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1、一、发动机起动发动机曲轴在外力作用下开始转动到自动怠速运转的全过程二、作用通过起动机将蓄电池储存电能转变为机械能带动发动机以足够高的转速运转，以顺利起动发动机 12.1概 述第1页/共55页三、起动阻力 1.惯性阻力 2.压缩气体阻力 3.摩擦阻力 4.驱动附件阻力第2页/共55页四、起动转速1.使发动机顺利起动所必需的曲轴转速2.汽油机起动转速 1)汽油机最低起动转速为3040r/min2)最低起动转速的原因起动转速过低，压缩行程内的热量损失过多，气流的流速过低，将使汽油雾化不良，导致气缸内的混合气不易着火 第3页/共55页3.柴油机起动转速 1)柴油机最低起动转速为150300r/min
2、2)起动转速高的原因 a）压缩比高 b）喷油泵建立足够喷油压力 c）缸内形成强空气涡流第4页/共55页五、起动方式1.人力起动 人力起动即手摇起动或绳拉起动。结构简单主要用于大功率柴油机的辅助汽油机的起动，或在有些装用中、小功率汽油发动机的车辆上作为后备起动装置。手摇起动装置由安装在发动机前端的起动爪和起动摇柄组成。第5页/共55页2.电力起动机以电动机作为动力源。当电动机轴上的驱动齿轮与发动机飞轮周缘上的环齿啮合时，电动机旋转时产生的电磁转矩通过飞轮传递给发动机的曲轴，使发动机起动。电力起动机简称起动机。它以蓄电池为电源，结构简单、操作方便、起动迅速可靠。目前，几乎所有的汽车发动机都采用电力
3、起动机起动。3.辅助汽油机起动起动装置的体积大、结构复杂，只用于大功率柴油发动机的起动。第6页/共55页六、起动预热1.原因寒冷地区和严寒季节（1）机油粘度增高，起动阻力矩增大（2）燃料汽化不良（3）蓄电池内阻增加第7页/共55页2.措施（1）进气预热装置第8页/共55页（2）电热塞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，在压缩行程中的热量损失较直接喷射式大，更难以起动。为此，在涡流室式或预燃室式柴油机的燃烧室中可以安装预热塞，在起动时对燃烧室内的空气加以预热。常用的电热塞有开式电热塞、密封式电热塞等多种形式。每缸一个电热塞，每个电热塞的中心螺杆并联与电源相接。发动机起动
4、前首先接通电热塞的电路，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，从而可提高压缩终了时的温度，使喷入气缸的柴油容易着火。第9页/共55页（3）起动液喷射装置 主要用于某些柴油发动机的起动预热。喷嘴安装在发动机进气管上，起动液喷射罐内充有压缩气体氮气和乙醚、丙酮、石油醚等易燃燃料。当低温起动柴油机时，将喷射罐倒置，罐口对准喷嘴上端的管口，轻压起动液喷射罐，打开其端口上的单向阀，起动液即通过单向阀、喷嘴喷入发动机进气管，并随着吸入进气道的空气一起进入燃烧室。由于起动液是易燃燃料，可以在较低的温度下迅速着火，点燃喷入燃烧室内的柴油 第10页/共55页（4）起动减压装置 起动
5、减压装置采用降低起动转矩、提高起动转速的方法来改善柴油机的起动性能。发动机各缸的减压装置是一套联动机构。中、小型柴油机的联动机构一般采用同步式，即各减压气门同时打开，同时关闭。大功率柴油机减压装置的联动机构一般为分级式，即起动前各减压气门同时打开，起动时各减压气门分级关闭，使部分气缸先进入正常工作，发动机预热后其余各缸再转入正常工作。减压的气门可以是进气门，也可以是排气门。用排气门减压会由于炭粒吸入气缸，加速机件的磨损，一般多采用进气门减压。第11页/共55页一、组成电力起动机简称起动机由直流电动机、传动机构和控制机构等9101起动机组成1.MPG 1.059101起动机组成2.MPG 1.0
