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1、第四章第四章 起动系起动系第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装第二节第二节 起动机的工作特性和起动系的工作原理起动机的工作特性和起动系的工作原理第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构第四节第四节 起动机制解体、检修、装复及测试起动机制解体、检修、装复及测试第五节第五节 起动系统故障诊断与排除起动系统故障诊断与排除一、起动系统的组成与线路一、起动系统的组成与线路 汽车发动机自身不能起动，必须靠外力带动曲轴旋转。电力起动系汽车发动机自身不能起动，必须靠外力带动曲轴旋转。电力起动系统结构比较简单，操作简便，起动迅速，并且可以远距离控制，在汽车统结构比较简单，操作
2、简便，起动迅速，并且可以远距离控制，在汽车上得到广泛应用。上得到广泛应用。起动系统简称起动系，主要由蓄电池、起动机、点火开关和起动电起动系统简称起动系，主要由蓄电池、起动机、点火开关和起动电路等组成，如路等组成，如图图4-1所示。起动系统电路如所示。起动系统电路如图图4-2所示。所示。二、起动系统的作用、组成、类型和型号二、起动系统的作用、组成、类型和型号 1.起动系统的作用起动系统的作用 起动系统的作用是在正常使用条件下，通过起动机将蓄电池储存起动系统的作用是在正常使用条件下，通过起动机将蓄电池储存第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装下一页的电能转变为机械能，带
3、动发动机以足够高的转速运转。的电能转变为机械能，带动发动机以足够高的转速运转。因此，对于起动系统就有以下几点基本要求因此，对于起动系统就有以下几点基本要求:.起动机的功率应和发动机起动所必需的功率相匹配，以保证起动起动机的功率应和发动机起动所必需的功率相匹配，以保证起动机产生的电磁力矩大于发动机的起动阻力矩机产生的电磁力矩大于发动机的起动阻力矩(摩擦阻力矩和压缩阻力摩擦阻力矩和压缩阻力矩矩)。通常需要大约。通常需要大约1.5kW的功率或接近的功率或接近250500A的电流，柒油的电流，柒油发动机所需要的起动电流更大。发动机所需要的起动电流更大。.蓄电池的容量必须和起动机的功率相匹配，保证向起动
4、机提供足蓄电池的容量必须和起动机的功率相匹配，保证向起动机提供足够大的起动电流和必要的持续时间。够大的起动电流和必要的持续时间。.起动系统电路的连接要可靠，主电路导线电阻和接触电阻要尽可起动系统电路的连接要可靠，主电路导线电阻和接触电阻要尽可能小，一般都在能小，一般都在0.01以下。以下。第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装下一页上一页第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装.发动机起动后，起动机小齿轮应能自动与发动机飞轮退出啮合或滑转，发动机起动后，起动机小齿轮应能自动与发动机飞轮退出啮合或滑转，防止发动机带动起动机旋转。防止发动机带动
5、起动机旋转。2.起动机的基本组成起动机的基本组成 起动机主要由直流电动机、传动机构和控制装置三部分组成。起动机主要由直流电动机、传动机构和控制装置三部分组成。3.起动机的类型起动机的类型 起动机种类繁多，具体结构和工作原理基本类似，可按直流电动机、起动机种类繁多，具体结构和工作原理基本类似，可按直流电动机、传动机构、控制装置的不同进行分类。传动机构、控制装置的不同进行分类。(1)传统型起动机传统型起动机 .小齿轮与电枢在同一轴上并以相同转速旋转。小齿轮与电枢在同一轴上并以相同转速旋转。.由电磁开关插入件上的传动杆控制小齿轮与飞轮齿圈啮合或脱开。由电磁开关插入件上的传动杆控制小齿轮与飞轮齿圈啮合
6、或脱开。下一页上一页第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装(2)减速型起动机减速型起动机 .减速型起动机使用一台紧凑的高速直流电动机。减速型起动机使用一台紧凑的高速直流电动机。.通过减速齿轮降低电枢的转速以增加小齿轮的旋转力矩。通过减速齿轮降低电枢的转速以增加小齿轮的旋转力矩。.电磁开关的活动铁心直接推动同一轴上的小齿轮与齿圈啮合或脱电磁开关的活动铁心直接推动同一轴上的小齿轮与齿圈啮合或脱开。开。(3)行星型起动机行星型起动机.行星型起动机有一行星齿轮传动机构，用来降低电枢的转速。行星型起动机有一行星齿轮传动机构，用来降低电枢的转速。.小齿轮通过传动杆与飞轮齿圈啮合
