第3講 起動系統(tǒng)

1、第第3講講 起動系統(tǒng)起動系統(tǒng) 3.1 概述概述 圖：起動機的組成（1）直流電動機）直流電動機 作用：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（動作用：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（動力），將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化力），將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機械能。為機械能。 （2）傳動裝置）傳動裝置 作用：將電動機的動力傳作用：將電動機的動力傳給發(fā)動機，當發(fā)動機起動后給發(fā)動機，當發(fā)動機起動后，自動脫離。，自動脫離。（3）控制裝置（開關(guān)）：）控制裝置（開關(guān)）： 由電磁開關(guān)、起動繼電器由電磁開關(guān)、起動繼電器和點火起動開關(guān)組成。和點火起動開關(guān)組成。作用：接通與切斷電動機與作用：接通與切斷電動機與蓄電池之間的線路。蓄電池之間的線路。 1.起動機的組成及各部分功用起動機

2、的組成及各部分功用 3.2 直流電動機直流電動機 3.2.1 構(gòu)造構(gòu)造 1.磁極（定子）磁極（定子）：組成：磁極鐵芯、磁組成：磁極鐵芯、磁場繞組和機殼。場繞組和機殼。作用：建立磁場。作用：建立磁場。 （1）電樞繞組：）電樞繞組：由矩形截面較粗的裸銅線繞制由矩形截面較粗的裸銅線繞制。（2 2）電樞軸：）電樞軸：軸上壓裝有換向器和轉(zhuǎn)子鐵芯。軸上壓裝有換向器和轉(zhuǎn)子鐵芯。 （3）換向器：連接磁場繞組、電樞繞組和電源，將蓄）換向器：連接磁場繞組、電樞繞組和電源，將蓄電池的電流引入電樞繞組。電池的電流引入電樞繞組。 2.電樞（轉(zhuǎn)子）電樞（轉(zhuǎn)子）:產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。4.電刷與刷架電刷與刷架（1）電刷：將直

3、流電引入電動機。（2）電刷架 ：正極刷架與端蓋（絕緣）安裝在一起，負極刷架直接搭鐵 5. 機殼：機殼：起動機的軀干，為起動機磁極形起動機的軀干，為起動機磁極形成導磁回路。成導磁回路。 6. 端蓋端蓋 3.2.2 工作原理：工作原理：導電體在磁場中受到電磁力作用導電體在磁場中受到電磁力作用 。3.2.3 直流電動機的轉(zhuǎn)矩（直流電動機的轉(zhuǎn)矩（M）MCmIa其中：M電磁轉(zhuǎn)矩；Cm電機結(jié)構(gòu)常數(shù)；磁極磁通；Ia電樞電流。3.2.4 反電動勢反電動勢 ECmn其中，n電動機的轉(zhuǎn)速。圖：直流電動機的工作原理ABdcba3.2.5直流電動機的轉(zhuǎn)矩自調(diào)原理直流電動機的轉(zhuǎn)矩自調(diào)原理 直流電動機的轉(zhuǎn)矩自動平衡原理直

4、流電動機的轉(zhuǎn)矩自動平衡原理：電動機的工作過程，實際上是電動機電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩不斷平衡的過程。UEIaRa，Ra電樞電路的電阻；Ia(UE)/Ra=(U- Cmn)/Ra 當負載當負載，阻力矩，阻力矩，n，E，Ia，M，一直增大到與阻力矩平，一直增大到與阻力矩平衡。衡。 當負載當負載，阻力矩，阻力矩，n，E，Ia，M，直至電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，直至電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩平衡。與阻力矩平衡。圖：直流電動機的工作原理ABdcba3.3 直流串激式電動機的工作特性直流串激式電動機的工作特性 1.直流電動機的型式直流電動機的型式圖：電動機的型式2.轉(zhuǎn)矩特性（轉(zhuǎn)矩特性（M隨電樞電流的變化關(guān)系）隨電樞電流的變

