汽车起动机和发电机的构造和工作原理分别是什么 发电机与起动机的工作原理
起动机是直流电动机，发电机一般是交流发电机整流为直流，其输出电压受调节器控制。
汽车发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。
发动机的起动需要外力的支持，汽车启动机就是在扮演着这个角色。大体上说，启动机用三个部件来实现整个启动过程。直流串激电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；启动机电路的通断则由一个电磁开关来控制。
一、交流发电机的分类1．按总体结构分类 （1）普通交流发电机：无特殊装置，无特殊功能的汽车交流发电机，称为普通交流发电机。如东风E Q1090型载货汽车用JF132N型交流发电机。（2）整体式交流发电机：即内装电子调节器的交流发电机。如一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机 （3）无刷交流发电机：即没有电刷和集电环（滑环）的交流发电机。如东风E Q2102型越野汽车用JF W2621型28 V45A整体式发电机（4）带泵交流发电机：即带真空制动助力泵的交流发电机。如仙游电机厂生产的JFB1712型交流发电机。2．按整流器结构不同分类（1）六管交流发电机：即整流器由六只整流二极管组成三相桥式全波整流电路的交流发电机。如解放CA1091型载货汽车用JF1518交流发电机。 （2）八管交流发电机：即整流器总成由八只二极管组成的交流发电机。如天津夏利TJ7130型微型轿车用JFZ1542型14V45A型交流发电机。 （3）九管交流发电机：即整流器总成由九只二极管组成的交流发电机。如斯太尔(STEYR）汽车用JFZ2518A型28V27A交流发电机和猎豹（PAJERO）汽车4664型发动机用14V75A交流发电机。（4）十一管交流发电机：即整流器总成由11只二极管组成的交流发电机。如一汽捷达、上海桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机。整流原理参见《汽车电工与电子技术基础》。3．磁场线圈搭铁型式分类 （1）内搭铁型交流发电机：即发电机磁场线圈的一端与发电机壳体连接的交流发电机。如东风EQ1090型载货汽车用JF132N型交流发电机。 （2）外搭铁型交流发电机：即磁场线圈的一端经调节器后搭铁的交流发电机。如捷达、桑塔纳轿车用JFZ1913Z型14V90A发电机、解放CA1091型载货汽车用JF1522A型交流发电机、东风EQ2102型越野汽车用JFW2621型28V45A整体式发电机等。目前，大多数汽车都采用外搭铁型交流发电机。 交流发电机的工作特性是指发电机经整流后输出的直流电压U、电流I和转速n之关系，包括空载特性、输出特性和外特性。1．空载特性当发电机空载运行时，发电机端电压U和转速之间的关系，即负载电流I=0时f (n)的函数关系，称为发电机的空载特性，如图2-5a所示。空载特性可以判断发电机充电性能的好坏。从曲线的上升速率和达到蓄电池电压的转速高低可判断发电机的性能是否良好。2．输出特性当发电机电压一定时，输出电流与发电机转速之间的关系，称为发电机的输出特性，如图2-5b所示。输出特征曲线表明，端电压保持不变(12V发电机保持14V, 24V发电机保待28V),当n>n1时，其输出电流随着转速增加而逐渐增大。当n<n1时，因发电机端电压低于额定值，发电机不能向外输送电流，汽车电器只能由蓄电池供电，所以n1称为空载转速，它通常作为选择发电机与发动机传动比的依据。发电机达到额定功率时的转速称为额定转速n2，这时发电机的负载电流为额定电流IN。转速n2是判断发电机的性能的重要指标。当发电机转速达到一定值后，发电机的输出电流几乎不再继续增加，具有限制输出电流的能力。