7、或脱开，与传统型一样。小齿轮通过传动杆与飞轮齿圈啮合或脱开，与传统型一样。(4)行星减速一整流导体行星减速一整流导体(PS)型起动机型起动机 .行星减速一整流导体行星减速一整流导体(PS)型起动机的励磁绕组使用永久磁铁。型起动机的励磁绕组使用永久磁铁。下一页上一页.啮合或脱开齿轮的工作原理与行星型起动机一样。啮合或脱开齿轮的工作原理与行星型起动机一样。4.起动机的型号起动机的型号 根据中华人民共和国行业标准根据中华人民共和国行业标准QC/T 73-1993汽车电气设备汽车电气设备产品型号编制方法产品型号编制方法规定，起动机的型号由规定，起动机的型号由图图4-3所示的五部分组所示的五部分组成。成
8、。(1)产品代号起动机的产品代号主要有产品代号起动机的产品代号主要有QD,QDJ,QDY三种三种.分分别表示起动机、减速型起动机和永磁式起动机别表示起动机、减速型起动机和永磁式起动机(包括永磁减速型起动包括永磁减速型起动机机)。(2)电压等级代号由电压等级代号由1位阿拉伯数字位阿拉伯数字1,2,6分别代表分别代表12V,24V和和6V。下一页上一页第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装(3)功率等级代号由功率等级代号由1位阿拉伯数字表示，其含义见位阿拉伯数字表示，其含义见表表4-1。(4)设计序号按产品设计先后顺序，由设计序号按产品设计先后顺序，由12位阿拉伯数字表
9、示。位阿拉伯数字表示。(5)变型代号变型代号因此，型号为因此，型号为QD124的起动机就表示额定电压为的起动机就表示额定电压为12 V，功率为，功率为12kW，是第四次设计的。，是第四次设计的。三、起动机的就车检查和拆装三、起动机的就车检查和拆装 1.就车检查就车检查 如果确认故障在起动系统而不在发动机中，则应首先检查施加在如果确认故障在起动系统而不在发动机中，则应首先检查施加在起动机上的电压是否正常，检查时不需从车上拆下起动机。起动机上的电压是否正常，检查时不需从车上拆下起动机。就车检查电压包括三个项目就车检查电压包括三个项目:检查蓄电池端子的电压检查蓄电池端子的电压(V1);下一页上一页第
10、一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装检查端子检查端子30的电压的电压(V2)和检查端子和检查端子50的电压的电压(V3)，如，如图图4-4所所示。示。(1)检查蓄电池端子电压检查蓄电池端子电压 .将点火开关扭至将点火开关扭至“START”位置，侧量蓄电池端子电压。标准蓄位置，侧量蓄电池端子电压。标准蓄电池端子电压不低于电池端子电压不低于9.6V。如果电压低于。如果电压低于9.6V，则更换蓄电池。，则更换蓄电池。.如果起动机不能旋转或旋转速度很慢，则应首先查看蓄电池是否如果起动机不能旋转或旋转速度很慢，则应首先查看蓄电池是否正常。正常。.如果端子电压的侧量结果正常，但
11、由于锈蚀的蓄电池端子也会增如果端子电压的侧量结果正常，但由于锈蚀的蓄电池端子也会增大接触电阻，导致蓄电池施加在起动机上的实际电压下降，造成起大接触电阻，导致蓄电池施加在起动机上的实际电压下降，造成起动不良。动不良。下一页上一页第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装下一页上一页第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装(2)检查端子检查端子30和端子和端子50的电压的电压 .将点火开关扭至将点火开关扭至“START”位置，侧量起动机端子位置，侧量起动机端子30与起动机外壳与起动机外壳之间的电压。标准电压应不低于之间的电压。标准电压应不低于8V。
12、如果电压低于。如果电压低于8V，则应检查起动，则应检查起动机电缆线，并根据需要进行修理或更换。机电缆线，并根据需要进行修理或更换。.侧量起动机端子侧量起动机端子50与起动机外壳之间的电压。标准电压应不低于与起动机外壳之间的电压。标准电压应不低于8V。如果电压低于。如果电压低于8V，则应参照电路图逐个检查熔断器、点火开关、，则应参照电路图逐个检查熔断器、点火开关、空档起动开关、起动机继电器、离合器起动开关等零件，修理或更换损空档起动开关、起动机继电器、离合器起动开关等零件，修理或更换损坏的元件。坏的元件。起动机就车检查的最后还应检查起动机继电器是否正常，检查起动起动机就车检查的最后还应检查起动机
