02起动系统.ppt

1、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，完成起动所需要的装置叫起动系统。现代汽车的起动系统主要由蓄电池、点火开关、起动继电器、起动机等组成。,第二章 起动系统,第一节 起动机的结构原理,电力起动机由直流电动机、传动机构和控制装置组成，其主要功用是用电力来起动发动机。,(1)直流电动机将蓄电池电能转换成电磁力矩； (2)传动机构 在发动机起动时，将电动机的电磁力矩传递给发动机飞轮； 当发动机起动后，使起动机与发动机自动脱离； (3)控制装置 用来控制电动机电路的通断，以及传动机构的工作。,1、拨叉 2、电磁开关 3、定子 4、电刷 5、电枢 6、离合器 7、驱动齿轮,强制啮合式

2、起动机,永磁式起动机,1、拨叉 2、电磁开关 3、离合器 4、前端盖 5、壳体,6、电枢 7、定子 8、电刷 9、后端盖,减速式起动机,直流电动机是将电能转变为机械能的设备。为了产生强大的电磁转矩，现代汽车起动机一般采用串激式直流电动机，即电动机的励磁绕组与电枢绕组用串联的方式连接。,一、直流电动机,电枢绕组,励磁绕组,直流电动机主要由机壳、磁极、电枢、换向器及电刷等部分组成。机壳多由钢管制成，前、后各配一个端盖，用于支承其他零件。,1、端盖 2、电刷架 3、接线柱 4、电枢,5、磁极固定螺钉 6、磁极铁心 7、磁极绕组 8、电刷,1基本结构,电枢是直流电功机的转动部分，用于产生电磁转矩，由铁

3、芯、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。,电枢,电枢铁心由外圆带槽的硅钢片叠成，压装在电枢轴上；电枢绕组一般都采用较粗的矩形截面的裸体铜线绕制而成，并且多采用波绕法，以便结构紧凑，能通过较大的电流，获得较大的电磁力矩。 电枢轴上除了安装有铁心和换向器之外，还制有螺旋键槽，以便安装传动装置，电枢轴两端通过轴承支撑在起动机前后端盖上。,换向器的作用是将直流电输入电枢绕组，并保证磁极线圈有效边中的电流方向维持不变。 换向器由一定数量的燕尾形铜片组成，并用轴套和压环组装成一个整体，压装在电枢轴上，各铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母或硬塑料片绝缘。电枢绕组各线圈的两端焊接在相应铜片的接线突缘上。 国产

4、起动机换向器的云母片一般不低于铜片，但许多进口汽车起动机的换向器云母片却低于铜片。, 磁极,磁极的作用是在电动机中产生磁场，它由铁心和磁场绕组组成。铁心用螺钉固定在壳体的内壁上，其上套有磁场绕组。磁场绕组用矩形截面的裸铜条绕制。 一般起动机上装有4个（2对）磁极，在大功率起动机（超过7.5kw）中，为增大起动机的电磁力矩有的装6个（3对）磁极。,4个磁场绕组的连接方法主要有两种，一种是4个相互串联，另一种是两串两并，即先将两个串联后再并联。 两串两并连接既可以充分发挥铁心的导磁性能，又可以减少电能损耗，有利于增大电枢起动电流，提高起动转矩，因此应用广泛。 不论采用哪一种连接方式，其4个磁场绕组

5、所产生的极性必须是相互交错的。,相互串联,两串两并, 电刷,电刷的作用是将电流引至换向器，使电枢产生定向转动力矩。一般用铜和石墨粉压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借助于弹簧压力紧压在换向器上。,电动机内装有四个电刷架，一般其中两个电刷架与机壳直接相接构成电路搭铁，称为搭铁刷架；另外两个电刷架与机壳绝缘，称为绝缘刷架。,直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中会受到电磁力的作用，由于两个有效边受到的电磁力大小相等、方向相反，线圈将在电磁力矩作用下绕轴线旋转，换向器的作用是保证某一磁极下的线圈有效边中电流方向维持不变。,2工作原理,直流电动机的电磁转矩M，与磁极磁通和电枢电流

