启动系统的组成及工作原理

直流电机的工作原理
其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部 分还有电刷。 转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组(电枢 )。
1. 电磁基本定律
左手定则： 通电导体在磁场中受到力的作用，其受力方 向可以用左手法则判定。
I---电流方向 f---电磁力方向 B---磁感应强度
左手定则：又称电动机定则，伸开左手，
使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌 在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使 四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向 就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左 手定则。
线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片 上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘， 由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定 在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在 换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2， 当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与 外电路接通。
1.滚柱式单向离合器


驱动齿轮与 外壳——驱 动飞轮齿圈
十字块与花 键套筒—— 电枢轴驱动 滚柱与弹簧 ——实现单 向动力传递 移动衬套由 拨叉操纵使 驱动齿轮和 十字块左右 移动


1—驱动齿轮 2—外壳 3—十字块 4—滚 柱 5—压帽与弹簧 6—垫圈 7—护盖8— 花键套筒 9—弹簧座 l0—缓冲弹簧 11— 移动衬套 12—卡簧
一、启动机的传动机构 1.作用与构成 启动机传动机构的作用是将启动机的动力传 给发动机飞轮。 传动机构的形式各不相同，但是必须满 足下列要求：，与齿轮啮合容易，不发生撞 击现象：发动机工作时启动机的小齿轮不能 再啮入飞轮齿圈，以免发动机带动启动机高 速旋转，造成飞车。
启动机的传动机构包括拨叉、单向离合器、 启动机轴及齿轮啮合装置，其主要装置是单 向离合器。 2.拨叉 拨叉的作用是使单向离合器轴向移动，使 驱动齿轮与飞轮齿环啮合。现代器车多采用 电磁式拨叉。
起动机的分类：
起动机种类很多，但电机部分 没有大的区别，而传动机构和控制装置差异 较大。因此起动机多是按传动机构和控制装 置来分类的。 1.按传动机构齿轮啮合方式分： （1）强制啮合式起动机 （2）电枢移动式起动机
2.按控制装置分： （1）直接操纵式起动机 （2）电磁操纵式起动机
直流电动机的结构和工作原理
主开关接通后，吸拉线圈被短路，电磁开关 的工作位置靠保持线圈的吸力来维持，同时 蓄电池经过主开关给电动机的励磁绕组和电 枢绕组提供大的启动电流，使电枢轴产生足 够的电磁力矩，带动曲轴旋转而起动发动机， 其电流通路为： 蓄电池正极-----主接线柱11---接触盘—主接线 柱12------电动机----搭铁----蓄电池负极 蓄电池正极-----主接线柱11----接线柱7------保 持线圈----搭铁----蓄电池负极
滚柱式单向离合器目前是汽车上采用最多的 一种，其结构简单、坚固耐用、工作可靠， 但在传递较大转矩时容易卡住，故不能用于 大功率起动机，而在中、小功率启动机中得 到广泛应用。
滚珠式单向离合器的工作原理如下图所示
发动机启动时，拨叉推动单向离合器使其沿 电枢轴花键移除，驱动齿轮啮入飞轮齿环。 当启动机旋转时，十字块随电枢轴一同旋转， 滚柱滚入楔形槽的窄处并被掐死，使主、从 动部分连接为一体，于是电动机转矩传给外 壳及驱动齿轮，带动飞轮使发动机启动。 当发动机启动后，飞轮便带动驱动齿轮传动， 施加给驱动齿轮的力与启动时的方向恰好相 反，且速度大于十字块转速，于是滚柱滚入 楔形槽的宽处电枢，从而防止电枢超速飞散 的危险。
1.直流电动机的 结构 汽车用起动电动 机一般为串励式 直流电动机，主 要由电枢（转 子）、换向器、 磁极（定子）,电 刷电刷架以及机 壳等部件组成。
（1）电枢总成 作用：通入电流后，在磁极磁场的作用下产生 电磁转矩； 组成：铁心、电枢绕组、 电枢轴瓦换向器：铜片，云母片
换向器
在直流电动机中，换向器起逆变作用，因此 换向器是直流电机的关键部件之一。换向器 由许多具有鸽尾形的换向片排成一个圆筒， 其间用云母片绝缘，两端再用两个V形环夹紧 而构成。每个电枢线圈首端和尾端的引线， 分别焊入相应换向片的升高片内。 换向器由铜片和云母片叠压而成，压装在电 枢轴的一端，云母片使铜片间、铜片与轴之 间均绝缘。
励磁 绕组 短路 的检 测
还可以目测
将直流电源正极引线接外壳绝缘接线柱，负极引线接绝缘电刷，当电路接 通后，将旋具很快放在每个磁极下，检查每个磁极对旋具吸力大小是否相同 若某一磁极吸力太小或无吸力，就表明该磁场绕组有匝间短路故障。
换向器
电枢与换向器
磁极
磁极由固定在机壳上的铁心和缠绕在铁心上 的磁场绕组组成。磁极的作用是建立磁场， 一般多为4个磁极。功率超过7.35kW的起动 机也有用6个磁极的。
电刷与电刷架
其作用是将电流引入电动机。 电刷一般用铜粉和石墨粉压制 而成，以减小电阻同时增加耐 磨性。电刷装在电刷架中，借 弹簧压力紧压在换向器上。电 动机内装有四个电刷架，其中 两个电刷架与机壳直接相连而 搭铁，称为搭铁电刷架。
因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷 对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其 中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向， 而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。 这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是 一个方向，从而形成一种方向不变的转矩， 使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机 的工作原理
交流发电机的结构
• 交流发电机一般由转子、定子、整流器、 端盖四部分组成。 • JF132型交流发电机组件图见图
电压调节器的作用
将发电机的输出电电压 稳定在14 ±0.25V 防止输出电压过高损坏 电器元件
第二单元 启动系统
授课教师：贾艳哲
课题一 起动系的基本组成
起动系主要由： 起动电源（蓄电池）、起动机、起动机控制电路组成。
2.摩擦片式单向离合器 驱动齿轮、



