第十二章+发动机起动系统.ppt

1、车辆与动力工程系,1,第十二章 发动机起动系统,车辆与动力工程系,2,第十二章 发动机起动系统,车辆与动力工程系,3,第十二章 发动机起动系统,第一节 发动机的起动 第二节 起动机 第三节 电磁啮合式起动机 第四节 减速起动机和永磁起动机 作业,车辆与动力工程系,4,第一节 发动机的起动,功用：使发动机从静止状态过渡到工作状态 起动方式： 人力起动 辅助汽油机起动 电力起动 起动预热 进气预热装置 电热塞 起动预热锅炉 起动液喷射装置 起动减压装置,返回,车辆与动力工程系,5,起动方式,人力起动：手摇起动（如小型拖拉机）、绳拉起动（如快艇）、脚蹬起动（如摩托车） 适用范围：小功率发动机 特点：

2、结构十分简单但操作不便 辅助汽油机起动：由小功率汽油机带动大功率柴油机起动 适用范围：用于大功率柴油机 特点：体积大、结构复杂 电力起动：电动机作为起动动力 特点：操作方便、起动迅速可靠,返回,车辆与动力工程系,6,电力起动,返回,车辆与动力工程系,7,起动预热装置,原因：在寒冷地区和严寒季节起动发动机时，由于机油粘度增高，起动阻力矩增大，燃料汽化不良，蓄电池内阻增加起动性能变坏，使发动机起动困难 措施：在冬季起动时将进气、润滑油和冷却水预热 形式：由于柴油机冬季起动困难尤大。为了能在低温下迅速可靠的起动，常采用一些用以改善燃料着火条件和降低起动转矩的起动辅助装置，如电热塞、进气预热器、起动液

3、喷射装置以及减压装置等,返回,车辆与动力工程系,8,电热塞,功用：采用涡流室式或预燃室式燃烧室的柴油发动机，由于燃烧室表面积大，在压缩形成中的热量损失较大，故此，在涡流室或预燃室中安装电热塞 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 原理：电阻丝通电后迅速将发热体钢套加热到红热状态，使气缸内的空气温度升高,返回,车辆与动力工程系,9,进气预热装置,功用： 发动机冷起动时，给进气管中的空气迅速加热 适用范围：化油器式的发动机 构造：空心阀体由膨胀系数较大的金属材料制成。其一端与进油管接头相连，另一

4、端有内螺纹与一端带有外螺纹的阀芯相连。阀芯的锥形端在预热器不工作时将 油管接头的进油口堵塞。阀体外绕有外表面绝缘的电热丝 原理：电热丝通电温度升高并将阀体加热,返回,车辆与动力工程系,10,起动液喷射装置,功用：辅助低温起动 适用范围：某些柴油发动机 安装：喷嘴安装在进气管上 材料：起动液压力喷射罐内充有压缩气体氮气、乙醚、丙酮、石油醚等 工作过程：当低温起动柴油机时，将喷射罐倒立，罐口对准喷嘴上端的管口。轻压起动液喷射罐，即打开喷射罐口处的单向阀，则起动液通过单向阀、喷嘴喷入柴油机进气管，并随同进气管内的空气一起被吸入燃烧室。因为起动液是易燃燃料，故可在较低的温度和压力下迅速着火，从而点燃喷

5、入燃烧室的柴油,返回,车辆与动力工程系,11,减压装置,功用：为了降低起动力矩，提高 发动机转速，在某些车用柴油机 上采用减压装置 工作过程：发动机起动时，首先通过手柄驱使调整螺钉旋转，并略微顶开气门（气门一般下降1-1.25mm），以降低初压缩阻力。当曲轴转动起来后，各零件工作表面温度升高，润滑油粘度降低，摩擦阻力减小，从而降低了起动阻力矩。这时将手柄扳回原来位置，柴油机即可顺利起动 适用范围：小功率人工起动柴油机,返回,车辆与动力工程系,12,第二节 起动机,车辆与动力工程系,13,第二节 起动机,直流电机 传动机构 控制机构,返回,车辆与动力工程系,14,直流电机,形式：串激直流电动机

