話說汽車啟動(dòng)系

【專家解說】：一．汽車起動(dòng)系的定義及工作原理 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。 1. 作用：使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。 2. 組成：由起動(dòng)機(jī)及附屬裝置組成 . 二．部件組成 起動(dòng)系統(tǒng)是一種起動(dòng)器，它裝有一只驅(qū)動(dòng)齒輪的小型高速馬達(dá)，使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。它包括起動(dòng)器、起動(dòng)繼電器和防盜系統(tǒng)。 汽車起動(dòng)系主要由起動(dòng)機(jī)和起動(dòng)控制電路所組成 起動(dòng)機(jī)是用來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的，它主要由電機(jī)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（或稱嚙合機(jī)構(gòu)）和起動(dòng)開關(guān)三部分組成。 1.發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使氣缸內(nèi)吸入(或形成)可燃混合氣并燃燒膨脹，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的方法很多，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)是用電動(dòng)機(jī)作為機(jī)械動(dòng)力，當(dāng)將電動(dòng)機(jī)軸上的齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪周緣的齒圈嚙合時(shí)，動(dòng)力就傳到飛輪和曲軸，使之旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)本身又用蓄電池作為能源。目前絕大多數(shù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。 2.起動(dòng)機(jī)構(gòu)成 起動(dòng)機(jī)一般由三部分組成： (1)直流串激式電動(dòng)機(jī)，其作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 (2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(或稱嚙合機(jī)構(gòu))，其作用是：在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，使起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒環(huán)，將起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸；而在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后．使驅(qū)動(dòng)齒輪打滑與飛輪齒環(huán)自動(dòng)脫開。 (3)控制裝置(即開關(guān))．用來接通和切斷起動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的電路。在有些汽車上，還具有接入和隔除點(diǎn)火線圈附加電阻的作用。 3.起動(dòng)機(jī)的功用 起動(dòng)機(jī)的功用是：利用起動(dòng)機(jī)將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖轉(zhuǎn)起動(dòng)。 4.起動(dòng)機(jī)的分類 在各種起動(dòng)機(jī)的三個(gè)組成部分中，電動(dòng)機(jī)部分一般沒有本質(zhì)的差別，而控制方法和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的嚙入方式則有很大差異，因此起動(dòng)機(jī)是按控制方法和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的嚙入方式的不同來分類的。 5.按控制方法的不同，起動(dòng)機(jī)可分為：(1)機(jī)械控制式 (2)電磁控制式 按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嚙入方式，起動(dòng)機(jī)可分為：a.慣性嚙合式 b.強(qiáng)制嚙合式 c.電樞移動(dòng)式 d.齒輪移動(dòng)式 e.同軸式起動(dòng)機(jī)式。除上述以外，還有磁極為永久磁鐵的永磁式起動(dòng)機(jī)，以及內(nèi)裝減速齒輪的減速起動(dòng)機(jī)等等。 起動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：(1)QDJ表示減速起動(dòng)機(jī)；QDY表示永磁起動(dòng)機(jī)（包括永磁減速起動(dòng)機(jī)），J、Y分別表示“減”、“永”。 (2)電壓等級(jí)：1－12V；2－24V (3)功率等級(jí) (4)變型代號(hào) (5)設(shè)計(jì)序號(hào) 汽車起動(dòng)機(jī)的控制裝置包括電磁開關(guān)、起動(dòng)繼電器和點(diǎn)火起動(dòng)開關(guān)等部件，其中電磁開關(guān)于起動(dòng)機(jī)制作在一起。 一、電磁開關(guān) 1.電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 電磁開關(guān)主要由電磁鐵機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)開關(guān)兩部分組成。電磁鐵機(jī)構(gòu)由固定鐵心、活動(dòng)鐵心、吸引線圈和保持線圈等組成。固定鐵心固定不動(dòng)，活動(dòng)鐵心可以在銅套里做軸向移動(dòng)?；顒?dòng)鐵心前端固定有推桿，推桿前端安裝有開關(guān)觸盤，活動(dòng)鐵心后段用調(diào)節(jié)螺釘和連接銷與撥叉連接。銅套外面安裝有復(fù)位彈簧，作用是使活動(dòng)鐵心等可移動(dòng)部件復(fù)位。電磁開關(guān)接線的端子的排列示 2.電磁開關(guān)工作原理： 當(dāng)吸引線圈和保持線圈通電產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，其電磁吸力相互疊加，可以吸引活動(dòng)鐵心向前移動(dòng)，直到推桿前端的觸盤將電動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)接通勢(shì)電動(dòng)機(jī)主電路接通為止。 當(dāng)吸引線圈和保持線圈通電產(chǎn)生的磁痛方向相反時(shí)，其電磁吸力相互抵消，在復(fù)位彈簧的作用下，活動(dòng)鐵心等可移動(dòng)部件自動(dòng)復(fù)位，觸盤與觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)主電路斷開。 