起動系統(tǒng)-汽車電氣設(shè)備

汽車電氣設(shè)備起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第1頁

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：38RMB出版社：北京大學(xué)出版社出版時間/版次：年3月第2版國際標(biāo)準(zhǔn)書號（ISBN）：978-7-301-16916-2教材所屬系列：二十一世紀(jì)全國高等院校汽車類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第2頁第4章起動系統(tǒng)

4.1起動系統(tǒng)概述4.1.1起動系統(tǒng)作用發(fā)動機(jī)必須依靠外力帶動曲軸旋轉(zhuǎn)后，才能進(jìn)入正常工作狀態(tài)，通常把汽車發(fā)動機(jī)曲軸在外力作用下，從開始轉(zhuǎn)動到怠速運(yùn)轉(zhuǎn)全過程，稱為發(fā)動機(jī)起動。起動系統(tǒng)作用就是供給發(fā)動機(jī)曲軸起動轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動機(jī)曲軸到達(dá)必需起動轉(zhuǎn)速，方便使發(fā)動機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后，便結(jié)束任務(wù)馬上停頓工作。電力起動機(jī)起動是由直流電動機(jī)經(jīng)過傳動機(jī)構(gòu)將發(fā)動機(jī)起動，含有操作簡單，起動快速可靠，重復(fù)起動能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，絕大多數(shù)汽車都采取電力起動機(jī)起動。電力起動機(jī)簡稱為起動機(jī)（俗稱馬達(dá)），均安裝在汽車發(fā)動機(jī)飛輪殼座孔上，用螺栓緊固。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第3頁4.1.2起動系統(tǒng)組成電力起動系統(tǒng)簡稱起動系統(tǒng)，由蓄電池、起動機(jī)和起動控制電路等組成，如圖4-1所表示，起動控制電路包含起動按鈕或開關(guān)、起動繼電器等。起動機(jī)在點(diǎn)火開關(guān)或起動按鈕控制下，將蓄電池電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，經(jīng)過飛輪齒圈帶動發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動。為增大轉(zhuǎn)矩，便于起動，起動機(jī)與曲軸傳動比：汽油機(jī)普通為13～17，柴油機(jī)普通為8～10。圖4-1起動系統(tǒng)組成起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第4頁4.1.3起動機(jī)組成及分類1.起動機(jī)組成起動機(jī)（Starter。圖4-2和圖4-3）由直流電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三大部分組成，如圖4-4所表示。圖4-2QDJ1316型起動機(jī)（逆時針旋轉(zhuǎn)，匹配北汽福田CA483型發(fā)動機(jī)）

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圖4-3QDY1202型起動機(jī)（逆時針旋轉(zhuǎn)，匹配北京當(dāng)代J-2型發(fā)動機(jī)）起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第6頁汽車用起動機(jī)實(shí)物照片

起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第7頁圖4-4起動機(jī)組成起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第8頁2.起動機(jī)分類1）按勵磁方式分（1）勵磁式起動機(jī)。勵磁式起動機(jī)靠勵磁繞組和磁極鐵心建立磁場，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）永磁式起動機(jī)。永磁起動機(jī)以永磁材料作為磁極，取消了勵磁式起動機(jī)中勵磁繞組和磁極鐵心，結(jié)構(gòu)簡化，體積小，質(zhì)量輕，并節(jié)約了金屬材料。但永磁起動機(jī)功率普通較小，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)械控制式起動機(jī)。機(jī)械控制式起動機(jī)由駕駛員利用腳踏（或手動）直接操縱機(jī)械式起動開關(guān)接通或切斷起動電路，通常稱為直接操縱式起動機(jī)。

