第十一章 发动机起动系统

第11章 发动机起动系统
11.2 起动机
1、直流电动机
在蓄电池直流电压（柴油机24V、汽油机12V）的作用下，根据载流导体 在磁场在中受到电磁力作用产生运动的原理产生旋转力矩。接通起动开关 起动发动机时，电动机轴旋转，并通过驱动齿轮和飞轮的环齿驱动发动机 曲轴旋转，使发动机起动。
第11章 发动机起动系统
（2）超速保护装置 ●弹簧式
11.2 起动机
第11章 发动机起动系统 2、起动机传动机构
（2）超速保护装置 ●摩擦片式
11.2 起动机
第11章 发动机起动系统
3、起动机控制机构 起动机控制机构也叫操纵机构。
●作用——控 制起动机电路的通、 断和起动齿轮的移 出与退回。
●类型 直接操纵式与 电磁操纵式。后者 为现在普遍使用。
3、本章重点是：发动机起动系统的组成；起动系 统主要部件的结构、功用与特点。
思考题
1.什么是起动转矩和起动转速？ 2.发动机起动方式有哪几种？ 3.发动机预热装置有哪些类型？采用预热装置的目的是 什么？ 4.减压起动装置的作用与原理是什么？ 5.永磁起动机有什么优点？ 6.起动机为什么要有单向离合器？ 7.在什么情况下，起动机要增加减速器？ 8.减速起动机有哪些类型？各有何特点？
通常为串激式 直流电动机。 起动转矩大， 起动转速低， 安全可靠。
第11章 发动机起动系统 2、起动机传动机构
11.2 起动机
起动机的传动机构安装在电动机电枢的延长轴上。 ●功用：发动机起动时，将驱动齿轮与电枢轴连成一体， 将起动机转矩传给发动机曲轴使发动机起动；而当发动机起 动后，当驱动齿轮的转速超过电枢轴的正常转速时，传动机 构应使驱动齿轮与电枢轴自动脱开，防止电动机超速。
第11章 发动机起动系统
2、起动预热
●在寒冷地区起动发动机时，由 于机油黏度高，起动阻力矩增大，燃 料气化不良，蓄电池内阻增加，起动 性能变化，发动机起动困难。
（1）进气预热装置
电热丝预热器。受冷却液温度或进 气温度控制，用于汽油机进气预热。
电预热类型：集中预热、分缸预热 当发动机在冷却液温度或进气温度 低于预定温度起动时，温控开关接通； 冷却液温度或进气温度达到预定温度， 温控开关断电。
接通点火开关起动机起动时，驱动齿轮靠惯性力的作用， 沿电枢轴移出与飞轮啮合，使发动机起动；发动机起动后， 当飞轮的转速超过电枢轴转速时，驱动齿轮靠惯性力的作用 退回，脱离与飞轮的啮合。
这种啮合机构结构简单，但不能传递较大的转矩，可靠 性差，已很少采用。
第11章 发动机起动系统
11.2 起动机
●强制啮合式——依靠外力使起动齿轮进入啮合状态或分离。
第十一章
发动机起动系统
第11章 发动机起动系统
—— 概述
11.1 概述
一、起动系统的功用 ●起动过程：发动机曲轴在外力作用下开始转动到发动机 自动怠速运转的过程。 ●起动系统的功用：在正常使用情况下,通过起动机将蓄 电池储存的电能转变为机械能，使发动机以足够高的转速运 转，从而使发动机顺利起动。当发动机进入自行运转状态后， 启动系统应立即与曲轴分离并停止工作，以防止发动机高速 运转时起动机产生很大的离心力致使其损坏。
第11章 发动机起动系统
11.2 起动机
2）电枢
电枢是直流电动机的转子部分，用来将电能转变为机械能，即在起动机通 电时，与磁场相互作用而产生电磁转矩。
当电枢绕组中有电流通过时，电枢导体的周围产生磁场，该磁场与磁极磁 场相互作用，产生使电枢轴旋转的力矩，称为电磁力矩或电磁转矩。
电磁转矩的大小与流过电枢导体中的电流和磁极磁场强度有关。
第11章 发动机起动系统 5、起动系的基本结构与原理
11.1 概述
目前汽车用发动机广泛采用电力起动系。
电力起动系由提供动力的蓄电池、电力起动机、起动 控制机构和起动传动机构构成。
起动机的作用是产生驱动转矩。
