汽车电气与电子系统5.ppt

第章启动系统第章启动系统1243 35.概述概述.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机.直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理.起动机启动机构起动机启动机构下一页下一页返回返回2021/9/151第章启动系统第章启动系统67910.起动机控制电路元件起动机控制电路元件.起动机使用注意事项起动机使用注意事项.启动系统的新技术启动系统的新技术.小结小结上一页返回2021/9/152.概述概述发动机运转之前必须借助外力带动曲轴旋转使发动机进入自行运转状态，发动机运转之前必须借助外力带动曲轴旋转使发动机进入自行运转状态，这个过程称为启动。启动是由一个系统来完成的，这个系统称为启动系这个过程称为启动。启动是由一个系统来完成的，这个系统称为启动系统。该系统的作用是利用蓄电池提供的电力将静止状态的发动机转变为统。该系统的作用是利用蓄电池提供的电力将静止状态的发动机转变为运转状态，产生动力，使汽车得以行驶。启动系统主要由以下部分组成：运转状态，产生动力，使汽车得以行驶。启动系统主要由以下部分组成：（）蓄电池；（）蓄电池；（）蓄电池电缆线（俗称（）蓄电池电缆线（俗称“马达线马达线”）和搭铁线；）和搭铁线；（）点火开关；（）点火开关；（）起动机电磁开关或继电器；（）起动机电磁开关或继电器；（）起动机；（）起动机；（）起动机转动机构和飞轮齿圈；（）起动机转动机构和飞轮齿圈；下一页返回2021/9/153.概述概述（）起动机安全开关。（）起动机安全开关。启动系统的结构如启动系统的结构如图图所示。启动系统重要的部分是起动机，起动所示。启动系统重要的部分是起动机，起动机在点火开关及启动继电器控制下，将蓄电池的电能转化为机械能，带机在点火开关及启动继电器控制下，将蓄电池的电能转化为机械能，带动发动机飞轮齿圈，驱使曲轴转动。为增大转矩，便于启动，起动机与动发动机飞轮齿圈，驱使曲轴转动。为增大转矩，便于启动，起动机与曲轴的传动比对汽油机而言一般为，柴油机一般为，曲轴的传动比对汽油机而言一般为，柴油机一般为，起动机驱动齿轮的齿数一般为齿。起动机驱动齿轮的齿数一般为齿。上一页返回2021/9/154.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号.起动机的组成起动机的组成起动机俗称起动机俗称“马达马达”，一般由直流电动机、单向使动机构、操纵机构三，一般由直流电动机、单向使动机构、操纵机构三大部分组成如大部分组成如图图所示。直流电动机是将电能转换为机械能的装置，所示。直流电动机是将电能转换为机械能的装置，其作用是产生发动机启动所需的电磁转矩。单向传动机构的作用是在发其作用是产生发动机启动所需的电磁转矩。单向传动机构的作用是在发动机启动时，使驱动小齿轮与飞轮齿圈啮合，将起动机电磁转矩传递给动机启动时，使驱动小齿轮与飞轮齿圈啮合，将起动机电磁转矩传递给曲轴，使曲轴旋转带动活塞连杆组作上下往复运动而做功，运转。曲轴，使曲轴旋转带动活塞连杆组作上下往复运动而做功，运转。下一页返回2021/9/155.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号在发动机发动后，驱动小齿轮和直流电动机之间通过单向离合器作用切在发动机发动后，驱动小齿轮和直流电动机之间通过单向离合器作用切断动力传递路径，启动完毕时，驱动小齿轮与飞轮齿圈自动脱离啮合，断动力传递路径，启动完毕时，驱动小齿轮与飞轮齿圈自动脱离啮合，防止曲轴反拖，起动机处于停止运转状态，操纵机构的作用是接通或切防止曲轴反拖，起动机处于停止运转状态，操纵机构的作用是接通或切断起动机与蓄电池之间的主电路，并产生驱动拨叉的电磁力，有些起动断起动机与蓄电池之间的主电路，并产生驱动拨叉的电磁力，有些起动机控制机构还有附加电阻短路开关，能在启动时将点火线圈附加电阻短机控制机构还有附加电阻短路开关，能在启动时将点火线圈附加电阻短路，以增大启动时的点火能量。路，以增大启动时的点火能量。.起动机的类型起动机的类型起动机的类型很多，结构各不相同。起动机的类型很多，结构各不相同。.按总体结构不同分类按总体结构不同分类）直接启动式起动机）直接启动式起动机上一页 下一页返回2021/9/156一种常见的起动机是电磁线圈控制的直接驱动起动机（普通起动机），一种常见的起动机是电磁线圈控制的直接驱动起动机（普通起动机），如如图图所示。当旋转点火开关至（）启动挡时，电路接通，电所示。当旋转点火开关至（）启动挡时，电路接通，电源流到吸拉线圈和保持线圈，两线圈产生磁场，与此同时，电磁开关推源流到吸拉线圈和保持线圈，两线圈产生磁场，与此同时，电磁开关推动驱动齿轮与发动机飞轮齿圈啮合。