《汽车电子技术》-第4章 起动系统

第4章起动系统

4.1概述二、广州本田雅阁轿车起动电路广州本田雅阁轿车F23A1型发动机的起动电路如图4-3所示。

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4.1概述三、日产系列汽车起动电路图日产系列汽车起动电路如图4-4所示。图中所标的EX表示除SD23型发动机外的其他发动机所使用的线路；SD表示使用SD23型发动机时使用的线路；GE表示使用汽油发动机时使用的线路；DE表示使用柴油发动机时使用的线路。四、凯越轿车起动系统电路起动系统电路由蓄电池、起动机、点火开关和所有相关电线组成。电路如图4-5所示。第4章起动系统

4.1概述4.2.1起动机不转的故障现象及原因一、起动机不转1、故障现象不能起动是指当点火开关在START档时，起动机并不能带动发动机旋转。2、故障原因(1)蓄电池故障蓄电池严重亏电或内部短路、硫化等。（2）线路故障蓄电池极柱与线夹之间松动；搭铁不良；接线柱氧化、积污等；起动电路导线连接处松动等。(3)点火开关、起动继电器故障点火开关起动档损坏；起动继电器线圈断路、短路、搭铁或其触点氧化。(4)起动机故障电磁开关线圈断路、短路、搭铁或其触点烧蚀氧化等；电枢轴弯曲或轴承过紧；换向器氧化，与电刷接触不良；电枢绕组或励磁绕组断路、短路或绝缘电刷搭铁；电刷磨损过短或弹簧损坏等。第4章起动系统

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起动机不转的故障与排除4.2.2起动机不转故障的就车检查方法和步骤一、在车上检查蓄电池的状况和电源导线的连接情况。可以按喇叭或开前照灯，如果喇叭声音变小，灯光暗淡，说明电源容量过低，或导线接触不良。还可以在点火开关位于起动档时，测量蓄电池两端的电压，其值不应低于9.6V。二、检查并修复以上可能的故障原因，如：排除充电系统的故障，并充电；清洁接线柱及接点；更换点火开关等。桑塔纳轿车起动系统及其故障诊断步骤分别如图4-6和图4-7所示。第4章起动系统

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起动机不转的故障与排除第4章起动系统

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起动机不转的故障与排除4.2.3起动附加继电器的性能检查一、起动继电器闭合电压和断开电压的检查起动继电器的闭合电压和断开电压值有相应的数值范围。如果发生变化，则需要做出调整。其检测方法如下：按图4-8所示接好线路，先将滑动式变阻器调到最大值，然后逐渐减小电阻，继电器触点刚闭合时的电压表读数即为闭合电压值。然后再加大电阻，当继电器触点刚打开时的电压表读数即为断开电压值。然后把测得数值与标准作比较。可改变弹簧预紧力或触点间隙大小调整电压值。二、复合继电器的检查1、起动继电器闭合电压与断开电压的测试先把滑动式变阻器值调至最大，接通开关，并逐渐减少电阻，试灯亮的时刻，即为触点闭合，此时电压表的读数为闭合电压。然后增大电阻，当触点断开时，电压表的读数即为断开电压。其测试电路如图4-9（a）所示。2、保护继电器动作电压与释放电压的测试第4章起动系统

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起动机不转的故障与排除先把滑动式变阻器值调至最大，接通开关，试灯亮。逐渐减少电阻，试灯熄灭的时候，电压表的读数即为动作电压。然后逐渐增大电阻，当试灯再次亮的时候，电压表的读数即为释放电压。其测试电路如图4-9（b）所示。第4章起动系统

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起动机不转的故障与排除4.2.4起动机电磁开关的性能检查检查的内容是：电磁开关闭合电压和释放电压。检查线路的连接方式如图4-10所示。在起动机驱动齿轮和限位垫圈之间放一垫块，用以模拟起动状态。闭合SA，接通电路，并逐渐调高电压，灯会变亮，灯亮时的电压即为电磁开关的闭合电压。应不大于额定电压的75%。然后把电压调低，直到电磁开关释放，测试灯熄灭，该瞬间的电压，即为释放电压。释放电压不应大于额定电压的40%。第4章起动系统

