發(fā)動機起動系統(tǒng)課件

第十一章發(fā)動機起動系統(tǒng)1ppt課件.

第一節(jié)概述

點火系的功用一、起動系統(tǒng)的功用

發(fā)動機必須依靠外力帶動曲軸旋轉(zhuǎn)后，才能進入正常工作狀態(tài)，通常把汽車發(fā)動機曲軸在外力作用下，從開始轉(zhuǎn)動到怠速運轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機的起動。起動系統(tǒng)的作用就是供給發(fā)動機曲軸起動轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動機曲軸達到必需的起動轉(zhuǎn)速，以便使發(fā)動機進入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。當發(fā)動機進入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)后，便結(jié)束任務(wù)立即停止工作。二、起動系統(tǒng)的基本要求

（1）必須具有足夠的起動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。

汽油機------50~70r/min；

柴油機------150~300r/min第一節(jié)概述2ppt課件.（2）起動轉(zhuǎn)矩應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的升高而降低（3）具有足夠大的起動電流和必要的持續(xù)時間，蓄電池必須有足夠的容量。三、起動方式（1）人力起動。轎車基本不用。（2）輔助汽油機起動。用于大功率柴油機。（3）壓縮空氣起動。用于大功率柴油機（4）電力起動機起動。3ppt課件.電力起動機起動是由直流電動機通過傳動機構(gòu)將發(fā)動機起動，具有操作簡單，起動迅速可靠，重復(fù)起動能力強等優(yōu)點。目前，絕大多數(shù)汽車都采用電力起動機起動。電力起動機簡稱為起動機（俗稱馬達），均安裝在汽車發(fā)動機飛輪殼的座孔上，用螺栓緊固。四、起動系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理

組成：起動機、傳動機構(gòu)和控制機構(gòu)。

見圖11-1；11-24ppt課件.五、改善發(fā)動機低溫冷啟動的主要措施為保證低溫條件下迅速可靠地起動發(fā)動機，在多數(shù)柴油機和少數(shù)汽油機上設(shè)有低溫起動預(yù)熱裝置，以提高進入氣缸的空氣（或可燃混合氣）、潤滑油和冷卻液的溫度。5ppt課件.

進氣預(yù)熱的類型有集中預(yù)熱和分缸預(yù)熱兩種，集中式預(yù)熱裝置安裝在發(fā)動機的進氣總管上，分缸預(yù)熱裝置安裝在各氣缸內(nèi)或進氣岐管上。汽油機和一部分柴油機的預(yù)熱采用集中式，分缸式預(yù)熱裝置一般用在柴油機上。目前，汽車上常采用的低溫起動預(yù)熱裝置有電熱塞、電熱陶瓷進氣加熱器和電火焰預(yù)熱器等。6ppt課件.1、進氣預(yù)熱裝置電熱陶瓷進氣加熱器（多用于化油器發(fā)動機）

電熱陶瓷進氣加熱器

1-導(dǎo)線（耐200℃高溫）；2-鉚釘；3-電極（4個）；4-屏蔽板；5-卡環(huán)；6-彈簧固定板；7-彈簧；8-鎳-銀電極（4個）；9-散熱片；10-PTC陶瓷片（4個）PTC電熱陶瓷材料的溫度、電流特性7ppt課件.2、電熱塞（用于渦流式或預(yù)燃式柴油機）1-發(fā)熱體鋼套；

2-電阻絲；3-填充劑；

4、6-密封墊圈；5-外殼；7-絕緣體；

8-膠合劑；9-中心螺桿；10-固定螺母；

11-壓緊螺母；12-壓緊墊圈；13-彈簧墊圈8ppt課件.3、起動液噴射裝置主要用于某些柴油發(fā)動機的起動預(yù)熱。噴射液：乙醚、丙酮、石油醚等易燃燃料。4、起動減壓裝置采用降低起動轉(zhuǎn)矩、提高起動轉(zhuǎn)速的方式來改善柴油機的起動性能。

利用傳動裝置，微微頂開門，降低壓縮行程的阻力。

一般多采用進氣門減壓。9ppt課件.5、電火焰預(yù)熱器這種預(yù)熱裝置除了電熱塞產(chǎn)生熱量外，還通過供油裝置向其周圍噴油，從而形成電火焰，以產(chǎn)生更多的熱量，通常用于集中式預(yù)熱的柴油發(fā)動機。電火焰預(yù)熱器主要由電熱塞和電磁噴油器組成，裝在發(fā)動機進氣管上，電熱塞用來點燃柴油，加熱空氣。噴油器電磁閥控制其油路，在電磁閥通電時，閥門開啟，噴油器將燃油噴向電熱塞而形成電火焰，電熱塞及電磁閥受限時控制器的控制。

電火焰預(yù)熱器1-電熱塞；2-帶電磁閥的噴油器；3-進氣管；4-導(dǎo)流罩10ppt課件.圖4-43奔馳2026牽引車起動預(yù)熱裝置（電火焰預(yù)熱器）示意圖1-燃油箱；2-輸油泵；3-溫度開關(guān)；4-溫度指示燈；5-冷起動按鈕；6-限時器；7-控制器；8-起動指示燈；9-空氣濾清器；10-電磁閥；11-電熱塞11ppt課件.第二節(jié)起動機一、概述起動機的組成起動機由直流電動機、傳動機構(gòu)和控制機構(gòu)三大部分組成。QDJ1316型起動機（逆時針旋轉(zhuǎn)，匹配北汽福田CA483型發(fā)動機）

