汽车电气系统的启动机拆装与检修

1）QD1225型启动机解体步骤

QD1225型启动机各组成零件如图3.14所示。其分解步骤见表3.1。

图3.14　QD1225启动机的分解

1—衬套盖帽；2—衬套盖帽固定螺钉；3—电刷架组件；4—限位卡簧；5—电枢总成；6—电磁开关壳体总成；7— 吸拉铁芯及回位弹簧；8—拨叉；9—拨叉限位垫块；10—离合器限位垫圈；11—卡簧；12—电磁开关固定螺栓；13—后端盖；14—单向离合器总成；15—机壳、励磁绕组与铁芯组件；16—前端盖；17—穿心螺栓

表3.1　QD1225型启动机解体步骤

续表

2）启动机主要零部件的检测与维修（见表3.2）

对拆下的启动机零部件检查前要进行清洁。清洁启动机零部件时，对所有的绝缘零部件，用干净抹布蘸少量汽油擦拭干净即可，不能用清洗剂浸泡。其余零件应用汽油或其他清洗剂洗刷干净。

表3.2　启动机主要零部件的检测与维修

续表

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3）启动机的装复

启动机的组装可按启动机分解的相反顺序进行，但应注意：

①安装时，在电枢轴螺旋花键、端盖衬套中应涂上润滑脂。

②不要漏装各紧固螺栓处的弹簧垫，防止装车后振动松脱。

4）电磁开关性能测试

（1）电磁开关牵引性能的测试

如图3.15所示，将装复好的启动机固定在桌虎钳上，拆下启动机端子“C”上的磁场绕组电缆引线端子，用带夹电缆将启动机“C”端子和电磁开关壳体与蓄电池负极连接，用带夹电缆将启动机“50”端子与蓄电池正极连接，此时驱动齿轮应向外移动。如驱动齿轮不动，说明电磁开关有故障，应予修理或更换。

图3.15　电磁开关吸引线圈性能检验

图3.16　电磁开关保持线圈性能检验

（2）电磁开关保持性能的测试

在吸拉试验基础上，当驱动齿轮保持在伸出位置时，拆下电磁开关“C”端子上的电缆夹，如图3.16所示，此时驱动齿轮应保持在伸出位置不动。如驱动齿轮回位，说明保持线圈断路，应予修理。

（3）电磁开关复位性能的测试

在保持动作的基础上，拆下启动机壳体上的电缆夹，如图3.17所示，此时驱动齿轮应迅速回位。如驱动齿轮不能回位，说明回位弹簧失效，应更换弹簧或电磁开关总成。

图3.17　复位性能检测

5）启动机的性能测试

（1）空载试验

空载试验测得的数据可以定性反映出启动机装配质量和内部电路故障。将启动机夹紧在汽车电气试验台上，按照如图3.18所示接通启动机电路，启动机应运转均匀，电刷无火花。试验台仪表板上启动电流表、启动电压表和转速表的读数应符合规定值。

要特别注意每次空载试验不应超过1 min，以免启动机过热烧毁绝缘层。

（2）制动试验

在空载试验通过后，通过测量启动机全制动时电流和扭矩来检验启动机电器和机械性能良好与否。通过扭矩测量装置卡紧启动机驱动齿轮，按照如图3.19所示连接电路，通电后迅速记下试验台仪表板上启动电流表、启动扭矩表和启动电压表的读数，其全制动电流和制动转矩应符合规定值。

图3.18　启动机空载试验接线图

图3.19　启动机制动试验安装接线图

全制动试验要动作迅速，一次试验时间不要超过5 s，以免烧坏电动机及对蓄电池使用寿命造成不利影响。

表3.3　典型启动机的空载特性和全制动特性

[任务实施]

1）准备

①设备：发动机实训台2台、汽车电器试验台2台、蓄电池2只，启动机若干台。

②工具：拆装台、拆装工具、万用表、砂布、弹簧秤、抹布等。

③授课地点：汽车电器实训室。

2）实施

①老师用示教板、多媒体和发动机实训台讲解汽车启动系统的作用、组成和工作原理。分配学习任务，学生分组实施。

a.参照图3.20指出启动系统各组成部分的名称及作用并填写在表3.4中。

表3.4　启动系统名称与作用

图3.20　启动系统组成图

图3.21　启动机工作过程

b.指出图3.21中启动系统各组成部分的名称，描述启动过程及启动机各主要零部件工作情形。

部件名称：1.________2.________3.________4.________

5.________6.________7.________

启动过程描述：

②正确使用拆装工具进行启动机的拆卸。

a.需要的拆装工具：

b.制订启动机解体步骤（以QD1225为例）：

c.参照分解的启动机实物指出图3.22所示启动机各主要组成零件的名称：

图3.22　启动机的结构

1.________2.________3.________4.________5.________6.________

7.________8.________9.________10.________11.________12.________

③正确检修启动机各零部件，并把检测结果填写在表3.5。

表3.5　启动机检测表

④装复启动机，在电气试验台上检测启动机整机性能。

表3.6　启动机空载和制动试验表

[知识拓展]

