第一章緒論

1.1汽車(chē)電氣設(shè)備的作用

1.作用：

汽車(chē)電氣設(shè)備（electricaldevice）是汽車(chē)的重要組成部分之一，其性

能的好壞直接影響到汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、排氣凈化及舒適

性。

2.組成：

蓄電池、發(fā)電機(jī)（電源部分）、起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)、照明信號(hào)系統(tǒng)、儀表

信息（用電設(shè)備）等傳統(tǒng)的汽車(chē)電氣設(shè)備是汽車(chē)的基礎(chǔ)組成部分，也是汽車(chē)電子

控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

1.2汽車(chē)電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.雙電源：

在汽車(chē)電氣系統(tǒng)中，采用兩個(gè)電源（蓄電池和交流發(fā)電機(jī)），兩者互相配

合，協(xié)同工作。即使是在極端條件下（如發(fā)電機(jī)損壞，不發(fā)電），光靠蓄電池供

電，汽車(chē)也能行駛一定里程。

2.低電壓：

汽車(chē)電氣系統(tǒng)的額定電壓（ratedvoltage）有6V、12V、24V三種。汽

油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)普遍采用12V電源，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)多采用24V電源（由兩個(gè)12V

蓄電池串聯(lián)而成），摩托車(chē)采用6V電源。汽車(chē)運(yùn)行中的實(shí)際工作電壓，一般12V

系統(tǒng)為14V左右，24V系統(tǒng)為28V左右。

3.直流供電：

現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是靠電力起動(dòng)機(jī)起動(dòng)的，起動(dòng)機(jī)由蓄電池供電，而向蓄電

池充電又必須用直流電源，所以汽車(chē)電氣系統(tǒng)為直流系統(tǒng)。

4.單線制：

單線制（單線連接）是汽車(chē)電路的突出特點(diǎn)之一。汽車(chē)上所有用電設(shè)備都

是并聯(lián)的，電源到用電設(shè)備只用一根導(dǎo)線連接，而將汽車(chē)的金屬機(jī)體作為公共回

路，這種連接方式稱為單線制。由于單線制導(dǎo)線用量少，線路清晰，接線方便,

因此廣為現(xiàn)代汽車(chē)所采用。

5.負(fù)極搭鐵：

指汽車(chē)上所有電器設(shè)備的正極均采用導(dǎo)線相互連接；而負(fù)極則直接或間接

通過(guò)導(dǎo)線與金屬車(chē)架或車(chē)身的金屬部分相連，即搭鐵（Putupiron,亦稱接地，

earthing或grounding）<>

6.并聯(lián)連接：

各用電設(shè)備均采用并聯(lián)連接。由于采用并聯(lián)連接，所以汽車(chē)在使用中，當(dāng)

某一支路用電設(shè)備損壞時(shí)，并不影響其他支路用電設(shè)備的正常工作。

7.設(shè)有保險(xiǎn)裝置：

為了防止因電源短路（火線搭鐵）或電路過(guò)載而燒壞線束，電路中一般設(shè)

有保護(hù)裝置，如熔斷器（短路保護(hù)）、易熔線（過(guò)載保護(hù)）等。

8.汽車(chē)電線（導(dǎo)線）有顏色和編號(hào)特征：

為了便于區(qū)別各電路的連接，汽車(chē)所有低壓導(dǎo)線必須選用不同顏色的單色

或雙色線，并在每根導(dǎo)線上編號(hào)，編號(hào)由生產(chǎn)廠家統(tǒng)一編定。

1.3汽車(chē)電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)一一電壓升級(jí)

1.發(fā)展趨勢(shì)：

在現(xiàn)代汽車(chē)中，電氣設(shè)備越來(lái)越多，電氣負(fù)荷越來(lái)越大，這就要求汽車(chē)電

源系統(tǒng)提供更多的電能，電壓升級(jí)己經(jīng)成為汽車(chē)電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.電壓方案：

42V單電壓方案，14V/42V雙電壓方案。

第三章蓄電池

汽車(chē)電源系統(tǒng)用于向汽車(chē)用電設(shè)備提供低壓直流電能，以保證汽車(chē)在行駛中

和停車(chē)時(shí)的用電需要。

2.1蓄電池的作用與分類

1.蓄電池:

Battery,俗稱電瓶,是一種可逆的直流電源，有放電和充電兩種工作狀

態(tài)。

電流表

起動(dòng)按鈕

調(diào)節(jié)器

L1

_C

_C

起

蓄_C

動(dòng)

電_Q

機(jī)

池_

_O

_X

」

圖2-2

2.蓄電池的作用:

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，蓄電池向起動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)以及燃油噴射系統(tǒng)供電。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)電壓較低時(shí)，蓄電池向用電設(shè)備和交流發(fā)電

機(jī)磁場(chǎng)繞組供電。

（3）發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障不發(fā)電時(shí)，蓄電池向用電設(shè)備供電。

（4）發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，蓄電池協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電。

（5）發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停機(jī)時(shí)，蓄電池向電子時(shí)鐘、汽車(chē)電子控制單元（ECU/ECM,

亦稱計(jì)算機(jī)、微機(jī)、電腦）、音響設(shè)備以及汽車(chē)防盜系統(tǒng)供電。

（6）因?yàn)樾铍姵叵喈?dāng)于一只大容量的電容器，所以不僅能夠保持汽車(chē)電氣

系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，而且還能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓，保護(hù)電子元件不被損

壞。

3.對(duì)蓄電池的要求：

容量大、內(nèi)阻小，以保證蓄電池具有足夠的起動(dòng)能力。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄

電池必須能在短時(shí)間（5?10s）內(nèi)向起動(dòng)機(jī)連續(xù)提供強(qiáng)大的起動(dòng)電流：汽油發(fā)動(dòng)

機(jī)一般需要200?600A；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一般需要500?1000A,甚至更大。起動(dòng)型鉛

酸蓄電池的突出特點(diǎn)是內(nèi)阻小、起動(dòng)性能好、電壓穩(wěn)定，此外還有成本低、原料

豐富等優(yōu)點(diǎn)，所以在汽車(chē)上廣泛應(yīng)用。

4.蓄電池的分類：

鉛酸蓄電池（Lead-acidBattery）和堿性蓄電池（AlkalineSecondary

battery）兩大類。

5.蓄電池的安裝位置：

蓄電池在汽車(chē)上的安裝位置根據(jù)車(chē)型和結(jié)構(gòu)而定，原則上離起動(dòng)機(jī)越近越

好。大多數(shù)轎車(chē)的蓄電池裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)（圖2-4）,也有裝在行李箱內(nèi)（圖2-5）,

甚至裝在后排乘客座椅下方的；貨車(chē)蓄電池的安裝位置以空載時(shí)質(zhì)量平衡為原則,

一般裝在車(chē)架前部的左側(cè)或右側(cè)；客車(chē)的蓄電池多裝在車(chē)廂內(nèi)。

2.2鉛酸蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)