起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第9頁（2）電磁控制式起動機(jī)（亦稱電磁操縱式起動機(jī)）。電磁控制式起動機(jī)由駕駛員旋動點(diǎn)火開關(guān)或按下起動按鈕，經(jīng)過電磁開關(guān)接通或切斷起動電路。3）按嚙合方式分（1）慣性嚙合式起動機(jī)。慣性嚙合式起動機(jī)離合器靠慣性力作用產(chǎn)生軸向移動，使驅(qū)動齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。因?yàn)榭煽啃圆?，?dāng)代汽車已不再使用。（2）強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)。強(qiáng)制嚙合式起動機(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)動齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。因其含有結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，操縱方便等優(yōu)點(diǎn)，故被當(dāng)代汽車普遍采取。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第10頁4）按傳動機(jī)構(gòu)分（1）普通式起動機(jī)。將電動機(jī)電樞產(chǎn)生起動力矩直接經(jīng)過離合器、驅(qū)動齒輪傳給飛輪齒圈起動機(jī)稱為普通式起動機(jī)。（2）減速式起動機(jī)。減速起動機(jī)基本結(jié)構(gòu)與普通式起動機(jī)相同，只是在電樞和驅(qū)動齒輪之間，裝有減速齒輪（普通減速比為3～4），經(jīng)減速、增矩后，再帶動驅(qū)動齒輪。減速式起動機(jī)是今后車用起動機(jī)發(fā)展方向。（3）電磁嚙合式（電樞移動式）起動機(jī)。電磁嚙合式起動機(jī)靠電動機(jī)內(nèi)部輔助磁極電磁力，吸引電樞作軸向移動，將驅(qū)動齒輪嚙入飛輪齒圈，起動結(jié)束后再由回位彈簧使電樞回位，讓驅(qū)動齒輪退出飛輪齒圈。所以，又稱電樞移動式起動機(jī)，多用于大功率柴油機(jī)。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第11頁需要指出是，以上對車用起動機(jī)分類是從不一樣角度進(jìn)行。對于一個詳細(xì)起動機(jī)，能夠同時涵蓋幾個方面。比如，圖4-5所表示起動機(jī)即為電磁控制、強(qiáng)制嚙合、永磁、減速式起動機(jī)。圖4-5電磁控制、強(qiáng)制嚙合、永磁、減速式起動機(jī)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第12頁4.1.4起動機(jī)型號依據(jù)QT／T73—1993《汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號編制規(guī)則方法》要求，國產(chǎn)起動機(jī)型號由以下五部分組成：（1）產(chǎn)品代號。QD、QDJ和QDY分別表示起動機(jī)、減速型起動機(jī)和永磁型起動機(jī)。（2）電壓等級代號。1—12V；2—24V。（3）功率等級代號。含義如表4-l所表示。（4）設(shè)計序號。（5）變型代號。功率等級代號123456789功率／kW＜11~22~33~44~55~66~77~88~9表4-1起動機(jī)功率等級代號比如：QD124表示額定電壓為12Ⅴ，功率為1～2kW，第四次設(shè)計起動機(jī)。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第13頁4.2起動機(jī)用直流電動機(jī)4.2.1直流電動機(jī)工作原理圖4-6直流電動機(jī)工作原理起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第14頁4.2.2直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)組成起動機(jī)直流電動機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成，如圖4-7所表示。圖4-7起動機(jī)用直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第15頁1.定子定子亦稱磁極，其作用是產(chǎn)生磁場，分勵磁式和永磁式兩類。為增大轉(zhuǎn)矩，汽車起動機(jī)通常采取四個磁極，兩對磁極相對交織安裝，定子與轉(zhuǎn)子鐵心形成磁力線回路如圖4-8所表示，低碳鋼板制成機(jī)殼是磁路一部分。圖4-8電動機(jī)磁路

起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第16頁（1）勵磁式定子。勵磁式電動機(jī)定子鐵心為低碳鋼，鐵心磁場要靠繞在外面勵磁繞組通電建立。為使電動機(jī)磁通能按設(shè)計要求分布，將鐵心制成如圖4-9所表示形狀，并用埋頭螺栓緊固在機(jī)殼上。勵磁繞組由扁銅帶（矩形截面）繞制而成，其匝數(shù)普通為6～10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勵磁式電動機(jī)定子起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第17頁采取勵磁式定子電動機(jī)，其勵磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)連接，故稱串勵式電動機(jī)。詳細(xì)連接如圖4-10所表示，先將勵磁繞組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞（轉(zhuǎn)子）繞組串聯(lián)。圖4-10串勵式電動機(jī)

起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第18頁（2）永磁式定子。永磁式電動機(jī)（圖4-11）不需要電磁繞組，可節(jié)約材料，而且能使電動機(jī)磁極徑向尺寸減?。辉谳敵鎏卣飨嗤闆r下其質(zhì)量比勵磁定子式電動機(jī)可減輕30％以上。

