汽车电器设备与维修第4章_汽车起动系统资料

第4章汽车起动系统目录4.1起动机的分类及型号4.2起动机的结构和工作特性4.3起动机的就车检查及使用养护4.4启动系统常见故障诊断与排除1.起动系统的功用起动系统的功用是利用起动机将蓄电池的电能转化为机械能，再通过传动机构将发动机拖转起动。2.起动系统的组成起动系统由蓄电池、起动机、起动继电器及点火开关等组成，如图4-1所示。图4-1起动系统的组成4.1起动机的分类及型号4.1.1起动机的分类1.按控制方法分类机械控制式电磁控制式机械控制式起动机由脚踏或手动拉杆联动机构直接控制起动机的主电路开关来接通或切断主电路。解放CA10B型、跃进NJ130型汽车即采用这种方式。电磁控制式起动机借助按钮控制电磁铁，再由电磁铁控制主电路开关，以接通或切断主电路。这种起动机由于装有电磁铁，可进行远距离控制，操作省力，因此被现代汽车广泛采用。12345电枢移动式惯性啮合式强制啮合式齿轮移动式同轴式2.按传动机构啮合方式分类4.1.2起动机的型号根据国家标准QC/T73—1993《汽车电气设备产品型号编制方法》的规定，起动机的型号如图4-2所示。图4-2起动机的型号4.2起动机的结构和工作特性4.2.1起动机的结构1.直流电动机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。其主要由磁极（定子）、电枢（转子）、电刷与电刷架、外壳及端盖等组成，如图4-3所示。图4-3直流电动机1—前端盖；2—电刷和电刷架；3—励磁绕组；4—磁极铁芯；5—外壳；6—换向器；7—电枢（转子）；8—后端盖1）磁极磁极的作用是产生磁场，它由磁极铁芯和固定在铁芯上的励磁绕组组成，如图4-4所示。为增大磁场强度，大多数起动机采用4个磁极。通过螺钉将磁极铁芯固定在电动机的外壳上。励磁绕组是采用矩形粗铜线绕制而成的。图4-4磁极与磁路2）电枢电枢由电枢轴、电枢绕组、换向器及铁芯等组成，如图4-5所示，其作用是产生电磁转矩。图4-5电枢总成1—换向器；2—铁芯；3—电枢绕组；4—电枢轴3）电刷与电刷架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的，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4-6所示。一般电动机内装有4个电刷，其中有两个电刷直接搭铁，称为搭铁电刷。图4-6电刷及电刷架1—框式电刷架；2—盘形弹簧；3—电刷；4—前端盖；5—换向器4）轴承因起动机每次工作时间很短，并且承受的是冲击载荷，所以起动机轴承一般都采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承；而减速起动机电枢轴的转速很高，其电枢轴承采用滚珠轴承或滚针轴承。5）直流电动机工作原理直流电动机的工作示意图如图4-7所示。图4-7直流电动机的工作示意图2.传动机构1）传动机构的作用起动机的传动机构安装在电动机电枢的延长轴上，在起动发动机时，用来将驱动齿轮与电枢轴连成一体，并使驱动齿轮沿电枢轴移出与飞轮齿圈啮合，将起动机产生的转矩传递给发动机的曲轴，使发动机起动。2）超速保护装置（1）滚柱式单向离合器。如图4-8所示为滚柱式单向离合器组成与工作示意图。它由内座圈、滚柱以及装在内座圈孔中的柱塞和弹簧等组成。驱动齿轮与外座圈连成一体，花键套筒与内座圈连成一体，并通过花键装在电枢的延长轴上。图4-8滚柱式单向离合器组成与工作示意图1—起动机驱动齿轮；2—外座圈；3—内座圈；4—滚柱；5—柱塞；6—花键套筒；7—弹簧；8—飞轮齿圈（2）弹簧式单向离合器。弹簧式单向离合器的结构较为简单，如图4-9所示。图4-9弹簧式单向离合器的结构1—衬套；2—起动机驱动齿轮；3—限位套；4—离合弹簧；5—护套；6—花键套筒；7—弹簧；8—滑套（3）摩擦片式离合器。在一些大功率起动机上常采用摩擦片式离合器，以传递较大的转矩。摩擦片式离合器的结构如图4-10所示。