1、起動機的構造與識別,起動系統的組成,現代汽車發動機的啟動普遍采用電磁控制式起動系統來完成。 電磁控制式起動系統是由起動機、起動繼電器和點火起動開關等組成。起動機由直流電動機、傳動裝置和控制裝置三部分組成。 直流電動機是以蓄電池為動力電源，電源動力在點火啟動開關和電磁開關的控制下，通過傳動裝置將轉矩傳遞給發動機。,起動機的類型,1按總體結構不同，起動機可分為： 普通起動機：無特殊結構和裝置， 永磁起動機：電動機磁極用永磁材料(鐵氧體或釹鐵硼等)制成。 減速起動機：傳動機構設有減速裝置的起動機。電動機可采用高速、小型、低轉矩電動機，質量和體積比普通起動機可減小3035。,2按傳動機構嚙入方式不同，

2、起動機可分為： 強制嚙合式：依靠電磁力拉動杠桿機構，撥動驅動齒輪強制嚙入飛輪齒圈。工作可靠性高，現代汽車廣泛采用。 電樞移動式：依靠磁極磁通的電磁力使電樞產生軸向移動，從而將驅動齒輪嚙入飛輪齒圈。結構比較復雜，東歐國家采用較多。 齒輪移動式：依靠電磁開關推動電樞軸孔內的嚙合推桿，使驅動齒輪嚙入飛輪齒圈。,起動機的型號,根據我國汽車行業推薦標準QCT731993汽車電氣設備產品型號編制方法規定，汽車起動機的型號組成如下： (1)產品代號：有QD、QDJ、QDY三種，分別表示普通起動機、減速起動機、永磁起動機或永磁減速起動機。字母“Q”、“D”、“J”、“Y”分別為“起”、“動”、“減”、“永”字

3、漢語拼音的第一個大寫字母。 (2)電壓等級代號：用一位阿拉伯數字表示，含義見前述表4-2。 (3)功率等級代號：用一位阿拉伯數字表示，含義見表4-5。 (4)設計序號：按產品設計先后順序，以12位阿拉伯數字組成。 (5)變型代號：主要電氣參數和基本結構不變的情況下，一般電氣參數的變化和結構某些改變稱為變型，以漢語拼音大寫字母A、B、C順序表示。 如QD1225：表示額定電壓為12V、功率為12kW，第25次設計的起動機。,起動機的結構及識別,不同型號的啟動機，只是在外形、安裝尺寸和操縱機構，以及工作電路上有所差異，但其基本結構、作用和工作原理卻是相同的。啟動機的基本結構由直流電動機、傳動機構和

4、控制裝置三部分組成。,QD124型起動機,1-后端蓋 2-撥叉 3-保持線圈 4-吸引線圈 5-電磁開關 6-觸點 7-電動機開關接線柱 8-接觸盤 9-防塵罩 10-電刷彈簧 11-換向器 12-電刷及前端蓋 13-機殼 14-磁極 15-電樞 16-磁場繞組 17-移動襯套 18-單向離合器 19-電樞軸 20-驅動齒輪,直流電動機主要由殼體、磁極、電樞、換向器和電刷組件等部分組成。 1殼體 殼體由鋼管制成，其功用是安裝磁極和固定機件。磁極固定在殼體內壁上。殼體上有一個接線端子或一根電纜引線，對于電磁式電動機，該端子或引線與磁場線圈的一端連接。 2磁極 磁極的功用是產生磁場，電磁式電動機的

5、磁極由鐵心和磁場線圈組成，鐵心用低碳鋼制成馬蹄形，并用螺釘固定在電動機殼體的內壁上，磁場線圈套裝在鐵心上。為了增大啟動機的電磁轉矩，一般采用四個磁極，功率超過735kw的啟動機有的采用六個磁極。磁場線圈用矩形裸體銅線繞制，并與電樞繞組串聯，如圖所示。四個磁場線圈的連接方式有兩種：一種是四個繞組串聯后再與電樞繞組串聯，如圖a所示，另一種是兩個繞組先串聯后并聯，然后再與電樞繞組串聯，如圖b所示，目前普遍采用后一種連接方式。無論采用哪一種連接方式，其磁場線圈通電產生的磁極必須、極相間排列。,(a)四個繞組相互串聯 (b)兩個繞組先串聯后并聯 1-“”端子 2-磁場線圈 3-正電刷 4-負電刷 5-換

6、向器,磁場繞組的連續,3電樞 電樞的功用是產生電磁轉矩，如圖所示，主要由電樞繞組、鐵心、電樞軸和換向器組成。,(a) 電樞總成 (b)換向器 1-電樞軸 2-電樞繞組 3-鐵芯 4-換向器 5-換向片 6-軸套 7-壓環 8-焊線突緣,（1）電樞繞組：為了通過較大的電流以獲得大的功率和轉矩，電樞繞組也采用扁而粗的銅質導線繞成。由于電樞導線采用裸體銅線，為防止短路，導線與鐵芯之間、導線與導線之間均用絕緣性能較好的絕緣紙隔開。 （2）電樞鐵心：由相互絕緣的硅鋼片疊裝而成，其圓周上制有安放電樞繞組的槽，內以花鍵固裝在電樞軸上。 （3）換向器：換向器的功用是將通入電刷的直流電流轉換為電樞繞組中導體所需

