汽车启动电路原理与维修
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• M<Mz→n↓→Ef↓→Is↑→M↑→M=Mz，达到新的稳定； • 若直流电动机的工作负载减小，则出现如下的变化： • M>Mz→n↑→Ef↑→Is↓→M↓→M=Mz，达到新的稳定。
• 可见，当负载变化时，电动机能通过转速、电流和转矩的自动变 化来满足负载的需要，使之能在新的转速下稳定工作。因此直流 电动机具有自动调节转矩功能。
2.影响启动机功率的因素
（1）接触电阻和导线电阻 接触电阻大、导线截面积小或过长，都会造成较 大的电压降而使启动机功率下降。
（2）蓄电池的容量 蓄电池的容量愈小，则内阻愈大，启动时，在电 动机上的端电压就愈低，会引起启动机的输出功 率下降。
（3）温度 温度低时会引起蓄电池的容量下降，内阻变大,导 致启动机输出功率下降。
2.串激式直流电动机的特性
• (1)串激直流电动机的特点 • 1)起动转矩大 • 2)机械特性软 (即轻载转速高、重载 • 转速低) • 按磁场绕组与电抠绕组的连接方式的不
同，直流电动机可分为串激式、并激式和 复激式三种。汽车用的起动机大多为串激 式直流电动机。
2.串激式直流电动机的特性
(2) 直流电动机转矩特性 • 1)串激式转矩特性 • M= CmISΦ=C〞IS2
二、启动机的构造与工作原理
• 启动机的组成：
•
（一）直流电动机
•
（二）传动机构
•
（三）控制装置
（一）直流电动机
直流电动机的组成： １.磁极 2. 电枢 ３.电刷组件
１.磁极
磁极的功用是产生磁
场，由磁轭、磁场绕组和 外壳组成。
磁极通常采用四个磁
极，从而加强磁场增大转 矩。
功率超过7.35kw的启动机 一般采用6个磁极。每个磁极 上均套磁场绕组，通电充磁后 使N、S极相间排列，并利用外 壳形成磁路。
2. 电枢
• 由电枢轴、铁心、绕组及换向器组成。
３.电刷组件
电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧等组成。 (1)电刷架固定在电刷端盖上，电刷安放在电刷架内。 (2)负电刷：直接固定在负电刷架中的电刷称为负电刷； (3)正电刷架：用绝缘板将电刷架绝缘固定在电刷架盖
上的电刷架称为正电刷架， (4)正电刷：安装在正电刷架内的电刷称为正电刷。 (5)电刷弹簧：压在电刷上，其作用是保证电刷与换向
2.滚柱式单向离合器的结构与原理
• 1）滚柱式单向离合器的结构（如下图所示）
2.滚柱式单向离合器的结构与原理
2）工作原理：
启动发动机时，传动导管随电枢 轴旋转，带动十字块迫使滚柱位 于腔室窄端，将十字块和外座圈 卡紧成一体，迫使驱动齿轮与传 动导管一起旋转，将电枢产生的 电磁转矩传给驱动齿轮。发动机 启动后，曲轴飞轮带动驱动齿轮 高速旋转，迫使滚柱位于腔室宽 端，将驱动齿轮和传动导管分离， 防止电枢超速飞散。
Φ=C1IS C〞= CmC1
串激式直流电动机的 电磁转矩 M与电枢电流IS 的平方成正比。
2.串激式直流电动机的特性
• (2) 直流电动机转矩特性 • 2)并激式 转矩特性 • M= Cm Isφ= C′Is • 式常中数：；Cm-为电动机的结构 • C′=Cmφ，也为常数； • Is-电枢电流。 • 并激式直流电动机电磁转
• U=Ef+IsRs
• Ef=Ceφn
• Ef-反电动势；φ-磁通量； IS-电枢电流； • Rs-电枢回路电阻；Ce-为电机的结构常数
1.直流电动机工作原理
• （4）直流电动机转矩自动调节原理 • 在直流电动机刚接通电源的瞬间,电枢转速n为0，电枢反电动势
也为0，此时，电枢绕组中的电流达到最大值，即 Imax=U/Rs, 将 相应产生最大电磁转矩，即Mmax, 若此时的电磁转矩大于电动机 的阻力矩Mz，电枢就开始加速转动起来。随着电枢转速的上升， Ef增大，IS下降，电磁转矩M也就随之下降。当M下降至与Mz相 平衡(M=Mz)时，电枢就以此转速稳速运转。如果直流电动机在 工作过程中负载增大，就会出现如下的变化：
1.直流电动机工作原理
(2)换向器作用：
可将电源提供的直流电转换成电枢绕组所需的交 流电，以保证电枢所产生的电磁力矩的方向保持 不变，使其产生定向转动。 ※ 但实际的直流电动机为了产生足够大且转速稳定 的电磁力矩，其电枢上绕有很多组线圈，换向器 的铜片也随其相应增加。
