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1、发动机启动系统一、概述一、概述n1、 什么是启动过程？什么是启动过程？n2、启动系统的作用是什么？、启动系统的作用是什么？n3、对启动系统有什么要求？、对启动系统有什么要求？n4、启动方式有几种？、启动方式有几种？n5、启动系统的组成？、启动系统的组成？n启动过程启动过程：发动机的曲轴在外力作用下开始转动到发动机自动怠速运转的全过程。n启动系统作用启动系统作用：在正常使用条件下，通过启动机将蓄电池储存的电能转变为机械能，带动发动机以足够高的转速运转，以顺利启动发动机。n要求要求：启动力矩；启动转速n启动方式启动方式：人力启动；电力启动机启动n组成组成：蓄电池启动机点火开关启动继电器二、二、起动
2、机起动机1、 起动机的组成起动机的组成n起动机一般由直流电直流电动机动机、传动机构传动机构和和电电磁操纵机构磁操纵机构 三部分组成。n直流电动机直流电动机：在直流电压的作用下，产生旋转力矩。n传动机构传动机构：使发动机驱动齿轮与发动机飞轮啮合传动及分离的装置。启动时，使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，将起动机转矩传给发动机飞轮；起动后，使驱动齿轮脱开飞轮齿圈。n电磁操纵机构电磁操纵机构：控制启动机主电路的通断，同时控制启动机的驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合和分离。2、直流电动机、直流电动机（1）结构n起动电动机一般为串励式串励式直流电动机，主要由电枢电枢总成（转子部分）总成（转子部分）、磁极（定子部分）磁极
3、（定子部分） 、机壳机壳 、电电刷和电刷架刷和电刷架等组成。na.a.电枢与换向器：电枢与换向器：n n电枢电枢由电枢轴电枢轴、电枢铁电枢铁心心和和电枢绕组电枢绕组等组成，电枢的结构如图。作用：通电时产生电磁转矩。n nb. b. b. b. 磁极磁极磁极磁极n磁极由固定在机壳上的铁心铁心和缠绕在铁心上的励磁绕组励磁绕组组成。n作用：建立电动机磁场。nc.c.电刷与电刷架电刷与电刷架n电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机，使电枢产生定向转动力矩。n电刷一般用铜粉和石墨粉压制而成，以有利于减小电阻及耐磨性。（2）工作原理通电通电 导体导体 在磁场磁场中受到电磁力。3.2.2 直流电动机结构和工作
4、原理直流电动机结构和工作原理n3.3.传动机构传动机构n又称啮合机构或啮合器n作用：n（1）起动时将电枢的电磁转矩传递给发动机飞轮；n（2）起动后，发动机带动起动机时，啮合机构立即打滑，即具有单向传递动力的作用。n常见有滚柱式滚柱式、摩擦片式摩擦片式、扭簧式扭簧式和棘棘轮式轮式等。 （1）滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 n驱动齿轮与外壳连成一体，n外壳内装有十字块，n十字块与花键套筒固定连接 成一体。n在外壳与十字块形成的四个楔形槽内分别装有滚柱及压帽与弹簧。n外壳与护盖扣合密封。n在花键套筒外面套有移动衬套及缓冲弹簧。n整个单向离合器总成利用花键套筒套在电枢轴的花键上。n单向离合器总成在拨
5、叉拨叉作用下，可以在电枢轴上轴向移动，也可以随电枢轴转动。n工作原理：工作原理：起动时，电枢轴通过花键套筒带动十字块旋转，这时滚柱在摩擦力作用下，滚入楔形槽的窄端，n将十字块与外壳楔成一体，于是将转矩传给了驱动齿轮，带动飞轮齿圈转动，起动发动机。1滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器1滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 n起动后，曲轴转速升高，飞轮带动驱动齿轮高速旋转。n当其转速大于十字块时，滚柱滚入楔形槽的宽端而打滑。1滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 n所以转矩不能从驱动齿轮传给电枢轴，防止了电枢超速飞散。n滚柱式单向离合器结构简单，工作可靠，但传递转矩受限制。2摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离
