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第三章起动机 第一节概述 一 起动方式 人力起动 结构简单 但是劳动强度大 不可靠 不安全 辅助汽油机起动 结构复杂 操作麻烦 电力起动机起动 结构比较简单 操作简便 起动迅速 并且可以远距离控制 二 电力起动机的组成 直流串激式起动机 其作用是产生电磁转矩 传动机构 又称啮合机构 其作用是在起动时 将电磁转矩传递给飞轮 驱动发动机运转 而在起动后 使起动机驱动齿轮自动打滑 控制装置 用来控制起动机主电路的通断 三 起动机的分类 按控制装置的操作方式分为 机械操纵起动机 电磁操纵起动机 按驱动齿轮的啮入方式分为 惯性啮合式起动机 强制啮合式起动机 电枢移动式起动机 齿轮移动式起动机 四 对起动系的基本要求 1 起动机的功率应和发动机起动所必需的功率相匹配2 蓄电池的容量必须和起动机的功率相匹配3 起动电路的连接要可靠 起动主电路的导线电阻和接触电阻要尽可能小4 发动机起动后 起动机小齿轮自动与发动机飞轮退出啮合或滑转 五 起动机的型号 1 产品代号 如QD QDJ QDY2 电压等级代号 1 23 功率等级代号 1 94 设计序号5 变型代号例如 QD124 第二节直流串激式电动机 一 构造1 电枢 是直流电动机的转子部分 由铁心 绕组 换向器和电枢轴组成 2 磁极 用来产生电动机运转所必须的磁场 它由铁心和磁场绕组并通过外壳组成 多数起动机有4个磁极 少数有6个磁极 3 电刷 在前端盖上有电刷架 电刷由铜与石墨粉压制而成 4 轴承 由于起动机的工作时间很短 电枢轴承一般采用青铜石墨或铁基含油轴承 二 工作原理 1 工作原理 直流电动机是将电能转变为机械能的装置 根据带电导体在磁场中受到电磁力作用这一原理为基础而制成的 为增大转矩 且转速稳定 所以电枢绕有很多线圈 换向片数随之增加 2 直流电动机转矩自动调节原理 当负载变化时 电动机的转速 电流和转矩将自动的作相应变化 以满足负载的需要 三 工作特性 直流串激电动机的输出转矩M 转速n和功率P随电枢电流变化的规律 称为直流串激式电动机的工作特性 1 转矩特性 在起动机起动的瞬间 电枢转速为零 起动机处于完全制动状态 电枢电流和磁场磁通都达到最大值 转矩也相应地达到最大值 使发动机起动迅速 这是起动机采用直流串激电动机的主要原因 2 转速特性 串激电动机这种轻载 即电枢电流小 转速高 重载转速低的特性 对保证汽车顺利起动非常有利 这是起动机采用串激电动机的又一原因 3 功率特性功率曲线呈抛物线形状 电枢电流为制动电流的一半时 电动机输出功率达到最大值 在完全制动时 转速n 0 输出扭矩M最大 称为制动转矩 在空载时 输出扭矩M 0 转速n最高 称为空载转速 4 影响起动机功率的主要因素 1 接触电阻和导线电阻的影响 电阻增大 造成较大的电压降 使功率下降 2 蓄电池容量的影响 容量下降 内阻增大 供给起动机的电压降低 使功率下降 3 温度的影响 温度下降 蓄电池容量下降 使功率下降 第三节机械控制强制啮合式起动机 1 直流串激式电动机2 传动机构 滚柱式单向离合器 1 构造 驱动齿轮与外壳连成一体 外壳内装有十字块3 十字块与花键套筒8固连 在外壳和十字块之间形成的四个模形槽内分别装有一套滚柱4 压帽与弹簧5 在花键套筒8的外面装有缓冲弹簧10及移动衬套11 在花键套筒的端部装有卡簧12 2 工作情况 发动机起动时 电枢轴通过花键套筒带动十字块一同旋转 滚柱在摩擦力作用下滚入楔形槽的窄端而越楔越紧 电磁力矩由花键套筒和十字块经过滚柱传给外壳和驱动齿轮 带动飞轮转动 起动发动机 发动机起动后 滚柱在摩擦力作用下滚入模形槽的宽端而失去传递扭矩的作用 即打滑 这样发动机的转矩就不能从驱动齿轮传给电枢 从而防止了电枢超速飞散的危险 3 特点 