1.鉛酸蓄電池的構(gòu)造

現(xiàn)代汽車(chē)用鉛酸蓄電池由六只單格電池串聯(lián)而成，每只單格電池的電壓約為

2V,串聯(lián)后蓄電池電壓為12V。其構(gòu)件主要有極板、隔板、電解液、外殼、聯(lián)

條、接線柱等。

a.極板(Plate)：是蓄電池的核心構(gòu)件，由柵架和活性物質(zhì)組成。柵架是

用鉛錦合金澆鑄而成的，活性物質(zhì)就涂覆在柵架上。(加錦的目的是提高柵架的

機(jī)械強(qiáng)度和改善澆鑄性能。但是睇有副作用，會(huì)加速氫的析出而加快電解液消耗。

睇還易從正極板柵架中解析出來(lái)而引起蓄電池自放電和柵架腐蝕，縮短蓄電池的

使用壽命。)國(guó)內(nèi)外大都采用低錦合金柵架，含錦量為2%?3%?；钚晕镔|(zhì)，主

要由鉛粉、添加劑與一定密度的稀硫酸混合形成。為防止龜裂和脫落，鉛膏中還

摻有玻璃纖維等牽引附著物。

b.隔板：為了防止相鄰正負(fù)極板彼此接觸而短路，正、負(fù)極板之間要用隔板

隔開(kāi)。

c.電解液：俗稱電瓶水，是用純凈硫酸和純凈蒸儲(chǔ)水按一定比例配制而成的

稀硫酸溶液。

d.外殼：用來(lái)盛裝電解液和極板組，使蓄電池構(gòu)成一個(gè)整體。

e.接線柱

f.聯(lián)條：將單格蓄電池串聯(lián)起來(lái)，提高整個(gè)蓄電池的端電壓。

2.鉛酸蓄電池的型號(hào)

按機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB2599-1985《鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的規(guī)定，

鉛酸蓄電池型號(hào)由三部分組成：串聯(lián)單格電池?cái)?shù)、電池類型與特征、額定容量

(A?h)o

3.蓄電池的選用

首先要選起動(dòng)型，然后再選電壓和容量。主要根據(jù)起動(dòng)機(jī)要求的電壓和容量

來(lái)選擇蓄電池，一般應(yīng)滿足連續(xù)起動(dòng)三次以上的要求。

2.3蓄電池的工作原理與特性

1.蓄電池的基本工作原理

放電

PbO2+Pb+2H2SO4、、PbS04+PbS04+2H20

正極板負(fù)極板電解液充電正極板負(fù)極板電解液

蓄電池放電時(shí)，正極板上的PbO2和負(fù)極板的Pb都變成了PbS04,電解液中

的硫酸減少，水增多，電解液密度下降。在蓄電池處于過(guò)充電時(shí)，會(huì)引起水的

電解。

2.蓄電池的工作特性

a.靜止電動(dòng)勢(shì)：蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)（不充電也不放電）時(shí)，正、負(fù)極板間

的電位差（即開(kāi)路電壓）稱為靜止電動(dòng)勢(shì)。

b.內(nèi)阻：電流流過(guò)鉛酸蓄電池時(shí)所受到的阻力稱為鉛酸蓄電池的內(nèi)阻。鉛酸

蓄電池的內(nèi)阻包括極板、隔板、電解液和聯(lián)條的電阻。內(nèi)阻隨溫度降低而增大

c.放電特性：指在恒流放電過(guò)程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨放

電時(shí)間而變化的規(guī)律。

d.充電特性：指在恒流充電過(guò)程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨充

電時(shí)間而變化的規(guī)律。

2.4蓄電池的容量及其影響因素

1.蓄電池的容量

蓄電池在規(guī)定條件（包括放電溫度、放電電流和放電終止電壓）下放出的電

量多少或放電時(shí)間長(zhǎng)短稱為蓄電池的容量，單位為A?h或A?min

a.理論容量：假定活性物質(zhì)全部參加放電反應(yīng)，由活性物質(zhì)質(zhì)量按法拉第電

化當(dāng)量定律計(jì)算所得容量稱為理論容量。

b.實(shí)際容量：當(dāng)恒流放電時(shí)，實(shí)際容量C等于放電電流L與放電時(shí)間3之

積，C=If*tro

c.20h放電率額定容量：國(guó)標(biāo)GB5008.1—1991《起動(dòng)用鉛酸蓄電池技術(shù)條

件》的規(guī)定，以20h放電率的放電電流在電解液初始溫度為25C,電解液密度

為1.28g/cm：'的條件下，持續(xù)放電到單格蓄電池電壓下降到終止電壓（1.75V）o

在此過(guò)程中，蓄電池所輸出的總電量，稱為該蓄電池的20h放電率額定容量，單

位為A?h（安培?小時(shí)）。我國(guó)采用20h放電率額定容量作為起動(dòng)用鉛酸蓄電池

的額定容量。

e.額定儲(chǔ)備容量：指完全充足電的蓄電池，在電解液初始溫度為25℃條件

下，以25A的電流持續(xù)放電，直至單格蓄電池電壓下降到1.75V。在此過(guò)程中，

蓄電池的持續(xù)放電時(shí)間，稱為該蓄電池的額定儲(chǔ)備容量，單位為min（分鐘）。

f.起動(dòng)容量：蓄電池的起動(dòng)容量有常溫起動(dòng)容量和低溫起動(dòng)容量?jī)煞N定義方

法。常溫起動(dòng)容量是指完全充足電的蓄電池，在電解液初始溫度為25℃條件下，

以5min放電率的電流持續(xù)放電5min,直至單格蓄電池電壓下降至1.50V。在此

過(guò)程中，蓄電池所輸出的總電量，稱為該蓄電池的常溫起動(dòng)容量。低溫起動(dòng)容量

是指完全充足電的蓄電池，在電解液初始溫度為T(mén)8c條件下，以5min放電率的

電流持續(xù)放電2.5min,直至單格蓄電池電壓下降至1.00V。在此過(guò)程中，蓄電池

所輸出的總電量，稱為該蓄電池的低溫起動(dòng)容量。

2.影響蓄電池容量的因素

a.構(gòu)造因素對(duì)蓄電池容量的影響:①極板厚度的影響；②極板面積的影響;

③同性極板中心距的影響。

b.使用因素對(duì)蓄電池容量的影響：①放電電流的影響；②電解液溫度的影

響；③電解液密度的影響。

2.5蓄電池的充電

1.充電設(shè)備

是指某種直流電源，汽車(chē)上采用的充電設(shè)備是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī),

充電室采用的多為硅整流充電機(jī)、晶閘管整流充電機(jī)等。

a.硅整流充電機(jī)的型號(hào)：硅整流充電機(jī)的型號(hào)由五部分組成，第一部分是元

件種類代號(hào)，硅元件用“G”表示，晶閘管元件用“KG”表示；第二部分是用途

代號(hào)，“C”表示充電用；第三部分是元件的冷卻方式代號(hào)，“A”表示自然冷卻，

“S”表示水冷，“F”表示強(qiáng)迫冷卻，“J”表示油冷；第四部分用數(shù)字表示額定

整流電流值(A)；第五部分用數(shù)字表示額定整流電壓值(V)。

b.硅整流充電機(jī)的特點(diǎn)：硅整流充電機(jī)主要由交流電源與硅二極管組成，通

過(guò)整流電路將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，以供蓄電池充電之用?/p>

圖2-3

c.可控硅充電機(jī)

2.充電方法

a.定流充電：在充電過(guò)程中，保持充電電流恒定的充電方法稱為定流充電。

b.定壓充電：在充電過(guò)程中，保持充電電壓恒定的充電方法稱為定壓充電。

定壓充電電壓選擇：一般每單格電池約需2.5V,即6V電池需要充電電壓約為

7.5V,12V電池需要充電電壓約為15V。定壓充電的特點(diǎn)是充電效率高,開(kāi)始4?

