汽车启动系工作原理文档格式.docx
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（2）电枢移动式
靠磁极产生的电磁力使电枢作轴向移动，带动固定在电枢轴上的驱动齿轮与飞轮齿环啮合。
电枢移动式启动机其结构较为复杂，在欧洲国家生产的柴油车上使用较多。
（3）磁极移动式
靠磁极产生的磁力使其中的活动铁心移动，带动驱动齿轮与飞轮齿环啮合。
磁极移动式启动机其磁极的结构较为复杂，目前采用此种结构形式的启动机已不多见。
（4）齿轮移动式
靠电磁开关推动电枢轴孔内的啮合杆而使驱动齿轮与飞轮齿环啮合。
齿轮移动式其结构也比较复杂，采用此种结构的一般为大功率的启动机。
（5）强制啮合式
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。
强制啮合式启动机工作可靠、结构也不复杂，因而使用最为广泛。
2.按传动机构结构
（1）非减速启动机
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。
（2）减速启动机
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。
学习内容?
启动机的组成?
直流电动机的结构?
传动机构?
电磁开关
一、启动机的组成
启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，如图3—2所示，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。
二、直流电动机的结构
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。
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。
三、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、棘轮式等几种式。
滚柱式单向离合器材
滚柱式单向离合器的结构，如图3—3所示，驱动齿轮1与外壳2连接成一体，外壳内装有十字块3，十字块3与花键套筒10固定连接，在外壳2与十字块形成的四个楔形槽内分别装有一套滚柱4及压帽与弹簧5，外壳2与护盖6相互密封，在花键套筒10外面套有移动衬套9及缓冲弹簧8。
整个单向离合器总成利用花键套筒10套[x1]?
在电枢轴的花键上，单向离合器总成在传动拨叉作用下，可以在电枢轴上轴向移动，也可以随电枢轴转动。
滚柱式单向离合器工作原理如图3—4所示，发动机启动时，电枢轴通过花键套筒带动十字块旋转，这时滚柱8在摩擦力作用下，滚入楔形槽的窄端，将十字块1与外壳4形成一体，于是将转矩传给了驱动齿轮5，带动飞轮齿圈6转动，启动发动机。
发动机启动后，随着曲轴转速升高，飞轮齿圈将带动驱动齿轮高速旋转，当其转速大于十字块转速时，在摩擦力作用下，滚柱滚入楔形槽的宽端而打滑，这样转矩不能从驱动齿轮传给电枢轴，从而防止了电枢超速飞散。
滚柱式单向离合器结构简单，工作可靠，但传递转矩受限制。
四、电磁开关
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[x2]?
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。
学习内容CA1091型汽车启动机控制电路
CA1091型汽车启动机控制电路，如图3—6所示。
一、控制电路特点
根据电路分析，CA1091型汽车启动机由复合继电器控制。
而复合继电器又由启动继电器和充电指示灯继电器组成。
启动继电器中的L1线圈通过充电指示灯继电器常闭触点K2搭铁，使之具有驱动保护作用。
充电指示灯继电器触点K2同时也是充电指示灯的搭铁通路，用于监测充电系统是否工作正常，触点K2由发电机的中性点的电压控制。
二、工作原理
1.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→电流表→点火开关启动挡→启动继电器线圈L1→充电指示灯继电器常闭触点K2→搭铁→[x3]?
