汽车起动机

b、电磁铁机构线圈电路接通； Ⅰ.吸引线圈电路：
Ⅱ.保持线圈电路：
c、驱动齿轮与飞轮啮合： d、电动机电路接通，起动机带动发动机转动。 e、当两齿轮相抵时，离合 器的锥形（啮合）弹簧起作用， 保证先接通，后啮合。
f、电动机电路接通时，吸引线圈被短路，固定铁芯只 靠保持线圈电流的磁场吸 力将活动引铁吸住。
常规起动机和发动机飞轮的啮合关系
常规起动机的组成
把点火开 关旋至起 动档时， 电动机产 生转矩开 始转动， 同时电磁 开关把传 动机构中 的小齿轮 推出，使 其与发动 机的飞轮 齿圈啮合， 这样就把 电动机的 转矩通过 传动机构 传递给飞 轮，使发 动机起动
第一节
直流串磁式电动机
一、组成
直流电动机由磁极、电枢、换向 器和外壳等组成
额定励磁电流 I fN
对应于额定电压、额定电流、额 定转速及额定功率时的励磁电流
励磁方式 指直流电机的励磁线圈 与电枢线圈的连接方式
此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、 出厂编号等。 电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状 态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额 定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载 运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态 附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。
起动机的要求
• （1）起动时应该平顺，起动机的齿轮与 发动机的飞轮齿圈啮合要柔和，不应发 生冲击； • （2）发动机起动后，起动机的小齿轮应 能自动打滑或脱离啮合； • （3）发动机在工作中，起动机的小齿轮 不能再进入啮合，防止发生冲击。 • （4）起动系统结构应简单、工作可靠；
常规起动机
• 直流串励式电动机、 • 传动机构 • 控制装置（也称电磁开关）三部分 组成。
1.磁极
• 磁极的作用是产生电枢转动时所需要的 磁场，它由固定在机壳上的磁极铁心和 磁场绕组组成为了增大起动转矩，磁极 • 的数量较多，一般多为4极。
励磁绕组的内部电路连接方法
• 励磁绕组一端接在外壳的绝缘接线柱上，另一端与 两个非搭铁电刷相连
2、电枢
由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成，磁场绕组和 电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。换向器装在电枢轴 上，它由许多换向片组成。换向片嵌装在轴套上，各换向片之 间均用云母绝缘。
五、影响起动机功率和转矩的因素 1.接触电阻和导线电阻的影响 导线过长及截面积过小，起动机功率和转矩减小。 2.蓄电池内阻的影响 内阻越小，起动机的功率和转矩可以增大。 3.温度的影响 温度的影响是通过温度对蓄电池容量和内阻的影响 而影响起动机功率的，故冬季应对蓄电池采取有效的 保温措施。
第二节 起动机基本参数的确定 在选择起动机时，必须确定的基本参数是：起动机的功率 、起动机与发动机曲轴的传动比及蓄电池的容量。
2.电磁开关工作原理
• 当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相 同时，其电磁吸力相互叠加，可以吸引活动铁 心向前移动，直到推杆前端的触盘将电动开关 触点接通势电动机主电路接通为止。 • 当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁痛方向相 反时，其电磁吸力相互抵消，在复位弹簧的作 用下，活动铁心等可移动部件自动复位，触盘 与触点断开，电动机主电路断开。
g、在电动机电路 接通同时或稍早，附
加电阻线被短路。
②、起动开关断开：
a、起动继电器线圈电路断电; b、保持线圈电流改道， （吸、保线圈电流方 向相反）起动机 停止工作。