6、4 12.2 起动机第12页/共55页第13页/共55页二、直流电动机1.基本原理在直流电压的作用下，产生旋转力矩。接通起动开关起动发动机时，电动机轴旋转，并通过驱动齿轮和飞轮的环齿驱动发动机曲轴旋转，使发动机起动。第14页/共55页2.类型按磁场产生方式的不同（1）永磁电动机（2）励磁电动机根据磁场绕组和电枢绕组连接方式不同A.串励电动机B.并励电动机C.复励电动机 第15页/共55页3.串励电动机（1）结构由电枢、磁极铁心、换向器、机壳、端盖等组成第16页/共55页A.电枢由换向器、铁心、绕组和电枢轴组成电枢铁心由外圆带槽的硅钢片叠成，压装在电枢轴上；绕组采用较粗矩形截面裸铜线用波绕法绕制
7、绕组嵌装在硅钢片槽中，绕组与铁心间和电枢绕组匝间，用绝缘纸隔开，铁心槽口的两侧用轧纹将绕组压紧结构紧凑，电磁力矩大第17页/共55页B.换向器由一定数量的燕尾形铜片组成，并用轴套和压环组装成一个整体，压装在电枢轴上。各铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母或硬塑料片绝缘。电枢绕组各线圈的两端焊接在相应铜片的接线凸缘上，经过绝缘电刷和搭铁电刷分别与起动机磁场绕组一端和起动机壳体连接。电枢轴制有螺旋槽或花键槽，以便安装传动装置。电枢轴两端通过轴承支撑在起动机前、后端盖上 第18页/共55页C.磁极由磁极铁心和励磁绕组组成 铁心用低碳钢制成，用螺钉固定在电动机外壳上，通过外壳构成磁回路 励磁绕组套
8、装在每个磁极铁心上，用较粗矩形截面裸铜线绕制，匝间用绝缘纸绝缘，外部用玻璃纤维带包扎。第19页/共55页（2）励磁绕组与电枢绕组连接A.串联 所有励磁绕组的所有线圈串联在一起，再与电枢绕组串联第20页/共55页B.并串联 励磁绕组的线圈分成两组，每组线圈相互串联，然后两组再并联起来与电枢绕组串联 充分发挥铁心导磁性能，以减少电能损耗，利于增大电枢起动电流，提高起动转矩，应用广泛第21页/共55页C.并串并联在主励磁绕组与电枢串联的基础上，再与辅助励磁绕组并联第22页/共55页（3）电刷 由铜与石墨压制而成，铜质量占8090，石墨质量占1020，以减小电阻，增加耐磨性及提高机械强度 减小电刷与换
9、向器间的接触电阻，延长电刷使用寿命，电刷与换向器有较大的接触面积，且电刷靠电刷弹簧压紧在换向器的外圆表面 电刷个数等于磁极个数9110起动机换向.MPG 2.093101起动机原理.MPG 0.513301起动机工作过程.MPG 2.30第23页/共55页三、传动机构1.作用 起动发动机时，将驱动齿轮与电枢轴联成一体，使发动机起动发动机起动后，驱动齿轮的转速超过电枢轴的正常转速时，传动机构使驱动齿轮与电枢轴自动脱开，防止电动机超速第24页/共55页2.类型（1）惯性啮合式接通点火开关起动发动机时，驱动齿轮靠惯性力作用，沿电枢轴移出与飞轮啮合，使发动机起动 发动机起动后，飞轮转速超过电枢轴转速时
10、，驱动齿轮靠惯性力作用退回，脱离与飞轮啮合，防止电动机超速第25页/共55页（2）强制啮合式 接通起动开关起动发动机时，驱动齿轮靠杠杆机构作用沿电枢轴移出，与飞轮环齿啮合，使发动机起动；发动机起动后，切断起动开关，外力的作用消除后，驱动齿轮在回位弹簧的作用下退回，脱离与飞轮环齿的啮合。第26页/共55页（3）电枢移动式 起动机不工作时，起动机的电枢与磁极错开。接通起动开关起动发动机时，在磁极磁力的作用下，整个电枢连同驱动齿轮移动与磁极对齐的同时，驱动齿轮与飞轮环齿进人啮合。发动机起动后，切断起动开关，磁极退磁，电枢轴连同驱动齿轮退回，脱离与飞轮的啮合 第27页/共55页3.超速保护装置（1）滚
