输出功率最大。

由于起动机工作时间短，允许
输出最大功率。

∴将最大功率作为其额定功率。
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3.2.3 串励直流电动机的特性
（2）影响起动机功率的因素 起动机工作电流大，所以其输出功率受电阻 影响大。



除起动机内部电阻之外，还有以下几方面：
40
3.2.3 串励直流电动机的特性
1）接触电阻和导线电阻。 接触电阻包括导线与蓄电池极桩、起动机接 线柱以及电刷与换向器等的接触电阻。
起动后，驱动齿轮转速高于传动套，扭力弹簧放松，驱动齿 轮与传动套松开，发动机的转距不能传递给电动机电枢。

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3．弹簧式单向离合器

弹簧式单向离合器的结构简单，寿命长，成本低。 但其轴向尺寸大，主要用在一些大功率起动机上。
6纵机构分为机 械式和电磁控制式2类。
汽车电器
主讲：毛矛
1
第三章 起动系统

3．1 起动系统的组成和作用
起动系统作用: 通过起动机将蓄电池的电能转换为机械能， 起动发动机运转。

起动系统的组成如下图。
2

主要由蓄电池、点火开关、起动继电器、起动
3
机等组成。
3. 2 起动机的结 构与工作原理 3.2.1 起动机的组成

起动机一般由直流电
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3．3 传动机构和电磁操纵机构

3．3．1 传动机构 又称啮合机构或啮合器
作用：
（1）起动时将电枢的电磁转矩传递给发动机飞轮； （2）起动后，发动机带动起动机时，啮合机构立 即打滑，即具有单向传递动力的作用。 常见有滚柱式、摩擦片式、扭簧式和棘轮式等。
45

1．滚柱式单向离合器
3.2.4 起动机型号和分类

第三部分是功率等级代号，含义见表。 第四部分是设计序号。（可省略）


第五部分是变型代号。（可省略）
例如：QD124表示额定电压为12V、功率为 1~2kW、第四次设计的起动机。
1 2 3 4 5 6 7 8 9
功率等级代号
功率/kW
~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9
起动机（左）&发电机（右）

起动机
VS
发电机
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理
1、直流电动机的 结构


工作原理 通电 导体 在磁场 中受到电磁力
8

3.2.2 直流电动机结构和工作原理

起动电动机一般为 串励式直流电动机， 主要由电枢、换向
器、磁极 及机壳
等组成。
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理

现代汽车均采用电磁操纵
机构，由电磁开关控制。

电磁操纵机构安装在起动
机的上部，控制起动机的
接通和关断。
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断开点火开关
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3．3．2 起动机电磁操纵机构

工作原理如上图。 接通起动开关后，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，使活动铁心克服弹簧力


共有4个电刷架，2个 与机壳直接相连搭铁， 称为搭铁电刷架；另 外2个称为绝缘电刷 架。
24
3.2.2 直流电动机结构和工作原理

2、直流电动机的工作原理


通电 导体 在磁场中受电磁力作用。
换向器作用：线圈转动时，其电流方向随磁 极（N级和S级）的改变而改变，使电磁力形 成的转矩方向始终保持不变，使电枢始终按 一定的方向转动。

16
3.2.2 直流电动机结构 和工作原理

电枢绕组各线圈的端头均焊接在换向器上。 换向器由铜片和云母片相间叠压而成，压装在电枢轴 上。
17
3.2.2 直流电动机结构和工作原理
（2）磁极 磁极由固定在机 壳上的铁心和缠

绕在铁心上的磁
场绕组组成。
18
19
3.2.2 直流电动机结构和工作原理


接触电阻大、导线截面积过小或过长→较大
的电压降→起动机功率下降。
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3.2.3 串励直流电动机的特性
2）蓄电池的容量 蓄电池的容量越小，其内阻越大，起动时电动机的 端电压就越低，引起起动机输出功率减小。


3）温度 温度降低，蓄电池的容量下降，内阻变大，导致起
动机输出功率下降。
42
61
3．弹簧式单向离合器

在驱动齿轮柄和花键套筒外装有扭力弹簧，弹簧的 两端各有1/4圈内径较小，分别箍紧在齿轮柄和花键 套筒上。
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3．弹簧式单向离合器

