汽車電氣設備構造與維修 課件 工作任務3.1 認識汽車起動機

工作任務3.1認識汽車起動機

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★教學目標1.能說出起動機的作用和類型。2.能指出起動機的型號并能解釋型號的含義。3.能說出起動機的工作原理、結構組成及各部件的名稱作用。4.培養(yǎng)團結協(xié)作、精益求精的工匠精神。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★復習舊知一、請說出汽車交流發(fā)電機的結構組成。

二、汽車發(fā)電機不發(fā)電的原因是什么？

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★導入新課汽車是怎樣起動的？想一想？

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★起動的形式怎樣起動？我們汽車也是這樣起動的嗎？

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★一、起動機的作用與組成起動機的作用：帶動發(fā)動機曲軸轉動，使發(fā)動機曲軸達到必需的起動轉速，以使發(fā)動機進入自行運轉狀態(tài)。當發(fā)動機進入自運轉狀態(tài)后，便結束任務停止工作。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★起動機組成：直流串勵式電動機、傳動機構和控制裝置三部分。

1.直流串勵式電動機

直流串勵式電動機的作用是將電能轉換為機械能，產(chǎn)生電磁轉矩帶動發(fā)動機曲軸旋轉，起動發(fā)動機。2.傳動機構

傳動機構的作用是在發(fā)動機起動時使起動機的驅動齒輪與飛輪齒圈嚙合，將電動機的轉矩傳給發(fā)動機飛輪。在發(fā)動機起動后，使起動機與飛輪自動脫離。

3.控制裝置

控制裝置即電磁開關，用來控制起動機主電路的通斷。同時，它還控傳動機構。在有些汽車上，具有接入和隔除點火線圈附加電阻的作用。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★二、汽車用起動機的分類啟動機的種類很多，從其結構、控制方式和嚙合方式來分有如下幾種：1.按電動機種類分類根據(jù)電動機種類的不同可分為：普通起動機和永磁式起動機。2.按控制機構分類根據(jù)控制機構的不同可分為：機械控制式啟動機和電磁控制式啟動機。3.按傳動機構分類根據(jù)傳動機構的不同可分為：慣性嚙合式起動機、強制嚙合式起動機、電樞移動式啟動機、減速式起動機。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★三、起動機的型號代號123456789功率/kW~11~22~33~44~55~66~77~8>81.產(chǎn)品代號：起動機的產(chǎn)品代號有QD、QDJ、QDY三種，分別表示普通起動機、減速起動機和永磁起動機。2.電壓等級代號：用1位阿拉伯數(shù)字表示，1、2分別表示12V、24V。3.功率等級代號：用1位阿拉伯數(shù)字表示，其含義見表所示。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★QD1225表示額定電壓為12V，功率為1~2KW，第25次設計的起動機。QDJ1820

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★四、起動機用直流電動機（一）直流電動機的組成起動機的電動機一般為串勵式直流電動機，主要由定子、轉子、電刷、電刷架及端蓋組成。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★1.定子

定子由磁極和機殼組成，如圖3-1-3所示。機殼的作用是安裝磁極，固定機件。機殼上只有一個電流輸入接線柱并在內部與磁場繞組的一端相接，殼內壁固定有磁極鐵芯和磁場繞組。磁極的作用是產(chǎn)生磁場，由固定在機殼上的磁極鐵芯和磁場繞組組成，大多數(shù)啟動機采用四個磁極。四個磁極的連接方法有兩種：一種是四個繞組相互串聯(lián)，另一種是兩串兩并，即先將兩個申聯(lián)后再并聯(lián).如圖3-1-4所示。

圖3-1-3定子1-磁場繞組2-磁極鐵芯3-電動機外殼4-固定螺釘（a）四個繞組相互串聯(lián)（b）四個繞組兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)

圖3-1-4磁場繞組的連接方法

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★2.轉子

轉子俗稱“電樞”，電樞的作用是產(chǎn)生磁轉矩。電樞由電樞軸、電樞鐵心、電樞繞組和換向器組成。電樞鐵心由硅鋼片疊裝而成并固定在軸上，鐵心外圍開有線槽，用來安放電樞繞組。換向器由銅質換向片和云母片相間疊壓而成，作用是把通入電刷的直流電流傳遞給電樞線圈，并適時地改變電樞繞組中電流的方向。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★3.電刷及電刷架電刷及電刷架的作用是將電流引入電動機。一般有4個電刷及電刷架。其中兩個為絕緣電刷，兩個為搭鐵電刷。電刷一般是用銅和石墨粉壓制而成。電刷裝在電刷架中，借彈簧壓力將它壓緊在換向器上，如圖所示。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★4.端蓋端蓋分為前端蓋和后端蓋，如圖所示。后端蓋一般用鋼板壓制而成，其上裝有4個電刷架，前端蓋為灰鑄鐵澆鑄而成。它們分別裝在機殼的兩端，靠兩根長螺栓與啟動機機殼緊固在一起。兩端蓋內均裝有青銅石墨軸承套或鐵基含油軸承套，以支承電樞軸。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★（二）直流電動機的工作原理