11、柱式单向离合器 A.结构由外座圈、内坐圈、滚柱以及装在内座圈孔中的柱塞和弹簧等组成。驱动齿轮与外座圈联成一体。花键套筒与内座圈联成一体，并通过花键套装在起动机电枢的延长轴上。第28页/共55页B.工作原理 接通起动开关起动发动机时，电枢轴连同内座圈方向旋转。摩擦力和弹簧张力作用，滚柱被带到内、外座圈之间楔形槽窄一端，将内、外座圈联成一体，电枢轴上的转矩通过内座圈、楔紧的滚柱传递到外座圈和驱动齿轮，驱动齿轮与电枢轴一起旋转使发动机起动。第29页/共55页发动机起动后，曲轴转速升高，飞轮齿圈将带着驱动齿轮高速旋转。驱动齿轮的旋转方向没有改变，但它由从动轮变为主动轮。当驱动齿轮和外座圈的转速超过内座
12、圈和电枢轴的转速时，在摩擦力作用下，滚柱克服弹簧张力的作用滚向楔形槽宽的一端，使内、外座圈脱离联系而自由地相对运动，高速旋转的驱动齿轮与电枢轴脱开，防止电动机超速。第30页/共55页（2）弹簧式单向离合器A.结构 安装在电枢的延长轴上，驱动齿轮右端空套在花键套筒左端的外圆面上，两个扇形块装入驱动齿轮右端相应的缺口中，深入花键套筒左端的环槽内，使驱动齿轮与花键套筒间，既可以一起作轴向移动，又可以相对滑转。离合弹簧在自由状态下的内径小于齿轮和花键套筒相应外圆面的外径，在安装状态下弹簧紧套在外圆面上，弹簧与护套之间有间隙第31页/共55页B.工作原理起动时，起动机的电枢轴带动花键套筒旋转，使弹簧收缩
13、趋势，弹簧被箍紧在相应外圆面上。起动机转矩靠弹簧与外圆面之间的摩擦传递给驱动齿轮，通过飞轮坏齿带动曲轴旋转，使发动机起动。发动机一旦起动，驱动齿轮转速超过花键套筒转速，弹簧张开，驱动齿轮在花键套筒上滑转，与电枢轴脱开，防止电动机超速 第32页/共55页（3）摩擦片式单向离合器传递较大的转矩，用于大功率起动机上A.结构驱动齿轮与离合器的外接合鼓成一体，内接合鼓靠三线螺旋花键套装在花键套筒的左端，花键套筒则通过内螺旋花键套装在电枢轴的花键部分。主动摩擦片的内圆有个凸起，嵌入内接合鼓外圆的个直槽中。从动摩擦片的外圆有个凸起，嵌入外接合鼓内圆的个直槽中。摩擦片之间的压力可通过调整垫圈调整。第33页/共
14、55页B.工作原理接通起动开关起动发动机时，起动机的磁转矩通过电枢轴传递给花键套筒。由于内接合鼓与花键套筒之间的转速差，内接合鼓沿花键套筒左移，将从动片与主动片压紧使外接合鼓与内接合鼓连成一体，即驱动齿轮与电枢轴连成一体，起动机的转矩通过驱动齿轮和飞轮传递给发动机的曲轴，使发动机起动。发动机起动后，飞轮带着驱动齿轮和外接合鼓高速旋转，外接合鼓的转速超过电枢轴和花键套筒的转速，内接合鼓沿花键右移，从动片与主动片分开，使驱动齿轮与电枢轴脱开，防止电动机超速。第34页/共55页四、控制机构起动机的控制机构也称为操纵机构，其作用是控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的移出和退回。1、起动机的控制机构分直
15、接操纵式直接操纵式控制机构检修方便，且不消耗电能，有利于提高起动转速。但驾驶人的劳动强度大，不易远距离操纵，所以目前已很少应用。第35页/共55页2、电磁操纵式1）俗称电磁开关使用方便，工作可靠，并适合远距离操纵，目前应用广泛。第36页/共55页 起动发动机时，接通总开关，按下起动按钮，吸拉线圈和保持线圈的电路被接通，其电流通路为：蓄电池正极主接线柱电流表总开关起动按钮接线柱吸拉线圈主接线柱电动机保持线圈搭铁蓄电池负极。发动机起动后，在松开起动按钮的瞬间，吸拉线圈和保持线圈是串联关系，两线圈所产生的磁通方向相反，互相抵消，于是活动铁心在复位弹簧的作用下迅速回位，使驱动齿轮退出啮合，接触盘在其右
