起动机故障诊断与检测

图4-8 起动机端盖
2直流电动机的工作原理
串励式直流电动机是一种将电能转变为机械能的装置， 是根据通电导体在磁场中受磁场力作用这一原理制作 而成的，其工作原理如图4-9所示。
图4-9 串励式直流电动机的工作原理
1-转子线圈 2-磁极N 3-负极电刷 4-换 向器 5-正极电刷 6-磁极S 7-串励式励磁绕 组
（3）发动机起动后，飞轮转动线速度超过了起动机驱 动小齿轮的线速度，单向离合器打滑，避免了电枢绕组 因高速带来的危险。 （4）松开起动开关时，起动控制电路断开，活动铁心 在复位弹簧作用下迅速回位，使驱动小齿轮脱开啮合， 主开关断开，起动机停止工作。
当电路接通时，蓄电池正极→励磁绕ห้องสมุดไป่ตู้→正极 电刷→换向器→转子线圈→换向器→负极电刷→蓄 电池负极，此时励磁绕组产生电磁场。根据左手定 则可知，电流流过转子线圈时同样产生磁场，与磁 极S、N极性相同相互排斥，从而使转子线圈产生逆 时针方向的电磁转矩。当转子线圈旋转半周后，由 于电刷是固定不动的，虽然换向器、转子线圈与电 刷之间产生了改变，但电流方向和极性并没有改变 ，故旋转方向仍为逆时针。 由于汽车发动机需要大的扭矩，电动机都采用 多组线圈和相应的换向器，同时用两对或更多磁极 来产生更大的磁场。
换向器由铜片和云母叠压而成，压装于电枢轴前端，钢 片间绝缘，铜片与电枢轴之间必须绝缘，换向片与线头采 用锡焊连接。 转子轴驱动端有螺旋形花键，用以套装传动机构中的 单向离合器。 （3）电刷端盖 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 两只与端盖相连接的为负极电刷。 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，如图4-7所示。
图4-7 起动机电刷端盖
（4）驱动端盖 驱动端盖上有拨叉座和驱动齿 轮行程调整螺钉，还有支撑拨 叉的轴销孔。为了避免电枢轴 弯曲变形，一些起动机装有中 间支撑板。端盖及中间支撑板 上的轴承多用青铜石墨轴承 （铜套）。轴承一般采用滑动 式，以承受起动机工作时的冲 击性载荷。有些减速到起动机 采用滚柱式轴承，如图4-8所 示。
二、起动机的传动机构 传动机构的作用是将驱动齿轮与发动机飞轮齿 圈相啮合。 起动机的传动机构主要包括单向离合器和拨叉 。减速起动机的传动机构还包括减速装置。 驱动齿轮与飞轮的啮合一般是靠拨叉强制拨 动完成，如图4－10所示。
常见起动机单向离合器的结构主要有滚柱式、弹簧式和摩擦片 式三种。主要介绍滚柱式单向离合器。 1、构造 滚柱式单向离合器是通过改变滚柱在楔形槽中的位置实现接合 和分离的，其结构如图4-11所示。
此时，吸拉线圈和保持线圈共同产生电磁力。活动铁心在电磁 力作用下克服复位弹簧的弹力向内移动，活动铁心带动拨 叉将驱动小齿轮与飞轮齿相啮合；当驱动小齿轮与飞轮齿 圈接近完全啮合时，接触盘将触点接通，起动机主电路接 通，直流电动机产生强大转矩通过单向离合器带动发动机 飞轮齿圈旋转。主开关接通后，吸拉线圈被短路，电流减 小，活动铁心在保持线圈电磁力作用下保持在吸合位置。
三、起动机的控制机构
控制机构的作用是接通或切断起动机与蓄电池 之间的主电路，并使驱动小齿轮进入或退出啮合。 1、组成 电磁操纵式起动机电路原理如图4-12所示。
图4-12 电磁操纵式起动机电路原理图
控制机构主要指的是电磁开关。电磁开关由吸拉 线圈、保持线圈、活动铁心、主开关接触盘及复位弹 簧等组成。其中吸引线圈与电动机励磁绕组串联，保 持线圈与电动机并联。活动铁心与拨叉相连接。 2、原理 控制机构作用过程如下： （1）起动机不工作时，驱动齿轮处于与飞轮齿轮脱开 啮合位置，电磁开关中的接触盘与各接触点分开。 （2）将起动开关接通时，蓄电池经起动控制电路向起 动机电磁开关通电，其电流回路为
学习2 起动机的结构原理
