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1、起动机,汽车发动机是靠外力起动的，常用的起动方式有人力起动和电力起动。 人力起动最简单（手摇起动），但不方便，劳动强度大，且不安全，目前在汽车上只作为后备方式。 现代汽车均采用电力起动，操作方便，起动迅速，安全可靠。,常见的电力起动机,（1）电磁控制强制啮合式起动机。（常规起动机）磁极采用电磁铁，传动机构中一般只是由简单的驱动齿轮、单向离合器和拨叉等组成，无特殊结构和装置。（2）永磁起动机 电动机的磁极用永磁材料制成，取消了磁场线圈，可以使结构简化，体积小、质量轻。 （3）减速起动机 减速起动机采用高速、小型、低力矩电动机，在传动机构中设有减速装置。质量和体积比普通起动机可减小30%35%。但
2、结构和工艺比较复杂。,起动机的要求,（1）起动时应该平顺，起动机的齿轮与发动机的飞轮齿圈啮合要柔和，不应发生冲击；（2）发动机起动后，起动机的小齿轮应能自动打滑或脱离啮合；（3）发动机在工作中，起动机的小齿轮不能再进入啮合，防止发生冲击。（4）起动系统结构应简单、工作可靠；,常规起动机,直流串励式电动机、传动机构控制装置（也称电磁开关）三部分组成。,常规起动机和发动机飞轮的啮合关系,常规起动机的组成,把点火开关旋至起动档时，电动机产生转矩开始转动，同时电磁开关把传动机构中的小齿轮推出，使其与发动机的飞轮齿圈啮合，这样就把电动机的转矩通过传动机构传递给飞轮，使发动机起动,第一节 直流串磁式电动机
3、,一、组成,直流电动机由磁极、电枢、换向器和外壳等组成,1.磁极,磁极的作用是产生电枢转动时所需要的磁场，它由固定在机壳上的磁极铁心和磁场绕组组成为了增大起动转矩，磁极的数量较多，一般多为4极。,励磁绕组的内部电路连接方法,励磁绕组一端接在外壳的绝缘接线柱上，另一端与两个非搭铁电刷相连,2、电枢,由外圆带槽的硅钢片叠成的铁心和电枢绕组组成，磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成。换向片嵌装在轴套上，各换向片之间均用云母绝缘。,3、电刷,电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。电刷装在端盖上的电刷架
4、中，电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力以保持配合,二、工作原理,直流电动机的基本工作原理是通电的导体在磁场中会受电磁力作用，电磁力的方向遵循左手定则。,三、 直流电机的铭牌数据,此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂编号等。,电机运行时，所有物理量与额定值相同电机运行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流欠载运行；运行电流大于额定电流过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。,四、串激直流电动机的特性,1、电动机中电流越大，电动机产生的扭矩越大。2、 电动机的转
5、速越高，电枢线圈中产生的反电动势就越大，电流也随之下降,1.转矩特性,电动机电磁转矩随电枢电流变化的关系，称转矩特性。M=f（IS）即在磁路未饱和时，电磁转矩随电流的平方而增加。,串激直流电动机在负载发生变化时，其转速、电流和转矩，将会自动发生相应变化，以满足负载变化需要。在磁路未饱和时，电磁转矩随电流的平方而增加,2.机械特性电动机的转速，随转矩而变化的关系称为机械特性，即n=f（M）的函数关系。轻载转速高，重载转速低的特性，可以保证起动安全可靠,串激直流电动机有软的机械特性，即当负载增加时，它的转速迅速下降，电磁转矩迅速增大。这个特性特别适合于做起动电动机。,串激直流电动机的机械特性曲线,
6、3.功率特性,式中M扭矩（Nm）；n转速（r/min）。,在磁路未饱和时，电枢电流IS增大时，磁通也增大，故其转速n随IS的增加而迅速下降。有软的机械特性,即在磁路未饱和时，电磁转矩随电流IS的平方而增加。,起动机功率在IS= ISmax/2时起动机功率达到最大值。该最大值也常被作为起动机的额定功率。,串激式直流电动机的特性曲线,在起动机起动的瞬间，电枢转速为零，电枢电流达到最大值，力矩也相应达到最大值。使发动机的起动变得很容易。这就是汽车起动机采用串励式电动机的主要原因。串励式电动机在输出力矩大时，电枢电流也大，电动机转速随电流的增加而急剧下降；反之，在输出力矩较小时，电动机转速又随电枢电流
7、的减小而很快上升。串励式电动机具有轻载转速高，重载转速低的特性，对保证起动安全可靠是非常有利的，是汽车上采用串励式电动机的一个重要原因。电动机完全制动时，转速和输出功率为零，力矩达到最大值。空载时电流最小，转速最大，输出功率也为零。当电枢电流接近制动电流一半时，电动机输出功率最大。,五、影响起动机功率和转矩的因素1.接触电阻和导线电阻的影响导线过长及截面积过小，起动机功率和转矩减小。2.蓄电池内阻的影响内阻越小，起动机的功率和转矩可以增大。3.温度的影响温度的影响是通过温度对蓄电池容量和内阻的影响而影响起动机功率的，故冬季应对蓄电池采取有效的保温措施。,在选择起动机时，必须确定的基本参数是：起
