汽车电器知识第4章起动机功能与结构

第四章起动机功能及结构

第一节起动机的功能

汽车装用的汽油发动机或柴油发动机属于燃机，其本身不能起动，必须借助外力，才能开始运转，并完成发动机最基本的动作－进气、压缩、爆发及排气。

发动机所借助的外力一般是指以蓄电池为电源的直流电动机，人们把起动发动机用的这种电动机称为起动机。

起动机与普通直流电动机的最大区别在于：起动机是一种带有与发动机啮合、脱开机构的电动机。首先看一下发动机的起动过程，开始起动机是静止的，必须向起动机通电使其旋转,同时起动机还要与发动机短时间地连在一起，即起动机小齿轮与飞轮齿环啮合，带动发动机旋转，当发动机已被起动，可以靠自身的力量旋转时，就应立即脱开起动机与发动机的连接机构。若发动机起动之后，仍与起动机连接在一起的话，发动机反过来就要带动起动机旋转，当发动机转速升高时，就会带动起动机高速运转，甚至损坏起动机的零部件。因此发动机被起动的同时，必须使发动机和起动机分离。由此可以看出，起动机结构要比普通直流电动机复杂得多。

一、起动机的型号

根据中华人民国行业标准<>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. 电压等级代号

1表示12V ；2表示24V 。

3.功率等级代号

功率等级代号含义见下表

4.设计序号(1-2位)

5.变型代号（省略、A 、B 、C 、D 、E 、F 、---Y 、Z ） 例如：QD263Y （24V 、4.5KW ）

QD1538(12V 、3.2KW)

QDJ131(12V 、2.2KW)

二、起动机的特点：

①体积小、功率大

由于发动机结构本身的特点，不可能给附件以充分的空间，与普通电动机相比，体积、重量为同功率电动机的1／10左右；其次其“饭量”也相当惊人，12V 、2.5kW 的起

动机，在每次起动时要吃进600A左右的电流，其电流密度为普通电动机的3～5倍。

②工作时间短

按起动机技术条件规定，每次起动时间不超过5秒，属于短时定额工作制。

③性能受电源影响

从起动机的输出功率来看，因为起动机是以蓄电池为电源的，所以蓄电池的容量越大，起动机的输出功率越大。采用小容量或充电状态很差的蓄电池，起动机将达不到设计的输出功率。

第二节起动机结构

一、起动机结构型式

起动机是由产生转矩的电机部分、与发动机啮合及脱开的机构组成。即由直流电动机、传动机构、控制装置三部分组成。

QD263Y型起动机由三部分共八大件组成：

直流电动机部分有五大件组成，分别为：前盖装配、中盖装配、电枢装配、定子装配、后盖装配；

传动机构部分有两大件组成，分别为：移动叉装配、单向器；

控制装置由（起动开关、起动继电器）、电磁开关组成。

其它还有13个零件(防护带、连接片、挡圈、销轴、电

刷、螺栓等)及28个标准件组成。

QD263Y起动机外形图

起动机结构见图1。

1-连接片2-紧固螺栓3-后盖装配4-防护盖5-定子装配6-电枢装配7-前盖装配8-单向器9-挡圈10-中盖装配11-移动叉装配

14-电磁开关

图1

1、直流电动机部分

作用：

产生电磁转矩。

（1）前盖装配

前盖装配由前盖及铜衬组成，前盖的材料一般为球墨铸铁QT450-10，铜衬为铜基粉末冶金含油轴衬，它起着支撑电枢及连接发动机的作用。见图2。

图2

（2）中盖装配

由中盖板及铜衬组成，起支撑电枢的作用。见图3。

图3

中盖板用厚度2毫米的ST12冷轧板料深拉伸成形加工。

（3）电枢装配（见图4）

电枢装配包括全塑换向器、轴、铁芯和电枢绕组等。起着产生转矩的作用。全塑换向器和铁芯通过过盈配合压装在轴上，电枢绕组则嵌装在铁芯。为了获得足够的转矩，通过电枢绕组的电流很大，一般可达200～1500A，故电枢绕组采用较粗的矩形裸铜线制造，为了防止裸铜线绕组短路，在铜线与铜线及铜线与铁芯之间，均用耐高温性能好的DMD 绝缘纸隔开。较粗的裸铜线在高速旋转时，可能会因离心力作用而被甩出，故在铁芯两侧用无纬带将裸铜线扎紧。电枢端部均点焊在全塑换向器上，全塑换向器由铜片和酚醛塑料

叠压而成。见图5。

图4电枢装配

图5全塑换向器

（4）定子装配（见图6）

定子装配由磁极铁芯（见图7）、机壳（见图8）、励磁绕组（见图9）组成。

图6定子装配

图7磁极铁芯

图8机壳

图9励磁绕组

定子装配作用是产生磁场，与电枢装配一起构成完整的磁路。磁极铁芯一般为4个，磁极铁芯上装有用铜线绕制的励磁绕组，励磁绕组互相连接后，再经过电刷和换向器与电枢绕组“串联”，“串激”式起动机的名称由此而来。

汽车用起动机的直流电动机的励磁方式有：串励式和复励式两种。要求零件的机械强度高，励磁绕组电路电阻小。

我公司励磁绕组一般采用“两组绕组分别串联后再并联”简称“两串两并”式。这种接法可以增大起动电流，提高起动机转矩。磁路见图10。绕组的连接型式见图11。

图10磁路

四个励磁绕组串联两串两并

图11绕组的连接型式

（5）后盖装配

后盖装配由后盖、刷架、刷簧、铜衬组成，起支撑作用。刷架装有电刷，电刷一般为金属石墨电刷，12V 电机电刷牌号为J487或J488，24V电机电刷牌号为J205。见图12。

图12

2、传动机构部分

作用：

起动发动机时，移动叉使起动机的单向器和发动机飞轮齿圈啮合，将电动机的转矩传给飞轮；发动机起动后，自动切断动力传递，防止电动机被发动机反拖动，超速旋转而破坏。由于起动机小齿轮与飞轮齿圈之间的传动比很大，因此，在传动机构中设置了单向器，在发动机起动时,使起动机的小齿轮啮合入飞轮齿圈,将起动机转矩传给发动机曲轴，在发动机起动后,使起动机自动脱开飞轮齿圈。

（1）移动叉装配