12起動系統(tǒng)解析

1、第十二章 起動系一、發(fā)動機(jī)起動發(fā)動機(jī)曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到自動怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程二、作用通過起動機(jī)將蓄電池儲存電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能帶動發(fā)動機(jī)以足夠高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，以順利起動發(fā)動機(jī) 12.1概 述三、起動阻力 1.慣性阻力 2.壓縮氣體阻力 3.摩擦阻力 4.驅(qū)動附件阻力四、起動轉(zhuǎn)速1.使發(fā)動機(jī)順利起動所必需的曲軸轉(zhuǎn)速2.汽油機(jī)起動轉(zhuǎn)速 1)汽油機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速為3040r/min2)最低起動轉(zhuǎn)速的原因起動轉(zhuǎn)速過低，壓縮行程內(nèi)的熱量損失過多，氣流的流速過低，將使汽油霧化不良，導(dǎo)致氣缸內(nèi)的混合氣不易著火 3.柴油機(jī)起動轉(zhuǎn)速 1)柴油機(jī)最低起動轉(zhuǎn)速為150300r/min 2)起動轉(zhuǎn)速高的原因 a）壓縮比

2、高 b）噴油泵建立足夠噴油壓力 c）缸內(nèi)形成強(qiáng)空氣渦流五、起動方式1.人力起動 人力起動即手搖起動或繩拉起動。結(jié)構(gòu)簡單主要用于大功率柴油機(jī)的輔助汽油機(jī)的起動，或在有些裝用中、小功率汽油發(fā)動機(jī)的車輛上作為后備起動裝置。手搖起動裝置由安裝在發(fā)動機(jī)前端的起動爪和起動搖柄組成。 2.電力起動機(jī)以電動機(jī)作為動力源。當(dāng)電動機(jī)軸上的驅(qū)動齒輪與發(fā)動機(jī)飛輪周緣上的環(huán)齒嚙合時，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩通過飛輪傳遞給發(fā)動機(jī)的曲軸，使發(fā)動機(jī)起動。電力起動機(jī)簡稱起動機(jī)。它以蓄電池為電源，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、起動迅速可靠。目前，幾乎所有的汽車發(fā)動機(jī)都采用電力起動機(jī)起動 。3.輔助汽油機(jī)起動起動裝置的體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只

3、用于大功率柴油發(fā)動機(jī)的起動。 六、起動預(yù)熱1.原因寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒季節(jié)（1）機(jī)油粘度增高，起動阻力矩增大（2）燃料汽化不良（3）蓄電池內(nèi)阻增加2.措施（1）進(jìn)氣預(yù)熱裝置（2）電熱塞采用渦流室式或預(yù)燃室式燃燒室的柴油發(fā)動機(jī)，由于燃燒室表面積大，在壓縮行程中的熱量損失較直接噴射式大，更難以起動。為此，在渦流室式或預(yù)燃室式柴油機(jī)的燃燒室中可以安裝預(yù)熱塞，在起動時對燃燒室內(nèi)的空氣加以預(yù)熱。常用的電熱塞有開式電熱塞、密封式電熱塞等多種形式。每缸一個電熱塞，每個電熱塞的中心螺桿并聯(lián)與電源相接。發(fā)動機(jī)起動前首先接通電熱塞的電路，電阻絲通電后迅速將發(fā)熱體鋼套加熱到紅熱狀態(tài)，使氣缸內(nèi)的空氣溫度升高，從而可提高壓縮

4、終了時的溫度，使噴入氣缸的柴油容易著火。 （3）起動液噴射裝置 主要用于某些柴油發(fā)動機(jī)的起動預(yù)熱。噴嘴安裝在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管上，起動液噴射罐內(nèi)充有壓縮氣體氮氣和乙醚、丙酮、石油醚等易燃燃料。當(dāng)?shù)蜏仄饎硬裼蜋C(jī)時，將噴射罐倒置，罐口對準(zhǔn)噴嘴上端的管口，輕壓起動液噴射罐，打開其端口上的單向閥，起動液即通過單向閥、噴嘴噴入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管，并隨著吸入進(jìn)氣道的空氣一起進(jìn)入燃燒室。由于起動液是易燃燃料，可以在較低的溫度下迅速著火，點燃噴入燃燒室內(nèi)的柴油 （4）起動減壓裝置 起動減壓裝置采用降低起動轉(zhuǎn)矩、提高起動轉(zhuǎn)速的方法來改善柴油機(jī)的起動性能。發(fā)動機(jī)各缸的減壓裝置是一套聯(lián)動機(jī)構(gòu)。中、小型柴油機(jī)的聯(lián)動機(jī)構(gòu)一般采用同