③、两齿咬死不能分离时：分离弹簧起作用，使电动 机开关先断开，以保证驱动齿轮与飞轮可靠分离。
减速起动机的控制电路
2.汽车起动系统电路实例分析
三、蓄电池容量的确定 蓄电池的容量必须与所装汽车的用电系统相匹配。按起 动功率、蓄电池特性并考虑环境条件等因素可按以下公式 进行计算；
n Pst Qe 5487 g UN I kd g Qe
式中： Pst—— 起动机功率 (kW) ； Ikd—— 蓄电池短路电 流(A)；Qe——蓄电池额定容量(A· h)；UN——蓄电池额定 电压(V)；n——短路电流变化系数。
串激直流电动机的机械特性曲线
3.功率特性
M n P ( kW ) 97 .3
式中M——扭矩（N· m）；n——转速（r/min）。
在磁路未饱和时，电枢电流IS增大时， 磁通也增大，故其转速n随IS的增加而 迅速下降。有软的机械特性
即在磁路未饱和时，电磁转矩 随电流IS的平方而增加。
起动机功率在IS= ISmax/2时起动机 功率达到最大值。该最大值也常被 作为起动机的额定功率。
四、串激直流电动机的特性
1、电动机中电流越大，电动机产生 的扭矩越大。 2、 电动机的转速越高，电枢线圈中 产生的反电动势就越大，电流也随 之下降
1.转矩特性
• 电动机电磁转矩随电枢电流变化的关系， 称转矩特性。 • M=f（IS） • 即在磁路未饱和时，电磁转矩随电流的 平方而增加。
串激直流电动机在负载发生变化时， 其转速、电流和转矩，将会自动发 生相应变化，以满足负载变化需要。 在磁路未饱和时，电磁转矩随电流 的平方而增加
二、传动比的选择
1.最佳传动比的确定 所谓最佳传动比，就是起动机工作在最在功率时所对应的传动比。 从特性曲线上找出与最大功率所对应的起动机转速n起，最佳传动比为
i
n起 n发

Z发 Z起
2.传动比的实际选择 传动比的选择要受飞轮齿圈齿数 Z 发和起动机驱动齿轮 齿数Z起的限制。 一般汽油机，起动机与曲轴的传动比为13~17，柴油机 因起动转速较高，传动比为8~10。
③点火装置能发出足够能量的火花。
汽油机在0~20℃时，其最小起动转速一般为35~40r/min。为了 能更低转速下工作，一般50~70r/min。
柴油机的最低起动转速比汽油机要高，一般为100~200r/min。
发动机的起动阻力矩是指在最低起动运转速度时发动机阻 力矩。它包括三部分： （1）摩擦力矩 （2）压缩损失力矩 （3）惯性阻力矩, 发动机附件损失的力矩 各型发动机的阻力矩，应由实验方法测定，也可用经验公 式计算。 0℃时起动机所必须的功率为： 汽油机 P=（0.003~0.004）L（kW） 柴油机 P=（0.001~0.0076）L（kW） 式中 L——发动机排量（cm3）。
3、电刷
• 电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组和 电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保 持固定方向。 • 电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷 与换向片之间具有适当的压力以保持配合
二、工作原理
直流电动机的基本工作原理是通电的导体在磁场中会受 电磁力作用，电磁力的方向遵循左手定则。
三、 直流电机的铭牌数据
2.1解放CA1091汽车起动机电路
2.2桑塔纳轿车起动系统电路
2.3减速起动机和永磁起动机
2.3.1减速起动机的构造

1）动力输出部分由电枢轴、传动轴两部分组成。
2）转子与起动齿轮之间安装有减速装置，起动电 动机传递给起动齿轮的扭矩增大。 3）体积和重量大约是传统起动机的一半。 4）磁极对数与传统起动机一样，但磁场线圈绕组

常采用小导线多根并联的方法，电枢绕组的绕法
虽与传统方法相同，但制造工艺简单。
a）外啮合式
b）内啮合式
c）行星齿轮啮合式
2.3.2永磁式起动机
体积质量减小，高频干扰减小；退磁现象使功率下降
第三节汽车起动机的控制装置
• 汽车起动机的控制装置包括电磁开关、 起动继电器和点火起动开关灯部件，其 中电磁开关于起动机制作在一起。