圖4-11永磁式電動機(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機(jī)機(jī)殼內(nèi)表面上。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)尺寸及永磁材料性能限制，永磁起動機(jī)功率普通小于2kW。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第19頁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)物照片起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第20頁經(jīng)典起動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖4-13所表示。轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊成后固定在轉(zhuǎn)子軸上。鐵心外圍均勻地開有線槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組由較大矩形截面銅帶或粗銅線繞制而成。圖4-13起動機(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)時因?yàn)閼T性作用將繞組甩出，轉(zhuǎn)子繞組端頭均勻地焊在換向片上。為預(yù)防銅制繞組短路，在銅線與銅線之間及銅線與鐵心之間用性能良好絕緣紙隔開。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第21頁減速型起動機(jī)轉(zhuǎn)子速度較普通型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提升了50％～70％，絕緣性能及動平衡要求均較高，所以采取環(huán)氧樹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，換向片與線頭采取錫焊連接。減速型起動機(jī)換向器用塑料取代了云母，換向片與線頭采取了銀銅硬釬焊，既耐高速又耐高溫。考慮到云母耐磨性很好，當(dāng)換向片磨損以后，云母片就會凸起，影響電刷與換向片接觸，所以，有些起動機(jī)換向片之間云母片較換向片割低0.5～0.8mm。轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動端制有螺旋形花鍵，用以套裝傳動機(jī)構(gòu)中單向離合器。轉(zhuǎn)子與定子鐵心之間氣隙，普通起動機(jī)普通為0.5～0.8mm，減速型起動機(jī)普通為0.4～0.5mm。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第22頁3.電刷端蓋電刷端蓋（圖4-14）普通用澆鑄或沖壓法制成，蓋內(nèi)裝有四個電刷架及電刷，其中兩只搭鐵電刷利用與端蓋相通電刷架搭鐵。另外兩只電刷電刷架則與端蓋絕緣，絕緣電刷引線與勵磁繞組一個端頭相連接，如圖4-10和圖4-15所表示。圖4-14電刷端蓋實(shí)物起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第23頁起動機(jī)電刷通慣用銅粉（80％～90％）和石墨粉壓制而成，以降低電阻并提升耐磨性。電刷架上有盤形彈簧，用以壓緊電刷。

圖4-15起動機(jī)用電刷及端蓋起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第24頁4.驅(qū)動端蓋

驅(qū)動端蓋上有撥叉座和驅(qū)動齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉軸銷孔。為了防止電樞軸彎曲變形，一些起動機(jī)裝有中間支撐板。端蓋及中間支撐板上軸承多用青銅石墨軸承或鐵基含油軸承。軸承普通采取滑動式，以承受起動機(jī)工作時沖擊性載荷。有些減速型起動機(jī)采取球軸承。兩端蓋與機(jī)殼靠兩個較長穿心連接螺栓將起動機(jī)組裝成一個整體。端蓋與機(jī)殼之間接合面上普通制有定位用安裝記號。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第25頁4.2.3直流電動機(jī)工作特征直流電動機(jī)按勵磁方式可分為永磁式和電磁式兩大類，電磁式按勵磁繞組與電樞繞組連接關(guān)系又可分并勵式、串勵式和復(fù)勵式三種，如圖4-16所表示。（a）永磁式（b）并勵式（c）串勵式（d）復(fù)勵式圖4-16直流電動機(jī)類型起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第26頁圖4-17直流電動機(jī)機(jī)械特征比較永磁式直流電動機(jī)磁極磁通工作時保持不變。并勵式直流電動機(jī)勵磁繞組與電樞繞組聯(lián)在同一電源上，若外電壓不變、勵磁電阻不變，則每極磁通也基本不變。故永磁式、并勵式電動機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系基本相同。轉(zhuǎn)速將隨轉(zhuǎn)矩增加而近似地按線性規(guī)律下降，但下降很小。即它們含有較“硬”機(jī)械特征，適應(yīng)性能較差。永磁、并勵式直流電動機(jī)慣用于減速型起動機(jī)。串勵式直流電動機(jī)勵磁繞組與電樞繞組相串聯(lián)，電樞電流等于勵磁繞組電流，并與總電流相等。串勵式直流電動機(jī)含有起動轉(zhuǎn)矩大，輕載轉(zhuǎn)速高，重載轉(zhuǎn)速低，短時間內(nèi)能輸出最大功率等特點(diǎn)，含有較“軟”機(jī)械特征，所以尤其適合應(yīng)用于直接驅(qū)動式起動機(jī)。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第27頁復(fù)勵式電動機(jī)磁極上有兩組勵磁繞組，一組同電樞串聯(lián)，另一組則同電樞并聯(lián)。復(fù)勵式電動機(jī)在空載運(yùn)行情況下與并勵電動機(jī)相同，加了負(fù)載后，串勵繞組磁場將隨負(fù)載增加而加強(qiáng)，運(yùn)行情況靠近串勵電動機(jī)。所以它機(jī)械特征比并勵式軟，較串勵式硬。復(fù)勵式直流電動機(jī)被一些大功率起動機(jī)所采取。圖4-17直流電動機(jī)機(jī)械特征比較起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第28頁4.2.4起動機(jī)與發(fā)動機(jī)、蓄電池匹配1.起動機(jī)功率及其影響原因1）起動機(jī)功率圖4-18起動機(jī)特征曲線起動機(jī)在全制動（＝0）和空載（＝0）時，其功率均為0，而在靠近全制動電流二分之一時其輸出功率最大。起動機(jī)工作時間短暫（僅幾秒鐘），允許在最大功率狀態(tài)下工作。所以，起動機(jī)額定功率普通也就是電動機(jī)最大功率或靠近于最大功率。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第29頁2）影響起動機(jī)功率原因起動機(jī)工作電流很大（達(dá)幾百安培），蓄電池、起動機(jī)電源內(nèi)阻及起動電路電阻對電動機(jī)輸出功率會有很大影響。（1）接觸電阻和導(dǎo)線電阻。（2）蓄電池容量（3）環(huán)境溫度。