6、合器n摩擦片式单向离合器多用于功率较大的柴油机起动机。2摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器n花键套筒（螺旋套）套在电枢轴的螺旋花键上，它的外表面上有三条螺旋花键套着内接合毂。内接合毂上有四个轴上槽，插放主动片主动片主动片主动片的内凸齿。2摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器n n从动片从动片从动片从动片的外凸齿插在与驱动齿轮成一体的外接合毂（驱动齿轮套筒）的槽中。n主、从动片主、从动片相间排列。离合器工作时，利用主、从动片的摩擦力传递转距。2摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器n起动时：内接合毂由于花键套筒的旋转而左移，使主、从动片压紧而传递动力，电枢转距传给驱动齿轮，起动发动机。2摩擦片式
7、单向离合器摩擦片式单向离合器n起动后，飞轮齿圈转速高于驱动齿轮，于是内接合毂又沿花键套筒的螺旋花键右移，使主、从动片主、从动片出现间隙而打滑，避免电枢超速飞散。2摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器n摩擦片离合器可传递较大转距，并能在超载时自动打滑，但摩擦片易磨损，需经常检查调整，其结构也较复杂。 3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器n花键套筒（传动套）套在电枢轴的螺旋花键上，驱动齿轮套在电枢轴的光滑部分，两者之间用月形键联结，使两者之间不能作轴向移动，但可以相对转动。3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器n在驱动齿轮柄和花键套筒外装有扭力弹簧，弹簧的两端各有1/4圈内径较小，分别箍紧在齿轮柄和花键
8、套筒上。 3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器n起动时，电枢轴带动传动套转动，扭力弹簧顺着螺旋方向将齿轮柄与传动套包紧，发动机转距经扭力弹簧传给驱动齿轮，起动发动机。3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器n起动后，驱动齿轮转速高于传动套，扭力弹簧放松，驱动齿轮与传动套松开，发动机的转距不能传递给电动机电枢。3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器n弹簧式单向离合器的结构简单，寿命长，成本低。n但其轴向尺寸大，主要用在一些大功率起动机上。 3 3、起动机电磁操纵机构起动机电磁操纵机构n起动机的操纵机构分为机械式和电磁控制式2类。n现代汽车均采用电磁操纵机构，由电磁开关控制。n电磁操纵机构安装在起动机的上部，
9、控制起动机的接通和关断。断开点火开关332起动机电磁操纵机构起动机电磁操纵机构n工作原理工作原理如上图。n接通起动开关后，吸拉线圈和保持线圈通电，在吸拉线圈和保持线圈电磁力的共同作用下，使活动铁心克服弹簧力右移，活动铁心带动拔叉移动，接触盘也被活动铁心推至与触点接触位置，使起动机通入起动电流，产生电磁转距起动发动机。n接触盘接通触点后，吸拉线圈被短路，活动铁心靠保持线圈的电磁力保持其啮合位置。332起动机电磁操纵机构起动机电磁操纵机构n发动机起动后，断开起动开关，此时流经电磁线圈电流为：蓄电池正极接线柱11接触盘10接线柱12吸引线圈6保持线圈5搭铁蓄电池负极。n由于吸引线圈产生了与保持线圈相
10、反方向的磁通，两线圈电磁力相互抵消，活动铁心在弹簧力的作用下回位，使驱动齿轮退出啮合状态；n接触盘同时回位，切断起动机电路，起动机停止工作。34 汽车起动系统电路实例分析汽车起动系统电路实例分析3.4.1 CA1091汽车起动系统汽车起动系统 解放CA1091汽车使用QD151、QD1518、QD124A或QD124H等型号电磁啮合式起动机，解放CA1091K2型柴油车则使用QD25型减速式起动机。这里重点介绍组合继电器组合继电器 。组合继电器组合继电器n解放CA1091起动系统在控制电路中采用了JD171型组合继电器。n组合继电器由起动继电器和保护继电器两部分组成。 组合继电器组合继电器n
