汽車發(fā)動機啟動原理

1、、啟動系統(tǒng)的基本組成和作用畑3?眾咸系題本氓衣同曲卩L3-起總醉電器-1占七.桿$電庵總現(xiàn)代汽車發(fā)動機以電動機作為啟動動力。啟動系統(tǒng)的基本組成如圖31所示，由蓄電池、點火開關(guān)、啟動繼電器、啟動機等組成。啟動系統(tǒng)的功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機械能，啟動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。1. 啟動開關(guān)接通啟動機電磁開關(guān)電路，以使電磁開關(guān)通電工作。汽油發(fā)動機的啟動開關(guān)與點火開關(guān)組合在 一起。2. 啟動繼電器 由啟動繼電器觸點（常開型）控制啟動機電磁開關(guān)電路的通斷，啟動開關(guān)只是控制啟動繼 電器線圈電路，從而保護了啟動開關(guān)，有單聯(lián)型（保護啟動開關(guān)）和復(fù)合型（既保護啟動開關(guān)又保護啟動 機）。二、啟動機的類型1. 按驅(qū)

2、動齒輪嚙合方式（1）慣性嚙合式啟動時，依靠驅(qū)動齒輪自身旋轉(zhuǎn)的慣性與飛輪齒環(huán)嚙合。慣性嚙合方式結(jié)構(gòu)簡單，但工作可靠性較差， 現(xiàn)很少采用。（2）電樞移動式靠磁極產(chǎn)生的電磁力使電樞作軸向移動，帶動固定在電樞軸上的驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。電樞移動式啟動機其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在歐洲國家生產(chǎn)的柴油車上使用較多。（3）磁極移動式靠磁極產(chǎn)生的磁力使其中的活動鐵心移動，帶動驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。磁極移動式啟動機其磁極 的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，目前采用此種結(jié)構(gòu)形式的啟動機已不多見。（4）齒輪移動式靠電磁開關(guān)推動電樞軸孔內(nèi)的嚙合桿而使驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)嚙合。齒輪移動式其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜， 采用此種結(jié)構(gòu)的一般為大功率的啟動機。（

3、5）強制嚙合式靠電磁力通過撥叉或直接推動驅(qū)動齒輪作軸向移動與飛輪齒環(huán)嚙合。強制嚙合式啟動機工作可靠、結(jié) 構(gòu)也不復(fù)雜，因而使用最為廣泛。2. 按傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)（1）非減速啟動機啟動機與驅(qū)動齒輪之間直接通過單向離合器傳動。一直以來，汽車上使用的啟動機其傳動機構(gòu)均為這種 機構(gòu)。（2）減速啟動機在啟動機與驅(qū)動齒輪之間增設(shè)了一組減速齒輪。減速啟動機具有結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕、啟動可靠等優(yōu)點,在一些轎車上應(yīng)用日漸增多。學(xué)習(xí)內(nèi)容？啟動機的組成？直流電動機的結(jié)構(gòu)？傳動機構(gòu)？電磁開關(guān)、啟動機的組成r?他15H12加N*- iW 1-:l1.和第構(gòu)P| f（i課禱保時理測1 鍛 Ifl 45訓(xùn)15后畫誦 9 電貳豐1仆

4、換曲M12IB電*13 瞪隈僭st沖丼JI 出一華MLt竄吐M1 fH| 口 Wli 花坍 M -功也也劇功fit恃d啟動機一般由直流電動機、傳動機構(gòu)和電磁操縱機構(gòu)三部分組成，如圖 32 所示， 其各部分功用：直流電動機：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。傳動機構(gòu)：在發(fā)動機啟動時，使啟動機小齒輪與飛輪齒圈嚙合，將啟動機轉(zhuǎn)矩傳給發(fā)動機飛輪；在發(fā)動 機啟動后，使啟動機自動脫開飛輪齒圈。電磁操縱機構(gòu)：控制啟動機的運轉(zhuǎn)和傳動機構(gòu)的嚙合與分離。二、直流電動機的結(jié)構(gòu)汽車用啟動電動機一般為直流電動機，主要由磁極、電樞、換向器以及機殼等部件組成。電樞繞組與磁 場繞組串聯(lián)，稱此種直流電動機為串勵式直流電動機。1. 磁極。由固定在機