当电磁开关作轴向移动时，接触盘动驱动齿轮与发动机飞轮齿圈啮合。当电磁开关作轴向移动时，接触盘闭合了从蓄电池到起动机的电路，大电流激励了励磁绕组，产生磁场驱闭合了从蓄电池到起动机的电路，大电流激励了励磁绕组，产生磁场驱动电枢旋转，带动飞轮旋转，使发动机启动运转。直接启动式起动机可动电枢旋转，带动飞轮旋转，使发动机启动运转。直接启动式起动机可以选串激式，也可以是多激式电动机。国产解放牌型汽车以选串激式，也可以是多激式电动机。国产解放牌型汽车配用的型，东风型汽车配用的、配用的型，东风型汽车配用的、型，桑塔纳桥车配用的型起动机都采用普通型，桑塔纳桥车配用的型起动机都采用普通型起动机。如型起动机。如图图所示和如所示和如图图所示。所示。）永磁式起动机）永磁式起动机上一页 下一页返回.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号2021/9/157.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号电动机的磁极用永磁材料（铁、氧体或铵铁硼等）电动机的磁极用永磁材料（铁、氧体或铵铁硼等）制成，由于取消了磁制成，由于取消了磁场绕组，因此结构简化、体积小、质量轻，如奥迪型轿车配用的场绕组，因此结构简化、体积小、质量轻，如奥迪型轿车配用的起动机。永磁式起动机分解图如起动机。永磁式起动机分解图如图图所示。所示。与直接启动式励磁绕组起动机相比，永磁式起动机产生的热量很少，只与直接启动式励磁绕组起动机相比，永磁式起动机产生的热量很少，只使用到个永磁铁场。由于没有励磁绕组，电流经过换向器和电刷被使用到个永磁铁场。由于没有励磁绕组，电流经过换向器和电刷被直接传递到了电枢。永磁式起动机使用了一套行星齿轮组进行齿轮减速直接传递到了电枢。永磁式起动机使用了一套行星齿轮组进行齿轮减速如如图图和和所示。所示。上一页 下一页返回2021/9/158.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号行星齿轮使动系在电枢和齿轮轴之间传递功率，这使得电枢能在更大的行星齿轮使动系在电枢和齿轮轴之间传递功率，这使得电枢能在更大的速度和增大的转矩旋转。行星齿轮传动装置由一个在电枢末端上的太阳速度和增大的转矩旋转。行星齿轮传动装置由一个在电枢末端上的太阳齿轮和在一个齿圈内部的三个行星齿轮运载齿轮组成，齿圈是固定静止齿轮和在一个齿圈内部的三个行星齿轮运载齿轮组成，齿圈是固定静止的，在电枢旋转时，太阳齿轮引起运载齿轮沿着齿圈的内齿旋转，行星的，在电枢旋转时，太阳齿轮引起运载齿轮沿着齿圈的内齿旋转，行星运载齿轮附在输出轴上，由这种齿轮安排所提供的齿轮减速比是运载齿轮附在输出轴上，由这种齿轮安排所提供的齿轮减速比是.。通过提供这种附加的齿轮减速，大电流的需要量大为减少了。来自。通过提供这种附加的齿轮减速，大电流的需要量大为减少了。来自行星齿轮组最大的减速量是由保持住固定齿圈、输入太阳齿轮和输出运行星齿轮组最大的减速量是由保持住固定齿圈、输入太阳齿轮和输出运载齿轮而得到的。载齿轮而得到的。上一页 下一页返回2021/9/159.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号普通励磁绕组电动机与永磁齿轮减速型（）启动电动机之间的普通励磁绕组电动机与永磁齿轮减速型（）启动电动机之间的电气原理基本上是相同的，如电气原理基本上是相同的，如图图所示。所示。）齿轮减速式起动机）齿轮减速式起动机如如图图所示是齿轮减速型启动电动机的构造图。该型起动机的传所示是齿轮减速型启动电动机的构造图。该型起动机的传动机构设置有齿轮减速装置，目的是增大转矩。电动机可采用高速、小动机构设置有齿轮减速装置，目的是增大转矩。电动机可采用高速、小型、低转矩电动机。在相同输出功率条件下，质量和体积比普通起动机型、低转矩电动机。在相同输出功率条件下，质量和体积比普通起动机可减少可减少。齿轮减速式起动机结构和工艺比普通起动机复。齿轮减速式起动机结构和工艺比普通起动机复杂，如切诺基吉普车配置的杂，如切诺基吉普车配置的.型永磁式减速型起动机、丰田皇冠型永磁式减速型起动机、丰田皇冠轿车采用日本电装型起动机（如轿车采用日本电装型起动机（如图图所示）所示）。其特点是体积小，便于安装；电枢轴不易变形，提高了启动转矩，利。其特点是体积小，便于安装；电枢轴不易变形，提高了启动转矩，利于低温启动。于低温启动。上一页 下一页返回2021/9/1510.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号起动机减速机构常用的有外啮合式、内啮合式、行星齿轮式三种。如起动机减速机构常用的有外啮合式、内啮合式、行星齿轮式三种。如图图所示。所示。