11、n起动继电器起动继电器：控制起动机电磁开关中吸引线圈和保持线圈中电流的通断；n n保护继电器保护继电器：使起动电路具自动保护功能。 组合继电器组合继电器n起动保护起动保护：n（1）在将发动机起动后自动停止起动机工作；n（2）在发动机运转时防止误起动。n还控制充电指示灯工作。 组合继电器组合继电器n触点K1为常开式，触点K2为常闭式。n由于起动继电器线圈与触点K2串联，当K2打开时，K1不可能闭合。起动系统的工作过程起动系统的工作过程n（1）点火开关闭合，电流回路为：蓄电池正极电流表点火开关SW 线圈L1 常闭触点K2搭铁蓄电池负极。n常开触点K1闭合，接通了电磁开关电路。起动系统的工作过程起动
12、系统的工作过程n（2）起动机电磁开关电路接通：电池正极B 起动继电器触点K1 S起动机吸引线圈3搭铁蓄电池负极。n 起动机起动起动机起动起动系统的工作过程起动系统的工作过程n（3）起动后，松开点火开关，线圈L1断电起动继电器触点K1打开切断了电磁开关电路电磁开关复位起动机停。起动系统的工作过程起动系统的工作过程n（4）如果起动后，点火开关没断开，这时线圈L2有中性点N的电压，使常闭触点K2打开，切断了线圈L1的电路，触点K1断开，使电磁开关断电，起动机自动停止。 起动系统的工作过程起动系统的工作过程n（5）若发动机运转时误起动，因为线圈L2总有发电机中性点电压，保护继电器触点K2处于打开状态，
13、线圈L1不能形成电流回路，电磁开关不动作，起动机不工作。3.4.2 东风东风EQ1090起动系统电路起动系统电路n该汽车采用的是QD124或QD1212型起动机，传动机构采用滚柱式单向离合器，在控制电路中采用了起动继电器。3.4.2 东风东风EQ1090起动系统电路起动系统电路n起动继电器的作用是用来接通或切断起动机电磁开关线圈的电路。n起动系统电路如下图：接通点火开关，电流电流：从蓄电池正极电流表点火开关继电器线圈蓄电池负极。继电器电磁吸力使继电器触点闭合接通起动机电磁开关控制电路。3.4.2 东风东风EQ1090起动系统电路起动系统电路n电磁开关控制电路接通后，吸引线圈和保持线圈产生的电磁
14、力，将起动机主电路接通。n此时电流：蓄电池正极主触点接触盘主触点起动机励磁绕组电枢绕组搭铁蓄电池负极。n起动机产生电磁转距起动发动机。减速起动机和永磁起动机减速起动机和永磁起动机n减速起动机减速起动机n在起动机电动机轴与驱动齿轮之间装有减减速器速器的起动机称为减速起动机。减速起动机减速起动机n减速起动机解决直流电动机转速高与发动机需求起动转矩大的矛盾。n增加减速器，可采用高转速、低转矩的直流电动机，电动机的体积和重量可以减小。n高转速低扭矩的直流电动机，工作电流较小，还可减轻蓄电池的负担，延长蓄电池的使用寿命。减速起动机减速起动机n常用减速起动机的减速器转数比约为4：1。n目前减速起动机的应用
15、非常普遍。 减速起动机减速起动机n减速器按齿轮的啮合方式不同，可分为：外啮合式、内啮合式、行星齿轮式减速器三种。 减速起动机减速起动机n外啮合式外啮合式，主动齿轮轴与从动齿轮轴平行，两轴中心距较大。n优点优点：结构简单、工作可靠、噪声小、便于维修。n缺点缺点：起动机径向尺寸大。 减速起动机减速起动机n内啮合式内啮合式：两轴中心距离较小，工作可靠，但噪声较大。 减速起动机减速起动机n行星齿轮式行星齿轮式：两轴中心线重合，利于起动机安装；因扭矩平均分布在行星齿轮上，可采用塑料或粉末冶金的齿轮，既减轻重量，又抑制噪声，应用广泛。 永磁起动机永磁起动机n用永磁材料永磁材料制成起动机的磁极，以取代原有的
16、磁场绕组和磁极铁心的起动机永磁永磁起动机。起动机。 永磁起动机永磁起动机n由于取消了磁场绕组和磁极铁心，起动机的体积和质量大大减小，机械特性和换向性能得到改善，使换向火花造成的高频干扰减小，工作可靠性提高。n但永磁材料会退磁退磁，使起动功率逐渐下降，所以目前仅限于在小功率起动机上应用。 永磁起动机永磁起动机n在永磁起动机上加装减速器 永磁减速起永磁减速起动机动机。n它同时具有永磁起动机和减速起动机的特点，应用广泛。二起动机的正确使用与维护二起动机的正确使用与维护1. 1. 起动机的正确使用起动机的正确使用 为了延长起动机的使用寿命，并保证能迅速、可靠、安全地工作，使用起动机必须注意以下几点： （1）起动机是按短时间大电流工作设计的，因此，使用起动机时，每次工作时间不得超过5s，重复起动时必须间隔15s以上。 （2）在低温下起动发动机时，应先预热发动机后再起动(柴油机)。 （3）起动机电路的导线连接要牢固，导线的截面积不应太小。 （4）使用不具备自动保护功能的起动机时，应在发动机起动后迅速断开起动开关。在发动机正常运转时，切勿随便接通起动开关。 （5）应尽可能使蓄电池处于充足电的状态，保