起动时，电枢轴带动传动套转动，扭力弹簧顺着螺旋方向 将齿轮柄与传动套包紧，发动机转距经扭力弹簧传给驱动 齿轮，起动发动机。
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3．弹簧式单向离合器
磁极的作用是建立电动 机磁场，一般多为4个 磁极。


功率超过7.35kW的起
动机也有用6个磁极的。
20
3.2.2 直流电动机结构和工作原理
磁场绕组与电枢绕组串联， 用裸铜线绕制。


4个磁场绕组的连接方式有 两种，如右图。

不管采用哪一种连接方式，4个磁场绕组所产生的 磁极应该是相互交错的。
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1．滚柱式单向离合器
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1．滚柱式单向离合器


起动后，曲轴转速升高，飞轮带动驱动齿轮高速旋 转。 当其转速大于十字块时，滚柱滚入楔形槽的宽端而 打滑。
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1．滚柱式单向离合器
所以转矩不能从驱动 齿轮传给电枢轴，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。

∴在磁路未饱和时，磁通∮与电流成正比 ∮=C1Is 则电磁转矩
M= CmIs∮= CmC1Is2=CIs2
34
3.2.3 串励直流电动机的特性
即磁路未饱和时，电磁转 矩与电流的平方成正比；


磁路饱和后，电流增大， 磁通保持不变，电磁转矩
与电枢电流成线性关系。
35
3.2.3 串励直流电动机的特性
13
3.2.2 直流电动机结构和工作原理

电枢绕组的电流很大（产生大的转矩），故电
枢绕组采用较粗的裸铜线绕制。
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理

为防止短路，在铜线与铜线之间、铜线与铁 心之间，用绝缘性较好的绝缘纸隔开。
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理
较粗的裸铜线在高速时易在离心力的作用下 被甩出，因此在铁心槽口两侧用轧线将铁心 挤紧。

主、从动片相间排列。离合器工作时，利用主、从动片的 摩擦力传递转距。
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2．摩擦片式单向离合器

起动时：内接合毂由于花键套筒的旋转而左移， 使主、从动片压紧而传递动力，电枢转距传给 驱动齿轮，起动发动机。
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2．摩擦片式单向离合器
起动后，飞轮齿圈转速高于驱动齿轮，于是内接合 毂又沿花键套筒的螺旋花键右移，使主、从动片出 现间隙而打滑，避免电枢超速飞散。
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理
∵一个线圈的转矩不够大、转速不稳定。 ∴电枢上有多组线圈，换向器片数也相应增 加。

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3.2.2 直流电动机结构和工作原理

电动机转矩为 M=Cm Is ∮


式中Cm——电动机常数；
Is——电枢电流


∮——磁极磁通
37
3.2.3 串励直流电动机的特性

3、起动机功率及影响因素 P=Mn/9550 （kW） 式中 ： M——输出转矩（N· m） n——起动机转速（rpm）
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（1）起动机功率

3.2.3 串励直流电动机的特性

在全制动（n=0）和空载 （M=0）时，输出功率P均为零。

在Is接近全制动电流的一半时其
驱动齿轮与外壳连成 一体，


外壳内装有十字块，

十字块与花键套筒固
定连接 →成一体。
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1．滚柱式单向离合器
在外壳与十字块形成的 四个楔形槽内分别装有 滚柱及压帽与弹簧。


外壳与护盖扣合密封。 在花键套筒外面套有移
动衬套及缓冲弹簧。
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1．滚柱式单向离合器

整个单向离合器总成利 用花键套筒套在电枢轴


∴串励直流电动机的负载变化时，其转速、 电流和转矩会自动变化，以满足负载变化 的需要。
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3.2.3 串励直流电动机的特性

1、转矩特性 电动机电磁转矩M随电枢电流Is变化的关系 M=f（Is）称为转矩特性。


电磁转矩
M= CmIs∮
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3.2.3 串励直流电动机的特性

串励直流电动机→ 电枢电流=励磁电流

⑴电枢与换向器： 电枢由电枢轴、电

枢铁心和电枢绕组
等组成，电枢的结 构如图。
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理

直流电动机工作原理

通电 导体 在磁场中受电磁力作用
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3.2.2 直流电动机结构和工作原理
铁心由外园带槽的硅钢片叠制而成，压装在 电枢轴上，电枢绕组嵌装在铁心的槽内。

12

2、机械特性 电动机转速n随电磁转矩M而变 化的关系n=f（M）称为机械特 性。 由电压平衡方程式可得