汽車啟動系統的分析

白濱智

摘要：本論文主要目的是了解汽車用啟動系統的組成結構，工作原理其及故障的分析方法。重點對汽車用啟動電動機的結構，原理及故障分析診斷，維修方法進行了敘述。本論文,可以用于汽車維修人員工作時的參考。

關鍵詞：汽車；啟動系統；啟動機

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）10-014-01

汽車用啟動電動機一般為直流電動機，主要由磁極、電樞、換向器以及機殼等部件組成。電樞繞組與磁場繞組串聯，稱此種直流電動機為串勵式直流電動機。

啟動電動機的磁極由固定在機殼上的磁極鐵心和纏繞在鐵芯上的磁場繞組組成，磁場繞組所產生的磁極應該是相互交錯的。一般用四個磁極，功率較大的啟動機個別用6個磁極。

啟動電動機的電樞與換向器。電樞由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵芯、電樞軸和電樞繞組等組成，啟動機工作時，通過電樞繞組和磁場繞組的電流達幾百安或更大，因此其磁場繞組和電樞繞組一般采用矩形斷面的裸銅線繞制, 換向器由許多換向片組成，換向片的內側制成燕尾形，嵌裝在軸套上，其外圓車成圓形,換向片與換向片之間均用云母絕緣。

啟動電動機的電刷與電刷架。用來聯接磁場繞組和電樞繞組的電路，并使電樞軸上產生的電磁力矩保持固定方向。 電刷用含銅石墨制成，裝在端蓋上的電刷架中，通過電刷彈簧保持與換向片之間具有適當的壓力。電動機內裝有四個電刷架，其中兩個電刷架與機殼直接相連構成電路搭鐵，稱為搭鐵電刷架。

啟動電動機的傳動機構,普通啟動機傳動機構又稱嚙合機構或嚙合器，其主要組成部分是單向離合器。其作用是：啟動時將電樞的電磁轉矩傳遞給發動機飛輪，而在發動機啟動后，就立即打滑，以防止發動機飛輪帶動啟動機電樞高速旋轉而造成飛散事故, 啟動機常見的單向離合器有：滾柱式、磨擦式等幾種式。強制嚙合式是靠電磁力通過撥叉或直接推動驅動齒輪作軸向移動與飛輪齒環嚙合,這種啟動機工作可靠、結構也不復雜，因而使用最為廣泛。

汽車啟動機按傳動機構結構分為非減速啟動機和減速啟動機兩類,非減速啟動機的啟動機與驅動齒輪之間直接通過單向離合器傳動。一直以來，汽車上使用的啟動機其傳動機構均為這種機構。減速啟動機是在啟動機與驅動齒輪之間增設了一組減速齒輪。減速啟動機具有結構尺寸小、重量輕、啟動可靠等優點，在一些轎車上應用日漸增多。

汽車的啟動系統通常由蓄電池、點火開關、啟動繼電器、復合繼電器、啟動機等組成。啟動系統的功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能，啟動發動機運轉。現代汽車發動機以電動機作為啟動動力。.啟動開關用來接通啟動機電磁開關電路，以使電磁開關通電工作，汽油發動機的啟動開關與點火開關組合在一起。啟動繼電器是由啟動繼電器觸點（常開型）控制啟動機電磁開關電路的通斷，啟動開關只是控制啟動繼電器線圈電路，由于啟動繼電器線圈的電阻值較大,從而使得該電路中的電流較小,這樣就會保護了啟動開關的觸點不被燒壞。

