汽车发动机起动系统实验装置的设计

I摘 要 使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程，叫发动机的起动。起动机的主要作用是将蓄电池的电能转换为机械能，产生电磁转矩，并将转矩传给发动机飞轮，带动发动机起动运转。起动开关用于接通起动机电磁开关烧电路，以使电磁开关通电工作。汽油发动机的起动开关与点火开关组合在一起，即点火开关设有起动档。起动继电器用于保护起动开关，防止大的电流直接通过起动开关而使之烧蚀。起动机在使用过程中，要定期对其进行检查、测试，以便于发现故障隐患，及时排除，使起动机保持良好的工作状态，延长起动机的使用寿命。起动机发生故障时，通过测试，能快速、准确地查找出故障发生的原因和部位。通过实验掌握起动机的试验方法，掌握起动机不运转故障的判断排除方法，掌握起动机运转无力故障的判断与排除方法，以便于以后快速、准确地查找故障发生的原因和部位。关键词：起动机；测试；电磁开关；故障；电磁转矩IIABSTRACTThe engine is the transition from the resting state to a working state of the whole process, which is called engine starting. The main role of the starting system is to battery electric energy to mechanical energy conversion. And it produces the electromagnetic torque, and a torque is transmitted to the engine flywheel, drive the engine starting operation. Starting switch for switching starter electromagnetic switch firing circuit, so that the electromagnetic switch work. Gasoline engine starting switch and the ignition switch are combined together, namely the ignition switch is provided with a starting gear. The starting system relay starting switch for protection, to prevent large current directly through the starting switch and the ablation.Starter during use, regularly inspect, test, in order to facilitate the discovery of hidden trouble, eliminated in time, make the starter to maintain good working condition, prolonging the service life of the starter. Starter fault, through testing, can quickly, accurately find out the fault causes and parts.Through experiments in starter test method, master the starter not running fault exclusion method, master the starter powerless running fault diagnosis and removal method, in