汽車發(fā)動機啟動原理

1、、啟動系統(tǒng)的基本組成和作用畑3?眾咸系題本氓衣同曲卩L3-起總醉電器-1占七.桿$電庵總現代汽車發(fā)動機以電動機作為啟動動力。啟動系統(tǒng)的基本組成如圖31所示，由蓄電池、點火開關、啟動繼電器、啟動機等組成。啟動系統(tǒng)的功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能，啟動發(fā)動機運轉。1. 啟動開關接通啟動機電磁開關電路，以使電磁開關通電工作。汽油發(fā)動機的啟動開關與點火開關組合在 一起。2. 啟動繼電器 由啟動繼電器觸點（常開型）控制啟動機電磁開關電路的通斷，啟動開關只是控制啟動繼 電器線圈電路，從而保護了啟動開關，有單聯(lián)型（保護啟動開關）和復合型（既保護啟動開關又保護啟動 機）。二、啟動機的類型1. 按驅

2、動齒輪嚙合方式（1）慣性嚙合式啟動時，依靠驅動齒輪自身旋轉的慣性與飛輪齒環(huán)嚙合。慣性嚙合方式結構簡單，但工作可靠性較差， 現很少采用。（2）電樞移動式靠磁極產生的電磁力使電樞作軸向移動，帶動固定在電樞軸上的驅動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。電樞移動式啟動機其結構較為復雜，在歐洲國家生產的柴油車上使用較多。（3）磁極移動式靠磁極產生的磁力使其中的活動鐵心移動，帶動驅動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。磁極移動式啟動機其磁極 的結構較為復雜，目前采用此種結構形式的啟動機已不多見。（4）齒輪移動式靠電磁開關推動電樞軸孔內的嚙合桿而使驅動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。齒輪移動式其結構也比較復雜， 采用此種結構的一般為大功率的啟動機。（

3、5）強制嚙合式靠電磁力通過撥叉或直接推動驅動齒輪作軸向移動與飛輪齒環(huán)嚙合。強制嚙合式啟動機工作可靠、結 構也不復雜，因而使用最為廣泛。2. 按傳動機構結構（1）非減速啟動機啟動機與驅動齒輪之間直接通過單向離合器傳動。一直以來，汽車上使用的啟動機其傳動機構均為這種 機構。（2）減速啟動機在啟動機與驅動齒輪之間增設了一組減速齒輪。減速啟動機具有結構尺寸小、重量輕、啟動可靠等優(yōu)點,在一些轎車上應用日漸增多。學習內容？啟動機的組成？直流電動機的結構？傳動機構？電磁開關、啟動機的組成r?他15H12加N*- iW 1-:l1.和第構P| f（i課禱保時理測1 鍛 Ifl 45訓15后畫誦 9 電貳豐1仆

4、換曲M12IB電*13 瞪隈僭st沖丼JI 出一華MLt竄吐M1 fH| 口 Wli 花坍 M -功也也劇功fit恃d啟動機一般由直流電動機、傳動機構和電磁操縱機構三部分組成，如圖 32 所示， 其各部分功用：直流電動機：產生電磁轉矩。傳動機構：在發(fā)動機啟動時，使啟動機小齒輪與飛輪齒圈嚙合，將啟動機轉矩傳給發(fā)動機飛輪；在發(fā)動 機啟動后，使啟動機自動脫開飛輪齒圈。電磁操縱機構：控制啟動機的運轉和傳動機構的嚙合與分離。二、直流電動機的結構汽車用啟動電動機一般為直流電動機，主要由磁極、電樞、換向器以及機殼等部件組成。電樞繞組與磁 場繞組串聯(lián)，稱此種直流電動機為串勵式直流電動機。1. 磁極。由固定在機