电磁开关
• 结构 与工 作原 理
1.电磁开关结构特点
• 电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部 分组成。电磁铁机构由固定铁心、活动铁心、 吸引线圈和保持线圈等组成。固定铁心固定不 动，活动铁心可以在铜套里做轴向移动。活动 铁心前端固定有推杆，推杆前端安装有开关触 盘，活动铁心后段用调节螺钉和连接销与拨叉 连接。铜套外面安装有复位弹簧，作用是使活 动铁心等可移动部件复位
指轴上输出 电动机 指电刷间输出的 发电机 额定条件下电机 的机械功率 额定电功率 所能提供的功率
额定功率PN
额定电压U N
在额定工况下，电机 出线端的平均电压
额定电流I N
额定转速 nN
在额定电压下，运行于 额定功率时对应的电流
发电机：是指输出额定电压； 电动机：是指输入额定电压。
在额定电压、额定电流下，运 行于额定功率时对应的转速
①电动机开关：
功用：控制电动机绕组电路。 注：电动机开关还包括热变电阻短路开关。 ②电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断。
③起动继电器：用以控制吸、 保线圈电路的通断。
④起动开关：作用是控制起动 继电器磁化线圈电路的通断。
⑶.电磁式操纵机构的工作过程 ①起动开关接通： a、首先接通起动继电器 磁化线圈电路;
起动继电器线圈 附加电 阻线 点火线圈
至分电器
吸引线圈接线柱
起 电 动 池 机 搭 点火 铁 开关
起动机接线柱 回位弹簧 拨叉
点火开关 电流表 电动机接柱
引铁
蓄电池
附加电阻线短路接柱 触盘 吸引线圈 保持线圈 离合器
⑴．组பைடு நூலகம் 主要由电动机开 关、电磁铁机构、起 动继电器及起动开关 等四部分组成。 ⑵．构造
串激式直流电动机的特性曲线
• 在起动机起动的瞬间，电枢转速为零，电枢电流 达到最大值，力矩也相应达到最大值。使发动机 的起动变得很容易。这就是汽车起动机采用串励 式电动机的主要原因。 • 串励式电动机在输出力矩大时，电枢电流也大， 电动机转速随电流的增加而急剧下降；反之，在 输出力矩较小时，电动机转速又随电枢电流的减 小而很快上升。 • 串励式电动机具有轻载转速高，重载转速低的特 性，对保证起动安全可靠是非常有利的，是汽车 上采用串励式电动机的一个重要原因。 • 电动机完全制动时，转速和输出功率为零，力矩 达到最大值。空载时电流最小，转速最大，输出 功率也为零。当电枢电流接近制动电流一半时， 电动机输出功率最大。
一、功率 起动机必须具有足够的功率。
P
M Q nQ 97.3
(kW )
式中 MQ——发动机起动阻力矩（N· m）；nQ——最低起动转速 （r/min）。
所谓发动机的最低起动转速，是指保证发动机可靠起动的曲轴 最低转速。对于汽油发动机的可靠起动，需要三个条件：
①汽缸中吸入可能着火的混合气。
②压缩行程终了时，混合气要具有一定的温度和压力。
起动机
汽车发动机是靠外力起动的，常用的起动方式 有人力起动和电力起动。 人力起动最简单（手摇起动），但不方便，劳 动强度大，且不安全，目前在汽车上只作为后备方 式。 现代汽车均采用电力起动，操作方便，起动迅 速，安全可靠。
常见的电力起动机
• （1）电磁控制强制啮合式起动机。（常规起 动机）磁极采用电磁铁，传动机构中一般只是 由简单的驱动齿轮、单向离合器和拨叉等组成， 无特殊结构和装置。 • （2）永磁起动机 电动机的磁极用永磁材料制 成，取消了磁场线圈，可以使结构简化，体积 小、质量轻。 • （3）减速起动机 减速起动机采用高速、小型、 低力矩电动机，在传动机构中设有减速装置。 质量和体积比普通起动机可减小30%～35%。 但结构和工艺比较复杂。
2.机械特性 电动机的转速，随转矩而变化的关系称为机械特性，即n=f（M） 的函数关系。 轻载转速高，重载转速低的特性，可以保证
起动安全可靠
U I S ( RS R L ) n C m
串激直流电动机有软的机械特性，即当负载增加时，它 的转速迅速下降，电磁转矩迅速增大。这个特性特别适 合于做起动电动机。