[工学]汽车电器第三章 起动机
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说明：
（1）电动机开关接通，吸引线圈被短路； （2）驱动齿轮与飞轮啮合抵触时，压缩离合器缓 冲弹簧。 （3）电枢轴尾部装限位环，转嫁冲击力。 （4）齿轮“咬死”，压缩拨叉环前移断电保护。
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2.点火开关退出起动档位
继电器线圈断电，触点张开—吸、保线圈断电，引铁后 移—电动机电路切断；附加电阻开关断开；驱动齿轮与飞 轮分离。
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三、起动机型号（5部分） 名称代号； 电压等级代号； 功率等级代号； 设计序号； 变型代号；
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□—□—□—□—□
字母— 数字—数字—数字—字母 汉语拼音—名称代号 QD—普通型起动机 QDJ—减速起动机 QDY—永磁起动机 电压等级代号： 1-12V； 2-24V；
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功率等级代号（数字表示）： 2-1～2kw 6-5～6kw 3-2～3kw 7-6～7kw 4-3～4kw 8-7～8kw 5-4～5kw 9-＞8kw
举例 QD124 工作电压12V、功率1～2kw、 第4次设计的普通型起动机；
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第二节 起动机的结构、工作原理及特性
直流电动机、传动机构、控制装置；
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直流电动机 —通电产生转矩；
传动机构 —传递转矩；
控制装置 —控制转矩的产生和传递时机；
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一、直流电动机 （一）直流电动机工作原理
起动电路 几种不同控制方式
1.点火开关直接控制方式
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2.带有起动继电器的控制方式
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3.带有起动保护继电器的控制方式
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4.受自动变速器P、N位开关控制方式
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5.带有防盗系统的控制方式
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第四节 减速起动机
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一、减速起动机与普通起动机区别 1.普通起动机 驱动齿轮转速=电枢轴转速 2.减速起动机 驱动齿轮转速＜电枢轴转速 3.设置减速齿轮机构
电能——机械能
1.通电导体在磁场中 会运动；
2.通电线框在磁场中 会旋转运动；
3.转矩与下列因素有 关：
M=Cm．Φ．IS
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4.磁场采用电磁场，电动机采用串激式
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（二）直流电动机转矩自动调节过程
通电导体在磁场中运动 切割磁力线，将产生电 动势，方向与通入电流 相反，阻碍电流流动--反电动势Ef：
M=Cm.Φ.IS =C.IS2
U -IS.RS n = ————
Ce.φ
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3.特性曲线特点
轻载转速高，重载转速低；起动转矩大； —该特点恰好满足起动发动机的需要
起动初：阻力矩最大；但n=0， Is最大，起动 机输出转矩最大—恰好适应。
起动中：阻力矩减小；但n上升，Is减小，起 动机输出转矩减小，因为转速升高—更便于起 动。
单向离合器加速磨损； 消耗蓄电池电能； 2.汽车行驶中误接通起动开关 驱动齿轮与高速旋转飞轮强行啮合；
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二、采取的起动保护措施 1.设置组合继电器
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组合继电器由 起动继电器和充 电指示控制继电 器组成。
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2.起动保护电路
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起 动 保 护 电 路 连 接
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二、传动机构 （一）功用
1.减速增扭 — 小齿轮驱动大齿轮； 2.单方向传递转矩 — 设置单向离合器；
单向离合器型式： 滚柱式； 摩擦片式； 弹簧式；
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（二）滚柱式单向离合器
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起动时，驱动齿轮主动，飞轮被动起动机转矩传至飞轮；
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发动机起动后，将驱动齿轮与电枢轴连系切断；
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2.行星齿轮传动——拨叉式
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第五节 起动机的检修与试验 一、检修的一般步骤 1.清洁 2.初步检查 确定故障性质、修理范围。 3.分解起动机 4.进行零件检验、修理或更换 5.装配 6.试验
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二、检修的一般内容 （一）磁场绕组的检修 1.断路的检查
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铁心： 硅钢片叠成，外缘切口形成线槽。 （19、21、23）
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绕组：铜条、单匝、波绕
换向器：铜制，片间云母绝缘； 换向器片数 = 绕组数
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3.电刷及电刷架
四只电刷，铜石墨制成。安装在电刷架内，两 只绝缘（连接磁场绕组），两只搭铁。
电刷架铆装在前端盖
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电刷架铆装 在支撑板
Ef = Ce.φ.n
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电动机转动，电压平衡方程： U = Ef+IS.RS
U - Ef IS = ————
RS可见： IS将随n↑而↓；
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分析： 阻力矩Me↑时，n↓、Ef↓、IS↑、M↑= Me -低速稳定运转。
阻力矩Me↓时，n↑、Ef↑、IS ↓、M↓= Me -高速稳定运转。
（一）空转试验 检测空转转速、电流；
（二）制动试验 检测制动转矩、电流；
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二、减速起动机优点 1.比功率增加 2.起动转矩大 3.消耗蓄电池电能少