二、起動(dòng)繼電器 起動(dòng)繼電器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖左上角部分所示，由電磁鐵機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)總成組成。線圈分別與殼體上的點(diǎn)火開關(guān)端子和搭鐵端子“E”連接，固定觸點(diǎn)與起動(dòng)機(jī)端子“S”連接，活動(dòng)觸點(diǎn)經(jīng)觸點(diǎn)臂和支架與電池端子“BAT”相連。起動(dòng)繼電器觸電為常開觸點(diǎn)，當(dāng)線圈通電時(shí)，繼電器鐵心便產(chǎn)生電磁力，使其觸點(diǎn)閉合，從而將繼電器控制的吸引線圈和保持線圈電路接通。 三、東風(fēng)EQ1090型汽車起動(dòng)電路 東風(fēng)EQ1090型汽車使用的是QD124型起動(dòng)機(jī)，為電磁控制強(qiáng)嚙合式起動(dòng)機(jī)，采用滾動(dòng)式單向離合器、驅(qū)動(dòng)齒輪為11齒，額定功率為1.5kw，其起動(dòng)電路如圖包括控制電路和起動(dòng)機(jī)主電路。1. 控制電路 控制電路包括起動(dòng)繼電器控制電路和起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)控制電路。 起動(dòng)繼電器控制電路是由點(diǎn)火開關(guān)控制的，被控制對(duì)象是繼電器線圈電路。當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)起動(dòng)擋時(shí)，電流從蓄電池政界經(jīng)過起動(dòng)機(jī)電源接線柱到電流表，在從電流表經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)，繼電器線圈回到蓄電池負(fù)極。于是繼電器鐵心產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁吸力，是繼電器觸點(diǎn)閉合，接通起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的控制電路。 2. 主電路電路為： 蓄電池正極→起動(dòng)機(jī)電源接線柱 → 電磁開關(guān)→ 勵(lì)磁繞阻 → 電樞繞阻→ 搭鐵→ 蓄電池負(fù)極，于是起動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)距，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 三．發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法 （1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng) •發(fā)動(dòng)機(jī)需要用外力轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，直到氣缸內(nèi)能形成可燃混合氣并著火燃燒，才能自動(dòng)進(jìn)行工作循環(huán)，轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)（2）起動(dòng)過程 •發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止到轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的全過程（3）起動(dòng)時(shí)間 •由起動(dòng)到自行運(yùn)轉(zhuǎn)所需時(shí)間，電起動(dòng)<5s、間隔15s，人力起動(dòng)<30s。（4）起動(dòng)轉(zhuǎn)速 •在一定環(huán)境條件下起動(dòng)時(shí)，必須的最低轉(zhuǎn)速，柴油機(jī)100~300r/min、汽油機(jī) 50~70r/min。（5）起動(dòng)方法 •人力起動(dòng)：手搖轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪，小功率機(jī)采用 •電起動(dòng)：蓄電池為電源、串激直流電機(jī) •柴油機(jī)用汽油機(jī)起動(dòng)：用于大功率柴油機(jī)的起動(dòng) •壓縮空氣起動(dòng)：將高壓空氣按工作順序送入氣缸推動(dòng)活塞而驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn) 四．起動(dòng)過程 1）起動(dòng)開關(guān)接通 ①啟動(dòng)繼電器 •功用：線圈通電，觸點(diǎn)閉合，接通吸引線圈和保護(hù)線圈電路。 •電流通路：蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)→啟動(dòng)繼電器線圈→搭鐵→蓄電池負(fù)極 ②吸引線圈和保護(hù)線圈 •吸引線圈電流通路：蓄電池正極→啟動(dòng)繼電器觸點(diǎn)→啟動(dòng)機(jī)接線柱→吸引線圈→吸引線圈接線柱→啟動(dòng)機(jī)開關(guān)接線柱→啟動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組→啟動(dòng)機(jī)電樞繞組→搭鐵→蓄電池負(fù)極 •保護(hù)線圈電流通路：蓄電池正極→啟動(dòng)繼電器觸點(diǎn)→啟動(dòng)機(jī)接線柱→保護(hù)線圈→搭鐵→蓄電池負(fù)極③驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪嚙合 •吸引線圈和保護(hù)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)方向一致，活動(dòng)鐵芯左移，通過撥叉帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪右移，驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪嚙合 ④啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) •活動(dòng)鐵芯左移使接觸盤接通電機(jī)開關(guān)接線柱，啟動(dòng)機(jī)主電流電路接通，啟動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) •啟動(dòng)機(jī)主電流通路：蓄電池正極→啟動(dòng)機(jī)開關(guān)接線柱1→主接觸盤→啟動(dòng)機(jī)開關(guān)接線柱2→啟動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組→啟動(dòng)機(jī)電樞繞組→搭鐵→蓄電池負(fù)極 2）起動(dòng)開關(guān)斷開 •啟動(dòng)繼電器：線圈斷電，觸點(diǎn)斷開 •吸引線圈和保護(hù)線圈：電路由電機(jī)開關(guān)接通，產(chǎn)生磁場(chǎng)方向相反相互消弱，活動(dòng)鐵芯退回原位：•驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪分離：活動(dòng)鐵芯左移通過撥叉帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪右移 •接觸盤斷開電機(jī)開關(guān)：切斷啟動(dòng)機(jī)電路 五.