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1、第三章 起动机,起动机的构造和型号直流串励式电动机起动机的特性起动机的传动机构、控制装置新型起动机,起动机的主要功用是起动发动机,发动机起动评价指标,发动机的起动性能评价指标有：起动转矩、最低起动转速、起动功率、起动极限温度。一、起动转矩 起动机要有足够大的转矩来克服发动机初始转动时的各种阻力。起动阻力包括：1.摩擦阻力矩；2.压缩阻力矩；3.惯性阻力矩。,二、最低起动转速,1.在一定温度下，发动机能够起动的最低曲轴转速。在020时，汽油机的起动转速为30 40r/min，柴油机的起动转速为150300r/min。（起动机齿较与飞轮齿圈传动比为1015）2.起动机传给发动机的转速要大于发动机的
2、最低转速：若低于这个转速，汽油泵供油不足，气流速度过低，可燃混合气形成不充分，还会使压缩行程的散热损失和漏气损失增加，导致发动机不能起动。,三、起动功率,起动机所具有的功率应和发动机起动所必需的起动功率相匹配四、起动极限温度,当环境温度低于起动极限温度时，应采取起动辅助措施：加大蓄电池容量、进气加热、低温补偿 温度低、起动困难,第一节、起动机的构造和型号,1、汽车用起动机由直流电动机、传动机构、控制装置三部分组成。构造如右图。,起动机组成,第一节 起动机的构造和型号,二、起动机的型号 根据中华人民共和国行业标准QC/T73-1993汽车电气设备产品型号编制方法规定，起动机的型号如下：1.产品代
3、号 起动机的产品代号：QD表示起动机；QDJ表示减速起动机；QDY表示永磁型起动机（包括永磁减速型起动机）。,二、起动机的型号,2.电压等级代号 1表示12V；2表示24V。3.功率等级代号4.设计序号5.变型代号 例：QD1332 6.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,第二节 直流串励式电动机,直流电动机汽车起动机 传动机构 控制装置,串励式（汽车用最多）直流电动机 并励式（按磁场绕组与电枢 复励式绕组的连接方式的不同）,（作用：产生转矩）,一、串励直流电动机构造二、直流电动机的工作原理,第二节 直流串励式电动机,三.直流电动机的电磁转矩,
4、四、直流电动机转矩自动调节原理,一、串励直流电动机构造,1-前端盖 2-电刷和电刷架 3-励磁绕组 4-磁极铁心 5-机壳 6-换向器 7-电枢 8-后端盖,1、磁极,普通起动机的磁极及其绕组 1 一定子铁芯 2一激磁绕组,1、磁极,磁场绕组两种接法：1）四个串联2）两个串联 后再并联（在导线截面积相同的情况下可增大电流，提高起动转矩）,2、电枢,组成：铁心、绕组、电枢轴和换向器 功用：产生电磁 转矩换向器的作用：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,电枢绕组安装在叠片外径边缘的槽内，绕组线匝分别接到换向器铜片，电枢安装在电枢轴上。波绕法,电枢由若干薄的、外圆带槽的硅钢
5、片叠成的铁心和电枢绕组组成。铁心的叠片结构可以减小涡流电流。,3 电刷与电刷架：将电流引入电动机。电刷装在电刷架内，借弹簧压力将其紧压在换向器上。正极刷架绝缘，负极刷架直接搭铁。4 机壳：大多数起动机机壳的一端有4个检查窗口。机壳中部有一个电流输入接线柱，并在内部与励磁绕组的一端相连。,5 端盖：分前、后两个，前端盖由钢板压制而成，它们的中心均压装着青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，外围有2个或4个组装螺孔。后端盖上有拨叉座，前端盖内装有电刷架。,一、串励直流电动机构造二、直流电动机的工作原理,第二节 直流串励式电动机,三.直流电动机的电磁转矩,四、直流电动机转矩自动调节原理,二、直流电动机的工