滚柱式单向离合器结构简单 体积小 工作可靠 不需调整 摩擦阻力小 传动效率较高 在传递大扭矩时滚柱易变形而卡死失效 使传递的扭矩受到限制 3 控制装置 机械式控制装置主接线柱1 2分别接蓄电池的正极和电动机磁场绕组的一端 与主接触盘3组成主开关 辅助接线柱4 10分别接点火线圈附加电阻的两端 内部装有一可在外壳6上轴向滑动的推杆7 其上绝缘地套有主 辅接触盘3和5 两接触盘的两侧均装有弹簧 二 工作情况 起动发动机时 驾驶员踩下起动踏板 或拉紧起动拉杆 拨叉一方面推动单向离合器沿电枢轴移动 使驱动齿轮与飞轮啮合 同时拨叉上的顶压螺钉9顶着推杆向左移动 使接触盘将主接线柱接通 起动机通电带动发动机运转 发动机起动后 放松起动踏板或拉杆 在复位弹簧的作用下 拨叉推动单向离合器回位 驱动齿轮退出啮合 同时 顶压螺钉离开推杆 接触盘在回位弹簧的推动下与主接线柱脱开 主开关断开 起动机主电路被切断 起动机停止运转 第四节ST614型电磁控制强制啮合式起动机 一 组成1 直流串激式电动机2 传动机构 弹簧式单向离合器 1 构造 驱动齿轮1空套在电枢轴上 花键套筒6通过螺旋花键与电枢轴配合 两个月形键3将驱动齿轮与花键套筒连接起来 在驱动齿轮柄和花键套筒的外面套有扭力弹簧4 在它的外面有护套5封闭 缓冲弹簧8 移动衬套9和卡簧10 2 工作情况 发动机工作时 电枢轴带动花键套筒旋转 使扭力弹簧变细 扭力弹簧各圈全部箍紧在齿轮柄和花键套筒上 将齿轮柄和花键套筒抱紧 电枢的电磁力矩经花键套筒依靠摩擦力传给扭力弹簧 再利用扭力弹簧和驱动齿轮柄之间的摩擦力传给驱动齿轮 通过飞轮使发动机起动 发动机起动后 使扭力弹簧变粗 扭力弹簧各圈对齿轮柄和花键套筒的箍紧作用消失 即扭力弹簧松开而打滑 使驱动齿轮无法通过扭力弹簧将扭矩反向传递给花键套筒 3 特点 结构简单 寿命长 成本低 传递的扭矩较大 轴向尺寸较大 因此在小型起动机上的应用受到一定的限制 3 控制装置 电磁式控制装置 活动铁心4 保持线圈5 吸拉线圈6 主接线柱14 15 接触盘13 挡铁12 推杆 二 工作情况 起动时 接通总开关 按下起动按钮 吸拉线圈和保持线圈的电路被接通 使活动铁心右行 一方面使驱动齿轮与飞轮齿圈可靠啮合 另一方面接通主开关 主开关接通后 吸拉线圈被短接 电磁开关的工作位置靠保持线圈的吸力来维持 注意 驱动齿轮缓慢转动中进入啮合 起动后 松开起动按钮 吸拉线圈和保持线圈所产生的磁通方向相反 互相抵消 于是活动铁心在回位弹簧的作用下迅速回位 第五节QD124型电磁控制强制啮合式起动机 一 组成1 直流串激式电动机2 传动机构 滚柱式单向离合器3 控制装置 电磁开关起动继电器 用来控制电磁开关线圈的电路 以保护点火开关 二 工作过程 起动时 将点火开关3置于起动位置 起动继电器的线圈通电 使触点闭合 电磁开关线圈供电 起动后 放松点火开关 点火开关将自动转回一个角度 至点火位置 切断起动继电器线圈电流 起动继电器触点打开 三 调整 1 开关接通时间 主电路接通时 驱动齿轮与限位螺母之间的距离为4 5 1mm 可脱开连接片与调整螺钉之间的连接 旋入或旋出调整螺钉进行调整 2 附加电阻短路开关的调整 主电路接通同时或稍早 附加电阻应短路 可弯曲附加电阻短路开关接线柱内的黄铜片进行调整 第六节起动机驱动保护电路 一 作用起动后 起动机能立即停止运转 发动机工作时 即使接通起动开关 起动机也不工作 二 工作过程 起动时 将点火开关置于起动位置 复合继电器的起动继电器线圈电路接通 起动继电器触点闭合 接通电磁开关线圈的电路 起动机带动发动机运转 发动机起动后 发电机中性点电压加在保护继电器的线圈上 保护继电器线圈产生的电磁吸力使其常闭触点打开 切断了起动继电器线圈的电路 起动继电器的触点打开 电磁开关的线圈断电 起动机停止工作 发动机正常工作过程中 由于保护继电器的触点已经打开 