项目三--汽车起动系统检修

项目三汽车起动系统检修本项目的具体任务：任务1起动机检修能力培养目标：1．能拆装和检修起动机2．能测试起动机的性能3．能对起动机常见故障进行检测、诊断和排除任务一汽车电气系统基本构造及特点任务引入一辆汽车接通点火开关后，起动机转速很快，但发动机不能起动，听不到齿轮的摩擦声和“嗒”、“嗒”声。根据此现象可以判断是起动机故障。需对起动机进行检修。汽车起动机在日常使用时还会出现哪些故障，如何对其进行维护和检修呢？检修后又如何对其进行性能实验？任务分析起动系统是由蓄电池、起动开关（点火开关）、起动机总成、起动继电器等组成的。起动机是起动系统的核心部件。要想对起动机检修必须了解起动机的结构、功用及分类，熟悉起动机的工作原理；掌握起动机的拆装步骤和检修方法；能根据起动机具体的故障现象，进行综合分析，找出故障点，进行维修。任务相关知识：任务相关知识一、起动机系统的功用与组成发动机在燃料供给系统、点火系统(汽油机)、汽缸压力正常的情况下，设法使曲轴转速达到一定值即可被起动。起动系统(简称起动系)的功用就是通过转动曲轴起动发动机，发动机起动之后，起动系便立即停止工作。发动机常用的起动方式有人力起动、辅助汽油机起动和电力起动机起动三种。电力起动系一般由蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等组成，见图3-1。起动机安装在汽车发动机飞轮壳前端的座孔上。二、起动机的结构与类型1．起动机的组成起动机由直流电动机、传动机构和操纵机构三部分组成，见图3-2。起动机的电动机作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩。起动机的传动机构又称起动机离合器、啮合器。传动机构的作用是在发动机起动时使起动机轴上的小齿轮啮人飞轮齿圈，将起动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机起动后又能使起动机小齿轮与飞轮齿圈自动脱开。起动机的控制装置作用是用来接通和断开电动机与蓄电池之间的电路，同时还能接入和切断点火线圈的附加电阻。２．起动机的类型（1）按电动机磁场产生方式分类1）励磁式起动机2）永磁式起动机（2）按操纵机构分类1）直接操纵式起动机2）电磁操纵式起动机（3）按传动机构的啮合方式分类1）惯性啮合式起动机2）强制啮合式起动机3）电枢移动式起动机4）齿轮移动式起动机5)减速式起动机三、直流电动机的构造及工作原理1．直流电动机的构造直流电动机主要由电枢(转子)、换向器、磁极(定子)、外壳、电刷架与电刷等主要部件构成，如图3-3所示。电枢绕组与磁场绕组串联的直流电动机称为串励式直流电动机。（1）外壳外壳中部有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相连。端盖分前后两个，前端盖由钢板压制而成，后端盖由灰铸铁浇制而成，呈缺口杯状。起动机一般采用青铜石墨轴承或铁基含油滑动轴承。减速起动机由于电枢的转速较高，因此采用滚柱轴承或滚珠轴承。电刷装在前端盖内，后端盖上有拨叉座，盖口有凸缘和安装螺孔，还有拧紧中间轴承板的螺钉孔。（2）磁极磁极由铁芯和磁场绕组构成，磁场绕组是由绕在极靴上的线圈构成的电磁铁。磁场绕组固定在起动机外壳里面，磁场绕组与起动机外壳的组装如图3-4所示，用铸钢制造的极靴和起动机外壳连接在一起，可增加磁场绕组的磁场强度。磁极的作用是产生磁场，一般采用四个磁极。为增大电磁转矩，大功率起动机采用六个磁极。磁场绕组也是用粗扁铜线绕制而成，与电枢绕组串联。四个磁场绕组的连接方式有两种，一种是四个绕组串联后再与电枢绕组串联，另一种是两个绕组先串联后并联，然后再与电枢绕组串联。磁场绕组的连接方式如图3-4所示。（3）电枢电枢是直流电动机的旋转部分，由电枢轴、电枢铁芯、电枢绕组等组成，电枢的结构如图3-5所示，它的作用是产生电磁转矩。