6、Is的乘积成正比，即 M = Cm Is其中Cm电机结构常数,电枢在旋转过程中，运动的线圈切割磁力线产生电动势，由于它始终与外加电压和电流的方向相反，因此称为反电动势E，其大小为： E = Ce n 其中n电枢转速在外加电源U作用下，电枢回路的电压平衡方程式为：U = E + Is Rs 其中Rs电枢回路的内阻 则电枢电流为： Is=（U - E）/ Rs,负载阻力矩nEIsM直至电磁转矩减至与阻转矩相等电机拖动负载以较高转速平稳运转； 负载阻力矩nE Is M直至电磁转矩增至与阻转矩相等电机拖动负载以较低转速平稳运转。,自动调节作用,3工作特性,1转矩特性 直流电动机电磁转矩M随电枢电流Is

7、变化的关系称为转矩特性，又称为起动特性。 2机械特性 电动机的转速n和电磁转矩M的函数关系称为机械特性，又称转速特性。 3功率特性 电动机的输出功率P与电枢电流Is的函数关系称为功率特性。起动机额定功率一般为电动机最大输出功率。,起动机转矩M 、转速n 、功率P随电枢电流Is变化的关系曲线称为起动机的特性曲线。起动瞬间，电枢转速为零，起动机处于完全制动状态。,轻载高速、重载低速,二、起动机的传动机构,起动机的传动机构主要由驱动齿轮、单向离合器等组成，安装在电枢轴上，并能沿轴向滑动。部分起动机的传动机构还包括减速装置。 起动时，通过传动机构，起动机将电枢轴的电磁力矩传给发动机飞轮，使发动机起动；

8、起动后，发动机转速提高，传动机构自动退出与飞轮的啮合或打滑，保护起动机电枢不致飞散。,1滚柱式单向离合器,1一驱动齿轮 2一单向离合器外壳 3一十字块 4一滚柱 5一弹簧与压帽 6一垫圈 7一护盖 8一花键套筒 9一弹簧座 10一缓冲弹簧 11一传动套筒 12一卡簧,驱动齿轮1与外壳2连成一体，外壳内装有十字块3，十字块与花键套筒8固连，在外壳和十字块之间形成的四个楔形槽内分别装有一套滚柱4、压帽与弹簧5，护盖7将它们扣合在外壳内。在花键套筒8的外面装有缓冲弹簧10及移动套筒11。整个单向离合器总成可以在电枢轴上作轴向移动。,发动机起动时，单向离合器在传动拔又的作用下沿电枢轴移动，使驱动齿轮啮

9、入飞轮齿圈，然后起动机通电，电枢轴通过花键套筒带动十字块一同旋转，这时十字块转速高，外壳转速低，滚柱在摩擦力作用下滚入楔形槽的窄端而越楔越紧，很快使外壳与十字块同步运转。,发动机起动后，曲轴转速升高，飞轮变成主动件，带动驱动齿转和外壳旋转，使外壳转速较高，十字块转速较低，滚柱在摩擦力作用下滚入楔形槽的宽端而失去传递扭矩的作用，即产生打滑现象。,1.优点 滚柱式单向离合器结构简单，体积小，工作可靠，在使用过程中不需要进行调整。 2.缺点 滚柱式单向离合器在传递大扭矩时，滚柱易变形而卡死失效，使传递的扭矩受到限制。,2摩擦片式单向离合器,1一拔叉环 2一主动盘 3一卡环 4一锁圈 5一被动盘 6一