7、的交變電流，以使不同磁極下導體中電流的方向保持不變。換向器由截面呈燕尾形的銅片圍合而成，如圖b所示。燕尾形銅片稱為換向片，換向片與換向片之間以及換向片與軸套、壓環之間均絕緣。 （4）電樞軸：起動機電樞軸上制有傳動鍵槽，用以與起動機離合器配合。電樞軸一般采用前后端蓋和中間支撐板三點支撐，其軸承采用石墨青銅制成的平軸承。為防止軸向竄動，軸的尾端肩部與后端蓋之間裝有止推墊圈。,換向器剖面示意圖,4電刷組件 電刷組件的功用是將電流引入電動機，主要由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。 電刷用銅粉與石墨粉壓制而成，啟動機電刷的含銅量為80左右，石墨含量為20左右。加入較多銅粉的目的是減小電阻，提高導電性能和耐磨

8、性能。電刷安裝在電刷架內，借彈簧壓力緊壓在換向器上，電刷彈簧的壓力一般為12N15N。 電刷架有四個，固定在支架或端蓋上，直接固定在支架或端蓋上的電刷架稱為搭鐵電刷架或負電刷架，安裝在兩個負電刷架中的電刷稱為負電刷；用絕緣墊片將電刷架絕緣固定在電刷支架或端蓋上的電刷架稱為正電刷架，安裝在兩個正電刷架內的電刷稱為正電刷。,直流電動機的工作原理 直流電動機是將電能轉換為機械能的裝置，并根據載流導體在磁場中將受到電磁力的作用而發生運動的原理進行工作，工作過程如圖4-14所示。 當電樞繞組在所示的垂直位置時，如圖a所示，電刷5、6不與換向片3、4接觸，線圈中沒有電流流過，線圈不受力的作用，因此線圈不會

9、轉動。,(a)靜止狀態 (b)順時轉動 (c)慣性轉過 (d)順時轉動,如將線圈稍微向順時針方向轉動，電刷5、6便分別與換向片3、4接觸，如圖b所示，電樞繞組中便有電流流過，電流路徑由蓄電池正極，經電刷5、換向片3、電樞繞組、換向片4、電刷6回到蓄電池負極。根據左手定則可以判定，線圈邊將向下運動、線圈邊將向上運動，整個線圈將沿順時針方向轉動。當線圈旋轉到圖c所示垂直位置時，電刷5、6又不與換向片3、4接觸，線圈中又無電流流過，但是，此時線圈將以其轉動慣性轉過此位置。 當線圈轉過垂直位置時，電刷5、6便分別與換向片4、3接觸，如圖d所示，線圈中又有電流流過，電流路徑由蓄電池正極，經電刷5、換向片

10、4、線圈、換向片3、電刷6回到蓄電池負極。由左手定則可知，此時線圈的邊向上運動、線圈邊向下運動，整個線圈仍沿順時針方向轉動。,由此可見，由于換向片的作用，便使線圈處在磁場南極或北極下的導線中的電流方向保持不變，即南極下面導線中的電流始終由電池經電刷流入，北極下面導線中的電流始終由導線經電刷流回電池。由于磁場方向和每個磁極下線圈導線中的電流方向保持不變，因此由左手定則可知，線圈導線受力而形成的力矩方向不變。如果電流不斷通入線圈，電樞就會不停地旋轉。當電動機有負載時，就可將電源的電能轉換為機械能。 圖所示的電樞繞組雖然能按一定的 方向轉動，但是每當轉到垂直位置 時，都是依靠慣性轉過，轉動很不 平穩

11、，電磁力產生的電磁轉矩也很 小。為了增大電磁轉矩和提高電動 機的平順性能，實際使用的電動機 采用了多組電樞繞組和多對磁極。,直流電動機的工作原理,傳動機構,傳動機構的作用是：起動時使驅動齒輪與飛輪齒環嚙合，將起動機轉矩傳給發動機曲軸；起動后，使電動機和飛輪齒環自動脫開，防止電動機因超速旋轉而損壞。 普通啟動機的傳動裝置主要由單向離合器和撥叉組成。單向離合器有滾柱式離合器、彈簧式離合器和摩擦片式離合器三種。摩擦片式離合器可以傳遞較大轉矩，主要用于柴油發動機汽車，滾柱式和彈簧式離合器主要用于汽油發動機汽車。,滾柱式單向離合器,滾柱式單向離合器的結構如圖所示。,滾柱有46只，安放在楔形腔室內。彈簧一