外啮合式传动的偏心距约为，减速效率为外啮合式传动的偏心距约为，减速效率为，被，被广泛采用，如江西五十铃、重庆五十铃轻型柴油机就是采用此外啮合式广泛采用，如江西五十铃、重庆五十铃轻型柴油机就是采用此外啮合式传动减速起动机。内啮合式传动的偏心距约为，减速传动效率传动减速起动机。内啮合式传动的偏心距约为，减速传动效率为为，造价较高，高档轿车常采用此种型式。行星齿轮传，造价较高，高档轿车常采用此种型式。行星齿轮传动的偏心距为零，传动效率为动的偏心距为零，传动效率为，成本较低。，成本较低。上一页 下一页返回2021/9/1511.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号齿轮减速起动机不同于大多数别的起动机之处是电枢不直接带动启动齿齿轮减速起动机不同于大多数别的起动机之处是电枢不直接带动启动齿轮，而是电枢的小齿轮与一只大齿轮常啮合。根据用途，常啮合齿轮的轮，而是电枢的小齿轮与一只大齿轮常啮合。根据用途，常啮合齿轮的减速比在减速比在 和和.之间增加减速，使小型起动机能在高速运转而之间增加减速，使小型起动机能在高速运转而耗电少的条件下得到较大的转矩。该类型工作原理与直接驱动式相似，耗电少的条件下得到较大的转矩。该类型工作原理与直接驱动式相似，也是用电磁开关吸动活动铁芯，再由活动铁芯接合起动机起动机构。此也是用电磁开关吸动活动铁芯，再由活动铁芯接合起动机起动机构。此类型为多激式电动机齿轮减速式起动机的换向器和炭刷，一般布置在起类型为多激式电动机齿轮减速式起动机的换向器和炭刷，一般布置在起动机的中部。动机的中部。）强制啮合式起动机（可动极靴式）强制啮合式起动机（可动极靴式）上一页 下一页返回2021/9/1512.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号强制啮合式起动机是福特汽车公司用得最多的一种起动机，如图强制啮合式起动机是福特汽车公司用得最多的一种起动机，如图所示。该类型是利用起动机的并联线圈绕组来开动电动机传动装置，所示。该类型是利用起动机的并联线圈绕组来开动电动机传动装置，启动时大电流由装在蓄电池附近的起动机继电器控制，继电器闭合时，启动时大电流由装在蓄电池附近的起动机继电器控制，继电器闭合时，电流流过启动绕组，启动绕组建立磁场，磁场吸动一可动极靴，可动极电流流过启动绕组，启动绕组建立磁场，磁场吸动一可动极靴，可动极靴通过拨叉与起动机构联系，当可动极靴移动时，启动驱动齿轮啮入发靴通过拨叉与起动机构联系，当可动极靴移动时，启动驱动齿轮啮入发动机飞轮齿圈，如动机飞轮齿圈，如图图所示为其电气原理图，启动驱动齿轮一接所示为其电气原理图，启动驱动齿轮一接触飞轮齿圈，可动极靴上的触臂便将搭铁的触点张开，启动绕组断电，触飞轮齿圈，可动极靴上的触臂便将搭铁的触点张开，启动绕组断电，电流经过三个磁场绕组和炭刷到达电枢，电枢转动，通过驱动齿轮带动电流经过三个磁场绕组和炭刷到达电枢，电枢转动，通过驱动齿轮带动飞轮旋转启动发动机飞轮旋转启动发动机图图4。上一页 下一页返回2021/9/1513.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号为了防止在启动时启动电动机传动装置与飞轮齿圈脱离啮合，用保持线为了防止在启动时启动电动机传动装置与飞轮齿圈脱离啮合，用保持线圈压紧可动极靴不离位，保持线圈是在启动绕组里面较少匝数的绕组，圈压紧可动极靴不离位，保持线圈是在启动绕组里面较少匝数的绕组，安有足够的磁力维持驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合。安有足够的磁力维持驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合。）机械控制式起动机）机械控制式起动机由驾驶员利用脚踏或手动直接操纵机械式启动主电路开关接通和切断启由驾驶员利用脚踏或手动直接操纵机械式启动主电路开关接通和切断启动电路，通常称为直接操纵式起动机。动电路，通常称为直接操纵式起动机。）电磁控制式起动机）电磁控制式起动机由驾驶员旋动点火开关或按下启动按钮，通过电磁开关控制主电路开关由驾驶员旋动点火开关或按下启动按钮，通过电磁开关控制主电路开关接通和切断启动电路。由于电磁铁可进行远距离控制且操作方便省力，接通和切断启动电路。由于电磁铁可进行远距离控制且操作方便省力，因此现代汽车广泛采用此型式。因此现代汽车广泛采用此型式。上一页 下一页返回2021/9/1514.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号.