第10章 起動系統(tǒng)151206

主要內(nèi)容10.1起動系統(tǒng)的作用、起動方式和基本組成10.2起動機10.3減速起動機與永磁起動機10.4低溫起動與預(yù)熱10.5使用維護與常見故障學(xué)習(xí)目標與要求理解起動系統(tǒng)的作用與起動方式掌握電起動機的構(gòu)造和工作原理學(xué)會電起動機的拆裝理解永磁式起動機和減速起動機的結(jié)構(gòu)特點理解低溫起動與預(yù)熱的方式、結(jié)構(gòu)及工作原理10.1.1起動系的作用按發(fā)動機要求，提供一定的轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動機達到規(guī)定的轉(zhuǎn)速，順利完成起動過程。

10.1起動系作用、方式和基本組成起動條件①起動轉(zhuǎn)矩：能夠使曲轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩必須克服壓縮阻力和內(nèi)磨擦阻力矩。起動阻力矩與發(fā)動機壓縮比、溫度、機油粘度等有關(guān)。②起動轉(zhuǎn)速：能使發(fā)動機起動的曲軸最低轉(zhuǎn)速稱為起動轉(zhuǎn)速。在0～20℃時，汽油機的起動轉(zhuǎn)速為30～40r/min。柴油機的起動轉(zhuǎn)速為150～300r/min。10.1.2發(fā)動機起動方式電起動、手起動、汽油機起動、壓縮空氣起動。10.1.3電起動系的基本組成與工作過程組成：蓄電池、起動機、起動繼電器、點火開關(guān)、低溫起動預(yù)熱裝置10.1.3電起動系的基本組成與工作過程工作過程

當(dāng)點火開關(guān)置于啟動位“Start”時，首先接通起動控制電路，電磁開關(guān)閉合，蓄電池電流經(jīng)過電磁開關(guān)流過電動機，并使其轉(zhuǎn)動。驅(qū)動齒輪與飛輪相嚙合，帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機起動完成后，飛輪有反過來帶動起動機運轉(zhuǎn)的趨勢時，起動機上的單向離合器使起動機的驅(qū)動齒輪相對起動機電樞空轉(zhuǎn)以保護電動機，駕駛員松開點火開關(guān)，切斷起動機控制電路，驅(qū)動齒輪退回，起動機停止運轉(zhuǎn)。10.2起動機作用：將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機械能以起動發(fā)動機。結(jié)構(gòu)：一般由直流電動機、控制裝置和傳動機構(gòu)三部分組成。1-回位彈簧2-保持線圈3-吸引線圈4-電磁開關(guān)殼體5-主觸點6-接線柱7-接觸點8-觸點盤9-電刷彈簧10-換向器11-電刷12-磁極13-磁極鐵芯14-電樞15-磁場繞組16-移動襯套17-緩沖彈簧18-單向離合器19-電樞軸花鍵20-驅(qū)動齒輪21-罩蓋22-制動盤23-傳動套筒24-撥叉控制裝置直流電動機傳動機構(gòu)10.2.1直流電動機1.直流電動機基本工作原理磁場與磁路直流電動機又分為繞組勵磁式直流電動機和永磁式直流電動機直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩M：電磁轉(zhuǎn)矩M=CmΦIs式中Cm-結(jié)構(gòu)常數(shù)，Cm=PN/2πa,P為磁極對數(shù)，N為電樞導(dǎo)線數(shù)目，a為電樞繞組的并聯(lián)支路對數(shù)Φ-磁通量，

Is-電樞電流（600-1000A）2、直流電動機的構(gòu)造轉(zhuǎn)子-電樞、定子-磁極、換向器電刷風(fēng)扇

定子由多對主磁極，安裝在機座上。主磁極的作用是建立主磁場，是由鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組構(gòu)成。1）定子-磁極鐵心一般由1-1.5mm的低碳鋼板沖壓一定形狀疊裝固定而成。

在主磁極上的勵磁繞組，繞組通電后就會在主磁極間產(chǎn)生主磁場勵磁繞組用扁銅線或圓銅線繞制而成，產(chǎn)生勵磁主磁場。2）轉(zhuǎn)子-電樞:直流電機轉(zhuǎn)子也稱為電樞，電樞鐵芯由導(dǎo)磁良好的硅鋼片疊成，鐵芯圓周均勻分布凹槽，用來嵌放電樞繞組。電樞鐵芯直徑比主磁極間距離略小點。把繞制好的電樞繞組嵌入電樞槽內(nèi)，每個繞組都有一對引出線。3）換向器：由銅制換向片，排成圓筒形，固定在一個絕緣套筒上的，換向片間留有縫隙，相互絕緣。

把換向器安裝在電樞轉(zhuǎn)軸上，把電樞繞組的引出線按規(guī)律焊接在換向片上4）風(fēng)扇：為散去電機發(fā)出的熱量，還要在電樞轉(zhuǎn)軸上安裝風(fēng)扇5）組裝：把電樞插入定子主磁極間