5、步式，即各減壓氣門同時打開，同時關(guān)閉。大功率柴油機(jī)減壓裝置的聯(lián)動機(jī)構(gòu)一般為分級式，即起動前各減壓氣門同時打開，起動時各減壓氣門分級關(guān)閉，使部分氣缸先進(jìn)入正常工作，發(fā)動機(jī)預(yù)熱后其余各缸再轉(zhuǎn)入正常工作。減壓的氣門可以是進(jìn)氣門，也可以是排氣門。用排氣門減壓會由于炭粒吸入氣缸，加速機(jī)件的磨損，一般多采用進(jìn)氣門減壓。一、組成電力起動機(jī)簡稱起動機(jī)由直流電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)等9101起動機(jī)組成1.MPG 1.05 9101起動機(jī)組成2.MPG 1.04 12.2 起動機(jī)二、直流電動機(jī)1.基本原理在直流電壓的作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩。接通起動開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時，電動機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，并通過驅(qū)動齒輪和飛輪的環(huán)齒驅(qū)動發(fā)動

6、機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動機(jī)起動。 2.類型按磁場產(chǎn)生方式的不同（1）永磁電動機(jī)（2）勵磁電動機(jī)根據(jù)磁場繞組和電樞繞組連接方式不同A.串勵電動機(jī)B.并勵電動機(jī)C.復(fù)勵電動機(jī) 3.串勵電動機(jī)（1）結(jié)構(gòu)由電樞、磁極鐵心、換向器、機(jī)殼、端蓋等組成A.電樞由換向器、鐵心、繞組和電樞軸組成電樞鐵心由外圓帶槽的硅鋼片疊成，壓裝在電樞軸上；繞組采用較粗矩形截面裸銅線用波繞法繞制繞組嵌裝在硅鋼片槽中，繞組與鐵心間和電樞繞組匝間，用絕緣紙隔開，鐵心槽口的兩側(cè)用軋紋將繞組壓緊結(jié)構(gòu)緊湊，電磁力矩大B.換向器由一定數(shù)量的燕尾形銅片組成，并用軸套和壓環(huán)組裝成一個整體，壓裝在電樞軸上。各銅片之間以及銅片與軸套、壓環(huán)之間均用云母或

7、硬塑料片絕緣。電樞繞組各線圈的兩端焊接在相應(yīng)銅片的接線凸緣上，經(jīng)過絕緣電刷和搭鐵電刷分別與起動機(jī)磁場繞組一端和起動機(jī)殼體連接。電樞軸制有螺旋槽或花鍵槽，以便安裝傳動裝置。電樞軸兩端通過軸承支撐在起動機(jī)前、后端蓋上 C.磁極由磁極鐵心和勵磁繞組組成 鐵心用低碳鋼制成，用螺釘固定在電動機(jī)外殼上，通過外殼構(gòu)成磁回路 勵磁繞組套裝在每個磁極鐵心上，用較粗矩形截面裸銅線繞制，匝間用絕緣紙絕緣，外部用玻璃纖維帶包扎。（2）勵磁繞組與電樞繞組連接A.串聯(lián) 所有勵磁繞組的所有線圈串聯(lián)在一起，再與電樞繞組串聯(lián)B.并串聯(lián) 勵磁繞組的線圈分成兩組，每組線圈相互串聯(lián)，然后兩組再并聯(lián)起來與電樞繞組串聯(lián) 充分發(fā)揮鐵心導(dǎo)磁

