汽车电气设备构造与维修课件：认识汽车起动机

认识汽车起动机

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★教学目标1.能说出起动机的作用和类型。2.能指出起动机的型号并能解释型号的含义。3.能说出起动机的工作原理、结构组成及各部件的名称作用。4.培养团结协作、精益求精的工匠精神。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★复习旧知一、请说出汽车交流发电机的结构组成。

二、汽车发电机不发电的原因是什么？

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★导入新课汽车是怎样起动的？想一想？

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★起动的形式怎样起动？我们汽车也是这样起动的吗？

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★一、起动机的作用与组成起动机的作用：带动发动机曲轴转动，使发动机曲轴达到必需的起动转速，以使发动机进入自行运转状态。当发动机进入自运转状态后，便结束任务停止工作。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★起动机组成：直流串励式电动机、传动机构和控制装置三部分。

1.直流串励式电动机

直流串励式电动机的作用是将电能转换为机械能，产生电磁转矩带动发动机曲轴旋转，起动发动机。2.传动机构

传动机构的作用是在发动机起动时使起动机的驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，将电动机的转矩传给发动机飞轮。在发动机起动后，使起动机与飞轮自动脱离。

3.控制装置

控制装置即电磁开关，用来控制起动机主电路的通断。同时，它还控传动机构。在有些汽车上，具有接入和隔除点火线圈附加电阻的作用。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★二、汽车用起动机的分类启动机的种类很多，从其结构、控制方式和啮合方式来分有如下几种：1.按电动机种类分类根据电动机种类的不同可分为：普通起动机和永磁式起动机。2.按控制机构分类根据控制机构的不同可分为：机械控制式启动机和电磁控制式启动机。3.按传动机构分类根据传动机构的不同可分为：惯性啮合式起动机、强制啮合式起动机、电枢移动式启动机、减速式起动机。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★三、起动机的型号代号123456789功率/kW~11~22~33~44~55~66~77~8>81.产品代号：起动机的产品代号有QD、QDJ、QDY三种，分别表示普通起动机、减速起动机和永磁起动机。2.电压等级代号：用1位阿拉伯数字表示，1、2分别表示12V、24V。3.功率等级代号：用1位阿拉伯数字表示，其含义见表所示。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★QD1225表示额定电压为12V，功率为1~2KW，第25次设计的起动机。QDJ1820

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★四、起动机用直流电动机（一）直流电动机的组成起动机的电动机一般为串励式直流电动机，主要由定子、转子、电刷、电刷架及端盖组成。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★1.定子

定子由磁极和机壳组成，如图3-1-3所示。机壳的作用是安装磁极，固定机件。机壳上只有一个电流输入接线柱并在内部与磁场绕组的一端相接，壳内壁固定有磁极铁芯和磁场绕组。磁极的作用是产生磁场，由固定在机壳上的磁极铁芯和磁场绕组组成，大多数启动机采用四个磁极。四个磁极的连接方法有两种：一种是四个绕组相互串联，另一种是两串两并，即先将两个申联后再并联.如图3-1-4所示。

图3-1-3定子1-磁场绕组2-磁极铁芯3-电动机外壳4-固定螺钉（a）四个绕组相互串联（b）四个绕组两两串联后再并联

图3-1-4磁场绕组的连接方法

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★2.转子

转子俗称“电枢”，电枢的作用是产生磁转矩。电枢由电枢轴、电枢铁心、电枢绕组和换向器组成。电枢铁心由硅钢片叠装而成并固定在轴上，铁心外围开有线槽，用来安放电枢绕组。换向器由铜质换向片和云母片相间叠压而成，作用是把通入电刷的直流电流传递给电枢线圈，并适时地改变电枢绕组中电流的方向。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★3.电刷及电刷架电刷及电刷架的作用是将电流引入电动机。一般有4个电刷及电刷架。其中两个为绝缘电刷，两个为搭铁电刷。电刷一般是用铜和石墨粉压制而成。电刷装在电刷架中，借弹簧压力将它压紧在换向器上，如图所示。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★4.端盖端盖分为前端盖和后端盖，如图所示。后端盖一般用钢板压制而成，其上装有4个电刷架，前端盖为灰铸铁浇铸而成。它们分别装在机壳的两端，靠两根长螺栓与启动机机壳紧固在一起。两端盖内均装有青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，以支承电枢轴。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★（二）直流电动机的工作原理