12、端套上彈簧帽，并安放在外座圈的徑向小孔中，彈簧帽壓在滾柱上，彈簧另一端壓在鐵皮外殼上，鐵皮外殼將內外座圈包裝在一起。當啟動機未工作時，彈簧張力將滾柱壓向楔形室較窄一端。 傳動導管套裝在電樞軸上，導管內圓制有內螺旋鍵槽，與電樞軸上的外螺旋鍵槽配合而傳遞動力。制成一體的驅動齒輪和內座圈套裝在電樞軸的光軸部分，既可軸向移動，也可繞光軸轉動。,傳動導管3與外座圈5制成一體，外座圈內園制成“”字形空腔。驅動齒輪7另一端的內座圈伸入外座圈的空腔內，將“”字形空腔分割成楔形腔室，如圖所示。,1-撥環 2-彈簧 3-傳動導管 4-卡簧 5-外座圈 6-鐵皮外殼 7-驅動齒輪 8-滾柱彈簧 9-彈簧帽 10-滾

13、柱,(a)傳遞動力 (b)切斷動力 1-發動機飛輪 2-驅動齒輪 3-外座圈 4-內座圈 5-滾柱 6-彈簧帽 7-彈簧,工作過程,啟動發動機時，傳遞動力 啟動發動機時，駕駛員操縱點火啟動開關，在控制裝置（電磁開關）的作用下，撥叉下端便撥動離合器向后移動，驅動齒輪2與發動機飛輪齒圈1進入嚙合。當電動機驅動轉矩小于發動機阻力轉矩時，電樞軸僅帶動傳動導管與外座圈3轉動，此時驅動齒輪2、內座圈和飛輪1并不轉動，在內座圈與滾柱之間的摩擦力矩和彈簧力矩作用下，滾柱滾向楔 形室較窄一側并將外座圈3與內座圈4卡成一體， 如圖所示，動力便經電樞軸、傳動導管和外座 圈、滾柱、內座圈和驅動齒輪傳到發動機飛輪 齒圈

14、。當電動機驅動力矩達到或超過發動機阻 力轉矩時，驅動齒輪便帶動飛輪旋轉，直到發 動機被啟動為止。在啟動發動機時，單向離合 器的驅動齒輪為主動部件，發動機的飛輪為被 動部件。,啟動發動機后，切斷動力 發動機啟動后，曲軸在活塞的作用下高速旋轉，發動機的飛輪轉為主動部件，離合器的驅動齒輪轉為被動部件。由于飛輪齒圈與驅動齒輪之間的傳動比較大，因此發動機一旦被啟動，其飛輪便帶動驅動齒輪高速旋轉。由于驅動齒輪的轉速遠遠高于電樞軸的轉速，因此內座圈與滾柱之間的摩擦力矩便使滾柱克服 彈簧力矩滾向楔形室較寬一側，如圖 所示，滾柱將在內、外座圈之間跳躍 滾動，發動機的動力不會傳遞給電樞 軸，即動力聯系切斷，此時電

15、樞軸僅 由電樞繞組產生的電磁力矩驅動 而空轉，從而避免電樞超速旋轉。,控制裝置,控制裝置的作用是操縱單向離合器和飛輪齒環的嚙合與分離，控制起動機電路的接通與切斷。電磁式控制裝置一般由電磁開關、組合繼電器與點火起動開關等組成。,電磁開關,電磁開關主要由電磁鐵機構和電動機開關兩部分組成。電磁鐵機構主要由固定鐵心、活動鐵心、吸引線圈和保持線圈等組成。固定鐵心與活動鐵心安裝在一個銅套內。固定鐵心固定不動，活動鐵心可在銅套內作軸向移動。活動鐵心前端固定有推桿，推桿前端安裝有開關觸盤；活動鐵心后端用調節螺釘與耳環連接，耳環與撥叉連接。銅套外面安裝有一個復位彈簧，其作用是使活動鐵心等可移動部件復位。 電動機開關由開關觸盤和觸點組成。觸盤固定在活動鐵心推桿的前端；兩個觸點分別與啟動機兩端子制成一體。汽油車起動機，在兩觸點的旁邊，還有一塊與附加電阻短路接線柱相連的小銅片，稱為附加電阻短路開關。,（2）組合繼電器 它是由起動繼電器和充電指示控制繼電器組合而成，如圖所示。起動繼電器用來接通起動機電磁開關線圈電路，它由點火開關控制。充電指示控制繼電器有兩個功用：一是控制電源指示燈；二是實現起動機的自動保護。,JD171型組合繼電器,（3）點火起動開關 作用是用來接通和切斷起動繼電器線圈的電路，以實現駕駛員的遠距離操縱。在汽油車裝配的起動機上，是將起動開關裝在點火開關上。起動時，將點火開關打開后