汽车发动机检测与维修论文doc.docx

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1、汽车发动机检测与维修论文doc论汽车起动机工作原理与故障排除 绪论 汽车启动系统是汽车发动机五大系统之一，而启动机则为启动系统中的重中之重。为使静止的汽车发动机进入工作状态，必须依靠于启动产生转矩外力从而通过飞轮使曲轴旋转，发动机再在点火系统、燃料供给系统等作用下而自动运转。因此，对汽车启动机结构组成的掌握与了解、启动机故障的检测与诊断、平常的维护与保养工作是十分重要的，因为启动机启动汽车是当代轿车启动的唯一方式！ 启动机的相关简介 启动机的组成与作用 组成 汽车启动系统作为汽车发动机的五大系统之一，其主要由蓄电池、启动机、点火开关、启动继电器、保险等组成，而启动机则被安装在汽车发动机飞轮壳的

2、前端盖的座孔上。 作用 发动机在燃料供给系统、点火系统、汽缸压力正常的情况下依靠外力使汽车发动机曲轴的转速达到一定适应值即可自动运行。因此汽车启动机的作用是通过启动机转动曲轴，从而启动发动机，发动机被启动以后，启动系统便自动停止工作。 启动系统电路图及工作原理 .启动电路如下所示 1-蓄电池 2-启动机 3-启动继电器 4-点火开关 5-电流表 启动系统工作原理 当驾驶员将要启动发动机时，将点火钥匙插入点火开关，旋转点火钥匙至“ON”位置时，蓄电池给发动机电控系统供电，当旋转至“START”位置时，汽车的启动系统工作，启动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿环相啮合，启动机的直流电动机旋转，从而将转矩

3、通过齿轮与飞轮传到曲轴，而使曲轴旋转启动发动机。 1 启动机结构组成与结构图 启动机主要由直流电动机、传动机构、控制机构等组成 电动机的作用是将蓄电池的电能转换为机械能产生电磁转矩。 直流电动机由电枢、磁极、壳体等主要部件构成。 电枢 电枢是直流电动机的旋转部分，包括点数周、转向器、电枢铁心、电枢绕组等部分。为了获得足够的转矩，通过电枢绕组的电流一般很大，因此电枢一般采用较粗的矩形裸铜线绕制而成. 换向器由铜制换向片叠压而成，且云母片的高度略低于铜制换向片的高度，为了避免 磨损的粉末落入换向器之间造成短路，启动机换向片间云母片的高度一般不能过低，电枢绕组个线圈的端头均焊接在换向器片上，通过换向

4、器和电刷将蓄电池的电流传递给电枢绕组，并适时的改变电枢绕组中电流的方向。 磁极 磁极一般由四个碳钢板制成，其内端部扩大为极掌形。每个磁极上饶有励磁绕组，两对磁极相对交错安装在电动机定子内壳上。定子与转子铁心形成的磁回路如图3所示。4个励磁线圈可相互串联后再与电枢绕组串联。 电刷架与机壳 电刷架一般为框式结构，其中正极刷架与端盖绝缘，负极刷架通过机壳直接打铁。电刷置于电刷架中，正电刷与励磁绕组的末端相连，负电刷负极刷架打铁。电刷有铜粉与石墨粉压制而成，呈棕红色。刷架上装有弹性较好的盘形弹簧，用来保证电刷与换向器有良好的接触。 启动机壳的一端有4个检查窗口，中不有一个与壳体绝缘的电流输入接线柱，并

5、在内部与励磁绕组的一端相连。端盖分前、后两个，前端盖由钢板压制而成，后端盖由灰口铸铁浇制而成。前后端盖均压有青铜石墨轴承套或铁剂轴承套，外围有2个或4个组装螺钉孔。电刷粘在后端盖内，前端盖上有拨叉坐，盖口有2 凸缘和安装螺孔，还有拧紧中间轴承板的螺钉孔。 控制机构组成：拨叉、回位弹簧、保持线圈、吸引线圈、开关壳、动触点、静触点、螺栓。 传动机构组成:单向离合器、拨叉、回位弹簧、驱动齿轮、行星齿轮机构。 解释说明 常见发动机的启动装置是以蓄电池为电源的直流电动机，其电动机的启动动力必须超过发动机气缸的压缩阻力及其它各摩擦力;必须具有足够的起动转矩，以便使发动机达到适宜转速。在满足转速的情况下，还

