汽车电气技术(4)课件.pdf

HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY汽车电气技术14)哈工大网络与电气智能化研讨所 第三章起动机汽车发动机不能本人起动，它必需靠外力带动曲轴 来协助起动，即依托外力拖动，使发动机依托本身运转 的惯性而进入延续不断地吸气、紧缩、熄灭、排气运转 循环时，发动机才干视为完全起动。发动机的起动系统普通由蓄电池、电流表、起动机、点火开关、继电器等组成。起动机的作用是将蓄电池的电能转变为机械能，驱 动发动机使其起动。在各种各样的起动安装中，目前汽 车上普遍运用的是电力起动机，它是采用装有电磁开关 的电动机作为起动动力的。哈工上网络易电气甯惋化研究所起动机普通由三部分组成:(1)直流串励式电动机 其作用是产生转矩，即将蓄 电池的电能转变为机械能的安装。(2)传动机构其作用是在发动机起动时，使起动机 驱动齿轮啮入飞轮齿环，将起动机转矩传给发动机曲轴;而在发动机起动后，使驱动齿轮自动打滑，防止起动机 发生电枢飞散的“飞车事故。(3)控制安装即电磁开关)用来接通和切断电动 机与蓄电池之间的电路，控制起动机驱动齿轮与发动机 飞轮的啮合与分别。在有些汽油机上，还具有接入和隔 除点火线圈附加电阻的作用。哈工上网络易电气甯惋化研究所4573典型起动机的构造1-后端盖2-拔叉3二坚持线圈4-与引线圈15:电磁开关J 6-触点17-接线柱|8-接触电9-前端京10-电刷值簧H-换向氤12-手刷113-空壳114-磁极|15-电枢|；6-磁场绕17-挪动衬套18-单向离3器|19-枢轴|20二驱动齿轮哈工上网络易电气甯惋化研究所哈工人网络导电气号怩化研究所第一节起动机的构造及任务原理一、直流电动机1.直流电动机的构造直流电动机主要由机壳、磁极、电枢、换向器及电 刷等部分组成。(1)机壳 用钢控制成，一端开有窗口，作为察看电 刷与换向器任务之用，平常用防尘箍盖住。机壳上只需 一个电流输入接线柱并在内部与磁场绕组的一端相接。壳内装有磁极。(2)磁极 磁极是由固定在机壳上的铁心和装在铁心 上的磁场绕组组成。磁极的作用是建立电动机的电磁场。普通装有4个12对)磁极，在大功率起动机中，为增大 起动机的电磁力矩，有的装有6个(3对)磁极。磁场绕 组采用较粗的矩形裸铜线绕制，其产生的磁极相互交错。哈工上网络易亳气图怩化研究所磁场绕组的接法a）四个绕组相互串联 b四个绕组两串两并；金缘接线柱 T甚组，3-绝缘电刷 4-搭铁电刷 5-换向器哈工上网络易电气甯惋化研究所哈工人网络导电气号怩化研究所(3)电枢 电枢是产生转矩的中心部件，由外圆带槽 的硅钢片叠成的铁心和嵌装在铁心槽内的电枢绕组组成。转子铁心与电枢轴为过盈配合。电枢绕组采用矩形裸铜 线绕制，可满足几百安培起动电流的要求；汽车起动机 上的电枢绕组和磁场绕组普通采用串励方式励磁。(4)换向器 换向器的作用是衔接磁场绕组、电枢绕 组和电源，并保证电枢产生的电磁力矩方向不变，使电 枢轴能输出固定方向的转矩。它由许多截面呈燕尾形的 铜片围合而成，铜片嵌在换向器轴套和压环组成的槽中,铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母绝缘。铜 片一端有焊接电枢绕组线头的凸缘。哈工上网络易电气甯惋化研究所(5)电刷 电刷的作用是将电流引入电动机。普通有4 个电刷架，固定在前端盖上。其中，两个电刷架与端盖 绝缘，称为绝缘电刷架；另外两个电刷架与端盖直接佛 合而搭铁，称为搭铁电刷架。电刷由铜与石墨粉压制而 成，参与铜是为了减少电阻并添加耐磨性。电刷装在电 刷架中，借助弹簧压力将其紧压在换向器上。(6)端盖起动机有前后两个端盖。前端盖普通用钢 板压制而成，其上装有4个电刷架，后端盖由灰铸铁浇铸 而成。它们分别装在机壳的两端，靠两个长螺栓与电动 机机壳固定在一同。两端盖内均装有青铜石墨轴承套或 铁基含油轴承套，以支承电枢轴。哈工上网络易电气甯惋化研究所2.直流电动机的任务原理和转矩(1)任务原理 直流电动机是将电能转变为机械能的 设备，是根据通电导体在磁场中遭到电磁力作用这一根 本原理进展任务的。a)线匝中电流方向为adb)线匝中电流方向为da5哈工上网络易电气智惚化研究所电动机的电刷与直流电源相接，电流由正电刷和换 向片A输入，经电枢绕组后从换向片B和负电刷流出。