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起动机不转的故障与排除4.3.1起动机运转无力的故障现象及原因一、故障现象起动时，起动机转动缓慢无力，起动困难，或只有“咔哒”一声，并不转动。二、故障原因1、电源系统故障蓄电池存电不足或内部损坏，起动机电路连接处松动、接触不良等。2、起动机故障（1）电动机励磁绕组或电枢绕组有局部短路，使起动机功率下降（2）换向器与电刷接触不良（3）电磁开关接触盘和触点接触不良（4）起动机轴承过紧，转动阻力过大。（5）转子与定子碰擦第4章起动系统

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起动机运转无力的故障与排除三、故障排除首先排除蓄电池存电不足及其线路连接故障，方法与起动机不运转相同，而后可以按下述步骤排除故障：将点火开关转至起动档位后，起动机运转无力。开大灯，起动发动机，观察灯光变化情况。如果灯光变化不大，则为起动机故障，如上所述。如果灯光显著变暗，则蓄电池及其线路有故障，用手感觉蓄电池的接线头，若温度正常，为蓄电池故障；若温度高，为线路故障，线端焊点虚焊或断裂，线头与接线柱接触不良。第4章起动系统

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起动机运转无力的故障与排除4.3.2单向离合器的性能检查单向离合器常见的故障是打滑。可以用扭力扳手检测单向离合器的转矩。将单向离合器夹紧在台虎钳上，用扭力扳手向离合器压紧方向加力直至旋转，若此时转矩小于规定值，说明单向离合器打滑，应予以调整或更换。性能检查如图4-11所示。第4章起动系统

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起动机运转无力的故障与排除4.4.1起动机的结构及型号起动机一般由直流串励式电动机、传动机构、控制机构三部分组成.如图4-12所示。直流串励式电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩。传动机构的作用是在发动机起动时，使起动机的驱动齿轮啮入飞轮齿圈，将起动机的电磁转矩传给发动机曲轴，并及时切断曲轴与直流电动机之间的动力传递，防止曲轴反拖。控制机构用来接通和切断起动机与蓄电池之间的电路。并使驱动齿轮进入或退出啮合,有些起动机控制机构还有副开关，能在起动时将点火线圈附加电阻短路，以增大起动时的点火能量。第4章起动系统

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起动机的检修一、直流串励式电动机的结构直流电动机由转子、磁极、外壳、电刷与刷架等组成。其结构如图4-13所示。第4章起动系统

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起动机的检修1、转子转子又叫“电枢”。用来产生电磁转矩。它由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。2、定子定子又叫磁极，由铁心和励磁绕组构成。其作用是产生磁场。第4章起动系统

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起动机的检修3、电刷和电刷架电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。使电枢产生连续转动。电刷一般用铜和石墨压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。电刷装在端盖上的电刷架中，借弹簧压力紧压在换向器上。其中与外壳直接相连构成电路搭铁，称之为搭铁电刷，与励磁绕组和电枢绕组相连，与外壳绝缘，称之为绝缘电刷。电刷与电刷架的结构如图4-17所示。4、外壳外壳由低碳钢卷制而成，或由铸铁铸造而成，机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。它们的中心均压装着轴承套，外围有两个或四个组装螺孔。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等。第4章起动系统

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起动机的检修二、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、拨叉等组成，它安装在起动机转子轴的花键部分。1、滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器是通过改变滚柱在楔形槽中的位置实现分离和接合的。其结构分十字块式和十字槽式两种。它主要由驱动小齿轮、外壳及十字槽套筒（或外座圈及十字块套筒）、滚柱、弹簧等组成。第4章起动系统

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起动机的检修当起动机电枢旋转时，转矩经套筒带动十字块（花键套筒）旋转，滚柱被挤到楔形槽的窄端，并越挤越紧，使十字块与驱动小齿轮形成一体（花键套筒与驱动小齿轮形成一体），电动机转矩便得以输出。如图4-20（a）所示。发动机起动后，飞轮齿圈便带动驱动齿轮旋转，当转速超过电枢转速时，滚柱被推到楔形槽宽端，十字块（花键套筒）和驱动小齿轮便开始打滑，电枢便不再跟着飞轮高速旋转，起到了保护电枢的作用。如图4-20（b）所示。滚柱式单向离合器工作时属线接触传力，不能传递大转矩，一般用于小功率的起动机上。由于它结构简单，目前广泛应用于汽油发动机上。第4章起动系统