5h內(nèi)，就可獲得90%?95%的充電量，可大大縮短充電時(shí)間。

汽車(chē)上的充電系統(tǒng)采用電壓調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)充電電壓恒定的控制。

c.快速脈沖充電：采用自動(dòng)控制電路對(duì)蓄電池進(jìn)行正反向脈沖充電，可以提

高充電效率，使用中的蓄電池補(bǔ)充充電只需0.5?1.5h。正脈沖充電一前停充一

負(fù)脈沖瞬間放電一后停充一正脈沖充電一充足。

3.充電種類

a.初充電：對(duì)新蓄電池或更換極板的蓄電池在使用前進(jìn)行的首次充電。初充

電一般采用定流充電，全部充電時(shí)間約為60?70h。

b.補(bǔ)充充電：蓄電池使用后的充電，稱為補(bǔ)充充電。蓄電池在汽車(chē)上由發(fā)電

機(jī)進(jìn)行的定壓充電，由于不能保證蓄電池徹底充足，而使蓄電池容量下降時(shí)，為

防止產(chǎn)生硫化，每隔兩個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充充電。補(bǔ)充充電一般需要13?17h。

c.快速脈沖充電

d.去硫充電：蓄電池產(chǎn)生硫化故障后，其內(nèi)阻將顯著增大，開(kāi)始充電時(shí)充電

電壓較高（嚴(yán)重硫化者高達(dá)2.8V以上），溫升亦較快。對(duì)嚴(yán)重硫化的蓄電池，

只能報(bào)廢；對(duì)硫化程度較輕的蓄電池，可以通過(guò)充電予以消除。這種消除硫化的

充電工藝稱為去硫充電。

4.充電時(shí)的注意事項(xiàng)

2.6改進(jìn)型鉛酸蓄電池

1.干荷電式蓄電池一提高了抗氧化性能

普通鉛酸蓄電池負(fù)極板在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，活性物質(zhì)微粒表面易被氧化，這樣新

電池灌入電解液就會(huì)損耗一部分能量。為把這部分物質(zhì)還原，需進(jìn)行比較煩瑣的

初充電。

2.免維護(hù)蓄電池（Maintenance-FreeBattery,MFBattery）

3.螺旋狀極板膠體型免維護(hù)蓄電池

蓄電池極板及隔板呈螺旋緊密捆綁狀，使得同樣容積極板反應(yīng)面積增大（比

普通蓄電池幾乎大一倍），低溫起動(dòng)電流更高，起動(dòng)性能更好。膠體狀電解液粘

附于極薄的纖維隔板網(wǎng)材料上，-40℃低溫也不會(huì)結(jié)冰，高溫65c時(shí)不會(huì)漏液、

漏氣。可以以任何角度固定電池。

4.寶馬車(chē)用蓄電池新技術(shù)

a.AGM免維護(hù)蓄電池：在寶馬車(chē)（E46/E60等）上，配裝鉛-鈣合金柵架AGM

免維護(hù)蓄電池（AbsorbedGlassMat,即采用可吸收玻璃纖維網(wǎng)袋式隔板的免維

護(hù)蓄電池），安裝在行李箱右側(cè)。

b.智能蓄電池傳感器IBS（IntelligentBatterySensor）：是一個(gè)自身帶

有微型控制器的傳感器。IBS持續(xù)測(cè)量蓄電池端電壓、蓄電池充電/放電電流和

蓄電池電解液溫度，監(jiān)控蓄電池的工作狀態(tài)和健康狀態(tài)。

c.安全蓄電池端子：在寶馬車(chē)上，蓄電池正極上連接有安全蓄電池端子，用

于在緊急狀態(tài)（如劇烈撞車(chē)時(shí)如果燃油泄漏可能導(dǎo)致的爆炸）下的斷電防護(hù)。

2.7蓄電池的使用、維護(hù)與故障排除

1.蓄電池的使用

a.蓄電池的拆裝：1）蓄電池正、負(fù)接線柱的識(shí)別；2）蓄電池的拆卸，將點(diǎn)

火開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)位置，使全車(chē)用電設(shè)備與電源斷開(kāi)。拆卸時(shí)應(yīng)先拆負(fù)極柱上的搭

鐵線，后拆正極柱上的起動(dòng)機(jī)線；3）蓄電池的安裝，先接起動(dòng)機(jī)（正極）線，

再接（負(fù)極）搭鐵線。

b.蓄電池的正確使用：（1）三抓，正確及時(shí)充電，正確操作使用，清潔維護(hù)；

（2）五防，一防充電電流過(guò)大和長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充電；二防過(guò)度放電；三防電解液液

面過(guò)低；四防電解液密度過(guò)高；五防電解液內(nèi)混入雜質(zhì)。

c.蓄電池的儲(chǔ)存

d.蓄電池冬季使用注意事項(xiàng)

2.蓄電池的維護(hù)

a.蓄電池的日常維護(hù)

b.蓄電池放電程度的檢查：1）測(cè)量電解液的密度；2）用高率放電計(jì)測(cè)量

電壓；3）用萬(wàn)用表測(cè)量蓄電池的端電壓，如果蓄電池剛充過(guò)電或車(chē)輛剛行駛過(guò)，

應(yīng)接通前照燈遠(yuǎn)光30s,消除“表面充電”現(xiàn)象，然后熄滅前照燈，切斷所有負(fù)

載再測(cè)量。

3.蓄電池常見(jiàn)故障的排除

極板硫化、活性物質(zhì)脫落、自行放電

第三章交流發(fā)電機(jī)

交流發(fā)電機(jī)與電壓調(diào)節(jié)器配合工作，其主要任務(wù)是對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有用

電設(shè)備供電，并向蓄電池充電。交流發(fā)電機(jī)主要由三相同步交流發(fā)電機(jī)和二極管

整流器組成，一般稱為硅整流交流發(fā)電機(jī)，亦簡(jiǎn)稱交流發(fā)電機(jī)。

3.1交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與工作原理

1.汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)的分類

a.按總體結(jié)構(gòu)分：1）普通交流發(fā)電機(jī)；2）整體式交流發(fā)電機(jī)，（integrate

alternator）是內(nèi)裝電壓調(diào)節(jié)器的交流發(fā)電機(jī)；3）帶泵交流發(fā)電機(jī)，是帶有真空

泵的交流發(fā)電機(jī)；4）無(wú)刷交流發(fā)電機(jī),（brush-lessalternator）是無(wú)電刷、

滑環(huán)結(jié)構(gòu)的交流發(fā)電機(jī)；5）永磁交流發(fā)電機(jī)，（permanent-magnetalternator）