控制机构用来接通和切断起动机与蓄电池之间的电路， 控制起动机驱动齿轮与飞轮的啮合与分离。
传动机构在发动机起动时，使起动机驱动齿轮与飞轮 齿圈啮合，将起动机转矩传给发动机曲轴；而在发动机起 动后，使驱动齿轮与飞轮齿圈自动脱开，断开发动机向起 动机的逆向动力传递。
9.1 概述
第11章 发动机起动系统
11.1 概述
3、起动液喷射装置 起动液由易燃燃料组成，如乙醚、丙酮之类。
起动液喷射装置可用于 柴油机或汽油机，适用于寒 冷地区或季节。
起动液喷射装置的工作原 理如图。在发动机进气管上 开有起动液喷射孔，使用起 动液喷射装置时，将起动液 喷射罐倒置，手压喷射罐使 其单向阀打开，起动液受喷 射罐内压缩氮气作用，喷入 进气管，并随着喷入进气道 的空气一起进入燃烧室。
吸拉线圈和保持线圈产生的电磁力方向 相同，互相叠加，使活动铁芯克服复位弹簧 的弹力而右行，一方面带动拔叉将单向离合 器推出，使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合；另一 方面通过推杆推动接触盘与主接线柱接触， 接通主开关。
第11章 发动机起动系统
3、起动机控制机构
●电磁操纵式控制机构原理 2）主开关接通后，蓄电池给电动机提供起动 电流，使电枢轴产生足够的电磁力矩，带动 曲轴旋转而起动发动机；
再见
第11章 发动机起动系统
—— 概述
11.1 概述
二、起动系统的基本要求 （1）必须具有足够的起动转矩和转速。
●起动转矩：发动机起动时克服阻力所需要的力矩。 ——阻力包括：压缩气缸内气体、发动机内部摩擦力和 驱动所有附件所需的动力。 ●起动转速：发动机顺利起动所必需的曲轴转速。 ——汽油机起动转速： 50～70 (r/min) ——柴油机起动转速： 150～300 (r/min) （2）起动转矩应能随转速的升高而降低 （3）为了保证起动机具有足够大的起动电流和必要的持续时 间，要求蓄电池必须有足够的容量。
11.1 概述
第11章 发动机起动系统 2、起动预热
（1）进气预热装置
11.1 概述
直喷式柴油机用 进气预热器预热进 气。预热器通电后 使柴油进入，蒸发 后被电热丝点燃喷 入进气道。 （2）电热塞
用于分隔室燃烧 室柴油机，因承受 燃烧产生的热负荷。
第11章 发动机起动系统
2、起动预热
（3）预热锅炉 对在特别寒冷地带工 作的商用车，一些制造 厂商为发动机冷起动采 取专门的预热锅炉。
——无惰轮外啮合式减速起动机
第11章 发动机起动系统 1、减速起动机 ●内啮合式减速起动机
11.3 其它起动机
第11章 发动机起动系统 1、减速起动机 ●行星齿轮式减速起动机
11.3 其它起动机
本章小结
1、本章介绍发动机起动系统的组成和主要部件的 结构与功用，主要是各种类型的起动机。
2、本章还介绍了起动系统中的预热装置以及改善 发动机起动性能的其他装置。
第11章 发动机起动系统
11.1 概述
●冷起动困难的原因：
——燃油不容易蒸发，汽化不良，混合气浓度偏低；
——机油粘度高，起动阻力矩增大。
●起动系统的要求：蓄电池有足够的容量；连接导线的电 阻尽量小。
1、起动方式
（1）人力起动——手摇起动或拉绳起动。 （2）辅助汽油机起动——大功率柴油机的起动方式。 （3）电力起动机起动——车用发动机的起动方式。 起动机实际是直流电动机。起动时，起动机的齿轮伸出 来，与发动机飞轮周缘的齿圈啮合，带动曲轴旋转。
接通起动开关起动发动机时，驱动齿轮靠杠杆机构（拔叉） 的作用沿电枢轴移出，与飞轮环齿啮合，使发动机起动；发 动机起动后，切断起动开关，外力作用消除后，驱动齿轮在 复位弹簧作用下退回，脱离与飞轮环齿的啮合。
●电枢移动啮合式——依靠电磁力使起动机电枢移动，带动起 动齿轮进入啮合状态或分离。
第11章 发动机起动系统 2、起动机传动机构
