第10章 发动机起动系

第10章起动系统一、发动机的起动1、含义：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。①起动转矩：能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩。起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。起动阻力矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。②起动转速：能使发动机起动的曲轴最低转速称为起动转速。在0～20℃时，汽油机的起动转速为30～40r/min，柴油机的起动转速为150～300r/min。2、起动条件

起动系的组成湖南工程学院—汽车构造3、起动方式①人力起动：起动最为简单，只须将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内，以人力转动曲轴。②电动机起动：电动机起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。③辅助汽油机起动：只用于大功率柴油机上。二、汽、柴油机冷起动辅助装置设置辅助装置的原因外界温度低着火困难可燃混合气的温度低机油粘度大起动阻力大起动系的组成湖南工程学院—汽车构造起动系的组成进气预热的类型有集中预热和分缸预热两种。集中预热装置安装在发动机的进气管上;分缸预热装置安装在各气缸内或进气歧管上。集中预热装置用于汽油机和部分柴油机;分缸式预热装置用于柴油机。预热装置通常有电热塞、进气加热器和电火焰预热器等。对于采用涡流室式或预燃室式燃烧室的柴油机，一般在涡流室或预燃室中装有一个密封式电热塞.1.电热塞湖南工程学院—汽车构造

螺旋形的电阻丝一端焊于中心螺杆上，另一端焊在耐高温不锈钢制造的发热钢套底部，在钢套内装有具有一定绝缘性能、导热好、耐高温的氧化铝填充剂。各电热塞中心螺杆用导线并联，并连接到蓄电池上。在发动机起动以前，先用专用的开关接通电热塞电路，很快红热的发热钢套使气缸内空气温度升高，从而提高了压缩终了时的空气温度，使喷入气缸的柴油容易着火。起动系的组成湖南工程学院—汽车构造起动系的组成2.进气加热器汽油发动机常见的进气加热器，如图10一2所示。它安装在进气管的下方。加热器制成多针状，以增大受热面积，装配后伸进进气道内。进气加热器通电后其表面温度可达到180°C左右，混合气流过时即被预热。当未蒸发的燃油通过时可受热蒸发，从而获得更好的混合气。柴油发动机普遍采用的是电热丝网加热器。电热丝网加热器安装在进气管上，由启动开关控制预热继电器给其供电。湖南工程学院—汽车构造起动系的组成南京依维柯汽车预热系统属于火焰喷射式预热系统，其中预热塞为压力雾化炽热塞点火式。3.电火焰预热器由带电磁阀的喷油器、炽热塞等部分组成，如图10一4所示。启动前接通预热电路，电流通过炽热塞使其升温。40s后炽热塞即已炽热。启动时，柴油经柴油滤清器在电磁阀控制下进入喷油器，在0.35MPa的压力下，由喷孔喷出雾状柴油，雾状柴油与空气混合后形成易燃混合气，并在炽热塞点燃下燃烧，形成火焰，加热进气。湖南工程学院—汽车构造组成