5、殼上的磁極鐵心和纏繞在鐵芯上的磁場繞組組成，磁場繞組所產生的磁極應該是相 互交錯的。一般采用四個磁極，功率大于 7.35KW 的啟動機個別采用 6 個磁極。2. 電樞與換向器。電樞由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵芯、電樞軸和電樞繞組等組成，啟動機工作時，通 過電樞繞組和磁場繞組的電流達幾百安或更大，因此其磁場繞組和電樞繞組一般采用矩形斷面的裸銅線繞 制。換向器由許多換向片組成，換向片的內側制成燕尾形，嵌裝在軸套上，其外圓車成圓形。換向片與換向 片之間均用云母絕緣。3. 電刷與電刷架。用來聯(lián)接磁場繞組和電樞繞組的電路，并使電樞軸上產生的電磁力矩保持固定方向。電刷用含銅石墨制成，裝在端蓋上的電刷架中，通

6、過電刷彈簧保持與換向片之間具有適當的壓力。電動 機內裝有四個電刷架，其中兩個電刷架與機殼直接相連構成電路搭鐵，稱為搭鐵電刷架。三、傳動機構普通啟動機傳動機構又稱嚙合機構或嚙合器，其主要組成部分是單向離合器。其作用是：啟動時將電樞 的電磁轉矩傳遞給發(fā)動機飛輪，而在發(fā)動機啟動后，就立即打滑，以防止發(fā)動機飛輪帶動啟動機電樞高速 旋轉而造成飛散事故。啟動機常見的單向離合器有：滾柱式、磨擦式、扭簧式、棘輪式等幾種式。JI圍33 將打忒壞附海含器的用嵐.11聲融因菲； 單啊肩棄符紳光J一十宇塊I-債電S i rA H * 護玄 卻嘗廈，.重沖的1?評JMf 出問樣需 H - +脅迂單債滾柱式單向離合器材滾

7、柱式單向離合器的結構，如圖3 3所示，驅動齒輪1與外殼2連接成一體，外殼內裝有十字塊3，十字塊3與花鍵套筒10固定連接，在外殼2與十字塊形成的四個楔形槽內分別裝有 一套滾柱4及壓帽與彈簧5，外殼2與護蓋6相互密封，在花鍵套筒10外面套有移動襯套9及緩沖彈簧8。 整個單向離合器總成利用花鍵套筒10套X1在電樞軸的花鍵上，單向離合器總成在傳動撥叉作用下，可以在電樞軸上軸向移動，也可以隨電樞軸轉動。滾柱式單向離合器工作原理 如圖3 4所示，發(fā)動機啟動時，電樞軸通過花鍵套筒帶動十字塊旋轉，這 時滾柱8在摩擦力作用下，滾入楔形槽的窄端，將十字塊1與外殼4形成一體，于是將轉矩傳給了驅動齒輪5，帶動飛輪齒圈

8、6轉動，啟動發(fā)動機。發(fā)動機啟動后，隨著曲軸轉速升高，飛輪齒圈將帶動驅動齒輪高速旋轉，當其轉速大于十字塊轉速時， 在摩擦力作用下，滾柱滾入楔形槽的寬端而打滑，這樣轉矩不能從驅動齒輪傳給電樞軸，從而防止了電樞 超速飛散。滾柱式單向離合器結構簡單，工作可靠，但傳遞轉矩受限制。四、電磁開關電磁開關安裝在啟動機的上部，用來控制啟動機驅動齒輪與飛輪的嚙合與分離，以及電動機電路的接 通和關斷，電磁開關主要由吸引線圈、保持線圈、活動鐵芯、接觸盤、觸點等組成。對于汽油發(fā)動機用啟 動機、電磁開關內還有點火線圈附加電阻短路觸點，通過電磁開關外殼上的接線柱與點火線圈初級繞組相 連。如圖35所示，接通啟動開關后，吸拉線