order to quickly, accurately locate fault cause and site.Key words: Starter; Testing; Electromagnetic switch; Fault; Electromagnetic torque目录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪 论 .11 1 立题背景及研究意义 .11.1.1 立题背景 .11.1.2 研究意义 .11.2 国内外发展情况 .21.2.1 国内情况 .21.2.2 国外情况 .21.3 发展趋势综述 .32 关于现代汽车的起动系统 .52.2 起动机 .52.2.1 起动机的构成与功能 .52.2.2 起动机的分类与形式 .52.3 起动系统设计要点 .72.3.1 起动功率的选择目前处于经验类比和试验验证阶段 .72.3.2 传动比的选择 .82.3.3 安装尺寸的确定 .82.3.4 起动机的尺寸要素 .92.3.5 电路设计 .92.3.6 起动机基本性能和蓄电池选择 .92.4 起动机保护继电器 .92.5 低温起动装置 .103 起动机以及相关技术的发展 .123.1 现状 .123.2 产品型式发展 .123.3.1 起动机性能参数化分析 .143.3.2 起动机优化设计 .143.3.3 起动机 CAE 技术 .153.3.4 其它方面 .153.4 起动机性能自动检测技术 .153.4.1 第一代设备 .163.4.2 第二代设备 .163.5 研究展望 .164 研究的大概内容 .184.1 技术改进 .184.2 技术应用 .184.3 使用的技术 .194.3.1 自身性能 .194.1.2 起动发电机的一体化 .205 设计的基础 .215.1 足够大的起动力矩 .215.2 足够高的起动转速 .216 发动机起动技术 .226.1 发动机低温起动技术 .226.1.1 发动机进气预热技术 .226.1.2 发动机预热技术 .236.2 发动机高温起动技术 .237 实验内容 .257.1 起动机试验 .257.1.1 空转试验 .257.1.2 全制动试验 .257.2 主要操作步骤及工作要点 .267.2.1 空载试验 .267.2.2 全制动试验 .267.2.3 电磁开关的试验 .267.2.4 起动机不转故障的判断与排除 .277.2.5 起动机运转无力故障的判断与排除 .28结 论 .29致 谢 .30参 考 文 献 .3111 绪 论11 立题背景及研究意义1.1.1 立题背景使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程，叫发动机的起动。起动机的主要作用是将蓄电池的电能转换为机械能，产生电磁转矩，并将转矩传给发动机飞轮，带动发动机起动运转。起动开关用于接通起动机电磁开关电路，以使电磁开关通电工作。汽油发动机的起动开关与点火开关组合在一起，即点火开关设有起动档。起动继电器用于保护起动开关，防止大的电流直接通过起动开关而使之烧蚀。起动机在使用过程中，要定期对其进行检查、测试，以便于发现故障隐患，及时排除，使起动机保持良好的工作状态，延长启动机的使用寿命。起动机发生故障时，通过测试，能快速、准确地查找出故障发生的原因和部位。1.1.2 研究意义汽车在使用过程中总会出现这样或者那样的问题，这时候汽车发动机起动系统就扮演着一个很重要的角色。起动机不运转或者起动机运转无力，都会使发动机无法正常起动。汽车发动机常用的起动方式有人力起动和电力起动两种。人力手摇起动方式最简单，但不方便，目前仅在部分汽车上作为后备起动方式而保留。电力起动方式采用点火开关控制起动机，由于操作简便、起动迅速可靠、重复起动能力强，因此为现代汽车广泛采用。汽车起动机是汽车起动系统的关键部件。它通过将蓄电池的电能转化为机械能, 克服发动机阻力矩, 将静止状态的发动机发动起来, 使汽车能够进入正常运行。