此 时绕组中的电流方向为由a-d,由左手定那么可以确定 导体ab受向左的作用力Fl,cd受向右的作用力F2,且F1 与F2相等，整个绕组遭到逆时针方向的转矩作用而转动。当电枢转过半周，换向片B与正电刷接触，换向片A那么 与负电刷接触，绕组中的电流方向变为由da,因此在N 极和s极下面导体中的电流方向总是坚持不变，电磁转矩 的方向也就不变，使电枢受转矩作用仍按逆时针方向转 动。这样在电源延续对电动机供电时，电枢就不停地按 同一方向转动。由于一个线圈所产生的转矩太小，转速又不稳定，因此实践电动机的电枢采用多匝线圈，换向片的数量随 绕组匝数的增多而添加。哈工上网络易亳气图怩化研究所(2)转矩 由电磁实际可以推证，直流电动机转矩的 大小，与电枢电流及磁极磁通的乘积成正比，即M二如於式中 枢Cm-电动机常数，与电动机的磁极对数P、电绕组总根数Z及电枢绕组电路的支路对数a有关;Cm=PZ/（2冗a）Is电枢电流；-磁极磁通。由上述公式可知，欲增大电动机的转矩，应增大其 电枢电流或加强其磁通。哈工上网络与亳气图怩化研究所(3)转矩自动调理原理 在直流电动机通电时，产生 电磁转矩使电枢旋转，电枢旋转时，其绕组又会切割磁 力线，在电枢绕组中又会产生感应电动势，该电动势恰 好与外加电枢电流方向相反，称为反电动势，其大小为Ei=C 例式中Ce与电动机有关的常数;Ce=PZ/(60 a)n电动机转速；直流电源加在电枢上的电压，一部分用来平衡反电 动势，另一部分那么降落在电枢绕组的电阻上，即U=Ef+IsRs(电压平衡方程式)式中 Rs电枢回路的电阻，包括电枢绕组的电阻以电刷与换向器的接触电阻哈工大网格与电气图犍化研究所由电压平衡方程式，可求出电枢电流Is为U _ Ef _ U-Cn h二凡二一北一当电动机的负载添加时，由于电枢轴上的阻力矩增 大、电枢转速降低而使反电动势随之减小，电枢电流那 么增大，因此，电动机转矩将随之增大，并且直到电动 机的转矩增大到与阻力矩相等时为止，这时电动机将在 新的负载下以新的较低的转速平稳运转。反之，当电动 机的负载减小时，电枢转速上升，反电动势增大，那么 电枢电流减小，电动机转矩相应减小，直至电动机的转 矩减小到与阻力矩相等时为止，电动机那么在较高转速 下稳定运转。可见，当负载发生变化时，电动机的转速、电流和转矩将会自动地作相应的变化，以满足负载的要 求。这就是直流串励式电动机的转矩自动调理原理。哈工人网络导电气图怩化研究所二、传动机构传动机构包括单向离合器和拨叉等。单向离合器单 向传送转矩将发动机起动，同时又能在起动后自动打滑,以防止发动机起动后飞轮带动起动机电枢高速飞转而呵 斥事故。拨叉的作用是与挪动衬套一同使单向离合器作 轴向挪动，将驱动齿轮与发动机飞轮啮合。1.滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器是目前国内外汽车起动机中运用 最多的一种。驱动齿轮1采用40中碳钢加工后淬火而成，与外壳连成一体，外壳内装有十字块3和四套滚柱4及弹 簧，十字块与花键套筒固联，护盖7与外壳相互扣合密封。花键套筒的外面套有缓冲弹簧及挪动衬套，末端固装着 拨叉与卡圈。整个单向离合器总成利用花键套筒套装在 起动机轴的花键部位上，可以作轴向挪动和随轴转动。哈工上网络易亳气图怩化研究所滚柱式单向离合器1-驱动齿轮3-十字块5-压帽与弹簧7-护盖9-弹簧座n-挪动衬套2-外壳4-滚柱6-垫圈8-花键套筒10-缓冲弹簧12-卡簧哈工上网络易亳气图怩化研究所哈工人网络导电气号怩化研究所单向离合器的外壳与十字块之间的间隙为宽窄不同 的楔形槽。这种离合器就是经过改动滚柱在楔形槽中的 位置来实现离合的。发动机起动时，传动拨叉将单向离合器沿花键推出,驱动齿轮啮入发动机飞轮齿环。此时电枢转动，十字块 随电枢一同旋转，滚柱滚入楔形槽窄的一侧而卡住，于 是转矩传给驱动齿轮，从而传送转矩，驱动曲轴旋转。发动机起动后，曲轴转速增高，飞轮齿环带动驱动 齿轮旋转，速度大于十字块时，滚柱便滚入楔形槽的宽 处而打滑。这样，转矩就不能从驱动齿轮传给电枢，从 而防止了电枢超速飞散的危险。滚柱式单向离合器构造简单，巩固耐用，任务可靠,但在传送较大转矩时容易卡住，故不能用于大功率起动 机，而在中、小功率的起动机中得到广泛的运用。哈工上网络易电气甯惋化研究所2.摩擦片式单向离合器大功率的起动机上多采用摩擦片式单向离合器，它 是经过摩擦片的压紧和放松来实现离合的。