发动机起动系统.ppt

第九章 为了使静止的发动机进入工作状态 必须先用外力转动发动机曲轴 使活塞开始上下运动 即用手摇起动或绳拉起动 主要用于大功率柴油机的辅助汽油机的起动 或小功率发动机的作为后备起动装置 这种起动装置体积大 结构复杂 只用于大功率柴油的起动 是用电动机带动发动机曲轴旋转 它以蓄电池为电源 结构简单 起动迅速可靠 目前 几乎所有的汽车发动机都采用这种 在寒冷地区和严寒冬季 由于机油粘度增高 起动阻力矩增大 同时燃料汽化不良 起动性变坏 使发动机起动困难 为此 在冬季起动时应设法将进气 润滑油等加以预热 起动预热装置主要有进气预热装置 电热塞 起动预热锅炉 起动液喷射装置及起动减压装置等 电器 在进气道上安装进气预热器 当进气温度或冷却液温度低于一定值时 温控开关的触点闭合 继电器的线圈通电 触点吸合 接通电混合气预热器的电路 实现进气预热 当进气温度高于70度时温控开关的触点分开 电混合气预热器断电 停止预热 在涡流室式或预燃室式柴油机的燃烧室中可以安装预热塞 在起动时对燃烧室内的空气加以预热 常用的电热塞有开式电热塞 密封式电热塞等多种形式 如图为密封式电热塞结构示意 每缸一个电热塞 每个电热塞的中心螺杆并联与电源相接 发动机起动前首先接通电热塞的电路 电阻丝通电后迅速将发热体钢套加热到红热状态 使缸内的空气温度升高 从而提高压缩终了是的温度 使喷入气缸的柴油容易着火 电热塞通电时间一般不应超过1min 发动机起动后 应立即将电热塞断电 若起动失败 应停歇1min后再进行第二次起动 否则将降低电热塞的使用寿命 用电力起动机起动发动机几乎是现代汽车唯一的起动方式 电力起动机简称起动机 由 等组成 二 串励直流电动机直流电动机在直流电的作用下 产生旋转扭矩 接通起动开关起动发动机时 电动机轴旋转 并通过驱动齿轮和飞轮的环齿驱动发动机曲轴旋转 使发动机起动 直流电动机按磁场产生方式的不同分为永磁电动机和励磁电动机 励磁电动机又根据磁场绕组和电枢绕组连接方式 串联 并联及串 并联均有 的不同 分为串励电动机 并励电动机和复励电动机 由于串励直流电动机工作时 励磁电流与电枢电流相等 可以产生强大的电磁转矩 有利于发动机起动 同时它还具有低转速时产生的磁场大 电磁转矩随着转速的升高而减小的特性 使起动发动机时安全可靠 因此 被车用起动机广泛采用 串励直流电动机由电枢 磁极 换向器 机壳和端盖等组成 电枢用来在起动机通电时 与磁场相互作用而产生电磁转矩 电枢总成由换向器 铁心 绕组和电枢轴组成 磁极用来产生电动机运转所必须的磁场 它由磁极铁心和励磁绕组组成 换向器用来连接励磁绕组与电枢绕组的电路 并使处于同一磁极的电枢导体中流过的电流保持固定的方向 它由电刷和装在电枢轴上的整流子组成 三 传动机构1 传动机构的作用起动机的传动机构安装在电动机电枢的延长轴上 用来在起动发动机时 将驱动齿轮与电枢轴联成一体 使发动机起动 在发动机起动后 驱动齿轮的转速超过电枢轴的正常转速时 传动结构应使驱动齿轮与电枢轴自动脱开 防止电动机超速 2 传动机构的类型车用起动机的传动机构也称啮合机构 有如下类型 1 惯性啮合式传动机构 2 强制啮合式传动机构 3 电枢移动式啮合机构 接通起动开关起动发动机时 驱动齿轮靠惯性力的作用 沿电枢轴移出与飞轮啮合 使发动机起动 发动机起动后 当飞轮的转速超过电枢轴的转速时 驱动齿轮靠惯性力作用退回 脱离与飞轮环齿的啮合 接通起动开关起动发动机时 驱动齿轮靠杠杆机构的作用沿电枢轴移出与飞轮啮合 使发动机起动 起动后 切断起动开关 外力的作用消失后 驱动齿轮在回位弹簧的作用下退回 脱离与飞轮环齿的啮合 接通起动开关起动发动机时 在磁极磁力的作用下 整个电枢连同驱动齿轮移动与磁极对齐的同时 驱动齿轮与飞轮环齿进入齿轮啮合 发动机起动后 切断起动开关 磁极退磁 电枢连同驱动齿轮退回 脱离与飞轮环齿的啮合 3 超速保护装置 单向离合器 超速保护装置是起动机驱动齿轮与电枢轴之间的离合结构 也称单向离合机构 1 功用 是在发动机起动后 开始正常工作时 能立刻切断动力传递路线 使发动机不可能反过来驱动起动机 防止起动机因超速而损坏 2 单向离合器的分类有滚柱式单向离合器 弹簧式单向离合器摩擦片式单向离合器等多种形式 3 滚柱式单向离合器的结构由外座圈 内座圈 花键套筒 飞轮齿圈 滚柱 以及装在内座圈孔中的柱塞和弹簧等组成 驱动齿轮与外座圈联成一体 花键套筒与内座圈联成一体 并通过花键套装在起动机电枢的延长轴上 驱动齿轮 飞轮齿圈 4 工作原理接通起动开关起动发动机时 起动机的电枢连同内座按图中箭头方向旋转 由于摩擦力和弹簧的作用 滚柱被带到内 外座之间楔形槽窄的一端 将内 外圈联成一体 于是电枢轴上的转矩通过内座圈 楔紧的滚柱传递到外座圈和驱动齿轮 驱动齿轮与电枢轴一起旋转使发动机起动 发动机起动后 曲轴转速升高 飞轮齿圈将带着驱动齿轮高速旋转 当驱动齿轮和外座圈的转速超过内座圈和电枢轴转速时 在摩擦力的作用下 滚柱克服弹簧张力的作用滚向楔形槽宽的一端 使内 外座圈脱离联系而可以自由的相对运动 高速旋转的驱动齿轮与电枢轴脱开 防止了电动机超速的危险 驱动齿轮 串励式直流电动机的功率与电动机的转矩和转速成正比 可见 当提高电动机转速的同时降低其转速时 可以保持起动机的功率不变 因此 当采用高速 低转矩的串励式电动机作为起动机时 在功率相同的情况下 可以使起动机的体积和重量大大减小 但是 起动机的转矩过低 不能满足发动机起动的要求 为此 在起动机中采用高速 低转矩的直流电动机时 在电动机的电枢轴与驱动齿轮之间安装齿轮减速器 可以在降低电动机转速的同时提高其转矩 减速起动机的齿轮减速器有如图的三种不同形式 它取消了传统起动机中的磁场绕组和磁极铁心 使起动机的结构简化 体积和重量大大减小 可靠性提高 并节省了金属材料 如图所示 为奥迪100型轿车所采用的永磁起动机示意图 其结构如图所示 永磁减速起动机的体积和重量可以进一步减小 目前已经得到广泛应用 第九章发动机起动系统