在電機兩側(cè)裝上端蓋（剖面），端蓋上有軸承，支撐電樞的旋轉(zhuǎn)。電刷裝置也固定在端蓋上視頻：直流電動機結(jié)構(gòu)（15Min）3、直流電動機電樞與勵磁繞組的連接繞組勵磁式直流電動機根據(jù)勵磁方式（對勵磁繞組供電產(chǎn)生主磁場的問題）的不同，可分為：他勵式并勵式串勵式（大多數(shù)采用）復(fù)勵式他勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開。并勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞并聯(lián)到同一電源上。串勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。復(fù)勵電動機：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。M他勵UfIfIaUM并勵UIfM串勵UM復(fù)勵U10.2.2傳動機構(gòu)作用：是將電動機的動力傳遞給發(fā)動機飛輪以起動發(fā)動機，而發(fā)動機起動后則斷開發(fā)動機對起動機的逆向驅(qū)動。普通起動機的傳動機構(gòu)主要是單向離合器。常見的單向離合器有滾柱式、摩擦片式和扭簧式等。1.滾柱式單向離合器（1）結(jié)構(gòu)1-驅(qū)動齒輪2-單向離合器外殼3-十字塊4-滾柱5-彈簧及活柱6-護蓋7-彈簧座8-緩沖彈簧9-移動襯套10-傳動套筒11-卡簧12-墊圈13-楔形槽14-飛輪外殼2與驅(qū)動齒輪1連為一體，十字塊3與傳動套筒10經(jīng)滑動花鍵與電樞軸相接，外殼與十字塊間是楔形槽啟動時，電樞緩慢旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動齒輪1與飛輪14嚙合。啟動后，起動機快速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)矩由傳動套筒10傳到十字塊3，滾柱在外殼摩擦和彈簧作用下滾入楔形槽13的窄處被卡死，于是將轉(zhuǎn)矩傳給驅(qū)動齒輪，帶動飛輪使發(fā)動機啟動。發(fā)動機啟動后，曲軸轉(zhuǎn)速高于起動機，飛輪帶動驅(qū)動小齒輪旋轉(zhuǎn)，在外殼摩擦作用下，滾柱克服彈簧彈力，滾入楔形槽寬處而打滑。滾柱式離合器工作原理2、摩擦片式離合器（1）結(jié)構(gòu)1-驅(qū)動齒輪2-齒輪柄3-減振彈簧4-內(nèi)接合鼓5-小彈簧6-從動片7-主動片8-壓環(huán)9-彈性圈10-外接合鼓離合器的外接合鼓10固定在起動機軸上，內(nèi)接合鼓4具有螺線孔，并旋在起動機驅(qū)動齒輪柄2的螺紋上。齒輪柄2固定在起動機軸上。7以其外凸齒裝入10的切槽中，6以其內(nèi)齒插入4的切槽啟動時，經(jīng)外接合鼓摩擦片帶動內(nèi)接合鼓轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小齒輪與飛輪嚙合后，由于內(nèi)接合鼓和驅(qū)動齒輪柄之間的螺旋結(jié)構(gòu)，使得內(nèi)接合鼓向右移動，壓緊摩擦片，電樞的轉(zhuǎn)矩傳遞給飛輪。啟動后，飛輪帶動驅(qū)動小齒輪，內(nèi)接合鼓與驅(qū)動小齒輪的螺旋結(jié)構(gòu)，使得內(nèi)接合鼓向左移動，摩擦片松開，飛輪不能帶動電樞，避免電樞超速“飛散”。10.2.3控制裝置

1.電磁開關(guān)

安裝在直流電動機殼體上方。

作用：用于控制起動機驅(qū)動齒輪與發(fā)動機飛輪的嚙合與分離及電動機電路的通斷。在直流電與電磁開關(guān)接通的瞬間，電磁開關(guān)內(nèi)部的吸拉線圈和保持線圈產(chǎn)生很大的磁場，在磁場力的作用下，起動機撥叉將驅(qū)動齒輪推向柴油機飛輪并與其啃合;同時，電磁開關(guān)內(nèi)部的活動觸片與兩個接線柱的靜觸頭接觸，從而使起動機的主電路接通。當(dāng)直流電與電磁開關(guān)斷開時，驅(qū)動齒輪在回位彈簧的作用下又回到原來的位置，起動機停止轉(zhuǎn)動。2.起動繼電器作用：減小起動開關(guān)(或點火開關(guān))的通過電流。1-起動繼電器2-起動機3-蓄電池接線柱4-動觸點5-吸引線圈6-保持線圈7-鐵芯8-撥叉9-驅(qū)動齒輪10-起動機接線柱11-起動開關(guān)12-起動繼電器觸點13-起動繼電器線圈啟動機拆裝10.3減速起動機與永磁起動機