这是由于随着定子线圈中感应电动势的增加，定子线圈的阻抗也随转速的升高而增加，同时定子电流增加时，电枢反应的增强也使感应电动势下降。由于上述原因，使发电机转速达到一定值后，其输出电流几乎不变，即具有限定输出电流的作用，故交流发电机不需设置限流器。3．外特性当发电机转速一定时，发电机端电压U与输出电流I之间的关系，即n一常数时，U=f (I)的函数关系，称为发电机外特性，如图2-4c所示。外特性曲线表明，在一定的转速下，输出电流增加时，发电机端电压有较大幅度的下降，因此，要使输出电压稳定，必须配备电压调节器。另外，在发电机高速运转时，如果突然失去负载，端电压会急剧升高，电气设备中的电子元件将有击穿的危险。 图2-4 交流发电机的特性 第三节 交流发电机电压调节器 汽车用交流发电机工作时其转速很不稳定且变化范围很大，若对发电机不加以调节，其端电压将随发动机转速的变化而变化，这与汽车用电设备要求电压恒”定相矛盾。因此，发电机必须要有一个自动的电压调节装置。交流发电机调节器的作用就是当发动机转速变化时，自动对发电机的电压进行调节，使发电机的电压稳定，以满足汽车用电设备的要求。 图2-5 电压调节器
本节介绍触点式调节器。它利用触点的通断来改变励磁线圈的电流大小，使其产生的磁场的强弱变化来保持发电机电压恒定的电压调节器，称为触点式电压调节器。以FT－61型电压调节器为例，如图2-5所示。1．FT－61型电压调节器结构和电路 该调节器由支架上的两个固定触点和活动臂上的两个活动触点组成两对触点即S1和S2。S1的固定触点通过固定支架连结在调节器“火线”接线柱上，S2的固定触点搭铁。活动触点臂的另一端用拉力弹簧拉紧，发电机不工作时S1闭合称为常闭触点,S2断开称为常开触点。中间的电磁铁心上绕有磁化线圈，它的两端，一端接在附加电阻R1；和加速电阻R2之间，一端经温度补偿电阻R3接地。附加电阻R1和加速电阻R2接在调节器的“火线”接线柱和“磁场”接线柱之间，和触点S1并联。 2．电压调节过程 调节器不工作时，低速触点S1常闭，高速触点S2常开。 1）发动机起动并闭合点火开关，蓄电地经低速触点S1向励磁线圈供电。励磁电路为；蓄电池正极→电流表 → 点火开关 → 调节器点火接线柱→ 低速触点S1 → 活动触点臂 → 磁轭 → 调节器接线柱 → 电刷、滑环 → 励磁线圈→ 电刷、滑环 → 搭铁接线柱 →蓄电池负极。与此同时，蓄电池也向调节器电磁线圈供电，电路为：蓄电池正极→ 电流表→ 点火开关→ 调节器点火接线柱→ 附加电阻R2 →电磁线圈→ 温度补偿电阻R3 →搭铁接线柱→蓄电池负极。电磁线圈有电流通过，产生电磁吸力，试图吸开低速触点S1。2）当发动机转速升高时，发电机转速也随之升高，发电机端电压升高到稍高于蓄电池电压时，发电机自励。此时励磁电路和电磁线圈电路的电源由蓄电池变为发电机，低速触点仍然闭合。3）当发动机转速升到较高转速，发电机的输出电压达到第一级调压值（14V）时，电磁线圈中通过较大电流，电磁铁心产生的电磁力大于弹簧拉力，吸动活动触点臂下移至中间位置，低速触点被打开，高速触点也未闭合。此时，R1和R2串人了励磁电路。使励磁电流减小，交流发电机输出电压下降，调节器的电磁线圈电流随之减小，电磁吸力减弱，弹簧拉力又将低速触点S1闭合，R1和R2被短路，励磁电流再增大，发电机输出电压又上升，低速触点又打开，如此反复，低速触点不停地开启、闭合，使发电机输出电压保持在一级调整值上。一级调压时，发电机励磁电路为：发电机“＋” →点火开关 →调节器点火接线柱 R1 → R2 → 磁场接线柱 → 励磁线圈 → 搭铁接线柱 → 发电机“—”。4）发动机作高速运转时，发电机输出电压较大，低速触点断开，R1和R2串人励磁电路，但发电机输出电压仍然继续升高，达到二级调压值14.5V时，电磁线圈中电磁铁心吸力进一步增大，使活动触点臂进一步下降，高速触点S2闭合，励磁线圈两端搭铁短路，无励磁电流通过，磁场大大减弱，只有剩磁，发电机端电压迅速下降。