使起动继电器线圈无法搭铁 第七节电枢移动式起动机 一 结构特点 1 电枢 电枢4在复位弹簧14的作用下与磁极错开一定距离 且换向器较长 2 磁场绕组 起动机有三个磁场绕组 主磁场绕组由扁铜条绕制 串联辅助磁场绕组和并联辅助磁场绕组则用细导线绕制 3 电磁开关 磁化线圈由起动开关控制 活动触点为一接触桥 其上端较长 下端较短 以使起动机电路分两个阶段接通 二 工作原理 当接通起动开关K时 电磁铁产生吸力 接触桥上端闭合 接通了串联辅助磁场绕组2和并联辅助绕组3的电路 产生的电磁力使电枢向左移动 驱动齿轮啮入飞轮齿环 这是第一阶段 电枢移动使小齿轮完全啮入后 挡片7脱扣 接触桥6的下端闭合 接通主磁场绕组1 起动机驱动曲轴旋转 这是第二阶段 发动机起动后 起动机处于空载状态 串联辅助磁场绕组2中的电流减小 在复位弹簧的作用下 电枢回到位置 起动机停止旋转 三 摩擦片式单向离合器 1 组成 花键套筒 三线螺旋花键 内接合鼓9 主动摩擦片8 被动摩擦片6 外接合鼓1 螺母2 弹性圈3 压环4 调整垫片5 缓冲弹簧13及移动衬套11 2 工作情况 发动机起动时 电枢轴首先带动花键套筒旋转 内接合鼓因花键套筒的旋转而左移 从而使主 被动摩擦片压紧在一起 电枢的电磁力矩经花键套筒 内接合鼓及主 被动摩擦片和外接合鼓传给驱动齿轮 使发动机起动 发动机起动后 内接合鼓因转速高于花键套筒的转速而沿花键套筒的螺旋花键右移 使主 被动摩擦片放松 避免了电枢的超速飞散 3 特点 限制起动机的最大输出转矩 防止起动机过载 单向离合器所能传递的最大扭矩可以调整 摩擦片式单向离合器可以传递较大的转矩 需要定期检查 调整 第八节起动机的检查与试验 一 检查 1 磁场绕组的检查 磁场绕组的断路和搭铁故障可以用万用表测量的欧姆档进行检查 磁场绕组的短路故障一般通过目测检查 检查绕组的绝缘层是否烧焦或损坏 2 电枢绕组的检查 电枢绕组断路的检查 可用目测或电枢感应仪进行 用万用表检查 则只能检查电枢绕组多处断路的故障 电枢绕组短路的检查 用目测或电枢感应仪进行 把电枢放在电枢感应仪上 接通电源 徐徐转动电枢 将锯片平行放在电枢最上面的绕组槽上 若锯片振动表明电枢绕组短路 应修理或更换 电枢绕组搭铁的检查 将万用表置于欧姆档 两表笔分别接换向器和铁心 电阻应为无限大 3 单向离合器的检查 一手握住单向离合器花键套筒 另一只手转动驱动齿轮 齿轮应在一个方向可以自由转动 另一个方向不能转动 4 电刷的检查 电刷长度应不低于新电刷高度的2 3 电刷弹簧张力可用弹簧秤测量 测量结果应符合标准值 5 电磁开关的检查 观察 用万用表测电阻 吸合电压和释放电压的检测 6 轴承 二 试验 1 空载性能试验 1 I Istd nIstd M Mstd装配过紧 绕组有短路 搭铁2 I Istd M Mstd接触不良 电刷弹簧压力不足 换向器与电刷等3 驱动齿轮锁止 电枢轴旋转 单向离合器打滑 第九节起动机的故障诊断 一 起动机不转 1 现象钥匙开关旋至起动档或起动按钮接通 起动机不转动 2 常见原因 1 蓄电池严重亏电或有故障 2 蓄电池极桩严重氧化或桩头 导线连接松动 3 控制线路故障 4 电磁开关故障 5 直流电动机故障 3 诊断方法 1 检查蓄电池充电情况和电路导线连接是否正常 2 短接起动机的两主接线柱 3 短接与蓄电池连接的起动机主接线柱和电磁开关接线柱 4 短接起动继电器 电池 和 起动机 接线柱 二 起动机转动无力 1 现象 钥匙开关旋至起动档或起动按钮接通 起动机转动缓慢或不连续 使发动机无法起动 2 常见原因 1 蓄电池亏电或有故障 2 蓄电池极桩氧化或桩头 导线连接松动 3 电磁开关故障 如接触盘和主接线柱烧蚀等造成接触不良 4 直流电动机故障 如换向器脏污或烧蚀 电刷磨损严重 电枢绕组或磁场绕组部分短路等 三 起动机空转 1 现象