第三章-起动机

1、第三章第三章 起动机起动机汽车与交通学院汽车与交通学院严英严英1学习目标学习目标 n了解：起动机传动机构的分类。了解：起动机传动机构的分类。n理解：直流串励式电动机的结构与工理解：直流串励式电动机的结构与工作原理、新型起动机。作原理、新型起动机。n掌握：起动机的构造、起动机的工作掌握：起动机的构造、起动机的工作过程。过程。2第三章第三章 起动机起动机 概述概述构造和型号构造和型号直流串励式电动机直流串励式电动机传动机构传动机构控制装置控制装置1.1.新型起动机新型起动机3主要主要功用功用是是起起动发动发动机动机概述概述4概述概述发动机的起动性能评价指标：发动机的起动性能评价指标： 起动转矩起动

2、转矩最低起动转速最低起动转速起动功率起动功率起动极限温度起动极限温度5概述概述起动转矩起动转矩 起动机要有足够大的转矩来克服发起动机要有足够大的转矩来克服发动机初始转动时的各种阻力：动机初始转动时的各种阻力：1.1.摩擦阻力矩摩擦阻力矩2.2.压缩阻力矩压缩阻力矩3.3.惯性阻力矩惯性阻力矩 6概述概述1.1.发动机能够起动的最低发动机能够起动的最低曲轴转速曲轴转速。汽。汽油机常温起动转速为油机常温起动转速为3030 40r/min40r/min，柴油机的起动转速为柴油机的起动转速为150150300r/min300r/min。 2.2.起动机传给发动机的转速要大于发动起动机传给发动机的转速要

3、大于发动机的最低转速。机的最低转速。 最低起动转速最低起动转速 7起动功率起动功率 起动机所具有的功率应和发动机起起动机所具有的功率应和发动机起动所必需的起动功率相匹配动所必需的起动功率相匹配 环境温度低于起动极限温度时环境温度低于起动极限温度时，应采取起动辅助措施：加大蓄电，应采取起动辅助措施：加大蓄电池容量、进气加热、低温补偿。池容量、进气加热、低温补偿。起动极限温度起动极限温度概述概述8第三章第三章 起动机起动机 概述概述构造和型号构造和型号直流串励式电动机直流串励式电动机传动机构传动机构控制装置控制装置1.1.新型起动机新型起动机93.1 构造和型号构造和型号103.1 构造和型号构造

4、和型号n直流电动机直流电动机n传动机构传动机构n控制装置控制装置11起起动动机机组组成成3.1 构造和型号构造和型号12二、起动机的型号二、起动机的型号 根据中华人民共和国行业标准根据中华人民共和国行业标准QC/T73-1993QC/T73-1993汽汽车电气设备产品型号编制方法车电气设备产品型号编制方法规定，起动机的规定，起动机的型号如下：型号如下：1.1.产品代号产品代号 起动机的产品代号：起动机的产品代号：QDQD表示起动机；表示起动机；QDJQDJ表示减表示减速起动机；速起动机；QDYQDY表示永磁型起动机（包括永磁减速表示永磁型起动机（包括永磁减速型起动机）。型起动机）。3.1 构造

5、和型号构造和型号134.4.设计序号设计序号5.5.变型代号变型代号 例：例：QD1332 QD1332 6.6.汽油机用起动机功率为汽油机用起动机功率为1.5kw 1.5kw 电压为电压为12v12v 柴油机用起动机功率为柴油机用起动机功率为5kw5kw电压为电压为24v 24v 3.1 构造和型号构造和型号2.2.电压等级代号电压等级代号 1 1表示表示1212V V；2 2表示表示2424V V。3.3.功率等级代号功率等级代号14第三章第三章 起动机起动机 概述概述构造和型号构造和型号直流串励式电动机直流串励式电动机传动机构传动机构控制装置控制装置1.1.新型起动机新型起动机153.2

6、3.2 直流串励式电动机直流串励式电动机 直流电动机汽车起动机 传动机构 控制装置 串励式（汽车用最多） 直流电动机 并励式 （按磁场绕组与电枢 复励式绕组的连接方式的不同）（作用：产生转矩）16n串励直流电动机串励直流电动机构造构造n直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理n直流电动机的电磁转矩直流电动机的电磁转矩n直流电动机转矩自动调节原理直流电动机转矩自动调节原理3.23.2 直流串励式电动机直流串励式电动机173.2.1 串励直流电动机串励直流电动机构造构造 1-前端盖 2-电刷和电刷架 3-励磁绕组 4-磁极铁心 5-机壳 6-换向器 7-电枢 8-后端盖18磁极磁极普通起动机的磁极

7、及其绕组 1 一定子铁芯 2一激磁绕组3.2.1 串励直流电动机串励直流电动机构造构造19磁极磁极磁场绕组两种磁场绕组两种接法：接法：1）四个串联）四个串联2）两个串联）两个串联 后再并联（后再并联（在导线截面在导线截面积相同的情积相同的情况下可增大况下可增大电流，提高电流，提高起动转矩）起动转矩）3.2.1 串励直流电动机串励直流电动机构造构造20电枢电枢组成：铁心、绕组、电枢轴和换向器组成：铁心、绕组、电枢轴和换向器功用：产生电磁功用：产生电磁 转矩转矩换向器换向器：把通入电刷的直流电源，转换为电枢绕：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组中导体所需要的交变电流 3.