13、继电器是否正常，检查起动电动机是否正常。电动机是否正常。2.起动机的拆卸起动机的拆卸 从车上拆卸起动机前，要确认该车是否有故障诊断系统。如果有，从车上拆卸起动机前，要确认该车是否有故障诊断系统。如果有，应首先读取和记录故障诊断系统的故障码。应首先读取和记录故障诊断系统的故障码。起动机的拆卸步骤如下起动机的拆卸步骤如下:.折却蓄电池的搭铁线，如折却蓄电池的搭铁线，如图图4-5所示。所示。.折却端子折却端子30接线极柱和端子接线极柱和端子50接线极柱的电缆线。接线极柱的电缆线。.折却起动机折却起动机(如如图图4-6所示所示)。拧松起动机的安装螺检，然后将起。拧松起动机的安装螺检，然后将起动机从离合
14、器外壳上折下。动机从离合器外壳上折下。3.起动机的安装起动机的安装 起动机的安装步骤如下起动机的安装步骤如下:第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装下一页上一页.将起动机安装在起动机座上，然后用手拧动安装螺检两三圈，再拧至将起动机安装在起动机座上，然后用手拧动安装螺检两三圈，再拧至规定扭矩。规定扭矩为规定扭矩。规定扭矩为39 Nm。.将蓄电池至起动机电缆线和其他有关电缆线连接在电磁开关的相应将蓄电池至起动机电缆线和其他有关电缆线连接在电磁开关的相应接线极柱上，如接线极柱上，如图图4-7所示。所示。.将蓄电池搭铁线连接在蓄电池上，拧紧接线极柱螺检。将蓄电池搭铁线连接在
15、蓄电池上，拧紧接线极柱螺检。.检查起动发动机时的功能检查起动发动机时的功能:将点火开关拧至起动将点火开关拧至起动(START)位置，检位置，检查发动机曲轴旋转是否正常。当发动机起动后，将点火开关离开起动查发动机曲轴旋转是否正常。当发动机起动后，将点火开关离开起动(START)位置，立即检查起动机是否有不正常声音。位置，立即检查起动机是否有不正常声音。第一节第一节 起动系统的组成、检查及拆装起动系统的组成、检查及拆装返 回上一页一、直流电动机的工作特性一、直流电动机的工作特性 直流串励式电动机的扭转力矩、转速和输出功率随电枢电流变化直流串励式电动机的扭转力矩、转速和输出功率随电枢电流变化的规律称
16、为直流串励式电动机的特性，如的规律称为直流串励式电动机的特性，如图图4-8所示。所示。日前汽车发动机普遍采用直流串励式电动机作为起动相，即励磁绕日前汽车发动机普遍采用直流串励式电动机作为起动相，即励磁绕组和电枢组串联，它的作用是电动机低转速时可产生较大力矩，适合组和电枢组串联，它的作用是电动机低转速时可产生较大力矩，适合发动机起动的要求。发动机起动的要求。1.功率特性功率特性 起动机刚开始起动时，电动机处于完全制动状态，转速和输出功起动机刚开始起动时，电动机处于完全制动状态，转速和输出功率为零，力矩达到最大值。随着力矩和起动机转速的变化，当电枢电率为零，力矩达到最大值。随着力矩和起动机转速的变
17、化，当电枢电流接近制动电流的一半时，电动机输出的功率最大。流接近制动电流的一半时，电动机输出的功率最大。下一页第二节第二节 起动机的工作特性和起动机的工作特性和起动系的工作原理起动系的工作原理空载时电流最小，转速最大，输出功率也为零。空载时电流最小，转速最大，输出功率也为零。2.扭转力矩特性扭转力矩特性 在发动机初始起动阶段，起动机处于完全制动状态，电枢转速为在发动机初始起动阶段，起动机处于完全制动状态，电枢转速为零，因为线路中只有绕组的电阻值，所以线路内电阻值非常小。另零，因为线路中只有绕组的电阻值，所以线路内电阻值非常小。另外，电枢绕组产生的反电动势也较小。结果，大量的电流流经电动外，电枢
18、绕组产生的反电动势也较小。结果，大量的电流流经电动机，产生很大的扭转力矩。机，产生很大的扭转力矩。3.转速特性转速特性 随着起动机转速的增加，电枢绕组产生的反电动势增大，通过电随着起动机转速的增加，电枢绕组产生的反电动势增大，通过电动机的电流减小，扭矩值降低。当起动机旋转所产生的扭矩与发动动机的电流减小，扭矩值降低。当起动机旋转所产生的扭矩与发动机起动所需要的扭矩相等时，发动机便达到了最终的起动转速。机起动所需要的扭矩相等时，发动机便达到了最终的起动转速。下一页上一页第二节第二节 起动机的工作特性和起动机的工作特性和起动系的工作原理起动系的工作原理 4.电流和电压之间的关系电流和电压之间的关系
19、 当电动机起动时，由于电枢电流值较大，电缆电阻和蓄电池电阻等当电动机起动时，由于电枢电流值较大，电缆电阻和蓄电池电阻等因素的耗电影响不能忽略，蓄电池及起动机电缆线的电压降大幅度增加，因素的耗电影响不能忽略，蓄电池及起动机电缆线的电压降大幅度增加，所以实际施加在电动机上的电压很低。当转速增加，电枢电流减少时，所以实际施加在电动机上的电压很低。当转速增加，电枢电流减少时，蓄电池与起动机电缆线的电压降减小，作用在起动机上的电压升高，蓄蓄电池与起动机电缆线的电压降减小，作用在起动机上的电压升高，蓄电池电压又恢复到正常值。电池电压又恢复到正常值。二、起动系统的工作原理二、起动系统的工作原理图图4-9所示
