起动机工作原理

汽车起动机工作原理

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一、起动机的组成分类和型号

1、组成：

直流电动机－－产生电磁转矩

传动装置（啮合机构）－－起动时，啮合传动；起动后，打滑脱开

控制装置（电磁开关）－－接通、切断电动机与蓄电池之间的电路

2、分类

（1）按控制装置分为：

直接操纵式

电磁操纵式

（2）按传动机构的啮合方式分为：

惯性啮合式－－已淘汰

强制啮合式－－工作可靠、操纵方便、广泛应用

电枢移动式－－结构较复杂，大功率柴油车

齿轮移动式－－电磁开关推动啮合杆

减速式－－质量体积小，结构工艺复杂

3、型号

（1）产品代号：

qd－－表示起动机

qdj－－表示减速起动机

qdy－－表示永磁起动机

（2）电压等级：1－12v；2－24v

（3）功率等级：1－0~1kw；2－1~2kw ;9－8~kw

（4）设计序号

（5）变型代号：拼音大写字母表示，多表示电气参数的变化qd1225－－12v，1~2kw，第25次设计，普通式起动机

二、发动机的起动性能和工作特性

1、发动机的起动性能评价指标有：

（1）起动转矩

（2）最低起动转速

（4）起动极限温度

1、起动转矩

起动机要有足够大的转矩来克服发动机初始转动时的各种阻力。

起动阻力包括：

（1）摩擦阻力矩

（2）压缩阻力矩

（3）惯性阻力矩

2、最低起动转速

（１）在一定温度下，发动机能够起动的最低曲轴转速。汽油机一般约为50~70r/min，最好70~100 r/min以上。

（２）起动机传给发动机的转速要大于发动机的最低转速：

若低于这个转速，汽油泵供油不足，气流速度过低，可燃混合气形成不充分，还会使压缩行程的散热损失和漏气损失增加，导致发动机不能起动。

3、起动功率

起动机所具有的功率应和发动机起动所必需的起动功率相匹配。

而蓄电池的容量与起动机的容量应成正比

p=(450~600）p/u

4、起动极限温度

当环境温度低于起动极限温度时，应采取起动辅助措施：

（1）加大蓄电池容量

（3）电喷车低温补偿

2、起动机的工作特性

1、起动机工作特性图

2、分析

当i=0时，m=0，所以，p=0，转速n达到最大，n=nmax（起动机空载）；

当i=imax时，n=0，所以，p=0，输出转矩达到最大m=mmax（起动机制动）。

空载和制动的工作情况，常用来检验起动机的故障：

空载时转速低于规定值，同时电流大，说明有机械故障；

制动实验时，电源电压和电流正常，转矩下降，有电路故障

3、影响起动机工作特性的因素

（1）蓄电池的容量和充电情况

容量大，充电充足，内阻小，供给起动机电流大，起动机的功率、转速、制动力矩都大。

（2）起动电路的电阻影响

起动机内部电阻和起动线路电阻越大，起动机得输出功率、转速、制动力矩均会降低。

（3）环境温度的影响

环境温度低时，起动性能不好。

三、通用型起动机的构造

四、直流电动机

1、概述

在现代汽车中，普遍采用电力起动，它以蓄电池为电源，以直流电动机为动力，通过传动装置和控制机构进行工作。它在工作时有两个显著特点：

一是扭矩大；

二是工作时间短。

2、直流串励式电动机结构

（1）作用－－产生转矩。

（2）要求－－零件的机械强度高，电路电阻小。

（3）组成：

1、电枢

产生电磁转矩

电枢线圈是用扁铜线绕成，较粗且匝数少；电枢轴中部位置制有螺旋齿槽，用以装置啮合器，有些起动机除两端装有衬套外，中间还装有支承衬套。为了防止轴向窜动，轴的前端制有槽，用于装置锁板机构，轴的后端制有槽，用于装置止动挡圈及弹性档圈。

2、磁极

由外壳、磁极、磁场线圈等部分组成。外壳内壁装有四个磁极（有些是二个磁极），在其上面装有磁场线圈，相对的是同极，相邻的是异极。磁场线圈用扁而粗的铜线（或小铜线并联的方法）绕成。磁场线圈采用串联或并联，一端与外壳上的绝缘接柱（即磁场接柱）相连，另一端与正电刷相连，线路连接如图所示。

由磁极、磁场绕组和机壳组成。

磁场与磁路见图。

3、电刷组件

用铜粉和碳粉（或石墨）压制而成。一般有四个，相对的电刷为同极。两个负电刷搭铁，两个正电刷接磁场线圈，它们在压簧的作用下紧密地与换向器接触。

4、换向器和电刷

三、直流电动机的工作原理

将通电导线放入磁场中，导线会在磁场力的作用下做有规律的运动（其运动方向可以用电动机左手定则来判断），这是直流电动机能够转动的基本道理。

直流电动机工作原理：

上图是最简单的直流电动机，它由磁场、电枢线圈、换向器和电刷等机件组成。当线圈在垂直位置时，如图（a），电刷不与换向器接触，线圈中没有电流通过，因此电枢线圈不转动。如将电枢线圈稍向顺时针方向转过一些，如图（b），换向器片分别与两电刷接触，线圈中有电流通过，其方向是从线圈i边流入，从ⅱ边流出。根据左

手定则可以判定，线圈i边向下运动，ⅱ边向上运动，电枢线圈向顺时针方向转动。

当线圈转到如图（c）的位置时，换向器片不与电刷接触，线圈中无电流通过，此时，电枢线圈在惯性作用下转过这个位置。当线圈转过垂直位置时，换向器片又与两电刷接触，如图（d）所示。但此时换向器片已经调换了位置。因此电流从线圈ⅱ边流入，从i边流出。根据左手定则可以判定，线圈i边向上运动，ⅱ边向下运动，电枢线圈仍向顺时针方向转动。这样，使电流不断地通入线圈，线圈便按一定方向继续不停地转动。

一个线圈的电动机，虽能旋转，但转动力量小，转速也不稳定，而且在图（a，c）的位置时不能转动。所以，实际使用的起动电动机都是由较多的线圈和配有相应换向片构成，同时采用多对电磁铁来产生较强的磁场。但其工作原理还是一样的。

四、电动机转矩自动调节特性

电动机的电磁转矩m取决于磁通φ、

电枢电流ia的乘积，即

m= cmφia