因此, 其质量优劣将直接影响到汽车整车的起动和使用性能。汽车起动机同时又是一个有一定技术含量的机电一体化部件, 其内部一般包括串激式直流电动机、传动机构和控制装置等。由于起动机的功能重要而工作条件较差, 故对其设计、加工、装配工艺及性能检测均有较高的要求。虽然我国汽车起动机的年产量巨大, 行业规模也在不断扩大, 但其整体产品质量和市场竞争力却处于一个相对低的水平。通过对汽车发动机起动系统实验装置的设计，可以进行空载实验和全制动实验，了解和掌握起动机不运转故障的判2断排除方法和起动机运转无力故障的判断排除方法，以使起动机在出现故障时可以快速解决故障，使汽车能够正常地工作，给人们的工作和生活带来很大的便利。1.2 国内外发展情况1.2.1 国内情况随着汽车工业技术水平的不断进步。 汽车起动机正朝着小型轻量化和装配自动化方向发展。现在汽车上广泛采用体积小、转速高、转矩大的起动机,。这类起动机包括刚性啮合式起动机、永磁起动机和减速型起动机等。其中，前两者主要用在安装空间较小的车辆上，用量不大。而减速型起动机则应用最广、发展最快。代表着现在汽车起动机发展的主流。事实上, 我国绝大多数汽车起动机制造厂家的现状是:a.在产品设计方面, 没有完全自主的设计能力, 对影响其产品性能的各种参数没有充分了解;b.在材料、制造工艺水平、质量提高方面依靠经验和实际试验较多, 借助现代计算机辅助技术较少, 故其产品质量优化周期较长; c.在起动机性能检测方面, 集成度、通用性、自动化程度不高, 有的还相当落后, 处于手工或半自动检测的水平。因此, 目前很有必要对国、内外起动机及相关技术的发展研究概况进行总结, 并针对我国汽车起动机行业的现状提出一些新的研究课题。目前, 我国减速型起动机的发展非常迅速, 其产量已经达到汽车起动机年总产量的60% 以上, 并且还在逐年递增。但其质量水平难以显著提高, 因为这与起动机相关技术的发展息息相关。国内在汽车起动机性能参数分析与品质优化方面的研究工作主要涉及汽车起动机的性能参数化分析、电磁系统优化设计、元件设计探讨、质量问题与故障分析、材料与制造工艺研究等内容。1.2.2 国外情况QD1225型起动机是为上海大众汽车公司桑塔纳轿车配套产品,其派生型号QD1 -225A型,配套于第一汽车制造厂从美国引进的克莱斯勒轿车发动机。广州标致轿3车以及微型汽车。该起动机在研制和生产过程中,消化、吸收国外在起动机设计、制造上的先进技术,结合该厂多年来在起动机制造中积累的经验,采用多种新技术、新工艺、新材料、使产品达到大众公司的要求。QD1225型起动机系12伏、0.95千瓦、重量4.7千克、比功率为202瓦/千克(名义比功率)。保用起动次数3万次,各种性能试验项目都是按照大众汽车公司提供的TL-VW981试验条件进行,工装样品得到大众公司认可。该产品的重量,可靠性以及其他性能,均达到了工业先进国家同类型产品水平,在国内属第一流。主要关键技术特点：1采用全塑料换向器,提高了耐性;2电柜绝缘处理应用环氧树酯滴漆工艺;3导线间采用钎焊工艺;4若干种零件采用低炭钢或碳合金钢冷挤成型工艺;5若干种零件采用塑料制成。QD2827起动机是为重型柴油机配套开发的新一代大功率起动机(额定功率8.1KW),适用于采用排量为8-16L柴油机的重型载重汽车、豪华型大客车、大型工程机械及发电机组。该项目针对传统国产柴油机用起动机存在的电磁开关易烧蚀、离合器打滑、齿轮啮合不可靠、转子甩锡、产品密封性能差等技术、质量问题,在设计、加工工艺和质量控制等方面均采取了有效技术措施。该产品在国内率先采用国外大功率起动机普遍使用的悬臂棘轮式单向离合器结构,开发出含碲复合材料触点的电磁开关,应用了钎焊连接导线,磁极冷拉成型等先进制造技术。按QS9000要求,依照APQP管理程序对QD2827起动机实施了产品质量先期策划和控制,所开发的产品具有结构紧凑,输出功率大,起动性能和可靠性好,使用寿命长等特点。