起动系统由蓄电池、起动机和起动控制电路等组成。 起动机在点火开关或起动按钮控制下，将蓄电池的电能转 化为机械能，通过飞轮齿圈带动发动机曲轴转动。为增大转矩， 便于起动，起动机与曲轴的传动比：汽油机一般为13～17，柴 油机一般为8～10。 起动机由直流电动机、传动机构和控制装置三大部分组成， 如图4-3所示。
1-驱动齿轮 2-外壳 3-垫片 4-十字块 5-滚柱 6-回位弹簧 7-锁销 8-卡簧 9-弹簧 10-移动衬套
图4-11滚柱式单向离合器的构造
2、原理 起动时，起动机单向离合器带动发动机旋转，滚柱被 挤到楔形槽的窄端，使十字块与驱动小齿轮形成一 体，电动机转矩便由此输出。发动机起动后，当飞 轮转动速度超越驱动小齿轮速度时飞轮便带电枢旋 转，此时滚柱被推到楔形槽宽端，出现了间隙。十 字块和驱动小齿轮便开始打滑空转，起到了保护电 枢的作用。 滚柱式单向离合器不能传递大转矩，一般用于小功率 （2kw以下）的起动机上，否则滚柱容易变形、卡 死造成单向离合器不能分离或分离不彻底。由于其 结构简单、成本低等优点，目前广泛用于中小型发 动机上。
起动机故障检测与诊断
L/O/G/O
内容提要
起动机拆装工艺 起动机结构原理 起动机的检查与测量方法 起动机的控制电路 起动机的故障与维修
训练1 起动机拆装工艺
• • • • 拆前准备工作 拆装步骤 安装步骤 注意事项
。
一、准备工作
1、准备工具 一字、十字螺丝刀、自制电刷钩、8-10 、12-14开口扳手、钳子、锤子，如图4-1
图4-1 起动机分解和装配使用工具
2、清洁起动机外壳 用棉纱或清洗液对 发电机外壳进行清 洁，便于检查和维 修，如图所4-2示。
3、做记号 主要是防止在装配过程 中出现错误
图4-2发电机外壳的清洁
二、拆卸步骤：
拆防护罩--取电刷--拆前后端固定螺丝--取下前端盖（电 刷架）--取下止退垫--拆下导电片--取下定子总成（机壳）-拆下电磁离合器--取下活动铁心--弹簧--拆下拨叉定位销--抽 出转子（电枢）--取下拨叉--退下档垫片--取下卡簧--取下啮 合器（单向离合器）--取下中间支撑板，具体步骤如图4-1 （a-s）所示
（2）转子 转子俗称“电枢”，由电枢轴、铁心、电枢绕 组和换向器等组成，如图4-6所示。 转子的作用是产生电磁转矩。转子铁心由硅钢片 固定在转子轴上，铁心外围均匀开有线槽，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。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 铜线与铁心之间用性 能良好的绝缘纸隔开。
图4-5 起动机定子结构
低碳钢板制成的机壳是磁路的一部分。 ①励磁式电动机定子铁心为低碳钢，铁心磁场是靠励磁绕 组通电而建立的。为使电动机磁通能按设计要求分布，并用 埋头螺钉紧固在机壳上。励磁绕组由扁铜带绕制而成，其匝 数一般为6－10匝；铜带之间用绝缘纸绝缘，并用白布带以 包扎法包好后浸上绝缘漆烘干而成。励磁绕组与转子串联， 故称串励式电动机。先将励磁绕组两两串联后并联再与电枢 （转子）绕组串联。 ②永磁式电动机不需要电磁绕组，可节省材料，而且能使电动 机磁极的径向尺寸减小；在输出特性相同的情况下其质量比 励磁定于式电动机可减轻30％以上。条形永久磁铁可用冷粘 接法粘在机壳内壁上或用片弹簧均匀地固装在起动机机壳内 表面上。由于结构尺寸及永磁材料性能的限制，永磁起动机 的功率一般不大于2kw。
一、直流电动机
直流电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产 生电磁转矩。
1、构造
起动机的直流电动机主要由定子、转子、换向器、电刷及前后 端盖等组成，如图4-4所示。
图4-3 起动机结构
图4-4 直流电动机结构
(1)定子 定子的主要作 用是产生磁场，分 励磁式和永磁式两 类。为增大转矩， 汽车起动机通常采 用四个磁极，两对 磁极相对交错安装， 定子与转子铁心形 成的磁力线回路如 图4-5所示。