图4-10摩擦片式离合器的结构1—起动机驱动齿轮；2—限位套;3—锁紧螺母；4—弹性垫圈；5—压环；6—调整垫圈；7—从动摩擦片；8—主动摩擦片；9、14—卡环；10—内接合鼓；11—花键套筒；12—弹簧；13—滑环3.控制装置起动机控制装置的结构如图4-11所示，主要由吸引线圈和保持线圈、活动铁芯、接触盘等组成。其中，吸引线圈与电动机串联，保持线圈与电动机并联，直接搭铁。活动铁芯一端通过接触盘控制主电路的导通，另一端通过拨叉控制驱动齿轮的啮合。图4-11起动机控制装置结构1、13—主接线柱；2—点火线圈附加电阻短路接线柱；3—导电片；4—接触盘；5—固定铁芯；6—吸引线圈和保持线圈；7—推杆；8—活动铁芯；9—复位弹簧；10—调节螺钉；11—拨叉；12—起动机接线柱4.2.2起动机的工作特性1.直流电动机的工作特性汽车起动机所用的电动机为直流电动机，其输出转矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律，称为直流电动机的工作特性。如图4-12所示为串励式直流电动机的特性曲线。图4-12串励式直流电动机的特性曲线1）转矩特性由于励磁绕组与电枢绕组是串联的，因此有励磁电流Ij与电枢电流Is相等。在磁路未饱和时，磁通Φ与励磁电流Ij成正比，即Φ=C1Ij=C1Is（C1为常数），故电动机产生的电磁转矩为M=CmΦIs=CmC1IsIs=CIs2式中，Cm为电动机的结构常数；C为规定的常数。在磁路未饱和时，直流电动机的电磁转矩M与电枢电流Is的平方成正比。在磁路饱和时，磁极磁通Φ为常数，电磁转矩与电枢电流大致成直线关系，见图4-12中的M曲线。2）转速特性串励式直流电动机的转速为mjssCRRIUn3）功率特性电动机的输出功率P可以通过测量电动机电枢轴上的输出转矩M和电枢轴的转速n来确定，即9550nMP蓄电池容量越小，内阻越大，内压降也就越大，供给起动机的电压降低，使起动机输出电流和功率减小。当蓄电池使用时间增长、极板硫化程度增大时，内阻相应增大，所以起动性能相应降低，起动机就不易起动。起动机接触电阻与导线电阻越大，起动机输出功率和转速越小。电刷与换向器接触不良、电刷弹簧弹力减弱、导线与蓄电池接线柱连接不牢等，都会使接触电阻增大。当蓄电池使用环境温度降低时，电解液密度增大，蓄电池内阻增大，蓄电池容量和端电压都将急剧下降，使起动机输出电流和功率显著降低。因此，在寒冷冬季，应对蓄电池采取有效的保温措施。汽车蓄电池容量的影响环境温度的影响接触电阻和导线电阻的影响2.影响起动机工作特性的因素4.3起动机的就车检查及使用养护4.3.1起动机的就车检查1.电磁开关吸引线圈的性能检查（1）先把励磁绕组的引线断开。（2）按照如图4-13所示的方法连接蓄电池与起动机。驱动齿轮应能伸出，否则表明其功能不正常。图4-13电磁开关吸引线圈性能检查2.电磁开关保持线圈性能检查接线方法如图4-14所示，在驱动齿轮移出之后从端子C上拆下导线。驱动齿轮仍能保留在伸出位置，否则表明保持线圈损坏或搭铁不正确。图4-14电磁开关保持线圈性能检查3.驱动齿轮回位检查检查方法如图4-15所示，拆下蓄电池负极接外壳的接线夹后，驱动齿轮能迅速返回原始位置即为正常。图4-15驱动齿轮回位检查4.空载检查具体操作步骤如下：（1）固定起动机。（2）按照如图4-16所示的方法连接导线。（3）检查起动机应平稳转动，同时驱动齿轮应移出。（4）读取电流表的数值，应符合标准值。（5）断开端子50连接后，起动机应立即停止转动，同时驱动齿轮缩回。在进行上述项目检查时，应注意尽快完成操作，以免烧坏直流电动机的绕组。图4-16起动机的空载检查1.起动机的养护要求起动机在使用中有以下养护要求：（1）起动机各导线安装应牢固可靠、绝缘良好，起动机外表面应保持清洁，防止短路。（2）电刷在电刷架内应滑动自如，无卡滞和晃动现象。（3）电刷磨损超过5%时应更换或修整。（4）检查换向器表面无脏污、烧蚀和磨损现象，必要时检修或更换。4.3.2起动机的使用养护（5）查看电枢轴有无弯曲，检查电枢轴前后配合间隙及驱动齿轮与轴配合间隙应符合规范要求。