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三、减速起动机结构特点 （一）电动机
1.磁场 小功率＜1.9kw—永磁磁场（6极）； 大功率＞1.9kw—电磁场（6极）；
2.电枢 全塑换向器； 绕组端子钎焊； 平轴承或滚珠轴承支撑；
（二）减速齿轮机构
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1.外啮合减速齿轮机构——直动齿轮 式
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丰田5A发动机起动机安装位置
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一、起动系统的组成
起动 继电器
起动机
起
动
蓄 电
开 关
池
蓄电池、起动机、起动继电器、起动开关；
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二、起动机类型
• 1.按照控制方式：机械控制式和电磁控 制式
• 2.按照传动机构啮合方式：惯性啮合式、 强制啮合式、
• 3.按照励磁方式：永磁式和励磁式
（四）串励式直流电动机机械特性
1.定义
U=常数=12V，励磁绕组电阻Rj=常数，研 究转速与转矩之间关系。
即： n=f（M）
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2.特性曲线及分析 U = Ef+IS.RS Ef = Ce.φ.n U -IS.RS n = ———— Ce.φ
M = Cm．Φ．IS，磁极磁通未饱和时： φ=k.Ij=k.IS,所以，当IS ↑时：
可见 ：当负载变化时，电动机转速、电 枢电流、输出转矩，均会作出相应的变化， 以满足不同负载的需要。
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（三）直流电动机的结构
机壳、磁极、励磁绕组、电枢、电刷及电刷架 、 前端盖、后端盖、轴承等；
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1.磁场部分
机壳、磁极、励磁绕组；
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（1）机壳
钢板卷压,安装磁 极（并导磁），固 装机件；
（4）点火开关拨至起动档位后，电磁开关中的 引铁连续撞击运动，电动机并不转动。
保持线圈断路； 蓄电池亏电； 起动继电器张开电压过高；
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保持线圈断路、蓄电池亏电、张开电压过高；
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起 动 电 路 连 接
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第三节 起动机的起动保护电路
一、发动机起动后易出现的两种情况 1.发动机起动后未及时放松起动开关
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三、控制装置 （电磁开关）
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拨叉
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（一）功用 控制电动机电路的接通和切断； 控制驱动齿轮与曲轴飞轮的啮合和分离；
（二）组成 1.铜套：
内装固定铁心和引铁。引铁前端驱动触盘，后端拉 动拨叉。外绕吸引线圈和保持线圈。
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直流电动机
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传动机构、蓄电池、电动机开关、附加电 阻短路开关
2.短路和搭铁的检查
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（二）电枢绕组的检修 断路、搭铁；
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（三）单向离合器的检查 单方向传递动力 （四）换向器的检查 烧蚀、片间云母
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（五）电刷及架的检查 1.电刷高度检查
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2.电刷弹簧 弹力的检查
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3.电刷架绝缘、搭铁的检查
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三、起动机的试验
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3.故障分析
（1）点火开关拨至起动档位后，电动机并不转动。
电动机空转—实验电磁开关—短路起动继电 器—短路点火开关；
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（2）起动机转动无力 装配过紧；轴承松旷；轴向间隙过大； 电路连接不良；蓄电池亏电。
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（3）点火开关拨至起动档位后，电动机空转 单向离合器打滑； 电动机开关接通时机过早； 齿轮磨损超过极限；
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拨叉、引铁、回位弹簧、铜套、固定铁心、触盘
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吸拉线圈
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保持线圈、控制开关
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2.起动继电器
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3.起动开关（点火开关）
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（三）工作过程
1.点火开关拨至起动档位
继电器线圈通电，触点闭合，吸、保线圈通电，引铁前 移—电动机电路接通；附加电阻开关闭合；驱动齿轮与 飞轮啮合。
第三章 起动机
• 1.概述 • 2.电动机工作原理 • 3.起动机的组成和结构 • 4.新型起动机（减速起动机）
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第一节 概 述 汽车发动机进入正常的工作循环，必须借助外力起 动：
人力 — 手摇（辅助） 电力 — 起动机（主要）
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电力起动系统
1.蓄电池 2.搭铁电缆 3.起动电缆 4.起动机 5.曲轴飞轮 6.起动开关 7.起动继电器
机壳上设有一绝 缘接柱。
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（2）磁极 四个磁极， 固装在机壳 内。通电励 磁后形成不 同的磁极极 性。
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（3）励磁绕组
励磁绕组数量与磁极 相配，铜条绕制。
励磁绕组两两串联而 后并联，再与电枢绕组 串联---串激式。
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2.电枢部分
换向器
铁心
电枢轴
电枢绕组
电枢轴上制有螺旋键槽，驱动传动机构。