在开发过程中获得实用新型专利一项,外观专利二项。该机自2000年开发成功,经过近两年的不断改进和开发,已形成一个系列,十余个不同品种,分别为康明斯、斯太尔、卡特匹勒、D6114、D6135、D6130等大功率柴油机配套。截止2002年底累计生产122389台,取得了显著经济效益和社会效益。1.3 发展趋势综述汽车起动机的市场按照供需方式可分为两类，一是主机配套市场，二是社会维修配件市场。根据国家经济发展规划和西部大开发的战略。“十一五”期间我国汽车工业将会有一个较大的发展，并主要在轿车、微型车、重型车上，作为汽车的一个重要部件，起动机的类型、功率范围、数量、特别是技术水平和质量在“十一五”期间都必将有一个大的跳跃式的发展。随着汽车起动机的新设计、新结构的采纳，新工艺、新材料的应用，新装置、新构想的实现，汽车起动机正朝4着小型轻量化、设计制造信息化和性能检测自动化方向发展，将把新型起动机、新型汽车推向新的理想境地。起动机今后的发展必须满足层出不穷的新型汽车品种，随着汽车整车的优化设计水平不断提高，对起动机的设计制造也提出了更高要求。在近期，汽车工业将主要以节能、环保为主题，同时在可靠、安全、舒适等方面出现一次大的技术变革和突破。而随着科学技术日新月异的高速发展，尤其是各种高性能原材料的不断出现和应用，C A D、C A M技术、新加工技术、自动控制技术、自动检测技术的广泛应用和提高，作为汽车关键部件的起动机将随着科技技术的高速发展，新的加工技术、自动控制技术、自动检测技术及计算机技术的广泛应用而不断提高，并依然朝着小型、轻量、大功率输出、长寿命的方向发展。52 关于现代汽车的起动系统2.1 起动系统的构成和性能现代汽车发动机起动系统的构成及其电气线路见图 1。发动机从停止转入工作状态，必须借助外力带动曲柄连杆机构运动，完成可燃混合气的压缩，才能开始点火燃烧或者自燃。产生外力使发动机从静止状态进入工作状态的装置或者系统即是发动机的起动系统。起动系统的部件均安装在发动机上或其附近, 与发动机有关部件连接传动。采用单线制低压直流电, 标称电压为 12 V 或 24 V。发动机的起动性能与环境温度有密切关系, 环境温度降低 , 起动性能变差。另外, 还与发动机燃烧原理和燃烧方法等有关, 一般汽油机的起动性能比柴油机的起动性能好。发动机的起动性能可以用一般起动性能和低温起动性能来表示。汽油机在环境温度不低于(-103) 、柴油机在环境温度不低于 (- 53) 时具有的起动性能称为一般起动性能; 发电机在环境温度为(-205) 或更低时具有的起动性能称为低温起动性能。为了保证起动机起动成功, 提高发电机低温起动性能是起动装置设计与研究的重要课题。2.2 起动机2.2.1 起动机的构成与功能起动机的构成如图2 所示。其中串激式直流电动机的作用是产生驱动转矩。传动机构的作用是,发动机起动时使起动机驱动齿轮移动和飞轮齿环啮合将起动机转距传给发电机曲轴;在发动机起动后,使驱动齿轮打滑与飞轮齿环自动脱开。电磁开关用来接通和切断电动机与蓄电池之间的电路,在汽油车上,还具有接入和短接点火线圈附加电阻的作用。电磁开关按结构可分为螺线管式和继电器式两类。 2.2.2 起动机的分类与形式( 1) 按控制机构分为直接操纵和远距离操纵两种。前者装用机械开关,已很少采用;后者装用电磁开关。(2) 按磁场形式分为电磁场和永磁磁场两种。前者又称为电磁式起动机,后者又称为永磁式起动机。6(3) 按电枢轴转速与起动机驱动齿轮轴转速比分为传动起动机和减速起动机。前者电枢转速等于起动机驱动齿轮轴转速(同轴),后者电枢转速高于起动机驱动齿轮轴转速。(4) 根据减速起动机，有啮合齿轮、内啮合齿轮和行星齿轮三种。其中前者驱动齿轮总长较短,中者电机轴与驱动齿轮轴间的距离较短,后者与传统起动机形状相同,安装性较好。1.起动继电器触点 2.起动继电器线圈 3.开关 4、5.起动机开关接线柱 6.点火线圈附加电阻短路接线柱 7.导电片 8.接线柱 9.起动机接线柱 10.