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1、第十一章 发动机起动系统 11.1 概述 定义：使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程，叫发动机的起动。完成起动所需要的装置叫起动系（图9-1）。1 起动条件 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摩擦阻力矩。起动阻力矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。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 40 r/min，柴油机的起动转速为150 300r/min。2.起动方式 转动曲轴使发动机起动的方式很多，汽车发动机常用的有两种：人力起动：起动最为简单，只须将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内
2、，以人力转动曲轴。电动机起动：电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。11.2 起动辅助装置 1.电热塞（图9-2）一般在采用涡流室式或预燃室式燃烧室的发动机中装有电热塞，以便在起动时对燃烧室内的空气进行预热。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。各电热塞中心螺杆用导线并联，并连接到蓄电池上。在发动机起动以前，先用专用的开关接通电热塞电路，很快红热的发热钢套使气缸内空气温度升高，从而提高了压缩
3、终了时的空气温度，使喷入气缸的柴油容易着火。2.进气预热器（图9-3）在中、小功率柴油机上常采用进气预热器作为冷起动的辅助装置。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。柴油机起动时，接通预热器电路后，电热丝发热，同时加热阀体，阀体受热伸长，带动阀芯移动，使阀芯的锥形端离开进油孔。燃油流进阀体内腔受热气化，从阀体的内腔喷出，并被炽热的电热丝点燃生成火焰喷入进气管，使进气得以预热。当关闭预热开关时，电路切断，电热丝变冷，阀体冷却收缩，其锥形端又堵住进油孔
4、而截止燃油的流入，于是火焰熄灭，预热停止。3.减压装置（图9-4）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。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），以降低初始压缩阻力。这样在柴油机起动前起动机转动曲轴比较容易。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。4.起动液喷射装置（图9-5）在低温起动时，可根据需要装用起动液喷射装置 在柴油机进气管内安装一个喷嘴，起动液压力喷射罐内充有压缩气体（氮气）和易燃燃料（乙醚、丙酮、石油醚等）
5、。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，从而点燃喷入燃烧室的柴油。11.2 起动机组成：由直流电动机、操纵机构、离合机构组成。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 一、直流电动机l直流电动机常采用串激直流电动机，其特点是低速时转矩很大，随转速n，转矩T，这一特征非常适合发动机起动的要求。1、功用：将电能转变为机械能2、构造及特点：、磁场部分由磁
6、极、磁场绕组和外壳等组成。磁场与磁路绝缘接线柱外壳磁极电刷换向器磁场绕组磁场与磁路前端盖外壳电刷磁场绕组 电枢中间支撑板离合器限位螺母后端盖拨叉电磁开关、电枢部分组成:由电枢线圈及铁芯、电枢轴、换向器等组成；传动机构与电枢轴采用花键配合；电枢轴采用三点支撑；电枢轴尾部有限位圈。、换向器 由电刷和电枢轴上的整流子组成，用来连接磁场绕组与电枢绕组。换向器剖面示意铜片轴套压环 接线凸缘电枢、电刷装置前端盖外壳电刷磁场绕组电枢离合器后端盖两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。电刷换向器磁场绕组磁场绕组与电枢绕组的连接由铜粉（8090）和石墨粉（1020）压制而成。3、直流电动机原理直流电动机的工作
7、原理二、操纵机构1、分类：重点 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传动齿轮副进入啮合。结构简单、使用可靠、但操作不便，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。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。起动机齿轮与飞轮齿圈传动比为1015 2、作用：控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的啮合与退回，同时短路点火系的附加电阻。起动机电池搭铁点火开关起动继电器线圈附加电阻线至分电器点火
8、线圈点火开关蓄电池起动机接线柱回位弹簧拨叉离合器电流表吸引线圈接线柱引铁附加电阻线短路接柱电动机接柱触盘 吸引线圈保持线圈3、电磁式操纵机构组成 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
9、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。三、离合机构1、作用：在起动时，它保证起动机的动力能够通过飞轮传递给曲轴；起动完毕，发动机开始工作时，立即切断动力传递路线，使发动机不可能反过来通过飞
10、轮驱动起动机以高速旋转。2、类型：、滚柱式离合机构、摩擦片式离合机构、弹簧式离合机构3、滚柱式离合机构、组成：、工作原理原理演示四、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动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。如果齿轮与飞轮齿端相对，不能马上啮合，此时弹簧压缩，当齿轮转过一个角度后，齿轮与飞轮迅速啮合。当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时，短路线路接通，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。四、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动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。如果齿轮与飞轮齿端相对，不能马上啮合，此时弹簧压缩，当齿轮转过一个角度后，齿轮与飞轮迅速啮合。当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时，短路线路接通，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。