9、圈和保持線圈通電，在吸拉線圈和保持線圈電磁力的共同作 用下，使活動鐵芯克服彈簧力右移，活動鐵芯帶動撥叉移動，將驅動齒輪推向飛輪，當驅動齒輪與飛輪嚙 合時，接觸盤也被活動鐵芯推至與觸點接觸位置，使啟動機通入啟動電流，產生電磁轉矩啟動發(fā)動機。接 觸盤接觸后，吸拉線圈被短路，活動鐵芯靠保持線圈的電磁力保持其嚙合位置。發(fā)動機啟動后，斷開啟動開關，此時流經電磁線圈電流為：蓄電池正極T接線柱12T接觸盤11T接線柱14t吸引線圈6宀保持線圈5T搭鐵T蓄電池負極。由于吸引線圈產生了與保持線圈相反方向的磁x2通，兩線圈電磁力相互抵消，活動鐵心在彈簧力的作用下回位，使驅動齒輪退岀嚙合狀態(tài)；接觸盤同時回 位，切斷

10、啟動機電路，啟動機便停止工作。學習內容 CA1091型汽車啟動機控制電路CA1091型汽車啟動機控制電路，如圖3 6所示owJii】代*起訪扛峠制申話|-轎電1-8一jQL丸幵餐 彳_立盤11制電一紜電扯7山週書卜一舄出I一、控制電路特點根據電路分析，CA1091型汽車啟動機由復合繼電器控制。而復合繼電器又由啟動繼電器和充電指示燈繼電器組成。啟動繼電器中的線圈通過充電指示燈繼電器常閉觸點K2搭鐵，使之具有驅動保護作用。充電指示燈繼電器觸點 K2同時也是充電指示燈的搭鐵通路，用于監(jiān)測充電系統(tǒng)是否工作正常，觸點K.由發(fā)電機的中性點的電壓控制。二、工作原理1. 當點火開關旋至啟動擋時，啟動繼電器線圈

11、通電，電流回路為：蓄電池正極-熔斷器-電流表-點火開關啟動擋t啟動繼電器線圈Li充電指示燈繼電器常閉觸點 K2搭鐵x3蓄電池負極。于是啟動繼電器的常開觸點 Ki閉合，接通了電磁開關電路。2. 電磁開關電路接通，由蓄電池正極啟動繼電器觸點Ki吸引線圈搭鐵蓄電池負極。3. 發(fā)動機啟動后，松開點火開關，點火開關自動返回點火擋（一擋），啟動繼電器觸點K,斷開，切斷了電磁開關的電路，電磁開關復位，啟動機停止工作。4. 若發(fā)動機啟動后，點火開關沒能及時返回點火擋（一擋），這時復合繼電器中充電指示燈繼電器線圈由于承受了硅整流發(fā)電機中性點的電壓，使常閉觸點K2打開，自動切斷了啟動繼電器線圈的電路，觸點K斷開，

12、使電磁開關斷電，啟動機便自動停止工作。5. 若在發(fā)動機運轉時，誤將啟動機點火開關旋至啟動擋位，由于在此控制電路中，充電指示燈繼電器的 線圈總加有硅整流發(fā)電機中性點電壓，充電指示燈繼電器觸點處于斷開狀態(tài)，啟動繼電器線圈不形成電流 回路，電磁開關不動作，啟動機不工作。學習內容啟動機的正確使用和維護啟動機試驗、啟動機的正確使用和維護為了延長啟動機的使用壽命，并保證能迅速、可靠、安全地工作，啟動機的正確使用和維護要求如下：1. 啟動機是按短時間大電流工作設計的，其輸岀功率也是最大功率。因此，使用啟動機，每次工作時間 不得超過5s，重復啟動必須間隔15s以上。2. 在低溫下啟動發(fā)動機時，應先預熱發(fā)動機后

13、再啟動。3. 啟動機電路的導線連接要牢固，導線的截面積應滿足要求。4. 使用不具備自動保護功能的啟動機時，應在發(fā)動機啟動后迅速松開啟動開關。在發(fā)動機正常工作時， 切勿隨便接通啟動開關。5. 應盡可能使蓄電池處于充足電的狀態(tài)，保證啟動機正常工作時的電壓和容量，減少啟動機重復工作的 時間。6. 應定期對啟動機進行全面的維護和檢修。二、啟動機試驗啟動機試驗的目的是檢驗啟動機的技術狀況。試驗時必須采用充足良好的蓄電池，蓄電池的容量和電壓應和試驗啟動機的功率和額定電壓匹配。通常只進行空轉試驗和全制動試驗。1. 空轉試驗 空轉試驗的目的是檢查啟動機內部是否有電氣故障和機械故障。空轉試驗如圖37所示，啟動機