16、端小弹簧的作用下脱离接触，主开关断开，切断了起动机的主电路，起动机停止运转。9107起动机操纵系统.MPG 2.05 第37页/共55页动机的控制装置中，还装有短路点火线圈附加电阻的接触片，控制装置外壳上对应的接线柱通过导线与点火线圈初级绕组相连。主开关接通时，短路点火线圈附加电阻的接触片与蓄电池正极直接接通，将点火线圈附加电阻短路，改善起动时的点火性能。电磁操纵式控制机构的起动开关通常与点火开关制成一体，为了减小流过点火开关的电流，防止点火开关的早期损坏，有些起动机的控制电路中接有继电器。具有起动继电器的起动电路。第38页/共55页第39页/共55页具有组合继电器的起动电路。组合继电器由起动
17、继电器和充电继电器组成，它利用发动机中性点电压，在发动机起动后尚未切断起动开关时，自动停止起动机的工作。此外，为了在起动发动机时，曲轴能获得足够的起动转矩和必要的起动转速，使发动机能迅速可靠地起动，除选用足够功率的起动机和简单可靠的控制电路外，还必须正确选择驱动齿轮和飞轮齿圈的齿数，以获得适当的传动比，该传动比一般为1015。第40页/共55页第41页/共55页一、减速起动机起动机电枢轴与驱动齿轮间装有齿轮减速器的起动机 1、可行性串励式直流电动机的功率与电动机转矩和转速成正比。提高电动机转速的同时降低其转矩，可以保持起动机功率不变。当采用高速、低转矩的串励式直流电动机作为起动机时，在功率相同
18、的情况下，可以使起动机的体积和重量大大减小。但起动机的转矩过低，不能满足起动发动机的要求电动机电枢轴与驱动齿轮间安装齿轮减速器，可以在降低电动机转速的同时提高其转矩12.3 减速起动机 第42页/共55页2、外啮合式1）.有惰轮外啮合式减速起动机，减速机构在电枢轴和起动机驱动齿轮之间利用惰轮作中间传动，且电磁开关铁心与驱动齿轮同轴心，直接推动驱动齿轮进人啮合，无需拨叉。2）.无惰轮外啮合式减速机构中间不加惰轮，驱动齿轮必须通过叉拨动才能进行啮合 第43页/共55页3）.特点传动中心距较大，减速比不能太大多用在小功率的起动机上。第44页/共55页无惰轮外啮合式无惰轮外啮合式第45页/共55页3、
19、内啮合式传动中心距小，可有较大的减速比适用于较大功率的起动机但噪声较大，驱动齿轮仍需拨叉拨动进行啮合第46页/共55页内啮合式内啮合式第47页/共55页4、行星齿轮式结构紧凑、传动比大、效率高电枢轴无径向载荷，振动小整机尺寸减小，质量减轻、噪声降低。配件可以通用，应用广泛第48页/共55页行星齿轮式行星齿轮式第49页/共55页第50页/共55页二、永磁起动机以永磁材料作为磁极的起动机，称为永磁起动机。它取消了传统起动机中的励磁绕组和磁极铁心，使起动机的结构简化，体积和质量大大减小，可靠性提高，并节省了金属材料。第51页/共55页三、永磁减速起动机采用高速低转矩的永磁电动机，并在驱动齿轮与电枢轴之间安装齿轮减速器的起动机，称为永磁减速起动机。永磁减速起动机的体积和质量可以进一步减小，目前已得到广泛应用。第52页/共55页第53页/共55页思考题1.为什么发动机低温起动困难？为使发动机在低温下迅速可靠地起动，常采用哪些辅助起动装置？2.起动机的直流电动机由哪些基本部分构成？3.车用起动机为什么采用串激直流电动机？4.为什么必须在起动机中安装离合机构？常用的起动机离合机构有哪几种？5.试述滚柱式单向离合器的结构及工作原理。6.为什么电磁操纵式起动机的电磁开关必须有吸引和保持两个线圈？第54页/共55页感谢您的观看。第55页/共55页