摩擦片式单向离合器的外接合鼓1用半圆键固定在起 动机轴上，两个弹性圈2和压环3依次沿起动机轴装进外 接合鼓中，青铜自动片4的外凸齿装入外接合鼓的切槽中,钢制的从动片5以其内齿插入内接合鼓6的切槽中。内接 合鼓具有螺纹孔并旋在起动机驱动齿轮柄9的三线螺纹上,齿轮柄那么自在地套在起动机轴上，内垫有减振弹簧8,并用螺母锁紧以免从轴上零落。内接合鼓6上具有两个小 弹簧7,轻压各片，以保证它们彼此接触。哈工上网络易电气甯惋化研究所1-外接合鼓2-弹性圈3-压环4-自动片5-从动片6-内接合鼓7-小弹簧8-减振弹簧9-齿轮柄10-驱动齿轮n-飞轮哈工上网络易亳气图怩化研究所哈工人网络导电气号怩化研究所当起动机带动曲轴旋转时，内接合鼓沿螺旋线向右 挪动，将摩擦片压紧，利用摩擦力将电枢的转矩传给飞 轮。发动机起动后，起动机驱动齿轮被飞轮带动旋转，当其转速超越电枢转速时，内接合鼓那么沿着螺旋线向 左退出，摩擦片松开，这时驱动齿轮虽高速旋转，但不 驱动电枢，从而防止了电枢超速飞散的危险。摩擦片式单向离合器所传送的最大转矩是由于内接 合鼓6顶住弹性圈而被限制的，因此，在压环与摩擦片之 间加减薄垫片即可调整最大转矩。哈工上网络易电气甯惋化研究所a 璐螫状的商重八哭.这不中单向离谷具有构造简单、工艺简化、寿命长、本钱低等优点。但因扭力弹簧圈数多，轴向尺寸较长，故只适用于大功率柴油机的起动，而不适宜在小型起动 机上装用。_ _ _ _ 1-驱动齿轮 I 2挡圈3-月牙形圈4.扭力弹簧6-套筒7-垫圈8-缓冲弹簧9-挪动衬套10-卡簧弹簧式单向离合器哈工上网络易亳气图怩化研究所哈工人网络导电气号怩化研究所起动机驱动齿轮套在起动机电枢轴的光滑部分，联 接套筒6套在电枢轴的螺旋花键上，两者之间由两个月牙 形圈3衔接。月牙形圈的作用是使驱动齿轮与联接套筒之 间不能作轴向挪动，但可相对转动。在驱动齿轮柄和联 接套筒6上包有扭力弹簧4,扭力弹簧的两端各有1/4圈内 径较小，并分别箍紧在齿轮柄和联接套筒上。当起动机带动曲轴旋转时，扭力弹簧扭紧，包紧齿 轮柄与联接套筒，于是电枢的转矩经过扭力弹簧4、驱动 齿轮1传至飞轮齿环，使发动机起动。发动机起动后，驱 动齿轮的转速高于起动机电枢，那么扭力弹簧放松，这 样飞轮齿圈的转矩便不能传给电枢，即驱动齿轮1只能在 电枢轴的光滑部分上空转，以防止电枢发生超速飞散的 危险。哈工上网络易电气甯惋化研究所三、电磁式控制安装普通称电磁式控制安装为起动机的电磁开关，它与 电磁式拨叉合装在一同，利用挡铁控制起动机驱动齿轮 与飞轮的啮合与分别。用按钮或钥匙控制电磁铁，再由 电磁铁控制主电路开关，以接通或切断主电路。可进展 远间隔控制，操作省力，现代汽车大都采用这种方式。电磁开关主要由活动铁心、坚持线圈、吸引线圈、接触盘、拨叉等组成。下面以黄河JN1 50型汽车用ST61 4 型起动机为例，阐明电磁开关的任务原理。当合上起动总开关9,按下起动按钮8时，吸引线圈6 和坚持线圈5的电路接通。其电路如下：畜电池正极一接线柱14电流表16熔丝10起动 总开关9T起动按钮8接线柱7 坚持线圈5搭铁一 蓄电池负极。吸引线圈6T接线柱1 5T起动机磁场绕 组电枢绕组一搭铁一蓄电池负极。哈工上网络易立先图怩化研究所1-驱动齿轮2-回位弹簧3-拨叉4-活动铁心5-坚持线圈6-吸引线圈7-接线柱8-起动按扭9-起动总开关10-熔丝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ST61 4型起动机电磁开关的构造原理这种电磁开关是利用挡铁与电磁铁心之间一定的气隙，保证驱动齿轮先部分啮人飞轮齿环后，才接通起动 主电路。它具有操作轻便、任务可靠的优点。哈工上网络易电气甯惋化研究所这时活动铁心4在两个线圈电磁吸力的共同作用下，抑制回位弹簧2的弹力而向右挪动，带动拨叉3将驱动齿 轮1推出与飞轮齿环啮合。这时由于吸引线圈的电流流经 磁场绕组和电枢绕组，产生一定的电磁转矩，所以驱动 齿轮是在缓慢旋转的过程中啮合的。当驱动齿轮完全啮 合时，接触盘13将接线柱14、15刚好接通，于是蓄电池 的大电流流经起动机的电枢绕组和磁场绕组，产生正常 的转矩，带动发动机旋转，起动发动机。与此同时，吸 引线圈被短路，齿轮的啮合位置由坚持线圈5的吸力来坚 持。当发动机起动后，松开起动按钮瞬间，坚持线圈中 的电流只能经吸引线圈构成HI路。