起动系统介绍
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换向器将电流引入电枢使之产生定向转矩；换向器配 合电刷使处于同一磁极下的电枢导体中流过的电流保持 固定方向，使电枢轴沿同一方向转动。
90°
电刷与换向器接触；
90°
电流方向：a→b；
电枢顺时针转动；
电刷与换向器分离；
无电流流过；
90°
电枢惯性转动；
90°
电刷与换向器分离； 无电流流过； 电枢惯性转动；
电刷与换向器接触； 电流方向：b→a； 电枢顺时针转动；
传动机构
传动机构主要由拨叉、单向离合器和驱动齿轮组成。
驱动齿轮
拨叉、单向离合器
1）发动机起动时，驱动齿轮与飞轮齿圈啮合； 2）发动机起动后，驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合， 防止超速。
离拨 驱 合叉 动器 齿 轮
活 ຫໍສະໝຸດ Baidu 铁 心
电直 磁流 开电 关动
盘
直流电动机
直流电动机组成及结构
磁极组成及结构
电枢组成及结构
磁极
磁极
励磁绕组
铁心
用硅钢片叠加而成，并用螺钉 固定在机壳内壁上。
励磁绕组 机壳
励磁绕组通直流电压，其周围 产生磁场并使磁极铁心磁化，成为 具有一定极性的磁极。
电枢
电枢
铁心
由外圆带槽的硅钢片叠成， 压装在电枢轴上。
电枢绕组
位于铁心外槽内，用粗大的矩
3、由于起动转速下降，压缩空气泄露的时间长，泄露量明显增加， 导致压缩终了的空气温度与压力下降。
4、在低温条件下，柴油粘度增加，表面张力增大及起动转速低，导 致喷油压力低，均会使柴油的雾化质量变差，延长了着火滞后期，使柴油 机起动困难。
三、柴油机起动性能
柴油机起动特性
蓝色曲线表示发动机在各温度点的最低起动转速，红色曲线表示 起动系统能带动发动机旋转的转速。
起动系统介绍
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
前言
起动机为发动机提高初期运转的动力，因此它的性能 好坏直接影响到发动机是否顺利起动。本课程设计目的在 于对起动机结构及工作原理进行系统性学习。对该课程的 学习能够全面了解发动机的起动过程，对于判断起动机的 故障机理有很大帮助。
本课程可供电机初学者使用。
形截面裸铜线绕制而成。绕组与铁
心之间、匝间用绝缘纸隔开。
换向器 电枢轴
将电流引入电枢，配合电刷 ，保证电枢中电流方向固定，始 终产生定向转矩。
磁极是定子，用来产生电动机旋转所必需的磁场，车 用起动机通常采用4个磁极，少数大功率起动机采用6个 磁极。
电枢是转子，在起动机通电时，与磁场相互作用产生 电磁转矩。
前者反映发动机的性能，后者反映起动输出系统的性能。两条曲 线的交汇点对应的温度-17℃就是该发动机配该起动系统后能起动的最 低温度。
要想使发动机能在较低温度下起动，可以采取以下两种 技术途径：
一、提高发动机的起动转速
二、降低发动机能起动的最低起动转速
使用低温机油 使用低温蓄电池 使用低温防冻液
进气预热装置 机油预热装置
控制机构
电磁开关安装在起动机的上部，由吸引线圈7、保持线 圈8、固定铁心9、活动铁心10、起动开关接触盘6、拨叉11 等组成。
电磁啮合式起动机靠电磁开关的作用控制起动机主电 路的通断和拨叉的动作，使驱动齿轮移出和退回。
起动继电器
ST开关闭合，继电器线圈通电，主触点闭合，接通电磁开关线圈 控制回路。继电器设置的目的：防止大电流流过ST开关。
继电器接通瞬间电流走向
闭合时
电磁开关 继电器闭合时电流走向
电磁开关主触点闭合，同时活动铁 心带动拨杆使起动机驱动齿轮和发动机飞 轮相啮合；电流I3从起动机1端口通过电 磁开关主触点向电机励磁绕组供电，实现 电机全电压运转，为发动机提供足够的起 动力矩。此时电磁开关只有保持线圈继续 流过电流，从而使继电器保持闭合。
继电器
50i
保位 线圈
吸拉 线圈
ST开关 30
RLine 50 RLine 30
Starter
Motor
M
B+
RBAT
电瓶
起动机线路连接示意图
起动过程分析：
为了便于分析起动机内部的控制电路原理，起动过程可分为三个步 骤：
接通瞬间
电磁开关
ST开关接通，电流从起动机的2端口 分别从电磁开关吸引绕组L1和保持绕组L2 流过，分别产生主磁场和副磁场。主副磁 场矢量叠加使继电器铁芯产生吸合力F。
