第三章 起动机提要(王字号)

概述 常规起动机的组成、结构
减速起动机
起动机的原理和特性 起动机的控制电路 起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
停止工作。发动机起动后，由于触点的断开，也切断了
充电指示灯的搭铁电路，充电指示灯也熄灭。
第五节
起动机的控制电路
学习内容 无起动继电器控制电路 带起动继电器控制电路 带保护继电器的控制电路
概述 常规起动机的组成、结构
概述 常规起动机的组成、结构
减速起动机
起动机的原理和特性 起动机的控制电路 起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
第五节
（3）发动 机起动后，如果 点火开关没能及
起动机的控制电路
学习内容 无起动继电器控制电路 带起动继电器控制电路 带保护继电器的控制电路
时返回Ⅰ档，这
时组合继电器中 保护继电器线圈 由于承受交流发 电机中性点的电 压，使常闭触点断开，自动切断了起动继电器线圈的电 路，触点断开，使起动机电磁开关断电，起动机便自动
概述 常规起动机的组成、结构
减速起动机
起动机的原理和特性 起动机的控制电路 起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
第五节
起动机的控制电路
学习内容 无起动继电器控制电路 带起动继电器控制电路 带保护继电器的控制电路
此时吸引线圈和励磁线圈电流非常小，电 动机低速运转。同时吸引线圈和保持线圈中产 生的磁场吸力使可动铁心向右运动，拉动拨叉 向左运动，拨叉使离合器的小齿轮向左和飞轮 的齿圈啮合。这个过程电动机的转速低，可以 保证齿轮之间平顺啮合。
第五节
起动机的控制电路
学习内容 无起动继电器控制电路 带起动继电器控制电路 带保护继电器的控制电路
由于起动机的电磁开关工作电流很大 （大于20A），起动机的控制又是由点火开 关的ST档控制的，因此若直接由点火开关 控制电磁开关，点火开关会经常烧毁，为 此一些汽车上的起动机控制电路加装起动 继电器，避免起动机电磁开关的电流直接 通过点火开关，起到保护点火开关的作用， 其相应控制电路即带起动继电器的控制电 路。

3．5．3 起动机性能试验 1．空载试验
注意：每次空载试验不应 超过l min，以免起动机过热。
2．全制动试验 注意：全制动试验要
动作迅速，一次试验时间 不要超过5 S，以免烧坏电 动机及对蓄电池使用寿命 造成不良影响。
→50端子7→吸拉线圈6→导电片→C端子2→起动机
励磁统组→电枢→搭铁→蓄电池负极构成回路，起 动机慢慢转动，同时电流由电磁开关50端子7经保持 线圈8，回到蓄电池负极。
主电路：电流由蓄电池正极→30端子4→接触盘→C端 子2→起动机励磁绕组→电枢→搭铁→蓄电池负极构 成回路。
3．4．2带起动继电器控制的电磁开关
起动后，十字块处于被动状态，使滚技进入槽的宽 端而自由滚动，只有驱动齿轮随飞轮齿圈作高速旋转， 起动机转速并不升高。
3．3．2．4 起动机的操纵机构
分为:直接控制式电磁开关
带起动继电器式电磁开关 3．4．1直接控制式电磁开关
起动时，点火钥匙打到ST位，电流由蓄电池正极
第三章 起动系
第3章 起动机
3．1起动机的构造与型号
3．1．1起动机的构造 1．串励直流电动机 2．传动机构 3．操纵机构
3．1．2起动机的分类
1．按操纵机构分类 ⑴．直接操纵式起动机 ⑵．电磁操纵式起动机 2．按传动机构的啮合方式分类 ⑴．惯性啮合式起动机 ⑵．强制咽合式起动机 ⑶．电枢移动式起动机 ⑷．齿轮移动式起动机 ⑸．减速式起动机
3．5．2起动机的检查与调整 1．起动机的检查
⑴．励磁绕组的检修 ⑵．电枢绕组的检修 ⑶．换向器的检修 ⑷．电枢轴的检修 ⑸．电刷与刷架的检修 ⑹．单向离合器的检修 ⑺．电磁开关的检修
2．起动机的调整 ⑴．起动机驱动齿轮端面与瑞盖突缘间距的调整 ⑵．电磁开关接通时刻的调整