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起动机的检修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放松、压紧来实现离合作用的。其结构如图4-21所示。

起动时，螺旋花键套筒在转子轴的带动下，开始旋转。内接合鼓开始瞬间是静止的，在惯性力的作用下，内接合鼓沿花键套筒上的螺旋花键向飞轮方向旋进，从而使主、从动摩擦片压紧而传递力矩，电枢转矩最终传给驱动齿轮。发动机起动后，当飞轮齿圈以较高转速带动驱动齿轮旋转时，内接合鼓便沿螺旋花键套筒右移退出，主从摩擦片打滑，使驱动齿轮空转而电枢不跟着飞轮高速旋转。避免电枢超速飞散。第4章起动系统

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起动机的检修3、弹簧式单向离合器图4-22所示为弹簧式单向离合器的结构，它是通过扭力弹簧的径向收缩和放松来实现离合的。螺旋花键套筒6套在电枢轴的螺旋花键上，驱动齿轮与花键套筒间采用浮动的圆弧键相连接。使驱动齿轮1与花键套筒6之间不能作轴向相互移动，但可以相对转动。在驱动齿轮柄和花键套筒外圆柱面上包有扭力弹簧4，扭力弹簧的两端各有1/4圈内径较小，分别箍紧在齿轮柄和花键套筒上。扭力弹簧外装有护套。当起动机带动发动机转动时，电枢轴带动螺旋花键套筒6稍有转动，扭力弹簧4顺着其卷紧方向借助于摩擦力（弹簧内径变小）将齿轮柄与花键套筒6包紧，起动机转矩经扭力弹簧4传给驱动齿轮1，起动发动机。发动机起动后，驱动齿轮转速高于花键套筒，此时，扭力弹簧受力方向与上述情况相反：扭力弹簧被旋松，内径增大，驱动齿轮与花键套筒松开打滑，齿轮空转，发动机的转矩不能传给电动机电枢。第4章起动系统

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起动机的检修第4章起动系统

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起动机的检修三、控制机构1、组成我们这部分介绍的是电磁操纵强制啮合式起动机，电磁操纵是指起动机主电路的控制靠电磁开关实现，强制啮合是指驱动齿轮靠拨叉强制推入啮合。它的控制机构由电磁开关、拨叉等部件组成。电磁开关又由吸拉线圈、保持线圈、活动铁心等部件组成。其电路原理如图4-23所示。第4章起动系统

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起动机的检修2、电磁操纵机构的工作原理（1）起动机不工作时，驱动齿轮处于与飞轮齿圈脱开啮合的位置，电磁开关中的接触盘与各接触点分开。（2）起动开关4接通时，蓄电池经起动开关4经电磁开关上接起动开关的接线柱5向起动机电磁开关通电，其电流所分两回路分别为：1）电流经蓄电池正极至起动开关至保持线圈10流至蓄电池负极构成回路。2）电流经蓄电池正极至起动开关至吸拉线圈8流经起动开关接电动机接线柱1流至直流电动机，经蓄电池负极构成回路。此时，两线圈通电后产生较强的电磁力，活动铁心在电磁力的作用下克服复位弹簧的作用向内移动，一方面推动推杆使起动机主开关接触盘与接触点靠近，与此同时通过拨叉带动驱动齿轮边缓慢旋转边推向飞轮齿圈啮合；当驱动齿轮与飞轮齿圈接近完全啮合时，接触盘已将两个主触点接通，起动机主电路接通，使电动机通电从而产生强大转矩通过单向离合器传给发动机飞轮齿圈，带动发动机正常工作。第4章起动系统