20、为一个典型起动系统电路，其工作条件和原理如下所示为一个典型起动系统电路，其工作条件和原理如下:.起动系统的电能由蓄电池提供。蓄电池的正极端子与起动机电磁开关起动系统的电能由蓄电池提供。蓄电池的正极端子与起动机电磁开关的的T3接点之间由一根粗电缆线连接。接点之间由一根粗电缆线连接。下一页上一页第二节第二节 起动机的工作特性和起动机的工作特性和起动系的工作原理起动系的工作原理.电负载检测器电负载检测器(ELD)必须满足的条件必须满足的条件:电流必须经过电路中的电负载检测器电流必须经过电路中的电负载检测器(ELD)。当起动机处于起。当起动机处于起动状态时，动状态时，ELD应能检测到整个汽车所需电流的
21、大小。应能检测到整个汽车所需电流的大小。ELD应与充电系统连接，以便为充电电路提供最大的励磁电流，应与充电系统连接，以便为充电电路提供最大的励磁电流，产生最大的充电电压。产生最大的充电电压。.点火开关必须处于起动位置。如果点火开关处于其他任何位置，点火开关必须处于起动位置。如果点火开关处于其他任何位置，都将不会有电流通过起动继电器。都将不会有电流通过起动继电器。.如果将点火开关置于起动如果将点火开关置于起动(START)位置，则电流经两条支路流位置，则电流经两条支路流动动:电流流向起动继电器触点，为电磁开关提供通电准备。电流流向起动继电器触点，为电磁开关提供通电准备。下一页上一页第二节第二节
22、起动机的工作特性和起动机的工作特性和起动系的工作原理起动系的工作原理 电流要经过仪表板下熔断器电流要经过仪表板下熔断器/继电器盒，确保控制安全。继电器盒，确保控制安全。.电流通过自动变速器电流通过自动变速器(A/T)档位开关时，只有自动变速器处于档位开关时，只有自动变速器处于P位位(驻车档驻车档)或或N位位(空档空档)，电流才经过档位开关进入起动继电器的线圈。，电流才经过档位开关进入起动继电器的线圈。总之，为了起动装有自动变速器的汽车发动机，必须使变速器置于总之，为了起动装有自动变速器的汽车发动机，必须使变速器置于N位位(空挡空挡)或或P位位(驻车挡驻车挡)，并将点火开关转至起动，并将点火开关
23、转至起动(START)位置。位置。只有满足上述条件时，起动机电磁开关的保持线圈和吸引线圈才会通电。只有满足上述条件时，起动机电磁开关的保持线圈和吸引线圈才会通电。当吸引线圈和保持线圈通电时，电磁线圈具有电磁力，线圈中的活动铁当吸引线圈和保持线圈通电时，电磁线圈具有电磁力，线圈中的活动铁心才能移动，推动传动杆使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，并使电磁开关的心才能移动，推动传动杆使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，并使电磁开关的主触点闭合，接通大的起动电流使起动机正常转动。主触点闭合，接通大的起动电流使起动机正常转动。返 回上一页第二节第二节 起动机的工作特性和起动机的工作特性和起动系的工作原理起动系的工作原理一、
24、传统一、传统(常规常规)型起动机的结构型起动机的结构传统型起动机的结构如传统型起动机的结构如图图4-10所示。所示。传统型起动机的组件如传统型起动机的组件如图图4-11所示。所示。1.直流串励式电动机的结构直流串励式电动机的结构 直流串励式电动机主要由机壳或扼铁直流串励式电动机主要由机壳或扼铁(励磁线圈架励磁线圈架)、定子、转子、定子、转子、换向器及电刷等组成。换向器及电刷等组成。(1)机壳或扼铁机壳或扼铁用钢管制成，机壳内装有铁心和励磁绕机壳或扼铁机壳或扼铁用钢管制成，机壳内装有铁心和励磁绕组。某些机壳上有一个电流输人接线极柱，并在内部与励磁绕组连接。组。某些机壳上有一个电流输人接线极柱，并
25、在内部与励磁绕组连接。(2)励磁绕组励磁绕组又称定子绕组。励磁绕组绕在机壳内的铁心励磁绕组励磁绕组又称定子绕组。励磁绕组绕在机壳内的铁心周围，励磁绕组的作用是建立电动机的电磁场。周围，励磁绕组的作用是建立电动机的电磁场。下一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构 机壳内一般装有机壳内一般装有4个个(2对对)铁心，励磁绕组采用较粗的矩形裸铜线绕制，铁心，励磁绕组采用较粗的矩形裸铜线绕制，4个励磁绕组的连接方法主要有串联和串一并联两种方式。个励磁绕组的连接方法主要有串联和串一并联两种方式。.串联连接磁场电路。串联连接磁场电路。4个励磁绕组都与电枢绕组相串联，并以不同个励磁绕组都与电枢绕组
