汽车电器与电控技术(第2版)
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第三节 起动系统工作过程

汽车起动系统的工作过程大同小异,今以图2-10所示电磁式起动系统控制电路为例说明。

一、发动机起动时的工作过程

当起动开关未接通时,起动机驱动齿轮与发动机飞轮分离,如图2-13a所示。

1. 接通起动开关,起动继电器工作,电磁开关电路接通

当起动发动机时,将点火开关转到起动位置,起动继电器线圈电路接通。如图2-10所示,其电路为:蓄电池正极→起动机端子30(图中代号4)→电流表→点火起动开关→起动继电器端子IG→继电器线圈→继电器搭铁端子E→蓄电池负极。

图2-13 起动机工作过程

a)初始状态齿轮分离 b)齿轮进入啮合 c)驱动飞轮旋转

电流流过起动继电器线圈使铁心磁化,电磁吸力将触点臂吸下,触点闭合接通电磁开关吸引线圈和保持线圈电路。吸引线圈电路为:蓄电池正极→起动机端子30→起动继电器端子BAT→继电器支架、触点臂→触点→继电器S端子→起动机端子50(图中代号10)→吸引线圈12→起动机磁场端子C→起动机磁场绕组、电枢绕组→搭铁→蓄电池负极。

保持线圈电路为:蓄电池正极→起动机电源端子30→起动继电器端子BAT、支架、触点→继电器S端子→起动机端子50→保持线圈13→搭铁→蓄电池负极。

2. 电磁开关与传动机构工作,起动机主电路接通并起动发动机

当吸引线圈和保持线圈刚刚接通电流时,两线圈产生的磁通方向相同,使固定铁心和活动铁心磁化,在其磁力的共同作用下,活动铁心14向前移动(图2-10中为向左移动),并带动移动叉绕支点(支承螺栓)转动,移动叉下端便拨动离合器19向右移动,离合器驱动齿轮20便与飞轮齿圈进入啮合,如图2-13b所示。

当驱动齿轮后移与飞轮齿圈发生抵住现象时,移动叉下端将先推动右半滑环压缩锥形弹簧继续向后移动,待电动机主电路接通使电枢轴稍微转动、驱动齿轮的轮齿与飞轮齿圈的齿槽对正时,即可进入啮合。

当驱动齿轮与飞轮齿圈接近完全啮合(啮合尺寸约为驱动齿轮齿宽的2/3)时,活动铁心带动推杆前移使触盘将起动机主电路(即电枢和磁场绕组电路)接通。起动机主电路为:蓄电池正极→起动机电源端子30→电动机开关触盘6→起动机磁场端子C(图2-10中代号为5)→磁场绕组→正电刷→电枢绕组→负电刷→搭铁→蓄电池负极。起动机主电路接通时,电枢绕组和磁场绕组通过大电流,产生的电磁转矩超过发动机阻力转矩时便驱动飞轮旋转,如图2-13c所示。当转速达到一定值时,发动机便被起动。

3. 当主电路接通时,吸引线圈被触盘短路,保持线圈继续工作

在触盘6(图2-10中件号,后同)将电动机开关触点接通(即将起动机电源端子30与磁场端子C接通)之前,吸引线圈的电流是从起动机电源端子30经起动继电器触点、起动机端子50、吸引线圈12流到起动机端子C。当触盘将起动机端子30与C直接连通时,吸引线圈12便被触盘短路,吸引线圈没有电流流过而磁力消失。此时保持线圈继续通电。因为此时活动铁心14与固定铁心11之间的气隙(空气间隙)很小,所以保持线圈13的磁力能够将活动铁心保持在吸合位置,故将线圈13称为保持线圈。

二、发动机起动后的工作过程

1. 断开起动开关,起动继电器触点断开

当发动机起动后,放松点火钥匙,点火开关将自动转回一个角度,切断起动继电器线圈电路。继电器线圈电流切断后,磁力消失,在支架的弹力作用下,触点迅速断开。

2. 吸引线圈电流改道,电动机开关断开,齿轮分离

当起动继电器触点刚刚断开时,吸引线圈12中的电流电路改道,其电路为:蓄电池正极→起动机端子30→电动机开关触点8→触盘6→起动机端子C→吸引线圈12→起动机端子50→保持线圈13→搭铁→蓄电池负极。可见,此时吸引线圈12重又通电,但其电流和磁通方向与起动时相反。由于保持线圈13的电流和磁通方向没有改变,因此两个线圈产生的磁力相互抵消。在复位弹簧15作用下,活动铁心14立即右移复位,并带动推杆和触盘向右移动,使起动机主电路切断而停转。与此同时,移动叉带动单向离合器19向左移动,使驱动齿轮与飞轮齿圈分离,起动过程结束。