直流電動機是根據(jù)通電導體在磁場中受磁場力作用的原理制成的。其工作原理如圖所示，電動機工作時，電流通過電刷和換向器流入電樞繞組。如圖(a)所示，換向片A與正電刷接觸，換向片B與負電刷接觸，繞組中的電流方向為a→b→c→d，根據(jù)左手定則，繞組邊ab、cd邊均受到電磁力F的作用，由此產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉矩使電樞轉動；當電樞轉動至換向片A與負電刷接觸，換向片B與正電刷接觸時，電流改由d→c→b→a，如圖(b)所示，但電磁轉矩的方向仍保持不變，使電樞按逆時針方向繼續(xù)轉動。

圖中只例舉了電框繞組中的一匝線圈的工作過程，實際上，直流電動機電樞是由很多組線圈組成的，換向器的銅片數(shù)量也隨線圈數(shù)量的增加面增多。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★五、起動機的傳動機構（一）傳動機構的作用及組成傳動機構的作用是把直流電動機產(chǎn)生的轉矩傳遞給飛輪齒圈，再通過飛輪齒圈把轉矩傳遞給發(fā)動機的曲軸使發(fā)動機去起動；起動后，飛輪齒圈與驅動小齒輪自動打滑脫離。傳動機構由驅動齒輪、單向離合器、撥叉、減速機構(有的啟動機不具有減速機構)等組成。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★(二)傳動機構的工作過程起動機不工作時，驅動齒輪處于圖3-1-10a所示位置；當需要起動時，撥叉在電磁力的作用下將驅齒輪推出與飛輪齒圈嚙合，如3-1-10b所示；待驅動齒輪與飛輪齒圈接近完全嚙合時，起動機主開關接通，起動機帶動發(fā)動機曲軸運轉，如圖3-1-10c所示。發(fā)動機起動后，如果驅動齒輪仍處于嚙合狀態(tài)，則單向離合器打滑，小齒輪在飛輪帶動下空轉，電動機處于空載下旋轉，避免了被飛輪反拖高速旋轉的危險。起動完畢后，起動機撥叉在在復位彈簧作用下回位，帶動驅動小齒輪退出飛輪齒圈的嚙合。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★（三）單向離合器的結構及工作原理常見的起動機單向離合器主要有滾柱式、摩擦片式、彈簧式三種。1.滾柱式單向離合器滾柱式離合器的結構如圖3-1-11所示。驅動齒輪與外殼連成一體，滾柱和彈簧嵌裝在與花鍵套筒制成一體的十字塊上。整個離合器總成套裝在電動機軸的花鍵部位上，既可在撥叉作用下沿電樞軸軸向移動，又可在電樞動下作旋轉運動。圖3-1-11滾柱式離合器的結構

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滾柱式離合器的工作原理是通過改變滾柱在楔形槽中的位置來實現(xiàn)分離和結合的。具體分析如下：啟動時，撥叉動作，將驅動齒輪與發(fā)動機飛輪齒圈嚙合，電樞轉矩由傳動套筒傳給十字塊，使十字塊隨同電樞軸旋轉。此時，飛輪齒圈施加給小齒輪的阻力使?jié)L柱滾向槽的窄端面而卡死，如圖3-1-12(a)所示。電樞軸產(chǎn)生的轉矩通驅動齒輪傳給飛輪，啟動發(fā)動機。發(fā)動機動后，飛輪齒圈帶動驅動齒輪高速旋轉。當驅動齒輪的轉速大于十字塊的轉速時，滾柱滾入楔形槽的寬處面打滑，如圖3-1-12(b)所示。這樣，驅動齒輪高速旋轉的轉矩不會傳給電樞軸，從而防止電樞因高速飛轉而造成電樞飛散的事故。單向滾柱式離合器主要用于中、小功率的啟動機。圖3-1-12滾柱式單向離合器工作原理

1-驅動齒輪2-單向離合器外殼3-十字塊4-滾柱5-彈簧與壓帽6-楔形槽7-飛輪

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2.摩擦片式單向離合器摩擦片式單向離合器是通過主從動摩擦片的壓緊和放松來實現(xiàn)接合和分離的，其結構如圖3-1-13所示。離合器的花健套筒通過四條內螺紋與電樞花健軸相連接，花鍵套筒又通過三條外螺紋與內接合鼓連接。主動摩擦片內齒卡在內接合鼓的切槽中，組成了離合器主動部分。外接合鼓和驅動齒輪是一個整體，帶凹坑的從動摩擦片外齒卡在外接合鼓的切槽中，形成了離合器的從動部分。主、從動摩擦片交錯安裝，并通過特殊螺母、彈性圈和壓環(huán)限位，在壓環(huán)和摩擦片間裝有調整墊片。圖3-1-13摩擦片式單向離合器的結構