起动转矩： 起动转速：保证发动机顺利启动所必须的曲轴转速
汽油机：30~40r/min （温度影响 ） 要求： 起动转速50~70r/min
柴油机： 150~300r/min
发动机需要外力起动，常见的起动方式： 人力起动——
简单不方便，用于农用车 电力起动机起动——
起动迅速，安全可靠，广泛使用 辅助汽油机起动——
3.1.3起动机分类
按直流电 动机磁场 产生方式 分类：
电磁式
通过向励磁绕组 通电，产生磁场
串励式
并励式
磁场绕组与电枢
绕组的连接方式 的不同
复励式
永磁式 以永久磁铁作为磁极产生磁场
按控制 方法
机械控制式
由脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制起动机主电路 开关，来接通或切断主电路。解放CA10B
优点：结构简单，工作可靠 缺点：要求起动机、蓄电池靠近驾驶室，安装布 局有限制，操作不便、很少采用。
电磁控制式
由按钮或钥匙控制电磁铁，再由电磁铁控制主电 路开关，以接通或切断主电路。由于装有电磁铁。 可进行远距离控制，操作省力，现代汽车大部分 采用此方式。
强制啮合式
靠电磁力拉动杠杆机构，使驱 动齿轮强制啮入飞轮齿环。
可靠性高，现 在汽车广泛采 用
按传动 机构啮 入方式
电枢移动式
靠磁极磁通的电磁力，使电枢 轴产生轴向移动，从而将驱动
齿轮啮入飞轮齿圈
大功
率发
靠电磁开关推动安装在电枢轴 动机
同轴齿轮移动式 孔内的啮合杆移动，从而使驱
动齿轮啮入飞轮齿圈
3.1.4起动机型号
根据中华人民共和国行业标准QC/T73-1993 《汽车电气设备产品型号编制方法》规定，起 动机的型号如下：
1.产品代号 起动机的产品代号：QD表示起动机；QDJ表示 减速起动机；QDY表示永磁型起动机（包括永 磁减速型起动机）。

2、类型： 类型：
⑴、滚柱式离合机构 ⑵、摩擦片式离合机构 ⑶、弹簧式离合机构
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滚柱式单向离合器
一体 一体 内座圈
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滚柱式离合机构 ⑴、组成： 组成：
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滚柱式
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滚柱式单向离合器
• 优缺点 • 结构简单、加工方便，成本低； 结构简单、加工方便，成本低； • 轴向尺寸长，适用于大功率起动机。 轴向尺寸长，适用于大功率起动机。
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传动机构
• 1.作用 1.作用 • 起动时，使起动机的驱动齿轮和发动机飞轮齿 起动时， 环啮合，将电动机的转矩传给飞轮； 环啮合，将电动机的转矩传给飞轮； • 起动后，自动切断动力传递，防止电动机被发 起动后，自动切断动力传递， 动机带动，超速旋转而破坏。 动机带动，超速旋转而破坏。
电刷 N E I F E I 换向片 F
b a c
– U + S
d T
n
由图可知，电枢感应电动势E 由图可知，电枢感应电动势E与电枢电流或外 加电压方向总是相反，所以称反电势 反电势。 加电压方向总是相反，所以称反电势。
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2 ．直流电动机的转矩 电枢轴上产生的电磁转矩 M 的大小与电枢电流 Ia 及磁极磁通的大小成正比， 及磁极磁通的大小成正比，即：
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第三节 电磁操纵强制啮合式起动机
操纵机构） （操纵机构） 1、分类： 、 2、作用： 、作用：
控制起动机主电路的通、 控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的啮 合与退回，同时短路点火系的附加电阻。 合与退回，同时短路点火系的附加电阻。 重点