6、应保证发动机有足够大的起动转矩，因此启动装置应尽可能小型轻量化，为此启动装置除了必须有直流电动机和相应的附属装置外，还应有把电动机的动力转矩传递给发动机的动力传动机构。动力传动机构由飞轮齿环和电机轴上的小齿轮及行星齿轮机构、单向离合器等组成，发动机启动时，启动机驱动齿轮在电磁开关与拨叉的共同作用下，与发动机飞轮齿环相啮合，电动机转动通过减速机构减速增矩的作用，再通过小齿轮驱动发动机曲轴旋转。 启动机的分类 起动机的种类很多，在各种起动机的组成部分中，电动机部分有励磁式和永磁式两种，但一般没有本质的差别。而起动机的传动和操控机构则有很大的差异，因此起动机式按传动机构和操纵机构的不同来区分的。 按

7、电动机磁场产生的方式 励磁启动机：通过向励磁绕组导入电流而产生磁场，应用较为普遍。 3 永磁式启动机:以永久磁铁作为启动机的磁极，应用较少。 按启动时启动机的操纵方式 电磁操纵式：它由按钮或点火开关控制起动机上的电磁开关，有的还加装了续电器，点火开关控制续电器的工作状态，再由续电器控制起动机的主开关来接通或切断主电路，也称电磁控制式起动机。 直接操纵式：直接由司机脚踏启动踏板或手拉启动拉杆直接操纵拨叉，使驱动齿轮与飞轮啮合与退回，同时电动机电流的通断也是通过驾驶员直接实现的。 按驱动齿轮啮入方式 惯性啮合式： 起动机旋转时，其啮合小齿轮靠惯性力自动入飞轮齿圈，起动后小齿轮又靠惯性力自动与飞轮齿

8、圈脱离。 电枢移动式：它是靠起动机磁极磁通的吸力，使电枢沿轴向移动，而使小齿轮啮入飞轮齿内，启动后再由回位弹簧使电枢回位，让驱动齿轮退出飞轮齿圈。 强制啮合式：它是靠磁力或电磁力拉动杠杆强制小齿轮啮入飞轮内。 减速式：减速启动机的结构特点是在电枢和驱动齿轮之间装有一级或多级减速齿轮，它的优点是可采用小型高速低转矩的电动机，使启动机的体积减小、质量减轻、并便于安装；提高了启动机的启动转矩，有利于启动机的启动。 减速启动机减速机构根据结构可分为外啮合式、内啮合式、行星齿轮啮合式三种类型。 外啮合式减速机构在电枢轴和启动机驱动齿轮之间利用惰轮作用中间传动，且电磁开关铁芯与驱动齿轮同轴心，直接推动驱动

9、齿轮进行啮合，无需拨叉，一般用在小功率的启动机上，如图6所示 内啮合式减速机构传动中心距小，可有较大的减速比，故适用于大功率的启动机。 行星齿轮式减速启动机具有结构紧凑、传动比大、效率高等优点。由于输出轴与电枢轴同轴心、同转向，电枢轴无径向载荷，可使整机尺寸减小。 按传动机构的结构方式 非减速启动机：启动机与驱动齿轮之间只有一个单向离合器直接连接，没有减速增矩的作用。 减速启动机:启动机与驱动齿轮之间增设了一个减速装置，起到减速增矩的功能。 4 常见类型启动机结构原理图及工作原理分析 启动机控制电路如下所示 启动机控制电路分析：启动时，点火开关旋转至“ST”位置，这时电流经蓄电池正极点火开关吸