1.直流电动机工作原理
• (3)电枢回路电压平衡方程式
矩M与电枢电流Is成正比关 系。
2.串激式直流电动机的特性
（3）直流电动机的机械特性 • 1）并激式机械特性： • U=Ef+IsRs. Ef=Ceφn
• 式中C1、Φ为常数 • 电枢绕组的电阻Rs很小，故n随 Is ( 即 M) 的增大下降
较慢,既具有较硬的机械特性，
2.串激式直流电动机的特性
汽车启动电路原理与维修
内容
• 一、启动系的组成及工作原理 • 二、启动机的构造与工作原理 • 三、减速启动机 • 四、典型启动电路 • 五、启动机的使用 • 六、启动系的故障诊断
一、启动系的组成及工作原理
（一）启动系的功用 （二）启动系的组成 （三）串激式直流电动机的工作原理与特性 （四）启动机的功率及其影晌因素
器接触良好。
（二）传动机构
• 1.传动机构的组成 • 2.滚柱式单向离合器的结构与原理
1.传动机构的组成
• 1）组成 • 传动机构由单向离合器和驱动齿轮组成 • 2）作用 • 传动机构的作用是：发动机启动时，通过驱动
齿轮与飞轮齿圈啮合，将电启动机的转矩传给 曲轴；发动机启动后，将驱动齿轮和电枢轴的 联结切断，防止电枢绕组超速旋转而损坏。
（一）启动系的功用
电启动系是将蓄电池的电能转 换为机械能，产生扭矩，用来启 动发动机。
wk.baidu.com
（二）启动系的组成
汽车启动系由蓄电池、起动机、点火开关 （或起动开关）、导线等组成。
（三）串激式直流电动机的工作原理与 工作特性
1.直流电动机的工作原理 2.串激式直流电动机的特性
1.直流电动机的工作原理
• (1)电磁转矩的产生 直流电动机是 将电能转变为 电磁力矩的装 置 , 它是根据 带电导体在磁 场中受到电磁 力作用的这一 原理为制成的。
（3）直流电动机的机械特性
• 2）串激式机械特性 转速n与电枢电流IS关系如下：
• 电枢转速n随 Is (M) 的增大下降较快,故具有较软的机 械特性。
（四）启动机的功率及其影晌因素
• 1.启动机的功率 • 2.影响启动机功率的因素
1.启动机的功率
式中： P－启动机的功率 M－启动机输出转矩 (N·m) n－启动机的转速 (r/min)
• 可见，当负载变化时，电动机能通过转速、电流和转矩的自动变 化来满足负载的需要，使之能在新的转速下稳定工作。因此直流 电动机具有自动调节转矩功能。
2.影响启动机功率的因素
（1）接触电阻和导线电阻 接触电阻大、导线截面积小或过长，都会造成较 大的电压降而使启动机功率下降。
（2）蓄电池的容量 蓄电池的容量愈小，则内阻愈大，启动时，在电 动机上的端电压就愈低，会引起启动机的输出功 率下降。
（3）温度 温度低时会引起蓄电池的容量下降，内阻变大,导 致启动机输出功率下降。
2.串激式直流电动机的特性
• (1)串激直流电动机的特点 • 1)起动转矩大 • 2)机械特性软 (即轻载转速高、重载 • 转速低) • 按磁场绕组与电抠绕组的连接方式的不
同，直流电动机可分为串激式、并激式和 复激式三种。汽车用的起动机大多为串激 式直流电动机。
2.串激式直流电动机的特性
(2) 直流电动机转矩特性 • 1)串激式转矩特性 • M= CmISΦ=C〞IS2
二、启动机的构造与工作原理
• 启动机的组成：
•
（一）直流电动机
•
（二）传动机构
•
（三）控制装置
（一）直流电动机
直流电动机的组成： １.磁极 2. 电枢 ３.电刷组件
１.磁极
磁极的功用是产生磁
场，由磁轭、磁场绕组和 外壳组成。
磁极通常采用四个磁
极，从而加强磁场增大转 矩。
功率超过7.35kw的启动机 一般采用6个磁极。每个磁极 上均套磁场绕组，通电充磁后 使N、S极相间排列，并利用外 壳形成磁路。
2. 电枢
• 由电枢轴、铁心、绕组及换向器组成。
３.电刷组件
电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧等组成。 (1)电刷架固定在电刷端盖上，电刷安放在电刷架内。 (2)负电刷：直接固定在负电刷架中的电刷称为负电刷； (3)正电刷架：用绝缘板将电刷架绝缘固定在电刷架盖
