交流发电机和起动器

起源与应用。

启动器.

汽车起动机是汽车启动系统的关键部件，它能使内燃机启动。汽车起动机设计的历史和发展与汽车的演变密切相关。在汽车发展的早期阶段，发动机是通过曲柄手动启动的。这种启动方式非常耗费体力，而且往往很危险，因为发动机可能会 "跳动"，从而导致人员受伤。1896 年，工程师们开始尝试不同的机械启动发动机的方法。卡尔-本茨（Karl Benz）提出的系统就是一个例子，该系统使用曲柄驱动弹簧。1911 年，通用汽车公司的工程师查尔斯-凯特林发明了第一个电动汽车启动器。他的发明于 1912 年首次用于凯迪拉克汽车。这种电动启动器省去了曲柄，彻底改变了汽车的驾驶方式。在随后的几十年里，电启动器成为大多数汽车的标准配置。起动机技术不断改进，可靠性和性能也得到了提高。第二次世界大战后，随着汽车技术的发展，起动机变得更加先进和可靠。到了 2000 年代，随着对燃油效率和减排要求的不断提高，起动-停止系统应运而生。这些系统在汽车停止时（例如在交通信号灯处）自动关闭发动机，并在驾驶员踩下离合器或油门踏板时重新启动。这就需要开发更坚固、更快速的启动器。如今的起动机是更复杂的汽车能源管理系统的一部分。许多现代汽车，尤其是混合动力汽车和电动汽车，都使用电动机等替代品作为启动器。

交流发电机.

汽车交流发电机是汽车电气系统的关键部件，负责为蓄电池供电和充电。20 世纪初，第一批汽车使用直流交流发电机，将机械能转化为电能。然而，这种发电机的效率较低，在发动机低速运转时为电池充电的能力有限。二十世纪二三十年代，直流发电机逐渐得到改进，但其效率仍然是个问题，尤其是在需要更多电力的车辆上。

20 世纪 50 年代，随着汽车对电力的需求不断增加，人们开始研究更高效的能源。交流发电机开始在汽车上进行测试。20 世纪 60 年代，出现了第一批配备交流发电机的量产汽车。交流发电机与发电机不同，它产生交流电，然后通过整流二极管将交流电转换为直流电，从而更有效地为电池充电，并为汽车电气设备供电。

20 世纪 70 年代和 80 年代，交流发电机成为大多数汽车的标准配置。许多设计都得到了改进，例如更好的磁性材料、更高效的冷却系统和更精确的电压调节器。如今的交流发电机在技术上更加先进。它们使用微处理器来精确控制充电电压和电流。钕磁铁等现代材料的使用使交流发电机的效率更高、体积更小。

如今的汽车都配备了智能能源管理系统，可根据运行条件优化交流发电机的性能。这些系统可以在加速时关闭交流发电机，以降低发动机负荷，提高燃油效率。在混合动力汽车和电动汽车中，传统的交流发电机通常被更复杂的充电和能源管理系统所取代。全电动汽车不需要传统的交流发电机，因为它们的动力系统依赖于大型牵引电池和先进的能量转换系统。

结构和工作原理

启动器.

汽车起动机是一种复杂的机电设备，在启动内燃机时起着关键作用。它由几个基本部件组成，共同将电能转换为机械运动。

启动器的基本组件是直流 (DC) 电机。电机内部的碳刷与换向器接触，使电流流向转子绕组。转子是电机的旋转部分，由定子包围，定子内有绕组或产生磁场的永久磁铁。当电流流过转子绕组时，会产生一个磁场，该磁场与定子磁场发生反应，导致转子旋转。

起动机还包含一个连接起动机和发动机飞轮的耦合机构，称为弯轴。当启动器启动时，弯轴移动与飞轮啮合，使扭矩从启动器传递到发动机曲轴。当启动内燃机时，弯轴会自动脱离，以避免损坏起动机。

另一个重要部件是电磁开关，也称为自动开关。它允许电流流向起动机并移动耦合机构（bendix）。当驾驶员转动点火钥匙或按钮启动发动机时，电流从蓄电池流向电磁线圈。这会在线圈中产生一个磁场，吸引螺线管内的运动铁芯。这种运动有两个主要作用：

1. 铁芯的拉力会导致内部触点闭合。这些触点起到继电器的作用，使大量电流从蓄电池流向启动电机。起动机需要大量电流来产生足够的扭矩，以转动内燃机的曲轴。通电螺线管触点的闭合使电流得以流动。
2. 铁芯的运动带动弯曲机构，弯曲机构与内燃机的飞轮啮合。弯轴与启动电机的转子相连，当电磁铁吸引铁芯时，弯轴伸出，使链轮与飞轮啮合。这种啮合可将扭矩从启动电机传递到内燃机的曲轴，使其启动。

当启动内燃机并松开点火钥匙时，流向开关线圈的电流停止。磁场消失，弹簧将铁芯拉回原来的位置。这就断开了触点，中断了流向启动电机的电流，导致弯管从发动机飞轮上断开。

整个系统封装在启动器外壳中，可保护内部组件免受灰尘和机械损坏。外壳通常由金属制成，以确保耐用性和对恶劣工作条件的耐受性。

交流发电机.

