汽車起動(dòng)機(jī)的分類、裝置和原理

1、汽車起動(dòng)機(jī)的分類、裝置和原理 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是靠外力起動(dòng)的，常用的起動(dòng)方式有人力起動(dòng)和電力起動(dòng)。 人力起動(dòng)最簡單（手搖起動(dòng)），但不方便，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且不安全，目前在汽車上只作為后備方式。 現(xiàn)代汽車均采用電力起動(dòng)，操作方便，起動(dòng)迅速，安全可靠。 常見的電力起動(dòng)機(jī)（1）電磁控制強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)。（常規(guī)起動(dòng)機(jī)）磁極采用電磁鐵，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中一般只是由簡單的驅(qū)動(dòng)齒輪、單向離合器和撥叉等組成，無特殊結(jié)構(gòu)和裝置。（2）永磁起動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的磁極用永磁材料制成，取消了磁場線圈，可以使結(jié)構(gòu)簡化，體積小、質(zhì)量輕。 （3）減速起動(dòng)機(jī) 減速起動(dòng)機(jī)采用高速、小型、低力矩電動(dòng)機(jī)，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)有減速裝置。質(zhì)量和體積比普通起動(dòng)機(jī)可

2、減小30%35%。但結(jié)構(gòu)和工藝比較復(fù)雜。起動(dòng)機(jī)的要求（1）起動(dòng)時(shí)應(yīng)該平順，起動(dòng)機(jī)的齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪齒圈嚙合要柔和，不應(yīng)發(fā)生沖擊；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，起動(dòng)機(jī)的小齒輪應(yīng)能自動(dòng)打滑或脫離嚙合；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，起動(dòng)機(jī)的小齒輪不能再進(jìn)入嚙合，防止發(fā)生沖擊。（4）起動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、工作可靠； 常規(guī)起動(dòng)機(jī)直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制裝置（也稱電磁開關(guān)）三部分組成。常規(guī)起動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的嚙合關(guān)系常規(guī)起動(dòng)機(jī)的組成 把點(diǎn)火開關(guān)旋至起動(dòng)檔時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩開始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電磁開關(guān)把傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的小齒輪推出，使其與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪齒圈嚙合，這樣就把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞給飛輪，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng) 第一節(jié) 直流串

3、磁式電動(dòng)機(jī)一、組成直流電動(dòng)機(jī)由磁極、電樞、換向器和外殼等組成 1.磁極磁極的作用是產(chǎn)生電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需要的磁場，它由固定在機(jī)殼上的磁極鐵心和磁場繞組組成為了增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，磁極的數(shù)量較多，一般多為4極。勵(lì)磁繞組的內(nèi)部電路連接方法勵(lì)磁繞組一端接在外殼的絕緣接線柱上，另一端與兩個(gè)非搭鐵電刷相連2、電樞 由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵心和電樞繞組組成，磁場繞組和電樞繞組一般采用矩形斷面的裸銅線繞制。換向器裝在電樞軸上，它由許多換向片組成。換向片嵌裝在軸套上，各換向片之間均用云母絕緣。 3、電刷 電刷和換向器配合使用用來連接磁場繞組和電樞繞組的電路，并使電樞軸上的電磁力矩保持固定方向。電刷裝在端蓋上的電刷架中

4、，電刷彈簧使電刷與換向片之間具有適當(dāng)?shù)膲毫σ员３峙浜?二、工作原理 直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理是通電的導(dǎo)體在磁場中會(huì)受電磁力作用，電磁力的方向遵循左手定則。三、 直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定條件下電機(jī)所能提供的功率指電刷間輸出的額定電功率發(fā)電機(jī)指軸上輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)：是指輸出額定電壓；電動(dòng)機(jī)：是指輸入額定電壓。在額定工況下，電機(jī)出線端的平均電壓在額定電壓下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對應(yīng)的電流在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速 此外，電機(jī)銘牌上還標(biāo)有其它數(shù)據(jù)，如勵(lì)磁電壓、出廠日期、出廠編號(hào)等。 電機(jī)運(yùn)行時(shí)，所有物理量與額定值相同電機(jī)運(yùn)行于額定狀態(tài)。電機(jī)的運(yùn)行電流小于額定電流欠載運(yùn)行；運(yùn)

5、行電流大于額定電流過載運(yùn)行。長期欠載運(yùn)行將造成電機(jī)浪費(fèi)，而長期過載運(yùn)行會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命。電機(jī)最好運(yùn)行于額定狀態(tài)或額定狀態(tài)附近，此時(shí)電機(jī)的運(yùn)行效率、工作性能等比較好。對應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時(shí)的勵(lì)磁電流指直流電機(jī)的勵(lì)磁線圈與電樞線圈的連接方式勵(lì)磁方式四、串激直流電動(dòng)機(jī)的特性1、電動(dòng)機(jī)中電流越大，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩越大。2、 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，電樞線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢就越大，電流也隨之下降 1.轉(zhuǎn)矩特性電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩隨電樞電流變化的關(guān)系，稱轉(zhuǎn)矩特性。M=f（IS）即在磁路未飽和時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨電流的平方而增加。串激直流電動(dòng)機(jī)在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速、電流和轉(zhuǎn)矩，將會(huì)自動(dòng)發(fā)生相應(yīng)