26、相串联，并以不同的绕向绕制，形成交替的的绕向绕制，形成交替的N极和极和S极。来自蓄电池的电流流入每一相励极。来自蓄电池的电流流入每一相励磁绕组，然后进入电枢绕组。磁绕组，然后进入电枢绕组。.串一并联连接磁场电路。来自蓄电池的电流进入电动机后分成两路，串一并联连接磁场电路。来自蓄电池的电流进入电动机后分成两路，分别流向励磁绕组互相串联的两条支路。每条支路通过电刷各与电枢绕分别流向励磁绕组互相串联的两条支路。每条支路通过电刷各与电枢绕组串联，但励磁绕组又与电枢绕组形成的两条支路并联。这种连接方式组串联，但励磁绕组又与电枢绕组形成的两条支路并联。这种连接方式也称为分流连接方式，被用来控制起动机工作时
27、的最大转速。也称为分流连接方式，被用来控制起动机工作时的最大转速。(3)电枢电枢又称转子，是产生扭转力矩的核心部件。电枢电枢又称转子，是产生扭转力矩的核心部件。下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构 电枢由外圆带槽的硅钢片铁心和嵌装在铁心槽内的电枢绕组以及换电枢由外圆带槽的硅钢片铁心和嵌装在铁心槽内的电枢绕组以及换向器等构成，如向器等构成，如图图4-12所示。当电枢绕组和励磁绕组所产生的磁场所示。当电枢绕组和励磁绕组所产生的磁场相互作用时，电枢便会转动。相互作用时，电枢便会转动。转子铁心与电枢轴为紧配合。电枢绕组也采用横截面为矩形的铜转子铁心与电枢轴为紧配合。电枢绕组也采用
28、横截面为矩形的铜线绕制，以满足几百安培工作电流的要求。实际上，电枢中有多个绕线绕制，以满足几百安培工作电流的要求。实际上，电枢中有多个绕组，每一个绕组的两端都被连接到以筒状形式布置的换向器上。电枢组，每一个绕组的两端都被连接到以筒状形式布置的换向器上。电枢轴由装在起动机端盖上的轴承支承。叠层硅钢片铁心用来收集磁场和轴由装在起动机端盖上的轴承支承。叠层硅钢片铁心用来收集磁场和减小涡流形成的热效应损耗。减小涡流形成的热效应损耗。(4)换向器换向器(如如图图4-13所示所示)换向器的作用是将通过励磁绕组的电换向器的作用是将通过励磁绕组的电流连接到电枢线圈，并保证电枢产生的扭转力矩方向不变，流连接到电
29、枢线圈，并保证电枢产生的扭转力矩方向不变，下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构使电枢轴能输出固定方向的转矩。使电枢轴能输出固定方向的转矩。换向器由许多截面呈燕尾形的铜片围合而成，铜片换向器由许多截面呈燕尾形的铜片围合而成，铜片1嵌在换向器轴嵌在换向器轴套套2和压环和压环3组成的槽中，铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用组成的槽中，铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母绝缘。铜片一端有焊接电枢绕组线头的凸缘。云母绝缘。铜片一端有焊接电枢绕组线头的凸缘。(5)电刷电刷的作用是将电流从励磁绕组引入电枢绕组。电刷电刷的作用是将电流从励磁绕组引入电枢绕组。一般有一般有4个电刷，固
30、定在电刷架上，如个电刷，固定在电刷架上，如图图4-14所示。其中两个电所示。其中两个电刷与电刷架绝缘，称为绝缘电刷。另外两个电刷与电刷架直接搭铁，刷与电刷架绝缘，称为绝缘电刷。另外两个电刷与电刷架直接搭铁，称为搭铁电刷。电刷由铜与石墨粉压制而成，加人铜的目的是为了减称为搭铁电刷。电刷由铜与石墨粉压制而成，加人铜的目的是为了减少电阻并增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借助于电刷弹簧的压力将少电阻并增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借助于电刷弹簧的压力将它紧压在换向器上。它紧压在换向器上。下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构 (6)端盖端
31、盖由换向器端框架端盖端盖由换向器端框架(前端盖前端盖)和驱动机构外壳和驱动机构外壳(后端盖后端盖)组组成。分别装在机壳的两端，靠两个长螺栓将它们紧固在一起。两端盖成。分别装在机壳的两端，靠两个长螺栓将它们紧固在一起。两端盖内均装有青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，用以支承电枢轴。内均装有青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，用以支承电枢轴。2.离合器传动机构离合器传动机构 (1)超速离合器常见的起动机传动机构是超速离合器。超速离合器超速离合器常见的起动机传动机构是超速离合器。超速离合器是一种单向离合器，其作用是传递转矩将发动机起动，同时又能在起是一种单向离合器，其作用是传递转矩将发动机起动，同时又能在