2.起動機(jī)基本參數(shù)確定1）起動機(jī)功率選擇起動機(jī)功率P（kW）應(yīng)依據(jù)發(fā)動機(jī)起動所需功率選取，它取決于發(fā)動機(jī)起動阻力矩（N·m）和最低起動轉(zhuǎn)速（r／min），并可由下式計算：起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第30頁發(fā)動機(jī)起動阻力矩是指在最低起動轉(zhuǎn)速時發(fā)動機(jī)阻力矩，主要包含氣缸氣體壓縮阻力矩、運(yùn)動件摩擦阻力矩和慣性力矩。發(fā)動機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速是指起動時能確保進(jìn)入氣缸內(nèi)混合氣在壓縮終了時含有一定溫度和良好霧化，能使發(fā)動機(jī)可靠點(diǎn)火發(fā)動所需最低轉(zhuǎn)速。汽油發(fā)動機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速為50～70r／min，而柴油發(fā)動機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速為100～200r／min。溫度為0℃時發(fā)動機(jī)起動所需功率可由經(jīng)驗(yàn)公式推算：汽油發(fā)動機(jī)：P＝（0.18～0.22）L

柴油發(fā)動機(jī)：P＝（0.74～1.1）L

2）傳動比選擇

起動機(jī)與發(fā)動機(jī)傳動比普通在以下范圍內(nèi)選擇：汽油發(fā)動機(jī)為13～17，柴油發(fā)動機(jī)為8～10。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第31頁3）蓄電池容量選擇起動機(jī)功率確定以后，能夠按經(jīng)驗(yàn)公式確定蓄電池容量：式中U——起動機(jī)額定電壓（Ⅴ）；P——起動機(jī)額定功率（kW）；C——蓄電池額定容量（A·h）。對于大功率起動機(jī)（7.0～10kW），蓄電池容量能夠選擇比計算值小一些。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第32頁4.3起動機(jī)傳動與控制機(jī)構(gòu)4.3.1起動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)1.起動機(jī)傳動過程普通起動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)是指包含驅(qū)動齒輪單向離合器，減速起動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)還包含減速裝置。驅(qū)動齒輪與飛輪嚙合普通是靠撥叉強(qiáng)制撥動完成，如圖4-19所表示。