接触盘 11.推杆 12.固定铁心 13.吸引线圈 14.保持线圈 15.活动铁心 16.复位弹簧 17.调节螺钉 18.连接片 19.拨叉 20.定位螺钉 21.滚柱式单向离合器 22.驱动齿轮 23.限位螺母 24.附加电阻线( 白线1. 7 )图 2.1 起动机电气线路1. 前端盖 2. 机壳 3. 电磁开关 4. 调节螺钉 5. 拨叉 6. 后端盖 7. 限位螺钉 8. 单向离合器 9. 中盖 10. 中枢 11. 磁极 12. 磁场绕组 13. 电刷图 2.2 起动机构造72.3 起动系统设计要点2.3.1 起动功率的选择目前处于经验类比和试验验证阶段(1)为了保证发动机起动成功, 并满足GB/T 12535 的要求,起动机的起动转距M必须大于发动矩的80 % 95 %。(2) 压缩阻力矩,是指活塞受到压缩气体的阻力而形成的阻力矩,它取决于发动机的功率、排量和压缩比。(3) 惯性阻力矩,主要取决于曲轴、连杆、活塞,以及与曲轴相联系的各种辅助机构,如: 油泵、风扇及发电机等,在加速过程中的惯性力,及其所形成的阻力矩。发电机起动所必需的转矩可以用下式求得:Mc = CL式中: Mc起动转矩, ( Nm) ; L发动机排量, ( L);C 比例系数, 0时汽油机取3040, 柴油机取7075。汽车工程中, 发动机平均阻力矩由发动机低温起动试验验证。发动机起动转速必须大于发动机能够着火并自行运转的最低曲轴转速( nmin ) 。根椐上述条件可以计算出发动机的起动功率, P1 为:P 1= Mc . nmin/9550 ( kW)取起动机驱动齿轮与发动机飞轮齿环的转动效率为 ,则起动机功率 P2 为:P 2= P1( kW)工程计算一般取 = 0.85- 0.95。再参照表所列起动机功率等级标准规定的等级, 即可确定起动机的功率。如我公司研发的LL480QB 型直喷柴油机按上述公式计算:Mc= 127Nm, P 1=2.39kW, P2=2.8kW。确定为起动机功率3.0kW。其实验起动转速: 环境温度0以上为170-210r/min;环境温度- 5以下为200-250r/min。4L22B 型直喷柴油机经计算;Mc= 151Nm, P1=2.9kW, P2=3.41kW。确定为起动机功率3.07kW。其实验起动转速: 环境温度0以上为190250r/min; 环境温度- 5以下为270300r/min。KM496 型直喷柴油机经计算确定起动功率为3.7 kW。其实验起动转速: 环境温度0以上为170220r/min;环境温度- 5以下为200270r/min。8图 2.3 a)外齿轮减速式图 2.4 b)内齿轮减速式图 2.5 c)行星齿轮式（注：在图 2.3 a）、图 2.4 b)、图 2.5 c)中 Zs-主动齿轮； Z a-从动齿轮； Z i-行星小齿轮； M-电机；P-驱动齿轮；S-电磁开关）2.3.2 传动比的选择一般以最大功率点附近的起动机转速为依据设计起动系统的传动比, 并使拖动发动机的转速不低于发动机能够起动成功的转速。根椐起动机工作特性可知, 起动机最大功率点一般在1/2 Imax( 制动电流) 处。通常汽油发动机传动比为: 1317, 柴油发动机传动比为: 810。如我公司的LL480QB 及4L22B 型直喷柴油机起动传动比为108/11,115/11 两种,KM496 型直喷柴油机起动传动112/11。2.3.3 安装尺寸的确定起动机的安装尺寸应符合尺寸QC/T 28 的规定,各国起动机安装尺寸所采用的标准见表1。9表2.1 起动机功率等级与安装尺寸标准对照标准代号 JLS ISO SAE GB( QC/T)起动机功率等级 D1607 8856 J544 -安装尺寸 D5203 50、9548 J542 QC/T 28-922.3.4 起动机的尺寸要素起动机的齿轮要素应符合JB/T 1506- 1975 规定。起动机齿轮的硬度是齿轮的重要参数,它影响到驱动齿轮和飞轮齿环的耐磨性。