8发动机启动系解析

1、第一节第一节 概述概述一、发动机的启动一、发动机的启动 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混和气燃烧膨胀做功，推动活塞向下气缸内的可燃混和气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动称为发动机的启动机的启动。完成启

2、动过程所需的装置，称为。完成启动过程所需的装置，称为发动机发动机的启动系的启动系。第八章第八章 发动机启动系发动机启动系 启动转矩：能够克服启动阻力，使曲启动转矩：能够克服启动阻力，使曲转旋转的最低转矩称为启动转矩。启动阻力矩与转旋转的最低转矩称为启动转矩。启动阻力矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。 1. 1. 启动条件启动条件 启动启动阻力包括：摩擦阻力矩、压缩阻力矩、惯阻力包括：摩擦阻力矩、压缩阻力矩、惯性阻力矩。性阻力矩。 启动转速：能使发动机启动的曲轴启动转速：能使发动机启动的曲轴最低转速称为启动转速。在最低转速称为启动转速。在0 02020时

3、，汽时，汽油机的启动转速为油机的启动转速为303040 r/min40 r/min，柴油机的，柴油机的启动转速为启动转速为150150300r/min300r/min。启动机传给发动机的转速要大于发启动机传给发动机的转速要大于发动机的最低转速。动机的最低转速。 若低于这个转速，汽油泵供油不足，气若低于这个转速，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，导使压缩行程的散热损失和漏气损失增加，导致发动机不能启动。致发动机不能启动。2. 2. 启动方式启动方式 人力启动：人力启动：启动最为简单，只须将启动启动最为

4、简单，只须将启动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的启动爪手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的启动爪内，以人力转动曲轴。内，以人力转动曲轴。 电动机启动：电动机启动：电动机启动是用电动机作电动机启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，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。使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。 柴油机用汽油机启动柴油机用汽油机启动 ：由于汽油机的起由于汽油机的起动性能好，且可以长时间带动柴油机运转，还可动性能好，且可以长时间带动柴油

5、机运转，还可用汽油机加热冷却水和排出的废气预热主机，减用汽油机加热冷却水和排出的废气预热主机，减少启动阻力。少启动阻力。二、汽、柴油机冷启动辅助装置二、汽、柴油机冷启动辅助装置启动辅助装置启动辅助装置电热塞电热塞进气预热器进气预热器启动液喷射装置启动液喷射装置启动减压装置启动减压装置 在寒冷地区和严寒季节启动发动机时，由在寒冷地区和严寒季节启动发动机时，由于机油粘度增高，启动阻力矩增大，同时燃料汽于机油粘度增高，启动阻力矩增大，同时燃料汽化性能变坏，蓄电池的工作性能降低，使发动机化性能变坏，蓄电池的工作性能降低，使发动机启动困难。为此，常采用一些可以改善燃料着火启动困难。为此，常采用一些可以改

6、善燃料着火条件和降低启动转矩的辅助装置。条件和降低启动转矩的辅助装置。一般用在涡流室或预热一般用在涡流室或预热室式柴油机的燃烧室。室式柴油机的燃烧室。 启动发动机之前，首先接启动发动机之前，首先接通电热塞的电路，电阻丝通电热塞的电路，电阻丝通电后迅速将发热体钢套通电后迅速将发热体钢套加热到红热状态，使气缸加热到红热状态，使气缸内的空气温度升高，从而内的空气温度升高，从而可以提高压缩终了时混合可以提高压缩终了时混合气的温度。气的温度。电热塞通电的时间，一般电热塞通电的时间，一般不超过不超过1min1min。发动机启动。发动机启动后，应立即将电热塞断电。后，应立即将电热塞断电。进气预热器进气预热器

7、一般用在中、小功率柴油一般用在中、小功率柴油机上。装在进气管道内，机上。装在进气管道内，用于预热进气。用于预热进气。 启动发动机时，预热器开启动发动机时，预热器开关接通后，电热丝通电发热关接通后，电热丝通电发热并加热阀体，阀体受热伸长并加热阀体，阀体受热伸长带动阀心下移，其锥形端离带动阀心下移，其锥形端离开进油孔。燃油流人阀体内开进油孔。燃油流人阀体内腔受热而汽化，从阀体的内腔受热而汽化，从阀体的内腔喷出，并被炽热的电热丝腔喷出，并被炽热的电热丝点燃生成火焰喷人进气管道，点燃生成火焰喷人进气管道，使进气得到预热。使进气得到预热。 3.3.启动液喷射装置启动液喷射装置当低温启动柴油机时，将喷射罐