起动机的换向
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起动机的控制电路
起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
第三节
起动机的原理和特性
直流电动机的工作特性
学习内容 直流电动机的工作原理
二、直流电动机的工作特性 （一）直流电动机转矩自动调节特性 直流电动机拖动负载，当 负载发生变化时，电动机的电 枢转速、电枢电流、电磁转矩 均会自动的作相应的变化，以 满足不同负载的需要。 通电的线圈在磁场中受力 而转动，运动的线圈切割磁力 线产生电动势（反电动势）， 电动势的方向和线圈电流方向 相反（如图），电动势的大小 为：E反=Ceφn Ce—电机结构常数； φ—磁极磁通； n—电枢转速
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起动机的控制电路
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第三节
起动机的原理和特性
直流电动机的工作特性
学习ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容 直流电动机的工作原理
电动机工作时，电压平衡方程式为： Ub=E反+ Is Ra （ Is 电枢电流，Ra电动机内阻） 则电枢电流为：Is=（Ub- Ceφn ）/Ra 分析： 负载↓→轴上阻力矩↓→电枢转速↑→E反↑→ Is ↓→电磁转矩↓→直至电磁转矩减至与阻转矩相 等→电机拖动负载以较高转速平稳运转； 负载↑→轴上阻力矩↑→电枢转速↓→E反↓→ Is ↑→电磁转矩↑→直至电磁转矩增至与阻转矩相 等→电机拖动负载以较低转速平稳运转。
学习内容 直流电动机的工作原理
起动机的输出功率P（kw）可以通过测量电枢轴 上的输出转矩M和电枢的转速n确定，即P=Mn/9550 从上式可以看出， 在完全制动（n=0）和 空载（M=0）两种情况 下，起动机的输出功率 都等于0，如图中的P曲 线，在Is接近完全制动 电流一半时，起动机的 输出功率最大。因为起动机的工作时间很短，所以 允许在最大输出功率状态下工作，通常把起动机的 最大输出功率称为起动机的额定功率。

由以上推导可知，电磁转矩的大小与电枢电流Ia及磁极的磁通φ成正比
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第二节直流串励式电动机
四、直流电动机转矩自动调节原理
直流电动机接入直流电源后，产生电磁转矩，使电枢旋转，但是， 当电枢旋转时，由于电枢绕组又切割磁力线，则其中又产生了感应电动 势，其方向按右手定则判断，恰与电枢电流方向相反，故称为反电动势。 其大小为
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第二节直流串励式电动机
3.电刷及刷架 电刷由铜与石墨粉压制而成，呈红棕色，加入铜可减小电阻并增加
其耐磨性。电刷一般含铜80%~90%，石墨10%~20 %。 刷架多制成框式，正极刷架与端盖绝缘地固装，负极刷架直接搭铁。
刷架上装有弹力较大的盘形弹簧。 4.机壳
机壳的一端有四个检查窗口，中部只有一个电流输入接线柱，并 在内部与激磁绕组的一端相连接。 5.端盖
根据通电线匝在磁场中将产生电磁转矩的理论，就可以制成实用 的直流电动机。其工作原理如图3一9所示。
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第二节直流串励式电动机
三、直流电动机的转矩
当直流电动机接上直流电源时，由于载流导体在磁场中受到电磁 力的作用，产生电磁转矩使电枢旋转。
由安培定律可知，作用在电枢上每根导线上的平均电磁力为：
由电磁理论知，将直导体置于磁场中，使其通过一定方向的电流 时，直导体就会受到定向电磁力作用而运动，且运动方向与导体中电流 方向和磁场方向有一定关系，可用左手定则判断，如图3一8所示。
如果将直导线做成一个线匝，并通上直流电时，则线匝两边在磁 场中受到大小相等、方向相反的电磁力偶作用而转动，形成电磁转矩， 其方向仍按左手定则判断。
(3-9) 这样外加于电枢上的电压，一部分消耗在电枢电阻上，另一部分则 用来平衡电动机的反电动势。即

