汽车启动系统的分析

白滨智

摘要：本论文主要目的是了解汽车用启动系统的组成结构，工作原理其及故障的分析方法。重点对汽车用启动电动机的结构，原理及故障分析诊断，维修方法进行了叙述。本论文,可以用于汽车维修人员工作时的参考。

关键词：汽车；启动系统；启动机

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）10-014-01

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。

启动电动机的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。一般用四个磁极，功率较大的启动机个别用6个磁极。

启动电动机的电枢与换向器。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。

启动电动机的电刷与电刷架。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。 电刷用含铜石墨制成，装在端盖上的电刷架中，通过电刷弹簧保持与换向片之间具有适当的压力。电动机内装有四个电刷架，其中两个电刷架与机壳直接相连构成电路搭铁，称为搭铁电刷架。

启动电动机的传动机构,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、磨擦式等几种式。强制啮合式是靠电磁力通过拨叉或直接推动驱动齿轮作轴向移动与飞轮齿环啮合,这种启动机工作可靠、结构也不复杂，因而使用最为广泛。

汽车启动机按传动机构结构分为非减速启动机和减速启动机两类,非减速启动机的启动机与驱动齿轮之间直接通过单向离合器传动。一直以来，汽车上使用的启动机其传动机构均为这种机构。减速启动机是在启动机与驱动齿轮之间增设了一组减速齿轮。减速启动机具有结构尺寸小、重量轻、启动可靠等优点，在一些轿车上应用日渐增多。

汽车的启动系统通常由蓄电池、点火开关、启动继电器、复合继电器、启动机等组成。启动系统的功用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能，启动发动机运转。现代汽车发动机以电动机作为启动动力。.启动开关用来接通启动机电磁开关电路，以使电磁开关通电工作，汽油发动机的启动开关与点火开关组合在一起。启动继电器是由启动继电器触点（常开型）控制启动机电磁开关电路的通断，启动开关只是控制启动继电器线圈电路，由于启动继电器线圈的电阻值较大,从而使得该电路中的电流较小,这样就会保护了启动开关的触点不被烧坏。

电磁开关安装在启动机的上部，用来控制启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，电磁开关主要由吸拉线圈、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。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移位，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。

汽车的启动系统的工作过程是:当点火开关旋至启动挡时，启动继电器线圈通电，电流回路为：蓄电池正极→熔断器→点火开关启动挡→启动继电器线圈→搭铁→蓄电池负极。于是启动继电器的常开触点闭合，接通了电磁开关电路。 电磁开关电路接通，电流由蓄电池正极→启动继电器触点→吸引线圈→搭铁→蓄电池负极。当发动机启动后，松开点火开关，点火开关自动返回点火挡，启动继电器触点断开，切断了电磁开关的电路，电磁开关复位，启动机停止工作。若发动机启动后，点火开关没能及时返回点火挡，这时复合继电器中线圈由于承受了硅整流发电机中性点的电压，使常闭触点打开，自动切断了启动继电器线圈的电路，触点断开，使电磁开关断电，启动机便自动停止工作了。 若在发动机运转时，误将启动机点火开关旋至启动挡位，由于在此控制电路中，复合继电器的线圈总加有汽车发电机中性点电压，复合继电器触点处于断开状态，启动继电器线圈不形成电流回路，电磁开关不动作，启动机就不会工作。

为了延长启动机的使用寿命，并保证能迅速、可靠、安全地工作，启动机的正确使用和日常维护非常重要的。 启动机是按短时间大电流工作设计的，其输出功率也是最大功率。因此，使用启动机，每次工作时间不得超过5s，重复启动必须间隔15s以上。在极度低温下启动发动机时，应先预热发动机后再启动。启动机电路的导线连接要牢固，导线的截面积应满足要求。使用不具备自动保护功能的启动机时，应在发动机启动后迅速松开启动开关。在发动机正常工作时，切勿随便接通启动开关。应尽可能使蓄电池处于充足电的状态，保证启动机正常工作时的电压和容量，减少启动机重复工作的时间。应定期对启动机进行全面的维护和检修。进行检修之后，还要进行启动机试验，目的是检验启动机的技术状况。试验时必须采用充足良好的蓄电池，蓄电池的容量和电压应和试验启动机的功率和额定电压匹配。通常只进行空转试验。 空转试验的目的是检查启动机内部是否有电气故障和机械故障。空转试验时，启动机不带负荷，接通电源测量启动机的空载转速与电流，并与标准进行比较，以判断启动机有无故障。若测得的启动机电流超出标准值，而转速低于标准值，则可能是启动机的电枢轴弯曲、轴承与电枢轴不同心、轴承磨损等造成的，也可能是电枢绕组和磁场绕组与机体短路或间短路所致；若电流和转速均低于标准值，则表明导线连接处或启动机内部电路接触不良，电刷弹簧弹力过小等。

随着人们经济水平的增长,汽车在我们生活中扮演越来越重要的角色。随之而来的是汽车维修的问题越来越重要,而电子控制系统在汽车上的广泛应用给汽车维修提出了更高的要求,对汽车电气系统中的启动系统的故障诊断的研究,是保证汽车正常工作的重要方面，应高度重视。

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