5、殼上的磁極鐵心和纏繞在鐵芯上的磁場繞組組成，磁場繞組所產(chǎn)生的磁極應(yīng)該是相 互交錯的。一般采用四個磁極，功率大于 7.35KW 的啟動機個別采用 6 個磁極。2. 電樞與換向器。電樞由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵芯、電樞軸和電樞繞組等組成，啟動機工作時，通 過電樞繞組和磁場繞組的電流達幾百安或更大，因此其磁場繞組和電樞繞組一般采用矩形斷面的裸銅線繞 制。換向器由許多換向片組成，換向片的內(nèi)側(cè)制成燕尾形，嵌裝在軸套上，其外圓車成圓形。換向片與換向 片之間均用云母絕緣。3. 電刷與電刷架。用來聯(lián)接磁場繞組和電樞繞組的電路，并使電樞軸上產(chǎn)生的電磁力矩保持固定方向。電刷用含銅石墨制成，裝在端蓋上的電刷架中，通

6、過電刷彈簧保持與換向片之間具有適當(dāng)?shù)膲毫?。電?機內(nèi)裝有四個電刷架，其中兩個電刷架與機殼直接相連構(gòu)成電路搭鐵，稱為搭鐵電刷架。三、傳動機構(gòu)普通啟動機傳動機構(gòu)又稱嚙合機構(gòu)或嚙合器，其主要組成部分是單向離合器。其作用是：啟動時將電樞 的電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動機飛輪，而在發(fā)動機啟動后，就立即打滑，以防止發(fā)動機飛輪帶動啟動機電樞高速 旋轉(zhuǎn)而造成飛散事故。啟動機常見的單向離合器有：滾柱式、磨擦式、扭簧式、棘輪式等幾種式。JI圍33 將打忒壞附海含器的用嵐.11聲融因菲； 單啊肩棄符紳光J一十宇塊I-債電S i rA H * 護玄 卻嘗廈，.重沖的1?評JMf 出問樣需 H - +脅迂單債滾柱式單向離合器材滾

7、柱式單向離合器的結(jié)構(gòu)，如圖3 3所示，驅(qū)動齒輪1與外殼2連接成一體，外殼內(nèi)裝有十字塊3，十字塊3與花鍵套筒10固定連接，在外殼2與十字塊形成的四個楔形槽內(nèi)分別裝有 一套滾柱4及壓帽與彈簧5，外殼2與護蓋6相互密封，在花鍵套筒10外面套有移動襯套9及緩沖彈簧8。 整個單向離合器總成利用花鍵套筒10套X1在電樞軸的花鍵上，單向離合器總成在傳動撥叉作用下，可以在電樞軸上軸向移動，也可以隨電樞軸轉(zhuǎn)動。滾柱式單向離合器工作原理 如圖3 4所示，發(fā)動機啟動時，電樞軸通過花鍵套筒帶動十字塊旋轉(zhuǎn)，這 時滾柱8在摩擦力作用下，滾入楔形槽的窄端，將十字塊1與外殼4形成一體，于是將轉(zhuǎn)矩傳給了驅(qū)動齒輪5，帶動飛輪齒圈

8、6轉(zhuǎn)動，啟動發(fā)動機。發(fā)動機啟動后，隨著曲軸轉(zhuǎn)速升高，飛輪齒圈將帶動驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其轉(zhuǎn)速大于十字塊轉(zhuǎn)速時， 在摩擦力作用下，滾柱滾入楔形槽的寬端而打滑，這樣轉(zhuǎn)矩不能從驅(qū)動齒輪傳給電樞軸，從而防止了電樞 超速飛散。滾柱式單向離合器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但傳遞轉(zhuǎn)矩受限制。四、電磁開關(guān)電磁開關(guān)安裝在啟動機的上部，用來控制啟動機驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合與分離，以及電動機電路的接 通和關(guān)斷，電磁開關(guān)主要由吸引線圈、保持線圈、活動鐵芯、接觸盤、觸點等組成。對于汽油發(fā)動機用啟 動機、電磁開關(guān)內(nèi)還有點火線圈附加電阻短路觸點，通過電磁開關(guān)外殼上的接線柱與點火線圈初級繞組相 連。如圖35所示，接通啟動開關(guān)后，吸拉線

9、圈和保持線圈通電，在吸拉線圈和保持線圈電磁力的共同作 用下，使活動鐵芯克服彈簧力右移，活動鐵芯帶動撥叉移動，將驅(qū)動齒輪推向飛輪，當(dāng)驅(qū)動齒輪與飛輪嚙 合時，接觸盤也被活動鐵芯推至與觸點接觸位置，使啟動機通入啟動電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩啟動發(fā)動機。接 觸盤接觸后，吸拉線圈被短路，活動鐵芯靠保持線圈的電磁力保持其嚙合位置。發(fā)動機啟動后，斷開啟動開關(guān)，此時流經(jīng)電磁線圈電流為：蓄電池正極T接線柱12T接觸盤11T接線柱14t吸引線圈6宀保持線圈5T搭鐵T蓄電池負極。由于吸引線圈產(chǎn)生了與保持線圈相反方向的磁x2通，兩線圈電磁力相互抵消，活動鐵心在彈簧力的作用下回位，使驅(qū)動齒輪退岀嚙合狀態(tài)；接觸盤同時回 位，切斷