6、特点：低速时转矩很大，随转速升高，转矩降低，这一特征非常适合发动机起动的要求 汽油机用起动机：功率为1.5kw，电压为12v 柴油机用起动机：功率为5kw，电压为24v 构造：磁极、电枢、换向器、机壳、端盖等组成,返回,车辆与动力工程系,15,起动机的传动机构,功用： 起动时，将驱动齿轮与电枢轴联成一体，使驱动齿轮沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合，起动发动机 起动后，飞轮转速提高，驱动齿轮的转速超过电枢轴的正常转速，传动机构使其自动脱开，防止电动机超速 类型： 惯性啮合式传动结构 强制啮合式传动结构 电枢啮合式传动结构 超速保护装置： 定义：超速保护装置是起动机驱动齿轮与电枢轴之间的离合机构，也称为

7、单向离合器 单向离合器的类型：滚柱式、弹簧式、摩擦式,返回,车辆与动力工程系,16,滚柱式单向离合器,组成：由开有楔形缺口的内、外座圈、滚子以及连同弹簧一起装在外座圈孔中的柱塞组成 工作过程：当发动机开始工作，曲轴转速升高以后，即有飞轮齿圈带动起动机齿轮高速旋转的趋势。此时虽然齿轮的旋转方向不变，但已由主动轮变成了从动轮。于是，滚子在摩擦力的作用下克服弹簧张力而向楔形槽较宽的一端滚动，从而，高速旋转的小齿轮与电枢轴脱开,返回,车辆与动力工程系,17,起动机的控制机构,功用：控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的移出与退回。 控制方式： 直接操纵：由驾驶员通过起动踏板和杠杆机构直接操纵起动开关并使

8、传动齿轮副进入啮合 优点：结构简单、使用可靠 缺点：操作不便，且当驾驶员座位距起动机较远时难以布置，目前以很少使用 电磁操纵：由驾驶员通过起动开关操纵继电器（电磁开关），而由继电器操纵起动机电磁开关和齿轮副或通过起动开关直接操纵起动机电磁开关和齿轮副。 优点：布置灵活、使用方便、适宜于远距离操纵，目前，车用汽油机或柴油机均采用电磁操纵式起动机,返回,车辆与动力工程系,18,第三节 电磁啮合式起动机,起动过程：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

9、动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击 工作原理,返回,车辆与动力工程系,19,电磁啮合式起动机,返回,车辆与动力工程系,20,第四节 减速起动机和永磁起动机,减速起动机：在起动机的电枢轴与驱动齿轮之间装有减速器的起动电机 分类： 外啮合式 内啮合式 行星齿轮式,返回,车辆与动力工程系,21,减速起动机工作过程及特点,减速起动机：在起动机的电枢轴与驱动小齿轮之间装有齿轮减速器的起动机称为减速起动机。 优点：减速起动机与同功率的起动机相比，它具有体积小、重量轻、驱动转矩大的优点 当起动机功率一定时，提高电机转速，降低转矩，可以减小其体积。因此，在采用小型、高速、低转矩的起动机时，靠

10、装在电机轴上的齿轮减速器（速比为3-4）将电机转速降低后再驱动飞轮。,永磁电机,车辆与动力工程系,22,永磁减速起动电机,永磁起动机：以永磁材料为磁极的起动机 优点：取消了传统起动机的励磁绕组和磁极铁心，使结构简化、体积和重量大大减小，可靠性提高，节省了材料,返回,车辆与动力工程系,23,发电机起动机飞轮一体化系统ISAD是英文Integrated Starter Alternator Damper System的缩写，这套系统代替了传统的起动机、发电机和飞轮，取而代之的是一个可以实时启动并能提供42伏电压的电动机。这套ISAD系统可以将制动能量转化为电能，即通常所说的再生制动。另外，ISAD所产生的42伏可以用在如动力转向这类的电动系统中，代替传统的设备，从而可以节省能量、减少零部件数目并减轻整车重量,车辆与动力工程系,24,德国宝马汽车公司的技术人员则将两者“合二为一”，把起动机和交流发电机合并为一个装置系统。这种装置简称CSA（Crankshaft Start Alternator)是位于曲轴之上，介在发动机和传动系统之间，即飞轮的地方，可与各种内燃机结合，能满足起动电动机与发电机的需求，提高发动机的有用效率。据报道，早在20世纪30年代，德国人就偿试结合起动电机和发电机，但受当时的技术条件限制而无法实现，因为以当时的技术水平是很难协调两者的矛盾（低速启动发