1. 开关直接控制 开关直接控制是指起动机由钥匙开关或起动按钮直接
(3)功率特性 功率曲线呈抛物线形状，在电枢 电流为制动电流的一半时，电动机输 出功率达到最大值；在完全制动时， 输出扭矩M虽然最大，但是转速n=0； 在空载时，转速 n 虽然很高，输出扭 矩 M=0，所以，电动机的输出功率为 零。由于摩擦阻力矩的存在，负载越 小差异越大，所以空载时，电枢电流 不为零，如图中的曲线P所示。
1、2-主接线柱；3-主接触盘；4、10-辅助接线柱； 5-辅助接触盘；6-外壳；7-推杆；8-拨叉；9-顶压螺钉
起动发动机时: 驾驶员踩下起动踏板（或拉紧起动拉杆），通过杆系推 动拨叉，拨叉一方面推动单向离合器沿电枢轴移动，使驱动 齿轮与飞轮啮合，同时拨叉上的顶压螺钉9顶着推杆向左移动， 使两接触盘先后将辅助接线柱和主接线柱接通，辅助接线柱 被接通时，点火线圈的附加电阻被隔除，克服起动时由于蓄 电池端电压急剧下降对点火装臵工作的影响，改善发动机的 起动性能；主接线柱（主开关）接通时，起动机通电带动发 动机运转。
1.滚柱式单向离合器 柱式单向离合器是利用滚柱在两个零件之间的楔形槽内
的楔紧和放松作用，通过滚柱实现扭矩传递和打滑的。下图 是滚柱式单向离合器的一种结构型式。
1-起动机驱动齿轮；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； 10-缓冲弹簧； 11-移动衬套；12-卡簧
2.工作原理 直流电动机是将电能转变为机械能的装臵，它是
根据磁场对电流的作用原理制成的。在磁场中放臵一 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。

第二节 常规起动机的组成、结构
学习内容 直流电动机 传动机构 电磁开关
(3) 电刷及电枢架
电刷及电枢架的作用是将电源引入电动 机使电枢产生定向转矩。即电刷和换向器配 合使用用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路。 概述 电刷一般采用铜和石墨粉压制而成，有利于 常规起动机的组成、结构 减小电阻及增加耐磨性。电刷装在电刷架中，减速起动机 起动机的原理和特性 借弹簧压力压在换向器上。 起动机的控制电路
概述 常规起动机的组成、结构
减速起动机
起动机的原理和特性 起动机的控制电路 起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
第二节 常规起动机的组成、结构
学习内容 直流电动机 传动机构 电磁开关
滚柱式单向离合器构造简单，在中小功
率起动机上被广泛应用，适用于额定功率
在1.47KW以下的小型起动机，工作可靠；
概述 常规起动机的组成、结构
起动机的原理和特性 起动机的控制电路 起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
第二节 常规起动机的组成、结构
学习内容 直流电动机 传动机构 电磁开关
当起动机开始工作时，驱动齿轮与齿圈啮合， 十字块同电枢轴一起旋转，由于摩擦力矩的作用 滚柱滚入楔形槽窄端，将十字块与外壳卡死，驱 动齿轮和套筒成 为一个整体，带动飞轮， 起动发动机；发动机起 动后，飞轮齿圈会带动 驱动齿轮旋转，外壳转 速高于十字块转速，滚 柱滚入宽端打滑，这样 发动机的力矩就 不会传递至起动 机，起到保护起 动机的作用。
起动系的故障诊断 起动机拆装与维护
第二节 常规起动机的组成、结构
学习内容 直流电动机 传动机构 电磁开关
以四磁极电动机为例，其中两个连接 励磁绕组和电枢绕组，与机壳绝缘，称为 绝缘电刷，电流通过这两个电刷进入电枢 绕组；另外两个为搭铁电刷，通过电枢绕 组的电流通过这两个电刷搭铁。