按传动装置啮入方式不同分类按传动装置啮入方式不同分类）强制啮合式起动机）强制啮合式起动机依靠人力或电磁力经拨叉推移离合器，强制性地使驱动齿轮啮入和退出依靠人力或电磁力经拨叉推移离合器，强制性地使驱动齿轮啮入和退出飞轮齿圈，具有结构简单、动作可靠、操纵方便等优点，现代汽车广泛飞轮齿圈，具有结构简单、动作可靠、操纵方便等优点，现代汽车广泛采用。采用。）电枢移动式）电枢移动式依靠电动机内部辅助磁极的电磁力，吸引电枢作轴向移动，将驱动齿轮依靠电动机内部辅助磁极的电磁力，吸引电枢作轴向移动，将驱动齿轮啮入飞轮齿圈，启动结束后再由回位弹簧驱使电枢回位，让驱动齿轮退啮入飞轮齿圈，启动结束后再由回位弹簧驱使电枢回位，让驱动齿轮退出飞轮齿圈，结构比较复杂，东欧国家采用较多，如太脱拉、出飞轮齿圈，结构比较复杂，东欧国家采用较多，如太脱拉、斯柯达等汽车。、斯柯达等汽车。）齿轮移动式）齿轮移动式上一页 下一页返回2021/9/1515.起动机的组成、类型及型号起动机的组成、类型及型号依靠电磁开关推动电枢轴孔内的啮合杆，使驱动齿轮啮入飞轮齿环，如依靠电磁开关推动电枢轴孔内的啮合杆，使驱动齿轮啮入飞轮齿环，如奔驰型越野汽车用的博世型起动机。奔驰型越野汽车用的博世型起动机。）惯性啮合式起动机）惯性啮合式起动机依靠起动机的离合器惯性力的作用产生轴向转动，使驱动齿轮啮入和退依靠起动机的离合器惯性力的作用产生轴向转动，使驱动齿轮啮入和退出飞轮齿圈，此种型式由于可靠性差，现代汽车已淘汰不再使用。出飞轮齿圈，此种型式由于可靠性差，现代汽车已淘汰不再使用。上一页返回2021/9/1516.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机.直流电动机的组成直流电动机的组成汽车用的起动机的直流电动机主要由定子、转子（电枢）、转向器、电汽车用的起动机的直流电动机主要由定子、转子（电枢）、转向器、电刷及端盖组成，如刷及端盖组成，如图图所示。下面分别简述。所示。下面分别简述。.定子定子直流电动机的定子的作用是产生磁场，分为励磁式和永磁式两类。为增直流电动机的定子的作用是产生磁场，分为励磁式和永磁式两类。为增大转矩，汽车起大转矩，汽车起图图定子图形动机通常采用四个磁极（即两对定子图形动机通常采用四个磁极（即两对磁极），两对磁场相对交错安装，定子与转子铁芯形成的磁力线回路，磁极），两对磁场相对交错安装，定子与转子铁芯形成的磁力线回路，如图所示。低碳钢板制成的机壳是磁路的一部分，下面分别介如图所示。低碳钢板制成的机壳是磁路的一部分，下面分别介绍励磁式和永磁式两类定子。绍励磁式和永磁式两类定子。）励磁式定子）励磁式定子下一页返回2021/9/1517.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机励磁式电动机定子铁芯为低碳钢，铁芯磁场要靠绕在外面的励磁绕组通励磁式电动机定子铁芯为低碳钢，铁芯磁场要靠绕在外面的励磁绕组通电后才能建立。为使电动机磁通能按设计要求作较好的布置，将铁芯制电后才能建立。为使电动机磁通能按设计要求作较好的布置，将铁芯制成圆弧形，并用埋头螺丝钉圈在机壳上。励磁绕组由扁铜带（矩形截面）成圆弧形，并用埋头螺丝钉圈在机壳上。励磁绕组由扁铜带（矩形截面）绕制而成，其匝数一般为匝，铜带之间用绝缘纸绝缘，并用白绕制而成，其匝数一般为匝，铜带之间用绝缘纸绝缘，并用白布带以半叠包扎法包好后浸上绝缘漆烘干而成，如布带以半叠包扎法包好后浸上绝缘漆烘干而成，如图图所示。所示。一般励磁式起动机励磁绕组与转子呈串联，故称串励式电动机，具体连一般励磁式起动机励磁绕组与转子呈串联，故称串励式电动机，具体连接见接见图图所示，要将励磁绕组两两串联后并联再与电枢（转子）所示，要将励磁绕组两两串联后并联再与电枢（转子）绕组串联。绕组串联。上一页 下一页返回2021/9/1518.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机）永磁式定子）永磁式定子永磁式电动机可以省铁、铜等材料，而且能使永久磁铁的磁极径向尺寸永磁式电动机可以省铁、铜等材料，而且能使永久磁铁的磁极径向尺寸减小，在输出特性和整个体积相同的情况下比电磁定子式电动机质量可减小，在输出特性和整个体积相同的情况下比电磁定子式电动机质量可减轻以上。若两者体积、质量相同，其输出功率可提高左减轻以上。若两者体积、质量相同，其输出功率可提高左右。由于取消了励磁绕组，减轻了起动机主开关接触点火花，减轻了换右。由于取消了励磁绕组，减轻了起动机主开关接触点火花，减轻了换向器的换向火花。适合于起动机的永磁材料有永磁铁氧体、稀土钕铁栅向器的换向火花。适合于起动机的永磁材料有永磁铁氧体、稀土钕铁栅永磁。稀土钕铁栅永磁矫顽力较高，磁能密度最大达永磁。稀土钕铁栅永磁矫顽力较高，磁能密度最大达（小批量生产达（小批量生产达），是铁氧体永磁的倍。条），是铁氧体永磁的倍。