上的电刷架称为正电刷架， (4)正电刷：安装在正电刷架内的电刷称为正电刷。 (5)电刷弹簧：压在电刷上，其作用是保证电刷与换向
2.滚柱式单向离合器的结构与原理
• 1）滚柱式单向离合器的结构（如下图所示）
2.滚柱式单向离合器的结构与原理
2）工作原理：
启动发动机时，传动导管随电枢 轴旋转，带动十字块迫使滚柱位 于腔室窄端，将十字块和外座圈 卡紧成一体，迫使驱动齿轮与传 动导管一起旋转，将电枢产生的 电磁转矩传给驱动齿轮。发动机 启动后，曲轴飞轮带动驱动齿轮 高速旋转，迫使滚柱位于腔室宽 端，将驱动齿轮和传动导管分离， 防止电枢超速飞散。
Φ=C1IS C〞= CmC1
串激式直流电动机的 电磁转矩 M与电枢电流IS 的平方成正比。
2.串激式直流电动机的特性
• (2) 直流电动机转矩特性 • 2)并激式 转矩特性 • M= Cm Isφ= C′Is • 式常中数：；Cm-为电动机的结构 • C′=Cmφ，也为常数； • Is-电枢电流。 • 并激式直流电动机电磁转
• U=Ef+IsRs
• Ef=Ceφn
• Ef-反电动势；φ-磁通量； IS-电枢电流； • Rs-电枢回路电阻；Ce-为电机的结构常数
1.直流电动机工作原理
• （4）直流电动机转矩自动调节原理 • 在直流电动机刚接通电源的瞬间,电枢转速n为0，电枢反电动势
也为0，此时，电枢绕组中的电流达到最大值，即 Imax=U/Rs, 将 相应产生最大电磁转矩，即Mmax, 若此时的电磁转矩大于电动机 的阻力矩Mz，电枢就开始加速转动起来。随着电枢转速的上升， Ef增大，IS下降，电磁转矩M也就随之下降。当M下降至与Mz相 平衡(M=Mz)时，电枢就以此转速稳速运转。如果直流电动机在 工作过程中负载增大，就会出现如下的变化：
1.直流电动机工作原理
(2)换向器作用：
可将电源提供的直流电转换成电枢绕组所需的交 流电，以保证电枢所产生的电磁力矩的方向保持 不变，使其产生定向转动。 ※ 但实际的直流电动机为了产生足够大且转速稳定 的电磁力矩，其电枢上绕有很多组线圈，换向器 的铜片也随其相应增加。
1.直流电动机工作原理
• (3)电枢回路电压平衡方程式
矩M与电枢电流Is成正比关 系。
2.串激式直流电动机的特性
（3）直流电动机的机械特性 • 1）并激式机械特性： • U=Ef+IsRs. Ef=Ceφn
• 式中C1、Φ为常数 • 电枢绕组的电阻Rs很小，故n随 Is ( 即 M) 的增大下降
较慢,既具有较硬的机械特性，
2.串激式直流电动机的特性
汽车启动电路原理与维修
内容
• 一、启动系的组成及工作原理 • 二、启动机的构造与工作原理 • 三、减速启动机 • 四、典型启动电路 • 五、启动机的使用 • 六、启动系的故障诊断
一、启动系的组成及工作原理
（一）启动系的功用 （二）启动系的组成 （三）串激式直流电动机的工作原理与特性 （四）启动机的功率及其影晌因素
器接触良好。
（二）传动机构
• 1.传动机构的组成 • 2.滚柱式单向离合器的结构与原理
1.传动机构的组成
• 1）组成 • 传动机构由单向离合器和驱动齿轮组成 • 2）作用 • 传动机构的作用是：发动机启动时，通过驱动
齿轮与飞轮齿圈啮合，将电启动机的转矩传给 曲轴；发动机启动后，将驱动齿轮和电枢轴的 联结切断，防止电枢绕组超速旋转而损坏。
（一）启动系的功用
电启动系是将蓄电池的电能转 换为机械能，产生扭矩，用来启 动发动机。
wk.baidu.com
（二）启动系的组成
汽车启动系由蓄电池、起动机、点火开关 （或起动开关）、导线等组成。
（三）串激式直流电动机的工作原理与 工作特性
1.直流电动机的工作原理 2.串激式直流电动机的特性
1.直流电动机的工作原理
• (1)电磁转矩的产生 直流电动机是 将电能转变为 电磁力矩的装 置 , 它是根据 带电导体在磁 场中受到电磁 力作用的这一 原理为制成的。
（3）直流电动机的机械特性
• 2）串激式机械特性 转速n与电枢电流IS关系如下：
• 电枢转速n随 Is (M) 的增大下降较快,故具有较软的机 械特性。
（四）启动机的功率及其影晌因素
• 1.启动机的功率 • 2.影响启动机功率的因素
1.启动机的功率
式中： P－启动机的功率 M－启动机输出转矩 (N·m) n－启动机的转速 (r/min)