6、作原理,1.功用 直流电动机是将电能转变为机械能的设备。2.原理 载流导体在磁场中受到电磁力作用会发生运动。,二、直流电动机的工作原理,根据“左手定则”带电导体在磁场中受到电磁力作用的原理而产生电磁转矩,一、串励直流电动机构造二、直流电动机的工作原理,第二节 直流串励式电动机,三.直流电动机的电磁转矩,四、直流电动机转矩自动调节原理,三.直流电动机的电磁转矩,电动机的电磁转矩M取决于磁通、电枢电流Ia的乘积，即M=CmIa 其中Cm电机结构常数,一、串励直流电动机构造二、直流电动机的工作原理,第二节 直流串励式电动机,三.直流电动机的电磁转矩,四、直流电动机转矩自动调节原理,四、直流电动机转矩
7、自动调节原理,电枢旋转，产生反电动势电压平衡方程式,四、直流电动机转矩自动调节原理,可见，当电动机负载发生变化时，电动机的转速转矩会自动的作相应的变化，以满足负载的需要。机械特性软。,轻载-高速重载-低速,第四节 起动机的传动机构,1.作用发动机起动时，使起动机的驱动齿轮和发动机飞轮齿环啮合，将电动机的转矩传给飞轮发动机起动后，自动切断动力传递，防止电动机被发动机带动，超速旋转而破坏。起动机驱动齿轮与曲轴飞轮齿环之间的传动比很大，在传动机构中设置了单向离合器，起动时传递、切断联系。,2.传动机构组成：离合器（单向）：啮合、分离 拨叉：使离合器做轴向移动 离合器分类：滚柱式（使用最多）弹簧式 摩
8、擦片式,第四节 起动机的传动机构,1滚柱式单向离合器,1起动机驱动齿轮 2外壳 3十字块 4滚柱 5压帽与弹簧 6垫圈 7护盖 8花键套筒 9弹簧座 10缓冲弹簧 11移动衬套 12卡环,单向离合器,滚柱式单向离合器,2.弹簧式单向离合器,1）起动发动机时，控制装置迫使驱动齿轮与飞轮齿环啮合，电枢轴带动花键套筒旋转，在摩擦力的作用下离合弹簧扭缩，直径缩小，抱紧两个套筒外圆表面，使其成一刚体，于是电动机产生的转矩经花键套筒，离合弹簧传给驱动齿轮，从而带动飞轮旋转。2）起动发动机后，由于飞轮带动驱动齿轮的转速高于花键套筒，迫使弹簧扭力放松，使弹簧直径扩大，驱动齿轮和花键套筒不再成为一刚体，可以相对
9、滑动，从而避免了电动机超速旋转的危险。,2.弹簧式单向离合器,小齿轮套筒主动套筒扭力弹簧垫圈缓冲弹簧固连拨环,起动时,3.摩擦片式单向离合器,起动时,起动后,第五节 起动机的控制装置,第五节 起动机的控制装置,作用：控制装置的作用是控制驱动齿轮和飞轮的啮合与分离 控制电动机电路的接通与切断。常用的装置有机械式和电磁式。,目前汽车上大多采用电磁操纵强制啮合式起动机，这种类型的起动机又分为无起动继电器和有用动继电器两种。1、无起动继电器起动机控制电路ST614 型起动机，用于黄河、JN1090 型载货汽车。2、起动继电器控制起动电路QD124 型起动机起动电路，用于东风EQ6100Q 汽油机。,第
10、五节 起动机的控制装置,1驱动齿轮 2复位弹簧 3拨叉 4活动铁芯 5保持线圈 6吸引线圈 7接线柱 8起动按钮 9起动总开关 10熔断丝 11黄铜套 12挡铁 13接触盘 14、15接线柱 16电流表 17蓄电池 18起动机,ST614直接控制,（1）闭合起动总开关9，按下起动按钮8，齿轮开始啮合：蓄电池正极 接线柱14 电流表16 熔断器10 起动开关9 电磁开关接线柱7 吸引线圈6 接线柱15 起动机磁场和电枢线圈搭铁 保持线圈5搭铁蓄电池负极,（2）齿轮完全啮合，接触盘与触头14、15接通，并联电路短路：a:蓄电池正极 接线柱14 接触盘13 接线柱15 起动机磁场和电枢线圈搭铁蓄电池
11、负极 b:蓄电池正极 接线柱14 10 5 搭铁 大电流产生发动机所需的起动转矩。,（3）发动机起动后，单向离合器分离，电枢轴空转。在断开起动开关的瞬间，接触盘仍在接触位置：1：蓄电池正极 接线柱14 接触盘13 接线柱15 吸引线圈6 保持线圈5 搭铁 蓄电池负极。2：蓄电池正极 接线柱14 接触盘13 接线柱15 起动机磁场和电枢线圈搭铁蓄电池负极,起动触点按钮极易损坏,QD124型起动机电路,第三章 起动机,起动机的构造和型号直流串励式电动机起动机的传动机构、控制装置起动机的特性新型起动机维护与使用,第三节、起动机的特性,直流电动机的型式 按照磁场绕组和电枢绕组连接方法不同，可分为并激、