条形永久磁铁可用冷粘接法粘在机壳内壁上，黏结剂可用压氧剂或环氧型形永久磁铁可用冷粘接法粘在机壳内壁上，黏结剂可用压氧剂或环氧型胶，也有的起动机用片弹簧均匀地围装在起动机机壳内表面上。胶，也有的起动机用片弹簧均匀地围装在起动机机壳内表面上。.转子（电枢）转子（电枢）上一页 下一页返回2021/9/1519.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机起动机的转子通常称为电枢，由电枢轴、铁芯、电枢绕组和换向器等组起动机的转子通常称为电枢，由电枢轴、铁芯、电枢绕组和换向器等组成，作用是产生电磁转矩。典型起动机转子结构如成，作用是产生电磁转矩。典型起动机转子结构如图图所示。转所示。转子铁芯由彼此相邻放置的若干硅钢片叠成后固定在转子轴上，使用叠层子铁芯由彼此相邻放置的若干硅钢片叠成后固定在转子轴上，使用叠层结构的原因是在一个实铁芯中，磁场会产生涡流，在铁芯会感应出反电结构的原因是在一个实铁芯中，磁场会产生涡流，在铁芯会感应出反电压，反电压会使铁芯发热并消耗能量。通过使用叠层结构，在铁芯中的压，反电压会使铁芯发热并消耗能量。通过使用叠层结构，在铁芯中的涡电流被降低到最低程度。叠片的外径支撑着点数绕组，绕组盘绕在铁涡电流被降低到最低程度。叠片的外径支撑着点数绕组，绕组盘绕在铁芯周围并与整流子连接，每一块整流子片与其毗邻的片绝缘。一般电枢芯周围并与整流子连接，每一块整流子片与其毗邻的片绝缘。一般电枢由块以上的整流子片，转子轴与换向器绝缘，绕在电枢上的绕组模由块以上的整流子片，转子轴与换向器绝缘，绕在电枢上的绕组模式一般是叠绕组合波形绕组。在叠绕组模式中，绕组的两端与临近的整式一般是叠绕组合波形绕组。在叠绕组模式中，绕组的两端与临近的整流子片相连，如流子片相连，如图图所示。在这种模式中，在一个极场下面通过所示。在这种模式中，在一个极场下面通过的电线的电流方向相同。的电线的电流方向相同。上一页 下一页返回2021/9/1520.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机在波形绕组模式中，绕组的每一端与整流子片相连，整流子片是在波形绕组模式中，绕组的每一端与整流子片相连，整流子片是或或分开的，有些绕组会在电枢旋的特定位置处没有电流，原因是由分开的，有些绕组会在电枢旋的特定位置处没有电流，原因是由于绕组的整流子片末端与有相同极性的电刷接触。由于电阻较低，波形于绕组的整流子片末端与有相同极性的电刷接触。由于电阻较低，波形绕组模式最应用广泛。波形绕组模式如绕组模式最应用广泛。波形绕组模式如图图所示，铁芯外围均匀所示，铁芯外围均匀开有绕线线槽，用以放置转子绕组。转子绕组由较大矩形截面的铜带或开有绕线线槽，用以放置转子绕组。转子绕组由较大矩形截面的铜带或粗铜线绕制而成，截面积选大的目的是为了使汽车启动能通过较大的启粗铜线绕制而成，截面积选大的目的是为了使汽车启动能通过较大的启动电流（电流一般为），从而获得较大的启动转矩。动电流（电流一般为），从而获得较大的启动转矩。在铁芯线槽口两侧，用轧纹将转子绕组挤紧以免转子作高速旋转时由于在铁芯线槽口两侧，用轧纹将转子绕组挤紧以免转子作高速旋转时由于惯性作用而甩出。转子绕组的端头均匀地焊在换向片上，为防止铜制绕惯性作用而甩出。转子绕组的端头均匀地焊在换向片上，为防止铜制绕组短路，在铜线与铜线之间及铜线与铁芯之间用性能优良的绝缘纸隔开。组短路，在铜线与铜线之间及铜线与铁芯之间用性能优良的绝缘纸隔开。上一页 下一页返回2021/9/1521.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机减速型起动机转子速度较普通型转子转速提高了减速型起动机转子速度较普通型转子转速提高了，绝缘，绝缘性能和动平衡要求较高，因此通常采用环氧树脂除封或耐热尼龙纸作为性能和动平衡要求较高，因此通常采用环氧树脂除封或耐热尼龙纸作为转子槽绝缘纸。普通起动机转子换向器由铜片和云母叠压而成，压装于转子槽绝缘纸。普通起动机转子换向器由铜片和云母叠压而成，压装于转子（电枢）转子（电枢）轴前端，铜片之间、铜片与轴之间绝缘，换向片与线头采轴前端，铜片之间、铜片与轴之间绝缘，换向片与线头采用焊锡连接。减速型起动机转子上的换向器用塑料取代了云母，换向片用焊锡连接。减速型起动机转子上的换向器用塑料取代了云母，换向片与线头采用了银铜硬钎焊，耐高速又耐高温。考虑到云母的耐磨性较好，与线头采用了银铜硬钎焊，耐高速又耐高温。考虑到云母的耐磨性较好，当换向片磨损后，云母片会凸起，影响到电刷与换向片的接触，因此有当换向片磨损后，云母片会凸起，影响到电刷与换向片的接触，因此有些微汽车使用的动机换向片之间的云母片规定割低些微汽车使用的动机换向片之间的云母片规定割低.。转。