1）汽车启动机的类型

（1）按电动机磁场产生的方式分类

①励磁式启动机：通过向励磁绕组通电产生磁场。一直以来，汽车上的启动机普遍都采用直流串励式电动机，如桑塔纳轿车用QD1225型、东风EQ2120型汽车用QD2623型启动机。

②永磁式启动机：以永久磁铁作磁极产生磁场。由于磁极采用永磁材料支撑，无须磁场绕组，因此电动机结构简化、体积小、质量轻。永磁式启动机是近年来出现的新型启动机，如奥迪100型轿车，目前在汽车上使用还比较少。

（2）按传动机构啮合方式分类

①强制啮合式启动机：是指利用电磁力拉动杠杆机构，使驱动齿轮强制啮入飞轮齿圈的启动机。它的主要优点是工作可靠性高，现代汽车广泛采用。

②电枢移动式启动机：是指利用磁极产生的电磁力使电枢产生轴向移动，从而将驱动齿轮啮入飞轮齿圈的启动机。其特点是结构比较复杂，主要用于大功率发动机的汽车，如太脱拉T138、斯柯达706R等汽车启动机。

③同轴移动式启动机：是指利用电磁开关推动电枢轴孔内的啮合推杆移动，使驱动齿轮啮入飞轮齿圈的启动机。其主要用于大功率发动机的汽车，如斯泰尔SXZ190型汽车用QD2745型启动机和奔驰Benz2026型汽车用KB型启动机。

④减速启动机：是指在启动机的电枢轴和输出轴之间，设置了齿轮减速装置的启动机。减速启动机的优点是单位质量的输出功率增加，缩小了外部尺寸，便于安装，提高了启动转矩有利于发动机的低温启动，减轻了蓄电池的负担，延长了使用寿命，得到了越来越多的应用。减速启动机又分为3种形式：内啮合式、外啮合式和行星齿轮式。内啮合减速启动机如图3.23所示，其结构简单，但高速时有振动，会产生噪声。外啮合式减速启动机如图3.24所示，其齿轮啮合紧密，通过改变齿轮的传动比，可实现较大的转矩，但结构稍大。行星齿轮式减速启动机如图3.25所示，这种启动机工作稳定，噪声小，但机械构造复杂。

图3.23　内啮合式减速启动机

图3.24　外啮合式减速启动机(www.xing528.com)

图3.25　行星齿轮减速启动机

2）启动机型号

根据QC/T 73—1993《汽车电器设备产品型号编制方法》规定，国产启动机的型号表示如图3.26所示。

说明：

①产品代号：QD—启动机：QDJ—减速启动机；QDY—永磁启动机。

②电压等级代号：1～12 V；2～24 V。

图3.26　国产启动机型号编制规则

③功率等级代号：其含义见表3.7。

表3.7　启动机功率等级代号

④设计代号：按产品设计先后顺序，以1～2位阿拉伯数字组成。

⑤变型代号：在主要电器参数和基本结构不变的情况下，一般电器参数的变化和某些结构改变称为变型，以汉语拼音大写字母A、B、C等表示。

例如，QD1229表示额定电压为12 V、功率1～2 kW，第29次设计的启动机。

3）启动用直流电动机的工作特性及其影响因素

（1）启动机的工作特性

直流串励式电动机的转矩M、转速n和功率P与电流之间的关系，称为直流串励式电动机的工作特性。直流串励式电动机工作特性曲线如图3.27所示，其中曲线M、n和P分别代表转矩特性、转速特性和功率特性。

图3.27　直流串励式电动机的工作特性曲线

①转矩特性。

电动机电磁转矩M随电枢电流Is变化的关系称为转矩特性。

对于串励式电动机而言，磁通在磁路未饱和时磁通与电流的平方成正比，在磁路饱和时磁通与电流成正比。因此，在启动机启动的瞬间，因发动机的阻力矩很大，启动机处于完全制动状态。此时电枢转速为零，电枢电流达到最大值。转矩与电枢电流的平方成正比，制动电流所产生的转矩很大，足以克服发动机的阻力矩，使发动机的启动容易。这就是汽车启动机采用串励式电动机的主要原因之一。