5、化關(guān)系） Il激磁電流； Is電樞電流；Rs電樞電阻； Rl 激磁電路電阻。（1）并勵直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性）并勵直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性 IlU/Rl =C，常數(shù)。MCmIsK.IsIs。（2）串勵直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性）串勵直流電動機的轉(zhuǎn)矩特性 IlIs，當Is增大，CIs也增強。MCm.CIs.IsKIs2。 3.3.機械特性機械特性：（u=C，Ra=C，n=f(M)） （1）并勵直流電動機的機械特性）并勵直流電動機的機械特性 由E=Cmn，則 nE/(Cm)=(U-IsRs)/(Cm)。 Rs很小，Il不變，=C，當Is增大使得M增大時，IsRs變化不大，轉(zhuǎn)速下降不多，并勵直流電動機表現(xiàn)出“硬

6、硬”的機械特性。 圖：電動機的機械特性 IsIl，在磁路未飽和時，磁通是變化的。當Is增大時，M增大，增大，Is(Rs+Rl)增大，n迅速減小； 同理，當M減小時，轉(zhuǎn)速隨M的減小而迅速增大，顯示出“軟軟”的機械特性。mlssCRRIUn)(圖：電動機的機械特性（2 2）串勵直流電動機的機械特性）串勵直流電動機的機械特性4.4.直流電動機的工作特性直流電動機的工作特性 研究轉(zhuǎn)矩研究轉(zhuǎn)矩M、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n和功率和功率P隨電樞電流變化的關(guān)隨電樞電流變化的關(guān)系。系。圖：串激式直流電動機的工作電路IIfIa；Eb蓄電池電動勢；Rb蓄電池內(nèi)阻；Rd連接導線電阻；RstRaRf（電動機內(nèi)阻）；E反反電動勢（1

7、）轉(zhuǎn)矩與電流的關(guān)系（2）轉(zhuǎn)速與電流的關(guān)系（3）功率與電流的關(guān)系 圖：直流電動機的工作特性由曲線可知：由曲線可知：（1）在）在I0.5Imax時，起時，起動機的輸出功率達到最大動機的輸出功率達到最大值；值；（2）當完全制動時，相）當完全制動時，相當于剛接入起動機的情況，當于剛接入起動機的情況，IImax，電樞電流和，電樞電流和（制動）轉(zhuǎn)矩達到最大值。（制動）轉(zhuǎn)矩達到最大值。（3）起動機空載時，）起動機空載時，II0，輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩M0,（空載）（空載）轉(zhuǎn)速達到最大值。轉(zhuǎn)速達到最大值。 I0起動機空載時電樞電流；Imax起動機制動時的電樞電流。 （1 1）蓄電池容量和充電狀況的影響）蓄電池容量

8、和充電狀況的影響 ；（2 2）起動電動機電路電阻的影響）起動電動機電路電阻的影響 ；（3 3）環(huán)境溫度的影響）環(huán)境溫度的影響 。5.5.影響起動機工作特性的因素影響起動機工作特性的因素圖：串激式直流電動機的工作電路圖：串激式直流電動機的工作電路IIfIa；Eb蓄電池電動勢；蓄電池電動勢；Rb蓄電池內(nèi)阻；蓄電池內(nèi)阻；Rd連接導線電阻連接導線電阻；RstRaRf（電動機內(nèi)阻）；（電動機內(nèi)阻）；E反反反電動勢反電動勢作用：作用：使起動機驅(qū)動齒輪與發(fā)動機飛輪齒環(huán)嚙合傳動又分離； 3.4 3.4 起動機的傳動機構(gòu)起動機的傳動機構(gòu) 組成組成：單向離合器和撥叉。（1）滾柱式單向離合器的結(jié)構(gòu)）滾柱式單向離合器

9、的結(jié)構(gòu)（2 2）滾柱式單向離合器的工作過程：）滾柱式單向離合器的工作過程： 通過改變滾柱在楔形槽中的位置來實現(xiàn)離合通過改變滾柱在楔形槽中的位置來實現(xiàn)離合 。3.5 3.5 起動機的控制裝置起動機的控制裝置 作用：控制驅(qū)動齒輪與作用：控制驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)的嚙合與分飛輪齒環(huán)的嚙合與分離，控制電動機電路離，控制電動機電路的接通與切斷。的接通與切斷。 1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(1)(1)電磁開關(guān)：電磁開關(guān)：由由電磁電磁鐵機構(gòu)和電動機開關(guān)鐵機構(gòu)和電動機開關(guān)組組成。成。電磁鐵機構(gòu)電磁鐵機構(gòu): :由兩個磁由兩個磁化線圈和其鐵芯組成化線圈和其鐵芯組成；電動機開關(guān)：由開關(guān)觸電動機開關(guān)：由開關(guān)觸盤和觸點組成盤和觸點組成