10、啟動機電路，啟動機便停止工作。學(xué)習(xí)內(nèi)容 CA1091型汽車啟動機控制電路CA1091型汽車啟動機控制電路，如圖3 6所示owJii】代*起訪扛峠制申話|-轎電1-8一jQL丸幵餐 彳_立盤11制電一紜電扯7山週書卜一舄出I一、控制電路特點根據(jù)電路分析，CA1091型汽車啟動機由復(fù)合繼電器控制。而復(fù)合繼電器又由啟動繼電器和充電指示燈繼電器組成。啟動繼電器中的線圈通過充電指示燈繼電器常閉觸點K2搭鐵，使之具有驅(qū)動保護作用。充電指示燈繼電器觸點 K2同時也是充電指示燈的搭鐵通路，用于監(jiān)測充電系統(tǒng)是否工作正常，觸點K.由發(fā)電機的中性點的電壓控制。二、工作原理1. 當(dāng)點火開關(guān)旋至啟動擋時，啟動繼電器線圈

11、通電，電流回路為：蓄電池正極-熔斷器-電流表-點火開關(guān)啟動擋t啟動繼電器線圈Li充電指示燈繼電器常閉觸點 K2搭鐵x3蓄電池負極。于是啟動繼電器的常開觸點 Ki閉合，接通了電磁開關(guān)電路。2. 電磁開關(guān)電路接通，由蓄電池正極啟動繼電器觸點Ki吸引線圈搭鐵蓄電池負極。3. 發(fā)動機啟動后，松開點火開關(guān)，點火開關(guān)自動返回點火擋（一擋），啟動繼電器觸點K,斷開，切斷了電磁開關(guān)的電路，電磁開關(guān)復(fù)位，啟動機停止工作。4. 若發(fā)動機啟動后，點火開關(guān)沒能及時返回點火擋（一擋），這時復(fù)合繼電器中充電指示燈繼電器線圈由于承受了硅整流發(fā)電機中性點的電壓，使常閉觸點K2打開，自動切斷了啟動繼電器線圈的電路，觸點K斷開，

12、使電磁開關(guān)斷電，啟動機便自動停止工作。5. 若在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，誤將啟動機點火開關(guān)旋至啟動擋位，由于在此控制電路中，充電指示燈繼電器的 線圈總加有硅整流發(fā)電機中性點電壓，充電指示燈繼電器觸點處于斷開狀態(tài)，啟動繼電器線圈不形成電流 回路，電磁開關(guān)不動作，啟動機不工作。學(xué)習(xí)內(nèi)容啟動機的正確使用和維護啟動機試驗、啟動機的正確使用和維護為了延長啟動機的使用壽命，并保證能迅速、可靠、安全地工作，啟動機的正確使用和維護要求如下：1. 啟動機是按短時間大電流工作設(shè)計的，其輸岀功率也是最大功率。因此，使用啟動機，每次工作時間 不得超過5s，重復(fù)啟動必須間隔15s以上。2. 在低溫下啟動發(fā)動機時，應(yīng)先預(yù)熱發(fā)動機后

13、再啟動。3. 啟動機電路的導(dǎo)線連接要牢固，導(dǎo)線的截面積應(yīng)滿足要求。4. 使用不具備自動保護功能的啟動機時，應(yīng)在發(fā)動機啟動后迅速松開啟動開關(guān)。在發(fā)動機正常工作時， 切勿隨便接通啟動開關(guān)。5. 應(yīng)盡可能使蓄電池處于充足電的狀態(tài)，保證啟動機正常工作時的電壓和容量，減少啟動機重復(fù)工作的 時間。6. 應(yīng)定期對啟動機進行全面的維護和檢修。二、啟動機試驗啟動機試驗的目的是檢驗啟動機的技術(shù)狀況。試驗時必須采用充足良好的蓄電池，蓄電池的容量和電壓應(yīng)和試驗啟動機的功率和額定電壓匹配。通常只進行空轉(zhuǎn)試驗和全制動試驗。1. 空轉(zhuǎn)試驗 空轉(zhuǎn)試驗的目的是檢查啟動機內(nèi)部是否有電氣故障和機械故障?？辙D(zhuǎn)試驗如圖37所示，啟動機