8、性能，以減少電能損耗，利于增大電樞起動電流，提高起動轉(zhuǎn)矩，應(yīng)用廣泛C.并串并聯(lián)在主勵磁繞組與電樞串聯(lián)的基礎(chǔ)上，再與輔助勵磁繞組并聯(lián)（3） 電刷 由銅與石墨壓制而成，銅質(zhì)量占8090，石墨質(zhì)量占1020，以減小電阻，增加耐磨性及提高機(jī)械強(qiáng)度 減小電刷與換向器間的接觸電阻，延長電刷使用壽命，電刷與換向器有較大的接觸面積，且電刷靠電刷彈簧壓緊在換向器的外圓表面 電刷個數(shù)等于磁極個數(shù)9110起動機(jī)換向.MPG 2.093101起動機(jī)原理.MPG 0.513301起動機(jī)工作過程.MPG 2.30三、傳動機(jī)構(gòu)1.作用 起動發(fā)動機(jī)時，將驅(qū)動齒輪與電樞軸聯(lián)成一體，使發(fā)動機(jī)起動發(fā)動機(jī)起動后，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速超過電

9、樞軸的正常轉(zhuǎn)速時，傳動機(jī)構(gòu)使驅(qū)動齒輪與電樞軸自動脫開，防止電動機(jī)超速2. 類型（1）慣性嚙合式接通點火開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時，驅(qū)動齒輪靠慣性力作用，沿電樞軸移出與飛輪嚙合，使發(fā)動機(jī)起動 發(fā)動機(jī)起動后，飛輪轉(zhuǎn)速超過電樞軸轉(zhuǎn)速時，驅(qū)動齒輪靠慣性力作用退回，脫離與飛輪嚙合，防止電動機(jī)超速（2）強(qiáng)制嚙合式 接通起動開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時，驅(qū)動齒輪靠杠桿機(jī)構(gòu)作用沿電樞軸移出，與飛輪環(huán)齒嚙合，使發(fā)動機(jī)起動； 發(fā)動機(jī)起動后，切斷起動開關(guān)，外力的作用消除后，驅(qū)動齒輪在回位彈簧的作用下退回，脫離與飛輪環(huán)齒的嚙合。（3）電樞移動式 起動機(jī)不工作時，起動機(jī)的電樞與磁極錯開。 接通起動開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時，在磁極磁力的作用下，整個電

10、樞連同驅(qū)動齒輪移動與磁極對齊的同時，驅(qū)動齒輪與飛輪環(huán)齒進(jìn)人嚙合。發(fā)動機(jī)起動后，切斷起動開關(guān)，磁極退磁，電樞軸連同驅(qū)動齒輪退回，脫離與飛輪的嚙合 3.超速保護(hù)裝置（1）滾柱式單向離合器 A.結(jié)構(gòu)由外座圈、內(nèi)坐圈、滾柱以及裝在內(nèi)座圈孔中的柱塞和彈簧等組成。 驅(qū)動齒輪與外座圈聯(lián)成一體?；ㄦI套筒與內(nèi)座圈聯(lián)成一體，并通過花鍵套裝在起動機(jī)電樞的延長軸上。 B.工作原理 接通起動開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時，電樞軸連同內(nèi)座圈方向旋轉(zhuǎn)。摩擦力和彈簧張力作用，滾柱被帶到內(nèi)、外座圈之間楔形槽窄一端，將內(nèi)、外座圈聯(lián)成一體，電樞軸上的轉(zhuǎn)矩通過內(nèi)座圈、楔緊的滾柱傳遞到外座圈和驅(qū)動齒輪，驅(qū)動齒輪與電樞軸一起旋轉(zhuǎn)使發(fā)動機(jī)起動。 發(fā)動機(jī)

11、起動后，曲軸轉(zhuǎn)速升高，飛輪齒圈將帶著驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動齒輪的旋轉(zhuǎn)方向沒有改變，但它由從動輪變?yōu)橹鲃虞?。?dāng)驅(qū)動齒輪和外座圈的轉(zhuǎn)速超過內(nèi)座圈和電樞軸的轉(zhuǎn)速時，在摩擦力作用下，滾柱克服彈簧張力的作用滾向楔形槽寬的一端，使內(nèi)、外座圈脫離聯(lián)系而自由地相對運(yùn)動，高速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動齒輪與電樞軸脫開，防止電動機(jī)超速。（2）彈簧式單向離合器A.結(jié)構(gòu) 安裝在電樞的延長軸上，驅(qū)動齒輪右端空套在花鍵套筒左端的外圓面上，兩個扇形塊裝入驅(qū)動齒輪右端相應(yīng)的缺口中，深入花鍵套筒左端的環(huán)槽內(nèi)，使驅(qū)動齒輪與花鍵套筒間，既可以一起作軸向移動，又可以相對滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于齒輪和花鍵套筒相應(yīng)外圓面的外徑，在安裝狀態(tài)下