6、變化，以滿足負(fù)載變化需要。在磁路未飽和時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨電流的平方而增加2.機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，隨轉(zhuǎn)矩而變化的關(guān)系稱為機(jī)械特性，即n=f（M）的函數(shù)關(guān)系。輕載轉(zhuǎn)速高，重載轉(zhuǎn)速低的特性，可以保證起動(dòng)安全可靠 串激直流電動(dòng)機(jī)有軟的機(jī)械特性，即當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，它的轉(zhuǎn)速迅速下降，電磁轉(zhuǎn)矩迅速增大。這個(gè)特性特別適合于做起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 串激直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線3.功率特性式中M扭矩（Nm）；n轉(zhuǎn)速（r/min）。在磁路未飽和時(shí)，電樞電流IS增大時(shí)，磁通也增大，故其轉(zhuǎn)速n隨IS的增加而迅速下降。有軟的機(jī)械特性 即在磁路未飽和時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨電流IS的平方而增加。起動(dòng)機(jī)功率在IS= ISmax/2時(shí)起動(dòng)機(jī)功率達(dá)到

7、最大值。該最大值也常被作為起動(dòng)機(jī)的額定功率。串激式直流電動(dòng)機(jī)的特性曲線在起動(dòng)機(jī)起動(dòng)的瞬間，電樞轉(zhuǎn)速為零，電樞電流達(dá)到最大值，力矩也相應(yīng)達(dá)到最大值。使發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)變得很容易。這就是汽車起動(dòng)機(jī)采用串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的主要原因。串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)在輸出力矩大時(shí)，電樞電流也大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨電流的增加而急劇下降；反之，在輸出力矩較小時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速又隨電樞電流的減小而很快上升。串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)具有輕載轉(zhuǎn)速高，重載轉(zhuǎn)速低的特性，對保證起動(dòng)安全可靠是非常有利的，是汽車上采用串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要原因。電動(dòng)機(jī)完全制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和輸出功率為零，力矩達(dá)到最大值?？蛰d時(shí)電流最小，轉(zhuǎn)速最大，輸出功率也為零。當(dāng)電樞電流接近制動(dòng)電流一半時(shí)，

8、電動(dòng)機(jī)輸出功率最大。五、影響起動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩的因素1.接觸電阻和導(dǎo)線電阻的影響導(dǎo)線過長及截面積過小，起動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩減小。2.蓄電池內(nèi)阻的影響內(nèi)阻越小，起動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩可以增大。3.溫度的影響溫度的影響是通過溫度對蓄電池容量和內(nèi)阻的影響而影響起動(dòng)機(jī)功率的，故冬季應(yīng)對蓄電池采取有效的保溫措施。 在選擇起動(dòng)機(jī)時(shí)，必須確定的基本參數(shù)是：起動(dòng)機(jī)的功率、起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的傳動(dòng)比及蓄電池的容量。 一、功率起動(dòng)機(jī)必須具有足夠的功率。 式中 MQ發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)阻力矩（Nm）；nQ最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速（r/min）。第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的確定所謂發(fā)動(dòng)機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速，是指保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)的曲軸最低轉(zhuǎn)速。對于汽油發(fā)動(dòng)

9、機(jī)的可靠起動(dòng)，需要三個(gè)條件：汽缸中吸入可能著火的混合氣。壓縮行程終了時(shí)，混合氣要具有一定的溫度和壓力。點(diǎn)火裝置能發(fā)出足夠能量的火花。汽油機(jī)在020時(shí)，其最小起動(dòng)轉(zhuǎn)速一般為3540r/min。為了能更低轉(zhuǎn)速下工作，一般5070r/min。柴油機(jī)的最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速比汽油機(jī)要高，一般為100200r/min。 發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)阻力矩是指在最低起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩。它包括三部分：（1）摩擦力矩（2）壓縮損失力矩（3）慣性阻力矩, 發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失的力矩各型發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力矩，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)方法測定，也可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。0時(shí)起動(dòng)機(jī)所必須的功率為：汽油機(jī) P=（）L（kW）柴油機(jī) P=（）L（kW）式中 L發(fā)動(dòng)機(jī)排量（

