汽车电气设备第三章起动系统

第三章 起动系统一、发动机的起动一、发动机的起动二、起动系的组成二、起动系的组成三、起动机的结构三、起动机的结构四、起动机的分类四、起动机的分类五、起动机的型号五、起动机的型号 第一节第一节 概概 述述一、发动机的起动 起动发动机，使发动机由静止加速到一定起动发动机，使发动机由静止加速到一定转速，达到自动运行状态（汽油机一般为转速，达到自动运行状态（汽油机一般为5070转转/分分)。二、起动系的组成 起动系是由起动系是由蓄电池蓄电池、起动机起动机、起动开关起动开关（点火开（点火开关）、关）、继电器等组继电器等组成。成。三、起动机的结构起动机由起动机由1、直流电动机、直流电动机、2、传动机构、传动机构、3、控制装置（电磁、控制装置（电磁开关）开关）三部分组成。三部分组成。起动机的组成起动机的组成 直流电动机直流电动机产生电磁转矩产生电磁转矩 传动机构传动机构将转矩传给发动机将转矩传给发动机 电磁开关电磁开关控制电动机工作控制电动机工作组成图直流电动机电磁开关传动机构起动机示意图四、起动机与分类1、按直流电动、按直流电动机励磁方式分类：机励磁方式分类：电磁式电磁式永磁式永磁式2、按传动机、按传动机构的方式分类：构的方式分类：强制啮合强制啮合（同轴、齿（同轴、齿轮移动）式轮移动）式减速式减速式桑塔纳起动机依维柯起动机捷达起动机QDY2612起动机（减速永磁）减速永磁起动机（丰田）五、起动机的型号 根据国家行业标准，起动机编号规则如下：根据国家行业标准，起动机编号规则如下：QDY1225产品代号（字母）电压等级代号功率等级代号设计序号变形代号第二节第二节 起动机的工作特性起动机的工作特性1、转矩特性、转矩特性（起动转矩大）（起动转矩大）1）直流串励电动机的电磁转矩直流串励电动机的电磁转矩M M取决于磁通取决于磁通、电枢电流、电枢电流Ia的乘积的乘积 M=CmIS K IS M=Cm IS K IS =C IS22、转速特性：、转速特性：(轻载转速高重载转速低）轻载转速高重载转速低）易造成易造成“飞车飞车”事故事故,功率大时采用复励功率大时采用复励3、功率特性、功率特性:P=Mn/9550起动机的转矩、转速、功率与电流的关系称为起动机的特性曲线：三种情况三种情况（1）制动）制动（2）空转）空转（3）1/2电流时电流时三、影响起动机工作特性的工作特性的使用因素 1）电阻：）电阻：起动电路的电阻影响：起动电路的电阻影响：起动机内部电阻起动机内部电阻起动线起动线路电阻路电阻 2）蓄电池的容量和充电情况：蓄电池的容量和充电情况：容量大，充电充足，内阻小，供给起动机电流大，起容量大，充电充足，内阻小，供给起动机电流大，起动机的功率、转速、制动力矩都大。动机的功率、转速、制动力矩都大。3）环境温度：）环境温度：环境温度低时，起动性能不好。环境温度低时，起动性能不好。第三节 起动机的组成与结构一、串励式直流电动机一、串励式直流电动机二、传动机构二、传动机构三、控制装置（电磁开关）三、控制装置（电磁开关）一、直流电动机的工作原理二、串励式直流电动机的构造串励式直流电动机由磁极、电枢、换向器、电刷等组成。串励式直流电动机由磁极、电枢、换向器、电刷等组成。电刷及电刷及电刷架电刷架磁极磁极电枢电枢换向器换向器1、直流电动机-电枢组成：组成：电枢轴电枢轴电枢绕组电枢绕组铁心铁心换向器换向器照片照片作用：通电后产作用：通电后产生转动力矩。生转动力矩。2、磁极铁心铁心励励磁磁绕绕组组机壳机壳由铁心、励磁线圈、外壳组成。由铁心、励磁线圈、外壳组成。作用：是产生磁场作用：是产生磁场磁极的连接方式磁极的连接方式励磁绕组与电枢绕组的接线方法（直流串激）励磁绕组与电枢绕组的接线方法（直流串激）图3-7四励磁绕组串联四励磁绕组串联励磁绕组先串后并励磁绕组先串后并3、电刷与电刷架电刷的作用是将电流引入电枢使之产生定向转矩。电刷架四刷式两刷式第三节 传动机构 直流电动机通电后产生的电磁转矩是靠传动机构输送到发动机的飞轮的。对起动机传动机构的要求是：对起动机传动机构的要求是：1）发动机起动时，使起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮）发动机起动时，使起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮进入啮合进入啮合,啮合要平稳，不能发生冲击现象。