是轉(zhuǎn)子磁極采用永磁材料的交流發(fā)電機(jī)。

b.按磁場(chǎng)繞組搭鐵方式分：1）內(nèi)搭鐵式交流發(fā)電機(jī)，磁場(chǎng)繞組的一端與發(fā)

電機(jī)殼相連接；2）外搭鐵式交流電發(fā)機(jī)，磁場(chǎng)繞組的一端經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器后搭鐵。

c.按裝用的二極管數(shù)量分：1）六管交流發(fā)電機(jī)，整流器由六只硅二極管組

成，這種型式應(yīng)用最為廣泛；2）八管交流發(fā)電機(jī)，是具有兩個(gè)中性點(diǎn)二極管

（neutral-pointdiode）的交流發(fā)電機(jī)，其整流器總成共有八只二極管；3）九

管交流發(fā)電機(jī)，是指具有三個(gè)磁場(chǎng)二極管的交流發(fā)電機(jī)，其整流器總成共有九只

二極管；4）十一管交流發(fā)電機(jī)，是指具有中性點(diǎn)二極管和磁場(chǎng)二極管的交流發(fā)

電機(jī)，其整流器總成共有十一只二極管。

d.按冷卻方式分：1）風(fēng)冷式發(fā)電機(jī)，按通風(fēng)方式不同可分為單風(fēng)扇式和雙

風(fēng)扇式，單風(fēng)扇式是風(fēng)扇安裝在交流發(fā)電機(jī)的前端，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軸向空氣流

經(jīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部，對(duì)定子繞組進(jìn)行冷卻。而雙風(fēng)扇式交流發(fā)電機(jī)是在轉(zhuǎn)子兩端各裝

有一個(gè)風(fēng)扇，產(chǎn)生的是軸向和徑向的兩個(gè)方向的空氣流；2）水冷式發(fā)電機(jī)，在

高檔轎車(chē)上，出于降低運(yùn)行噪音和增強(qiáng)冷卻效果的考慮，多采用新型水冷式

（water-cooled）發(fā)電機(jī)。

2.交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造

圖3-1國(guó)產(chǎn)JF系列交流發(fā)電機(jī)解體圖

1一緊固螺母及彈簧墊圈；2一帶輪；3—風(fēng)扇；4一前軸承油封及護(hù)圈；

5一組裝螺栓；6—前端蓋；7—前軸承；8一定子；9—轉(zhuǎn)子；

10—“+"（電樞）接柱；11—散熱板；12—“—"（搭鐵）接柱；

13一電刷及壓簧；14一電刷架外蓋；15一電刷架；16一“F”（磁場(chǎng)）接柱;

17—后軸承；18一轉(zhuǎn)軸固定螺母及彈簧墊圈；19一后軸承紙墊及護(hù)蓋；

20—安裝臂鋼套；21—后端蓋；22—后端蓋軸承油封及護(hù)圈；

23—散熱板固定螺栓

圖3-2整體式交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

1一連接螺栓；2—后端蓋；3一散熱板；4一防干擾電容器；5一滑環(huán);

6—全封閉軸承；7—轉(zhuǎn)子軸；8—電刷；9—磁場(chǎng)接線柱；10—輸出接線柱;

11—電壓調(diào)節(jié)器；12一電刷架；13—磁極；14一電樞繞組；15一定子鐵心；

16—風(fēng)扇葉輪；17一帶輪；18—緊固螺母；19一全封閉軸承；20一勵(lì)磁繞組；

21—前端蓋；22一定子槽楔子；23—電容器插接片；24一輸出整流二極管；

25一磁場(chǎng)整流二極管；26一電刷架壓緊片

a.轉(zhuǎn)子總成：(rotorassembly)是交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)部分，作用是產(chǎn)生磁

場(chǎng)，主要由兩塊低碳鋼爪形磁極、磁朝、磁場(chǎng)繞組、轉(zhuǎn)子軸和滑環(huán)等組成。

圖3-3轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線分布與磁場(chǎng)電路原理

b.定子總成：(statorassembly)也稱電樞，由定子鐵心和定子繞組組成,

作用是產(chǎn)生三相交變電動(dòng)勢(shì)。三相繞組的連接方法可分為星形連接和三角形連接

兩種。

圖3-4定子繞組的連接方法

c.整流器：作用是把交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)變成直流電輸出，整流

器一般由六只整流二極管和散熱板組成。整流二極管分為正極二極管和負(fù)極二極

管兩種。正極二極管的中心引線為正極，外殼為負(fù)極，管殼底部一般有紅字標(biāo)記。

負(fù)極二極管的中心引線為負(fù)極，外殼為正極，管殼底部一般有黑字標(biāo)記。

ZQ□---------------表示規(guī)定條件下，額定正向電流

[用于汽在拖拉機(jī)

_________________表示悔元件

圖3-5二極管命名及符號(hào)

例如ZQ10表示為汽車(chē)用整流二極管，額定正向電流為10A。

d.前、后端蓋：作用是支承轉(zhuǎn)子總成并封閉內(nèi)部構(gòu)造。后端蓋內(nèi)裝有電刷與

電刷架，兩只電刷裝在電刷架中的導(dǎo)孔內(nèi)，借助彈簧的彈力與滑環(huán)保持接觸。兩

個(gè)電刷中與發(fā)電機(jī)外殼絕緣的稱為絕緣電刷，其引線接到發(fā)電機(jī)后端蓋外部的接

線柱“F”上，成為發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)接柱。另一個(gè)電刷是搭鐵的，稱為搭鐵電刷。

e.帶輪及風(fēng)扇

3.交流發(fā)電機(jī)的工作原理

a.發(fā)電原理：

E=Cn①，式中E——每相繞組中電動(dòng)勢(shì)的有效值，V；C——發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù);

n---發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；中----磁極磁通，Wb。

b.整流原理：硅整流器是利用二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?/p>

的。

1）六管交流發(fā)電機(jī)整流電路

有些交流發(fā)電機(jī)帶有中心抽頭，它是從三相繞組的中性點(diǎn)引出來(lái)的，其接線

柱標(biāo)記為“N”。中性點(diǎn)對(duì)發(fā)電機(jī)外殼（搭鐵）之間的電壓稱為中性點(diǎn)電壓，其

數(shù)值等于發(fā)電機(jī)輸出電壓的一半。中性點(diǎn)電壓用途很廣，常用來(lái)控制充電指示燈

和各種用途的繼電器，如控制空調(diào)繼電器、磁場(chǎng)繼電器等。

1

用

H電

R

U設(shè)

I備

圖3-7三相橋式整流電路及電壓波形

圖3-8帶有中心抽頭的交流發(fā)電機(jī)