10、压盘 7一调整垫圈 8一主动摩擦片 9一被动摩擦片 10一驱动齿轮轴套 11一后端盖 12一挡圈 13一锥面盘 14一半园卡环15一保险弹性垫圈 16一承推环,大功率的起动机上多采用摩擦片式单向离合器，它通过摩擦片的压紧和放松来实现离合。,主动盘2外圈上的缺口与主动摩擦片8外缘的凸起部分结合。被动盘5内有左螺旋线槽，与驱动齿轮轴套10的螺旋键槽相配合，盘外键槽与被动摩擦片9内缘凸起部分结合。驱动齿轮轴套装在电枢轴的光滑部分，可以转动也可以轴向移动。,起动时，由于发动机阻力大，驱动齿轮和轴套开始并不转动，从而迫使被动盘沿驱动齿轮轴套的螺旋键槽转动，并向左移动，将相间排列的主、被动摩擦片压紧。,起

11、动后，驱动齿轮被飞轮带着高速旋转，超过了电枢的转速，被动盘在惯性作用下，沿驱动齿轮轴套的螺旋槽反向转动，并向右退出，使主动摩擦片和从动摩擦片分开而防止电机超速。,摩擦片式单向离台器能传递较大转矩，但摩擦片磨损后，磨擦力会大大降低，故需经常调整。,3弹簧式单向离合器,1-驱动齿轮 2-挡圈 3-月形圈 4-扭力弹簧 5-护圈 6-联接套筒 7-垫圈 8-缓冲弹簧 9-移动衬套 10-卡环,扭力弹簧的两端各有1/4圈内径较小，并分别箍紧在齿轮柄和联接套筒上。当起动机带动曲轴旋转时，扭力弹簧扭紧，包紧齿轮柄与联接套筒。 发动机起动后，驱动齿轮的转速高于起动机电枢，扭力弹簧放松，驱动齿轮1只能在电枢轴

12、的光滑部分上空转而起单向离台器的作用。 弹簧式单向离合器的优点是结构简单、工艺简化、寿命长，成本低。但扭力弹簧圈数多，轴向尺寸较长，不能用在小型起动机上。,驱动齿轮,联接套筒,扭力弹簧,三、起动机的控制机构,起动机的控制机构也称为操纵机构，它的作用是控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的移出与退回。 现代汽车普遍采用电磁操纵式控制机构，通过控制电路和起动机上的电磁开关、拨叉、回位弹簧等装置，完成对起动机主电路和驱动齿轮的控制。,电磁开关,第二节 起动机的控制电路,1起动继电器；2点火开关；3起动机,由于起动机电磁开关通电时电流较大，若直接通过点火开关控制，点火开关会因此而烧蚀。因此，现代汽车的起

13、动机控制电路中普遍装用了起动继电器，避免起动机电磁开关的电流直接通过点火开关。,为保证发动机起动后，能使起动机立刻自动停止工作避免长时间空转，并且在发动机工作时实现自锁，以防误操作接通起动开关打坏驱动齿轮和飞轮齿环，部分汽车设有驱动保护电路。,1起动继电器控制电路,1一吸引线圈； 2一保持线圈； 3一黄铜套筒； 4一回位弹簧；5一活动铁心； 6一拨叉；7一触点顶杆； 8一固定铁心； 9一接触盘；10一点火线圈；11一起动开关；12一起动继电器,继电器触点闭合时，E接线柱同时向吸引线圈和保持线圈供电，两线圈产生同方向磁场，磁化铁心，吸引触点顶杆前移。,继电器触点断开时，H接线柱同时向吸引线圈和保持线圈供电，两线圈产生反方向磁场，电磁力相互削弱，活动铁心在回位弹簧作用下迅速复位。,2复合继电器控制电路,起动继电器的触点是常开的，它的作用是控制起动机电磁开关的工作。保护继电器的触点是常闭的，它的磁化线圈一端搭铁，一端接至发电机的中性点，承受交流发电机中性点电压，其作用是保护起动机并控制充电指示灯。 当中性点电压达到规定值后，保护继电器线圈里的电流使铁心产生足够的吸引力吸开触点，切断起动继电器线圈电路