10、拉线圈C接住励磁绕住电枢，另一部分经50#接住保持线圈搭铁回蓄电池，在此时直流电动机缓慢转动，同时吸拉线圈与保持线圈产生同向磁力，将导电盘向左移动，而驱动齿轮在拨叉、拨环及铁芯的作用下向右移动，使启动机的驱动齿轮与飞轮的齿环完全啮合。而铁芯在磁场力的作用下，将30#接住与C接住接通，与此同时，吸拉线圈被导电盘短路，只有保持线圈还产生磁场力使驱动齿轮与飞轮结合，从而大电流经蓄电池正极30#接住导电盘C接住励磁绕住电枢搭铁蓄电池负极，则启动机快速旋转，通过启动机传动机构将转矩传给曲轴，保证能够启动发动机; 启动着车后，当发动机飞轮的转速大于驱动齿轮的转速时，单向离合器大滑从而切断驱动齿轮与飞轮之间

11、的动力传递而保护启动机。松开点火钥匙，50#接住断电，然而由于导电盘的惯性作用，电流经蓄电池正极30#接住吸拉线圈保持线圈搭铁，此时吸拉线圈与保持线圈产生相反的磁场力使导电盘与接线柱断开，同时在弹簧的作用下，铁芯迅速回位，启动机的主电路被切断，启动完毕。 5 带启动继电器的启动控制电路如下所示 启动时，点火钥匙旋转至“ST”位置，接通启动继电器的线圈电路，线圈产生磁场力而将继电器的主触点闭合，从而启动机的主电路导通，则电磁开关使驱动齿轮与飞轮啮合，导通直流电动机电路，使电动机产生转矩。启动后，点火开关自动回位，截断启动继电器线圈的电路，触点打开，从而切断电磁开关中保持线圈的电流，继而切断了电动

12、机的电流。利用启动继电器控制电磁开关与直流电动机电流的导通与截止，减少了流过启动开关处的电流，降低点火开关触点烧损，延长点火开关的使用寿命。 减速启动机：减速启动机电路如下所示 6 按减速启动机齿轮减速器的传动方式，有外啮合式，内啮合式和行星齿 轮减速器三种形式。 解释说明 如果采用高速、低转矩的汽车启动机，如在功率相同的情况下，其重量与结构的复杂性将大大降低。但是启动机的启动转矩如果过小，很难满足启动机的启动要求，因此利用转速较低，转矩大的减速起动机，虽然其比前者结构较复杂些，但有利于发动机的启动，因为减速启动机在直流电动机电枢轴与单向离合器之间增设了一个减速装置。 启动机的工作特性 启动机

13、工作特性有转矩特性、转速特性和功率特性，其转矩、转速、功率与电流的关系曲线称为启动机的特性曲线。启动机的特性取决于直流电动机的特性，而串励直流电动机特性的特点是启动转矩大，机械特性软。 转矩特性 启动发动机的瞬间，由于发动机的阻力矩很大，发动机处于完全制动状态下，转速为零，反电动势也为零。此时电枢电流将达到最大值，电动机产生最大转矩，从而使启动机易于启动发动机。这也是汽车上多采用串励直流电动机的主要原因。 转速特性 串励直流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不会超出限定值而烧毁，是启动安全可靠。 功率特性 起动机功率必须保证发动机能够迅速可靠的启动。若功

14、率不够将会增加启动次数，缩短蓄电池使用寿命，增加燃料消耗及低温下发动机部件的磨损。 影响启动机功率的因素主要如下： 接触电阻和导线电阻的影响 蓄电池容量的影响 温度的影响 启动机主要部件的维护与检修 电枢的维护与检修 7 检修电枢主要在于检测与维修电枢绕组，其主要故障有短路、短路和搭铁。首先得检查线圈的绝缘体部分是否烧毁，各连接头是否接触良好，如有地方松动应重新焊接。检测方法如下：1、用万用表X1K档检查电枢绕组内部有无断路，用两表笔接触不同的换向片，导通为良好； 2、用万用表RX1K档检查电枢绕组搭铁是否良好，用两表笔分别接触电枢轴与换向片，阻值应为无穷大，如为零，则为搭铁故障。 磁场绕组的