转子轴驱动端制有特殊的螺旋形花键，用以套装传动机构中单向离合器，子轴驱动端制有特殊的螺旋形花键，用以套装传动机构中单向离合器，转子与定子铁芯间隙，转子与定子铁芯间隙，普通起动机为普通起动机为.，减速型起动机减速型起动机为为.。上一页 下一页返回2021/9/1522.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机励磁绕组是由绕制在极靴周围的线带或线组成的电磁铁。极靴由厚铁块励磁绕组是由绕制在极靴周围的线带或线组成的电磁铁。极靴由厚铁块组成，励磁绕组被固定在起动机机壳内部，如组成，励磁绕组被固定在起动机机壳内部，如图图所示。所示。大多数起动机使用个励磁绕组，铁的极靴和铁的起动机机壳一起工作大多数起动机使用个励磁绕组，铁的极靴和铁的起动机机壳一起工作以增加和集中励磁绕组的磁场强度，如以增加和集中励磁绕组的磁场强度，如图图所示。在电流通过励所示。在电流通过励磁绕组时，建立了强的静止电磁场，磁场由基于绕制在极靴周围的绕组磁绕组时，建立了强的静止电磁场，磁场由基于绕制在极靴周围的绕组的方向的极和极，励磁绕组的极性交替以产生相长的磁场。在任何的方向的极和极，励磁绕组的极性交替以产生相长的磁场。在任何一种直流电动机中，由三种把励磁绕组与电枢连接的方法包括串联、并一种直流电动机中，由三种把励磁绕组与电枢连接的方法包括串联、并联或使用串联和并联两者复合连接。联或使用串联和并联两者复合连接。上一页 下一页返回2021/9/1523.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机.电刷端盖与驱动端盖电刷端盖与驱动端盖电刷端盖一般用浇铸或冲压法制成，盖内装有四个电刷架及电刷。其中，电刷端盖一般用浇铸或冲压法制成，盖内装有四个电刷架及电刷。其中，两只搭铁电刷利用与端盖相通的电刷架搭铁，另外两只电刷的电刷架则两只搭铁电刷利用与端盖相通的电刷架搭铁，另外两只电刷的电刷架则与端盖绝缘，绝缘电刷引线与励磁绕组的一个端头相连接，如与端盖绝缘，绝缘电刷引线与励磁绕组的一个端头相连接，如图图所示。起动机电刷通常用铜粉（所示。起动机电刷通常用铜粉（）和石墨粉压制而成，和石墨粉压制而成，以减少电阻并提高耐磨性。电刷架上有盘形弹簧，用以压紧电刷。驱动以减少电阻并提高耐磨性。电刷架上有盘形弹簧，用以压紧电刷。驱动端盖上有拨叉座和驱动齿轮补程调整螺钉，还有支撑拨叉的轴销孔。为端盖上有拨叉座和驱动齿轮补程调整螺钉，还有支撑拨叉的轴销孔。为了避免电枢轴（转子轴）了避免电枢轴（转子轴）弯曲变形，一些起动机装有中向支撑板，端盖弯曲变形，一些起动机装有中向支撑板，端盖及中间支撑板上的轴承多采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承。轴承采用及中间支撑板上的轴承多采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承。轴承采用滑动式（俗称滑动式（俗称“铜套铜套”），以承受起动机工作时的冲击性载荷。），以承受起动机工作时的冲击性载荷。上一页 下一页返回2021/9/1524.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机有些减速型起动机采用球轴承，两端盖与机壳靠两个较长的穿心连接螺有些减速型起动机采用球轴承，两端盖与机壳靠两个较长的穿心连接螺栓将起动机组装成一个整体，端盖与机壳间接合面上一般制有对接用安栓将起动机组装成一个整体，端盖与机壳间接合面上一般制有对接用安装记号。装记号。.换向器换向器换向器的作用是将通入电刷的直流电流转换为电枢绕组中导体所需的交换向器的作用是将通入电刷的直流电流转换为电枢绕组中导体所需的交变电流，以使不同磁极下导体中电流的方向保持不变。换向器结构由截变电流，以使不同磁极下导体中电流的方向保持不变。换向器结构由截面呈燕尾形的铜片围合而成，该燕尾形铜片称为换向片。换向片与换向面呈燕尾形的铜片围合而成，该燕尾形铜片称为换向片。换向片与换向片之间，以及换向片与轴套、压环之间均用云母绝缘，由于云母的耐磨片之间，以及换向片与轴套、压环之间均用云母绝缘，由于云母的耐磨性较好，当换向片磨损后，云母片就会凸起，影响电刷与换向片的接触，性较好，当换向片磨损后，云母片就会凸起，影响电刷与换向片的接触，因此有些汽车使用的起动机云母片低于换向片因此有些汽车使用的起动机云母片低于换向片.。上一页 下一页返回2021/9/1525.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机.