磁路饱和后：Ф=常数， 电动机转矩为：
M=CmФIS

由上面两个公式可知， 串激式直流电动机的电 磁转矩在磁路未饱和时， 与电枢电流的平方成正 比；在磁路饱和后，磁 通Φ几乎不变，电磁转 矩才与电枢电流成线性 关系，如图所示。

这是串激式直流电动机的一个重要特点，即在 电枢电流相同的情况下串激式直流电动机的转 矩要比并激式直流电动机大。特别在起动的瞬 间，由于发动机的阻力矩很大，起动机处于完 全制动的情况下，n =0，反电动势Ef＝0。此时 电枢电流将达最大值（称为制动电流），产生 最大转矩（称为制动转矩），从而使发电机易 于起动。这是起动机采用串激电动机的主要原 因之一。
1. 滚柱式单向离合器
滚柱式单向离合器
2. 摩擦片式单向离合器
3. 弹簧式单向离合器
3.1.3 电磁式控制装置



一般称之为起动机的电磁开关，它与电磁式拨 叉合装在一起，利用挡铁控制起动机驱动齿轮 与飞轮的啮合与分离。 用按钮或钥匙控制电磁铁，再由电磁铁控制主 电路开关，以接通或切断主电路。 电磁开关主要由活动铁心、保持线圈、吸引线 圈、接触盘、拨叉等组成。



由于串激直流电动机具有 软的机械特性，即轻载时 转速高、重载时转速低， 故对起动发动机十分有利。 因为重载时转速低，可使 起动安全可靠，这是起动 机采用串激式直流电动机 的又一原因。 串激直流电动机在轻载时 转速很高，易造成电机 “飞车”事故。因此对于 功率较大的串激直流电动 机不允许在轻载或空载下 运行。
3.1.1 直流电动机 1. 直流电动机的构造
直流电动机主要由机壳、磁极、电枢、换 向器及电刷等部分组成。 （1）机壳 （2）磁极 磁极是由固定在机壳上的铁芯和装在铁芯 上的磁场绕组组成。磁极的作用是建立电动机 的电磁场。

4 机壳：大多数起动机机壳的一端有4个检查窗口。机壳中部
有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相连。
5 端盖：分前、后两个，前端盖由钢板压制而成，它
们的中心均压装着青铜石墨轴承套或铁基含油轴承 套，外围有2个或4个组装螺孔。
后端盖上有拨叉座，前端盖内装有电刷架。
第二节 直流串励式电动机
一、串励直流电动机构造 二、直流电动机的工作原理 三.直流电动机的电磁转矩 四、直流电动机转矩自动调节原理
机被发动机带动，超速旋转而破坏。
起动机驱动齿轮与曲轴飞轮齿环之间的传动比
很大，在传动机构中设置了单向离合器，起动
时传递、切断联系。
第四节 起动机的传动机构
2.传动机构组成： 离合器（单向）：啮合、分离 拨叉：使离合器做轴向移动
离合器分类： 滚柱式（使用最多） 弹簧式 摩擦片式
单向离合器
1
滚
柱
式
起动触点按钮极易损坏
QD124型起动机电路
第三章 起动机
起动机的构造和型号 直流串励式电动机 起动机的传动机构、控制装置 起动机的特性 新型起动机 维护与使用
第三节、起动机的特性
直流电动机的型式 按照磁场绕组和电 枢绕组连接方法 不同，可分为并 激、串激、复激。 见图。
1.串励式起动机的工作特性
大电流产生发动机所需的起动转矩。
（3）发动机起动后，单向离合器分离，电枢轴空转。在 断开起动开关的瞬间，接触盘仍在接触位置：
1：蓄电池正极 → 接线柱14 → 接触盘13 → 接线柱15 → 吸引线圈6 → 保持线圈5 → 搭铁 → 蓄电池负极。 2：蓄电池正极 → 接线柱14 → 接触盘13 → 接线柱15 →起动机磁场和电枢线圈→搭铁→蓄电池负极