启动机的认知

【任务目标】

【任务描述】

一辆卡罗拉车启动时，没有反应，经过确认是电磁开关故障。更换电磁开关后，故障排除。

【知识准备】

一、启动机的作用

启动机的作用就是启动发动机，发动机启动之后，启动机便立即停止工作。启动机在整车上的位置，如图3-1-1所示。

图3-1-1　启动机在整车上的位置

二、启动机的结构

启动机一般由直流串励式电动机、传动机构（或称啮合机构）和控制装置（电磁开关）3部分组成。

1-直流串励式电动机

直流串励式电动机的作用是产生力矩。它主要由机壳与端盖、磁极、电枢及电刷组件等组成，如图3-1-2所示。

（1）机壳及端盖

机壳的作用是安装磁极，固定机件。机壳用钢管制成，一端开有窗口，用于观察和维护电刷和换向器，平时用防尘箍盖住。机壳上有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相接。壳内壁固定有磁极铁芯和励磁绕组。端盖有前、后之分。如图3-1-3所示。

图3-1-2　直流串励式电动机结构图

图3-1-3　机壳与端盖

（2）磁极

磁极的作用是产生磁场。它由固定在机壳上的磁极铁芯和励磁绕组组成。一般是4个，两对磁极相对交错安装在电动机定子内壳上，如图3-1-4（a）所示。4个励磁线圈可互相串联后再与电枢绕组串联，也可两两串联后并联再与电枢绕绕组串联，如图3-1-4（b）所示。

（3）电枢

电枢的作用是产生电磁转矩。它主要由电枢轴、电枢铁芯、电枢绕组及换向器等组成。电枢总成如图3-1-5所示。电枢铁芯是由许多相互绝缘的硅钢片叠装而成，其圆周表面上有槽，用来安放电枢绕组，电枢绕组用矩形截面的裸通条绕制。

图3-1-4　励磁绕组的连接方法

（4）换向器

换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成。换向片嵌装在轴套上，各换向器片之间用云母绝缘。换向器与电刷相接触。

（5）电刷及电刷架

电刷及电刷架的作用是将电流通过换向器引入电枢让其旋转。一般有4个电刷及电刷架，如图3-1-6所示。电刷架固定在前端盖上，其中，两个对置的电刷架与端盖绝缘，称为绝缘电刷架；另外两个对置的电刷架与端盖直接铆合而搭铁，称为搭铁电刷架。

图3-1-5　电枢的组成

图3-1-6　电刷及电刷架

电刷由铜粉与石墨粉压制而成，加入铜粉是为了减少电阻并增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借弹簧压力将它紧压在换向器铜片上。电刷弹簧的压力一般为12～15N。

2-启动机的传动机构

传动机构的作用是把直流串励式电动机产生的转矩传递给飞轮，再通过飞轮把转矩传递给发动机的曲轴，使发动机运转，同时飞轮与驱动齿轮分离。传动机构一般由驱动齿轮、单向离合器、拨叉及啮合弹簧等组成，如图3-1-7所示。传动机构中，结构和工作情况比较复杂的是单向离合器，它的作用是传递电动机转矩，启动发动机，而在发动机启动后自动打滑，保护启动机电枢不致飞散。常用的单向离合器主要有滚柱式、摩擦片式和弹簧式等。

图3-1-7　启动机的传动机构

3-启动机的控制装置

启动机控制装置的作用是控制驱动齿轮和飞轮的啮合与分离，并且控制电动机电路的接通与切断。常用的装置有机械式和电磁式两种。现代汽车上广泛使用电磁式控制装置（电磁开关），如图3-1-8所示。电磁式控制装置主要由吸引线圈、保持线圈、回位弹簧、可动铁芯及接触片等组成。其中，端子50接点火开关，通过点火开关再接电源，端子30直接接电源。

图3-1-8　电磁式控制装置

电磁式控制装置的基本工作过程如图3-1-9所示。当启动电路接通后，保持线圈的电流经启动机接线柱50进入，经线圈后直接搭铁，吸引线圈的电流也经启动机接线柱50进入，但通过吸引线圈后未直接搭铁，而是进入电动机的励磁线圈和电枢后再搭铁。两线圈通电后产生较强的电磁力，克服回位弹簧弹力使活动铁芯移动，一方面通过拨叉带动驱动齿轮移向飞轮齿圈并与之啮合，另一方面推动接触片移向接线柱50和C的触点，在驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合后，接触片将两个主触点接通，使电动机通电运转。在驱动齿轮进入啮合之前，由于经过吸引线圈的电流经过了电动机，因此电动机在这个电流的作用下会产生缓慢旋转，以便于驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合。在两个主接线柱触点接通之后，蓄电池的电流直接通过主触点和接触片进入电动机，使电动机进入正常运转，此时通过吸引线圈的电路被短路，因此，吸引线圈中无电流通过，主触点接通的位置靠保持线圈来保持。发动机启动后，切断启动电路，保持线圈断电，在弹簧的作用下，活动铁芯回位，切断了电动机的电路，同时也使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合。