啮合要平稳，不能发生冲击现象。2）发动机起动后，使起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮）发动机起动后，使起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮脱离啮合。脱离啮合。传动机构的组成：传动机构主要由拨叉、单传动机构主要由拨叉、单向离合器和驱动齿轮组成。向离合器和驱动齿轮组成。单向离合器单向离合器的主动部分和从动部分之间有一个装置，可单向离合器的主动部分和从动部分之间有一个装置，可以使主动部分带动从动部分时，两者是一起转动的，若从以使主动部分带动从动部分时，两者是一起转动的，若从动部分的转速超过主动部分，两者是分离的，从动部分自动部分的转速超过主动部分，两者是分离的，从动部分自由转动。就是说只有主动带从动。（可以想象一下自行车）由转动。就是说只有主动带从动。（可以想象一下自行车）常见单向离合器的类型单向离合器的类型根据工作原理分为：单向离合器的类型根据工作原理分为：1）滚柱式单向离合器）滚柱式单向离合器 2）摩擦片式单向离合器）摩擦片式单向离合器 3）弹簧式单向离合器）弹簧式单向离合器 4）棘轮式单向离合器）棘轮式单向离合器1、滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器的优缺点 滚柱式单向离合器结构简单，在中小功率的起滚柱式单向离合器结构简单，在中小功率的起动机上被广泛应用。但在传递较大转矩时，滚柱易动机上被广泛应用。但在传递较大转矩时，滚柱易变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上。大的起动机上。2、摩擦片式单向离合器 摩擦片式单向离合摩擦片式单向离合器的原理是通过主、从、器的原理是通过主、从、动摩擦片的压紧和放松动摩擦片的压紧和放松来实现分离的。来实现分离的。摩擦片式单向离合器的优缺点：摩擦片式单向离合器的优缺点：1、可传递较大扭矩；、可传递较大扭矩；2、扭矩是可调的；、扭矩是可调的；3、结构复杂、结构复杂3、弹簧式单向离合器 弹簧式单向离合器的弹簧式单向离合器的原理是通过扭力弹簧原理是通过扭力弹簧的径向收缩和放松来的径向收缩和放松来实现分离和接合的。实现分离和接合的。弹簧式单向离合器的优缺点 1、结构简单，成本低，、结构简单，成本低，使用寿命长；使用寿命长；2、轴向尺寸较大，一、轴向尺寸较大，一般只用在功率较大的发电机般只用在功率较大的发电机上。上。电磁开关 电磁开关也叫做起动机的操纵机构，或者叫做控制电磁开关也叫做起动机的操纵机构，或者叫做控制机构。机构。主要作用是：主要作用是：1）控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮啮合。）控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮啮合。2）控制起动机主电路（电流为）控制起动机主电路（电流为200600A）的导通。）的导通。一、电磁开关的结构二、起动机的工作过程1）起动时2）起动后3）松开点火开关第四节 减速起动机一、普通起动一、普通起动机机二、减速二、减速起动机起动机（外啮合（外啮合式）式）二、减速二、减速起动机起动机（内啮合（内啮合式）式）二、减速二、减速起动机起动机（行星齿（行星齿轮式）轮式）二、减速二、减速起动机起动机（永磁式）（永磁式）第五节 起动机的检修与试验 起动系有故障，通过诊断，确定是起动起动系有故障，通过诊断，确定是起动机故障时，需拆下起动机进行检修机故障时，需拆下起动机进行检修 1、故障部位在电磁开关，更换电磁开关、故障部位在电磁开关，更换电磁开关 2、故障部位在直流电动机或单项离合器，、故障部位在直流电动机或单项离合器，需进一步拆检。需进一步拆检。一、起动机部件的检修 1励磁绕组的检修励磁绕组的检修 励磁绕组导线截面积较大，通电电流非常大，易出现的励磁绕组导线截面积较大，通电电流非常大，易出现的故障是短路与接铁，断路的可能性很小，重点检查的是短路故障是短路与接铁，断路的可能性很小，重点检查的是短路与搭铁故障。与搭铁故障。短路故障的检查，如图所示。短路故障的检查，如图所示。