1—驱动齿轮与外接合鼓 2—螺母 3—弹性 圈 4—压环 5—调整垫圈 6—被动摩擦片 7、 12—卡环 8—主动摩擦片 9—内接合鼓 10—花键套筒 11—移动 衬套 13—缓冲弹 簧 14—挡圈

外接合鼓、 从动摩擦片 同步运转 花键套筒、 内接合鼓、 主动摩擦片 同步运转 电枢轴与花 键套筒左螺 旋花键联接 移动衬套由 拨叉操纵
将直流电动机的工作原理归结如下： 将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电 枢导体有电流流过。 电机内部有磁场存在。 载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 （左手定则） 所有导体产生的电磁力作用于转子，使转 子以n(转/分)旋转，以便拖动机械负载。
启动机的传动机构与控制装置
课题3 启动机传动机构和控制装置
起动机电磁开关的工作原理（2）
发动机起动后，断开 起动开关，由于吸引 线圈产生了与保持线 圈相反方向的磁通， 两线圈电磁力相互抵 消，活动铁心在弹簧 力的作用下回位，使 驱动齿轮退出啮合状 态；接触盘同时回位， 切断起动机电路，起 动机便停止工作。
课题4 起动机及继电器的检修
一、起动机的检修 当汽车启动系统发生故障，并确认是启动机 本身故障时，应先从车上拆下启动机，进行 清洁、解体和检修。
1.启动机的拆装
器材：万用表、塞尺、锯片：三用游标卡尺 若干把：百分表架：拆装工具若干套。 步骤： (1)观察启动机在汽车上的安装：各接线柱 的名称及连接情况：熟悉启动机的工作 过程。 (2)典型启动机的拆装与检修。
注意事项： 启动机的拆装必须按照规定的步 骤进行，规定不能分解的部件或总成觉不可 随意分解。 分解时应按要求仔细分解启动机的构造、 部件的作用、工作原理、装配关系以及线路 的连接等。 拆下的零部件应按 先后顺序依次排列好， 以免装配时出现差错或遗漏。
这就是直流电动机的工作原理。外加的电源是直 流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流 过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不 变的。 转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方 向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转 矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转 矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。 实用中的直流电动机转子上的绕组也不是由一个 线圈构成，同样是由多个线圈连接而成，以减少 电动机电磁转矩的波动，绕组形式同发电机。
电磁式拨叉
发动机启动时，驾驶员只需将点火开关旋至启动档，线圈通电产生电磁力，将 铁心吸入，于是带动拨叉转动，由拨叉下端推出单向离合器，使驱动齿轮啮入 飞轮齿环。
发动机启动后，松开点火开关，点火开 关便自动回转一个角度到点火（I）档，线圈 断电，电磁力消失，在复位弹簧作用下，铁 心退出，拨叉回位，拨叉下端使驱动齿轮脱 离飞轮齿环。 3.单向离合器 汽车上常用的离合器有滚柱式、弹簧式、摩 擦片式等。 单向离合器的作用是单方向传递转矩，即启 动发动机时将启动机的转矩传给发动机曲轴， 而当发动机启动后，又能自动打滑，不使飞 轮齿环带动起动机旋转，以免损坏起动机。
图2-1 起动系基本组成 1蓄电池 2起动机 3起动继电器 4点火开关 5电流表
起动系统的作用
起动系的作用 是将蓄电 池的电能转变成 电磁转矩，驱动 发动机，使发动 机起动工作。
起动机的组成： 直流电动机 用于将蓄电池输入的电能转换为驱动发动 机转动的机械动力（电磁转矩）。 传动机构 用于将电动机的动力（电磁转矩）传递给发 动机飞轮，并在发动机起动后自动断开发动机向起 动机的逆向动力传递。 电磁开关 控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与 分离以及电动机电路的通断；
给两个电刷加上直流电源，如上图（a）所示， 则有直流电流从电刷 A 流入，经过线圈abcd， 从电刷 B 流出，根据电磁力定律，载流导体 ab和cd收到电磁力的作用，其方向可由左手 定则判定，两段导体受到的力形成了一个转 矩，使得转子逆时针转动。
当电枢转了180°后，导体 cd转到 N极下， 导体ab转到S极下时，如上图（b）所示的位 置由于直流电源供给的电流方向不变，仍从 电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流 出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导 体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩 的方向仍为逆时针方向。它们产生的转矩仍 然使得转子逆时针转动。