车用起动机的传动机构实际上是一个带有驱动齿轮的单向 离合器，实现单向（从直流电动机到曲轴）转矩的传递。
第11章 发动机起动系统
11.2 起动机
2、起动机传动机构 传动机构也叫啮合机构。
（1）传动机构类型 传动机构类型：惯性啮合式；强制啮合式；电枢移动啮合式
●惯性啮合式——依靠旋转惯性使起动齿轮进入啮合状态 或分离。
（2）超速保护装置
11.2 起动机
●即单向离合器，起动机驱动齿轮与电枢轴之间的离合机构， 保证动力只由起动机传给发动机的飞轮；反之，则起动齿轮与飞轮分离。
●滚柱式 接通起动开关，起动机 的电枢轴连同内圈按照 图b中所示的方向旋转， 由于摩擦力和弹簧力的 作用，滚柱4被带到内、 外座圈之间楔形槽的一 端，将内外座圈连成一 体，电枢轴上的转矩通 过内座圈、滚柱、外座圈 和驱动齿轮。
11.2 起动机
第11章 发动机起动系统
11.2 起动机
3、起动机控制机构
●电磁操纵式控制机构原理 1）起动发动机时，接通总开关，按下起动按钮，吸拉线圈和保持线圈的电路接通， 其电流通路为： 蓄电池正极-主接线柱14-电流表-总开关起动按钮-接线柱7-吸拉线圈和保持线圈主接线柱15-电动机-搭铁-蓄电池负极
第11章 发动机起动系统
1、减速起动机
●减速器类型 齿轮减速器。 ——外啮合式 ——内啮合式 ——行星齿轮式
11.3 其它起动机
第11章 发来自百度文库机起动系统
11.3 其它起动机
1、减速起动机
●外啮合式减速起动机
——有惰轮外啮合式减速起动机
第11章 发动机起动系统
11.3 其它起动机
1、减速起动机
●外啮合式减速起动机
11.2 起动机
1）磁极
磁极——直流电动机的定子部分，用来产生电动机运转所需要的磁场。 分为：励磁式和永磁式。
车用起动机通常采用4个磁极， 每个磁极铁芯上都缠有励磁 绕组，并通过外壳构成磁回路。 当直流电压作用于励磁绕组的 两端时，励磁绕组的周围产生 磁场并使磁极铁芯磁化，成为 具有一定磁性的磁极，且四个 磁极的N极和S极相间排列，形 成起动机的磁场。
3）发动机起动后，在松开起动按钮瞬间，吸拉 线圈和保持线圈产生的磁通方向相反，互相 抵消，活动铁芯在复位弹簧作用下回位，使 驱动齿轮退出啮合，主开关也断开，切断起 动机电路，起动机停止运转。
11.2 起动机
第11章 发动机起动系统
—— 其它起动机
11.3 其它起动机
●起动机的改进 ——减小起动机的外形尺寸与质量。 ——增加起动机功率。 1、减速起动机 在起动机的电枢轴与驱动齿轮之间装有齿轮减速器的起动 机叫减速起动机。 减速起动机主要由电磁啮合开关、减速齿轮、电动机、起 动齿轮及单向啮合器等组成。
发动机转速升高后，飞轮齿圈带动 着驱动齿轮高速旋转。虽然驱动齿 轮的旋转方向没有改变，但由主动 轮变为从动轮。
当驱动齿轮和外座圈的转速超过电 枢轴的转速时，在摩擦力的作用下， 滚柱克服弹簧张力的作用滚向楔形 槽宽的一端，使内外座圈脱、离联 系可以自由相对运动，防止电动机 超速。
第11章 发动机起动系统 2、起动机传动机构
11.2 起动机
第11章 发动机起动系统
3、起动机控制机构 ●电磁操纵式控制机构的结构 主要由电动机开关和电磁线圈组成。 电磁线圈由保持线圈5和吸拉线圈6 两部分组成。 主接线柱14、15和接触盘13组成主 开关。 保持线圈一端和电枢绕组串联，另 一端和吸拉线圈接在同一接线柱7上。 活动铁芯4的后端与拔叉3的上端相 连接。
第11章 发动机起动系统
—— 起动机
11.2 起动机
●分类
起动机
按照齿轮啮合方式 按传动机构的不同 按控制装置的不同
惯性啮合式起动机 齿轮移动式起动机 电枢移动式起动机 非减速起动机
减速起动机 机械控制式起动机
电磁控制式起动机
第11章 发动机起动系统
—— 起动机
11.2 起动机
●组成 直流电动机，传动机构，控制机构