32、起动后自动打滑脱开转矩传递，保护起动机不致损坏。超速离合器有两动后自动打滑脱开转矩传递，保护起动机不致损坏。超速离合器有两种结构，即滚柱式和楔块式单向离合传动机构。种结构，即滚柱式和楔块式单向离合传动机构。(2)楔块式离合传动机构楔块式离合传动机构采用楔块式离合传动机构楔块式离合传动机构采用30个左右的楔块，个左右的楔块，而不是滚柱。而不是滚柱。上一页下一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构楔块式传动机构通常使用在柴油发动机上，汽油发动机中只有部分应楔块式传动机构通常使用在柴油发动机上，汽油发动机中只有部分应用。用。(3)滚柱式离合传动机构滚柱式离合传动机构如滚柱式离合传动机构滚柱
33、式离合传动机构如图图4-15所示。它所示。它由主动件、被动件和多个滚柱组成。滚柱放置在离合器壳内的楔形滚由主动件、被动件和多个滚柱组成。滚柱放置在离合器壳内的楔形滚道中。滚柱式离合器是汽车起动机中使用最多的一种，其工作原理如道中。滚柱式离合器是汽车起动机中使用最多的一种，其工作原理如图图4-16所示。所示。.当接通电动机电源使电枢轴转动时，滚柱就会像楔子一样塞紧在当接通电动机电源使电枢轴转动时，滚柱就会像楔子一样塞紧在与驱动齿轮一体的套筒和与电枢轴用键连接的离合器外壳之间的楔形与驱动齿轮一体的套筒和与电枢轴用键连接的离合器外壳之间的楔形滚道窄端，将驱动齿轮与电枢轴锁止在一起转动，带动飞轮旋转。
34、滚道窄端，将驱动齿轮与电枢轴锁止在一起转动，带动飞轮旋转。.当发动机起动后，如果飞轮反过来带动驱动齿轮以高于电当发动机起动后，如果飞轮反过来带动驱动齿轮以高于电下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构枢轴的速度转动时，将使被塞紧的滚柱由楔形滚道窄端进入宽端，松枢轴的速度转动时，将使被塞紧的滚柱由楔形滚道窄端进入宽端，松开驱动齿轮与电枢轴之间的锁止，于是驱动齿轮可以自由地超速旋转。开驱动齿轮与电枢轴之间的锁止，于是驱动齿轮可以自由地超速旋转。.松开点火开关，电磁开关操纵传动杆使驱动齿轮退出与飞轮齿圈松开点火开关，电磁开关操纵传动杆使驱动齿轮退出与飞轮齿圈的啮合。的啮合。滚柱式单
35、向离合器的结构简单，坚固耐用，工作可靠，但由于传滚柱式单向离合器的结构简单，坚固耐用，工作可靠，但由于传递较大转矩时容易卡住，所以不能用于大功率的起动机，只是在中、递较大转矩时容易卡住，所以不能用于大功率的起动机，只是在中、小功率的起动机中得到广泛应用。小功率的起动机中得到广泛应用。3.控制装置控制装置 控制装置又称为操纵机构。控制装置由电磁开关和传动杆等组成。控制装置又称为操纵机构。控制装置由电磁开关和传动杆等组成。(1)电磁开关电磁开关由保持电磁开关电磁开关由保持(牵引牵引)线圈、吸引线圈、吸引(吸拉吸拉)线圈、线圈、下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构回位弹簧、活动
36、回位弹簧、活动(可动可动)铁心及主开关活动触片等构成。电磁开关的结铁心及主开关活动触片等构成。电磁开关的结构如构如图图4-17所示。所示。电磁开关是一种电动机械装置，当电磁线圈通电或断电时，活动铁心电磁开关是一种电动机械装置，当电磁线圈通电或断电时，活动铁心移动，用来接通和断开起动系统电路。因而，电磁开关通常又称为机移动，用来接通和断开起动系统电路。因而，电磁开关通常又称为机电开关。电开关。电磁开关通常有两个线圈，一个叫吸引线圈，另一个叫保持线圈，电磁开关通常有两个线圈，一个叫吸引线圈，另一个叫保持线圈，如如图图4-18所示。图中的虚线所示。图中的虚线(粗导线粗导线)线圈是吸引线圈，它的电阻较
37、小。线圈是吸引线圈，它的电阻较小。里边的实线里边的实线(细导线细导线)线圈是保持线圈，它具有较高的电阻。线圈是保持线圈，它具有较高的电阻。(2)传动杆装置在许多汽车起动机上，都有一个与活动铁心另一端传动杆装置在许多汽车起动机上，都有一个与活动铁心另一端相连的传动杆。相连的传动杆。下一页上一页下一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构这个传动杆用来使驱动齿轮与飞轮齿圈进入和退出啮合，如这个传动杆用来使驱动齿轮与飞轮齿圈进入和退出啮合，如图图4-19所示。所示。传动杆的运动设计能够使驱动齿轮先与飞轮齿圈进入完全啮合，传动杆的运动设计能够使驱动齿轮先与飞轮齿圈进入完全啮合，然后电磁开关才使