蓄电池负极。
于是启动继电器的常开触点K1闭合，接通了电磁开关电路。
2.电磁开关电路接通，由蓄电池正极→启动继电器触点K1→吸引线圈→搭铁→蓄电池负极。
3.发动机启动后，松开点火开关，点火开关自动返回点火挡（一挡），启动继电器触点K1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。
4.若发动机启动后，点火开关没能及时返回点火挡（一挡），这时复合继电器中充电指示灯继电器线圈由于承受了硅整流发电机中性点的电压，使常闭触点K2打开，自动切断了启动继电器线圈的电路，触点K1断开，使电磁开关断电，启动机便自动停止工作。
5.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，充电指示灯继电器的线圈总加有硅整流发电机中性点电压，充电指示灯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，启动机不工作。
学习内容
启动机的正确使用和维护
启动机试验
一、启动机的正确使用和维护
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维护要求如下：
1.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。
2.在低温下启动发动机时，应先预热发动机后再启动。
3.启动机电路的导线连接要牢固，导线的截面积应满足要求。
4.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。
5.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。
6.应定期对启动机进行全面的维护和检修。
二、启动机试验
启动机试验的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和全制动试验。
1.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。
空转试验如图3—7所示，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。
此外，空转试验时，换向器上不应有强烈火花，电枢旋转应平稳，不应有机械碰擦声。
试验的时间不能超过1min，以免引起启动机过热。
2.全制动试验
全制动试验的目的是检测启动机全制动时的电流和转矩，并与标准值进行比较，
3.以判断启动机的机械和电气故障。
其转矩不得低于标准转矩的90%。
全制动试验如图3—8所示，将启动机驱动齿轮锁住，接通电源，测出启动机的电流值及弹簧秤读数与制动臂长度，并换算成转矩值。
若试验时转矩很小，而启动机消耗电流超过标准值，则可能有电枢绕组或磁场绕组短路或搭铁故障；
若启动机转矩和电流均低于标准值，则线路中可能有接触不良；
若驱动齿轮锁死后电枢轴仍能缓慢转动，则说明单向离合器打滑。
全制动试验时，每次接通电路的时间不应超过5s，且应停歇10s以上再次进行试验，以免损坏启动机。
三、启动机的调整
1.启动机驱动齿轮端面与端盖突缘间距的调整
启动机不工作时，驱动齿轮端面与端盖凸缘之间的距离应符合规定要求。
若间距不符合要求，可通过定位螺钉调整。
若无定位螺钉时，可用加减垫片进行调整。
2.开关接通时间的调整
接触盘与主电路接通时刻，驱动齿轮与限位螺母的间距应为4.5±
1mm，若不符合要求，则通过调节螺杆1进行调整如图3—9所示。
检验与调整的方法是：
首先拆掉电磁开关与电动机之间的导电片，再按图3—10接线，在驱动齿轮端面与限位螺母之间插入（4.5±
1）mm厚的塞规，闭合开关S，[x4]?
若试灯不亮，说明触点接通时间过迟，应将调节螺杆慢慢旋出至试灯亮为止；
如果试灯点亮，也应将调节螺杆旋入至试灯不亮，再慢慢旋出至试灯点亮即可。
四、启动继电器的调整
启动继电器触点闭合电压和断开电压的检验，如图3—11所示。
先将电阻值调至最大，然后慢慢减小电阻。
当触点刚闭合，试灯点亮时，电压表的读数即为闭合电压。
再逐渐增加电阻，当触点刚打开。
试灯熄灭时，电压表的读数即为断开电压。
闭合电压和断开电压的测试值应符合标准，否则应予以调整，标准值见表3—1。
启动继电器电压规格/V
6
12
24
闭合电压/V
3.5~4
6~7.2
14~16
断开电压/V
1.5~2.5
3~5.5
4.5~8
表3—1
启动继电器闭合电压和断开电压
启动机常见故障
启动机不转
汽车起动系常见故障
汽车起动系主要由起动机和起动控制电路所组成，其故障有机械方面的，也有电器方面的。
常见的故障现象有起动机不转，起动机运转无力，起动机空转而发动机不能启动，发动机启动后起动机运转不停，驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合且有异响等。
一、起动机不转
