项目四 启动系统的认知与检修.ppt

工程机械启动系统认知与检修 启动系统总课时6 理论4课时 实习2课时 启动系统概述 一 发动机的启动1 含义 使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程 叫发动机的启动 起动转矩 能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩 起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩 起动阻力矩与发动机压缩比 温度 机油粘度等有关 起动转速 能使发动机起动的曲轴最低转速称为起动转速 在0 20 时 汽油机的起动转速为30 40r min 柴油机的起动转速为150 300r min 2 起动条件 3 起动方式 人力起动 起动最为简单 只须将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内 以人力转动曲轴 电动机起动 电动机起动是用电动机作为机械动力 当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时 动力就传到飞轮和曲轴 使之旋转 电动机本身又用蓄电池作为电源 辅助汽油机起动 只用于大功率柴油机上 一 起动机的分类1 按磁场产生的方式分类 1 激磁 电励 磁起动机 常用 2 永磁起动机 小型车和越野车用 2 按操纵机构分类 1 直接操纵式起动机 极少采用 2 电磁操纵式起动机 广泛采用 减速起动机 小型车和越野车用 3 永磁起动机 小型车和越野车用3 按传动机构啮入方式分类 1 惯性啮合式起动机 极少采用 2 强制啮合式起动机 广泛采用 3 减速式起动机 正在普及 起动机的分类与型号 起动机的图片 起动机的构造与型号起动机的构造 直流电动机 通电产生转矩 传动机构 传递转矩操纵机构 控制转矩的产生和传递时机 字母 数字 数字 数字 字母 产品代号 功率等级代号 电压等级代号 设计序号 变型代号 起动机的型号 3 功率等级代号 数字表示 1 1kw以下 2 1 2kw 3 2 3kw 4 3 4kw 5 4 5kw 6 5 6kw 7 6 7kw 8 7 8kw 9 8kw QD124 工作电压12V 功率1 2kw 第4次设计的普通型起动机 2 电压等级代号1 12V 2 24V 1 产品代号QD普通型起动机QDJ减速起动机QDY永磁起动机 一 直流电动机的结构特点与工作原理 机壳 磁极 励磁绕组 电枢 电刷及电刷架 前端盖 后端盖 轴承等 1 机壳 2 磁极四个磁极 固装在机壳内 通电励磁后形成不同的磁极极性 3 励磁绕组励磁绕组数量与磁极相配 铜条绕制 1 磁极 机壳 磁极 励磁绕组 一 直流电动机的结构特点 在直流电动机中 励磁绕组与电枢绕组的连接方式可分为 串励式 并励式和复励式三种形式 磁场 磁场与磁路 2 电枢 铁心 硅钢片叠成 外缘切口形成线槽 电枢轴上制有螺旋键槽 驱动传动机构 电枢轴尾部有限位圈 换向器 由电刷和电枢轴上的整流子组成 用来连接磁场绕组与电枢绕组 3 电刷架与机壳 四只电刷 铜石墨制成 安装在电刷架内 两只绝缘 两只搭铁 电刷架铆装在前端盖 电刷架铆装在支撑板上 支撑板与外壳绝缘 电刷装置 两个正电刷与端盖绝缘 两个负电刷直接接铁 由铜粉 80 90 和石墨粉 10 20 压制而成 电能 机械能 通电线框在磁场中会旋转运动 转动方向取决于磁极磁场方向和线框通入的电流方向 线框输出的转矩与下列因素有关 二 直流电动机的工作原理 M Cm IS 点此观看录像 电磁转矩M 电机结构常数Cm 磁通量 电枢电流IS 磁场采用电磁场 电动机采用串激式 为了增大转矩 采用多个磁极作磁场 为了实现连续运转和增加转动的平稳性 采用多个线框按不同角度排列 换向片随线框转动 电刷固定不动 从而保证固定的旋转方向 三 直流电动机转矩自动调节过程 1 