由于此时两线圈所产 生的磁通方向相反，磁力相互抵消，于是活动铁心在回 位弹簧的作用下HI至原位，驱动齿轮退出啮合，接触盘 13脱离接触，切断起动电路，起动机停顿运转。哈工大网格与电气图怩化研究所四、起动机特性1.直流串励式电动机特性(1)转矩特性 转矩特性是指电动机的电磁转矩随电枢 电流变化的关系，即M=f(Ia)。由于串励式直流电动机的磁场绕组与电枢绕组串联，故电枢电流与励磁电流相等。因此在磁路未饱和时，磁通 与电枢电流加成正比，即=ClIa。因此，电动机转矩为M=%叫*(：启式中 C常数，C=CmCl；la-电枢电流。而磁路饱和后，二常数，电动机转矩为M-Cm0 Ia哈工上网络与亳气图怩化研究所由上述公式可知，串励 式直流电动机的电磁转矩在 磁路未饱和时，与电枢电流 的平方成正比；在磁路饱和 后，磁通中几乎不变，电磁 转矩才与电枢电流成线性关 系。串励式直流电动机转矩特性这是串励式直流电动机的一个重要特点，即在电枢 电流一样的情况下，串励式直流电动机的转矩要比并励 式直流电动机大。特别在起动的瞬间，由于发动机的阻 力矩很大，起动机处于完全制动的情况下，n=0,反电动 势Ef=O。此时，电枢电流将达最大值称为制动电流），产生最大转矩称为制动转矩），从而使发动机易于起 动。这是起动机采用串励电动机的主要缘由之一。哈工上网络易亳气图怩化研究所(1)机械特性 电动机转速随转矩变化的关系，称为 机械特性，即n=f(M)。在串励式直流电动机中，由电压平衡方程式可得n=-在磁路未饱和时，由 于不是常数，la增大时 也增大，故转速n将随la的 添加而显著下降，又由于 转矩M正比于电枢电流la的 平方，所以串励式直流电 动机的转速随转矩的添加 而迅速下降，即具有软的 机械特性。串励式直流电动机机械特性哈工上网络易亳气图怩化研究所由于串励直流电动机具有软的机械特性，即轻载时 转速高、重载时转速低，故对起动发动机非常有利。由 于重载时转速低，可使起动平安可靠，这是起动机采用 串励式直流电动机的又一缘由。串励直流电动机在轻载时转速很高，易呵斥电动机“飞车事故。因此，对于功率较大的串励直流电动机,不允许在轻载或空载下运转。2.起动机特性曲线起动机的转矩、转 速、功率与电流的关系 称为起动机特性曲线，右图为QD1 24型起动机 的特性曲线。0 0 0 100 200 300 400 500 600 700/A(Eg 二.哈工上网络易亳气图怩化研究所由起动机的特性曲线可见：1）发动机即将起动时，即起动机刚接入瞬间，此时 n=0,电流最大（称为制动电流），转矩也达最大值称 为制动转矩）。2）在起动机空转时，电流la最小称为空转电流），转速n达最大值称为空转转速）。3）在起动电流接近制动电流的一半时，起动机的功率 最大。因此，在完全制动（n=0）和空载（M=0）时，起动机的功 率都等于零。当电流为制动电流的一半时，起动机能发 出最大功率。由于起动机运转时间很短，允许它以最大功率运转,所以把起动机的最大输出功率称为起动机的额定功率。哈工太网络易电气图犍化研究所第二节起动机根本参数的选择1.起动机功率的选择为了使发动机能迅速、可靠地起动，起动机必需具 有足够的功率。如起动机功率不够，就会使反复起动的 次数增多，起动时间延伸，不仅对蓄电池不利，对燃料 的耗费、零件的磨损以及车辆的任务都是极其不利的。起动发动机所必需的功率，决议于发动机的最低起 动转速和发动机的起动阻力矩，并可按下式计算d Mono r-9550式中P起动机功率kW)；MQ发动机的起动阻力矩(Nm)；nQ-最低起动转速(r/min)。哈工上网络导电气图怩化研究所发动机的起动阻力矩是指在最低起动转速时的发动 机阻力矩。发动机的阻力矩包括摩擦阻力矩、紧缩损失 力矩和驱动发动机辅助机构的阻力矩。摩擦阻力矩主要 由活塞与气缸壁的摩擦以及曲轴轴承的摩擦所决议，另 外还取决于光滑油的粘度；紧缩损失力矩主要取决于气 缸的容积和紧缩比的大小，气缸容积和紧缩比越大，那 么紧缩损失力矩越大；驱动发动机辅助机构的阻力矩包 括驱动发电机分电器、汽油泵、机油泵和水泵等的阻力 矩。因此，发动机的阻力矩主要取决于气缸的任务容积、缸数、紧缩比、转速和温度等。柴油机的起动阻力矩比汽油机几乎大一倍，这是由 于柴油机的紧缩比高，且驱动燃油泵等辅助机构的功率 也较大。哈工上网络易亳气图怩化研究所各型发动机的阻力矩应由实验方法确定。