第10章 起动系统151206

主要内容10.1起动系统的作用、起动方式和基本组成10.2起动机10.3减速起动机与永磁起动机10.4低温起动与预热10.5使用维护与常见故障学习目标与要求理解起动系统的作用与起动方式掌握电起动机的构造和工作原理学会电起动机的拆装理解永磁式起动机和减速起动机的结构特点理解低温起动与预热的方式、结构及工作原理10.1.1起动系的作用按发动机要求，提供一定的转矩，使发动机达到规定的转速，顺利完成起动过程。

10.1起动系作用、方式和基本组成起动条件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。10.1.2发动机起动方式电起动、手起动、汽油机起动、压缩空气起动。10.1.3电起动系的基本组成与工作过程组成：蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关、低温起动预热装置10.1.3电起动系的基本组成与工作过程工作过程

当点火开关置于启动位“Start”时，首先接通起动控制电路，电磁开关闭合，蓄电池电流经过电磁开关流过电动机，并使其转动。驱动齿轮与飞轮相啮合，带动发动机运转。当发动机起动完成后，飞轮有反过来带动起动机运转的趋势时，起动机上的单向离合器使起动机的驱动齿轮相对起动机电枢空转以保护电动机，驾驶员松开点火开关，切断起动机控制电路，驱动齿轮退回，起动机停止运转。10.2起动机作用：将蓄电池的电能转换成机械能以起动发动机。结构：一般由直流电动机、控制装置和传动机构三部分组成。1-回位弹簧2-保持线圈3-吸引线圈4-电磁开关壳体5-主触点6-接线柱7-接触点8-触点盘9-电刷弹簧10-换向器11-电刷12-磁极13-磁极铁芯14-电枢15-磁场绕组16-移动衬套17-缓冲弹簧18-单向离合器19-电枢轴花键20-驱动齿轮21-罩盖22-制动盘23-传动套筒24-拨叉控制装置直流电动机传动机构10.2.1直流电动机1.直流电动机基本工作原理磁场与磁路直流电动机又分为绕组励磁式直流电动机和永磁式直流电动机直流电机的电磁转矩M：电磁转矩M=CmΦIs式中Cm-结构常数，Cm=PN/2πa,P为磁极对数，N为电枢导线数目，a为电枢绕组的并联支路对数Φ-磁通量，

Is-电枢电流（600-1000A）2、直流电动机的构造转子-电枢、定子-磁极、换向器电刷风扇

定子由多对主磁极，安装在机座上。主磁极的作用是建立主磁场，是由铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。1）定子-磁极铁心一般由1-1.5mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。

在主磁极上的励磁绕组，绕组通电后就会在主磁极间产生主磁场励磁绕组用扁铜线或圆铜线绕制而成，产生励磁主磁场。2）转子-电枢:直流电机转子也称为电枢，电枢铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，铁芯圆周均匀分布凹槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁芯直径比主磁极间距离略小点。把绕制好的电枢绕组嵌入电枢槽内，每个绕组都有一对引出线。3）换向器：由铜制换向片，排成圆筒形，固定在一个绝缘套筒上的，换向片间留有缝隙，相互绝缘。

把换向器安装在电枢转轴上，把电枢绕组的引出线按规律焊接在换向片上4）风扇：为散去电机发出的热量，还要在电枢转轴上安装风扇5）组装：把电枢插入定子主磁极间

在电机两侧装上端盖（剖面），端盖上有轴承，支撑电枢的旋转。电刷装置也固定在端盖上视频：直流电动机结构（15Min）3、直流电动机电枢与励磁绕组的连接绕组励磁式直流电动机根据励磁方式（对励磁绕组供电产生主磁场的问题）的不同，可分为：他励式并励式串励式（大多数采用）复励式他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。M他励UfIfIaUM并励UIfM串励UM复励U10.2.2传动机构作用：是将电动机的动力传递给发动机飞轮以起动发动机，而发动机起动后则断开发动机对起动机的逆向驱动。普通起动机的传动机构主要是单向离合器。常见的单向离合器有滚柱式、摩擦片式和扭簧式等。1.滚柱式单向离合器（1）结构1-驱动齿轮2-单向离合器外壳3-十字块4-滚柱5-弹簧及活柱6-护盖7-弹簧座8-缓冲弹簧9-移动衬套10-传动套筒11-卡簧12-垫圈13-楔形槽14-飞轮外壳2与驱动齿轮1连为一体，十字块3与传动套筒10经滑动花键与电枢轴相接，外壳与十字块间是楔形槽启动时，电枢缓慢旋转，驱动齿轮1与飞轮14啮合。启动后，起动机快速转动，转矩由传动套筒10传到十字块3，滚柱在外壳摩擦和弹簧作用下滚入楔形槽13的窄处被卡死，于是将转矩传给驱动齿轮，带动飞轮使发动机启动。发动机启动后，曲轴转速高于起动机，飞轮带动驱动小齿轮旋转，在外壳摩擦作用下，滚柱克服弹簧弹力，滚入楔形槽宽处而打滑。滚柱式离合器工作原理2、摩擦片式离合器（1）结构1-驱动齿轮2-齿轮柄3-减振弹簧4-内接合鼓5-小弹簧6-从动片7-主动片8-压环9-弹性圈10-外接合鼓离合器的外接合鼓10固定在起动机轴上，内接合鼓4具有螺线孔，并旋在起动机驱动齿轮柄2的螺纹上。齿轮柄2固定在起动机轴上。7以其外凸齿装入10的切槽中，6以其内齿插入4的切槽启动时，经外接合鼓摩擦片带动内接合鼓转动，驱动小齿轮与飞轮啮合后，由于内接合鼓和驱动齿轮柄之间的螺旋结构，使得内接合鼓向右移动，压紧摩擦片，电枢的转矩传递给飞轮。启动后，飞轮带动驱动小齿轮，内接合鼓与驱动小齿轮的螺旋结构，使得内接合鼓向左移动，摩擦片松开，飞轮不能带动电枢，避免电枢超速“飞散”。10.2.3控制装置