2电枢的检修电枢的检修 1）电枢绕组短路故障的检查；）电枢绕组短路故障的检查；2）电枢绕组搭铁故障的检查；）电枢绕组搭铁故障的检查；3）电枢绕组断路故障的检查；）电枢绕组断路故障的检查；1）电枢绕组短路故障的检查在吼振仪上进行 2）电枢绕组搭铁故障的检查（用万用表）3）电枢绕组断路故障的检查a、可目测、可目测易发生在换向器易发生在换向器的焊接处的焊接处b、高灵敏度万用表、高灵敏度万用表换向器的检修换向器的检修 轻微烧蚀，用细砂纸打磨；轻微烧蚀，用细砂纸打磨；严重烧蚀，在车床上精车；但铜片厚度不得小于严重烧蚀，在车床上精车；但铜片厚度不得小于2mm；云母高度与原标准一致；云母高度与原标准一致；清理沟槽。清理沟槽。（3）电枢轴）电枢轴 电枢轴的常见故障电枢轴的常见故障是弯曲，检查方法如图，是弯曲，检查方法如图，径向跳动不得大于。径向跳动不得大于。3.电刷与电刷架的检修电刷与电刷架的检修 电刷高度电刷高度 电刷接触面积电刷接触面积 弹簧弹力检测弹簧弹力检测 电刷绝缘检测电刷绝缘检测 4.电磁开关的检测电磁开关的检测 1）吸引线圈的检测）吸引线圈的检测4.电磁开关的检测电磁开关的检测 2）保持线圈的检测）保持线圈的检测线圈的检测线圈的检测4.电磁开关的检测电磁开关的检测 3）活动铁心回位弹）活动铁心回位弹簧的检测簧的检测5.单项离合器的检测单项离合器的检测 二、起动机的试验 1空转试验测试空转试验测试nmax：试验目的：检查起动机内部是否有电路故障和机械故障。试验目的：检查起动机内部是否有电路故障和机械故障。试验电路：试验电路：1.空转试验：空转试验：试验现象分析：试验现象分析：1)若空载电流基本符合标准，转速低，是机械故障；若空载电流基本符合标准，转速低，是机械故障；2)若空载电流大于标准，是磁场或电枢有短路若空载电流大于标准，是磁场或电枢有短路 3）若空载电流小，转速低（蓄电池正常），则是起动）若空载电流小，转速低（蓄电池正常），则是起动机内部电路接触不良（换向器接触不良、电刷弹簧弹机内部电路接触不良（换向器接触不良、电刷弹簧弹力不足、电动机开关触点烧蚀。力不足、电动机开关触点烧蚀。2.全制动试验（测试全制动试验（测试Mmax）：）：试验目的：测试起动机的起动能力是否降低试验目的：测试起动机的起动能力是否降低 2.全制动试验：全制动试验：试验现象分析：试验现象分析：1)若制动电流基本符合标准，转矩低，是机械若制动电流基本符合标准，转矩低，是机械故障；故障；2)若制动电流大于标准，而转矩小与标准，是若制动电流大于标准，而转矩小与标准，是磁场或电枢有短路磁场或电枢有短路 3）若制动电流小，转矩低（蓄电池正常），则）若制动电流小，转矩低（蓄电池正常），则是起动机内部电路接触不良（换向器接触不良、是起动机内部电路接触不良（换向器接触不良、电刷弹簧弹力不足、电动机开关触点烧蚀。电刷弹簧弹力不足、电动机开关触点烧蚀。4）若驱动齿轮锁止，而电枢轴有缓慢转动，是）若驱动齿轮锁止，而电枢轴有缓慢转动，是离合器打滑。离合器打滑。第六节 起动系线路桑桑塔塔纳纳起起动动系系电电路路解解放放起起动动系系线线路路起动系故障诊断 发动机不能起动这一故障现象是一个非常发动机不能起动这一故障现象是一个非常复杂的综合故障。产生这一故障的原因很多，复杂的综合故障。产生这一故障的原因很多，包括起动系统、点火系统、燃油供给系统、点包括起动系统、点火系统、燃油供给系统、点火正时、配气相位、压缩比及其他的机械故障火正时、配气相位、压缩比及其他的机械故障等原因，都可导致发动机不能起动。等原因，都可导致发动机不能起动。当起动系出现故障时，故障的原因可能是当起动系出现故障时，故障的原因可能是蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关、起蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关、起动系线路等出现故障引起的，通过故障诊断，动系线路等出现故障引起的，通过故障诊断，能准确判断故障在哪个部位。能准确判断故障在哪个部位。起动系常见故障的诊断方法 一、起动机不工作一、起动机不工作 起动机不工作指的是当点火开关打到起动档时，起起动机不工作指的是当点火开关打到起动档时，起动机不转动，并且电磁开关没有动作。检查步骤如下：动机不转动，并且电磁开关没有动作。