（4）换向器及电刷电刷架一般为框式结构，其中正极刷架与端盖绝缘地固装，负极刷架直接搭铁，见图3-6。电刷置于电刷架中，电刷由铜粉与石墨粉压制而成，呈棕红色。电刷架上装有弹性较好的盘形弹簧。2．串励式直流电动机的工作原理直流电动机是根据载流导体在磁场中受力运动的原理设计而成。串励式起动机的工作原理如图3-7所示。当电路接通时，蓄电池的电流经励磁线圈和转子线圈形成回路。励磁绕组通电后形成电磁场，转子绕组通电后受到电磁作用力产生旋转运动。换向片和电刷保证旋转的转子线圈四、起动机的传动机构起动机的传动机构由驱动齿轮、单向离合器、拨叉、弹簧等组成，安装在起动机轴的花键部分。单向离合器是起动机传动机构的重要部件，其作用是将电动机的转矩传递给发动机的飞轮齿圈，并使发动机迅速起动，同时又能在发动机起动后自动打滑，防止起动机不被飞轮反拖，保护起动机不被损坏。1．单向离合器传动机构中的单向离合器主要有滚柱式单向离合器、摩擦片式单向离合器、弹簧式单向离合器等三种。滚柱式离合器是目前国内外汽车起动机中使用最多的一种。其结构如图3-8所示。2．拨叉拨叉的作用是使离合器作轴向移动，将驱动齿轮啮入和脱离飞轮齿环。汽车上采用的拨叉一般有机械式拨叉和电磁式拨叉两种。机械式拨叉目前已经被淘汰，在此只介绍电磁式拨叉。电磁式拨叉的结构如图3-10所示。电磁式拨叉用外壳封装于起动外壳体上，由可动部分和静止部分组成。可动部分包括拨叉和电磁铁芯，两者之间用螺杆活动地连接。静止部分包括绕在电磁铁芯钢套外的线圈、拨叉轴和回位弹簧12。四、控制装置的工作原理起动机的工作主要受电磁开关的控制，而电磁开关又受其它装置控制。如果电磁开关直接受点火开关的控制，则称为直接控制式电磁开关；如果在电磁开关的控制回路中加入继电器控制回路，则称为带起动继电器式电磁开关。利用起动继电器来控制电磁开关回路，能减小通过点火开关起动触点的电流，保护了点火开关不会烧蚀，延长了点火开关的使用寿命。QD124型起动机采用了带有起动继电器控制电磁开关的起动系控制电路如图3-11所示。任务实施及规范一、起动机使用与维护注意事项1）每次起动时间不应超过5s，再次起动时应停止2min，使蓄电池得以恢复。如果有连续第三次起动，应在检查与排除故障的基础上停歇15min以后进行。2）在冬季气温较低起动时，应采相应的措施，例如对蓄电池保温确保蓄电池有充足的起动容量、手摇发动机进行预润滑等。3）发动机起动后，必须马上松开点火开关，使起动机停止工作。此外，起动机外部应经常保持清洁，各连接导线，特别是与蓄电池相连接的导线，应连接紧固；汽车每行驶3000km时，应检查与清洁换向器，清除换向器表面的碳粉和脏污；汽车每行驶5000～6000km时，检查测试电刷的磨损程度以及电刷弹簧的压力，均应在规定范围之内；每年对起动机进行一次保养。二、起动机的拆装与检修以桑塔纳系列轿车所用的QD1229型起动机分解步骤为例，其分解图如图3-12所示。1．起动机的分解（1）用扳手旋下电磁开关的接线柱“30”及“50”的螺母，取下导线。（2）旋下起动机贯穿螺钉和衬套螺钉，取下衬套座和端盖，取出垫片组件和衬套。（3）用尖嘴钳将电刷弹簧抬起，拆下电刷架及电刷。（4）取下磁场绕组后，用扳手旋下螺栓，从驱动端盖上取下电磁开关总成。（5）在取出转子后，从端盖上取下传动叉，然后取出驱动齿轮与单向离合器，再取出去驱动齿轮端衬套。（１）电枢的检修电枢绕组常见的故障有断路、匝间短路和搭铁等。1）电枢绕组短路的检修电枢绕组短路检查如图3-13所示，把电枢放在电枢感应仪上，当测试仪通电后将铁片置于电枢铁芯上，并一边转动电枢一边移动铁片。当铁片在某一部位产生振动时，说明绕组有短路故障。不间断地慢慢转动电枢一圈，将钢片依次逐个放置于各线槽上，对每一故障处作出标记。起动机电枢绕组采用波绕法时，当钢片在四个铁芯槽出现振动时，说明相邻换向器铜片间短路；当钢片在所有槽上振动时，说明同一个槽中上、下两层导线短路，应更换电枢。