模块二 启动系统（课件）高教版（第三版）

第二单元 起动系统 学习目标 1.了解起动系统的作用和组成。 2.掌握起动机的构造和工作原理；了解起动机的工作特性。 3.掌握起动系统控制电路和起动机控制机构的工作原理。 4.掌握电磁控制强制啮合式起动机、减速型起动机的结构组成和工作原理。 5.掌握起动系统常见故障的诊断与排除方法。 第一节 概述 起动系统的作用就是在正常使用条件下，能产生足够大的起动转矩，带动发动机曲轴达到必需的起动转速，以便发动机进入自行运转状态。当发动机进入自行运转状态后，便结束任务立即停止工作。 一、起动系统作用 电力起动系统简称起动系统，由蓄电池、起动机和起动电路等组成。 二、起动系统组成 起动机俗称“马达”，由直流电动机、传动机构和控制机构三大部分组成。 三、起动机的组成及分类 起动机的分类 按控制机构分： （1）机械控制式起动机 （2）电磁控制式起动机 按传动机构分： （1）惯性啮合式起动机 （2）强制啮合式起动机 （3）电磁啮合式起动机 三、起动机的组成及分类 根据QC/T 73/1993《汽车电气设备产品型号编制规则方法》的规定， 起动机的型号由以下五部分组成： （1）产品代号。 （2）电压等级代号。 （3）功率等级代号。。 （4）设计序号。 （5）变型代号。 例如:QD124表示额定电压为12V，功率为1~2kW，第四次设计的起动机。 四、起动机的型号 代 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 功率/kW ～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 >8 第二节 起动用直流电动机 起动机的直流电动机按磁场产生的方式不同分为永磁电动机和激磁电动机。根据磁场绕组和电枢绕组的连接方式，激磁电动机又分为串激电动机、并激电动机和复激电动机。在汽车起动机中，由于串激电动机应用最多，下面主要以串激电动机为例介绍起动机用直流电动机的构造、原理和特性。 1. 构造 直流电动机主要由电枢、磁极、外壳、电刷等组成。 (1) 电枢 电枢是直流电动机的转子部分，由铁心、绕组、换向器和电枢轴组成。 (2) 换向器 换向器的结构如图所示，它由一定数量的燕尾形铜片组成，并用轴套和压环组装成一个整体，压装在电枢轴上，各铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母或硬塑料片绝缘。 1-铜片；2-轴套； 3-压环；4-接线突缘 (3) 磁极 磁极用来产生电动机运转所必需的磁场，它由铁心和磁场绕组并通过外壳组成。 1-磁场绕组；2-磁极铁心；3-电动机外壳；4-固定螺钉 （a) （b) 磁场绕组的接法 ①将所有磁场绕组的所有线圈串联在一起，然后再与电枢绕组串联。 ②将磁场绕组的线圈分成两组，每组线圈相互串联，然后两组再并联起来与电枢绕组串联。 （4) 电刷 电刷由铜与石墨粉压制而成，其中含铜80%~90%、石墨10%~20%，以减小电阻，增加耐磨性及提高机械强度。为了尽量减小电刷与换向器之间的接触电阻，并延长电刷使用寿命，电刷与换向器有较大的接触面积，并且电刷靠电刷弹簧压紧在换向器的外圆表面。一般起动机电刷个数等于磁极个数，也有的大功率起动机电刷个数等于磁极个数的两倍。 2.工作原理 直流电动机是将电能转变为机械能的装置，它是根据磁场对电流的作用原理制成的。在磁场中放置一个线圈（即电枢绕组），线圈的两端分别与两片换向片连接，两只电刷分别压在换向片上，并分别与蓄电池的正极和负极连接 。 电流方向为：蓄电池正极→正电刷→换向片A→线圈abcd→换向片B→负电刷→蓄电池负极。电流方向为a→d，由左手定则可以确定，线圈受到逆时针方向的转矩作用, 电枢绕组及换向片在电磁力矩的作用下逆时针转动。 电流方向为：蓄电池正极→正电刷→换向片B→线圈dcba→换向片A→负电刷→蓄电池负极。线圈中的电流方向为d→a，由左手定则可以确定，线圈仍然受到逆时针方向的转矩作用, 电枢绕组及换向片在电磁力矩的作用下继续逆时针转动。 3.工作特性 直流串激电动机的输出转矩M、转速n 和功率P 随电枢电流变化的规律，称为直流串激电动机的工作特性 。 （1)转矩特性 在串激电动机中，磁场未饱和时，磁场磁通与电枢电流近似成正比，电动机的电磁力矩与电枢电流的平方成正比；当磁场达到饱和时，电动机的电磁力矩与电枢电流成线性关系。电动机输出扭矩变化规律与电磁力矩变化规律基本相同，如图中的曲线M 所示。 直流串激电动机的特性 (2)转速特性 由于串激电动机磁场未饱和时，磁场磁通与电枢电流近似成正比，即电