电压平衡方程式 2 转矩调节过程 电动机负载增大 电枢轴上的阻力转矩增大 电枢转速降低 反电动势随之减小 电枢电流增大 电磁转矩又随之增大 直至电磁转矩增加到与阻力转矩相等为止 此时电动机将以比原转速较低的转速平稳运转 通电导体在磁场中运动切割磁力线方向与通入电流相反 阻碍电流流动 反电动势Ef U Ef IsRs 特性曲线特点 轻载转速高 重载转速低 起动转矩大 该特点恰好满足起动发动机的需要起动初 阻力矩最大 n 0 Is最大 输出转矩最大 恰好适应 起动中 阻力矩减小 但n上升 Is减小 输出转矩减小 转速升高 更便于起动 1 转矩特性2 机械特性3 功率特性 起动机的工作特性 起动机的电磁转矩 转速 功率 和电流之间关系称为起动机的工作特性 一 起动机的工作特性曲线 1 转矩特性 当电枢在电磁转矩的作用下转动时 电枢绕组在转动的同时由于切割磁力线而产生感应电动势 根据右手定则可判定其方向与电枢电流Is的方向相反 故称为反电动势 这样 外加电压U除一部分降落在电枢绕组的电阻Rs和励磁绕组的电阻Rf上外 另一部分则用来平衡反电动势Ef即 在磁路末饱和时 串励式直流电动机的电磁转矩M与电枢电流Is的平方成正比 但在磁路饱和时 磁极磁通量 为常数 电磁转矩与电枢电流成直线关系 如图3 16所示的M曲线 由可知 当电枢电流相同时 串励式直流电动机产生的电磁转矩比并励式直流电动机产生的电磁转矩 M CIs 要大得多 这是工程机械设备起动机采用串励式直流电动机的原因之一 2 转速特性 由电动机的电压平衡方程式可知 起动机的转速为由上式可知 电动机轻载时Is小 转速高 电动机重载时Is大 转速低 特点 1 具有轻载转速高 重载转速低 2 重载转速低 使起动安全可靠 3 轻载时易造成电枢绕组飞散 3 功率特性 起动机的输出功率P kW 可以通过测量电枢轴上的输出转矩M和电枢的转速n来确定 即从上式可以看出 在完全制动 n 0 和空载 M 0 两种情况下 起动机的输出功率都等于零 如图3 16中P曲线所示 在Is接近全制动电流一半时 起动机的输出功率最大 因为起动机工作时间很短 所以允许在最大输出功率状态下工作 通常把起动机的最大输出功率称为起动机的额定功率 影响起动机功率的使用因素 1 接触电阻主要指蓄电池的极桩与起动电缆线 起动电缆线与搭铁 接触盘与主接线柱内侧触头 起动机电刷与换向器片等接触不良 导致起动主电路电阻增大 起动电流下降 使起动机功率下降 另外起动机的电缆线不要随意更换 最好使用与车型配套的电缆线 否则电缆线过长 过细都会使电阻增大 使起动机输出功率下降 2 蓄电池的容量蓄电池的容量愈小 则内阻愈大 起动电流下降 使起动机输出功率下降 所以在使用蓄电池时 要经常保持蓄电池充足电 3 温度温度低时会引起蓄电池的内阻增大 容量下降 导致起动机输出功率下降 功用 单方向传递转矩 在起动时 它保证起动机的动力能够通过飞轮传递给曲轴 起动完毕 发动机开始工作时 立即切断动力传递路线 使发动机不可能反过来通过飞轮驱动起动机以高速旋转 起动机的传动装置的结构 一 滚柱式单向离合器的结构特点 减速增扭 小齿轮驱动大齿轮 设置单向离合器 单向离合器型式 滚柱式 摩擦片式 弹簧式 3 滚柱式离合机构 组成 安装在电枢轴上 靠螺旋键结合 起动时 驱动齿轮主动 飞轮被动 滚柱位于腔室窄端 电枢轴产生的转矩被传至飞轮 二 滚柱式单向离合器的工作过程 1 启动发动机时传递动力 2 启动发动机后切断动力 发动机起动后 飞轮带动驱动齿轮高速旋转 滚柱被带向腔室宽端 将驱动齿轮与电枢轴联系切断 2 摩擦片式单向离合器 起动左移运转右移打滑过载打滑 2 摩擦片式单向离合器 摩擦片式单向离合器的最大输出转矩是可调节的 增减调整垫圈5的片数 可以改变内接合鼓9左端面与弹性圈3之间的间隙 调节起动机的最大输出转矩 摩擦片式单向离合器可以传递较大的转矩 应用于大功率起动机上 但是在使用过程中 摩擦片磨损后 传递的转矩将会下降 