起动机不转一般有以下几种原因：
1．蓄电池严重亏电，电量不足导致不转。
2．导线连接处接触不良，车辆颠簸造成接头松动或接头处氧化污损。
3．起动开关损坏。
4．继电器故障。
起动线路中有起动继电器或组合继电器的起动机，继电器故障会导致起动机不转。
继电器触点氧化污损，使电磁开关电路无法接通；
触点间隙过大或继电器线圈短路、断路，都使继电器触点不能闭合，电磁开关电路不通。
5．起动机故障包括电磁开关故障、换向器氧化、电刷接触不良、电枢绕组和磁场绕组断路、短路等。
电磁开关的故障主要是由于受强电流的作用，使触点氧化，造成接触不良。
电动机的故障使其内部无法形成完整的回路，因此起动机不转。
二、起动机运转无力
起动机运转无力，应是下列原因所致：
1．蓄电池电量不足。
2．导线连接处接触不良。
3．起动机故障，主要是直流电动机故障。
电枢绕组或磁场绕组匝间短路，使电枢电流强度和磁场强度减弱，使起动机运转无力。
换向器污损、电刷弹簧弹力不足或电刷过度磨损，使电路中电阻值增大，电动机的扭矩降低。
轴承过紧会加大机械损失，这些故障也都会导致起动机运转无力。
三、发动机启动后，起动机运转不停
起动机运转不停，表明电磁开关接触盘与两个主线柱始终接触，有三种情况：
1．电磁开关接触盘与触点烧结。
2．传动叉弹簧过软或折断，使活动铁心与接触盘无法复位。
3．起动继电器或组合继电器触点烧结，使电磁开关的两个主接线柱始终处于接通状态。
四、起动机空转，发动机不能启动
故障原因是单向离合器打滑所致。
五、驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合且有异响
故障在两齿啮合处，有三种可能：
1．单向离合器的驱动齿轮损坏。
2．飞轮齿圈损坏。
3．起动机安装螺栓松动，使两齿不能正常啮合。
汽车启动系统电路图
启动系统在汽车上是一个很重要的部分，而启动系统电路图是掌握启动系统的一个基础，下面从易到难来介绍启动系统的电路图。
启动系统的组成部分有蓄电池一电源、启动机一动力部分、控制装置。
一、启动机中直流电动机的电路图
直流电动机的工作原理是电磁感应。
给电动机输入电流，电动机向外输出转矩，从而启动发动机，其线路图如图1所示。
二、启动机
只有个电动机无法做到启动小齿轮和发动机飞轮平稳进入啮合和脱离啮合的，甚至没有办法去启动发动机，所以在直流电动机的基础上增加了一个电磁开关，线路图如图2。
启动开关闭合后，可移动铁芯在保持和吸拉两个线圈的共同作用下向左移动，带动拨叉使驱动小齿轮向右移动：
同时，直流电动机的定子和转子线圈内流经的是小电流，输出转矩小，使驱动小齿轮和飞轮平稳啮合。
当铁芯移动到最左侧时，铁芯左端的金属盘同时接触电源接线柱和电动机主接线柱，短路吸拉线圈，电流直接由电源接线柱流到电动机主接线柱，增强了启动时的点火能量和直流电动机的输出转矩，使发动机容易启动。
三、增加了启动继电器的电路图
启动开关直接和电磁开关连接，流经的是大电流。
当开关断开时，易产生火花，损害开夭，所以增设了启动继电器，用小电流控制大电流，线路如图3所示。
说明：
附加电阻接线柱是启动时短路点火系统中的附加电阻，目的是为了增强启动时的点火能量。
原理：
小电流经过启动开关、启动继电器中的线圈控制经触电到启动机的大电流，从而保护启动开关。
四、增设了启动复合继电器的电路图
为了防止驾驶员在启动结束后没有及时断开启动开关，通过保护继电器自动断开线路，线路图如图4所示。
工作原理：
当发动机启动后，发电机中性点输出电压，使保护继电器中的线圈流过电流，产生磁场，使K2断开，故启动继电器中的线圈形成断路，使K1断开，从而断开启动机中的电流。
在启动开关没有断开的情况下，保护启动机。
以上是启动机中最常用的电路图，掌握了此电路图，为实际的线路连接和启动系统的故障诊断打下一个基础。
热继电器的动作太快、太慢或不动作原因和解决的方法：
1.热继电器的额定电流值，与被保护设备的额定电流值不符。
这时应按照被保护设备的容量来更换热继电器。
而不按开
关容量选用热继电器。
2.热继电器调整部件上的固定支钉松动，不在原来整定点上。
应将支钉铆紧，重新调整试验。
3.热继电器通过了巨大的短路电流，使双金属片产生永久变形，应重新调整试验。
4.热继电器使用日久，积尘锈蚀或动作机构卡住、磨损、胶木零件变形等。
应清除热继电器上的灰尘和污垢，重新校验。
5.如在安装时，将热继电器可调整部件碰坏，或没有对准刻度。
应修理坏的部件，重新调整，对准刻度。
6.热继电器与外界连接线的接线螺钉未拧紧，或连接线的截面积不符合规定，或热继电器盖子未盖好，应将螺钉拧紧，
换上适合的连接线，盖好盖子。
7.热继电器安装方向不合规定或热继电器周围温度与被保护设备的周围温度相差太大。
按两地两地温度差配置适当的热继电器。
浅谈继电器常见故障的检修
摘要:
分析了继电器使用中的常见故障,并提出了检修方法。
关键词:
继电器;
故障;
电磁;
触点;
气囊
0 引言