2）电枢绕组搭铁的检修电枢绕组搭铁的检查是用万用表的Ω档检测，如图3-14所示，用一根表笔接触电枢，另一根表笔依次接触换向器铜片，万用表显示的电阻应为无穷大，否则说明电枢绕组与电枢轴之间绝缘不良有搭铁之处。3）电枢绕组断路的检修电枢绕组断路的检查可按图3-15所示，用万用表的Ω档，将两个表笔分别接触换向器相邻的铜片，测量每相邻两换向片间是否相通，如相通，说明电枢绕组无断路故障，若万用表显示的阻值为无穷大，说明此处有断路故障，应更换电枢。4）电枢轴的检修电枢轴弯曲检查如图3-16所示，将电枢放在偏摆仪上，用百分表检查电枢轴的圆跳动量，若铁芯表面摆差超过0.15mm或中间轴颈摆差大于0.05mm时，说明电枢轴弯曲严重，均应进行校正或更换。另外，还应检查电枢轴上的花键齿槽，如发现严重磨损或损坏，则应修复或更换。（2）换向器的检修1）换向器最小直径的检查换向器最小直径检查如图3-17所示，用游标卡尺检查换向器外径尺寸，换向器外径一般不小于标准值1mm，否则应更换电枢。2)换向器弯曲度的检修换向器弯曲度检查如图3-18所示，用砂纸打磨换向器表面后，用百分表检查换向器表面的圆跳动量，一般换向器圆柱度不应大于0.05mm，否则应在车床上修整。3）换向器磨损的检修换向器磨损情况检查如图3-19所示，检查换向器的绝缘云母片的深度，标准值为0.5～0.8mm，使用极限值为0.2mm。如果云母槽深度低于极限值，可用锉刀修整，再用细砂纸打磨。修整时锉刀要与换向器外圆母线平行。（3）电刷的检修电刷长度检查如图3-20所示，用卡尺检查电刷长度，电刷长度应不低于新电刷长度的2/3(国产起动机新电刷长度一般为14mm)，即7～10mm，否则应予以更换。电刷与换向器的接触面积应大于75%以上，否则应研磨电刷。电刷在电刷架内应活动自如无卡滞现象。电刷弹簧拉力检查如图3-21所示，用弹簧秤测量弹簧拉力，应在18～22N之间。如果达不到规定值，应更换新的弹簧。（4）磁场绕组的检修1）磁场绕组断路的检修首先通过外部验视，看其是否有烧焦或断路处，若外部验视未发现问题，可用万用表的Ω档检测，如图3-22所示。两表笔分别接触起动机外壳引线(即电流输入接线柱)与磁场绕组绝缘电刷接头，如果测得的电阻值为无穷大，说明磁场绕组断路，应予以检修或更换。2）磁场绕组对壳体短路的检修用万用表检查磁场绕组的正极端与定子壳体之间的电阻，如图3-23所示，电阻值应为无穷大。否则，表示磁场绕组与壳体短路，应予以检修或更换。（5）电磁开关的检修1)保持线圈的检修保持线圈检查如图3-24所示，从励磁绕组接线柱上拆下励磁绕组正极端后，用万用表Ω档检查电磁开关接线柱(“50”端子)与电磁开关壳体之间的电阻，保持线圈的阻值一般在1Ω左右。2）吸拉线圈的检查吸拉线圈检查如图3-25所示，从励磁绕组接线柱上拆下励磁绕组正极端后，用万用表Ω档检查电磁开关与励磁绕组接线柱之间的电阻，吸引线圈的电阻值一般在0.6Ω以下。测量吸引和保持线圈的电阻时，如万用表所测电阻为无穷大，说明线圈断路；若电阻值小于规定值，说明线圈有匝间短路。线圈断路或短路均需更换。（6）传动机构的检修1）检查拨叉。拨叉应无变形、断裂、松旷等现象，回位弹簧应无锈蚀、弹力正常，否则应更换。2）驱动齿轮的检查。驱动齿轮的齿长不得小于全齿长的1/3，且不得有缺损、裂痕，否则应予以更换；齿轮磨损严重或扭曲变形时，也应予以更换。3）单向离合器的安装与检查。将单向离合器夹在虎钳上，用扭力扳手转动，如图3-26所示，应能承受制动实验时的最大转矩而不打滑。滚柱式单向离合器能在25.5N·m、摩擦片式单向离合器能在117～176N·m转矩之间不打滑，否则就应该进行修理。三、起动机的调整与试验1．起动机的调整（1）驱动齿轮与止推垫圈之间的间隙调整驱动齿轮与止推垫圈之间的间隙调整如图3-27所示，将电磁开关的活动铁芯推至使其开关刚好接通的位置，并保持稳定，测量驱动齿轮与止推垫圈端面之间的间隙值，一般为4～5mm。如不符合，可适当拧入或旋出拨叉2与活动铁芯4的连接螺杆3，然后再将活动铁芯顶到极限位置。此时驱动齿轮与止推垫圈之间的间隙应减