8、2.1 串励直流电动机串励直流电动机构造构造21 电枢绕组安装在叠片外径边缘的槽内，绕组线匝分别接电枢绕组安装在叠片外径边缘的槽内，绕组线匝分别接到换向器铜片，电枢安装在电枢轴上。到换向器铜片，电枢安装在电枢轴上。 硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成。铁心的叠片结构可以减小涡流电流。3.2.1 串励直流电动机串励直流电动机构造构造电枢电枢22 电刷与电刷架电刷与电刷架：将电流引入电：将电流引入电动机。电刷装在动机。电刷装在电刷架内，借弹电刷架内，借弹簧压力将其紧压簧压力将其紧压在换向器上。正在换向器上。正极刷架绝缘，负极刷架绝缘，负极刷架搭铁。极刷架搭铁。3.2.1 串励直流电动机串励直流电动机构

9、造构造机壳机壳：大多数起动机机壳的一端有：大多数起动机机壳的一端有4 4个检查窗口。机壳中部个检查窗口。机壳中部有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相连有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相连23端盖端盖：分前、后两个，前端盖由钢板压制而成，它们：分前、后两个，前端盖由钢板压制而成，它们的中心均压装着青铜石墨的中心均压装着青铜石墨轴承套轴承套或铁基含油轴承套或铁基含油轴承套，外围有，外围有2 2个或个或4 4个组装螺孔。个组装螺孔。 后端盖上有拨叉座，前端盖内装有电刷架。后端盖上有拨叉座，前端盖内装有电刷架。3.2.1 串励直流电动机串励直流电动机构造构造24n串励直流电动

10、机串励直流电动机构造构造n直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理n直流电动机的电磁转矩直流电动机的电磁转矩n直流电动机转矩自动调节原理直流电动机转矩自动调节原理3.23.2 直流串励式电动机直流串励式电动机253.2.2 直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理1.1.功用功用 将电能转变为机将电能转变为机械能的设备。械能的设备。2.2.原理原理 载流导体在磁场载流导体在磁场中受到电磁力作用会中受到电磁力作用会发生运动。发生运动。 263.2.2 直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理根据“左手定则”带电导体在磁场中受到电磁力作用的原理而产生电磁转矩 27n串励直流电动机串励直流电动机构造

11、构造n直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理n直流电动机的电磁转矩直流电动机的电磁转矩n直流电动机转矩自动调节原理直流电动机转矩自动调节原理3.23.2 直流串励式电动机直流串励式电动机283.2.3 3.2.3 直流电动机的电磁转矩直流电动机的电磁转矩 电磁转矩电磁转矩M M取决于取决于磁通磁通、电枢电流电枢电流I Ia a的乘积，即的乘积，即M= CM= Cm mIIa a 其中其中C Cm m电机结构电机结构常数常数29n串励直流电动机串励直流电动机构造构造n直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理n直流电动机的电磁转矩直流电动机的电磁转矩n直流电动机转矩自动调节原理直流电动机转矩自动

12、调节原理3.23.2 直流串励式电动机直流串励式电动机30电枢旋转，产生反电动势电枢旋转，产生反电动势3.2.4 3.2.4 电磁转矩调节原理电磁转矩调节原理电压平衡方程式电压平衡方程式31 可见，当电动机负载发生变化时，电动机的转可见，当电动机负载发生变化时，电动机的转速转矩会自动的作相应的变化，以满足负载的速转矩会自动的作相应的变化，以满足负载的需要。机械特性软。需要。机械特性软。轻载-高速重载-低速3.2.4 3.2.4 电磁转矩调节原理电磁转矩调节原理32第三章第三章 起动机起动机 概述概述构造和型号构造和型号直流串励式电动机直流串励式电动机传动机构传动机构控制装置控制装置1.1.新型

