汽车起动系的故障诊断与案例分析

汽车起动系的故障诊断与案例分析（一）汽车起动系的定义及工作原理

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。

发动机起动原理，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须用外力转动发动机的曲轴，使气缸内吸入(或形成)可燃混合气并燃烧膨胀，工作循环才能自动进行。曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。发动机起动的方法很多，汽车发动机常用的电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为能源。目前绝大多数汽车发动机都采用电动机起动。

（二）起动系的组成

起动系统是一种起动器，它装有一只驱动齿轮的小型高速马达，使静止的发动机起动并转入自行运转。它包括起动器、起动继电器和防盗系统。汽车起动系主要由起动机和起动控制电路所组成

启动系统的功用:提供外力克服发动机的启动转矩、满足发动机必须的启动转速等要求，使发动机由静止状态过渡到工作循环状态。

启动系统的基本组成: 点火开关、蓄电池、起动机、启动继电器等。

点火开关：点火开关一般设有启动挡。启动发动机时，通过扳动点火开关，接通启动档，控制启动系统的启动电路和相关部件工作，使起动机带动曲轴旋转；一旦松手，点火开关就弹回原位，启动过程结束。

蓄电池：在启动发动机时，蓄电池在短时间(5 ~10 )内向起动机连续提供强大的启动电流：汽油机一般在200 ~600Α，柴油机一般在800 ~1000Α。

起动机：起动机是启动系的核心部件。起动机由直流电动机、传动机构和控制机构装置三大部分组成。起动机的作用在于将蓄电池的电能转换为机械能，产生电磁转矩。

启动继电器:启动系的启动开关一般都设在点火开关上，而在启动发动机时，流过起动机上的电磁开关的电流较大，在启动时，如果直接启动开关控制流经该开关的电流，启动开关会因通过的电流过大而被烧蚀。因此一些汽车的起动机控制电路中装有启动继电器，由启动继电器的开闭控制起动机电磁开关的通断，启动开关只控制启动继电器线圈的通断，因此减小了通过启动开关的电流，起到了保护点火开关的作用。

1.3起动机的组成和分类

起动机是启动系统的重要组成部分。起动机是借助外力启动的。常用启动方式有人力启动、辅助汽油机启动、电力启动三种。电力启动系启动方式操作方便、启动迅速、可靠，具有重复启动的能力并且可以远距离控制，因此在汽车上广泛应用。起动机一般由直流电动机、传动机构和电磁操纵机构三部分组成，其各部分功用：

直流电动机：产生电磁转矩。

传动机构：在发动机启动时，使启动机小齿轮与飞轮齿圈啮合，将启动机转矩传给发动机飞轮；在发动机启动后，使启动机自动脱开飞轮齿圈。

电磁操纵机构：控制启动机的运转和传动机构的啮合与分离。

起动机的分类在各种起动机的三个组成部分中，电动机部分一般没有本质的差别，而控制方法和传动机构的啮入方式则有很大差异，因此起动机是按控制方法和传动机构的啮入方式的不同来分类的。

1.按驱动齿轮啮合方式

惯性啮合式，电枢移动式，磁极移动式，齿轮移动式，强制啮合式等。

2. 按传动机构结构

非减速启动机，减速启动机等。

1.4直流电机的组成

汽车用启动电动机一般为直流电动机，主要由磁极、电枢、换向器以及机壳等部件组成。电枢绕组与磁场绕组串联，称此种直流电动机为串励式直流电动机。

1. 磁极。由固定在机壳上的磁极铁心和缠绕在铁芯上的磁场绕组组成，磁场绕组所产生的磁极应该是相互交错的。一般采用四个磁极，功率大于7.35KW 的启动机个别采用6个磁极。

2. 电枢与换向器。电枢由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯、电枢轴和电枢绕组等组成，启动机工作时，通过电枢绕组和磁场绕组的电流达几百安或更大，因此其磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。

换向器由许多换向片组成，换向片的内侧制成燕尾形，嵌装在轴套上，其外圆车成圆形。换向片与换向片之间均用云母绝缘。

3. 电刷与电刷架。用来联接磁场绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上产生的电磁力矩保持固定方向。

1.5传动机构

普通启动机传动机构又称啮合机构或啮合器，其主要组成部分是单向离合器。其作用是：启动时将电枢的电磁转矩传递给发动机飞轮，而在发动机启动后，就立即打滑，以防止发动机飞轮带动启动机电枢高速旋转而造成飞散事故。启动机常见的单向离合器有：滚柱式、磨擦式、扭簧式、棘轮式等几种

1.6电磁开关

电磁开关安装在起动机的上部，用来控制起动机驱动齿轮与飞轮的啮合与分离，以及电动机电路的接通和关断，电磁开关主要由吸引线圈、保持线圈、活动铁芯、接触盘、触点等组成。对于汽油发动机用启动机、电磁开关内还有点火线圈附加电阻短路触点，通过电磁开关外壳上的接线柱与点火线圈初级绕组相连。

如图3—5所示，接通启动开关后，吸拉线圈和保持线圈通电，在吸拉线圈和保持线圈电磁力的共同作用下，使活动铁芯克服弹簧力右移，活动铁芯带动拨叉移动，将驱动齿轮推向飞轮，当驱动齿轮与飞轮啮合时，接触盘也被活动铁芯推至与触点接触位置，使启动机通入启动电流，产生电磁转矩启动发动机。接触盘接触后，吸拉线圈被短路，活动铁芯靠保持线圈的电磁力保持其啮合位置。

发动机启动后，断开启动开关，此时流经电磁线圈电流为：蓄电池正极→接线柱12→接触盘11→接线柱14→吸引线圈6→保持线圈5→搭铁→蓄电池负极。由于吸引线圈产生了与保持线圈相反方向的磁通，两线圈电磁力相互抵消，活动铁心在弹簧力的作用下回位，使驱动齿轮退出啮合状态；接触盘同时回位，切断启动机电路，启动机便停止工作。

）具有安全保护功能的启动控制电路

当发动机启动后，若驾驶员未及时释放启动开关，就会造成启动机驱动齿轮