12、串激、复激。见图。,1.串励式起动机的工作特性,起动机的工作特性包括：(1)转矩特性：电磁转矩与电流的关系:M=f(Ia)(2)转速特性：电枢转速与电流的关系：n=f(Ia)(3)功率特性：功率与电流的关系：P=f(Ia),分析,当I=0时，M=0，P=0，转速n达到最大，n=nmax（起动机空载）；当I=Imax时，n=0，P=0，输出转矩达到最大M=Mmax（起动机制动）。空载和制动的工作情况，常用来检验起动机的故障,2.影响起动机工作特性的因素,（1）蓄电池的容量和充电情况 容量大，充电充足，内阻小，供给起动机电流大，起动机的功率、转速、制动力矩都大。（2）起动电路的电阻影响 起动机内部
13、电阻和起动线路电阻越大，起动机得输出功率、转速、制动力矩均会降低。（3）环境温度的影响。,第六节 新型起动机,起动机的分类 1普通起动机-直接啮合强制起动2新型起动机-减速式起动机-永磁式起动机,普通直接啮合强制起动机,1驱动齿轮 2复位弹簧 3拨叉 4活动铁芯 5保持线圈 6吸引线圈 7接线柱 8起动按钮 9起动总开关 10熔断丝 11黄铜套 12挡铁 13接触盘 14、15接线柱 16电流表 17蓄电池 18起动机,ST614直接控制,第六节 新型起动机,起动机的分类 1普通起动机-直接啮合强制起动2新型起动机-减速式起动机-永磁式起动机,一、减速起动机,在电动机的电枢轴和输出轴之间，设置
14、了齿轮减速装置。作用：通过转矩的倍增作用，使起动机的输出特性适应发动机的起动要求。齿轮减速比一般为35。,减速起动机类型：内啮合外啮合行星齿轮式,一、减速起动机,1内啮合式减速起动机,内啮合式减速起动机,2外啮合式减速起动机,3行星齿轮式减速起动机,4、减速起动机的优点,1.输出功率增加；2.缩小了外部尺寸,便于安装；3.提高了起动转矩,有利于发动机的低温起动；4.减轻了蓄电池的负担,延长了使用寿命。,第六节 新型起动机,起动机的分类 1普通起动机-直接啮合强制起动2新型起动机-减速式起动机-永磁式起动机,二、永磁式起动机,直流电动机磁场型式：1.电磁式2.永磁式 电动机不需要磁场绕组，节省材
15、料，体积小，换向性能好。用在小功率起动机上。,1-驱动齿轮 2-单向离合器 3-传动叉4-复位弹簧 5-吸引线圈6-保持线圈 7-起动开关 8-电枢 9-磁极 10-行星齿轮减速器,永磁式起动机,ISAD：Integrated Starter Alternator Damper System,发电机起动机飞轮一体化系统 ISAD：Integrated Starter Alternator Damper System，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。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
16、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,CSA（Crankshaft Start Alternator),德国宝马汽车公司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。,第七节 起动机的使用与维修,起动机的正确使用 起动机的维护 起动机的修理,一、起动机的正确使用,起动机每次使用不超过5秒发动机起动后必须切断控制电路,二、起动机的维护,1、
17、起动机的保养 清洁（3000公里）和更换炭刷（5000公里或根据需要）。2、起动机的调整 碳刷调整 起动继电器闭合电压与断开电压的调整 轴承的配合3、单向离合器的调整,三、起动机的修理,1、起动机的解体与装复（1）起动机的解体与清理（2）检验与修理（3）装复与试验2、起动机的故障分析与处理方法,起动机的故障分析与处理方法,起动机的常见故障有：起动机不转起动机运转无力驱动齿轮运转不良起动机不停止工作起动机空转等,起动机故障分析的首要条件是区分起动机故障和起动系电路故障，一般应先判断电路故障。（1）区分起动机故障与线路故障（2）区分起动机故障与蓄电池故障,作业,1.影响起动机工作性能的因素有哪些？2.蓄电池容量对起动机性能有何影响？3.起动机单向离合器的作用是什么？4.起动机单向离合器的种类有哪些？5.控制装置的作用是什么,