直流电动机是根据通电导体在磁场中受磁场力作用的原理制成的。其工作原理如图所示，电动机工作时，电流通过电刷和换向器流入电枢绕组。如图(a)所示，换向片A与正电刷接触，换向片B与负电刷接触，绕组中的电流方向为a→b→c→d，根据左手定则，绕组边ab、cd边均受到电磁力F的作用，由此产生逆时针方向的电磁转矩使电枢转动；当电枢转动至換向片A与负电刷接触，换向片B与正电刷接触时，电流改由d→c→b→a，如图(b)所示，但电磁转矩的方向仍保持不变，使电枢按逆时针方向继续转动。

图中只例举了电框绕组中的一匝线圈的工作过程，实际上，直流电动机电枢是由很多组线圈组成的，换向器的铜片数量也随线圈数量的增加面增多。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★五、起动机的传动机构（一）传动机构的作用及组成传动机构的作用是把直流电动机产生的转矩传递给飞轮齿圈，再通过飞轮齿圈把转矩传递给发动机的曲轴使发动机去起动；起动后，飞轮齿圈与驱动小齿轮自动打滑脱离。传动机构由驱动齿轮、单向离合器、拨叉、减速机构(有的启动机不具有减速机构)等组成。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★(二)传动机构的工作过程起动机不工作时，驱动齿轮处于图3-1-10a所示位置；当需要起动时，拨叉在电磁力的作用下将驱齿轮推出与飞轮齿圈啮合，如3-1-10b所示；待驱动齿轮与飞轮齿圈接近完全啮合时，起动机主开关接通，起动机带动发动机曲轴运转，如图3-1-10c所示。发动机起动后，如果驱动齿轮仍处于啮合状态，则单向离合器打滑，小齿轮在飞轮带动下空转，电动机处于空载下旋转，避免了被飞轮反拖高速旋转的危险。起动完毕后，起动机拨叉在在复位弹簧作用下回位，带动驱动小齿轮退出飞轮齿圈的啮合。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★（三）单向离合器的结构及工作原理常见的起动机单向离合器主要有滚柱式、摩擦片式、弹簧式三种。1.滚柱式单向离合器滚柱式离合器的结构如图3-1-11所示。驱动齿轮与外壳连成一体，滚柱和弹簧嵌装在与花键套筒制成一体的十字块上。整个离合器总成套装在电动机轴的花键部位上，既可在拨叉作用下沿电枢轴轴向移动，又可在电枢动下作旋转运动。图3-1-11滚柱式离合器的结构

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滚柱式离合器的工作原理是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现分离和结合的。具体分析如下：启动时，拨叉动作，将驱动齿轮与发动机飞轮齿圈啮合，电枢转矩由传动套筒传给十字块，使十字块随同电枢轴旋转。此时，飞轮齿圈施加给小齿轮的阻力使滚柱滚向槽的窄端面而卡死，如图3-1-12(a)所示。电枢轴产生的转矩通驱动齿轮传给飞轮，启动发动机。发动机动后，飞轮齿圈带动驱动齿轮高速旋转。当驱动齿轮的转速大于十字块的转速时，滚柱滚入楔形槽的宽处面打滑，如图3-1-12(b)所示。这样，驱动齿轮高速旋转的转矩不会传给电枢轴，从而防止电枢因高速飞转而造成电枢飞散的事故。单向滚柱式离合器主要用于中、小功率的启动机。图3-1-12滚柱式单向离合器工作原理

1-驱动齿轮2-单向离合器外壳3-十字块4-滚柱5-弹簧与压帽6-楔形槽7-飞轮

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2.摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器是通过主从动摩擦片的压紧和放松来实现接合和分离的，其结构如图3-1-13所示。离合器的花健套筒通过四条内螺纹与电枢花健轴相连接，花键套筒又通过三条外螺纹与内接合鼓连接。主动摩擦片内齿卡在内接合鼓的切槽中，组成了离合器主动部分。外接合鼓和驱动齿轮是一个整体，带凹坑的从动摩擦片外齿卡在外接合鼓的切槽中，形成了离合器的从动部分。主、从动摩擦片交错安装，并通过特殊螺母、弹性圈和压环限位，在压环和摩擦片间装有调整垫片。图3-1-13摩擦片式单向离合器的结构