②机械特性。

电动机的转速n随电磁转矩M而变化的关系称为机械特性。

串励式电动机在输出转矩大时，电枢电流较大，电流随电动机转速的增加而急剧下降；反之，在输出转矩小时，电枢电流随电动机转速的减小很快上升。

从机械特性看出，直流串励式电动机具有轻载转速高、重载转速低的特点。重载转速低，可以保证电动机在启动时（重载）不会超出允许的功率而烧毁，使启动安全可靠。这是启动机采用串励式直流电动机的另一原因。但由于其轻载或空载时转速很高，容易造成“飞散”事故，因此，对于功率较大的串励式直流电动机，不允许在轻载或空载下长时间运行。

③功率特性。

串励式启动机的功率可由下式确定：

式中　M——启动机输出转矩，N·m；

　　　n——启动机的转速，r/min；

　　　P——电动机功率，kW。

启动机在全制动（ns=0）和空载（MS=0）时，其功率均为0，而在IS接近全制动电流一半时其输出功率最大。启动机工作时间短暂，允许以最大功率状态工作，启动机的额定功率一般也就是电动机的最大功率或接近于最大功率。

（2）影响启动机功率的因素

①接触电阻和导线电阻。接触电阻包括导线与蓄电池极桩、启动机接线柱以及电动机内电刷与换向器等的接触电阻。接触电阻大、导线截面积小或过长，都会造成较大的电压降而使启动机功率下降。

②蓄电池容量。蓄电池的容量越小，其内阻就越大，启动时加在电动机上的端电压就会越低，供给启动机的电流小，产生的转矩小，会使启动机的功率下降。

③环境温度。当环境温度低时，蓄电池的容量下降，内阻增大，启动机的功率下降就明显。在冬季，对蓄电池适当保温可以提高启动机的功率，改善启动性能。

[任务检测]

一、填空题

1.汽车启动系统主要由________、________、________和启动电路等组成。

2.影响启动机功率的因素有________、________、________等。

3.直流串励式电动机的________、________和________与电流之间的关系，称为直流串励式电动机的工作特性。

4.启动机由________、________和________三大部分组成。

5.单向离合器的作用是启动发动机时________，发动机启动后________。

二、判断题

1.汽油机启动时的转速通常为50～70 r/min，柴油机为100～200 r/min。（　）

2.启动机由直流电动机和电磁开关两大部分组成。（　）

3.“50”接线柱连接到点火开关，“30”接线柱连接到蓄电池正极。（　）

4.启动机空载试验能观察单向离合器是否打滑。（　）

5.启动机换向器铜片间的云母片应割低0.5～0.8 mm。（　）

6.单向滚柱式离合器不适合在大功率启动机上使用。（　）

7.吸拉线圈和保持线圈的电磁力方向始终是一致的。（　）

8.进行启动机的简易试验时，将“30”接线柱上引一根火线触试“50”接线柱是为了使电磁开关吸合，接通主电路。（　）

9.换向器的作用是将直流电变成交流电。（　）

三、选择题

1.启动系统主要是将（　）。

A.机械能转化为化学能

B.热能转化为电能

C.机械能转化为电能

D.电能转化为机械能

2.启动机电刷的高度一般不得小于（　）。

A.4～6 mm

B.7～10 mm

C.11～12 mm

D.13 mm

3.启动机换向器的作用是（　）。

A.整流

B.使转矩输出稳定

C.维持电枢定向运转

D.使启动机反向

4.永磁式启动机是将（　）用永久磁铁代替。

A.电枢绕组

B.励磁绕组

C.吸引线圈

D.保持线圈

5.启动机性能测试时，测得转速低于正常值而电流大于正常值，可能原因是（　）。

A.启动机装配过紧

B.电刷与换向器接触不良

C.蓄电池电压不足

D.接触片烧蚀

四、简答题

1.汽车启动机由哪几部分组成？各部分作用是什么？

2.解释下列启动机型号：QD124、QDJ125C。

3.以QD1225启动机为例，写出解体步骤。

【评价与反馈】

评价与反馈见表3.8

表3.8　评价与反馈表

【教师评估】

教师评估见表3.9。

表3.9　教师评估表