汽車起動(dòng)系常見故障 汽車起動(dòng)系主要由起動(dòng)機(jī)和起動(dòng)控制電路所組成，其故障有機(jī)械方面的，也有電器方面的。常見的故障現(xiàn)象有起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力，起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)而發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停，驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒圈不能嚙合且有異響等。 一、起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)一般有以下幾種原因： 1．蓄電池嚴(yán)重虧電，電量不足導(dǎo)致不轉(zhuǎn)。 2．導(dǎo)線連接處接觸不良，車輛顛簸造成接頭松動(dòng)或接頭處氧化污損。 3．起動(dòng)開關(guān)損壞。 4．繼電器故障。起動(dòng)線路中有起動(dòng)繼電器或組合繼電器的起動(dòng)機(jī)，繼電器故障會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。繼電器觸點(diǎn)氧化污損，使電磁開關(guān)電路無法接通；觸點(diǎn)間隙過大或繼電器線圈短路、斷路，都使繼電器觸點(diǎn)不能閉合，電磁開關(guān)電路不通。 5．起動(dòng)機(jī)故障包括電磁開關(guān)故障、換向器氧化、電刷接觸不良、電樞繞組和磁場(chǎng)繞組斷路、短路等。 電磁開關(guān)的故障主要是由于受強(qiáng)電流的作用，使觸點(diǎn)氧化，造成接觸不良。 電動(dòng)機(jī)的故障使其內(nèi)部無法形成完整的回路，因此起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。 二、起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力 起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力，應(yīng)是下列原因所致： 1．蓄電池電量不足。 2．導(dǎo)線連接處接觸不良。 3．起動(dòng)機(jī)故障，主要是直流電動(dòng)機(jī)故障。 電樞繞組或磁場(chǎng)繞組匝間短路，使電樞電流強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱，使起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力。 換向器污損、電刷彈簧彈力不足或電刷過度磨損，使電路中電阻值增大，電動(dòng)機(jī)的扭矩降低。軸承過緊會(huì)加大機(jī)械損失，這些故障也都會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力。 三、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停 起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停，表明電磁開關(guān)接觸盤與兩個(gè)主線柱始終接觸，有三種情況： 1．電磁開關(guān)接觸盤與觸點(diǎn)燒結(jié)。 2．傳動(dòng)叉彈簧過軟或折斷，使活動(dòng)鐵心與接觸盤無法復(fù)位。 3．起動(dòng)繼電器或組合繼電器觸點(diǎn)燒結(jié)，使電磁開關(guān)的兩個(gè)主接線柱始終處于接通狀態(tài)。 四、起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng) 故障原因是單向離合器打滑所致。 五、驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒圈不能嚙合且有異響 故障在兩齒嚙合處，有三種可能： 1．單向離合器的驅(qū)動(dòng)齒輪損壞。 2．飛輪齒圈損壞。 3．起動(dòng)機(jī)安裝螺栓松動(dòng)，使兩齒不能正常嚙合。 六．淺議汽車起動(dòng)/發(fā)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 車用起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是兩個(gè)獨(dú)立的電器設(shè)備,用于起動(dòng)和發(fā)電,起動(dòng)/發(fā)電一體化是將起動(dòng)與發(fā)電功能集于一體,具有在蓄電池低電流下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),發(fā)電機(jī)功率大,效率高,體積小,適于安裝等優(yōu)點(diǎn)。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與控制原理(1)起動(dòng)/發(fā)電一體化系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、控制器及其相適配的其他元件組成。電動(dòng)機(jī)用于實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和發(fā)電功能,目前可供選擇的電動(dòng)機(jī)主要有異步電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)和爪極電動(dòng)機(jī),帶鼠籠式電樞的異步電動(dòng)機(jī)較理想?？刂破鲗?duì)電動(dòng)機(jī)的功能轉(zhuǎn)換及可靠運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。由于車輛行駛工況變動(dòng)大,起動(dòng)要求… 汽車起動(dòng)機(jī)正朝著小型輕量化、設(shè)計(jì)制造信息化和性能檢測(cè)自動(dòng)化方向發(fā)展.文章介紹了起動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向和減速型起動(dòng)機(jī)的基本原理,還闡述了國、內(nèi)外在運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)汽車起動(dòng)機(jī)進(jìn)行研究與開發(fā)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,結(jié)合我國企業(yè)現(xiàn)狀,提出了新的研究課題. 啟動(dòng)機(jī)(馬達(dá)),通過蓄電池的電流運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作運(yùn)行. 發(fā)電機(jī),通過發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流給蓄電池充電以及給全車供電. 機(jī)電系汽車071班 陳偉偉 2008.11.17