温度为0 时发动机的阻力矩(Nm)可用以下阅历公式求得：M-CO V式中V发动机的任务容积(L)；co系数，不同发动机的系数，可参见下表。发动机类型压缩比缸数468汽油机533.53.8汽油机73.544.2柴油机1577.27.4因此，起动发动机所必需的功率(kW)计算如下：对于汽油机 P=(0.180.22)V对于柴油机 P-(0.741.1)V哈工上网络与电气窗怩化研究所发动机的最低起动转速是指保证发动机可靠起动的 曲轴最低转速。对于汽油机来说，要使它可靠起动，需 求三个条件：1）气缸中吸入能够着火的混合气。2）紧缩行程终了时，混合气要具有一定的温度和压力,使第一次迸发后发动机能继续任务。3）点火安装能发出可靠的火花。上述条件都直接与曲轴的转速有关，其中第一个条 件对转速的要求起着决议作用。根据汽化条件，汽油机 通常取最低起动转速为5070 r/min；柴油机靠紧缩点火，而紧缩行程终了的空气温度那么取决于周围介质的温度、气缸壁的温度和紧缩时间的长短。柴油机的最低起动转 速普通为10020 0 r/min。哈工上网络易亳气图怩化研究所2.传动比的选择起动机与发动机之间的传动比，应能保证发动机可 靠起动，同时能使起动机到达最大功率。如选择不当，那么起动机的功率不能充分利用，发动机仍会起动困难。选择传动比时，应使起动机任务在最大功率那么最 为有利，即最正确传动比是与起动机的最大功率相对应 的。在实践任务中，传动比选得往往比最正确值稍小，这时虽然起动机的任务电流有所增大，功率减小了一些,但起动机的转矩却增大较多，对起动非常有利。止匕外，传动比的选择还受飞轮齿环和起动机驱动齿 轮的限制。通常起动机驱动齿轮为913齿（个别情况有 57齿的）。在汽油机中，起动机与曲轴的传动比普通为 1317；柴油机因其起动转速较高，传动比较小，普通为 8 10。哈工上网络导电气图怩化研究所3.蓄电池容量确实定起动机的功率P确定后，可按如下阅历公式确定蓄电 池的容量C,即CMQD-800式中C-蓄电池额定容量1 Ah）；P起动机额定功率kW；U起动机额定电压V。对于大功率的起动机7.5kW以上），蓄电池的容量 可以选择比计算值小些。哈工上网络易电气甯惋化研究所第三节典型起动机的构造及任务原理一、起动机的分类起动机可按传动机构啮入方式的不同来分类。(1)电磁控制强迫啮合式 起动机旋转时，驱动齿轮 借电磁力拉动杠杆，自动啮入飞轮齿环。(2)电枢挪动式 靠磁极磁通的电磁力，使电枢轴向 挪动，将驱动齿轮啮入飞轮齿环。(3)齿轮挪动式 靠电磁开关推进安装在电枢轴孔内 的啮合杆，而使驱动齿轮啮入飞轮齿环。电枢挪动式、齿轮挪动式起动机性能较好，但其构 造较复杂，目前运用较多的是电磁控制强迫啮合式起动 机。除上述以外，还有磁极为永久磁铁的永磁起动机，以及内装减速齿轮的减速起动机等。_哈工上网络与电气窗怩化研究所二、电磁控制强迫啮合式起动机1.丰田汽车常规型起动机1-小齿轮10-点火开关2-转轴 H-端子C3-传动杆 12-励磁线圈4-可动铁心13-蓄电池5-回位弹簧14-电枢6-坚持线圈15-螺旋花键7-吸引线圈16-起动机离合器8-端子30 17-齿圈9-端子50哈工上网络易亳气图怩化研究所研究所 Y丰田汽车常规型起动机属于电磁控制强迫啮合式起 动机，其单向离合器为滚柱式。任务原理如下：1）点火开关位于起动（STA）位置时，端子50将蓄电池 电流传至坚持线圈6和吸引线圈7。流经吸引线圈的电流 经过端子C,流至电动机励磁线圈12和电枢线圈。这时牵 引线圈两端的电压降，使经过电动机励磁线圈和电枢的 电流较小，因此电动机运转速度较低。与此同时，吸引 线圈与坚持线圈所产生的磁场，将可动铁心4向右拉动，压住回位弹簧5使小齿轮1经过传动杆3向左挪动，与发动 机齿圈17啮合。在此阶段，起动电动机低速运转，使齿 轮间可以平顺啮合。螺旋花键的作用是协助小齿轮与齿圈平顺啮合。哈工上网络易电气甯惋化研究所当电磁开关和螺旋花键将小齿轮推至与齿圈完全啮 合的位置时，固定在可动铁心尾端的接触片，便使端子 30和端子C短路而接通主开关。这使得较强的电流经过起 动机，从而使电动机以较大的转矩转动。螺旋花键也就 使小齿轮更结实地与齿圈啮合。与此同时，吸引线圈两 端的电压相等，没有电流流过吸引线圈。因此，这时可 动铁心只是由坚持线圈所施加的电磁力坚持在原位。