汽车用起动机介绍

1、起动机 起动机工作原理 起动机结构及主要部件功能 起动机应用,The starter motor is a device that converts electrical power from the batteries to mechanical power for supplying the initial force of rotation that is necessary for starting the engine.起动机是一种将蓄电池电能转换为机械能来提供初始旋转力以起动发动机的装置。 The parts for the engine start 组成发动机起动系统的部件 电力

2、起动系简称起动系，由蓄电池、起动机和起动控制电路等组成. 起动控制电路包括起动按钮或开关、起动继电器等。 -BATTERY : Provides the electrical power for starting the engine -KEY SWITCH : Controls electrical power from the battery to the SOLENOID -SOLENOID : Moves the RING GEAR into engagement with the flywheel if it gets the KEY SWITCH SIGNAL -STARTING

3、MOTOR : Converts from electrical power to mechanical power in order to drive the FLYWHEEL.,起动机功能,在常温一般条件下，4冲程发动机建立起工作循环的转速要求为： 汽油发动机：80 - 120 rpm 柴油发动机：100 - 150 rpm,四冲程发动机工作过程,起动机工作原理,低转速,大力矩 (带动发动机曲轴),高转速,低力矩,起动机的小齿轮驱动,发动机的飞轮齿圈,=齿轮传动原理,起动机工作原理,工作直流电动机原理,直流电动机根据通电导体在磁场中受电磁力作用而发生运动的原理工作的。由于换向器的作用，使在

4、N极和S极之间，处于上、下面导体的电流方向保持不变，电磁力形成的转矩方向保持不变，使电枢始终按一定的方向转动。 电枢绕组虽然能按一定的方向转动，但是每当转到垂直位置时，都是依靠惯性转过，转动很不平稳，电磁力产生的电磁转矩也很小。为了增大电磁转矩和提高电动机的平顺性，实际使用的电动机采用了多组电枢绕组和多对磁极。对于结构一定的电动机，其电磁转矩M与磁极磁通和电枢电流I成正比，其数学表达式为： MCmI 式中 Cm电机结构常数，取决于电动机的结构。,起动系统线路图,Inverter Switch,Ignition Switch,Battery,Magnetic Switch,Starter Mot

5、or,Cranking Circuit - Blue Magnetic Switch Control Circuit - Green Solenoid Control Circuit - Red Charging Circuit - Blue/Black,起动系统线路图,1. 吸合过程,闭合起动钥匙开关 吸合线圈和保持线圈中通过电流 铁芯运动，通过拨叉将齿轮向外 移动,起动机工作过程,2. 保持过程,起动机电磁开关触片闭合 *起动机旋转 *吸合线圈断电 发动机起动,起动机工作过程,3. 结束过程,断开起动钥匙开关 吸合线圈和保持线圈通过相反 方向的电流 作用在铁芯上的电磁场相互抵消 回位弹簧将

6、铁芯推回至原位 电磁开关触片断开 起动机停止工作,起动机工作过程,电磁力矩,线束,蓄电池,电枢,行星齿轮减速比,单向齿轮离合器,外部与飞轮齿圈齿轮比,发动机负载力矩,发动机,发动机在此超越起动机,能量的转换与传递,影响起动性能的要素,发动机的型号并且冷态/热态区别,3个基本的要素决定了起动时的状态,蓄电池的型号-蓄电池的内阻,起动机的型号-电流，转速，力矩 的匹配,影响起动性能的要素,蓄电池,发动机,飞轮齿圈 齿轮比,起动机,连接线电阻,其他因素： 。 发动机润滑油 。 环境温度 。 其它等等,起动机分类和结构,CLASSIFICATION OF DRIVE TYPE 按驱动方式分类,直接驱动

7、,行星齿轮减速,偏心齿轮减速 外啮合式,偏心齿轮减速 内啮合式,起动机分类和结构,CLASSIFICATION OF FIELD TYPE 按激磁方式分类 WF: WOUND FIELD绕组励磁式 PM: PERMANENT MAGNET 永磁式 起动机的构造 起动机由串励直流电动机、传动机构和操纵机构三个部分组成 1、串励直流电动机 电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩。 主要由机壳 、磁极、电枢、换向器 、电刷等部分组成。 换向器的作用是把通入电刷的直流电源，转换为电枢绕组中导体所需要的交变电流 2、传动机构 传动机构又称起动机离合器、啮合器。传动机构的作用是在发动机