38、大电流触点接通，这就确保了在起动机运转之前，然后电磁开关才使大电流触点接通，这就确保了在起动机运转之前，驱动齿轮先进入啮合。驱动齿轮先进入啮合。超速离合器上的弹簧可在起动机刚开始转动时，使齿轮的齿互不超速离合器上的弹簧可在起动机刚开始转动时，使齿轮的齿互不干涉而立即进入啮合。另外，驱动齿轮轮齿端面在制造时加工了倒角，干涉而立即进入啮合。另外，驱动齿轮轮齿端面在制造时加工了倒角，这也有助于驱动齿轮和飞轮齿圈更圆滑地进行啮合。这也有助于驱动齿轮和飞轮齿圈更圆滑地进行啮合。(3)控制装置的工作原理控制装置在起动操作时分为吸引、保持和控制装置的工作原理控制装置在起动操作时分为吸引、保持和返回三个步骤返
39、回三个步骤:上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构 1)电磁开关吸引活动铁心电磁开关吸引活动铁心 .当点火开关旋到当点火开关旋到“START”位置时，端子位置时，端子50将蓄电池电流传至保将蓄电池电流传至保持线圈和吸引线圈。持线圈和吸引线圈。.流经吸引线圈的电流通过端子流经吸引线圈的电流通过端子C，再流至电动机励磁绕组和电枢，再流至电动机励磁绕组和电枢绕组。绕组。且螺纹花键也使驱动齿轮更牢固地与飞轮齿圈啮合。且螺纹花键也使驱动齿轮更牢固地与飞轮齿圈啮合。.与此同时，吸引线圈被短路不再有电流通过，减小了蓄电池电流与此同时，吸引线圈被短路不再有电流通过，减小了蓄电池电流的消耗。的消耗
40、。.这时活动铁芯的位置由保持线圈的电磁力保持不变。这时活动铁芯的位置由保持线圈的电磁力保持不变。3)驱动齿轮返回驱动齿轮返回下一页上一页.发动机起动后，将点火开关释放至发动机起动后，将点火开关释放至“ON”位置时，便切断作用在端位置时，便切断作用在端子子50上的电压。上的电压。.但此时主触点开关仍保持闭合状态，部分电流便从端子但此时主触点开关仍保持闭合状态，部分电流便从端子C，经吸，经吸引线圈流至保持线圈。引线圈流至保持线圈。.由于流经保持线圈的电流与吸引线圈中电流的方向相反，两个线由于流经保持线圈的电流与吸引线圈中电流的方向相反，两个线圈所产生的磁场相互抵消，回位弹簧将活动铁心返回，分离主触
41、点，圈所产生的磁场相互抵消，回位弹簧将活动铁心返回，分离主触点，切断作用在电动机上的强电流。切断作用在电动机上的强电流。.同时活动铁芯带动传动杆将驱动齿轮与飞轮齿圈脱开。同时活动铁芯带动传动杆将驱动齿轮与飞轮齿圈脱开。(4)电枢制动装置当电磁开关使驱动齿轮返回时，制动弹簧便拉动电枢制动装置当电磁开关使驱动齿轮返回时，制动弹簧便拉动电枢，使它压在电刷座上。电枢，使它压在电刷座上。第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构由于电刷座固定在换向器端架上，所以电枢便会产生制动效果，立即由于电刷座固定在换向器端架上，所以电枢便会产生制动效果，
42、立即停止转动，防止故障的发生，如停止转动，防止故障的发生，如图图4-20所示。所示。二、减速型起动机的结构二、减速型起动机的结构 1.减速型起动机的组件减速型起动机的组件 减速型起动机的组件如减速型起动机的组件如图图4-21所示。所示。2.减速型起动机的结构减速型起动机的结构 丰田车用减速型起动机的结构如丰田车用减速型起动机的结构如图图4-22所示，这种起动机主要由所示，这种起动机主要由电磁开关、结构紧凑的高速电动机、几个减速齿轮电磁开关、结构紧凑的高速电动机、几个减速齿轮(惰轮和离合器齿惰轮和离合器齿轮轮)、驱动齿轮、起动机离合器等部件构成。减速齿轮、驱动齿轮、起动机离合器等部件构成。减速齿
43、轮(惰轮和离合器惰轮和离合器齿轮齿轮)将起动机转速减至将起动机转速减至1/3或或1/4，然后再传至驱动齿轮。，然后再传至驱动齿轮。下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构电磁开关的活动铁心直接推动小齿轮电磁开关的活动铁心直接推动小齿轮(位于同一轴上位于同一轴上)，使其与齿圈啮，使其与齿圈啮合。合。这种减速型起动机与同样尺寸和重量的传统型起动机相比，可以产这种减速型起动机与同样尺寸和重量的传统型起动机相比，可以产生更大的扭矩。生更大的扭矩。三、行星型起动机的结构三、行星型起动机的结构 行星型起动机的组件图如行星型起动机的组件图如图图4-23所示。所示。行星型起动机使用行星齿轮机