通常日本规定起动机的驱动齿轮的硬度为5764HRC,飞轮齿环的硬度为5561HRC,我国则根据起动机驱动齿轮的不同材料而选择不同的硬度。采用合金结构钢制造时,经渗碳淬火后其表面硬度为5561HRC,渗碳深度为0.71.2mm;采用40号钢制造时,经高频淬火后其表面硬度为4048HRC,淬硬层厚度为12mm。2.3.5 电路设计起动机电路的设计应满足 QC/T 467- 1999 的要求, 见表 2。表 2.2 起动回路的电压降标称电压( V) Ud/100A( V) 使用条件6 0. 1212 0. 2024 0. 40好与一般12 0. 1024 0. 17恶劣2.3.6 起动机基本性能和蓄电池选择起动系统采用的起动机确定之后,可以从起动机产品技术条件中查出起动机空载性能参数( 电压、电流、转速) 、额定功率时的性能参数( 电压、电流、转速、转矩) 、制动性能参数( 电压、电流、力矩) 。再按QC/T 277 规定的试验规范获得起动机特性曲线。根据已知条件计算出起动机电枢回路的总电阻、制动电路和最大功率点电流( 起动机拖动发电机,发动机能够起动成功时起动机需要输入的电流) 。按照起动机低温起动电流合理选择蓄电池容量。选用的蓄电池低温放电电流,应大于起动机低温起动电流,并且其端电压在放电期间的前1530s时间内要稳定。一般采用起动用铅酸蓄电池,可以查阅GB5008. 1- 2005 进一步研究蓄电池性能。2.4 起动机保护继电器起动机保护继电器是为了防止驾驶员不规范操作,即发动机已起动,驾驶员还10不松开起动开关,致使起动机被发动机高速反拖损坏而设计的。图 2.6 起动保护电路其中继电器组是起保护作用的。当发动机起动后,发电机的电压随即迅速上升,由发电机“中性点”接线柱流出的电流( 中性点对地的电压,在任何时候都是发电机电枢电压的一半)，经过继电器“中性点”接线柱线圈W 2塔铁。当发动机起动进而转速接近怠速时,中性点的电压使线圈W 2产生的磁力足以使继电器组的衔接被吸下,K 2触电被打开切断了线圈W 1 的电流回路,触电随之断开,这就切断了起动机电磁开关线圈的电流,起动机齿轮啮合状态下退回,起动机停止工作, 不至于超速运转。当汽车发动机正在运转时,如果驾驶员误操作,而接通起动机,这是由于继电器触电K 2 处于断开状态,起动机不会工作,避免了起动机齿轮与飞轮齿圈的撞击及起动机的超速运转,起到了保护起动机及其单项离合器的作用。2.5 低温起动装置为了提高发动机的起动性能,起动系统中可装备专用起动装置,如低温起动装置(燃油蒸发器、注起动液装置及预热塞和加热器等)和保温装置(发动机罩、散热器保温装置及蓄电池保温器等) 。目前获得广泛应用的低温起动装置, 它是对发动机进气道加热的PTC(热敏陶瓷)进气预热起动器。使用该装置加上低温性能好的11蓄电池,可以使具有一般起动性能的发动机, 在环境温度为-35以下,使发动机起动成功。该装置预热排量46 L柴油机只需要48min 时间,加热器额定功率不高于960W,恒温功率小于280 W,峰值电流6075 A,恒温电流小于10 A。我公司研发的L系列、D系列柴油机,目前普遍采用的低温起动预热装置共分三种: 电热塞(用于涡流机型) 、火焰预热塞(主要规格: 电压12 V、24 V,功率(25010)W, 电流(201) A、空气加热器(主要规格: 电压12V、24V, 功率380W, 电流35A) 。实践证明前两种低温起动预热装置, 能获得较理想的低温起动性能。已受到市场的一致好评。图 2.7 预热起动器电气原理图1-指示灯 2-预热控制器 3-继电器 4-加热器 湖北理工学院 毕业设计（论文）123 起动机以及相关技术的发展3.1 现状虽然我国汽车起动机的年产量巨大, 行业规模也在不断扩大, 但其整体产品质量和市场竞争力却处于一个相对低的水平。