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摩擦片式单向离合器工作过程如下：当起动机带动发动机曲轴旋转时，内接合鼓沿花键套筒上的螺旋花健向飞轮方向旋进，将摩擦片压紧，把起动机转矩传给发动机。发动机起动后，当飞轮以较高转速带动驱动齿轮旋转时，内接合鼓沿螺旋花键退出，摩擦片打滑，使齿轮空转而电枢不跟着飞轮高速旋转。当电机超载时，弹性圈在压环凸缘的压力作用下弯曲变形，当弯曲到内接合鼓的左端顶住了弹性圈的中心部分时，即限制了内接合鼓继续向左移动，离合器便开始打滑，从而避免因负荷过大烧坏电动机的危险。摩擦片式单向离合器传递的最大转矩可通过增减调整垫片进行调整。但结构较复杂，在较大功率起动机上应用比较广泛。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★3.弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器是通过扭力弹簧的径向收缩和放松来实现接合和分离的，其结构如图3-1-14所示。驱动齿轮与花键套筒间采用浮动的圆弧定位键相联接。齿轮后端传力圆柱表面和花键套筒外圆柱面上包有扭力弹簧。扭力弹簧两端各有1/4圈内径较小，并分別箍紧在齿轮柄和套筒上。扭力弹簧外装有护套。图3-1-14弹簧式单向离合器的结构

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★当起动机带动发动机转动时，扭力弹簧按卷紧方向扭转，弹簧内径变小。扭力弹簧借助摩擦力将驱动齿轮柄和花健套筒紧抱成一体，把起动机转矩传给飞轮。发动机起动后，飞轮转动线速度超过起动机驱动齿轮线速度，飞轮便驱动起动机小齿轮，此时，扭力弹簧受力方向与上述情况相反；弹簧朝旋松方向扭转，内径增大，驱动齿轮与花健套筒分成两体而打滑，于是齿轮空转，而电枢不能跟着飞轮高速旋转。弹簧式单向离合器具有结构简单、寿命长、成本低等特点。因扭力弹簧圈数较多，轴向尺寸较大，故多用于大中型起动机。

汽车电气设备构造与维修汽车起动系统维护及检修★汽车电气设备构造与维修工作领域★六、起动机的控制机构(一)控制机构的作用与组成起动机的控制机构安装在起动机的上部，用来控制电动机电路的接通与切断，并操纵传动机构，使驱动齿轮和飞轮进行啮合与分离。它主要由电磁开关、拨叉等组成，电磁开关由吸拉线圈、保持线圈、活动铁心、固定铁心、主开关、副开关、接触盘及复位弹簧等组成，如图3-1-15所示。其中吸拉线圆与电动机串联，保持线圈与电动机并联。活动铁心可驱动拨叉运动，又可推动接触盘推杆。图3-1-15电磁开关的结构1-主接线柱（端子C）2-附加电阻短路接线柱（端子15a）3-主接线柱（端子30）4-点火开关5-起动控制接线柱（端子50）6-接触盘7-吸拉线圈8-保持线圈9-活动铁心10-调节螺钉11-拨叉12-单向离合器13-驱动齿轮14-飞轮

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（二）控制机构的工作过程将起动开关接通时，蓄电池经起动控制电路向起动机电磁开关通电，其电流回路为:

保持线圈蓄电池+→点火开关→→蓄电池-

吸拉线圈→直电动机此时，吸拉线圈和保持线圈磁场方向相同。活动铁心在电磁力作用下克服复位弹簧的弹力向内移动，压动推杆使起动机主开关接触盘与接触点靠近，与此同时带动拨叉将驱动小齿轮推向啮合；当驱动小齿轮与飞轮齿圈接近完全啮合时，接触盘已将接触点接通，起动机主电路接通，直流电动机产生强大转矩通过接合状态的单向离合器传给发动机飞轮齿圈。主开关接通后，吸拉线