2）八管交流發(fā)電機(jī)整流電路

圖3-9八管交流發(fā)電機(jī)整流電路

試驗(yàn)表明，在不改變交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下，在定子繞組的中性點(diǎn)處加裝

中性點(diǎn)二極管后，發(fā)電機(jī)輸出功率與額定功率相比，可以提高10%?15%,并且

轉(zhuǎn)速越高輸出功率增加越明顯。

3）九管交流發(fā)電機(jī)整流電路

在有些交流發(fā)電機(jī)中，除了有普通交流發(fā)電機(jī)用來(lái)整流的六只二極管外，又

多裝了三個(gè)功率較小的二極管，組成九管交流發(fā)電機(jī)。三個(gè)功率較小的二極管專

門(mén)用來(lái)供給磁場(chǎng)電流，所以又叫磁場(chǎng)二極管。

BI—充電指示燈

調(diào)

節(jié)

器0

圖3-10九管交流發(fā)電機(jī)充電系統(tǒng)電路

4）十一管交流發(fā)電機(jī)整流電路

圖3-11H^一管交流發(fā)電機(jī)整流和充電電路

十一管交流發(fā)電機(jī)，不僅能增大輸出功率，還可以用充電指示燈來(lái)指示發(fā)電

機(jī)工作狀況。

C.勵(lì)磁方式：向交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組供電使其產(chǎn)生磁場(chǎng)的過(guò)程，稱為勵(lì)磁

（excitation,亦稱激磁）。交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組的勵(lì)磁方式有兩種形式，一種是

由蓄電池供電，稱為他勵(lì)（separatelyexcited,亦稱他激）；另一種是由發(fā)電機(jī)自

身所發(fā)電能供電，稱為自勵(lì)（self-excitation,亦稱自激）。

3.2交流發(fā)電機(jī)的工作特性與型號(hào)

1.交流發(fā)電機(jī)的工作特性

a.輸出特性：也稱負(fù)載特性或輸出電流特性。輸出特性是指在發(fā)電機(jī)保持輸

出電壓一定（即U=const）時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系?？蛰d轉(zhuǎn)速

值是選擇發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比的主要依據(jù)。滿載轉(zhuǎn)速值是判斷在用發(fā)電機(jī)技術(shù)

性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。

圖3T2交流發(fā)電機(jī)的工作特性

b.空載特性：指在無(wú)負(fù)荷（即1=0）時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與轉(zhuǎn)速之間的變化

規(guī)律。

c.外特性：是指轉(zhuǎn)速保持一定（即n=const）時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓與輸出

電流之間的關(guān)系。

圖3-13交流發(fā)電機(jī)的外特性

2.交流發(fā)電機(jī)型號(hào)

依次為：產(chǎn)品代號(hào)、電壓等級(jí)代號(hào)、電流等級(jí)代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)、變型代號(hào)

3.3交流發(fā)電機(jī)的檢測(cè)與維修

1.交流發(fā)電機(jī)的車(chē)上檢查

檢查傳動(dòng)帶的外觀、檢查傳動(dòng)帶的撓度、檢查有無(wú)噪音、檢查導(dǎo)線連接情況、

發(fā)電機(jī)電壓測(cè)試、“B”接線柱電流測(cè)試

2.交流發(fā)電機(jī)的拆卸與不解體檢測(cè)

a.整機(jī)測(cè)試：1)測(cè)量各接線柱之間的電阻，利用萬(wàn)用表的(RX1)擋測(cè)量“F”

與之間的電阻值，測(cè)量“+”與“-"之間和"+”與"F”之間的正、反向

電阻值，也可以判斷交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部的技術(shù)狀況；2)空載轉(zhuǎn)速的測(cè)試，空載電

壓的測(cè)試在萬(wàn)能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，接線方法如圖3T3所示；3)滿載轉(zhuǎn)速的測(cè)試,

有些故障，在沒(méi)有電流輸出的情況下是表現(xiàn)不出來(lái)的，所以在對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行空載

轉(zhuǎn)速測(cè)試后，應(yīng)再作滿載轉(zhuǎn)速測(cè)試，滿載轉(zhuǎn)速測(cè)試可以接著空載轉(zhuǎn)速進(jìn)行；4)

用示波器觀察輸出電壓波形

表3-1交流發(fā)電機(jī)各接線柱之間的電阻值

交流發(fā)"F"與“+"與"'之間的電阻值“+”與“F”之間的電阻值

電機(jī)之間的電

型號(hào)阻值

正向反向正向反向

JF115?640?50>100050?60>1000

JF13

JF21

JF1219.5?2140?50>100050?70>1000

JF22

JF23

JF26

圖3-14交流發(fā)電機(jī)的空載和滿載測(cè)試

~WV\IE常波形rvy\黠,制

做靠YYYYY\嬴鼐

VXAAS^U^TYYYYYA瀛晶

叫嚴(yán)愕gNW\

圖3-15交流發(fā)電機(jī)出現(xiàn)各種故障時(shí)輸出電壓的波形

3.交流發(fā)電機(jī)的解體檢修

a.轉(zhuǎn)子的檢修：用萬(wàn)用表可檢測(cè)勵(lì)磁繞組是否短路和斷路，如果阻值低于標(biāo)

準(zhǔn)值，則說(shuō)明勵(lì)磁繞組短路；如果阻值為無(wú)窮大，則說(shuō)明勵(lì)磁繞組斷路。用萬(wàn)用

表可檢測(cè)勵(lì)磁繞組是否搭鐵。

圖3-16用萬(wàn)用表可檢測(cè)勵(lì)磁繞組是否短路和斷路

圖3-17用萬(wàn)用表可檢測(cè)勵(lì)磁繞組是否搭鐵

b.定子的檢修：用萬(wàn)用表可檢測(cè)定子繞組是否斷路、是否搭鐵。

圖3-19用萬(wàn)用表可檢測(cè)定子繞組是否搭鐵

c.二極管的檢修

d.電刷的檢測(cè)

4.交流發(fā)電機(jī)的裝復(fù)與檢測(cè)

3.4交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器

1.交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的作用與工作原理

a.電壓調(diào)節(jié)器（voltageregulator）：可以保證交流發(fā)電機(jī)輸出電壓不受轉(zhuǎn)

速和用電設(shè)備變化的影響，使其保持穩(wěn)定，以滿足用電設(shè)備的需要。

b.電壓調(diào)節(jié)器的工作原理

c.交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的分類：觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器，晶體管式電壓調(diào)節(jié)器,

集成電路式電壓調(diào)節(jié)器。

2.觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器

a.工作原理：通過(guò)電磁力和彈簧彈力的平衡改變觸點(diǎn)閉合和斷開(kāi)的時(shí)間，改

變勵(lì)磁電流大小，從而改變磁通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓的調(diào)節(jié)。

「固定觸點(diǎn)支架；2-銜鐵；3-電磁線圈；4-觸點(diǎn)彈簧；5-磁瓶；6-電刷;

7-滑環(huán)（集電環(huán)）；8-勵(lì)磁繞組（磁場(chǎng)繞組）；9-定子（電樞）繞組；

10-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；R1-加速電阻；R2-調(diào)節(jié)電阻；R3-溫度補(bǔ)償電阻；