（a）靜止未工作（b）電磁開關(guān)通電推向嚙合（c）主開關(guān)接通靠近完全嚙合圖4-19起動機(jī)驅(qū)動齒輪嚙合過程起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第33頁常見起動機(jī)單向離合器主要有滾柱式、彈簧式和摩擦片式三種。2.滾柱式單向離合器1）結(jié)構(gòu)滾柱式單向離合器是經(jīng)過改變滾柱在楔形槽中位置實(shí)現(xiàn)接合和分離。主要由驅(qū)動齒輪、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套筒內(nèi)有螺旋花鍵，此花鍵與起動機(jī)電樞軸前端花鍵結(jié)合。單向離合器既可在撥叉作用下沿電樞軸軸向移動，又可在電樞驅(qū)動下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第34頁2）工作過程（a）起動時（b）起動后圖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屬于線接觸傳力，所以不能傳遞大轉(zhuǎn)矩，普通用于小功率（2kW以下）起動機(jī)上，不然滾柱易變形、卡死，造成單向離合器分離不徹底。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)前廣泛用于汽油發(fā)動機(jī)上。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第35頁3.彈簧式單向離合器彈簧式單向離合器是經(jīng)過扭力彈簧徑向收縮和放松來實(shí)現(xiàn)接合和分離，其結(jié)構(gòu)如圖4-22所表示。圖4-22彈簧式單向離合器彈簧式單向離合器含有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、成本低等特點(diǎn)。因扭力彈簧圈數(shù)較多，軸向尺寸較大，多用于大中型起動機(jī)。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第36頁4.摩擦片式單向離合器摩擦片式單向離合器是經(jīng)過主、從動摩擦片壓緊和放松來實(shí)現(xiàn)接合和分離，其結(jié)構(gòu)如圖4-23所表示。圖4-23摩擦片式單向離合器摩擦片式單向離合器傳遞最大轉(zhuǎn)矩可經(jīng)過增減調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在大功率起動機(jī)上應(yīng)用比較廣泛。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第37頁4.3.2起動機(jī)控制機(jī)構(gòu)

起動機(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電磁操縱式起動機(jī)電路原理起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第38頁（a）整體式（b）分離式圖4-25起動機(jī)電磁開關(guān)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第39頁4.4起動系統(tǒng)控制電路4.4.1起動開關(guān)直接控制起動系統(tǒng)起動開關(guān)直接控制是指起動機(jī)由起動開關(guān)（點(diǎn)火開關(guān)或起動按鈕）直接控制，如圖4-26所表示。起動功率較小汽車（如長安奧拓微型轎車、天津夏利轎車）慣用這種控制形式。

