的檢查。,將單向離合器夾緊在臺(tái)鉗上，用扭力扳手向離合器壓緊方向旋轉(zhuǎn)，如圖4-51所示。單向離合器應(yīng)能承受規(guī)定扭矩而不打滑，否則應(yīng)更換。,圖4-51 檢查單向離合器是否打滑,摩擦片式離合器，扭矩若不符合規(guī)定，可在壓環(huán)與摩擦片之間，增減墊片予以調(diào)整。,3）電磁開(kāi)關(guān)的檢查,圖4-52 電磁開(kāi)關(guān)吸放性能測(cè)試,電磁開(kāi)關(guān)閉合電壓和釋放電壓的檢查。,將電磁開(kāi)關(guān)裝回起動(dòng)機(jī)，按圖4-52接線。在起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪和限位墊圈之間，放一墊塊，模擬驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒圈齒端相嚙狀態(tài)，接通電路，逐漸調(diào)高電壓，燈亮?xí)r的電壓，即為電磁開(kāi)關(guān)的閉合電壓，應(yīng)不大于額定電壓的75。,然后，逐漸調(diào)低電壓，直到電磁開(kāi)關(guān)釋放，測(cè)試燈熄滅。該瞬間的電壓，即為釋放電壓。釋放電壓不應(yīng)大于額定電壓的40。,4）起動(dòng)機(jī)的裝復(fù),起動(dòng)機(jī)的裝復(fù)順序與解體時(shí)的順序相反。,5）起動(dòng)機(jī)解體和裝復(fù)注意事項(xiàng),2.起動(dòng)繼電器的檢查,1）起動(dòng)繼電器閉合電壓與斷開(kāi)電壓的檢查,圖4-53 起動(dòng)繼電器的檢查,先將滑線式變阻器調(diào)至負(fù)載最大值，然后，逐漸減小電阻，在觸點(diǎn)剛閉合時(shí)，電壓表的讀數(shù)即為閉合電壓。再逐漸增大電阻，當(dāng)觸點(diǎn)剛剛打開(kāi)時(shí)，電壓表的讀數(shù)即為斷開(kāi)電壓。閉合電壓和斷開(kāi)電壓，應(yīng)符合下列規(guī)定。否則，可改變彈簧預(yù)緊力或觸點(diǎn)高度進(jìn)行調(diào)整。,標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V時(shí)，觸點(diǎn)閉合電壓為67.6V，觸點(diǎn)斷開(kāi)電壓為35.5。 標(biāo)準(zhǔn)電壓為24V時(shí)，觸點(diǎn)閉合電