（6）定子、转子绕组接线柱无脱焊现象，绝缘应良好。（7）单向离合器夹在虎钳上，转动齿轮应能沿一个方向均匀转动，而沿相反方向不能转动。（8）电磁开关触点与接触盘表面无油污或烧蚀现象。（9）电磁开关接线柱与吸引线圈无短路现象。为保证起动机使用性能，维修后应进行空转和制动性能试验，达到规范后才能装车。2.使用起动机的注意要点起动机在使用中应注意以下事项。1）禁止长时间使用起动机的电动机与一般电动机不同，安全使用时间非常短，一般在10s之内，通常最多不应超过30s。故发动机起动不起来就不能长时间起动，以免烧坏电动机。在连续使用10s起动不起来时，检查起动机之外的原因，如汽缸压缩压力、燃料系统、点火系统和润滑系统等。2）起动机的定期检查汽车每行驶3万~4万千米以上里程时，应进行检查。4.4起动系统常见故障诊断与排除4.4.1起动机空转1.故障现象接通点火开关，起动机只是空转，发动机曲轴不转动。2.故障产生原因（1）起动机传动装置故障。（2）驱动齿轮或飞轮齿圈严重磨损。3.故障诊断与排除（1）若起动机空转时伴有齿轮的撞击声，则表明飞轮齿圈的齿或起动机驱动齿轮的齿磨损严重或已损坏，致使其不能正确地啮合，应修整或更换相应部件。（2）起动机传动装置故障有单向离合器弹簧损坏、单向离合器滚柱磨损严重、单向离合器套筒的花键槽锈蚀等。这些故障会阻碍驱动齿轮的正常移动，造成不能与飞轮齿圈准确啮合，应修整或更换相应部件。1.故障现象接通点火开关时，起动机能够带动发动机转动，但转速过低甚至稍转即停。2.故障产生原因起动机能运转，说明控制电路工作正常，但起动机运转无力，则说明带负荷能力降低，实际输出功率减小。主要有以下几方面的原因：（1）蓄电池存电不足。（2）导线接触不良。（3）起动机本身无力。（4）发动机曲轴过紧。4.4.2起动机起动无力3.故障诊断与排除接通前照灯，再接通起动机，看灯光变化情况。若灯光立即熄灭或灯丝变成暗红色，说明蓄电池存电不足或蓄电池接触不良（起动后可用手摸试，接触不良处特别热）；若灯光变暗，起动机冒烟，说明起动机内部有短路故障；若灯光基本保持原有亮度，说明起动机主电路有断路或接触不良故障，应检查电刷接触面积及弹簧弹力是否过小，电刷是否有油污，定子、转子有无断路等。若起动机经检查均正常，则应对曲轴紧度进行检查。模具加工方法2.故障产生原因1.蓄电池方面故障2.继电器方面故障3.起动机方面故障4.其他方面故障1.故障现象接通点火开关时，起动机没有转动迹象。4.4.3起动机不转12345根据起动系统的实际连线情况，检查各连线及接点处的连接情况。在未接通点火开关前，先进行按喇叭和开前照灯试验。如喇叭声响低沉、沙哑，灯光暗淡，应先检查蓄电池存电及正、负接线柱连接情况。检查相关的继电器及保险丝是否正常。检查起动机是否正常。综合考虑发动机其他方面的问题进行综合检测。3.故障诊断1.起动时有打齿现象1）故障现象接通点火开关，起动机在飞轮齿圈处发出强烈的打齿声，且不能带动发动机运转。2）故障产生原因（1）起动机安装螺钉松动。（2）驱动齿轮与飞轮齿圈正常啮合的位置调整不当，即当主电路已接通，驱动齿轮还未与飞轮齿圈完全啮合，从而引起打齿现象。（3）起动机电枢轴与轴承径向间隙过大。（4）驱动齿轮和飞轮齿圈的齿损坏严重。4.4.4起动机其他故障2.电磁开关吸合不牢1）故障现象当接通点火开关时，听见电磁开关吸合的“哒、哒”声，但发动机不能被起动。2）故障产生原因蓄电池存电不足、内部短路或连接导线接触不良，致使蓄电池输出电压降低。当点火开关接通时，蓄电池小电流向起动继电器与电磁开关吸引线圈及保持线圈供电，蓄电池内部压降不大，端电压较高，能够带动起动继电器与电磁开关工作。但是，当起动机主回路通电后，大电流放电使蓄电池端电压立即下降，当其低于起动继电器与电磁开关的工作电压时，起动继电器的触点和电磁开关将自动断开，驱动齿轮退回原位。当主电路断电后，蓄电池内部压降减小，端电压又回升到高于起动继电器与电磁开关的工作电压时，起动继电器触点和电磁开关也随之闭合，驱