（a）接線圖（b）電原理圖圖4-26開關(guān)直接控制起動系統(tǒng)電路起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第40頁4.4.2起動繼電器控制起動系統(tǒng)（a）接線圖（b）電原理圖圖4-27起動繼電器控制起動系統(tǒng)電路空擋起動開關(guān)離合器開關(guān)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第41頁4.4.3起動復(fù)合繼電器控制起動系統(tǒng)圖4-28起動復(fù)合繼電器控制起動系統(tǒng)電路為了在發(fā)動機(jī)起動后，使起動機(jī)自動停轉(zhuǎn)并確保不再接通起動機(jī)電路，解放CA1092及東風(fēng)EQ1092等汽車采取了含有安全驅(qū)動保護(hù)功效起動復(fù)合繼電器控制起動系統(tǒng)。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第42頁4.4.4車載計算機(jī)控制起動系統(tǒng)圖4-29LS400轎車微機(jī)控制起動系統(tǒng)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第43頁4.5經(jīng)典起動機(jī)工作過程分析4.5.1電磁控制強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖4-30QD124型起動機(jī)1—前端蓋；2—機(jī)殼；3—電磁開關(guān)；4—調(diào)整螺釘；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—磁場繞組；13—電刷起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第44頁2.工作過程分析1—起動繼電器觸點(diǎn)；2—起動繼電器線圈；3—點(diǎn)火開關(guān)；4、5—起動機(jī)開關(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—活動鐵心；16—復(fù)位彈簧；17—調(diào)整螺釘；18—連接片；19—撥叉；20—定位螺釘；21—滾柱式單向離合器；22—驅(qū)動齒輪；23—限位螺母；24—附加電阻線（白線1.7Ω）起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第45頁4.5.2減速式起動機(jī)圖4-32QDJ254減速起動機(jī)（24V、功率4.9kW，匹配玉柴4110ZD、云內(nèi)4100系列柴油機(jī)）起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第46頁1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)減速起動機(jī)基本結(jié)構(gòu)與電磁強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)相同，只是在電樞和驅(qū)動齒輪之間，裝有減速機(jī)構(gòu)。經(jīng)減速機(jī)構(gòu)將起動機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，再帶動驅(qū)動齒輪。因?yàn)閼?yīng)用了減速機(jī)構(gòu)，可采取小型、高速、低轉(zhuǎn)矩電動機(jī)。起動機(jī)減速機(jī)構(gòu)，常見有三種形式：內(nèi)嚙合齒輪式、外嚙合齒輪式和行星齒輪式，如圖4-33所表示。（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)結(jié)構(gòu)形式起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第47頁減速起動機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)15000～0r／min，在一樣輸出功率條件下比普通起動機(jī)質(zhì)量降低約20％～40％，體積約降低二分之一，轉(zhuǎn)矩增高。這不但提升了起動性能，而且也相對減輕了蓄電池負(fù)擔(dān)。2.工作過程分析1—起動開關(guān)；2—起動繼電器線圈；3—起動繼電器觸點(diǎn)；4—主觸點(diǎn)；5—接觸盤；6—吸拉線圈；7—保持線圈；8—活動鐵心；9—撥叉；10—單向離合器；11—螺旋花鍵軸；12—內(nèi)嚙合減速齒輪；13—主動齒輪；14—電樞；15—磁場繞組起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第48頁4.5.3永磁減速式起動機(jī)1—接線柱；2—活動鐵心；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)動盤；13—固定內(nèi)齒圈；14—行星輪支架；15—太陽輪；16—電樞鐵心圖4-35上海桑塔納型轎車采取SD6RA型永磁減速起動機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第49頁圖4-36北京切諾基BJ型吉普車采取12VDW1.4型永磁減速式起動機(jī)原理簡圖起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第50頁4.5.4電樞移動式起動機(jī)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖4-37電樞移動式起動機(jī)1—油塞；2—摩擦片式單向離合器；3—磁極；4—電樞；5—接線柱；6—接觸盤；7—電磁開關(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—磁場繞組；16—機(jī)殼；17—驅(qū)動齒輪起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第51頁2.工作過程分析圖4-38電樞移動式起動機(jī)工作原理簡圖1—主勵磁繞組；2—串聯(lián)輔助勵磁繞組；3—并聯(lián)輔助勵磁繞組；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—摩擦片離合器起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第52頁4.6起動預(yù)熱裝置4.6.1起動預(yù)熱裝置作用及類型為確保低溫條件下快速可靠地起動發(fā)動機(jī)，在多數(shù)柴油機(jī)和少數(shù)汽油機(jī)上設(shè)有低溫起動預(yù)熱裝置，以提升進(jìn)入氣缸空氣（或可燃混合氣）、潤滑油和冷卻液溫度。進(jìn)氣預(yù)熱類型有集中預(yù)熱和分缸預(yù)熱兩種，集中式預(yù)熱裝置安裝在發(fā)動機(jī)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)預(yù)熱采取集中式，分缸式預(yù)熱裝置普通用在柴油機(jī)上。當(dāng)前，汽車上常采取低溫起動預(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。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第53頁4.6.2起動預(yù)熱裝置結(jié)構(gòu)及控制1.電熱塞1-發(fā)燒體鋼套；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-彈簧墊圈起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第54頁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）；2-鉚釘；3-電極（4個）；4-屏蔽板；5-卡環(huán)；6-彈簧固定板；7-彈簧；8-鎳-銀電極（4個）；9-散熱片；10-PTC陶瓷片（4個）圖4-41PTC電熱陶瓷材料溫度、電流特征起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第55頁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，還經(jīng)過供油裝置向其周圍噴油，從而形成電火焰，以產(chǎn)生更多熱量，通慣用于集中式預(yù)熱柴油發(fā)動機(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)動機(jī)進(jìn)氣管上，電熱塞用來點(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，閥門開啟，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控制器控制。圖4-42電火焰預(yù)熱器1-電熱塞；2-帶電磁閥噴油器；3-進(jìn)氣管；4-導(dǎo)流罩起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第56頁圖4-43飛馳2026牽引車起動預(yù)熱裝置（電火焰預(yù)熱器）示意圖1-燃油箱；2-輸油泵；3-溫度開關(guān)；4-溫度指示燈；5-冷起動按鈕；6-限時器；7-控制器；8-起動指示燈；9-空氣濾清器；10-電磁閥；11-電熱塞起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第57頁4.7起動系統(tǒng)使用維護(hù)與故障排除4.7.1起動系統(tǒng)使用注意事項(xiàng)（1）起動時踩下離合器踏板，將變速器掛入空擋或停車擋。（2）每次接通起動機(jī)時間不得超出5s，兩次之間應(yīng)間歇15s以上。（3）發(fā)動機(jī)起動后應(yīng)馬上松開起動開關(guān)。（4）發(fā)覺起動系統(tǒng)工作異常時，應(yīng)及時診療并排除故障后再起動。4.7.2起動系統(tǒng)維護(hù)1.起動機(jī)維護(hù)1）起動機(jī)解體2）起動機(jī)檢驗(yàn)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第58頁（1）電刷、電刷架和電刷彈簧檢驗(yàn)。圖4-45電刷架和電刷彈簧檢驗(yàn)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，用彈簧秤檢驗(yàn)電刷彈簧壓力，普通為11.7～14.7N。若壓力降低，可將彈簧向與螺旋方向相反處扳動或更換。為減小電火花，電刷與換向器之間接觸面積應(yīng)在75％以上，不然應(yīng)進(jìn)行磨修。電刷高度，不應(yīng)低于新電刷高度2／3。電刷在電刷架內(nèi)應(yīng)活動自如，無卡滯現(xiàn)象。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第59頁（2）轉(zhuǎn)子檢驗(yàn)。①電樞繞組檢驗(yàn)。（a）電樞感應(yīng)儀接線（b）檢驗(yàn)電樞圖4-46用電樞感應(yīng)儀檢驗(yàn)電樞故障檢驗(yàn)電樞繞組短路故障時，接通電樞感應(yīng)儀電源，將電樞放在電樞感應(yīng)儀“Ⅴ”形槽上，—面轉(zhuǎn)動電樞，一面用一薄鋼片（如鋼鋸條），在電樞鐵心每個槽上依次試驗(yàn)（圖4-46b）。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第60頁（a）電樞感應(yīng)儀接線（b）檢驗(yàn)電樞圖4-46用電樞感應(yīng)儀檢驗(yàn)電樞故障若鋼片在某一槽上發(fā)生振動，則表示該槽某一線圈有短路現(xiàn)象。因?yàn)榫€圈發(fā)生短路后，短路線匝形成閉合回路，在感應(yīng)儀交變磁場作用下，產(chǎn)生交變電流，該交變電流又產(chǎn)生一局部交變磁場，鋼片在交變磁場作用下，產(chǎn)生振動。起動機(jī)電樞繞組，采取波繞法。相鄰兩換向片間短路時，鋼片會在四個槽中振動。當(dāng)同一個槽中上下兩層導(dǎo)線短路時，鋼片在全部槽中都振動。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第61頁b．?dāng)嗦窓z驗(yàn)。檢驗(yàn)電樞繞組斷路故障時，將電樞檢驗(yàn)儀所附毫安表兩根觸針，分別接觸兩個在水平位置相鄰換向片。固定兩觸針，慢慢轉(zhuǎn)動電樞軸，若導(dǎo)線無斷路，便有電流顯示，若無電流顯示，則說明線圈有斷路。多處斷路時，也可用萬用表電阻擋進(jìn)行檢測，如圖4-47所表示。圖4-47電樞繞組斷路檢驗(yàn)