10、。 組成：組成：電磁開關(guān)電磁開關(guān)起動繼電器起動繼電器點火起動開關(guān)點火起動開關(guān)（2）起動繼電器：）起動繼電器：由電磁鐵機構(gòu)和觸由電磁鐵機構(gòu)和觸點總成兩部分組成。點總成兩部分組成。作用：接通、切斷作用：接通、切斷電磁開關(guān)吸引線圈電磁開關(guān)吸引線圈和保持線圈的電路和保持線圈的電路，借以保護起動開，借以保護起動開關(guān)。關(guān)。 （3 3）起動開關(guān)：）起動開關(guān)：與點火開關(guān)組合在與點火開關(guān)組合在一起。一起。作用作用: :控制起動繼控制起動繼電器線圈電路的通電器線圈電路的通斷。斷。 2.2.起動系統(tǒng)的工作起動系統(tǒng)的工作過程過程（1 1）接通起動開關(guān)，）接通起動開關(guān)，起動繼電器工作，電磁起動繼電器工作，電磁開關(guān)線圈電

11、路接通；開關(guān)線圈電路接通；（2 2）電磁開關(guān)與傳動）電磁開關(guān)與傳動機構(gòu)工作，起動機主電機構(gòu)工作，起動機主電路接通，起動發(fā)動機；路接通，起動發(fā)動機；（3 3）當主電路接通時）當主電路接通時，吸引線圈被觸盤短路，吸引線圈被觸盤短路，保持線圈繼續(xù)工作；，保持線圈繼續(xù)工作；（4 4）斷開起動開關(guān)，）斷開起動開關(guān)，起動繼電器觸點斷開；起動繼電器觸點斷開；（5 5）保持線圈電流改）保持線圈電流改道，電動機開關(guān)斷開，道，電動機開關(guān)斷開，齒輪分離。齒輪分離。 起動機的分類起動機的分類按總體結(jié)構(gòu)不同分為按總體結(jié)構(gòu)不同分為： （1）普通起動機）普通起動機 無特殊結(jié)構(gòu)和裝置；無特殊結(jié)構(gòu)和裝置；（2）永磁起動機）永磁

12、起動機 電動機磁極用永磁材料制成；電動機磁極用永磁材料制成；（3）減速起動機）減速起動機 傳動機構(gòu)設(shè)有減速裝置的起動機。傳動機構(gòu)設(shè)有減速裝置的起動機。 按控制方式不同可分為：按控制方式不同可分為：（1 1）機械控制式）機械控制式 由手拉桿或腳踏聯(lián)動機直接控制起動機的主電路開由手拉桿或腳踏聯(lián)動機直接控制起動機的主電路開關(guān)來接通或切斷主電路。關(guān)來接通或切斷主電路。（2 2）電磁控制式）電磁控制式 借點火開關(guān)或按鈕控制電磁鐵，再由電磁鐵控制主借點火開關(guān)或按鈕控制電磁鐵，再由電磁鐵控制主電路開關(guān)來接通或切斷主電路。電路開關(guān)來接通或切斷主電路。按傳動機構(gòu)嚙入方式不同可分為：按傳動機構(gòu)嚙入方式不同可分為：

13、（1 1）強制嚙合式）強制嚙合式 依靠電磁力或人力拉動杠桿機構(gòu)，撥動驅(qū)動齒輪強依靠電磁力或人力拉動杠桿機構(gòu)，撥動驅(qū)動齒輪強制嚙入飛輪齒環(huán)。制嚙入飛輪齒環(huán)。（2 2）電樞移動式）電樞移動式 依靠磁極磁通的電磁力使電樞產(chǎn)生軸向移動，從而依靠磁極磁通的電磁力使電樞產(chǎn)生軸向移動，從而將驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)。將驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)。（3 3）齒輪移動式）齒輪移動式 依靠電磁開關(guān)推動電樞軸孔內(nèi)的嚙合桿，從而使驅(qū)依靠電磁開關(guān)推動電樞軸孔內(nèi)的嚙合桿，從而使驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)。動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)。 （4 4）慣性嚙合式）慣性嚙合式 驅(qū)動齒輪借旋轉(zhuǎn)時的慣性力嚙入飛輪齒環(huán)。驅(qū)動齒輪借旋轉(zhuǎn)時的慣性力嚙入飛輪齒環(huán)。