1.电磁开关

安装在直流电动机壳体上方。

作用：用于控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与分离及电动机电路的通断。在直流电与电磁开关接通的瞬间，电磁开关内部的吸拉线圈和保持线圈产生很大的磁场，在磁场力的作用下，起动机拨叉将驱动齿轮推向柴油机飞轮并与其啃合;同时，电磁开关内部的活动触片与两个接线柱的静触头接触，从而使起动机的主电路接通。当直流电与电磁开关断开时，驱动齿轮在回位弹簧的作用下又回到原来的位置，起动机停止转动。2.起动继电器作用：减小起动开关(或点火开关)的通过电流。1-起动继电器2-起动机3-蓄电池接线柱4-动触点5-吸引线圈6-保持线圈7-铁芯8-拨叉9-驱动齿轮10-起动机接线柱11-起动开关12-起动继电器触点13-起动继电器线圈启动机拆装10.3减速起动机与永磁起动机

10.3.1减速起动机减速齿轮安装位置：安装在电枢与驱动齿轮之间(一般速比为3～4)。优点：采用高速低转矩电动机，可使起动机重量和体积减小，便于安装；提高了起动机的起动转矩而有利于发动机起动；电枢轴较短而不易弯曲等。类型：外啮合式、内啮合式行星齿轮式1、外啮合式（1）外啮合式（有惰轮、无拨叉）1-后端盖2-电刷架3-定子总成4-电枢总成5-减速机构主动齿轮6-惰轮7-螺栓8-驱动端盖9-驱动齿轮10-减速机构从动齿轮及单向离合器11-钢球12-回位弹簧13-电磁开关14-直流电动机15-螺栓16-毡圈用惰轮作为过渡传动，电磁开关铁芯与驱动齿轮同轴，直接推动驱动齿轮进入啮合，无需拨叉。（2）外啮合式（无惰轮、有拨叉）1-电磁开关2-活动铁芯3-拨叉4-驱动齿轮5-单向离合器6-从动齿轮轴7-减速机构从动齿轮8-外壳9-电枢10-励磁绕组11-磁场绕组12-蓄电池接线柱13-换向器驱动齿轮进入啮合通过拨叉来拨动。2.内啮合式

1-起动开关2-起动继电器线圈3-起动继电器触点4-电磁开关主触点5-接触盘6-吸引线圈7-保持线圈8-活动铁芯9-拨叉10-单向离合器11-螺旋花键轴12-内啮合减速齿轮13-主动齿轮14-电枢15-磁场绕组传动中心距小，可以有较大传动比，适合于较大功率的起动机3.行星齿轮式1-电刷2-滚珠轴承3-换向器4-导线插头5-电磁开关6-永久磁铁磁极7-拨叉8-行星减速齿轮9-驱动齿轮10-轴承11-单向离合器12-电枢总成13-行星齿轮14-主动齿轮(太阳轮)15-齿圈16-拨叉环优点：结构紧凑，传动比大，效率高10.3.2永磁起动机

定子磁场采用永磁体的起动机称永磁起动机，其他部分的结构不变。10.4低温起动与预热10.4.1预热空气常见的预热装置有电热塞、热敏电阻预热器和电火焰预热器1.电热塞结构：安装于燃烧室，电阻丝9，工作原理结构：安装于燃烧室，电阻丝9工作原理：电阻丝通电发热，加热燃烧室内空气。1.电热塞2.热敏电阻预热器

它安装在进气支管总入口处，由安装在发动机冷却液出口处的预热温度开关控制。当起动温度低于一定值时，预热温度开关控制接通电路，陶瓷热敏电阻通电升温，加热进气缸的空气。1-陶瓷热敏电阻加热器2-铝合金散热柱3-密封圈4-密封垫5-进气支管3.电火焰预热器1-油孔2-阀体3-阀心4-电阻丝5-蓄电池6-开关（柴油机）10.4.2预热机油和冷却水

将机油和冷却水加热到一定温度，再加入发动机，可以有效改善起动性能。10.4.3喷起动液

起动液由容易着火燃烧的燃料（乙醚、丙酮、石油醚）组成，与压缩气体氮气一起储藏在专用喷射罐内。使用时，将喷射罐出口对准进气管，轻压喷射罐单向阀，起动液喷出，随空气进入气缸，迅速着火燃烧，起动发动机。10.4.4减压起动一些柴油机设有起动减压装置使部分或全部气缸在起动时先与大气相通，不受压缩，减少起动力矩。待发动机转速高达一定值时，再撤除减压，利用活塞连杆组和曲轴飞轮组的运动惯性，使发动机起动。10.5起动系统的使用维护1.起动时，每次工作时间不得超过5s，重复起动时应间隔15s以上。2.低温下起动发动机时，应先预热发动机后再起动。3.发动机起动后应迅速断开起动开关。发动机正常运转时，切忽随便接通起动开关。4.使蓄电池处于充足电的状态，保证起动机工作时的电压和容量，减少重复起动时间。5.起动机电路的导线连接要牢固，定期对起动机进行全面保养和检修。本章小结1.起动系主要包括蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关、安全开关(有的汽车采用)、低温起动预热装置等。2.发动机起动有手起动、电起动、汽油机起动、压缩空气起动和拖动等几种方式。现代汽车用发动机，均采用电起动方式。3.直流电动机是将电能转变为机械能的