K1-低速觸點(diǎn)；K2-高速觸點(diǎn)

圖3-20FT61型雙觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器電路

b.帶附加磁場(chǎng)繼電器的電壓調(diào)節(jié)器

磁場(chǎng)繼電器電壓調(diào)節(jié)器

圖3-21FT61A型雙級(jí)電壓調(diào)節(jié)器電路

Q1-起動(dòng)線圈；Q2-維持線圈；X-電壓調(diào)節(jié)器磁化線圈；S-電源開(kāi)關(guān)；

SB-起動(dòng)按鈕；K1-低速觸點(diǎn)；K2-高速觸點(diǎn)；K3-磁場(chǎng)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn);

R1-加速電阻；R2-調(diào)節(jié)電阻；R3-溫度補(bǔ)償電阻

3.晶體管式電壓調(diào)節(jié)器

a.工作原理：是利用晶體管的開(kāi)關(guān)特性來(lái)控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)

的輸出電壓保持穩(wěn)定的。晶體管電壓調(diào)節(jié)器大多采用NPN型晶體管制成，與外搭

鐵式交流發(fā)電機(jī)匹配。

4.集成電路式電壓調(diào)節(jié)器（ICvoltageregulator也稱IC電壓調(diào)節(jié)器）

a.工作原理：根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓信號(hào)（輸入信號(hào)），利用晶體管的開(kāi)關(guān)特性

控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。集成電路電壓調(diào)

節(jié)器也有內(nèi)、外搭鐵之分，而且以外搭鐵形式居多。

圖3-23JFT152型混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器電路圖

b.分類：全集成電路電壓調(diào)節(jié)器和混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器，全集成電路是

把晶體管、二極管、電阻、電容等同時(shí)印制在一塊硅基片上?；旌霞呻娐肥侵?/p>

由厚膜或薄膜電阻與集成的單片芯片或分立元件組裝而成，目前使用最廣泛的是

厚膜混合集成電路電壓調(diào)節(jié)器。

c.集成電路電壓調(diào)節(jié)器輸入電壓信號(hào)的檢測(cè)：根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)不同可分為發(fā)電機(jī)

電壓檢測(cè)法和蓄電池電壓檢測(cè)法兩種。

(a)蓄電池電壓檢測(cè)法(b)發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法

圖3-24集成電路電壓調(diào)節(jié)器的輸入電壓信號(hào)的檢測(cè)

d.整體式交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器

圖3-25內(nèi)裝集成電路式電壓調(diào)節(jié)器的十一管交流發(fā)電機(jī)電路

5.交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的型號(hào)

依次是產(chǎn)品代號(hào)、電壓等級(jí)代號(hào)、結(jié)構(gòu)型式代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)、變型代號(hào)。

6.電壓調(diào)節(jié)器的檢查與調(diào)整

a.電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器的檢查與調(diào)整：1）外部檢修；2）電壓調(diào)節(jié)器的測(cè)

試。

$2

>------

0

I________________

交流發(fā)電機(jī)

圖3-20電壓調(diào)節(jié)器的測(cè)試與調(diào)整

b.晶體管電壓調(diào)節(jié)器的檢查與修理：1）判斷晶體管電壓調(diào)節(jié)器是內(nèi)搭鐵式

還是外搭鐵式；2）判斷晶體管電壓調(diào)節(jié)器的好壞，準(zhǔn)備一個(gè)輸出電壓為。?30V,

電流為3?5A的可調(diào)穩(wěn)壓電源，參照?qǐng)D3-58所示連接，線路連接好后，由0V

逐漸調(diào)高直流電源電壓，此時(shí)一個(gè)小燈泡的亮度應(yīng)隨電壓升高而增強(qiáng)，當(dāng)電壓調(diào)

高到調(diào)節(jié)器電壓值（12V系統(tǒng)為13.5~14.5V；24V系統(tǒng)為27?29V）或者略

高于調(diào)節(jié)器電壓值時(shí)，若亮的燈變暗，兩個(gè)燈亮度相近，則電壓調(diào)節(jié)器是好的；

若一個(gè)燈始終發(fā)亮，或兩個(gè)小燈始終同樣亮，則電壓調(diào)節(jié)器是壞的。

圖3-21判斷晶體管電壓調(diào)節(jié)器搭鐵類型的方法

圖3-22內(nèi)搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測(cè)試

圖3-23外搭鐵式晶體管調(diào)節(jié)器的測(cè)試

c.集成電路電壓調(diào)節(jié)器的檢查

整體式交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組一般是通過(guò)調(diào)節(jié)器搭鐵的。

m

一0。+0

圖3-24集成電路調(diào)節(jié)器的測(cè)試

d.電壓調(diào)節(jié)器的代用原則

7.交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器新技術(shù)

帶有蓄電池溫度傳感器的發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器、利用車(chē)載計(jì)算機(jī)直接控制發(fā)電

機(jī)輸出電壓

磁場(chǎng)接線柱

火

開(kāi)ACCOFF

火

線

—

SIpARITRUN

/~

?ACC

：Al

Oil

Bl

S1ARI

—s

磁場(chǎng)4

ACCOFF

控制線

交黑機(jī)i蓄電池輸

搭鐵出接線柱[RUN聯(lián)—

B3[\_

-

；STABTA2

ACCOFF

—RUN

G

START--------

搭鐵

蓄電池

圖3-25用車(chē)載計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)壓控制的充電系統(tǒng)電路

3.5充電指示燈控制電路與瞬變過(guò)電壓保護(hù)電路

1.充電指示燈控制電路

通過(guò)充電指示燈繼電器控制；通過(guò)起動(dòng)復(fù)合繼電器控制；通過(guò)磁場(chǎng)二極管控

制（九管和十一管交流發(fā)電機(jī)即利用三個(gè)磁場(chǎng)二極管控制充電指示燈電路）；通

過(guò)隔離二極管控制（沃爾沃汽車(chē)采用這一方式。它的交流發(fā)電機(jī)與一般的交流發(fā)

電機(jī)相同，僅在充電電路中增加了一個(gè)功率較大的隔離二極管，利用二極管的單

向?qū)щ娞匦钥刂瞥潆娭甘緹簦?/p>

充電指示繼電器電壓調(diào)節(jié)器

1G「

。無(wú)

R2

--Q--

B--令一

.N1F

———Q-——QI

0AIX

?___________

國(guó)產(chǎn)FT126型電壓調(diào)節(jié)器電路，其中K2為繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)，控制充電指示燈的

亮、滅。充電指示燈HL亮表示不充電。

圖3-26充電指示燈繼電器控制電路

起動(dòng)繼電器保護(hù)繼電器

東風(fēng)EQ1091型汽車(chē)的控制電路。K2為保護(hù)繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)，除對(duì)起動(dòng)機(jī)進(jìn)行

鎖止外，還用來(lái)控制充電指示燈的亮、滅；Q2為保護(hù)繼電器電磁線圈，承受發(fā)