電磁開關安裝在啟動機的上部，用來控制啟動機驅動齒輪與飛輪的嚙合與分離，以及電動機電路的接通和關斷，電磁開關主要由吸拉線圈、保持線圈、活動鐵芯、接觸盤、觸點等組成。對于汽油發動機用啟動機、電磁開關內還有點火線圈附加電阻短路觸點，通過電磁開關外殼上的接線柱與點火線圈初級繞組相連。接通啟動開關后，吸拉線圈和保持線圈通電，在吸拉線圈和保持線圈電磁力的共同作用下，使活動鐵芯克服彈簧力移位，活動鐵芯帶動撥叉移動，將驅動齒輪推向飛輪，當驅動齒輪與飛輪嚙合時，接觸盤也被活動鐵芯推至與觸點接觸位置，使啟動機通入啟動電流，產生電磁轉矩啟動發動機。接觸盤接觸后，吸拉線圈被短路，活動鐵芯靠保持線圈的電磁力保持其嚙合位置。

汽車的啟動系統的工作過程是:當點火開關旋至啟動擋時，啟動繼電器線圈通電，電流回路為：蓄電池正極→熔斷器→點火開關啟動擋→啟動繼電器線圈→搭鐵→蓄電池負極。于是啟動繼電器的常開觸點閉合，接通了電磁開關電路。 電磁開關電路接通，電流由蓄電池正極→啟動繼電器觸點→吸引線圈→搭鐵→蓄電池負極。當發動機啟動后，松開點火開關，點火開關自動返回點火擋，啟動繼電器觸點斷開，切斷了電磁開關的電路，電磁開關復位，啟動機停止工作。若發動機啟動后，點火開關沒能及時返回點火擋，這時復合繼電器中線圈由于承受了硅整流發電機中性點的電壓，使常閉觸點打開，自動切斷了啟動繼電器線圈的電路，觸點斷開，使電磁開關斷電，啟動機便自動停止工作了。 若在發動機運轉時，誤將啟動機點火開關旋至啟動擋位，由于在此控制電路中，復合繼電器的線圈總加有汽車發電機中性點電壓，復合繼電器觸點處于斷開狀態，啟動繼電器線圈不形成電流回路，電磁開關不動作，啟動機就不會工作。

為了延長啟動機的使用壽命，并保證能迅速、可靠、安全地工作，啟動機的正確使用和日常維護非常重要的。 啟動機是按短時間大電流工作設計的，其輸出功率也是最大功率。因此，使用啟動機，每次工作時間不得超過5s，重復啟動必須間隔15s以上。在極度低溫下啟動發動機時，應先預熱發動機后再啟動。啟動機電路的導線連接要牢固，導線的截面積應滿足要求。使用不具備自動保護功能的啟動機時，應在發動機啟動后迅速松開啟動開關。在發動機正常工作時，切勿隨便接通啟動開關。應盡可能使蓄電池處于充足電的狀態，保證啟動機正常工作時的電壓和容量，減少啟動機重復工作的時間。應定期對啟動機進行全面的維護和檢修。進行檢修之后，還要進行啟動機試驗，目的是檢驗啟動機的技術狀況。試驗時必須采用充足良好的蓄電池，蓄電池的容量和電壓應和試驗啟動機的功率和額定電壓匹配。通常只進行空轉試驗。 空轉試驗的目的是檢查啟動機內部是否有電氣故障和機械故障。空轉試驗時，啟動機不帶負荷，接通電源測量啟動機的空載轉速與電流，并與標準進行比較，以判斷啟動機有無故障。若測得的啟動機電流超出標準值，而轉速低于標準值，則可能是啟動機的電樞軸彎曲、軸承與電樞軸不同心、軸承磨損等造成的，也可能是電樞繞組和磁場繞組與機體短路或間短路所致；若電流和轉速均低于標準值，則表明導線連接處或啟動機內部電路接觸不良，電刷彈簧彈力過小等。

隨著人們經濟水平的增長,汽車在我們生活中扮演越來越重要的角色。隨之而來的是汽車維修的問題越來越重要,而電子控制系統在汽車上的廣泛應用給汽車維修提出了更高的要求,對汽車電氣系統中的啟動系統的故障診斷的研究,是保證汽車正常工作的重要方面，應高度重視。

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