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起动机的检修主开关接通后，其电流两回路为：1）电流经蓄电池正极至起动开关至保持线圈流至蓄电池负极构成回路。2）电流经蓄电池正极至电磁开关接蓄电池接线柱3经起动开关接电动机接线柱1流至直流电动机经蓄电池负极构成回路。此时，活动铁心在保持线圈电磁力作用下保持在吸合位置。（3）发动机起动后，飞轮反过来驱动起动机驱动齿轮时，单向离合器打滑，飞轮带动驱动齿轮空转，避免了电枢绕组高速甩散的危险。（4）松开起动开关，切断起动控制电路，但电磁开关内吸拉线圈和保持线圈仍有电流通过，电流回路为：1）电流经蓄电池正极至电磁开关接蓄电池接线柱3至起动开关接电动机接线柱1至吸拉线圈8和保持线圈10流至蓄电池负极构成回路。2）电流经蓄电池正极经电磁开关接蓄电池接线柱3至起动开关接电动机接线柱1流至直流电动机经蓄电池负极构成回路。第4章起动系统

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起动机的检修四、起动机的型号根据中华人民共和国行业标准中关于《汽车电气设备产品型号编制规则方法》的规定，起动机的型号由五部分组成：1 2 3 4 51——产品代号：用2或3个大写拼音字母表示，有QD、QDJ、QDY三种，分别表示起动机、减速型起动机、永磁型起动机。2——电压等级代号：用数字表示。1代表12V，2代表24V。3——功率等级代号：用一位数字表示，如表4-2所示。4——设计序号：用数字表示；5——变型代号：用A、B、C等表示。第4章起动系统

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起动机的检修五、电磁控制强制啮合起动机实例：1、开关直接控制的起动机由点火开关或起动按钮直接控制，如DelcoMT系列启动机，工作情况参照图3-23。2、起动继电器控制的起动机为使通过点火开关的电流减小，避免点火开关的烧蚀。我们常用起动继电器的触点控制起动机电磁开关的大电流；用点火开关或起动按钮控制继电器线圈的小电流，起动继电器起到了以小电流控制大电流，保护点火开关的作用。QD124型起动机是一种由起动继电器控制的强制啮合式起动机，其电路图如图4-24所示：第4章起动系统

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起动机的检修第4章起动系统

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起动机的检修3、起动复合继电器控制的起动机为确保发动机发动后，起动机自动停转，切断起动机电路。解放CA1092及东风EQ1092型汽车采用了安全驱动保护复合继电器电路。起动复合继电器由起动继电器和保护继电器两部分组成，如图4-25所示。第4章起动系统

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起动机的检修4.4.2起动机的整机检测（不解体检测）一、吸拉线圈性能测试先把励磁线圈的引线断开。按照图4-26所示的方法连接蓄电池与电磁起动开关。驱动齿轮应能强有力吸拉出来，否则表明其有故障。二、保持线圈性能测试按照图4-27所示的方法连接线路。在驱动齿轮移出之后从端子C上拆下导线。驱动齿轮应仍能停留在伸出位置，表明保持线圈性能正常。否则表明保持线圈有故障。第4章起动系统

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起动机的检修三、驱动齿轮回位测试如图4-28所示。拆下蓄电池负极接外壳的接线夹后，驱动齿轮应能迅速返回原始位置即为正常。四、间隙检查调整起动机在装复后应检查调整的项目有电枢轴向间隙、驱动齿轮与止推环间的间隙。如图4-29所示。1、电枢轴向间隙调整：电枢轴向间隙C应为0.1～1.0mm，否则应通过增减换向器与端盖之间的调整垫片予以调整。2、驱动齿轮与止推环之间的间隙调整：在起动机电磁开关未接通时，驱动齿轮与止推环之间的间隙A为飞轮齿圈宽度加5～10mm；当电磁开关通电，活动铁心完全吸进时，驱动齿轮被推出，此时间隙为B，一般B为1.5～2.5mm。不符合则需调整。第4章起动系统

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起动机的检修第4章起动系统

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起动机的检修五、起动系统线路压降测试接通起动机电路时，测试线路压降值，应符合图4-30所示。第4章起动系统

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起动机的检修3.4.3起动机的性能检查一、空载试验将起动机夹在台虎钳上，接通起动机电路（将蓄电池的负极接起动机外壳，蓄电池的正极串接一只大量程电流表后，接到起动机的接线柱30上，同时从接线柱30引一条引线，当此引线触及接线柱50时），起动机应运转均匀、电刷无火花。记下电流表，并测量起动机输出轴的转速和端电压，均应符合要求。且断开端子50后，起动机应立即停止转动，同时驱动齿轮回位。试验电路如图4-31所示：如果测得电流超过标准值，而转速低于标准值，其主要原因是起动机装配过紧、电枢轴弯曲、电枢绕组或励磁绕组搭铁或者绕组匝间短路等故障引起；如果测得电流和转速都小于标准值，则说明其内部接触不良。空转试验时间不能超过1min，否则起动机会因过热而损坏。第4章起动系统