15、维护与检修 其主要故障有短路、断路、和搭铁。首先用万用表RX1K档或用试灯笔进行检查，一端接触外壳，另一端接磁场端口，如电阻无穷大，则电路良好；否则有搭铁故障。 电刷与电刷架的检修 1.检查电刷的高度，一般低于标准的2/3，电刷的接触面积不得少于75%，同时电刷在电刷架内无卡滞的现象，否则则进行研磨与更换。 2.得用万用表检查正极电刷及引线的导通性，负极电刷及其引线的导通性，同时得检查正极电刷与电刷架是否绝缘。 3.检查电刷弹簧的弹力，如弹力不符合要求，应对其进行更换。 4.检查电刷架是否被扭曲，以及正负电刷在电刷架上的安装位置是否正确。 单向离合器的维护与检修 单向离合器在使用过程中，其主要

16、故障是常出现打滑、驱动轴空转以及减震弹簧空转。启动机空转、单向离合器打滑，是由离合器中的滚子磨损所引起的。检查方法拆开启动机，将单向离合器装在电枢轴上，一手拿电枢、一手转动驱动齿轮，若离合器的正反两个方向都能自由转动，则离合器已损坏，应进行更换;如其中有一个方向运转自如，另一方向卡死，则表示单向离合器良好，清洗维护后仍可使用！ 电磁开关的维护与检修 1.电磁开关的故障一般是吸拉线圈与保持线圈短路与断路；电磁开关内部的触点烧灼以至电流导通不畅。 8 2.用万用表RX1K档检查吸拉线圈，一端接点火开关插接口，另一端接励磁绕组引线接住，应为导通，否则吸引线圈有断路故障；用万用表RX1K档检查保持线圈

17、，一端接点火开关插接口，另一端接电磁开关壳体，应导通，否则有断路故障；用万用表RX1K档检查电磁开关内部的触点是否良好，此时万用表一端接蓄电池.正极接线柱，一端接励磁绕组引线接线柱，同时移动铁芯，如阻值变为零，则触点接触良好。 轴承以及铜套的维护与检修 检查启动机內的各轴承以及直流电动机电枢轴上的铜套，如有磨损、破裂、变形应进行更换，且所选用的铜套要符合启动机的使用要求，运转时能够承受较大的冲击载荷。 启动机常见故障原因分析与诊断 启动机不转 故障现象 将点火开关旋至启动档，启动机无反应，无任何动作迹象。 原因分析 蓄电池无电或亏电； 启动机线路断路或短路； 启动继电器的触点烧灼或线圈有断路；

18、 点火开关故障； 启动机故障。 启动机运转无力 故障现象 启动时，启动机无法启动发动机，转速明显过低甚至于停转。 原因分析 蓄电池无电或亏电； 启动机及蓄电池各接线柱接触不良； 启动机故障。 启动机空转 故障现象 启动发动机时，只有启动机快速旋转而发动机的曲轴不转，此种现象表明启动机的线路与直流电动机无任何问题，问题则在于传动机构。 9 原因分析 单向离合器的滚换磨损以至打滑； 拨叉折断或未安装； 驱动齿轮与飞轮齿环配合不当。 启动机异常发响发热 发响 启动机安装位置不正确，飞轮与驱动齿轮难以正确啮合； 飞轮齿环或驱动齿轮的磨损严重； 电磁开关的保持线圈断路或搭铁不良； 异常发热 启动机运转过

19、长或启动次数过多； 线圈有局部短路。 启动机使用中的常见注意事项 启动注意事项 启动机每次启动时间不得超过5s，第二次启动相隔15s以上，如果发动机已启动应让点火钥匙从“ST”档回味到“ON”档以防损坏启动机。 安装注意事项 启动机启动开关及各导线安装应牢固可靠、绝缘良好、并保持启动机外表清洁，防止短路。 异常注意事项 如出现启动时异响，则应马上检查启动机的状况，否则可能损坏飞轮齿环与驱动齿轮。 启动系统与启动机常见故障典型案例 案例一 1.故障现象：一辆轻型轿车，在使用启动时，只听见启动机的电磁开关“卡塔”的闭合声，但启动机却无任何反映。 2.故障原因分析：此现象可能是由于蓄电池亏电，电磁开