因此需要经常调整 而且其结构复杂 3 弹簧式单向离合器 弹簧式单向离合器的原理是通过扭力弹簧的径向收缩和放松来实现分离和接合 弹簧式单向离合器结构简单 成本低 使用寿命长 但由于扭力弹簧的轴向尺寸较长 一般只应用在大功率起动机上 起动机的操纵机构 分类 直接操纵和电磁操纵作用 控制起动机主电路的通 断和驱动齿轮的啮合与退回 同时短路点火系的附加电阻 电磁式操纵机构 1 电磁开关的结构特点 控制电动机电路的接通和切断 控制驱动齿轮与曲轴飞轮的啮合和分离 内装固定铁心和引铁 引铁前端驱动触盘 后端拉动拨叉 外绕吸引线圈和保持线圈 一 电磁开关 吸拉线圈 保持线圈 组成主要由电动机开关 电磁铁机构 起动继电器及起动开关等四部分组成 构造 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 电磁铁机构 用以操纵传动机构动和电动机开关的通断 起动继电器 用以控制吸 保线圈电路的通断 二 起动继电器 继电器 继电器是一种利用小电流控制大电流的电器装置 1 功能型继电器用于实现某种控制功能 如闪光继电器 间歇刮水继电器等 2 电路控制继电器用于实现电路接通与切断状态的转换 如起动继电器 减荷继电器 灯光继电器 喇叭继电器等 四脚触点常开继电器 继电器 四脚触点常闭继电器 五脚继电器 起动开关 作用是控制起动继电器磁化线圈电路的通断 电磁式操纵机构的工作过程 起动开关接通 a 首先接通起动继电器磁化线圈电路 b 电磁铁机构线圈电路接通 吸引线圈电路 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 g 在电动机电路接通同时或稍早 附加电阻线被短路 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 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 点火开关拨至起动档位 继电器线圈通电 触点闭合 吸 保线圈通电 引铁前移 电动机电路接通 并带动驱动杠杆绕其销轴转动 同时驱动齿轮与飞轮啮合 使齿轮移出与飞轮齿圈啮合 同时 由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组 电枢开始转动 齿轮在旋转中移出 减小冲击 启动系统的工作过程一 启动发动机时起动系统工作情况 如果齿轮与飞轮齿端相对 不能马上啮合 此时弹簧压缩 当齿轮转过一个角度后 齿轮与飞轮迅速啮合 当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时 短路线路接通 吸引线圈被短路 失去作用 保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置 二 发动机启动后起动系统工作情况 点火开关退出起动档位 继电器线圈断电 触点张开 吸 保线圈断电 引铁后移 电动机电路切断 附加电阻开关断开 驱动齿轮与飞轮分离 起动机的使用与维修一 起动机的正确使用 1 每次不超过5秒 二次间歇15秒 三次应检修故障 2 变速器应在停车档或空档 起动机的分解方法 常见起动机的分解 1 拆下电磁开关和起动机定子的连接线 取下电磁开关 2 拆下前端盖上的小螺钉 再拧下组装长螺栓 穿心螺栓 将前端盖取下 3 用专用铁勾拆下电刷 取下电刷架 4 拆下起动机定子总成 5 从前端盖内拆下拨叉 取出电枢总成和离合器 起动机零部件的检修 一 磁场绕组的检修 1 磁场绕组断路的检修 2 磁场绕组搭铁的检修 二 电枢的检修 2 电枢绕组搭铁的检修 1 电枢绕组断路的检修 电枢绕组与换向器的脱焊检查 换向器的表面是否光洁 表面厚度不得小于2mm 用手推进柱塞 再松手 柱塞应能快速回位 三 电磁开关的检修1 检查弹簧复位功能 2 吸引线圈和保持线圈的检修检测接线柱的导通情况 吸拉线圈与保持线圈电阻为1欧姆左右 四 单向