电刷与刷架电刷与刷架电刷和换向器配合使用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，将电流引入电刷和换向器配合使用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，将电流引入电枢，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向连续转动。电刷一般为铜电枢，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向连续转动。电刷一般为铜和石墨压制而成，有利于减小电阻，提高导电和耐磨性能。起动机电刷和石墨压制而成，有利于减小电阻，提高导电和耐磨性能。起动机电刷的含铜量为左右，石墨含量为左右。电刷装在端盖上的电的含铜量为左右，石墨含量为左右。电刷装在端盖上的电刷架中，如刷架中，如图图所示。电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的所示。电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力以保持配合，电刷弹簧的压力一般为。通常电动机内压力以保持配合，电刷弹簧的压力一般为。通常电动机内装有个电刷架，固定在支架或端盖上。直接固定在支架或端盖上的电装有个电刷架，固定在支架或端盖上。直接固定在支架或端盖上的电刷架称为搭铁电刷架或负电刷架，安装在两个负电刷架中的电刷称为负刷架称为搭铁电刷架或负电刷架，安装在两个负电刷架中的电刷称为负电刷。用绝缘垫片将电刷架绝缘固定在电刷支架或端盖上的电刷架称为电刷。用绝缘垫片将电刷架绝缘固定在电刷支架或端盖上的电刷架称为正电刷架，安装在两个正电刷架内的电刷称为正电刷。正电刷架，安装在两个正电刷架内的电刷称为正电刷。上一页 下一页返回2021/9/1526.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机.直流电动机类型直流电动机类型直流电动机按励磁方式可分为永磁式和电磁式两大类，电磁式按励磁绕直流电动机按励磁方式可分为永磁式和电磁式两大类，电磁式按励磁绕组与电枢绕组的连接关系又可分为并励式、串励式和复励式三种，如组与电枢绕组的连接关系又可分为并励式、串励式和复励式三种，如图图所示，下面分别简述。所示，下面分别简述。.并励式并励式永磁式直流电动机磁极磁通工作时保持不变，并励式直流电动机励磁绕永磁式直流电动机磁极磁通工作时保持不变，并励式直流电动机励磁绕组与电枢绕组并联在同一电源上，若外电压不变，励磁电阻不变，则每组与电枢绕组并联在同一电源上，若外电压不变，励磁电阻不变，则每极磁通也基本不变。故永磁式和并励式的电动机转速与转矩之间的关系极磁通也基本不变。故永磁式和并励式的电动机转速与转矩之间的关系基本相同，转速将随转矩的增加而近似地按线性规律下降，但下降很小，基本相同，转速将随转矩的增加而近似地按线性规律下降，但下降很小，即它们是有较即它们是有较“硬硬”的机械特性，适应性能较差，永磁、并励式直流电的机械特性，适应性能较差，永磁、并励式直流电动机常用于减速型起动机。动机常用于减速型起动机。上一页 下一页返回2021/9/1527.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机.串励式串励式串励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相串联。串励式绕组的导线粗、串励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相串联。串励式绕组的导线粗、匝数少、电阻小、电压降及损耗较小。串励式直流电动机电枢电流等于匝数少、电阻小、电压降及损耗较小。串励式直流电动机电枢电流等于励磁绕组电流，并与总电流相等，串励式电动机具有启动转矩大、轻载励磁绕组电流，并与总电流相等，串励式电动机具有启动转矩大、轻载转速高、重载转速低、短时间内能输出最大功率等特点，具有较转速高、重载转速低、短时间内能输出最大功率等特点，具有较“软软”的机械特性，适用于直接驱动式起动机。的机械特性，适用于直接驱动式起动机。.复励式复励式复励式直流电动机的磁极上有两个励磁绕组，一个同电枢串联，另一个复励式直流电动机的磁极上有两个励磁绕组，一个同电枢串联，另一个则同电枢并联。则同电枢并联。上一页 下一页返回2021/9/1528.起动机用的直流电动机起动机用的直流电动机复励式直流电动机在空载运行的情况下与并励电动机相似，加了负载后，复励式直流电动机在空载运行的情况下与并励电动机相似，加了负载后，串励绕组的磁场将随负载的增加而加强，运行情况接近串励电动机，因串励绕组的磁场将随负载的增加而加强，运行情况接近串励电动机，因此它的机械特性比并励式此它的机械特性比并励式“软软”、较串励式、较串励式“硬硬”，复励式直流电动机，复励式直流电动机适用于大功率起动机。