20、关动静触点接触不良，启动机内部的电枢绕组或励磁绕组断路或短路。打开点火开关，检查仪表盘上的电量指示灯显示蓄电池电量充足，因此不是蓄电池故障。用一根导线直接将直流电动机绕组的引线与蓄电池的正极相连而启动机运转，因此不是电动机故障。而是电磁开关的故障。拆开电磁开关，观察其内部，且用万用表测量吸拉线圈与保持线圈的导通状况，结果发现电磁开关的动静触点烧灼，以至电磁开关虽10 有动作但接触不良。 3.故障排除：拆开启动机电磁启动开关的动静触点，用砂纸打磨重新装配，打开点火开关，启动机运转正常。 案例二 1.故障现象：一辆北京轻型越野车，当使用启动机启动发动机时，启动机高速旋转，但发动机不转。 2.故障现

21、象分析：根据上述现象可以说明启动机的电路正常，直流电动机运转正常，其问题有可能离合器的滚子过度磨损以至打滑、拨叉折断或驱动齿轮与飞轮齿环啮合不当所引起的，因此对启动机进行拆解，结果发现启动机传动机构中的单向离合器正旋反旋都能转动，出现打滑现象。 3.故障排除：将打滑的单向离合器更换重新装配，打开启动开关，能够启动着车并运转正常。 案例三 1.故障现象：某北京切诺基越野车，在行驶途中停车后再启动困难，启动机无任何反应。 2.故障原因分析：启动机不转其原因可能来至自于启动机启动机控制线路问题、启动继电器问题、点火开关问题、电磁开关问题、启动机本身问题等。 3.故障排除：检查蓄电池的导线、启动机导线

22、、蓄电池的电量均未发现异常，但用一根导线一端接蓄电池正极，另一端搭在启动机电磁开关的接线柱上，启动机运转正常。由此可见，启动机及电磁开关其本身并无任何问题，其问题在于启动机的控制线路上。进一步检查点火开关到启动继电器的线路是导通状态。因此根据上述故障现象及检查情况判断，症结有可能在与启动继电器上，经拆检，发现启动继电器有异物卡滞，虽然打开点火开关，电流流入线圈产生磁力，但因触点卡滞，电磁开关的控制电流无法导通，从而启动机的启动电流不能导通以至启动机不能正常工作，更换启动继电器 ，启动机恢复正常，并能顺利着车。 11 结论 本文通对汽车启动机的组成结构、工作原理以及启动机常见故障诊断与排除的详细

23、叙述，全方位地剖析启动机，解说启动机，使汽车相关人士能够真正明白启动机，了解启动机甚至学会如何去维护启动机以及排除常见故障，本文将基础理论与实际案例相结合，并以启动机典型故障为例，详细解说启动机故障常见的检测与排除方法，使人更能明白启动机的功用、启动机的特点、启动机的结构与工作原理! 致谢 在毕业论文的完成过程中，得到了王老师的大力支持以及对论文相关内容的指正，使我了解到更多的有关于汽车检测与维修技术方面的专业知识，同时也使得此论文的内容更加全面、丰富、完善。在此特对论文指导老师杨老师表示感谢，感谢他在我论文完成过程中对我的支持与肯定、鼓励与指正，以使我能顺利地完成毕业论文！ 离开学校完成论文，是一个终点，又是另外一个起点！喝水不忘挖井人，我将铭记大家对我的帮助，时刻不忘为融入社会走进来，为服务社会走出去以后更好的为人民为社会服务！感谢三年中陪伴在我身边的老师，感谢您们的支持、鼓励和帮助。 12