起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第62頁c．搭鐵檢驗(yàn)。對于電樞繞組搭鐵故障，可使用220V交流測試燈進(jìn)行檢驗(yàn)。將交流測試燈兩根觸針，分別接觸電樞軸和換向片。若試燈亮，說明電樞繞組搭鐵，檢驗(yàn)時應(yīng)注意安全。也可用萬用表電阻擋進(jìn)行檢測，如圖4-48所表示。圖4-48電樞繞組搭鐵檢驗(yàn)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第63頁（3）磁場繞組檢驗(yàn)。①短路檢驗(yàn)。磁場繞組外部包扎層若已燒焦、脆化，普通表明匝間已絕緣不良。若外部完好無法判斷時，可把繞組套在鐵棒上，放入電樞感應(yīng)儀，進(jìn)行檢驗(yàn)，如圖4-49所表示。感應(yīng)儀通電3～5min后，若繞組發(fā)燒，則表明匝間有短路。圖4-49磁場繞組短路檢驗(yàn)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第64頁②斷路檢驗(yàn)。磁場繞組斷路，普通是繞組引出接頭脫焊、假焊所致，可用萬用表檢驗(yàn)，如圖4-50所表示。將萬用表一根觸針接觸起動機(jī)接線柱，另一觸針接觸絕緣電刷，萬用表指示電阻∞說明斷路。也可用試燈檢驗(yàn)。圖4-50定子外殼與磁場繞組絕緣電阻檢驗(yàn)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第65頁③搭鐵檢驗(yàn)?？捎萌f用表電阻擋進(jìn)行檢測，如圖4-50所表示。將萬用表置于電阻R×10k擋，兩個試棒分別接起動機(jī)接線柱和機(jī)殼，若R＝∞，則說明磁場繞組與機(jī)殼絕緣良好。圖4-50定子外殼與磁場繞組絕緣電阻檢驗(yàn)起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第66頁（4）單向離合器檢驗(yàn)。將單向離合器夾緊在臺鉗上，用扭力扳手向離合器壓緊方向旋轉(zhuǎn)，如圖4-51所表示。單向離合器應(yīng)能承受要求扭矩而不打滑，不然應(yīng)更換。圖4-51檢驗(yàn)單向離合器是否打滑摩擦片式離合器，扭矩若不符合要求，可在壓環(huán)與摩擦片之間，增減墊片給予調(diào)整。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第67頁3）電磁開關(guān)檢驗(yàn)圖4-52電磁開關(guān)吸放性能測試電磁開關(guān)閉合電壓和釋放電壓檢驗(yàn)。將電磁開關(guān)裝回起動機(jī)，按圖4-52接線。在起動機(jī)驅(qū)動齒輪和限位墊圈之間，放一墊塊，模擬驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈齒端相嚙狀態(tài)，接通電路，逐步調(diào)高電壓，燈亮?xí)r電壓，即為電磁開關(guān)閉合電壓，應(yīng)小于額定電壓75％。然后，逐步調(diào)低電壓，直到電磁開關(guān)釋放，測試燈熄滅。該瞬間電壓，即為釋放電壓。釋放電壓不應(yīng)大于額定電壓40％。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第68頁4）起動機(jī)裝復(fù)起動機(jī)裝復(fù)次序與解體時次序相反。5）起動機(jī)解體和裝復(fù)注意事項(xiàng)2.起動繼電器檢驗(yàn)1）起動繼電器閉合電壓與斷開電壓檢驗(yàn)圖4-53起動繼電器檢驗(yàn)