事实上, 我国绝大多数汽车起动机制造厂家的现状是:(1) 在产品设计方面, 没有完全自主的设计能力, 对影响其产品性能的各种参数没有充分了解;(2) 在材料、制造工艺水平、质量提高方面依靠经验和实际试验较多, 借助现代计算机辅助技术较少, 故其产品质量优化周期较长;(3) 在起动机性能检测方面, 集成度、通用性、自动化程度不高, 有的还相当落后, 处于手工或半自动检测的水平。因此, 目前很有必要对国、内外起动机及相关技术的发展研究概况进行总结, 并针对我国汽车起动机行业的现状提出一些新的研究课题。3.2 产品型式发展随着汽车工业技术水平的不断进步, 汽车起动机正朝着小型轻量化和装配自动化方向发展。现在汽车上广泛采用体积小、转速高、转矩大的起动机, 这类起动机包括刚性啮合式起动机、永磁起动机和减速型起动机等。其中, 前两者主要用在安装空间较小的车辆上,用量不大,而减速型起动机则应用最广、发展最快, 代表着现在汽车起动机发展的主流。下图为减速型起动机系统的一般原理简图。当按下启动开关2, 启动继电器线圈3和触点4吸合,吸引线圈9和保持线圈10的电路接通。其电路为:蓄电池1 正极启动继电器3、4电磁开关接线柱5,然后分两路。一路为保持线圈10搭铁蓄电池负极;另一路为吸引线圈9起动机磁场绕组20搭铁蓄电池负极。活动铁芯11 在两个线圈吸力的共同作用下, 克服复位弹簧13 的弹力而向左移动, 带动拨叉12 将单向离合器14 推出与负载飞轮15 啮合。由于此时吸引线圈的电流流经磁场绕组和电枢绕组19, 能产生一定的电磁转矩。所以单向离合器的小齿轮是在缓慢旋转的过程中与负载飞轮啮合的。在齿轮啮合好的同时, 由于活 湖北理工学院 毕业设计（论文）13动铁芯的继续向左运动,使得接触盘8与主触点7 接通,于是蓄电池的电流流经起动机的电枢和磁场绕组, 产生较大的转矩,起动机正常启动,带动发动机旋转启动发动机。与此同时,吸引线圈被短路,齿轮的啮合位置由保持线圈的吸力来保持。当发动机被启动、松开启动开关的瞬间,保持线圈中的电流只能经吸引线圈构成回路。由于这两个线圈的绕向、匝数相同,此时它们所产生的磁通方向相反而相互抵消,于是活动铁芯在复位弹簧的作用下回至原位,单向离合器小齿轮退出啮合, 接触盘脱离与主触点的接触, 切断主回路, 起动机停止运转。由上可见,减速型起动机通过在电枢轴与传动轴之间增设一级减速机构,使得电机在同等输出功率的情况下可以将电枢转速提高, 将转矩减小。这样,电机的尺寸、材料消耗就可以大大减小, 整个起动机可以被设计得精致而紧凑,同时还能使蓄电池的负担减轻。一般减速型起动机的传动比在34左右,总质量比同等功率非减速型起动机减少约35%, 总长度能减少约29% 左右。目前, 我国减速型起动机的发展非常迅速, 其产量已经达到汽车起动机年总产量的60% 以上,并且还在逐年递增。但其质量水平难以显著提高,因为这与起动机相关技术的发展息息相关。图3.1 减速型起动机系统原理简图 湖北理工学院 毕业设计（论文）141-蓄电池; 2-启动开关; 3-启动继电器线圈; 4-启动继电器触点; 5-电磁开关接线柱; 6- 起动机主接线柱; 7-主触点; 8-接触盘; 9-吸引线圈; 10-保持线圈; 11-活动铁芯; 12-拨叉; 13-复位弹簧; 14-单向离合器; 15-负载飞轮; 16-螺旋花键轴; 17-内啮合式减速齿轮; 18-主动齿轮; 19-电枢; 20-磁场绕组3.3 相关技术发展3.3.1 起动机性能参数化分析关于汽车起动机设计、制造等方面的国外文献报道很少。国内在汽车起动机性能参数分析与品质优化方面的研究工作主要涉及汽车起动机的性能参数化分析、电磁系统优化设计、元件设计探讨、质量问题与故障分析、材料与制造工艺研究等内容。Chen Chaoying 等人在1999 年建立了某起动机直流电磁系统的数学模型, 并研究出了一种称为-RK-T. 新的数值方法用于对该起动机的性能进行动态仿真。Fe -rraris L. 等人则针对多磁极感应汽车起动机, 运用不同的方法对其铁损进行了参数化模拟和分析。在国内, 1994 年于明进通过