2)发动机起动后，将点火开关从起动(STA)位置扭回 至点火(ON)位置，便切断了正作用在端子50上的电流。但此时主开关仍坚持闭合形状，部分电流便从端子C,经 吸引线圈流至坚持线圈。由于流经坚持线圈的电流与吸 引线圈中的电流方向相反，两个线圈所产生的磁场相互 抵消，使回位弹簧将可动铁心拉回。这便切断了曾经作 用在电动机上的强电流，同时可动铁心将驱动小齿轮与 发动机齿圈分别。哈工上网络易立先图怩化研究所2.国产QD1 24型起动机QD1 24型起动机是一种有起动继电器的电磁控制强 迫啮合式起动机，单向离合器为滚柱式。起动继电器的作用是用来接通电磁开关线圈的电路,借以维护点火开关起动触点，防止烧蚀触点，延伸运用 寿命。由于直接用点火开关起动触点控制电磁开关线圈 的电路，起动时，经过触点的电流很大（普通为3540 A）,会使触点很快损坏。这种电磁开关在现代汽车上运用最 为普遍。起动继电器为一常开型电磁继电器，其铁心上的线 圈一端搭铁，一端接起动机开关接线柱4,由点火开关控 制，如以下图所示。哈工上网络易亳气图怩化研究所1-继电器触点 2-继电器线圈 3-点火开关 4,5-主接线柱6-点火线圈附加电阻短路接线柱 7-导电片 8-接线柱 9-电磁开关接线柱10-接触盘 H-推杆 12-固定铁心 13-吸引线圈 14-坚持线圈15-可动铁心 16-回位弹簧 17-调理螺钉 18-衔接片 19-拨叉.20-滚柱式单向离合器 21.驱动齿轮 22邛艮位螺母 23-附加电阻线I哈工上网络导电气图怩化研究所士铁机池点火 开关一5哈工上网络易亳气图怩化研究所发动机起动时，将点火开关3旋至起动挡，起动继电 器线圈有电流经过，吸下可动触点臂，使继电器触点闭 合，从而接通了电磁开关线圈的电路，电流由蓄电池正 极f主脍线柱4T电流装一点火开关起动触占一起动继电 器“点火开关接线柱一线圈一搭铁一蓄电池负极，起 动继电器触点1闭合，接通电磁开关电路。其回路为：电 磁开关的电流由蓄电池正极一主接线柱4 T起动继电器的 电池接线柱一触点1起动继电器的启动机接软柱一 电磁 开关掾线行9 1吸引线圈13导电片7王接软柱5起 动机一搭铁一蓄电池负极。坚持线圈1 4T蓄电池负 极。两个线圈的电流同方向产生合成电磁力将可动铁心 15吸入，在起动机缓慢转动之下，拨叉19推出滚柱式单 向离合器20,使驱动齿轮21柔和地啮入飞轮齿环。当驱 动齿轮与飞轮齿环接近完全啮合时，可动铁心15推进接 鲤莓10将起动机的主电路接通，起动机便以正常转速起 港2网络与电气图怩化研究所主电路接通时，吸引线圈13被短接，齿轮的啮合靠 坚持线圈14产生的电磁力维持在吸合位置，此时坚持线 圈的任务电路为：蓄电池正极一主接线柱4T起动继电器 电池接线柱一触点一起动继电器的起动机接线柱-电磁 开关接线柱9-坚持线圈1 4f搭铁一蓄电池负极。当发动机起动后，离合器开场打滑，松开点火开关 钥匙即自动转回到点火挡位，起动继电器线圈断电，触 点1跳开，使电磁开关两个线圈串联，吸引线圈13流过反 向电流，加速电磁力的消逝，其电路为：畜电池正极一王接线柱4接触盘10王接线柱5 导电片7f吸引线圈137电磁开关接线柱9-坚持线圈 1 4f搭铁一蓄电池负极。由于电磁开关电磁力迅速消逝,可动铁心15和推杆11在回位弹簧作用下前往。接触盘10 先分开主接线柱4、5,触点切断了起动机与蓄电池之间 的电路，点火线圈附加电阻也随即接入点火系统。最后 拨叉将打滑的离合器拨回，驱动齿轮便脱离了飞轮齿环,起动机完成起开任务哈工上网络导电气图怩化研究所三、新型起动机1.电枢挪动式起动机电枢挪动式起动机是借磁极磁力，挪动整个电枢而 使驱动齿轮啮入飞轮齿环的。起动机的电枢11在回位弹 簧9的作用下与磁极12错开一定间隔，换向器比较长。起 动机的壳体上装有电磁开关，其励磁绕组由起动开关控 制，动触点为一接触桥4,接触桥上端较长下端较短，使 起动机电路的接通分两个阶段进展。起动机有3个励磁绕 组，其中，匝数少用扁钢条绕制的为主磁场绕组1,另外 两个用细导线绕制的分别为串联辅助励磁绕组2和并联辅 助励磁绕组3（又称坚持线圈）。起动机单向离合器普通 采用摩擦片式离合器。哈工上网络易电气甯惋化研究所电枢挪动式 起动机的电路图1-王磁场绕组2-串联辅助励磁绕组3-并联辅助励磁绕组4-接触桥5-静触点6-电磁铁7-挡片8-扣爪9-回位弹簧10-圆盘11-电枢12-磁极13-摩擦式离合器哈工上网络与亳气图怩化研究所电枢挪动式起动机的任务过程分为两个阶段。