8、倒置，罐口对准喷当低温启动柴油机时，将喷射罐倒置，罐口对准喷嘴上端的管口，轻压启动液喷射罐打开其端口上的嘴上端的管口，轻压启动液喷射罐打开其端口上的单向阀，则启动液通过单向阀、喷嘴喷入发动机进单向阀，则启动液通过单向阀、喷嘴喷入发动机进气管，并随吸入进气道的空气一道进入燃烧室。由气管，并随吸入进气道的空气一道进入燃烧室。由于启动液是易燃燃料，可在较低的温度下迅速着火，于启动液是易燃燃料，可在较低的温度下迅速着火，点燃喷入燃烧室的柴油。点燃喷入燃烧室的柴油。4.4.启动减压装置启动减压装置第二节第二节 启动机启动机一、组成一、组成 一般由直流电动机、传动机构和控制机构组成。一般由直流电动机、传动

9、机构和控制机构组成。 直流电动机常采用串激直流电动机，其特点直流电动机常采用串激直流电动机，其特点是低速时转矩很大，随转速是低速时转矩很大，随转速nn，转矩，转矩TT，这一，这一特征非常适合发动机启动的要求。特征非常适合发动机启动的要求。 汽油机用启动机汽油机用启动机 功率为功率为1.5kw1.5kw 电压为电压为12v 12v 柴油机用启动机柴油机用启动机 功率为功率为5kw5kw 电压为电压为24v24v 直流电动机（启动机）直流电动机（启动机）二、直流电动机的构造二、直流电动机的构造 1.1.启动电动机均采用直流电动机。最常见的启动电动机均采用直流电动机。最常见的就是直流串激式电动机。就

10、是直流串激式电动机。2.2.功用功用 直流电动机时将电能转变为机械能的设备。直流电动机时将电能转变为机械能的设备。 3.3.原理原理 载流导体在磁场中受到电磁力作用会发生运载流导体在磁场中受到电磁力作用会发生运动。动。4.4.直流电机由机壳、磁极、电枢、换向器及直流电机由机壳、磁极、电枢、换向器及电刷装置等组成。电刷装置等组成。1 1）磁极：）磁极： 产生磁场，由铁心和磁场绕组组成，产生磁场，由铁心和磁场绕组组成，磁场绕组产生的极性是相互交错的。磁场绕组产生的极性是相互交错的。2 2）电枢和换向器：）电枢和换向器：电枢是产生电磁转矩的核心部件，主要由电枢是产生电磁转矩的核心部件，主要由电枢轴、

11、电枢铁心、电枢绕组和换向器组电枢轴、电枢铁心、电枢绕组和换向器组成。成。换向器的作用是把通入电刷的直流电流转换向器的作用是把通入电刷的直流电流转变为电枢各绕组中导体所需的电流。变为电枢各绕组中导体所需的电流。3 3）电刷：）电刷： 电刷与电刷架的作用是将电流引入电电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机。动机。4 4）端盖）端盖 分为前后两个端盖。前端盖一般用钢分为前后两个端盖。前端盖一般用钢板压制而成，后端盖用铸铁浇铸，二者之板压制而成，后端盖用铸铁浇铸，二者之间用长螺栓与启动机机壳紧固在一起。间用长螺栓与启动机机壳紧固在一起。电电启启动动机机拆拆解解三、控制机构三、控制机构 （操纵机构）（操纵