10、cm3）。 二、傳動(dòng)比的選擇1.最佳傳動(dòng)比的確定所謂最佳傳動(dòng)比，就是起動(dòng)機(jī)工作在最在功率時(shí)所對應(yīng)的傳動(dòng)比。從特性曲線上找出與最大功率所對應(yīng)的起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n起，最佳傳動(dòng)比為 2.傳動(dòng)比的實(shí)際選擇傳動(dòng)比的選擇要受飛輪齒圈齒數(shù)Z發(fā)和起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù)Z起的限制。一般汽油機(jī)，起動(dòng)機(jī)與曲軸的傳動(dòng)比為1317，柴油機(jī)因起動(dòng)轉(zhuǎn)速較高，傳動(dòng)比為810。 三、蓄電池容量的確定蓄電池的容量必須與所裝汽車的用電系統(tǒng)相匹配。按起動(dòng)功率、蓄電池特性并考慮環(huán)境條件等因素可按以下公式進(jìn)行計(jì)算；式中：Pst起動(dòng)機(jī)功率(kW)；Ikd蓄電池短路電流(A)；Qe蓄電池額定容量(Ah)；UN蓄電池額定電壓(V)；n短路電流變化系數(shù)。

11、第三節(jié)汽車起動(dòng)機(jī)的控制裝置汽車起動(dòng)機(jī)的控制裝置包括電磁開關(guān)、起動(dòng)繼電器和點(diǎn)火起動(dòng)開關(guān)燈部件，其中電磁開關(guān)于起動(dòng)機(jī)制作在一起。 電磁開關(guān) 結(jié)構(gòu)與工作原理1.電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電磁開關(guān)主要由電磁鐵機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)開關(guān)兩部分組成。電磁鐵機(jī)構(gòu)由固定鐵心、活動(dòng)鐵心、吸引線圈和保持線圈等組成。固定鐵心固定不動(dòng)，活動(dòng)鐵心可以在銅套里做軸向移動(dòng)?；顒?dòng)鐵心前端固定有推桿，推桿前端安裝有開關(guān)觸盤，活動(dòng)鐵心后段用調(diào)節(jié)螺釘和連接銷與撥叉連接。銅套外面安裝有復(fù)位彈簧，作用是使活動(dòng)鐵心等可移動(dòng)部件復(fù)位 2.電磁開關(guān)工作原理當(dāng)吸引線圈和保持線圈通電產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，其電磁吸力相互疊加，可以吸引活動(dòng)鐵心向前移動(dòng)，直到推桿前端的

12、觸盤將電動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)接通勢電動(dòng)機(jī)主電路接通為止。當(dāng)吸引線圈和保持線圈通電產(chǎn)生的磁痛方向相反時(shí)，其電磁吸力相互抵消，在復(fù)位彈簧的作用下，活動(dòng)鐵心等可移動(dòng)部件自動(dòng)復(fù)位，觸盤與觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)主電路斷開。 起動(dòng)機(jī)電池搭鐵點(diǎn)火開關(guān)起動(dòng)繼電器線圈附加電阻線至分電器點(diǎn)火線圈點(diǎn)火開關(guān)蓄電池起動(dòng)機(jī)接線柱回位彈簧撥叉離合器電流表吸引線圈接線柱引鐵附加電阻線短路接柱電動(dòng)機(jī)接柱觸盤吸引線圈保持線圈 組成 主要由電動(dòng)機(jī)開關(guān)、電磁鐵機(jī)構(gòu)、起動(dòng)繼電器及起動(dòng)開關(guān)等四部分組成。構(gòu)造電動(dòng)機(jī)開關(guān)：功用：控制電動(dòng)機(jī)繞組電路。注：電動(dòng)機(jī)開關(guān)還包括熱變電阻短路開關(guān)。電磁鐵機(jī)構(gòu)：用以操縱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)開關(guān)的通斷。 起動(dòng)繼電器：用以控制

13、吸、 保線圈電路的通斷。 起動(dòng)開關(guān)：作用是控制起動(dòng)繼電器磁化線圈電路的通斷。 .電磁式操縱機(jī)構(gòu)的工作過程 起動(dòng)開關(guān)接通： a、首先接通起動(dòng)繼電器磁化線圈電路; b、電磁鐵機(jī)構(gòu)線圈電路接通； .吸引線圈電路： .保持線圈電路： c、驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪嚙合： d、電動(dòng)機(jī)電路接通，起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 e、當(dāng)兩齒輪相抵時(shí)，離合器的錐形（嚙合）彈簧起作用，保證先接通，后嚙合。 f、電動(dòng)機(jī)電路接通時(shí)，吸引線圈被短路，固定鐵芯只 靠保持線圈電流的磁場吸 力將活動(dòng)引鐵吸住。 g、在電動(dòng)機(jī)電路接通同時(shí)或稍早，附加電阻線被短路。、起動(dòng)開關(guān)斷開： a、起動(dòng)繼電器線圈電路斷電; b、保持線圈電流改道， （吸、保線圈電流方 向相反）起動(dòng)機(jī) 停止工作。、兩齒咬死不能分離時(shí)：分離彈簧起作用，使電動(dòng) 機(jī)開關(guān)先斷開，以保證驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪可靠分離。減速起動(dòng)機(jī)的控制電路2.汽車起動(dòng)系統(tǒng)電路實(shí)