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说明：
（1）电动机开关接通，吸引线圈被短路； （2）驱动齿轮与飞轮啮合抵触时，压缩离合器缓 冲弹簧。 （3）电枢轴尾部装限位环，转嫁冲击力。 （4）齿轮“咬死”，压缩拨叉环前移断电保护。
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2.点火开关退出起动档位
继电器线圈断电，触点张开—吸、保线圈断电，引铁后 移—电动机电路切断；附加电阻开关断开；驱动齿轮与飞 轮分离。
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三、起动机型号（5部分） 名称代号； 电压等级代号； 功率等级代号； 设计序号； 变型代号；
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□—□—□—□—□
字母— 数字—数字—数字—字母 汉语拼音—名称代号 QD—普通型起动机 QDJ—减速起动机 QDY—永磁起动机 电压等级代号： 1-12V； 2-24V；
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功率等级代号（数字表示）： 2-1～2kw 6-5～6kw 3-2～3kw 7-6～7kw 4-3～4kw 8-7～8kw 5-4～5kw 9-＞8kw
举例 QD124 工作电压12V、功率1～2kw、 第4次设计的普通型起动机；
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第二节 起动机的结构、工作原理及特性
直流电动机、传动机构、控制装置；
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直流电动机 —通电产生转矩；
传动机构 —传递转矩；
控制装置 —控制转矩的产生和传递时机；
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一、直流电动机 （一）直流电动机工作原理
起动电路 几种不同控制方式
1.点火开关直接控制方式
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2.带有起动继电器的控制方式
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3.带有起动保护继电器的控制方式
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4.受自动变速器P、N位开关控制方式
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5.带有防盗系统的控制方式
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第四节 减速起动机
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一、减速起动机与普通起动机区别 1.普通起动机 驱动齿轮转速=电枢轴转速 2.减速起动机 驱动齿轮转速＜电枢轴转速 3.设置减速齿轮机构
电能——机械能
1.通电导体在磁场中 会运动；
2.通电线框在磁场中 会旋转运动；
3.转矩与下列因素有 关：
M=Cm．Φ．IS
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4.磁场采用电磁场，电动机采用串激式
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（二）直流电动机转矩自动调节过程
通电导体在磁场中运动 切割磁力线，将产生电 动势，方向与通入电流 相反，阻碍电流流动--反电动势Ef：
M=Cm.Φ.IS =C.IS2
U -IS.RS n = ————
Ce.φ
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3.特性曲线特点
轻载转速高，重载转速低；起动转矩大； —该特点恰好满足起动发动机的需要
起动初：阻力矩最大；但n=0， Is最大，起动 机输出转矩最大—恰好适应。
起动中：阻力矩减小；但n上升，Is减小，起 动机输出转矩减小，因为转速升高—更便于起 动。
单向离合器加速磨损； 消耗蓄电池电能； 2.汽车行驶中误接通起动开关 驱动齿轮与高速旋转飞轮强行啮合；
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二、采取的起动保护措施 1.设置组合继电器
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组合继电器由 起动继电器和充 电指示控制继电 器组成。
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2.起动保护电路
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起 动 保 护 电 路 连 接
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二、传动机构 （一）功用
1.减速增扭 — 小齿轮驱动大齿轮； 2.单方向传递转矩 — 设置单向离合器；
单向离合器型式： 滚柱式； 摩擦片式； 弹簧式；
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（二）滚柱式单向离合器
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起动时，驱动齿轮主动，飞轮被动起动机转矩传至飞轮；
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发动机起动后，将驱动齿轮与电枢轴连系切断；
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2.行星齿轮传动——拨叉式
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第五节 起动机的检修与试验 一、检修的一般步骤 1.清洁 2.初步检查 确定故障性质、修理范围。 3.分解起动机 4.进行零件检验、修理或更换 5.装配 6.试验
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二、检修的一般内容 （一）磁场绕组的检修 1.断路的检查
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铁心： 硅钢片叠成，外缘切口形成线槽。 （19、21、23）
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绕组：铜条、单匝、波绕
换向器：铜制，片间云母绝缘； 换向器片数 = 绕组数
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3.电刷及电刷架
四只电刷，铜石墨制成。安装在电刷架内，两 只绝缘（连接磁场绕组），两只搭铁。
电刷架铆装在前端盖
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电刷架铆装 在支撑板
Ef = Ce.φ.n
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电动机转动，电压平衡方程： U = Ef+IS.RS
U - Ef IS = ————
RS可见： IS将随n↑而↓；
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分析： 阻力矩Me↑时，n↓、Ef↓、IS↑、M↑= Me -低速稳定运转。
阻力矩Me↓时，n↑、Ef↑、IS ↓、M↓= Me -高速稳定运转。
（一）空转试验 检测空转转速、电流；
（二）制动试验 检测制动转矩、电流；
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二、减速起动机优点 1.比功率增加 2.起动转矩大 3.消耗蓄电池电能少