图3-1-9　电磁式控制装置的基本工作过程

三、启动机的正确拆装工艺

1-启动机就车拆装步骤（见图3-1-10）

①断开蓄电池负极端子。

②断开启动机电缆及连接器。

③拆卸启动机固定螺栓。

④拆卸启动机。

图3-1-10　启动机就车拆装

2-启动机的解体和安装步骤

启动机的解体和安装步骤如图3-1-11所示。

图3-1-11　启动机的解体和安装步骤

【任务实施】

一、实施内容

启动机的拆装。

二、准备工作

1-所需设备、工具和材料

实训用车辆，拆装工具，前栅格布，翼子板防护套，环保三件套，以及干净抹布、车轮挡块等。

2-安全防护用品

标准作业装、安全鞋、线手套等。

3-信息收集

启动机型号：________________

三、技术规范与注意事项

①严禁违规操作。

②使用维修手册和电路图时，要注意避免残缺不全，资料应与使用车辆型号相对应。

③要遵守维修手册规定的其他技术和安全要求。

四、任务实施步骤及方法

1-一般准备工作

①清点所需工量具数量和种类。　　□任务完成

②检查设备、工量具性能是否良好。　　□任务完成

2-安全防护准备工作

①安装车轮挡块阻挡车轮。　　□任务完成

②使用空挡和驻车制动。　　□任务完成

③安装好前栅格布、翼子板防护套、环保三件套。　　□任务完成

3-启动机的拆卸

①断开蓄电池负极端子。　　□任务完成

②断开启动机电缆及连接器。　　□任务完成

③拆卸启动机与发动机的固定螺栓。　　□任务完成

④拆下启动机与电磁开关接线柱的紧固螺母。　　□任务完成

⑤将接线柱连接线取下。　　□任务完成

⑥用起子拧下电磁开关与启动机外壳的紧固螺钉。　　□任务完成

⑦取下电磁开关及电磁开关活动铁芯。　　□任务完成

⑧拆下启动机后端盖与电刷架的紧固螺钉及外壳的连接紧固螺栓。　　□任务完成

⑨敲松后端盖，将其取下。　　□任务完成

⑩取下电刷架、定子、电枢与启动机外壳。　　□任务完成

取下3颗行星轮、防尘胶与止推垫片，取出单向离合器总成。　　□任务完成

4-启动机的装配

①将启动机运动部件涂上适量润滑脂。　　□任务完成

②将拨叉装到单向离合器拨叉座上。　　□任务完成

③装上启动机外壳。　　□任务完成

④装上止推垫片与防尘胶及垫圈。　　□任务完成

⑤装上定子后，再将电枢装入定子内，其应运动自如。　　□任务完成

⑥装上电刷及电刷架，应保证电刷与换向器有良好的接触面。　　□任务完成

⑦将电刷架上的压力弹簧压紧电刷。　　□任务完成

⑧在电枢轴的尾端与启动机后端盖涂上适量润滑脂。　　□任务完成

⑨装复后端盖，拧紧紧固螺钉。　　□任务完成

⑩装入压力弹簧，再将电磁开关活动铁芯装复，然后装上电磁开关。　　□任务完成

拧紧电磁开关与外壳的紧固螺钉。　　□任务完成

装上电磁开关的电流输入接线柱连接线。　　□任务完成

5-现场恢复

①收回、清点、整理工具及设备。　　□任务完成

②与小组成员共同清洁场地及实训车辆。　　□任务完成

【任务检测】

一、填空题

1-启动机的组成分________、________和________3部分。

2-直流串励式电动机的组成分________、________、________及________4部分。

3-传动机构的组成有________、________和________3部分。

4-控制机构的组成有________、________、________及________4部分。

二、简答题

1-简述直流串励式电动机的工作过程。

2-简述启动机的工作过程。

【评价与反馈】

【教师评估】