适用于大功率起动机。上一页返回2021/9/1529.直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理直流电动机是将电能转换为机械能的装置，其作用是产生发动机启动时直流电动机是将电能转换为机械能的装置，其作用是产生发动机启动时所需要的电磁转矩。直流电动机是根据载流导体在磁场中受力运动的原所需要的电磁转矩。直流电动机是根据载流导体在磁场中受力运动的原理设计而成，上一节里已介绍直流电动机由磁铁、磁极绕组、电枢转子理设计而成，上一节里已介绍直流电动机由磁铁、磁极绕组、电枢转子等部件组成。磁铁的磁力线从北极流到南极，如等部件组成。磁铁的磁力线从北极流到南极，如图图所示。如果所示。如果将一根通电导体放进磁场，就形成两个磁场，在导体下边的磁力线方向将一根通电导体放进磁场，就形成两个磁场，在导体下边的磁力线方向相同，磁力线的磁通密度变浓而产生较强的磁场，这是因为方向相同、相同，磁力线的磁通密度变浓而产生较强的磁场，这是因为方向相同、磁场得到加强，在导体上边的磁力线彼此方向相反磁场减弱，导体从强磁场得到加强，在导体上边的磁力线彼此方向相反磁场减弱，导体从强磁场到弱磁场移动或旋转，这就是起动机将电能转换为机械能的原理。磁场到弱磁场移动或旋转，这就是起动机将电能转换为机械能的原理。如如图图是原始电磁式起动机的基本结构，由磁极和磁极绕组、电是原始电磁式起动机的基本结构，由磁极和磁极绕组、电枢绕组、换向器等部件组成。枢绕组、换向器等部件组成。下一页返回2021/9/1530.直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理电枢绕组在磁极绕组内做旋转运动，当电流流过磁极绕组和电枢绕组时电枢绕组在磁极绕组内做旋转运动，当电流流过磁极绕组和电枢绕组时形成了两个电磁场，磁极磁场中的磁力线从北极流到南极，而在电枢磁形成了两个电磁场，磁极磁场中的磁力线从北极流到南极，而在电枢磁场中线匝一侧的环形磁力线与磁极磁场的磁力线同方向，磁通量大、磁场中线匝一侧的环形磁力线与磁极磁场的磁力线同方向，磁通量大、磁力线变密、电枢线匝的另一侧的环形磁力线与磁极绕组磁场的磁力线方力线变密、电枢线匝的另一侧的环形磁力线与磁极绕组磁场的磁力线方向是相反的，磁场减弱、磁力线减少变稀，至此电枢电流建立了一个围向是相反的，磁场减弱、磁力线减少变稀，至此电枢电流建立了一个围绕线匝的磁场，此磁场与磁极磁场相互作用，将转动力施加于电枢线匝，绕线匝的磁场，此磁场与磁极磁场相互作用，将转动力施加于电枢线匝，使线匝朝弱磁场方向转动，如使线匝朝弱磁场方向转动，如图图所示。所示。上一页 下一页返回2021/9/1531.直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理只是电枢受到限制不能多转，因为电枢转到磁极中间时磁场便互相平衡只是电枢受到限制不能多转，因为电枢转到磁极中间时磁场便互相平衡了，为使电枢继续转动，电枢线匝中的电流流动方向必须反过来，要实了，为使电枢继续转动，电枢线匝中的电流流动方向必须反过来，要实现电流换向，开口的环形换向器分别与电枢线匝的线端连接。进出电枢现电流换向，开口的环形换向器分别与电枢线匝的线端连接。进出电枢线匝的电流经过一副在换向器铜片上滑动接触的炭刷，由于换向器的一线匝的电流经过一副在换向器铜片上滑动接触的炭刷，由于换向器的一半环到另一半环接触炭刷，电枢匝线中的电流流向便反过来了。电枢线半环到另一半环接触炭刷，电枢匝线中的电流流向便反过来了。电枢线匝电流换向一直延续，除非电流流动被切断。匝电流换向一直延续，除非电流流动被切断。单线匝电动机产生不了足以驱动发动机运转的转矩，必须增加线匝才能单线匝电动机产生不了足以驱动发动机运转的转矩，必须增加线匝才能增加功率，所以电枢一般制成有许多线匝，每一线匝与相应的换向器铜增加功率，所以电枢一般制成有许多线匝，每一线匝与相应的换向器铜片连接的电枢如片连接的电枢如图图所示，它有个与换向器接触的炭刷，其中所示，它有个与换向器接触的炭刷，其中两个炭刷通过机壳搭铁，另两个与机壳绝缘，电枢两端有滑动轴承。两个炭刷通过机壳搭铁，另两个与机壳绝缘，电枢两端有滑动轴承。上一页返回2021/9/1532.起动机起动机构起动机起动机构起动机起动机构的作用是驱动发动机曲柄连杆机构的飞轮旋转，飞轮再起动机起动机构的作用是驱动发动机曲柄连杆机构的飞轮旋转，飞轮再带动曲轴旋转，从而使活塞连杆组上下往复运动。它的结构式起动机前带动曲轴旋转，从而使活塞连杆组上下往复运动。它的结构式起动机前端有一驱动小齿轮（称为起动机驱动齿轮），与飞轮齿圈相啮合，如端有一驱动小齿轮（称为起动机驱动齿轮），与飞轮齿圈相啮合，如图图所示。所示。起动机的驱动齿轮的后端是单向离合器，如起动机的驱动齿轮的后端是单向离