12、彈簧緊套在外圓面上，彈簧與護(hù)套之間有間隙B.工作原理起動時，起動機(jī)的電樞軸帶動花鍵套筒旋轉(zhuǎn)，使彈簧收縮趨勢，彈簧被箍緊在相應(yīng)外圓面上。起動機(jī)轉(zhuǎn)矩靠彈簧與外圓面之間的摩擦傳遞給驅(qū)動齒輪，通過飛輪壞齒帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動機(jī)起動。發(fā)動機(jī)一旦起動，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速超過花鍵套筒轉(zhuǎn)速，彈簧張開，驅(qū)動齒輪在花鍵套筒上滑轉(zhuǎn)，與電樞軸脫開，防止電動機(jī)超速 （3）摩擦片式單向離合器傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，用于大功率起動機(jī)上A.結(jié)構(gòu)驅(qū)動齒輪與離合器的外接合鼓成一體，內(nèi)接合鼓靠三線螺旋花鍵套裝在花鍵套筒的左端，花鍵套筒則通過內(nèi)螺旋花鍵套裝在電樞軸的花鍵部分。主動摩擦片的內(nèi)圓有個凸起，嵌入內(nèi)接合鼓外圓的個直槽中。從動摩擦片的外圓有

13、個凸起，嵌入外接合鼓內(nèi)圓的個直槽中。摩擦片之間的壓力可通過調(diào)整墊圈調(diào)整。B.工作原理接通起動開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時，起動機(jī)的磁轉(zhuǎn)矩通過電樞軸傳遞給花鍵套筒。由于內(nèi)接合鼓與花鍵套筒之間的轉(zhuǎn)速差，內(nèi)接合鼓沿花鍵套筒左移，將從動片與主動片壓緊使外接合鼓與內(nèi)接合鼓連成一體，即驅(qū)動齒輪與電樞軸連成一體，起動機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過驅(qū)動齒輪和飛輪傳遞給發(fā)動機(jī)的曲軸，使發(fā)動機(jī)起動。發(fā)動機(jī)起動后，飛輪帶著驅(qū)動齒輪和外接合鼓高速旋轉(zhuǎn)，外接合鼓的轉(zhuǎn)速超過電樞軸和花鍵套筒的轉(zhuǎn)速，內(nèi)接合鼓沿花鍵右移，從動片與主動片分開，使驅(qū)動齒輪與電樞軸脫開，防止電動機(jī)超速。 四、控制機(jī)構(gòu)起動機(jī)的控制機(jī)構(gòu)也稱為操縱機(jī)構(gòu)，其作用是控制起動機(jī)主電路的通、

14、斷和驅(qū)動齒輪的移出和退回。1、起動機(jī)的控制機(jī)構(gòu)分直接操縱式直接操縱式控制機(jī)構(gòu)檢修方便，且不消耗電能，有利于提高起動轉(zhuǎn)速。但駕駛?cè)说膭趧訌?qiáng)度大，不易遠(yuǎn)距離操縱，所以目前已很少應(yīng)用。 2、電磁操縱式 1）俗稱電磁開關(guān) 使用方便，工作可靠，并適合遠(yuǎn)距離操縱，目前應(yīng)用廣泛。 起動發(fā)動機(jī)時，接通總開關(guān)，按下起動按鈕，吸拉線圈和保持線圈的電路被接通，其電流通路為：蓄電池正極主接線柱電流表總開關(guān)起動按鈕接線柱吸拉線圈主接線柱電動機(jī)保持線圈搭鐵蓄電池負(fù)極。 發(fā)動機(jī)起動后，在松開起動按鈕的瞬間，吸拉線圈和保持線圈是串聯(lián)關(guān)系，兩線圈所產(chǎn)生的磁通方向相反，互相抵消，于是活動鐵心在復(fù)位彈簧的作用下迅速回位，使驅(qū)動齒輪