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三、减速起动机结构特点 （一）电动机
1.磁场 小功率＜1.9kw—永磁磁场（6极）； 大功率＞1.9kw—电磁场（6极）；
2.电枢 全塑换向器； 绕组端子钎焊； 平轴承或滚珠轴承支撑；
（二）减速齿轮机构
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1.外啮合减速齿轮机构——直动齿轮 式
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丰田5A发动机起动机安装位置
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一、起动系统的组成
起动 继电器
起动机
起
动
蓄 电
开 关
池
蓄电池、起动机、起动继电器、起动开关；
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二、起动机类型
• 1.按照控制方式：机械控制式和电磁控 制式
• 2.按照传动机构啮合方式：惯性啮合式、 强制啮合式、
• 3.按照励磁方式：永磁式和励磁式
（四）串励式直流电动机机械特性
1.定义
U=常数=12V，励磁绕组电阻Rj=常数，研 究转速与转矩之间关系。
即： n=f（M）
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2.特性曲线及分析 U = Ef+IS.RS Ef = Ce.φ.n U -IS.RS n = ———— Ce.φ
M = Cm．Φ．IS，磁极磁通未饱和时： φ=k.Ij=k.IS,所以，当IS ↑时：
可见 ：当负载变化时，电动机转速、电 枢电流、输出转矩，均会作出相应的变化， 以满足不同负载的需要。
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（三）直流电动机的结构
机壳、磁极、励磁绕组、电枢、电刷及电刷架 、 前端盖、后端盖、轴承等；
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1.磁场部分
机壳、磁极、励磁绕组；
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（1）机壳
钢板卷压,安装磁 极（并导磁），固 装机件；
（4）点火开关拨至起动档位后，电磁开关中的 引铁连续撞击运动，电动机并不转动。
保持线圈断路； 蓄电池亏电； 起动继电器张开电压过高；
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保持线圈断路、蓄电池亏电、张开电压过高；
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起 动 电 路 连 接
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第三节 起动机的起动保护电路
一、发动机起动后易出现的两种情况 1.发动机起动后未及时放松起动开关
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三、控制装置 （电磁开关）
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拨叉
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（一）功用 控制电动机电路的接通和切断； 控制驱动齿轮与曲轴飞轮的啮合和分离；
（二）组成 1.铜套：
内装固定铁心和引铁。引铁前端驱动触盘，后端拉 动拨叉。外绕吸引线圈和保持线圈。
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直流电动机
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传动机构、蓄电池、电动机开关、附加电 阻短路开关
2.短路和搭铁的检查
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（二）电枢绕组的检修 断路、搭铁；
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（三）单向离合器的检查 单方向传递动力 （四）换向器的检查 烧蚀、片间云母
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（五）电刷及架的检查 1.电刷高度检查
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2.电刷弹簧 弹力的检查
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3.电刷架绝缘、搭铁的检查
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三、起动机的试验
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3.故障分析
（1）点火开关拨至起动档位后，电动机并不转动。
电动机空转—实验电磁开关—短路起动继电 器—短路点火开关；
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（2）起动机转动无力 装配过紧；轴承松旷；轴向间隙过大； 电路连接不良；蓄电池亏电。
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（3）点火开关拨至起动档位后，电动机空转 单向离合器打滑； 电动机开关接通时机过早； 齿轮磨损超过极限；
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拨叉、引铁、回位弹簧、铜套、固定铁心、触盘
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吸拉线圈
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保持线圈、控制开关
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2.起动继电器
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3.起动开关（点火开关）
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（三）工作过程
1.点火开关拨至起动档位
继电器线圈通电，触点闭合，吸、保线圈通电，引铁前 移—电动机电路接通；附加电阻开关闭合；驱动齿轮与 飞轮啮合。
第三章 起动机
• 1.概述 • 2.电动机工作原理 • 3.起动机的组成和结构 • 4.新型起动机（减速起动机）
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第一节 概 述 汽车发动机进入正常的工作循环，必须借助外力起 动：
人力 — 手摇（辅助） 电力 — 起动机（主要）
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电力起动系统
1.蓄电池 2.搭铁电缆 3.起动电缆 4.起动机 5.曲轴飞轮 6.起动开关 7.起动继电器
机壳上设有一绝 缘接柱。
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（2）磁极 四个磁极， 固装在机壳 内。通电励 磁后形成不 同的磁极极 性。
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（3）励磁绕组
励磁绕组数量与磁极 相配，铜条绕制。
励磁绕组两两串联而 后并联，再与电枢绕组 串联---串激式。
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2.电枢部分
换向器
铁心
电枢轴
电枢绕组
电枢轴上制有螺旋键槽，驱动传动机构。