電機(jī)中性點(diǎn)電壓；充電指示燈HL亮表示不充電。

圖3-27起動(dòng)復(fù)合繼電器充電指示燈控制電路

02

圖3-28沃爾沃汽車(chē)充電指示燈電路

2.瞬變過(guò)電壓保護(hù)電路

半導(dǎo)體元件對(duì)瞬變電壓是很敏感的，當(dāng)瞬變電壓達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)使半導(dǎo)

體元件損壞。由于交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流及轉(zhuǎn)速都很高，產(chǎn)生的瞬變能量也很大。

所以現(xiàn)代汽車(chē)都加有過(guò)電壓保護(hù)電路，用以保護(hù)半導(dǎo)體元件不受損壞。

a.瞬變過(guò)電壓的產(chǎn)生及危害：1）拋負(fù)載瞬變；2）切斷電感負(fù)載瞬變；3）

磁場(chǎng)衰減瞬變。

b.瞬變過(guò)電壓的保護(hù)方法：防止因過(guò)電壓而損壞半導(dǎo)體元件的方法有兩種,

一是提高半導(dǎo)體元件的承壓能力；另一種方法是增加過(guò)電壓保護(hù)裝置，吸收各種

瞬變過(guò)電壓能量，以保護(hù)電子元件。常用方法有穩(wěn)壓管保護(hù)、晶閘管過(guò)壓保護(hù)等

幾種。

A

0

2號(hào)vz2

-k

圖3-29穩(wěn)壓二極管過(guò)電壓保護(hù)電路

圖3-30晶閘管過(guò)壓保護(hù)電路

3.6電源系統(tǒng)的使用與維修

1.電源系統(tǒng)的使用

a.交流發(fā)電機(jī)的正確使用：1）蓄電池搭鐵極性不能接錯(cuò)；2）充電系統(tǒng)的導(dǎo)

線連接要牢固可靠；3）發(fā)電機(jī)和電壓調(diào)節(jié)器二者的規(guī)格型號(hào)要相互匹配；4）發(fā)

動(dòng)機(jī)熄火后，應(yīng)將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)（或電源開(kāi)關(guān)）斷開(kāi)，以免蓄電池長(zhǎng)時(shí)間向勵(lì)磁繞組

和電壓調(diào)節(jié)器磁化線圈放電，浪費(fèi)電能。

b.交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的正確使用

2電源系統(tǒng)的檢修

a.不充電

b.充電電流過(guò)小

c.充電電流過(guò)大

d.充電不穩(wěn)

e.發(fā)電機(jī)工作中有異響

f.充電指示燈故障

附錄：

6

IG

匚

單ZL

片

集

成

電

3路

」

—

圖3-1夏利轎車(chē)所用的整體式交流發(fā)電機(jī)的電路圖

1一勵(lì)磁繞組2—電壓調(diào)節(jié)器3一勵(lì)磁二

極管4—充電指示燈5—防干擾電容器

圖3-2奧迪、紅旗轎車(chē)所用的交流發(fā)電機(jī)電路圖

第四章起動(dòng)系統(tǒng)

4.1起動(dòng)系統(tǒng)概述

1.起動(dòng)系統(tǒng)的作用

就是供給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸達(dá)到必需的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，以便使

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后，便結(jié)束任務(wù)立即停止

工作。電力起動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱為起動(dòng)機(jī)（俗稱馬達(dá)），均安裝在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的座

孔上，用螺栓緊固。

2.起動(dòng)系統(tǒng)的組成

由蓄電池、起動(dòng)機(jī)和起動(dòng)控制電路等組成，起動(dòng)控制電路包括起動(dòng)按鈕或開(kāi)

關(guān)、起動(dòng)繼電器等。起動(dòng)機(jī)與曲軸的傳動(dòng)比：汽油機(jī)一般為13?17,柴油機(jī)一

般為8?10。

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)

-起動(dòng)

繼電器

起動(dòng)機(jī)電纜

搭鐵電纜

圖4-1起動(dòng)系統(tǒng)的組成

3.起動(dòng)機(jī)的組成及分類

a.起動(dòng)機(jī)的組成：起動(dòng)機(jī)（Starter）由直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)

三大部分組成。

b.起動(dòng)機(jī)的分類：1）按勵(lì)磁方式分為勵(lì)磁式起動(dòng)機(jī)和永磁式起動(dòng)機(jī)。勵(lì)磁

式起動(dòng)機(jī)靠勵(lì)磁繞組和磁極鐵心建立磁場(chǎng)，結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜，但輸出轉(zhuǎn)矩和功率都

很大，故應(yīng)用極為廣泛。永磁起動(dòng)機(jī)以永磁材料作為磁極，取消了勵(lì)磁式起動(dòng)機(jī)

中的勵(lì)磁繞組和磁極鐵心，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積小，質(zhì)量輕，并節(jié)省了金屬材料。但

永磁起動(dòng)機(jī)的功率一般較小，使用范圍在一定程度上受到限制。2）按控制機(jī)構(gòu)

分為機(jī)械控制式起動(dòng)機(jī)和電磁控制式起動(dòng)機(jī)（亦稱電磁操縱式起動(dòng)機(jī)）。機(jī)械控

制式起動(dòng)機(jī)由駕駛員利用腳踏（或手動(dòng)）直接操縱機(jī)械式起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通或切斷起

動(dòng)電路，通常稱為直接操縱式起動(dòng)機(jī)。電磁控制式起動(dòng)機(jī)由駕駛員旋動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)

或按下起動(dòng)按鈕，通過(guò)電磁開(kāi)關(guān)接通或切斷起動(dòng)電路。3）按嚙合方式分為慣性

嚙合式起動(dòng)機(jī)、強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)和電磁嚙合式（電樞移動(dòng)式）起動(dòng)機(jī)。慣性嚙

合式起動(dòng)機(jī)的離合器靠慣性力的作用產(chǎn)生軸向移動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入或退出飛輪

齒圈。由于可靠性差，現(xiàn)代汽車(chē)已不再使用。強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)靠人力或電磁力

經(jīng)撥叉推移離合器，強(qiáng)制性地使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入或退出飛輪齒圈。因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

單，動(dòng)作可靠，操縱方便等優(yōu)點(diǎn)，故被現(xiàn)代汽車(chē)普遍采用。電磁嚙合式起動(dòng)機(jī)靠

電動(dòng)機(jī)內(nèi)部輔助磁極的電磁力，吸引電樞作軸向移動(dòng),將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒圈，

起動(dòng)結(jié)束后再由回位彈簧使電樞回位，讓驅(qū)動(dòng)齒輪退出飛輪齒圈。所以，又稱電

樞移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)，多用于大功率柴油機(jī)。4）按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分為普通式起動(dòng)機(jī)和減

速式起動(dòng)機(jī)。普通式起動(dòng)機(jī)將電動(dòng)機(jī)電樞產(chǎn)生的起動(dòng)力矩直接通過(guò)離合器、驅(qū)動(dòng)