13、起动机新型起动机333.3 起动机的传动机构起动机的传动机构1.1.作用作用发动机起动时，使起动机的驱动齿轮和发动机飞发动机起动时，使起动机的驱动齿轮和发动机飞轮齿环啮合，将电动机的转矩传给飞轮轮齿环啮合，将电动机的转矩传给飞轮发动机起动后，自动切断动力传递，防止电动机发动机起动后，自动切断动力传递，防止电动机被发动机带动，超速旋转而破坏。被发动机带动，超速旋转而破坏。起动机驱动齿轮与曲轴飞轮齿环之间的传动比很起动机驱动齿轮与曲轴飞轮齿环之间的传动比很大，在传动机构中设置了大，在传动机构中设置了单向离合器单向离合器，起动时传，起动时传递、切断联系。递、切断联系。343.3 起动机的传动机构起动

14、机的传动机构35传动机构组成：传动机构组成： 离合器（单向）：啮合、分离离合器（单向）：啮合、分离 拨叉：使离合器做轴向移动拨叉：使离合器做轴向移动离合器分类：离合器分类： 滚柱式滚柱式（使用最多）（使用最多） 弹簧式弹簧式 摩擦片式摩擦片式3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构36滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器1起动机驱动齿轮 2外壳 3十字块 4滚柱 5压帽与弹簧 6垫圈 7护盖 8花键套筒 9弹簧座 10缓冲弹簧 11移动衬套 12卡环单向离合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构373.3 起动机的传动机构起动机的传动机构38滚柱式滚柱式单向离单向离合器合器3.3 起动机的传动

15、机构起动机的传动机构39滚柱式滚柱式单向离单向离合器合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构403.3 起动机的传动机构起动机的传动机构弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器41小齿轮套筒小齿轮套筒主动套筒主动套筒扭力弹簧扭力弹簧垫圈垫圈缓冲弹簧缓冲弹簧固连拨环固连拨环3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器42起动时起动时3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构433.3 起动机的传动机构起动机的传动机构起动后起动后441 1） 起动时起动时: :n驱动齿轮与飞轮齿环啮合，电枢轴带动花键套筒驱动齿轮与飞轮齿环啮合，电枢轴带动花键套筒旋转，旋转，n摩擦力使离合弹簧

16、扭缩，直径缩小，抱紧两个套摩擦力使离合弹簧扭缩，直径缩小，抱紧两个套筒外圆表面，成为刚体。筒外圆表面，成为刚体。n电动机转矩经花键套筒，离合弹簧传给驱动齿轮电动机转矩经花键套筒，离合弹簧传给驱动齿轮，带动飞轮旋转。，带动飞轮旋转。3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构452 2）起动后起动后: :n飞轮带动驱动齿轮的转速高于花键套筒飞轮带动驱动齿轮的转速高于花键套筒n迫使弹簧扭力放松，使弹簧直径扩大迫使弹簧扭力放松，使弹簧直径扩大n驱动齿轮和花键套筒不再成为一刚体，可以相对驱动齿轮和花键套筒不再成为一刚体，可以相对滑动，避免了电动机超速危险。滑动，避免了电动机超速危险。3.3 起动机的传动机

17、构起动机的传动机构46摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构47摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构48摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构49起动时起动时摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构50起动后起动后摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器3.3 起动机的传动机构起动机的传动机构51第三章第三章 起动机起动机 概述概述构造和型号构造和型号直流串励式电动机直流串励式电动机传动机构传动机构控制装置控制装置1.1.新型起动机新型起动机523

18、.4 起动机的控制装置起动机的控制装置作用：作用： 控制装置的作用是控制驱动齿轮和飞控制装置的作用是控制驱动齿轮和飞轮的啮合与分离轮的啮合与分离 控制电动机电路的接通与切断。常用控制电动机电路的接通与切断。常用的装置有机械式和电磁式。的装置有机械式和电磁式。53电磁操纵强制啮合式起动机电磁操纵强制啮合式起动机1 1、 直接控制式直接控制式ST614 ST614 型起动机，用于黄型起动机，用于黄河、河、JN1090 JN1090 型载货汽车。型载货汽车。 2 2、起动继电器控制起动电路起动继电器控制起动电路QD124 QD124 型起型起动机起动动机起动电路，用于东风电路，用于东风EQ6100Q

19、 EQ6100Q 汽油机汽油机。3.4 起动机的控制装置起动机的控制装置541驱动齿轮 2复位弹簧 3拨叉 4活动铁芯 5保持线圈 6吸引线圈 7接线柱 8起动按钮 ST614直接控制3.4 起动机的控制装置起动机的控制装置9起动总开关 10熔断丝 11黄铜套 12挡铁 13接触盘 14、15接线柱 16电流表 17蓄电池 18起动机55（1）闭合起动总开关9，按下起动按钮8，齿轮开始啮合：蓄电池正极 接线柱14 电流表16 熔断器10 起动开关9 电磁开关接线柱7 吸引线圈6 接线柱15 起动机磁场和电枢线圈搭铁 保持线圈5搭铁蓄电池负极 ST614直接控制3.4 起动机的控制装置起动机的控

