汽车构造 起动系

Chap9起动系李书伟Tel:[e-mail]（1）教学目的和要求掌握发动机的起动；熟悉起动机的组成；了解电磁啮合式起动机、减速起动机、永磁起动机。（2）教学内容发动机的起动；起动机的组成；电磁啮合式起动机；减速起动机和永磁起动机。（3）本章重点、难点重点：发动机的起动原理。难点：发动机的起动原理。基本内容一、发动机的起动二、起动辅助装置三、起动机发动机的起动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。起动系统动画演示汽车电源起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。发动机的起动1．起动条件①起动转矩：能够使曲轴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磨擦阻力矩。起动阻力矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。②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30～40r/min，柴油机的起动转速为150～300r/min。发动机的起动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：①人力起动：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，以人力转动曲轴。②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。起动系统1.直流电动机2.传动机构3.控制机构起动机起动机为直流电动机，汽车起动机与普通直流电动机的主要区别是电压很低(12V或24V)，电流很大(200～600A)。a)控制机构通电小齿轮移出b)控制机构断电小齿轮退回起动机的工作原理起动辅助装置发动机在严寒冬季起动困难，这是由于机油粘度增高，起动阻力矩增大，蓄电池工作能力降低，以及燃油气化性能变坏的缘故。为使之便于起动，在冬季应设法将进气、润滑油和冷却水预热。车用柴油机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、起动液喷射装置以及减压装置等。起动辅助装置1.电热塞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。起动辅助装置-电热塞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汽缸内空气温度升高，从而提高了压缩终了时的空气温度，使喷入汽缸的柴油容易着火。动画演示2.进气预热器在中、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而截止燃油的流入，于是火焰熄灭，预热停止。动画演示3.减压装置为了降低起动力矩，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。动画演示4.起动液喷射装置在低温起动时，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）。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。动画演示起动机1．组成：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。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24v2．操纵机构直接操纵：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1：10～153．离合机构起动机应该只在起动时才与发动机曲轴相联，而当发动机开始工作之后，起动机应立即与曲轴分离。否则，随着发动机转速的升高，将使起动机大大超速，产生很大的离心力，而使起动机损坏（起动机电枢绕组松弛，甚至飞散）。因此，起动机中装有离合机构。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轮驱动起动机以高速旋转。滚柱式离合机构是常用的离合机构。超越离合器滚柱式离合机构由开有楔形缺口的外座圈、内座圈、滚子以及连同弹簧一起装在外座圈孔中的柱塞组成。作为内座圈毂的套筒和起动机轴用花键连接。固定在外座圈上的齿轮随电枢轴一起转动，驱动飞轮齿圈而使曲轴旋转。超越离合器是一种特殊的机械离合器，在机械传动中由主从动的相对运动、相对运动速度变化或旋转方向的变换使其自动结合或脱开。驱动元件只能从单一方向向使从动元件转动，如果驱动元件改变方向，从动元件就自动脱离不传递动力，故又称单向离合器或单向轴承。一般按超运转速度选择，故统称为超越离合器。超越离合器当电枢连同内座圈依箭头所示方向旋转时，滚子借摩擦力和弹簧推力而楔紧在内外座圈之间的楔形槽的窄端。于是起动机轴上的转矩便可通过楔紧的滚子传到外座圈，因此固定在外座圈上的齿轮随电枢轴一同旋转，驱动飞轮齿圈而使曲轴旋转。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，防止了起动机超速的危险。4．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。5．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。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。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。本章小结1、发动机的起动系2、发动机起动的条件起动转速电机的起动电压3、起动机上安装单向离合器的意义。致谢：本课程教学内容结束。祝同学们进步、充实、开心!Thanks