齒輪傳給飛輪齒圈的起動(dòng)機(jī)稱為普通式起動(dòng)機(jī)。減速起動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)與普通式起

動(dòng)機(jī)相同，只是在電樞和驅(qū)動(dòng)齒輪之間，裝有減速齒輪（一般減速比為3?4）,

經(jīng)減速、增矩后，再帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪。減速式起動(dòng)機(jī)是今后車(chē)用起動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。

電磁開(kāi)關(guān)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

直流電動(dòng)機(jī)

圖4-2起動(dòng)機(jī)的組成

4.起動(dòng)機(jī)的型號(hào)

依次是產(chǎn)品代號(hào)、電壓等級(jí)代號(hào)、功率等級(jí)代號(hào)、設(shè)計(jì)序號(hào)、變型代號(hào)。

4.2起動(dòng)機(jī)用直流電動(dòng)機(jī)

1.直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

圖4-3直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

2.直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成。

圖4-4起動(dòng)機(jī)用直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

a.定子：定子亦稱磁極，其作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，分勵(lì)磁式和永磁式兩類。為增

大轉(zhuǎn)矩，汽車(chē)起動(dòng)機(jī)通常采用四個(gè)磁極，兩對(duì)磁極相對(duì)交錯(cuò)安裝，定子與轉(zhuǎn)子鐵

心形成的磁力線回路下圖所示，低碳鋼板制成的機(jī)殼是磁路的一部分。1）勵(lì)磁

式定子，鐵心為低碳鋼，鐵心磁場(chǎng)要靠繞在外面的勵(lì)磁繞組通電建立。采用勵(lì)磁

式定子的電動(dòng)機(jī)，其勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)連接，故稱串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)（先將勵(lì)磁繞

組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞繞組串聯(lián)）。2）永磁式定子。由于結(jié)構(gòu)尺寸及永磁材

料性能限制，永磁起動(dòng)機(jī)的功率一般不大于2kW。

搭鐵電刷

定子鐵心

定子繞組

接絕緣電刷

線

柱

圖4-5電動(dòng)機(jī)磁路圖4-6勵(lì)磁式電動(dòng)機(jī)定子

接線柱

磁極

iO-

(a)結(jié)構(gòu)

(b)符號(hào)

圖4-7串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)

b.轉(zhuǎn)子：亦稱電樞，由電樞軸、鐵心、電樞繞組和換向器等組成。轉(zhuǎn)子的作

圖4-8起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子

c.電刷端蓋

d.驅(qū)動(dòng)端蓋：驅(qū)動(dòng)端蓋上有撥叉座和驅(qū)動(dòng)齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉

的軸銷(xiāo)孔。

圖4-9驅(qū)動(dòng)端蓋

3.直流電動(dòng)機(jī)工作特性

直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式可分為永磁式和電磁式兩大類，電磁式按勵(lì)磁繞組與

電樞繞組的連接關(guān)系又可分并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式三種。并勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)

磁繞組與電樞繞組聯(lián)在同一電源上，具有較“硬”的機(jī)械特性；串勵(lì)式直流電動(dòng)

機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相串聯(lián)，具有較“軟”的機(jī)械特性；復(fù)勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的磁

極上有兩組勵(lì)磁繞組，一組同電樞串聯(lián)，另一組則同電樞并聯(lián)，它的機(jī)械特性比

并勵(lì)式軟，較串勵(lì)式硬。

--------°+

］，樞

EQu

(a)永磁式(b)并勵(lì)式(c)串勵(lì)式(d)復(fù)勵(lì)式

圖4-10直流電動(dòng)機(jī)類型

4.起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池的匹配

a.起動(dòng)機(jī)的功率及其影響因素：1)起動(dòng)機(jī)的功率；2)影響起動(dòng)機(jī)功率的因

素。

p_Ms%

9550

b.起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的確定：1）起動(dòng)機(jī)功率的選擇，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻

0=（610?810）標(biāo)

力矩和最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速；2）傳動(dòng)比選擇，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為13-17,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為8?

10；3）蓄電池容量的選擇，式中U——起動(dòng)機(jī)額定電壓（V）；P——起動(dòng)機(jī)額

定功率（kW）；C——蓄電池額定容量（A?h）o

4.3起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)與控制機(jī)構(gòu)

1.起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

a.起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)過(guò)程

b.單向離合器的作用：常見(jiàn)起動(dòng)機(jī)單向離合器主要有滾柱式、彈簧式和摩擦

片式三種。

2.起動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)

起動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)也叫操縱機(jī)構(gòu)，有機(jī)械控制式（亦稱直接操縱式，現(xiàn)已淘汰）

和電磁控制式（電磁操縱式）兩類。

圖4T1電磁操縱式起動(dòng)機(jī)電路原理

4.4起動(dòng)系統(tǒng)控制電路

1.起動(dòng)開(kāi)關(guān)直接控制起動(dòng)系統(tǒng)

是指起動(dòng)機(jī)由起動(dòng)開(kāi)關(guān)（點(diǎn)火開(kāi)關(guān)或起動(dòng)按鈕）直接控制，起動(dòng)功率較小的

汽車(chē)（如長(zhǎng)安奧拓微型轎車(chē)、天津夏利轎車(chē)）常用這種控制形式。

點(diǎn)火開(kāi)關(guān)

n

T_LI

I

(a)接線圖(b)電原理圖

圖4-12開(kāi)關(guān)直接控制的起動(dòng)系統(tǒng)電路

2.起動(dòng)繼電器控制起動(dòng)系統(tǒng)

繼電器

50(s)

起動(dòng)機(jī)蓄電池

(a)接線圖(b)電原理圖

圖4-13起動(dòng)繼電器控制的起動(dòng)系統(tǒng)電路

3.起動(dòng)復(fù)合繼電器控制起動(dòng)系統(tǒng)

為了在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，使起動(dòng)機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)并保證不再接通起動(dòng)機(jī)電路，解放

CA1092及東風(fēng)EQ1092等汽車(chē)采用了具有安全驅(qū)動(dòng)保護(hù)功能的起動(dòng)復(fù)合繼電器

控制起動(dòng)系統(tǒng)。

4.車(chē)載計(jì)算機(jī)控制起動(dòng)系統(tǒng)

防盜和門(mén)鎖控制ECU

圖4-15LS400轎車(chē)微機(jī)控制的起動(dòng)系統(tǒng)

4.5典型起動(dòng)機(jī)工作過(guò)程分析

1.電磁控制強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)

2

1一起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)；2—起動(dòng)繼電器線圈；3一點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；

4、5一起動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)接線柱；6一點(diǎn)火線圈附加電阻短路接線柱；7—導(dǎo)電片；

8一接線柱；9一電磁開(kāi)關(guān)接線柱；10一接觸盤(pán)；11一推桿；12—固定鐵心；

13—吸拉線圈；14—保持線圈；15—活動(dòng)鐵心；16一復(fù)位彈簧；17一調(diào)節(jié)螺釘;

18—連接片；19一撥叉；20一定位螺釘；21一滾柱式單向離合器；22—驅(qū)動(dòng)齒輪；

23一限位