8、动机的功率、起动机与发动机曲轴的传动比及蓄电池的容量。,一、功率起动机必须具有足够的功率。,式中 MQ发动机起动阻力矩（Nm）；nQ最低起动转速（r/min）。,第二节 起动机基本参数的确定,所谓发动机的最低起动转速，是指保证发动机可靠起动的曲轴最低转速。对于汽油发动机的可靠起动，需要三个条件：汽缸中吸入可能着火的混合气。压缩行程终了时，混合气要具有一定的温度和压力。点火装置能发出足够能量的火花。汽油机在020时，其最小起动转速一般为3540r/min。为了能更低转速下工作，一般5070r/min。柴油机的最低起动转速比汽油机要高，一般为100200r/min。,发动机的起动阻力矩是指在最低起
9、动运转速度时发动机阻力矩。它包括三部分：（1）摩擦力矩（2）压缩损失力矩（3）惯性阻力矩, 发动机附件损失的力矩各型发动机的阻力矩，应由实验方法测定，也可用经验公式计算。0时起动机所必须的功率为：汽油机 P=（0.0030.004）L（kW）柴油机 P=（0.0010.0076）L（kW）式中 L发动机排量（cm3）。,二、传动比的选择1.最佳传动比的确定所谓最佳传动比，就是起动机工作在最在功率时所对应的传动比。从特性曲线上找出与最大功率所对应的起动机转速n起，最佳传动比为,2.传动比的实际选择传动比的选择要受飞轮齿圈齿数Z发和起动机驱动齿轮齿数Z起的限制。一般汽油机，起动机与曲轴的传动比为1
10、317，柴油机因起动转速较高，传动比为810。,三、蓄电池容量的确定蓄电池的容量必须与所装汽车的用电系统相匹配。按起动功率、蓄电池特性并考虑环境条件等因素可按以下公式进行计算；,式中：Pst起动机功率(kW)；Ikd蓄电池短路电流(A)；Qe蓄电池额定容量(Ah)；UN蓄电池额定电压(V)；n短路电流变化系数。,第三节汽车起动机的控制装置,汽车起动机的控制装置包括电磁开关、起动继电器和点火起动开关灯部件，其中电磁开关于起动机制作在一起。,电磁开关,结构与工作原理,1.电磁开关结构特点,电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部分组成。电磁铁机构由固定铁心、活动铁心、吸引线圈和保持线圈等组成。固定
11、铁心固定不动，活动铁心可以在铜套里做轴向移动。活动铁心前端固定有推杆，推杆前端安装有开关触盘，活动铁心后段用调节螺钉和连接销与拨叉连接。铜套外面安装有复位弹簧，作用是使活动铁心等可移动部件复位,2.电磁开关工作原理,当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时，其电磁吸力相互叠加，可以吸引活动铁心向前移动，直到推杆前端的触盘将电动开关触点接通势电动机主电路接通为止。当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁痛方向相反时，其电磁吸力相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁心等可移动部件自动复位，触盘与触点断开，电动机主电路断开。,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。,构造,电
12、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。,电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断。,起动继电器：用以控制吸、 保线圈电路的通断。,起动开关：作用是控制起动继电器磁化线圈电路的通断。,.电磁式操纵机构的工作过程,起动开关接通：,a、首先接通起动继电器磁化线圈电路;,b、电磁铁机构线圈电路接通；,.吸引线圈电路：,.保持线圈电路：,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。,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
13、活动引铁吸住。,g、在电动机电路接通同时或稍早，附加电阻线被短路。,、起动开关断开：,a、起动继电器线圈电路断电;,b、保持线圈电流改道， （吸、保线圈电流方 向相反）起动机 停止工作。,、两齿咬死不能分离时：分离弹簧起作用，使电动 机开关先断开，以保证驱动齿轮与飞轮可靠分离。,减速起动机的控制电路,2.汽车起动系统电路实例分析2.1解放CA1091汽车起动机电路,2.2桑塔纳轿车起动系统电路,2.3减速起动机和永磁起动机2.3.1减速起动机的构造,1）动力输出部分由电枢轴、传动轴两部分组成。2）转子与起动齿轮之间安装有减速装置，起动电动机传递给起动齿轮的扭矩增大。3）体积和重量大约是传统起动机的一半。4）磁极对数与传统起动机一样，但磁场线圈绕组常采用小导线多根并联的方法，电枢绕组的绕法虽与传统方法相同，但制造工艺简单。,a）外啮合式 b）内啮合式 c）行星齿轮啮合式,2.3.2永磁式起动机体积质量减小，高频干扰减小；退磁现象使功率下降,