控制机构

直流电动机传动机构第2节起动机湖南工程学院—汽车构造第2节起动机一、直流电动机功用：将蓄电池输入的电能转变为机械能，产生电磁扭矩。由电枢、磁极、电刷与电刷架、轴承等组成。组成:电枢用来产生电磁转矩，由电枢轴、铁芯、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。1、电枢湖南工程学院—汽车构造电枢铁芯由多片互相绝缘的硅钢片叠成；电枢绕组的电流一般为200~600A，因此电枢绕组采用很粗的扁铜线，用波绕法绕制而成；换向器的铜片较厚，相邻铜片之间用云母片绝缘。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造磁极由铁芯和激磁绕组组成。其作用是在电动机中产生磁场，磁极铁芯一般由低碳钢制成，并通过螺钉固定在电动机壳体上。磁极一般是4个，由4个激磁绕组形成两对磁极，并两两相对。2、磁极第2节起动机湖南工程学院—汽车构造电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢，使电枢产生连续转动。电刷一般用铜和石墨压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借弹簧力紧压在换向器上。3、电刷与电刷架两个电刷架与外壳直接相连构成电路搭铁，称搭铁电刷；两个连接激磁绕组和电枢绕组，与外壳绝缘，称绝缘电刷。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造第2节起动机因为起动机工作时间短暂，每次的工作时间仅几秒钟，所以一般都是采用青铜石墨轴承或铁基含油轴承4.轴承湖南工程学院—汽车构造二、传动机构起动机只在起动时与发动机曲轴相连，当发动机开始工作后，起动机应立即与曲轴分离。因此，在起动机中装有离合机构。在起动时，保证起动机的动力能通过飞轮递给曲轴；起动完毕，发动机开始工作时，应立即切断动力传递路线，使发动机不能通过飞轮驱动起动机高速旋转。起动机常用的离合机构有滚柱式、弹簧式、摩擦片式等形式。传动机构包括离合器和拨叉两个部分。拨叉的作用是使离合器作轴向移动，将驱动齿轮啮入和脱离飞轮齿圈。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造15起动时，接通起动开关，起动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，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。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，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造1.滚柱式离合器由外座圈2、开有楔形缺口的内座圈3、滚子4以及连同弹簧一起装在内座圈3空中的柱塞5组成。花键套筒6和起动机轴用花键连接。当电枢连同内座圈3按箭头所示方向旋转时，滚子4借摩擦力及弹簧推力作用而楔紧在内、外座圈之间楔形槽的窄端。起动机轴上的转矩便通过楔紧的滚子传到外座圈。因此，固定在外座圈上的起动机驱动齿轮1随电枢一同旋转，驱动飞轮齿圈而使曲轴旋转。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造17组成：第2节起动机湖南工程学院—汽车构造1.滚柱式离合器当发动机工作时，曲轴转速升高后，即有飞轮齿圈带动起动机驱动齿轮1高速旋转的趋势。此时齿轮旋转方向不变，但由主动轮变为从动轮，而且齿轮和外座圈的转速大于内座圈的转速。滚子在摩擦力的作用下克服弹簧张力而向楔形槽中较宽的一端滚动，内、外座圈脱离联系，自由地相对联系，自由地相对滑动，从而高速旋转的小齿轮与电枢轴脱开，防止了起动机超速的危险。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造19原理演示第2节起动机湖南工程学院—汽车构造2.摩擦片式离合器内花键毂9装于具有右旋外花键套10上。主动片8套在内花键毂9的导槽中，从动片6与主动片8相间排列。旋于花键套10上的螺母2与摩擦片之间，装在弹性垫圈3、压环4和从动片6。驱动齿轮右端鼓形部分有导槽，从动片齿形凸缘装入此导槽中。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造2.摩擦片式离合机构卡环7防止起动机驱动齿轮1与从动片松脱。该离合机构在装好后，摩擦片间并无压紧力。起动时，花键套10顺时针转动（从齿轮端看），靠内花键毂9与花键套10之间的右旋花键，使内花键毂9在花键套10上左移而将摩擦片压紧。此时，离合机构处于接合状态。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造2.摩擦片式离合器起动机转矩靠摩擦片间的摩擦传给驱动齿轮，从而带动飞轮转动。当发动机起动后起动机驱动齿轮1相对于花键套10转速加快，内花键毂9在花键套10上右移，摩擦片松开，于是离合机构处于分离状态。调整垫圈5可改变内花键毂端部与弹性垫圈3之间的间隙，以控制弹性垫圈的变形量，从而调整离合机构所能传递的最大摩擦力矩。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造2、摩擦片式离合器多片摩擦离合机构由于可传递的转矩较大，一般用于大功率的起动机上。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造3.弹簧式离合器第2节起动机湖南工程学院—汽车构造3.弹簧式离合器起动机驱动齿轮2的右端活套在花键套筒7左端的外圆面上，两个扇形块4装入起动机驱动齿轮2右端的相应缺口中并伸入花键套筒7左端的环槽内。齿轮和花键套筒可一起作轴向移动，两者又可相对滑转。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造3.弹簧式离合器离合弹簧5在自由状态下的内径小于起动机驱动齿轮2和花键套筒7相应上圆面外径尺寸，在安装状态下，紧套在外圆面上，离合弹簧5和护套6之间有间隙。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造3.弹簧式离合器在起动时，起动机带动花键套筒旋转，有使离合弹簧5收缩的趋势，弹簧被紧箍在相应的外圆面上。起动机转矩靠与外圆面的摩擦传给驱动齿轮，从而带动飞轮齿圈转动。发动机一旦起动，起动机驱动齿轮2有比花键套筒7快转的趋势，此时离合弹簧5伸长，起动机驱动齿轮2在花键套筒7上滑转。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造三、控制装置1、分类：2、作用：控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的啮合与退回，同时短路点火系的附加电阻。3、电磁式操纵机构第2节起动机湖南工程学院—汽车构造29起动机电池搭铁点火开关起动继电器线圈附加电阻线至分电器点火线圈点火开关蓄电池起动机接线柱回位弹簧拨叉离合器电流表吸引线圈接线柱引铁附加电阻线短路接柱电动机接柱触盘吸引线圈保持线圈第2节起动机湖南工程学院—汽车构造30

⑴．组成

主要由电动机开关、电磁铁机构、起动继电器及起动开关等四部分组成。⑵．构造第2节起动机湖南工程学院—汽车构造31①电动机开关：功用：控制电动机绕组电路。注：电动机开关还包括热变电阻短路开关。②电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造32

③起动继电器：用以控制吸、保线圈电路的通断。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造33

④起动开关：作用是控制起动继电器磁化线圈电路的通断。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造34

⑶.电磁式操纵机构的工作过程

①起动开关接通：

a、首先接通起动继电器磁化线圈电路;第2节起动机湖南工程学院—汽车构造35

b、电磁铁机构线圈电路接通；

Ⅰ.吸引线圈电路：

Ⅱ.保持线圈电路：第2节起动机湖南工程学院—汽车构造36

c、驱动齿轮与飞轮啮合：

d、电动机电路接通，起动机带动发动机转动。

e、当两齿轮相抵时，离合器的锥形（啮合）弹簧起作用，保证先接通，后啮合。第2节起动机湖南工程学院—汽车构造37

f、电动机电路接通时，吸引线圈被短路，固定铁芯只靠保持线圈电流的磁场吸力将活动引铁吸住。第