(1)进入啮合当接通起动开关时，电磁铁6产生吸力,吸引接触桥4,但由于扣爪8顶住了挡片7,接触桥只能上 端闭合，接通了串、并联辅助励磁绕组电路，其通路为:蓄电池正极静触点5f接触桥4上端一并联辅助励磁 绕组3T搭铁一蓄电池负极。串联辅助励磁绕组4-电枢一搭铁一蓄电池负极。并联辅助励磁绕组和串联辅助励磁绕组产生的电磁 力抑制回位弹簧9的反力，吸引电枢向左挪动，起动机驱 动齿轮啮入飞轮齿环。此时由于串联辅助励磁绕组的电阻大，流过电枢绕 组的电流很小，起动机仅以较小的转速旋转，电枢低速 旋转并向左挪动，齿轮啮入柔和，这是接入起动机的第哈工上网络与电气窗怩化研究所(2)完全啮合电枢挪动使小齿轮完全啮入飞轮齿环 后，固定在换向器端面的圆盘10顶起扣爪8,使挡片7脱 扣，于是接触桥4的下端闭合，接通了起动机的主磁场绕 组1,起动机便以正常的任务转矩和转速驱动曲轴旋转，这是接入起动机的第二阶段。在起动过程中，摩擦式离合器13接合并传送转矩。发动机起动后，离合器打滑，曲轴转矩便不能传到起动 机轴上。这时起动机处于空载形状，转速增高，电枢中 反电动势增大，因此串联辅助励磁绕组2中的电流减小。当电流小到磁极磁力不能抑制回位弹簧9的反力时，电枢 11在回位弹簧9的作用下被移回原位，于是驱动齿轮脱开,扣爪8回到锁止位置，为下次起动作预备。直到断开起动 开关后，起动机才停顿旋转。哈工上网络易电气甯惋化研究所电枢挪动式起动机维护飞车的才干和还击的才干不 受功率限制，因此可做成大功率起动机。缺乏之处是不 宜在倾斜位置任务，构造复杂，传动比不能大。此外，当离合器摩擦片磨损后，摩擦力会大大降低，因此需求 经常调整。2.减速式起动机减速式起动机与普通的带电磁开关的强迫啮合式起 动机没有本质的区别，只是在起动机电枢和驱动齿轮之 间添加了一套减速机构，因此可将起动机电枢的任务转 速设计得较高，然后经过减速机构使驱动齿轮的转速降 低并使转矩添加。装用减速齿轮机构后，可采用小型、高速、低转矩的电动机，从而使起动机的质量与体积减 小，提高了起动性能，且使蓄电池的负担减轻。哈工上网络易电气甯惋化研究所(1)内啮合减速式起动机1-起动开关 2-起动继电器磁化线圈 3-起动继电器触点 4-主触点5-接触盘 6-吸弓I线圈 7-坚持线圈 8-可动铁心9-拨叉 10-单向离合器 11-螺旋花键轴 12-内啮合减速齿轮13-自动齿轮14-电枢绕组15-磁场绕组哈工上网络易亳气图怩化研究所哈工人网络导电气号怩化研究所该起动机的构造特点是：电动机为小型高速串励式 直流电动机，在电枢轴端有自动齿轮13,它与内啮合减 速齿轮12相啮合。内啮合齿轮与螺旋花键轴11固连，螺 旋花键上套有滚柱式单向离合器10。其任务原理如下：起动时，接通起动开关1,蓄电池电流便流过起动继 电器磁化线圈2,于是起动继电器触点3闭合，接通了电 磁开关中吸引线圈6和坚持线圈7的电路。在两线圈电磁 吸力的共同作用下，可动铁心8被吸入。带动拨叉9将单 向离合器10推出，使驱动齿轮与飞轮齿环啮合。当驱动 齿轮与飞轮齿环接近完全啮合时，可动铁心推进接触盘 的杆使接触盘5将主触点4接通，于是起动机主电路接通,电枢开场高速旋转。电枢的旋转经自动齿轮13、内啮合 减速齿轮12减速，再经螺旋花键轴传给单向离合器，最 后经过单向离合器传送给驱动齿轮使发动机起动，以后 的任务过程那么与QD1 24型起动机一样。哈工上网络导电气图怩化研究所(2)行星齿轮减速式起动机1-起动继电器2-点火开关3-吸引线圈4-坚持线圈5-拨叉6-电枢7-永久磁极8-行星齿轮减速安装9-滚柱式单向离合器哈工上网络易亳气图怩化研究所起动机中有6块永久磁极，用弹性坚持片固定于机壳 内。传动机构为滚柱式单向离合器。减速安装为行星齿 轮减速安装，它以电枢轴齿轮为太阳轮，另有3个行星齿 轮及一个固定内齿圈，其啮合关系如以下图所示。1-太阳轮2,3,4-行星齿轮5-行星轮支架输出轴）6-内齿圈哈工上网络易电气甯惋化研究所太阳轮压装在电枢轴上与3个行星齿轮同时啮合。3 个行星齿轮的轴压装在一个圆盘上，行星齿轮在轴上可 以灵敏转动。该圆盘与驱动齿轮轴制成一体，驱动齿轮 轴一端制有螺旋花键，与单向离合器的传动套筒内的螺 旋花键配合。内齿圈由塑料铸塑而成，3个行星齿轮在其 上滚动，内齿圈的外缘制有定位用的槽，以便嵌放在后 端盖上。