汽车交流发电机是由几个关键部件组成的设备，它们共同工作以产生电能并为汽车蓄电池充电。其结构包括转子、定子、整流二极管、电压调节器和外壳。

转子是交流发电机的核心部件，由一根轴组成，在轴上缠绕绕组形成电磁铁。当电流流经转子绕组时，就会产生磁场。转子通过与发动机曲轴相连的传动带在定子内旋转。

定子环绕转子，由薄钢板制成的铁芯和绕在铁芯上的绕组组成。当转子旋转时，其磁场穿过定子绕组，在绕组中产生交流电（AC）。

整流二极管是将交流电转换为直流电的电子元件。交流发电机通常包含一组六个二极管，连接起来形成桥式整流器。这些二极管使电流只向一个方向流动，从而消除了交流振荡，为车辆的电气系统和蓄电池提供恒定的电流。

电压调节器是控制交流发电机输出电压水平的关键部件。它的主要功能是保持恒定的输出电压，通常在 14.4V 左右，不受发动机转速和电力负荷的影响。电压调节器监控输出电压并相应调节转子励磁电流，以确保电压稳定。

交流发电机外壳可保护内部组件免受灰尘和机械损坏。它通常由铝制成，既坚固又能有效散热。外壳上还有通风口和风扇，帮助交流发电机在运行时冷却。

汽车发动机运转时，传动带带动交流发电机转子旋转，产生磁场，在定子绕组中感应出电流。电流经二极管整流后由电压调节器调节，从而为汽车电气系统提供稳定的动力，并为蓄电池充电。

再生过程。

启动器.

在翻新过程中，每个起动机都会被拆卸成部件，然后进行清洗。所有部件都要彻底清洗，以去除污垢、油、灰尘和其他污染物。金属零件可以使用化学或机械方法（如喷砂）进行清洁。清洁对于确保新部件在清洁环境中正常运行至关重要。下一步是对所有部件的磨损和状况进行彻底评估。要特别注意碳刷、换向器、轴承、转子和定子绕组以及弯管和开关电磁阀的状况。任何损坏、磨损或对起动机正确运行至关重要的部件都要更换为新部件。组装完成后，启动器将进行负载测试，以验证其运行参数。适当的工艺流程、高质量的备件以及对起动机性能的最终检查确保了起动机在安装到车辆后的正确运行。

交流发电机.

在再制造过程中，每台交流发电机都被拆卸成零件，然后进行清洗。所有部件都要彻底清洗，以去除污垢、油、灰尘和其他污染物。金属零件可以使用化学品或喷砂等机械方法进行清洗。清洁对于确保新部件在清洁环境中正常运行至关重要。下一步是彻底评估所有部件的磨损和状况。磨损或损坏的部件将更换为新部件或翻新部件。需要更换的典型部件包括碳刷、滑环、轴承和整流二极管。如果电压调节器损坏，也可以更换。对整流二极管和电压调节器进行彻底测试，以确保正常运行。对损坏的二极管进行更换，对电压调节器进行检查，以确保输出电压稳定。在试验台上对组装好的交流发电机进行测试，以检查其运行情况。测试可能包括检查输出电压、充电电流和不同速度下的运行稳定性。

损坏的原因和类型。

可能表明起动机有故障的症状：

1. 转动钥匙或按启动按钮没有反应。
2. 启动器转速太低，启动器 "旋转 "比平时慢。
3. 启动器工作时有噪音。
4. 启动预热发动机时出现问题。
5. 性能不稳定，时好时坏。

最常见的启动器故障是

1. 污染。
2. 浪涌。
3. 机械零件损坏或磨损。
4. 电气元件损坏或磨损。
5. 腐蚀。
6. 过热。

可能表明交流发电机出现故障的症状：

1. 仪表盘上的充电指示灯亮起。
2. 发动机舱传出异常声音。
3. 系统中的电压峰值 - 灯光变暗，收音机或导航仪等设备的运行出现问题。
4. 蓄电池电量不足或无电，导致发动机启动困难。

最常见的交流发电机故障是

1. 污染。
2. 腐蚀。
3. 机械零件损坏或磨损。
4. 电气元件损坏或磨损。
5. 浪涌。