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起动系

2、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 MOTOR :

3、 Converts from electrical power to mechanical power in order to drive the FLYWHEEL.起起动动机功能机功能 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第一冲程吸气第二冲程 压缩第四冲程排气RRRRRRRR第三冲程爆发 RR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工作直流电动机原理 直流电动机根据通电导体在

4、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。 起动系统线路图起动系统线路图Inverter SwitchIgnition Switc

5、hBatteryMagnetic SwitchStarter MotorPull-In CoilHold-In CoilPlungerShift LeverPinion GearRing GearArmatureCommutator Cranking Circuit - BlueMagnetic Switch Control Circuit - GreenSolenoid Control Circuit - RedCharging 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保持线圈吸合线圈起

6、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Mobile contact+-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 电磁力矩电磁力矩线束线束蓄电池蓄电池电枢电枢行星齿轮减速比行星齿轮减速比单向齿轮离合器单向齿轮离合器外部与飞轮齿圈齿轮比外部与飞轮齿圈齿轮比发动机负载力矩发动机负载力矩发动机发动机发动机在此超越起动机发动机在此超越起动机能量的转换与传递能量的转换与传递 影响起动性能的要素发动机的型号并且冷态发

7、动机的型号并且冷态/热态区别热态区别3个基本的要素决定了起动时的状态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型号-蓄电池的内阻蓄电池的内阻起动机的型号起动机的型号-电流，转速，力矩电流，转速，力矩 的匹配的匹配 影响起动性能的要素蓄电池蓄电池发动机发动机飞轮齿圈飞轮齿圈齿轮比齿轮比起动机起动机连接线电阻连接线电阻其他因素：其他因素：。 发动机润滑油发动机润滑油。 环境温度环境温度。 其它等等其它等等 起起动动机分机分类类和和结构结构CLASSIFICATION OF DRIVE TYPE 按驱动方式分类按驱动方式分类直接驱动直接驱动行星齿轮减速行星齿轮减速偏心齿轮减速外啮合式偏心齿轮

8、减速偏心齿轮减速内啮合式内啮合式 起动机分类和结构CLASSIFICATION OF FIELD TYPE 按激磁方式分类按激磁方式分类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起动时使起动机轴上的小齿轮

9、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。 起动机分类和结构起动机分类和结构永磁行星减速永磁行星减速永磁直驱永磁直驱 Wound FieldGear Reduction Drive起动机起动机 励磁减速励磁减速ISPG开关集成式开关集成式 起动机起动机起动机分类和结构起动机分类和结构 起动机起动机-永磁减速永磁减速1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 10 01 11 11 12 21 13 31 14 41 15

10、 51 16 6No.Part Name1Housing Asm2Drive & Shaft Asm3Armature Asm4Solenoid5Frame & Field Asm6Brush Holder Asm7CE Frame Asm8Planetary Gear9Shield10Lever11Cushion12Plug Asm13Nut 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。电枢绕组嵌装在铁心的槽内，电枢铁心由硅钢片叠压而成，借花键压装在电枢

11、轴上。电枢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，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，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。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换向器的功能是保证电枢绕组产生的电磁转矩的方

12、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 电枢电枢 定子定子 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。电刷架固定在电刷电刷架固定在电

13、刷端盖上，电刷安放在电刷架内。电刷弹簧压在电刷上，其端盖上，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。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。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 : 单向器套筒单向器套筒B : 齿轮齿轮C : 滚柱滚柱D : 弹簧弹簧起动机单向齿轮离合器单向齿轮离合器超速

14、反拖的危害超速反拖的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齿轮带动到非常高的转速 （从（从 40 到到 60000 rpm).产生产生噪音并噪音并在电枢上巨大的离心力，导致电枢飞散。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 铁芯线圈电磁开关电磁开关: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

15、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功

16、率可由下式确定：P=Mn/9550式中 M起动机输出转矩，单位为Nm；n起动机的转速，单位为r/min；P电动机功率，单位为kw。起动机在全制动(ns=0)和空载（MS=0）时，其功率均为0，而在IS接近全制动电流一半时其输出功率最大。起动机工作时间短暂，允许以最大功率状态工作，因此起动机的额定功率一般也就是电动机的最大功率或接近于最大功率。9550MnP 9550MnP Vent and Low moisture solenoid components(Protect Contact Icing)One piece plunger - Contact Assembly (most robust design for contact welding)High durability clutchHigh impact resistant nose housing Powder Metal Planet Gears with BearingsWound