12、机构）直接操纵直接操纵：由驾驶员通过启动踏板和杠杆机构直接操：由驾驶员通过启动踏板和杠杆机构直接操纵启动开关并使传动齿轮副进入啮合。结构简单、使纵启动开关并使传动齿轮副进入啮合。结构简单、使用可靠、但操作不便，且当驾驶员座位距启动机较远用可靠、但操作不便，且当驾驶员座位距启动机较远时难以布置，目前以很少使用。时难以布置，目前以很少使用。 电磁操纵电磁操纵（远距离操纵）：由驾驶员通过启动开关操（远距离操纵）：由驾驶员通过启动开关操纵继电器（电磁开关），而由继电器操纵启动机电磁纵继电器（电磁开关），而由继电器操纵启动机电磁开关和齿轮副或通过启动开关直接操纵启动机电磁开开关和齿轮副或通过启动开关直接

13、操纵启动机电磁开关和齿轮副。关和齿轮副。 布置灵活、使用方便、适宜于远距离操布置灵活、使用方便、适宜于远距离操纵。目前，车用汽油机或柴油机均采用电磁操纵式启纵。目前，车用汽油机或柴油机均采用电磁操纵式启动机。启动机齿较与飞轮齿圈传动比为动机。启动机齿较与飞轮齿圈传动比为101015 15 。 电磁式操纵机构电磁式操纵机构电磁式操纵机构电路图电磁式操纵机构电路图电磁式操纵机构电路工作图电磁式操纵机构电路工作图 启动机电磁操纵机构主要由吸引线圈、保持线启动机电磁操纵机构主要由吸引线圈、保持线圈、驱动杠杆、启动开关接触片等组成。圈、驱动杠杆、启动开关接触片等组成。 四、传动机构（离合机构）四、传动机

14、构（离合机构） 启动机应该只在启动时才与发动机曲轴相启动机应该只在启动时才与发动机曲轴相联，而当发动机开始工作之后，启动机应立即与曲联，而当发动机开始工作之后，启动机应立即与曲轴分离。否则，随着发动机转速的升高，将使启动轴分离。否则，随着发动机转速的升高，将使启动机大大超速，产生很大的离心力，而使启动机损坏机大大超速，产生很大的离心力，而使启动机损坏（启动机电枢绕组松弛，甚至飞散）。因此，启动（启动机电枢绕组松弛，甚至飞散）。因此，启动机中装有单向离合机构。在启动时，它保证启动机机中装有单向离合机构。在启动时，它保证启动机的动力能够通过飞轮传递给曲轴；启动完毕，发动的动力能够通过飞轮传递给曲轴

15、；启动完毕，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启动机以高速旋转。不可能反过来通过飞轮驱动启动机以高速旋转。 滚柱式离合机构是常用的离合机构。滚柱式离合机构是常用的离合机构。1.1.滚滚柱柱式式单单向向离离合合器器驱动齿轮驱动齿轮5 5与发与发动机飞轮齿圈啮动机飞轮齿圈啮合，同时启动机合，同时启动机通电，转矩由电通电，转矩由电枢轴传递到离合枢轴传递到离合器外环器外环4 4，滚珠，滚珠弹簧弹簧2 2压迫滚珠压迫滚珠3 3滚向逐渐收缩的滚向逐渐收缩的豁口，滚珠楔紧豁口，滚珠楔紧驱动齿轮。这样，驱动齿轮。这样，驱动齿轮驱

16、动齿轮5 5和离和离合器外环合器外环4 4锁定锁定在一起，启动机在一起，启动机转矩传递到发动转矩传递到发动机飞轮齿圈而启机飞轮齿圈而启动发动机。动发动机。 2.2.摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器3.3.弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器五、启动过程五、启动过程 启动时，接通启动开关，启动机电路通电，继启动时，接通启动开关，启动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由于吸引线齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同

17、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。在旋转中移出，减小冲击。 如果齿轮与飞轮齿端相对，不能马上啮合，此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，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线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。置。六、减速启动机六、减速启动机 在启动机的电枢轴与驱动小齿轮之间装有齿在启动机的电枢轴与驱动小齿轮之间装有齿轮减速器的启动机称为减速启动机。当启动机功轮减速器的启动机称为减速启动机。当启动机功率一定时，提高电机转速，降低转矩，可以减小率一定时，提高电机转速，降低转矩，可以减小其体积。因此，在采用小型、高速、低转矩的启其体积。因此，在采用小型、高速、低转矩的启动机时，靠装在电机轴上的齿轮减速器（速比为动机时，靠