先將滑線式變阻器調(diào)至負(fù)載最大值，然后，逐步減小電阻，在觸點(diǎn)剛閉合時，電壓表讀數(shù)即為閉合電壓。再逐步增大電阻，當(dāng)觸點(diǎn)剛才打開時，電壓表讀數(shù)即為斷開電壓。閉合電壓和斷開電壓，應(yīng)符合以下要求。不然，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，觸點(diǎn)閉合電壓為6～7.6V，觸點(diǎn)斷開電壓為3～5.5Ⅴ。標(biāo)準(zhǔn)電壓為24V時，觸點(diǎn)閉合電壓為14～16V，觸點(diǎn)斷開電壓為4.5～8V。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第69頁2）復(fù)合繼電器檢驗(yàn)（1）起動繼電器閉合電壓與斷開電壓測試。先將滑線式變阻器調(diào)至最大值，接通開關(guān)S，逐步減小電阻，在試燈點(diǎn)亮瞬間，觸點(diǎn)剛閉合時，電壓表讀數(shù)，即為閉合電壓。再逐步增大電阻，當(dāng)觸點(diǎn)剛才打開時，電壓表讀數(shù)，即為斷開電壓。起動系統(tǒng)_汽車電氣設(shè)備第70頁（2）保護(hù)繼電器動作電壓與釋放電壓測試。先將滑線式變阻器調(diào)至最大值，接通開關(guān)S，試燈點(diǎn)亮。逐步減小電阻，在試燈熄滅瞬間，電壓表讀數(shù)，即為動作電壓。再逐步增大電阻，當(dāng)試燈再次點(diǎn)亮?xí)r，電壓表讀數(shù)，即為釋放電壓。表4-4起動機(jī)復(fù)