44、构降低电枢转速的原理与减速型起动行星型起动机使用行星齿轮机构降低电枢转速的原理与减速型起动机类似，而传动杆将驱动齿轮与飞轮齿圈啮合这一点又与传统型起动机机类似，而传动杆将驱动齿轮与飞轮齿圈啮合这一点又与传统型起动机相同。其结构如相同。其结构如图图4-24所示。所示。1.小齿轮的啮合和脱开小齿轮的啮合和脱开下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构 回位弹簧装在电磁开关内。回位弹簧的运行方式与减速型、传统型相回位弹簧装在电磁开关内。回位弹簧的运行方式与减速型、传统型相同。电磁开关的工作原理与传统型一样。同。电磁开关的工作原理与传统型一样。2.行星减速齿轮行星减速齿轮 行星减速齿轮
45、的结构图如行星减速齿轮的结构图如图图4-25所示。所示。(1)结构行星齿轮架支承三只行星齿轮。行星齿轮在内侧与太阳结构行星齿轮架支承三只行星齿轮。行星齿轮在内侧与太阳(中中心心)齿轮啮合，在外侧与内齿圈相啮合。一般内齿圈固定不转动，太阳齿轮啮合，在外侧与内齿圈相啮合。一般内齿圈固定不转动，太阳轮压装在电枢轴上，三个行星齿轮的轴压装在一个托架圆盘上轮压装在电枢轴上，三个行星齿轮的轴压装在一个托架圆盘上(行星齿行星齿轮在轴上可以灵活转动轮在轴上可以灵活转动)。该托架圆盘与驱动齿轮轴制成一体，驱动齿。该托架圆盘与驱动齿轮轴制成一体，驱动齿轮轴一端制有螺旋花键，与单向离合器传动套筒内的螺旋花键配合，轮
46、轴一端制有螺旋花键，与单向离合器传动套筒内的螺旋花键配合，可带动离合器外壳转动。可带动离合器外壳转动。下一页上一页(2)内齿圈的结构特点行星型齿轮传动机构与一般减速型齿轮传动机内齿圈的结构特点行星型齿轮传动机构与一般减速型齿轮传动机构相比，它的电枢较小，转速较快。为了减少运行噪声，内齿圈一般构相比，它的电枢较小，转速较快。为了减少运行噪声，内齿圈一般使用塑料铸塑而成，三个行星齿轮在其上滚动。内齿圈的外缘制有定使用塑料铸塑而成，三个行星齿轮在其上滚动。内齿圈的外缘制有定位用的槽，便于嵌放在后端盖上，如位用的槽，便于嵌放在后端盖上，如图图4-26所示。所示。(3)降速增扭电枢轴减速是靠三个行星齿轮
47、和一个内齿轮的相互作用降速增扭电枢轴减速是靠三个行星齿轮和一个内齿轮的相互作用而实现的，如而实现的，如图图4-27所示。当电枢轴转动时，行星齿轮反向转动，并所示。当电枢轴转动时，行星齿轮反向转动，并试图带动内齿轮转动。由于内齿轮是固定的，所以行星齿轮本身被迫试图带动内齿轮转动。由于内齿轮是固定的，所以行星齿轮本身被迫在内齿圈上旋转，并且带动行星齿轮的托架圆盘旋转。电枢轴齿轮与在内齿圈上旋转，并且带动行星齿轮的托架圆盘旋转。电枢轴齿轮与行星齿轮和内齿轮的齿数比为行星齿轮和内齿轮的齿数比为11:15:43，由此产生的减速比约为，由此产生的减速比约为5，可将驱动齿轮的转速减至电枢轴转速的，可将驱动齿
48、轮的转速减至电枢轴转速的1/5左右。左右。第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构当电枢轴齿轮被电枢驱动时，使行星齿轮的托架圆盘旋转转速降低，结当电枢轴齿轮被电枢驱动时，使行星齿轮的托架圆盘旋转转速降低，结果驱动齿轮的转矩增加。果驱动齿轮的转矩增加。(4)缓冲装置内齿轮具有缓冲功能。它与一块离合器片接合在一起。缓冲装置内齿轮具有缓冲功能。它与一块离合器片接合在一起。离合器片由一个弹簧垫圈压紧。正常情况下，内齿轮是固定不转动的。离合器片由一个弹簧垫圈压紧。正常情况下，内齿轮是固定不转动的。当过大的扭矩施加在内齿轮上时，离合器片便会克
49、服弹簧垫圈的压力而当过大的扭矩施加在内齿轮上时，离合器片便会克服弹簧垫圈的压力而打滑，使内齿轮发生旋转，这样便将过大的扭矩吸收，起到缓冲作用，打滑，使内齿轮发生旋转，这样便将过大的扭矩吸收，起到缓冲作用，防止内齿轮损坏。防止内齿轮损坏。四、四、PS(行星减速一整流导体行星减速一整流导体)型起动机的结构型起动机的结构PS(行星减速一整流导体行星减速一整流导体)型起动机的结构型起动机的结构PS(行星减速一整流导体行星减速一整流导体)型起动机的结构如型起动机的结构如图图4-28所示。所示。下一页上一页第三节第三节 汽车起动机的结构汽车起动机的结构 PS型起动机用两种永久磁铁来代替传统型起动机中的励磁
50、绕组，这型起动机用两种永久磁铁来代替传统型起动机中的励磁绕组，这两种永久磁铁是主磁铁和极间磁铁，如两种永久磁铁是主磁铁和极间磁铁，如图图4-29所示。主磁铁和极间磁所示。主磁铁和极间磁铁在机壳内交替布置，可以用极间磁铁产生的磁场来增强主磁铁产生铁在机壳内交替布置，可以用极间磁铁产生的磁场来增强主磁铁产生的磁场。这种结构除了能增强主磁铁的有效磁场外，还能减小起动机的磁场。这种结构除了能增强主磁铁的有效磁场外，还能减小起动机的长度。的长度。2.电枢电枢 与传统型起动机中使用的圆形导体不同，与传统型起动机中使用的圆形导体不同，PS型起动机使用了方形型起动机使用了方形的导体，如的导体，如图图4-30所