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起动机的检修2、全制动试验空载试验后，通过测量起动机全制动时的电流和制动扭矩，来判断起动机的性能好坏，主电路的正常与否，并检查单向离合器是否打滑。方法：将起动机夹在试验台上，使杠杆的一端夹住起动机的驱动齿轮，另一端挂在弹簧秤上，电路连接与空转试验相同。按下开关，一直让起动机通电，在制动情况下，观察单向离合器是否打滑并迅速记下电流表，电压表及弹簧秤的读数，其值应符合规定。若测得扭矩小于标准值，而电流超过标准值，说明起动机内部有短路或者搭铁故障；若扭矩和电流值均低于标准值，则说明其内部接触不良；若驱动小齿轮锁死后电枢轴仍在转动，则说明离合器打滑。全制动试验时，每次接通电路的时间不应超过5s。以免损坏起动机及蓄电池。第4章起动系统

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起动机的检修4.4.4起动机零部件的检测与维修一、直流电动机的检修1、转子总成的检修（1）电枢绕组的检修

1）短路故障用电枢感应仪检测电枢绕组短路故障，线路如图4-32（a）所示。检测时，将电枢放在电枢感应仪上，手握薄钢锯条与铁芯平行，如图4-32（b），缓慢转动电枢并观察钢锯条的状态。如果钢锯条发生振动或被吸向铁芯，则电枢绕组在此位置短路，需要更换。第4章起动系统

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起动机的检修2）断路故障将欧姆表设置到最小量程挡，把表笔接到任意两个换向器的换向片上，如图4-33所示。电阻值应为零欧姆；如果存在阻值，则应更换。第4章起动系统

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起动机的检修3）搭铁故障用欧姆表的×10K量程档进行测量。把一支表笔接到电枢轴上，另一支表笔接到换向器的一换向片上，如图4-34所示。电阻应为无穷大。如果有相互连通，电阻为0，则该电枢绕组必须重新绕制或更换。第4章起动系统

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起动机的检修（2）换向器的检修换向器故障多为表面烧蚀、云母片突出等。检测时换向器应用细砂布打磨干净。1）换向器的失圆检测换向器的失圆检测方法如图4-35所示。用百分表检测换向器表面的圆跳动量，不得大于极限值0.03mm。对于轻微烧蚀用“00”号砂纸打磨即可。严重烧蚀或失圆时应精加工，但加工后换向器铜片厚度不得少于2mm。第4章起动系统

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起动机的检修2）换向器的最小直径的检测换向器的最小直径的检测如图4-36所示。检测数值不得小于使用极限值，否则应更换电枢。3）换向器磨损的检测换向器磨损的检测如图4-37所示。换向器应洁净。检测换向器的绝缘云母片的深度不得小于使用极限值。对于云母层过高、切口过窄、过浅或呈V形断面等情况均应更换。第4章起动系统

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起动机的检修（3）电枢轴的检测电枢轴的弯曲跳动量检测如图4-38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。其跳动量应不大于0.15mm，否则应进行校正或更换电枢。第4章起动系统

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起动机的检修2、磁场绕组的检测1）短路故障把绕组套在铁棒上，放入电枢感应仪进行检查，如图4-39所示。感应仪通电几分钟后，如果绕组发热，则表明匝间有短路故障。如果匝间短路，可拆除外表面的纱带，剔除烧坏的绝缘纸，重新镶嵌新的绝缘纸，再用纱带包扎浸漆烘干即可。2）断路故障用欧姆表R×1量程档测量起动机的起动机接线柱到绝缘电刷之间的电阻R，如图4-40所示。阻值应接近0Ω。如果测得数值为无穷大，说明磁场绕组断路。第4章起动系统

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起动机的检修3）搭铁故障用欧姆表的×10KΩ量程档来测量起动机接线柱到起动机外壳之间的阻值，如图4-41所示。测得数值应为无穷大