起动继电器有两对触点，一对触点控制吸引线 圈和坚持线圈的电路，另一对触点用于起动时短路点火 系一致次电路中的附加电阻，以增大一次电流，改善起 动性能。起动机不任务时，起动继电器的两对触点均处 于翻开形状。其任务过程与QD1 24型起动机根本一样，不同之处在于电枢轴产生的转矩需经行星齿轮减速安装 才干传给起动机的驱动齿轮。转矩传送程序为：电枢轴 产生的转矩经电枢轴齿轮太阳轮）一行星齿轮及支架 一驱动齿轮轴一滚柱式单向离合器驱动齿轮飞轮。哈工上网络易立先图怩化研究所(3)外啮合减速式起动机1-惰轮2-驱动齿轮3-桃铁4-励磁线圈5-电枢6-电刷弹簧7-电刷8-可动铁心9-电磁开关10-起动机离合器11-小齿轮丰田车用减速式起动机的构造哈工上网络易亳气图怩化研究所哈工上网络易电气图怩化研究所IgLg 四三三1-小齿轮2-小齿轮回位弹簧3-惰轮4-电枢5-励磁线圈6-电刷7-端子CH-蓄电池12-点火开关13-端子5014-螺旋花键15-离合器齿轮16-起动离合器17-齿圈8-可动铁心回位弹簧H.C-坚持线圈9-可动铁心10-端子30P.C-吸引线圈illlm一丰田车用减速式起动机的原理表示图:哈工上网络易也气图惚化研究所励磁线圈电枢惰轮-一生驱动齿轮回位弹簧 驱动齿轮/端子C可动铁心回位弹簧可动铁心告b子3。飞轮齿圈单向离合器离合器齿轮端子50点火 开关蓄电池5 哈工丈网络与电气图惋化研究所 5励磁线圈电枢线圈驱动齿轮螺纹花键可动铁心弹簧端子c接触片端子30飞轮齿圈单向离合器可动铁心端子50点火 开关蓄电池哈工上网络与亳气图怩化研究所 哈工大网格与电气留俄化研究所这种起动机主要由电磁开关、构造紧凑的高速电动 机、减速齿轮惰轮和离合器齿轮）、小齿轮和起动机 离合器等部件构成。减速齿轮将电动机转速减至原来的 1/3或1/4,然后再传至小齿轮。电磁开关的可动铁心直接 推进小齿轮位于同一轴上），使其与齿圈啮合。与同 样尺寸和质量的常规式起动机相比，这种起动机可以产 生更大的转矩。详细任务过程如下：1）点火开关位于“STA位置时，端子50未来自蓄电 池的电流传至坚持线圈和吸引线圈。电流随后从吸引线 圈，经过端子C流至励磁线圈和电枢线圈。由于已励磁的 吸引线圈所呵斥的电压降，限制了电动机励磁线圈和电 枢的电流供应，这时电动机只以低速运转。哈工上网络易电气甯惋化研究所与此同时，吸引线圈和坚持线圈产生一个一样方向 的磁场，将可动铁心朝左推，压住回位弹簧。小齿轮因 此向左挪动，直至与齿圈啮合。在此阶段，电动机低速 运转，使齿轮之间可以平顺啮合。螺旋花键也同时协助 小齿轮与齿圈更加平顺地啮合在一同。2）当电磁开关和螺纹花键将小齿轮推至与齿圈完全啮 合的位置时，固定在可动铁心上的接触片，使端子30和 端子C短路而接通主开关。这一短路衔接，使较强的电流 得以经过起动电动机从而使电动机以较大的转矩转动。螺旋花键使小齿轮与齿圈啮合得更结实。与此同时，吸引线圈两端的电压变得相等，电流不 再流经吸引线圈。因此，这时可动铁心只是由坚持线圈 所施加的磁力坚持在原位。哈工上网络易亳气图怩化研究所3）起动终了，将点火开关从“STA位置扭回至“ON位置，便切断了正施加在端子50上的电压。但主 开关仍坚持闭合形状，部分电流便从端子C经过吸引线圈 流至坚持线圈。由于流经坚持线圈的电流，与点火开关 位于“STA位置时的电流方向一样，坚持线圈便产生了 拉动可动铁心的磁力。另一方面，电流在吸引线圈中的 反向流动，便产生了将可动铁心回复原位的磁力。这两个线圈所产生的磁场相互抵消，使回位弹簧将 可动铁心拉回。这便切断了施加在电动机上的强电流，可动铁心也几乎同时将小齿轮与齿圈分别。减速式起动 电动机中所运用的电枢惯性，小于常规式起动电动机中 所用的电枢惯性，摩擦力可以使其很快停顿转动。因此,这种起动机中不需求常规式起动机中所运用的制动安装。哈工上网络易电气甯惋化研究所思索题与习题1、起动机普通由哪几部分组成？各部分的作用是什么？2、直流电动机的根本组成是什么？任务过程如何？3、串励式直流电动机负载变化时是如何自动调理转矩的?4、汽车起动机为什么要采用直流串励式电动机？5、起动机特性有哪些？影响起动机功率的要素有哪些？6、试述电磁支配强迫啮合式起动机的任务原理。7、起动机常见单向离合器有几种？各有什么特点？8、试述滚柱式单向离合器的构造与任务原理。9、减速式起动机有哪几种类型？各有什么特点？哈工上网络易亳气图怩化研究所