继电器是一种根据外界输入的信号,如电气量（电压、电流）或非电气量（热量、时间、转速等）的变化接通或断开控制电路,以完成控制或保护任务的电器,它有三个基本部分,即感测机构、中间机构和执行机构,文章阐述了它们产生故障的检修方法。
1 感测机构的检修
对于电磁式（电压、电流、中间）继电器,其感测机构即为电磁系统。
电磁系统的故障主要集中在线圈及动、静铁芯部分。
（1）线圈故障检修
线圈故障通常有线圈绝缘损坏;
受机械伤形成匝间短路或接地;
由于电源电压过低,动、静铁芯接触不严密,使通过线圈电流过大,线圈发热以致烧毁。
其修理时,应重绕线圈。
如果线圈通电后衔铁不吸合,可能是线圈引出线连接处脱落,使线圈断路。
检查出脱落处后焊接上即可。
（2）铁芯故障检修
铁芯故障主要有通电后衔铁吸不上。
这可能是由于线圈断线,动、静铁芯之间有异物,电源电压过低等造成的。
应区别情况修理。
通电后,衔铁噪声大。
这可能是由于动、静铁芯接触面不平整,或有油污染造成的。
修理时,应取下线圈,锉平或磨平其接触面;
如有油污应进行清洗。
噪声大可能是由于短路、环断裂引起的,修理或更换新的短路环即可。
断电后,衔铁不能立即释放,这可能是由于动铁芯被卡住、铁芯气隙太小、弹簧劳损和铁芯接触面有油污等造成的。
检修时应针对故障原因区别对待,或调整气隙使其保护在0.02～0.05mm,或更换弹簧,或用汽油清洗油污。
对于热继电器,其感测机构是热元件。
其常见故障是热元件烧坏,或热元件误动作和不动作。
（1）热元件烧坏。
这可能是由于负载侧发生短路,或热元件动作频率太高造成的。
检修时应更换热元件,重新调整整定值。
（2）热元件误动作。
这可能是由于整定值太小、未过载就动作,或使用场合有强烈的冲击及振动,使其动作机构松动脱扣而引起误动作造成的。
（3）热元件不动作。
这可能是由于整定值太小,使热元件失去过载保护功能所致。
检修时应根据负载工作电流来调整整定电流。
2 执行机构的检修
大多数继电器的执行机构都是触点系统。
通过它的“通”与“断”,来完成一定的控制功能。
触点系统的故障一般有触点过热、磨损、熔焊等。
引起触点过热的主要原因是容量不够,触点压力不够,表面氧化或不清洁等;
引起磨损加剧的主要原因是触点容量太小,电弧温度过高使触点金属氧化等;
引起触点熔焊的主要原因是电弧温度过高,或触点严重跳动等。
触点的检修顺序如下:
（1）打开外盖,检查触点表面情况。
（2）如果触点表面氧化,对银触点可不作修理,对铜触点可用油光锉锉平或用小刀轻轻刮去其表面的氧化层。
（3）如果触点表面不清洁,可用汽油或四氯化碳清洗。
（4）如果触点表面有灼伤烧毛痕迹,对银触点可不必整修,对铜触点可用油光锉或小刀整修。
不允许用砂布或砂纸来整修,以免残留砂粒,造成接触不良。
（5）触点如果熔焊,应更换触点。
如果是因触点容量太小造成的,则应更换容量大一级的继电器。
（6）如果触点压力不够,应调整弹簧或更换弹簧来增大压力。
若压力仍不够,则应更换触点。
3 中间机构的检修
（1）对空气式时间继电器,其中间机构主要是气囊。
其常见故障是延时不准。
这可能是由于气囊密封不严或漏气,使动作延时缩短,甚至不延时;
也可能是气囊空气通道堵塞,使动作延时变长。
修理时,对于前者应重新装配或更换新气囊,对于后者应拆开气室,清除堵塞物。
（2）对速度继电器,其胶木摆杆属于中间机构。
如反接制动时电动机不能制动停转,就可能是胶木摆杆断裂。
检修时应予以更换。
4 结语
总结继电器的常见故障检修方法,有利于电力设备与系统的良好运行,也可为同行提供借鉴经验.
窗体顶端
机车电起动机故障检修三例
一、接通起动开关后，只听到起动机发出“嗒”的一声响，却并不转动
故障分析与检修：
在正常情况下，电起动机在电磁开关的控制下，可有效地对电起动机的主触点执行强制性闭合，以保证电起动机所需的大电流顺畅地通过。
由于在频繁的启动中，电磁开关接盘与主触点之间，不但要通过很大的电流，而且还要承受强烈的冲击，时间一久，必然会造成其接触面严重烧蚀和磨损，所以这一故障是电磁操纵式启动系统中比较常见的故障。
经分析，启动时电起动机发出的“嗒”的一声响声，实际上是接触盘与主触点在闭合瞬间所发出的声响。
可见，电磁开关已完成了线圈磁化和铁芯移动的基本过程。
电磁开关的接合动作已经完成，而电起动机却不转，则可初步断定是由于电磁开关接触盘与主触点接触面严重烧蚀所致。
为了证实上述推断，用螺丝刀将电磁开关蓄电池接柱与磁场接柱短接试验，结果电起动机运转正常，这表明故障出自电磁开关内部。
分解电磁开关进行检查，发现接触盘与主触点工作表面烧蚀严重。
将接触盘翻面安装，再将两只触头修磨平整，装复后试验，故障排除。
二、将起动开关置于启动位置，电起动机不转动，并且电磁开关发出轻微的“哒哒”声
在检修此故障时，起初认为是蓄电池供电不足所致，但更换一只同规格电量充足的蓄电池后，故障
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