14、不帶負荷，接通電源測量啟動機的空載轉(zhuǎn)速與電流，并與標(biāo)準(zhǔn)進行比 較，以判斷啟動機有無故障。若測得的啟動機電流超出標(biāo)準(zhǔn)值，而轉(zhuǎn)速低于標(biāo)準(zhǔn)值，則可能是啟動機的電 樞軸彎曲、軸承與電樞軸不同心、軸承磨損等造成的，也可能是電樞繞組和磁場繞組與機體短路或間短路 所致；若電流和轉(zhuǎn)速均低于標(biāo)準(zhǔn)值，則表明導(dǎo)線連接處或啟動機內(nèi)部電路接觸不良，電刷彈簧彈力過小等。此外，空轉(zhuǎn)試驗時，換向器上不應(yīng)有強烈火花，電樞旋轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)，不應(yīng)有機械碰擦聲。試驗的時間不能 超過1min，以免引起啟動機過熱。2. 全制動試驗 全制動試驗的目的是檢測啟動機全制動時的電流和轉(zhuǎn)矩，并與標(biāo)準(zhǔn)值進行比較,3. 以判斷啟動機的機械和電氣故障。其轉(zhuǎn)矩

15、不得低于標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩的90%全制動試驗如圖38所示，將啟動機驅(qū)動齒輪鎖住，接通電源，測岀啟動機的電流值及彈簧秤讀數(shù)與 制動臂長度，并換算成轉(zhuǎn)矩值。若試驗時轉(zhuǎn)矩很小，而啟動機消耗電流超過標(biāo)準(zhǔn)值，則可能有電樞繞組或 磁場繞組短路或搭鐵故障；若啟動機轉(zhuǎn)矩和電流均低于標(biāo)準(zhǔn)值，則線路中可能有接觸不良；若驅(qū)動齒輪鎖 死后電樞軸仍能緩慢轉(zhuǎn)動，則說明單向離合器打滑。全制動試驗時，每次接通電路的時間不應(yīng)超過 5s，且應(yīng)停歇10s以上再次進行試驗，以免損壞啟動機三、啟動機的調(diào)整1.啟動機驅(qū)動齒輪端面與端蓋突緣間距的調(diào)整啟動機不工作時，驅(qū)動齒輪端面與端蓋凸緣之間的距離應(yīng)符合規(guī)定要求。若間距不符合要求，可通過 定位螺釘調(diào)

16、整。若無定位螺釘時，可用加減墊片進行調(diào)整。113-10囂:喪戰(zhàn)性一之戰(zhàn)片丈戈伍住|亡2.開關(guān)接通時間的調(diào)整接觸盤與主電路接通時刻，驅(qū)動齒輪與限位螺母的間距應(yīng)為4.5 1mm若不符合要求，則通過調(diào)節(jié)螺桿1進行調(diào)整如圖39所示。檢驗與調(diào)整的方法是：首先拆掉電磁開關(guān)與電動機之間的導(dǎo)電片，再按圖3 10接線，在驅(qū)動齒輪端面與限位螺母之間插入（4.5 1）mm厚的塞規(guī)，閉合開關(guān) S， x4若試燈不亮，說明觸點接通時間過遲， 應(yīng)將調(diào)節(jié)螺桿慢慢旋岀至試燈亮為止；如果試燈點亮，也應(yīng)將調(diào)節(jié)螺桿旋入至試燈不亮，再慢慢旋岀至試 燈點亮即可。四、啟動繼電器的調(diào)整啟動繼電器觸點閉合電壓和斷開電壓的檢驗，如圖3 11所示。先將電阻值調(diào)至最大，然后慢慢減小電阻。當(dāng)觸點剛閉合，試燈點亮?xí)r，電壓表的讀數(shù)即為閉合電壓。再逐漸增加電阻，當(dāng)觸點剛打開。試燈 熄滅時，電壓表的讀數(shù)即為斷開電壓。閉合電壓和斷開電壓的測試值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，否則應(yīng)予以調(diào)整，標(biāo)準(zhǔn) 值見表3 1。啟動繼電器電壓規(guī)格/V61224閉合電壓/V3.5467.21416斷開電壓/V1.52.535.54.58表3 1啟動繼電器閉合電壓和斷開電壓學(xué)習(xí)內(nèi)容啟動機常見故障啟動機不轉(zhuǎn)、啟動機常見故障啟動機常見故障有：啟動機不轉(zhuǎn)、啟動機運轉(zhuǎn)無力、啟動機驅(qū)動齒輪與飛輪不能嚙合且有撞岀聲、松 開啟動開關(guān)后啟動機仍運轉(zhuǎn)等。、范例啟動機不轉(zhuǎn)接通啟動開關(guān)后