此时，调节器中的电磁线圈吸力也大大削弱，在弹簧拉力的作用下，高速触点又被打开，励磁电流又增大，发电机输出电压又升高。如此不断反复，高速触点不断开启、闭合作振动，使发电机在高速运转时自动调节电压，维持在二级工作电压14.5V上。5）发动机停止工作时，断开点火开关，发电机不发电，调节器恢复原始状态，低速触点闭合，高速触点打开。 FT－61型电压调节器第一级调节的转速范围较小，第二级调节的转速范围较大，因此适用于与高转速的交流发电机配用。
（一）电磁感应现象
所有充电系统都是利用电磁感应原理来产生电流。
电磁感应现象：如果导体和磁场间有相对运动就会产生电压。导体中产生电压的强度取决于:
磁场强度
导体切割磁场的速度
通过磁场的导体数量
（二）磁场的建立
1、利用永久磁铁
2、导线或线圈通电，周围产生磁场。电流的方向与产生磁场的方向的关系---右手螺旋定则。
（三）导体或线圈内感应电动势的产生方法
1、使导体在磁场中运动（固定磁场）
2、使线圈中的磁场发生变化（固定导体）
-----都会在导体中产生感应电动势（右手定则）
3、如何产生连续的电动势
（1）使导体在磁场中往复运动，或在磁场中旋转，有效地利用磁力线所穿过的有限空间来产生电动势
（2）也可以使导体不动，让磁场不断发生变化
由于必须经常改变导体或磁场的方向，所产生的电动势的大小、方向经常变化-----交流电动势
（四）三相交流发电机的基本原理
1、结构特点：
通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场
三相绕组产生三相交流电。
2、基本原理：
当绕有磁场绕组的磁铁旋转时，通过各铁心的磁通发生变化，三相绕组中产生电动势，但因各相绕组的磁通变化存在时间差，故产生的电动势也有时间差
二直流电动机的工作原理
将通电导线放入磁场中，导线会在磁场力的作用下做有规律的运动（其运动方向可以用电动机左手定则来判断），这是直流电动机能够转动的基本道理。
直流电动机工作原理：
上图是最简单的直流电动机，它由磁场、电枢线圈、换向器和电刷等机件组成。当线圈在垂直位置时，如图（a），电刷不与换向器接触，线圈中没有电流通过，因此电枢线圈不转动。如将电枢线圈稍向顺时针方向转过一些，如图（b），换向器片分别与两电刷接触，线圈中有电流通过，其方向是从线圈i边流入，从ⅱ边流出。根据左手定则可以判定，线圈i边向下运动，ⅱ边向上运动，电枢线圈向顺时针方向转动。
当线圈转到如图（c）的位置时，换向器片不与电刷接触，线圈中无电流通过，此时，电枢线圈在惯性作用下转过这个位置。当线圈转过垂直位置时，换向器片又与两电刷接触，如图（d）所示。但此时换向器片已经调换了位置。因此电流从线圈ⅱ边流入，从i边流出。根据左手定则可以判定，线圈i边向上运动，ⅱ边向下运动，电枢线圈仍向顺时针方向转动。这样，使电流不断地通入线圈，线圈便按一定方向继续不停地转动。
一个线圈的电动机，虽能旋转，但转动力量小，转速也不稳定，而且在图（a，c）的位置时不能转动。所以，实际使用的起动电动机都是由较多的线圈和配有相应换向片构成，同时采用多对电磁铁来产生较强的磁场。但其工作原理还是一样的
起动机是直流电动机，发电机一般是交流发电机整流为直流，其输出电压受调节器控制。
起动机是直流电动机，发电机一般是交流发电机整流为直流，其输出电压受调节器控制。
起动机有车上的蓄电池供电工作，发电机有主机带动工作，发出的电经整流供给蓄电池
起动机由电动机、驱动机构、操纵机构等组成。它专门启动发动机，需要强大的转矩，因此要通过的电流量很大，达到几百安培，这种特性决定了它与发电机的不同。例如：采用直流串激式电动机，转子及定子部分都是用比较粗的矩形截面铜线绕制；驱动机构采用减速齿轮结构；操纵机构采用电磁磁吸方式。