8、起动时使起动机轴上的小齿轮啮人飞轮齿圈，将起动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机起动后又能使起动机小齿轮与飞轮齿圈自动脱开。 3、操纵机构 操纵机构的作用是用来接通和断开电动机与蓄电池之间的电路，同时还能接入和切断点火线圈的附加电阻。,起动机分类和结构,永磁行星减速,永磁直驱,Wound Field,Gear Reduction Drive,起动机 励磁减速,ISPG开关集成式 起动机,起动机分类和结构,起动机-永磁减速,起动机结构图 重型减速,电枢: 电枢由电枢轴、电枢铁心、电枢绕组等组成，电枢的结构如图1-2所示，它的作用是产生电磁转矩 电枢铁心由硅钢片叠压而成，借花键压装在电枢轴上。电枢

9、绕组嵌装在铁心的槽内，绕组两端分别焊接在换向器的铜片上。为了得到较大的转矩，流经电枢绕组的电流很大，一般为200600A，因此电枢绕组采用横截面积较大的矩形裸铜线绕制。为了防止裸铜线绕组间短路，在铜线与铜线之间、铜线与铁心之间用绝缘性能较好的绝缘纸隔开。 换向器的功能是保证电枢绕组产生的电磁转矩的方向保持不变。换向器由铜片和云母片相互叠压而成，压装在电枢轴的一端，云母片使铜片间、铜片与轴之间均绝缘,电枢,定子,固定磁极和磁场线圈，产生N/S极磁场 磁极：由铁心和磁场绕组组成。其作用是产生磁场 磁场绕组产生的极性是相互交错的磁极一般是4 或6个，两对磁极相对交错安装在电动机定子内壳上。低碳钢板制

10、成的机壳也是磁路的一部分。励磁线圈可互相串联后再与电枢绕组串联，也可两两串联后并联再与电枢绕组串联，,电刷,电刷组件：电刷组件的功用是将电源电压引入电枢绕组，主要由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷架固定在电刷端盖上，电刷安放在电刷架内。电刷弹簧压在电刷上，其作用是保证电刷与换向器接触良好。 轴承：起动机的工作时间很短，一般采用青铜石墨轴承或铁基含油滑动轴承。减速起动机由于电枢的转速较高，采用滚柱轴承或滚珠轴承。,在发动机的循环工作转速建立起来后,使起动机的电枢与发动机飞轮脱离转速连接,A : 单向器套筒 B : 齿轮 C : 滚柱 D : 弹簧,起动机单向齿轮离合器,单向齿轮离合器,超速反拖的

11、危害 当发动机达到怠速和正常转速后，飞轮齿圈会瞬时将起动机的齿轮带动到非常高的转速 （从 40 到 60000 rpm).产生噪音并在电枢上巨大的离心力，导致电枢飞散。,单向离合器的功用是单方向传递力矩，即起动发动机时，将电动机的驱动转矩传递给发动机曲轴（传递动力）；当发动机起动后又能自动打滑（切断动力），以免损坏电动机,电磁开关,电磁开关:,电磁开关的作用是接通起动机电磁开关电路，使电磁开关通电工作。 在电磁开关的线圈中通过电流，铁质的铁芯就会在电磁力的作用下移动,起动机性能,起动机的工作特性,起动机性能,机械特性 电动机的转速n随电磁转矩M而变化的关系称为机械特性。 串励式电动机在输出转矩大时，电枢电流较大，电流随电动机转速的增加而急剧下降。反之，在输出转矩小时，电枢电流又随电动机转速的减小的而很快上升。 从机械特性看出，直流串励式电动机具有轻载转速高、重载转速低的特点。重载转速低，可以保证电动机在起动时（重载）不会超出允许的功率而烧毁，使起动安全可靠。这是起动机采用串励式直流电动机的另一原因。但由于其轻载或空载时转速很高，容易造成“飞散”事故。因此，对于功率较大的串励式直流电动机，不允许在轻载或空载下长时间运行。 功率特性 串励式起动机的