20、制装置56（2）齿轮完全啮合，接触盘）齿轮完全啮合，接触盘与触头与触头14、15接通，并联接通，并联电路短路：电路短路： a: 蓄电池正极蓄电池正极 接线柱接线柱14 接触盘接触盘13 接线柱接线柱15 起动机磁场和电枢线圈起动机磁场和电枢线圈搭铁搭铁蓄电池负极蓄电池负极 b:蓄电池正极蓄电池正极 接线柱接线柱14 10 5 搭铁搭铁 ST614直接控制3.4 起动机的控制装置起动机的控制装置大电流产生发动机所需的起动转矩。57（3）起动后，单向离合器）起动后，单向离合器分离，电枢轴空转。在分离，电枢轴空转。在断开起动开关的瞬间，断开起动开关的瞬间，接触盘仍在接触位置：接触盘仍在接触位置： 1

21、：蓄电池正极：蓄电池正极 接线柱接线柱14 接触盘接触盘13 接线接线柱柱15 吸引线圈吸引线圈6 保保持线圈持线圈5 搭铁搭铁 蓄电蓄电池负极。池负极。 ST614直接控制3.4 起动机的控制装置起动机的控制装置2：蓄电池正极：蓄电池正极 接线柱接线柱14 接触盘接触盘13 接线柱接线柱15 起动机磁场和电枢线圈起动机磁场和电枢线圈搭铁搭铁蓄电池蓄电池58起动触点按钮极易损坏起动触点按钮极易损坏 ST614直接控制3.4 起动机的控制装置起动机的控制装置59QD124型型起动机电路起动机电路3.4 起动机的控制装置起动机的控制装置6061第三章第三章 起动机起动机 概述概述构造和型号构造和型

22、号直流串励式电动机直流串励式电动机传动机构传动机构控制装置控制装置1.1.新型起动机新型起动机623.5 3.5 新型起动机新型起动机起动机的分类起动机的分类 1 1普通起动机普通起动机-直接啮合强制起动直接啮合强制起动2 2新型起动机新型起动机-减速式起动机减速式起动机 -永磁式起动机永磁式起动机63普通直接普通直接啮合强制啮合强制起动机起动机3.5 3.5 新型起动机新型起动机64减速起动机减速起动机 在电动机的电枢轴和输出轴之间，设在电动机的电枢轴和输出轴之间，设置了齿轮减速装置。置了齿轮减速装置。 作用：通过转矩的倍增作用，使起动作用：通过转矩的倍增作用，使起动机的输出特性适应发动机的

23、起动要求机的输出特性适应发动机的起动要求。齿轮减速比一般为。齿轮减速比一般为3 35 5。3.5 3.5 新型起动机新型起动机65减速起动机：减速起动机：内啮合内啮合外啮合外啮合行星齿轮式行星齿轮式3.5 3.5 新型起动机新型起动机66内啮合式减速起动机内啮合式减速起动机3.5 3.5 新型起动机新型起动机67外啮合式减速起动机外啮合式减速起动机3.5 3.5 新型起动机新型起动机683.5 3.5 新型起动机新型起动机外啮合式减速起动机外啮合式减速起动机69行星齿轮式减速起动机行星齿轮式减速起动机3.5 3.5 新型起动机新型起动机703.5 3.5 新型起动机新型起动机行星齿轮式减速起动

24、机行星齿轮式减速起动机71减速起动机的优点减速起动机的优点 1.1.输出功率增加；输出功率增加；2.2.缩小了外部尺寸缩小了外部尺寸, ,便于安装；便于安装；3.3.提高了起动转矩提高了起动转矩, ,利于低温起动；利于低温起动；4.4.减轻了蓄电池的负担减轻了蓄电池的负担, ,延长使用寿命。延长使用寿命。3.5 3.5 新型起动机新型起动机72永磁式起动机永磁式起动机直流电动机磁场型式：直流电动机磁场型式：1.1.电磁式电磁式2.2.永磁式永磁式 电动机不需要磁场绕组，节省材料，电动机不需要磁场绕组，节省材料，体积小，换向性能好。用在小功率起体积小，换向性能好。用在小功率起动机上。动机上。 3.5 3.5 新型起动机新型起动机731-1-驱动齿轮驱动齿轮 2-2-单向离合器单向离合器 3-3-传动叉传动叉4-4-复位弹簧复位弹簧 5-5-吸引线圈吸引线圈6-6-保持线圈保持线圈 7-7-起动开关起动开关 8-8-电枢电枢 9-9-磁极磁极 10-10-行星齿