芜湖博耐尔汽车电气系统有限公司（汽车起动系统）

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汽车起动系统

1、直流窜励式电动机的特点

2、起动机控制电路的类型和特点

3、起动系故障的诊断和分类

1、直流窜励式电动机的特点

直电动机由电枢、磁极、外壳、电刷、、与刷架等组成。

直流电动机的结构图

1-风扇；2—机座；3—电枢；4—主磁极；5—电刷；6一换向器；7—接线板；8—出线盒；9—换向极；10一端盖

1、转矩特性（转矩自动调节起动转距大）

电动机电磁转矩随电枢电流变化的关系，称转矩特性。

直流窜励式电动机的磁场绕组与电枢绕组串联，故电枢电流与励磁电流想等。

因此在磁路未饱和时，磁通中与电枢电流成正比，即中=C1Is

所以电动机转矩为M= CmI中=C1CmI2

式中C=CmC1；

I——电枢电流

中—―磁极磁通

可知，直流窜励式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，只有磁路饱和后，磁通中几乎不变电磁转矩才与电枢电流呈线性关系。

这是直流窜励式电动机的一个重要特点，即在电枢电流相同的情况下，直流窜励式电动机的转矩要比直流并励式电动机大。

特别在启动的瞬间，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=O，反电动势Ef=O,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），从而使电动机易于启动，这是汽车起动机采用直流窜励式电动机的主要原因之一。

2、机械特性（轻载转速高重载转速低）

电动机的转速随转矩变化的关系，称为机械特性。

在直流窜励式电动机中，由电压平衡方程式可得J-I（R R）n=C1重在磁路未饱和时，由于中不是常数，Is增大时中也增大，故转速n将随Is的增加而显著下降，又由于转矩M正比于电枢电流Is的平方，所以直流窜励式电动机的转速随转矩的增加而迅速下降，即具有软的机械特性。

由于直流窜励式电动机具有软的机械特性，即轻载时转速高，重载时转速低，故对启动发动机十分有利。

重载转速低，可使启动安全可靠，这是汽车起动机采用直流窜励式电动机的又一原因。

直流窜励式电动机在轻载时转速很高。

易造成“飞车”事故，因此对于功率较大的直流窜励式不允许在轻微空在下运行（要求与工作机械的联接为刚性或齿轮联接）。

3、功率特型：

起动机功率由电动机电枢转矩M和电枢的转速n来确定。

P=550

由转矩特性、机械特性及上式可得到起动机特性曲线，如图。

由起动机的特性曲线可知：

（1）完全制动时，即起动机刚接入瞬间，此时n=0，电流最大（称为制动电流），转速也达到最大值（称为制动转矩）。

（2）在起动机空转时，电流Is最小（称为空转电流），转速n达到最大值（称为空转转速）。

（3）在电流接近制动电流的1/2时，起动机的功率最大。

因此在完全制动时（n=0）和空载（M=0）时起动机的功率都等于0.当电流为制动电流的1/2时，起动机能发出最大功率。

由于起动机运转时间很短，允许它以最大功率运转，所以把起动机最大输出功率称为起动机的额定功率。

2、起动机控制电路的类型和和特点：

2.1、起动机的控制装置分为机械式和电磁式两种，通常·称为启动开关，对起动机控制装置的要求是操纵要方便，同时要便于重复启动；要能够确保起动机驱动小齿轮与发电机飞轮环先啮合，后接通起动机主电路以免打齿；当切断控制电路后，驱动小齿轮与飞轮齿环能顺利地脱离啮合。

2.2、机械式控制装置即启动开关由脚踏或手拉杠杆联动机构，直接控制起动机的主电路开关来接通或切断主电路。

这种装置结构简单、工作可靠，但要求起动机、蓄电池应靠近驾驶室以便于操作。

由于受安装布局的限制，且操作相对于电磁开关也不方便，因此目前已很少采用。

2.3、电磁式控制装置一般称为起动机的电磁开关，与电磁式拨叉合装在一起，利用挡铁装置，可分为直接控制和启动继电器控制两种。

（1）直接控制式电磁开关控制电路如下：

起动时，点火钥匙打到ST位，电流由蓄电池正极→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。

这种电磁开关是利用挡铁电磁铁芯之间的一定气隙，保证驱动此轮部先部分啮入飞轮齿环后，才接通启动主电路。

它具有操作轻便、工作可靠的优点。

（2）带启动继电器控制的电磁开关控制电路：

启动发动机时，点火开关钥匙旋至启动位置，启动继电器线圈有电流通过，吸下可动触点臂，使继电器触点臂合，从而接通了电磁开关线圈的电路，于是起动机投入工作。

发动机启动后，只需松开点火开关钥匙，点火开关就自动转回到点火工作位置。

启动继电器线圈断电，触点打开，电磁开关随即断开，使起动机停止工作。

利用启动继电器控制电磁开关，能减少通过点火开关启动触点的电流，避免烧蚀触点，可延长使用寿命。

这种电磁开关在现代汽车上使用最为普遍。

有些汽车上的启动继电器启在改进控制电路后，还拥有怠速启停功能。

.起动开关未接通时，起动继电器触点张开，电动机开关断开，离合器驱动齿轮与飞轮处于分离状态。

·起动继电器线圈电路接通。

其电路为：蓄电池正极→点火开关接柱1→接柱3→起动继电器“点火开关”接柱→线圈搭铁→蓄电池负极。

电磁铁线圈电路接通。

继电器触点闭合，同时接通吸引线圈和保持线圈电流电路，两线圈产生同方向的磁场，磁化铁心，吸动引铁前移，引铁前端带动触盘接通两个开关（起动机开关和附加电阻短路开关），后端通过耳环带动拨叉移动使驱动齿轮与飞轮啮合。

3、起动系故障的诊断和分类：

汽车起动系统常见故障有：接通启动开关起动机不转、起动机空转、起动机运转无力、驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合而发出撞击声、松开启动开关后起动机仍然运转等。

起动系统故障分析的首要条件是区分起动机故障和起动系电路故障，一般应先判断电路故障。

3.1、接通启动开关起动机不转：

3.2、起动机空转：

3.3、起动机运转无力：

3.4、驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合而发出撞击声：

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