值，便压燃喷入的柴油， 空气温度升高，进而产 （1-5-3-6-2-4），发动
出现第一次着火。
生断续着火。
机进入连续着火。
二、低温起动困难原因
一般说，在低温条件下影响压缩终了空气温度的原因有以下四个方 面：
1、在低温（0- -40℃）条件下进气的温度比常温（20℃）低2060℃，这是最主要原因。
2、低温条件下，起动转速明显下降。因此在压缩过程中压缩空气向 气缸盖、气门、活塞、气缸散热的时间长，加上机体与压缩空气见的温差 大，散失的热量大，使压缩终了的空气温度与压力下降。
机
强制啮合式传动机构动作过程示意图
接通起动开关，驱动齿轮靠拨叉的作用沿电枢轴移出与飞轮 齿圈啮合，使发动机起动；
发动机起动后，切断起动开关，拨叉在复位弹簧的作用下带 动单向离合器，离合器将驱动齿轮与电枢轴脱开，脱离与飞轮的 啮合。
滚柱式
单向离合器
摩擦片式 弹簧式
棘轮式
滚柱式单向离合器结构
单向离合器安装在驱动齿轮与电枢轴之间。 起动时，它将驱动齿轮与电枢轴连成一体，把电磁转矩传 递给曲轴，发动机起动； 起动后，它将驱动齿轮与电枢轴脱开，起动超速保护作用 。
使用大功率起动机及电源
冷却液预热装置
二、 起动机结构及原理
一、起动机结构分析
起动机内部结构
起动机
直流电动机
传动机构
电磁开关
磁 电 换 电 机 拨 单 驱吸 保 固活起
极 枢 向 刷 壳 叉 向 动引 持 定动动
器
及
离 齿线 线 铁铁开
端
合 轮圈 圈 心心关
盖
器
接
触
注意：拨叉固定在电磁开关活动铁心上。
目录
1 发动机起动过程 2 起动机结构及原理 3 起动机与发动机的匹配
一、 发动机起动过程
一、发动机起动过程
一般说，柴油机的着火条件是压缩终了的空气压力达到3MPa（30个
大气压力），温度达到200℃。
如果达不到上述数
出现第一次着火后
断续着火出现一段
值，则发动机曲轴只能被 ，产生的废气（正常运 时 间 ， 发 动机 转 速增 加
起动机带着旋转。
转时温度为400-700℃） ， 气 缸 内 空 气 温 度 和 压
随着循环次数增加 将加热气缸盖、活塞等 力增加到柴油机的着火
，压缩终了的空气温度逐 ；残存的高温废气进一 温 度 时 ， 各缸 按 照柴 油
渐提高。一旦某缸上述数 步加热进气，从而缸内 机 的 点 火 顺 序 依 次 工 作
90°
电刷与换向器接触；
90°
电流方向：a→b；
电枢顺时针转动；
电刷与换向器分离；
无电流流过；
90°
电枢惯性转动；
90°
电刷与换向器分离； 无电流流过； 电枢惯性转动；
电刷与换向器接触； 电流方向：b→a； 电枢顺时针转动；
传动机构
传动机构主要由拨叉、单向离合器和驱动齿轮组成。
驱动齿轮
拨叉、单向离合器
1）发动机起动时，驱动齿轮与飞轮齿圈啮合； 2）发动机起动后，驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合， 防止超速。
离拨 驱 合叉 动器 齿 轮
活 ຫໍສະໝຸດ Baidu 铁 心
电直 磁流 开电 关动
盘
直流电动机
直流电动机组成及结构
磁极组成及结构
电枢组成及结构
磁极
磁极
励磁绕组
铁心
用硅钢片叠加而成，并用螺钉 固定在机壳内壁上。
励磁绕组 机壳
励磁绕组通直流电压，其周围 产生磁场并使磁极铁心磁化，成为 具有一定极性的磁极。
电枢
电枢
铁心
由外圆带槽的硅钢片叠成， 压装在电枢轴上。
电枢绕组
位于铁心外槽内，用粗大的矩
3、由于起动转速下降，压缩空气泄露的时间长，泄露量明显增加， 导致压缩终了的空气温度与压力下降。
4、在低温条件下，柴油粘度增加，表面张力增大及起动转速低，导 致喷油压力低，均会使柴油的雾化质量变差，延长了着火滞后期，使柴油 机起动困难。
三、柴油机起动性能
柴油机起动特性
蓝色曲线表示发动机在各温度点的最低起动转速，红色曲线表示 起动系统能带动发动机旋转的转速。
起动系统介绍
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
前言
起动机为发动机提高初期运转的动力，因此它的性能 好坏直接影响到发动机是否顺利起动。本课程设计目的在 于对起动机结构及工作原理进行系统性学习。对该课程的 学习能够全面了解发动机的起动过程，对于判断起动机的 故障机理有很大帮助。
本课程可供电机初学者使用。