14、不帶負荷，接通電源測量啟動機的空載轉速與電流，并與標準進行比 較，以判斷啟動機有無故障。若測得的啟動機電流超出標準值，而轉速低于標準值，則可能是啟動機的電 樞軸彎曲、軸承與電樞軸不同心、軸承磨損等造成的，也可能是電樞繞組和磁場繞組與機體短路或間短路 所致；若電流和轉速均低于標準值，則表明導線連接處或啟動機內部電路接觸不良，電刷彈簧彈力過小等。此外，空轉試驗時，換向器上不應有強烈火花，電樞旋轉應平穩(wěn)，不應有機械碰擦聲。試驗的時間不能 超過1min，以免引起啟動機過熱。2. 全制動試驗 全制動試驗的目的是檢測啟動機全制動時的電流和轉矩，并與標準值進行比較,3. 以判斷啟動機的機械和電氣故障。其轉矩

15、不得低于標準轉矩的90%全制動試驗如圖38所示，將啟動機驅動齒輪鎖住，接通電源，測岀啟動機的電流值及彈簧秤讀數與 制動臂長度，并換算成轉矩值。若試驗時轉矩很小，而啟動機消耗電流超過標準值，則可能有電樞繞組或 磁場繞組短路或搭鐵故障；若啟動機轉矩和電流均低于標準值，則線路中可能有接觸不良；若驅動齒輪鎖 死后電樞軸仍能緩慢轉動，則說明單向離合器打滑。全制動試驗時，每次接通電路的時間不應超過 5s，且應停歇10s以上再次進行試驗，以免損壞啟動機三、啟動機的調整1.啟動機驅動齒輪端面與端蓋突緣間距的調整啟動機不工作時，驅動齒輪端面與端蓋凸緣之間的距離應符合規(guī)定要求。若間距不符合要求，可通過 定位螺釘調

16、整。若無定位螺釘時，可用加減墊片進行調整。113-10囂:喪戰(zhàn)性一之戰(zhàn)片丈戈伍住|亡2.開關接通時間的調整接觸盤與主電路接通時刻，驅動齒輪與限位螺母的間距應為4.5 1mm若不符合要求，則通過調節(jié)螺桿1進行調整如圖39所示。檢驗與調整的方法是：首先拆掉電磁開關與電動機之間的導電片，再按圖3 10接線，在驅動齒輪端面與限位螺母之間插入（4.5 1）mm厚的塞規(guī)，閉合開關 S， x4若試燈不亮，說明觸點接通時間過遲， 應將調節(jié)螺桿慢慢旋岀至試燈亮為止；如果試燈點亮，也應將調節(jié)螺桿旋入至試燈不亮，再慢慢旋岀至試 燈點亮即可。四、啟動繼電器的調整啟動繼電器觸點閉合電壓和斷開電壓的檢驗，如圖3 11所示。先將電阻值調至最大，然后慢慢減小電阻。當觸點剛閉合，試燈點亮時，電壓表的讀數即為閉合電壓。再逐漸增加電阻，當觸點剛打開。試燈 熄滅時，電壓表的讀數即為斷開電壓。閉合電壓和斷開電壓的測試值應符合標準，否則應予以調整，標準 值見表3 1。啟動繼電器電壓規(guī)格/V61224閉合電壓/V3.5467.21416斷開電壓/V1.52.535.54.58表3 1啟動繼電器閉合電壓和斷開電壓學習內容啟動機常見故障啟動機不轉、啟動機常見故障啟動機常見故障有：啟動機不轉、啟動機運轉無力、啟動機驅動齒輪與飛輪不能嚙合且有撞岀聲、松 開啟動開關后啟動機仍運轉等。、范例啟動機不轉接通啟動開關后