15、退出嚙合，接觸盤在其右端小彈簧的作用下脫離接觸，主開關(guān)斷開，切斷了起動機(jī)的主電路，起動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 9107起動機(jī)操縱系統(tǒng).MPG 2.05 動機(jī)的控制裝置中，還裝有短路點火線圈附加電阻的接觸片，控制裝置外殼上對應(yīng)的接線柱通過導(dǎo)線與點火線圈初級繞組相連。主開關(guān)接通時，短路點火線圈附加電阻的接觸片與蓄電池正極直接接通，將點火線圈附加電阻短路，改善起動時的點火性能。電磁操縱式控制機(jī)構(gòu)的起動開關(guān)通常與點火開關(guān)制成一體，為了減小流過點火開關(guān)的電流，防止點火開關(guān)的早期損壞，有些起動機(jī)的控制電路中接有繼電器。具有起動繼電器的起動電路。 具有組合繼電器的起動電路。組合繼電器由起動繼電器和充電繼電器組成，它利

16、用發(fā)動機(jī)中性點電壓，在發(fā)動機(jī)起動后尚未切斷起動開關(guān)時，自動停止起動機(jī)的工作。此外，為了在起動發(fā)動機(jī)時，曲軸能獲得足夠的起動轉(zhuǎn)矩和必要的起動轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機(jī)能迅速可靠地起動，除選用足夠功率的起動機(jī)和簡單可靠的控制電路外，還必須正確選擇驅(qū)動齒輪和飛輪齒圈的齒數(shù)，以獲得適當(dāng)?shù)膫鲃颖?，該傳動比一般?015。 一、減速起動機(jī)起動機(jī)電樞軸與驅(qū)動齒輪間裝有齒輪減速器的起動機(jī) 1、可行性串勵式直流電動機(jī)的功率與電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速成正比。提高電動機(jī)轉(zhuǎn)速的同時降低其轉(zhuǎn)矩，可以保持起動機(jī)功率不變。當(dāng)采用高速、低轉(zhuǎn)矩的串勵式直流電動機(jī)作為起動機(jī)時，在功率相同的情況下，可以使起動機(jī)的體積和重量大大減小。但起動機(jī)的轉(zhuǎn)矩過低

17、，不能滿足起動發(fā)動機(jī)的要求電動機(jī)電樞軸與驅(qū)動齒輪間安裝齒輪減速器，可以在降低電動機(jī)轉(zhuǎn)速的同時提高其轉(zhuǎn)矩12.3 減速起動機(jī) 2、外嚙合式1）.有惰輪外嚙合式減速起動機(jī)，減速機(jī)構(gòu)在電樞軸和起動機(jī)驅(qū)動齒輪之間利用惰輪作中間傳動，且電磁開關(guān)鐵心與驅(qū)動齒輪同軸心，直接推動驅(qū)動齒輪進(jìn)人嚙合，無需撥叉。2）.無惰輪外嚙合式減速機(jī)構(gòu)中間不加惰輪，驅(qū)動齒輪必須通過叉撥動才能進(jìn)行嚙合 3）.特點傳動中心距較大，減速比不能太大多用在小功率的起動機(jī)上。無惰輪外嚙合式無惰輪外嚙合式3、內(nèi)嚙合式傳動中心距小，可有較大的減速比適用于較大功率的起動機(jī)但噪聲較大，驅(qū)動齒輪仍需撥叉撥動進(jìn)行嚙合內(nèi)嚙合式內(nèi)嚙合式4、行星齒輪式結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、效率高電樞軸無徑向載荷，振動小整機(jī)尺寸減小，質(zhì)量減輕、噪聲降低。配件可以通用，應(yīng)用廣泛行星齒輪式行星齒輪式 二、永磁起動機(jī) 以永磁材料作為磁極的起動機(jī)，稱為永磁起動機(jī)。它取消了傳統(tǒng)起動機(jī)中的勵磁繞組和磁極鐵心，使起動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡化，體積和質(zhì)量大大減小，可靠性提高，并節(jié)省了金