形截面裸铜线绕制而成。绕组与铁
心之间、匝间用绝缘纸隔开。
换向器 电枢轴
将电流引入电枢，配合电刷 ，保证电枢中电流方向固定，始 终产生定向转矩。
磁极是定子，用来产生电动机旋转所必需的磁场，车 用起动机通常采用4个磁极，少数大功率起动机采用6个 磁极。
电枢是转子，在起动机通电时，与磁场相互作用产生 电磁转矩。
前者反映发动机的性能，后者反映起动输出系统的性能。两条曲 线的交汇点对应的温度-17℃就是该发动机配该起动系统后能起动的最 低温度。
要想使发动机能在较低温度下起动，可以采取以下两种 技术途径：
一、提高发动机的起动转速
二、降低发动机能起动的最低起动转速
使用低温机油 使用低温蓄电池 使用低温防冻液
进气预热装置 机油预热装置
控制机构
电磁开关安装在起动机的上部，由吸引线圈7、保持线 圈8、固定铁心9、活动铁心10、起动开关接触盘6、拨叉11 等组成。
电磁啮合式起动机靠电磁开关的作用控制起动机主电 路的通断和拨叉的动作，使驱动齿轮移出和退回。
起动继电器
ST开关闭合，继电器线圈通电，主触点闭合，接通电磁开关线圈 控制回路。继电器设置的目的：防止大电流流过ST开关。
继电器接通瞬间电流走向
闭合时
电磁开关 继电器闭合时电流走向
电磁开关主触点闭合，同时活动铁 心带动拨杆使起动机驱动齿轮和发动机飞 轮相啮合；电流I3从起动机1端口通过电 磁开关主触点向电机励磁绕组供电，实现 电机全电压运转，为发动机提供足够的起 动力矩。此时电磁开关只有保持线圈继续 流过电流，从而使继电器保持闭合。
继电器
50i
保位 线圈
吸拉 线圈
ST开关 30
RLine 50 RLine 30
Starter
Motor
M
B+
RBAT
电瓶
起动机线路连接示意图
起动过程分析：
为了便于分析起动机内部的控制电路原理，起动过程可分为三个步 骤：
接通瞬间
电磁开关
ST开关接通，电流从起动机的2端口 分别从电磁开关吸引绕组L1和保持绕组L2 流过，分别产生主磁场和副磁场。主副磁 场矢量叠加使继电器铁芯产生吸合力F。
值，便压燃喷入的柴油， 空气温度升高，进而产 （1-5-3-6-2-4），发动
出现第一次着火。
生断续着火。
机进入连续着火。
二、低温起动困难原因
一般说，在低温条件下影响压缩终了空气温度的原因有以下四个方 面：
1、在低温（0- -40℃）条件下进气的温度比常温（20℃）低2060℃，这是最主要原因。
2、低温条件下，起动转速明显下降。因此在压缩过程中压缩空气向 气缸盖、气门、活塞、气缸散热的时间长，加上机体与压缩空气见的温差 大，散失的热量大，使压缩终了的空气温度与压力下降。
机
强制啮合式传动机构动作过程示意图
接通起动开关，驱动齿轮靠拨叉的作用沿电枢轴移出与飞轮 齿圈啮合，使发动机起动；
发动机起动后，切断起动开关，拨叉在复位弹簧的作用下带 动单向离合器，离合器将驱动齿轮与电枢轴脱开，脱离与飞轮的 啮合。
滚柱式
单向离合器
摩擦片式 弹簧式
棘轮式
滚柱式单向离合器结构
单向离合器安装在驱动齿轮与电枢轴之间。 起动时，它将驱动齿轮与电枢轴连成一体，把电磁转矩传 递给曲轴，发动机起动； 起动后，它将驱动齿轮与电枢轴脱开，起动超速保护作用 。
使用大功率起动机及电源
冷却液预热装置
二、 起动机结构及原理
一、起动机结构分析
起动机内部结构
起动机
直流电动机
传动机构
电磁开关
磁 电 换 电 机 拨 单 驱吸 保 固活起
极 枢 向 刷 壳 叉 向 动引 持 定动动
器
及
离 齿线 线 铁铁开
端
合 轮圈 圈 心心关
盖
器
接
触
注意：拨叉固定在电磁开关活动铁心上。
目录
1 发动机起动过程 2 起动机结构及原理 3 起动机与发动机的匹配
一、 发动机起动过程
一、发动机起动过程
一般说，柴油机的着火条件是压缩终了的空气压力达到3MPa（30个
大气压力），温度达到200℃。
如果达不到上述数
出现第一次着火后
断续着火出现一段
值，则发动机曲轴只能被 ，产生的废气（正常运 时 间 ， 发 动机 转 速增 加
起动机带着旋转。
转时温度为400-700℃） ， 气 缸 内 空 气 温 度 和 压
随着循环次数增加 将加热气缸盖、活塞等 力增加到柴油机的着火
，压缩终了的空气温度逐 ；残存的高温废气进一 温 度 时 ， 各缸 按 照柴 油
渐提高。一旦某缸上述数 步加热进气，从而缸内 机 的 点 火 顺 序 依 次 工 作