10.3.1減速起動機減速齒輪安裝位置：安裝在電樞與驅(qū)動齒輪之間(一般速比為3～4)。優(yōu)點：采用高速低轉(zhuǎn)矩電動機，可使起動機重量和體積減小，便于安裝；提高了起動機的起動轉(zhuǎn)矩而有利于發(fā)動機起動；電樞軸較短而不易彎曲等。類型：外嚙合式、內(nèi)嚙合式行星齒輪式1、外嚙合式（1）外嚙合式（有惰輪、無撥叉）1-后端蓋2-電刷架3-定子總成4-電樞總成5-減速機構(gòu)主動齒輪6-惰輪7-螺栓8-驅(qū)動端蓋9-驅(qū)動齒輪10-減速機構(gòu)從動齒輪及單向離合器11-鋼球12-回位彈簧13-電磁開關(guān)14-直流電動機15-螺栓16-氈圈用惰輪作為過渡傳動，電磁開關(guān)鐵芯與驅(qū)動齒輪同軸，直接推動驅(qū)動齒輪進入嚙合，無需撥叉。（2）外嚙合式（無惰輪、有撥叉）1-電磁開關(guān)2-活動鐵芯3-撥叉4-驅(qū)動齒輪5-單向離合器6-從動齒輪軸7-減速機構(gòu)從動齒輪8-外殼9-電樞10-勵磁繞組11-磁場繞組12-蓄電池接線柱13-換向器驅(qū)動齒輪進入嚙合通過撥叉來撥動。2.內(nèi)嚙合式

1-起動開關(guān)2-起動繼電器線圈3-起動繼電器觸點4-電磁開關(guān)主觸點5-接觸盤6-吸引線圈7-保持線圈8-活動鐵芯9-撥叉10-單向離合器11-螺旋花鍵軸12-內(nèi)嚙合減速齒輪13-主動齒輪14-電樞15-磁場繞組傳動中心距小，可以有較大傳動比，適合于較大功率的起動機3.行星齒輪式1-電刷2-滾珠軸承3-換向器4-導(dǎo)線插頭5-電磁開關(guān)6-永久磁鐵磁極7-撥叉8-行星減速齒輪9-驅(qū)動齒輪10-軸承11-單向離合器12-電樞總成13-行星齒輪14-主動齒輪(太陽輪)15-齒圈16-撥叉環(huán)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，效率高10.3.2永磁起動機

定子磁場采用永磁體的起動機稱永磁起動機，其他部分的結(jié)構(gòu)不變。10.4低溫起動與預(yù)熱10.4.1預(yù)熱空氣常見的預(yù)熱裝置有電熱塞、熱敏電阻預(yù)熱器和電火焰預(yù)熱器1.電熱塞結(jié)構(gòu)：安裝于燃燒室，電阻絲9，工作原理結(jié)構(gòu)：安裝于燃燒室，電阻絲9工作原理：電阻絲通電發(fā)熱，加熱燃燒室內(nèi)空氣。1.電熱塞2.熱敏電阻預(yù)熱器

它安裝在進氣支管總?cè)肟谔?，由安裝在發(fā)動機冷卻液出口處的預(yù)熱溫度開關(guān)控制。當(dāng)起動溫度低于一定值時，預(yù)熱溫度開關(guān)控制接通電路，陶瓷熱敏電阻通電升溫，加熱進氣缸的空氣。1-陶瓷熱敏電阻加熱器2-鋁合金散熱柱3-密封圈4-密封墊5-進氣支管3.電火焰預(yù)熱器1-油孔2-閥體3-閥心4-電阻絲5-蓄電池6-開關(guān)（柴油機）10.4.2預(yù)熱機油和冷卻水

將機油和冷卻水加熱到一定溫度，再加入發(fā)動機，可以有效改善起動性能。10.4.3噴起動液

起動液由容易著火燃燒的燃料（乙醚、丙酮、石油醚）組成，與壓縮氣體氮氣一起儲藏在專用噴射罐內(nèi)。使用時，將噴射罐出口對準進氣管，輕壓噴射罐單向閥，起動液噴出，隨空氣進入氣缸，迅速著火燃燒，起動發(fā)動機。10.4.4減壓起動一些柴油機設(shè)有起動減壓裝置使部分或全部氣缸在起動時先與大氣相通，不受壓縮，減少起動力矩。待發(fā)動機轉(zhuǎn)速高達一定值時，再撤除減壓，利用活塞連桿組和曲軸飛輪組的運動慣性，使發(fā)動機起動。10.5起動系統(tǒng)的使用維護1.起動時，每次工作時間不得超過5s，重復(fù)起動時應(yīng)間隔15s以上。2.低溫下起動發(fā)動機時，應(yīng)先預(yù)熱發(fā)動機后再起動。3.發(fā)動機起動后應(yīng)迅速斷開起動開關(guān)。發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，切忽隨便接通起動開關(guān)。4.使蓄電池處于充足電的狀態(tài)，保證起動機工作時的電壓和容量，減少重復(fù)起動時間。5.起動機電路的導(dǎo)線連接要牢固，定期對起動機進行全面保養(yǎng)和檢修。本章小結(jié)1.起動系主要包括蓄電池、起動機、起動繼電器、點火開關(guān)、安全開關(guān)(有的汽車采用)、低溫起動預(yù)熱裝置等。2.發(fā)動機起動有手起動、電起動、汽油機起動、壓縮空氣起動和拖動等幾種方式?，F(xiàn)代汽車用發(fā)動機，均采用電起動方式。3.直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的