14、例例1起動機不運轉(zhuǎn)有哪些故障原因？怎樣排除？起動機不運轉(zhuǎn)有哪些故障原因？怎樣排除？ 故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：將點火開關(guān)置于起動檔，起動機不運轉(zhuǎn)。 故障原因：故障原因：（1）蓄電池容量不足，其各導線連接松動，接觸不良或斷路；（2）起動機開關(guān)觸點燒蝕或因調(diào)整不當而未閉合；（3）電動機磁場繞組或電樞繞組有斷、短路或搭鐵；（4）絕緣電刷搭鐵；（5）起動繼電器的觸點不能閉合。 故障排除：故障排除：（1）先按喇叭和開大燈試驗排除蓄電池故障或連接線松動引起接觸不良；（2）如判斷出電源無問題，則故障出自起動機或其開關(guān)。用起子將起動機開關(guān)的兩端接線柱接通，若起動機空轉(zhuǎn)正常，故障在起動繼電器或有關(guān)線路，應對開關(guān)進行檢

15、修；若起動機仍不轉(zhuǎn)動，則故障在起動機內(nèi)部。（3）判斷起動機內(nèi)部是否有斷路。用起子搭鐵若有強烈火花，起動機又轉(zhuǎn)動，則表明起動機內(nèi)部有短路或搭鐵之處，應拆下起動機進一步檢修。 例例2起動機運轉(zhuǎn)不停有哪些故障原因？怎樣排除？起動機運轉(zhuǎn)不停有哪些故障原因？怎樣排除？ 故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：發(fā)動機起動后即出現(xiàn)尖叫聲，起動機被反拖高速旋轉(zhuǎn)不能停下，或起動后較長時間起動機才停止運轉(zhuǎn)。 故障原因：故障原因：（1）起動機安裝不當，齒側(cè)間隙過??；（2）起動機單向離合器卡死；（3）起動機齒輪回位彈簧彈力過弱或者折斷；（4）繼電器觸點或電磁開關(guān)觸點燒蝕。 例例3起動機空轉(zhuǎn)有哪些故障原因？怎樣排除？起動機空轉(zhuǎn)有哪些故障原

16、因？怎樣排除？ 故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象：接通點火開關(guān)的起動檔，起動機只是空轉(zhuǎn)，不能嚙合飛輪帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。 故障原因故障原因：（1）電磁控制式起動機的電磁開關(guān)鐵芯行程太短；（2）單向離合器打滑；（3）飛輪輪齒嚴重磨損或打壞。 思考題思考題 1. 影響起動機工作特性的因素有哪些？影響起動機工作特性的因素有哪些？ 2. 汽車為什么采用串激直流電動機作為起動電動機？汽車為什么采用串激直流電動機作為起動電動機？ 3簡述電磁操縱式起動開關(guān)的工作過程。簡述電磁操縱式起動開關(guān)的工作過程。 4下面哪一種敘述是錯的？（下面哪一種敘述是錯的？（ ）（a）起動電動機的工作過程，就是電動機電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩不斷平衡的過程；）起動電動機的工作過程，就是電動機電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩不斷平衡的過程；（b）當起動電動機電樞軸上的阻力矩增大時，電動機轉(zhuǎn)速上升；）當起動電動機電樞軸上的阻力矩增大時，電動機轉(zhuǎn)速上升；（c）當直流電動機負載增加時，電樞軸上的阻力矩增大。）當直流電動機負載增加時，電樞軸上的阻力矩增大。 5電磁操縱強制嚙合式起動機電磁開關(guān)中的吸引線圈和保持線圈，在起動后電磁操縱強制嚙合式起動機電磁開關(guān)中的吸引線圈和保持線圈，在起動后其電流方向有無變化，為什么？其電流方向有無變化，為什么？ 6