检查步骤如下：（1）检查蓄电池）检查蓄电池 应先检查蓄电池的极柱是否松脱、氧化、腐蚀，检应先检查蓄电池的极柱是否松脱、氧化、腐蚀，检查电缆线及搭铁端是否正常。查电缆线及搭铁端是否正常。然后检查蓄电池是否亏电，按喇叭，根据喇叭声音然后检查蓄电池是否亏电，按喇叭，根据喇叭声音的大小可判断蓄电池是否亏电，也可以开大灯，根据灯的大小可判断蓄电池是否亏电，也可以开大灯，根据灯光亮度的变化来判断蓄电池是否亏电，如果喇叭声音变光亮度的变化来判断蓄电池是否亏电，如果喇叭声音变小或大灯灯光变暗，说明蓄电池亏电。如果以上都正常，小或大灯灯光变暗，说明蓄电池亏电。如果以上都正常，进行下一步检查。进行下一步检查。（2）检查起动机）检查起动机 将起动机上接电缆线的主接线柱与起动接线柱短接将起动机上接电缆线的主接线柱与起动接线柱短接（见图（见图323中中3 与与4接线柱），若起动机不能工作，说明起动机的电磁接线柱），若起动机不能工作，说明起动机的电磁开关等有故障，需拆下起动机检修。开关等有故障，需拆下起动机检修。如果起动机能正常工作，进行下一步检查。如果起动机能正常工作，进行下一步检查。（3）检查起动继电器是否是好的）检查起动继电器是否是好的 （4）检查点火开关是否是好的）检查点火开关是否是好的二、起动机起动无力 起动机起动无力指的是起动机的驱动齿轮已经与飞轮齿起动机起动无力指的是起动机的驱动齿轮已经与飞轮齿圈啮合，但由于起动机的转速太慢而不能使发动机起动。圈啮合，但由于起动机的转速太慢而不能使发动机起动。起动无力一般是由于电路中潜在的故障引起的，这些潜起动无力一般是由于电路中潜在的故障引起的，这些潜在故障引起额外的电压降，使起动电流减小。在故障引起额外的电压降，使起动电流减小。起动机起动无力的原因有：起动机起动无力的原因有：蓄电池故障，包括蓄电池亏电，蓄电池极柱松动、氧化蓄电池故障，包括蓄电池亏电，蓄电池极柱松动、氧化或腐蚀；起动机故障，包括电刷与换向器接触不良、电或腐蚀；起动机故障，包括电刷与换向器接触不良、电磁开关中磁开关中 的接触盘烧蚀、直流串励式电动机的励磁绕组的接触盘烧蚀、直流串励式电动机的励磁绕组或电枢绕组有局部短路。或电枢绕组有局部短路。检查步骤如下：检查步骤如下：1）检查蓄电池）检查蓄电池 先检查蓄电池的极柱是否有松动、氧化或腐蚀等现象，先检查蓄电池的极柱是否有松动、氧化或腐蚀等现象，然后通过按喇然后通过按喇 叭、开大灯等检查蓄电池是否亏电，如果以叭、开大灯等检查蓄电池是否亏电，如果以上情况都正常，可初步判断故障在起动机。上情况都正常，可初步判断故障在起动机。2）检查起动机）检查起动机 起动时起动无力，如果不是蓄电池和起动电缆线的故障，起动时起动无力，如果不是蓄电池和起动电缆线的故障，一般可将起一般可将起 动机从车上拆下，将起动机解体后，进行检查动机从车上拆下，将起动机解体后，进行检查维修。维修。3)通过测量起动电路电压降的方法确定故障的部位通过测量起动电路电压降的方法确定故障的部位 一一 般轿车的规律是：在起动时，每根起动电缆线的电般轿车的规律是：在起动时，每根起动电缆线的电压降不大于压降不大于02V，每个连接点的电压降不大于，每个连接点的电压降不大于0.3V,起动起动机的工作电压不小于机的工作电压不小于9V，蓄电池的端电压不小于。，蓄电池的端电压不小于。三、起动机工作正常，但发动机不转动速度慢，并有异响 这种故障现象的主要原因可能是单向离合器打滑，这种故障现象的主要原因可能是单向离合器打滑，或者是飞轮齿圈部分损坏。一般根据声音判断，声音或者是飞轮齿圈部分损坏。一般根据声音判断，声音“轻、尖且连续轻、尖且连续”的是单向离合器打滑，应更换单向的是单向离合器打滑，应更换单向离合器；声音离合器；声音“沉重、间断沉重、间断”的是飞轮齿圈损坏。也的是飞轮齿圈损坏。也可重新转动曲轴或将车挂上档，前后移动一下汽车，可重新转动曲轴或将车挂上档，前后移动一下汽车，使起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮重新啮合。如果使起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮重新啮合。如果能起动发动机，说明飞轮齿圈的齿轮啮合面部分损伤，能起动发动机，说明飞轮齿圈的齿轮啮合面部分损伤，飞轮齿圈损伤轻微的可将飞轮齿圈翻转过来，重新使飞轮齿圈损伤轻微的可将飞轮齿圈翻转过来，重新使用，严重的更换齿。用，严重的更换齿。