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摩擦片式單向離合器工作過程如下：當起動機帶動發(fā)動機曲軸旋轉時，內接合鼓沿花鍵套筒上的螺旋花健向飛輪方向旋進，將摩擦片壓緊，把起動機轉矩傳給發(fā)動機。發(fā)動機起動后，當飛輪以較高轉速帶動驅動齒輪旋轉時，內接合鼓沿螺旋花鍵退出，摩擦片打滑，使齒輪空轉而電樞不跟著飛輪高速旋轉。當電機超載時，彈性圈在壓環(huán)凸緣的壓力作用下彎曲變形，當彎曲到內接合鼓的左端頂住了彈性圈的中心部分時，即限制了內接合鼓繼續(xù)向左移動，離合器便開始打滑，從而避免因負荷過大燒壞電動機的危險。摩擦片式單向離合器傳遞的最大轉矩可通過增減調整墊片進行調整。但結構較復雜，在較大功率起動機上應用比較廣泛。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★3.彈簧式單向離合器彈簧式單向離合器是通過扭力彈簧的徑向收縮和放松來實現(xiàn)接合和分離的，其結構如圖3-1-14所示。驅動齒輪與花鍵套筒間采用浮動的圓弧定位鍵相聯(lián)接。齒輪后端傳力圓柱表面和花鍵套筒外圓柱面上包有扭力彈簧。扭力彈簧兩端各有1/4圈內徑較小，并分別箍緊在齒輪柄和套筒上。扭力彈簧外裝有護套。圖3-1-14彈簧式單向離合器的結構

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★當起動機帶動發(fā)動機轉動時，扭力彈簧按卷緊方向扭轉，彈簧內徑變小。扭力彈簧借助摩擦力將驅動齒輪柄和花健套筒緊抱成一體，把起動機轉矩傳給飛輪。發(fā)動機起動后，飛輪轉動線速度超過起動機驅動齒輪線速度，飛輪便驅動起動機小齒輪，此時，扭力彈簧受力方向與上述情況相反；彈簧朝旋松方向扭轉，內徑增大，驅動齒輪與花健套筒分成兩體而打滑，于是齒輪空轉，而電樞不能跟著飛輪高速旋轉。彈簧式單向離合器具有結構簡單、壽命長、成本低等特點。因扭力彈簧圈數(shù)較多，軸向尺寸較大，故多用于大中型起動機。

汽車電氣設備構造與維修課程項目三汽車起動系統(tǒng)維護及檢修★汽車電氣設備構造與維修工作領域★六、起動機的控制機構(一)控制機構的作用與組成起動機的控制機構安裝在起動機的上部，用來控制電動機電路的接通與切斷，并操縱傳動機構，使驅動齒輪和飛輪進行嚙合與分離。它主要由電磁開關、撥叉等組成，電磁開關由吸拉線圈、保持線圈、活動鐵心、固定鐵心、主開關、副開關、接觸盤及復位彈簧等組成，如圖3-1-15所示。其中吸拉線圓與電動機串聯(lián)，保持線圈與電動機并聯(lián)。活動鐵心可驅動撥叉運動，又可推動接觸盤推桿。圖3-1-15電磁開關的結構1-主接線柱（端子C）2-附加電阻短路接線柱（端子15a）3-主接線柱（端子30）4-點火開關5-起動控制接線柱（端子50）6-接觸盤7-吸拉線圈8-保持線圈9-活動鐵心10-調節(jié)螺釘11-撥叉12-單向離合器13-驅動齒輪14-飛輪

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（二）控制機構的工作過程將起動開關接通時，蓄電池經(jīng)起動控制電路向起動機電磁開關通電，其電流回路為:

保持線圈蓄電池+→點火開關→→蓄電池-

吸拉線圈→直電動機此時，吸拉線圈和保持線圈磁場方向相同?；顒予F心在電磁力作用下克服復位彈簧的彈力向內移動，壓動推桿使起動機主開關接觸盤與接觸點靠近，與此同時帶動撥叉將驅動小齒輪推向嚙合；當驅動小齒輪與飛輪齒圈接近完全嚙合時，接觸盤已將接觸點接通，起動機主電路接通，直流電動機產(chǎn)生強大轉矩通過接合狀態(tài)的單向離合器傳給發(fā)動機飛輪齒圈。主開關接通后，吸拉線