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QDY1202型起動機（逆時針旋轉(zhuǎn)，匹配北京現(xiàn)代J-2型發(fā)動機）13ppt課件.汽車用起動機實物照片

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起動機的組成15ppt課件.第二節(jié)起動機二、直流電動機直流電動機的工作原理直流電動機工作原理16ppt課件.直流電動機的結(jié)構(gòu)組成起動機的直流電動機主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器、電刷及端蓋等組成，如圖4-7所示。

起動機用直流電動機結(jié)構(gòu)17ppt課件.磁極（定子）定子亦稱磁極，其作用是產(chǎn)生磁場，分勵磁式和永磁式兩類。為增大轉(zhuǎn)矩，汽車起動機通常采用四個磁極，兩對磁極相對交錯安裝，定子與轉(zhuǎn)子鐵心形成的磁力線回路如圖4-8所示，低碳鋼板制成的機殼是磁路的一部分。

電動機磁路

18ppt課件.勵磁式定子。勵磁式電動機定子鐵心為低碳鋼，鐵心磁場要靠繞在外面的勵磁繞組通電建立。為使電動機磁通能按設(shè)計要求分布，將鐵心制成如下圖所示的形狀，并用埋頭螺栓緊固在機殼上。勵磁繞組由扁銅帶（矩形截面）繞制而成，其匝數(shù)一般為6～10匝；銅帶之間用絕緣紙絕緣，并用白布帶以半疊包扎法包好后浸上絕緣漆烘干而成。

勵磁式電動機定子19ppt課件.采用勵磁式定子的電動機，其勵磁繞組與轉(zhuǎn)子串聯(lián)連接，故稱串勵式電動機。具體連接如右圖所示，先將勵磁繞組兩兩串聯(lián)后并聯(lián)再與電樞（轉(zhuǎn)子）繞組串聯(lián)。串勵式電動機

20ppt課件.電樞（轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子亦稱電樞，由電樞軸、鐵心、電樞繞組和換向器等組成。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

轉(zhuǎn)子（亦稱電樞）實物照片21ppt課件.典型起動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如圖所示。轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊成后固定在轉(zhuǎn)子軸上。鐵心外圍均勻地開有線槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組由較大矩形截面的銅帶或粗銅線繞制而成。圖起動機轉(zhuǎn)子22ppt課件.在鐵心線槽口兩側(cè)，用軋紋將轉(zhuǎn)子繞組擠緊以免轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時由于慣性作用將繞組甩出，轉(zhuǎn)子繞組的端頭均勻地焊在換向片上。為防止銅制繞組短路，在銅線與銅線之間及銅線與鐵心之間用性能良好的絕緣紙隔開。減速型起動機轉(zhuǎn)子速度較普通型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高了50％～70％，絕緣性能及動平衡要求均較高，因此采用環(huán)氧樹脂涂封或耐熱尼龍紙作為轉(zhuǎn)子槽絕緣紙。23ppt課件.換向器由銅片和云母疊壓而成，壓裝于電樞軸前端，銅片間絕緣，銅片與軸之間也絕緣，換向片與線頭采用錫焊連接。減速型起動機的換向器用塑料取代了云母，換向片與線頭采用了銀銅硬釬焊，既耐高速又耐高溫?？紤]到云母的耐磨性較好，當換向片磨損以后，云母片就會凸起，影響電刷與換向片的接觸，因此，有些起動機的換向片之間的云母片較換向片割低0.5～0.8mm。轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動端制有螺旋形花鍵，用以套裝傳動機構(gòu)中的單向離合器。轉(zhuǎn)子與定子鐵心之間的氣隙，普通起動機一般為0.5～0.8mm，減速型起動機一般為0.4～0.5mm。24ppt課件.電刷端蓋電刷端蓋，一般用澆鑄或沖壓法制成，蓋內(nèi)裝有四個電刷架及電刷，其中兩只搭鐵電刷利用與端蓋相通的電刷架搭鐵。另外兩只電刷的電刷架則與端蓋絕緣，絕緣電刷引線與勵磁繞組的一個端頭相連接。電刷端蓋實物25ppt課件.起動機電刷通常用銅粉（80％～90％）和石墨粉壓制而成，以減少電阻并提高耐磨性。電刷架上有盤形彈簧，用以壓緊電刷。

起動機用電刷及端蓋26ppt課件.驅(qū)動端蓋

驅(qū)動端蓋上有撥叉座和驅(qū)動齒輪行程調(diào)整螺釘，還有支撐撥叉的軸銷孔。為了避免電樞軸彎曲變形，一些起動機裝有中間支撐板。端蓋及中間支撐板上的軸承多用青銅石墨軸承或鐵基含油軸承。軸承一般采用滑動式，以承受起動機工作時的沖擊性載荷。有些減速型起動機采用球軸承。兩端蓋與機殼靠兩個較長的穿心連接螺栓將起動機組裝成一個整體。端蓋與機殼之間的接合面上一般制有定位用安裝記號。27ppt課件.第二節(jié)、起動機三、起動機的傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)的作用起動機的傳動機構(gòu)安裝在電動機的延長軸上，用來在起動時，將驅(qū)動齒輪與電樞連成一體。發(fā)動機起動后，應(yīng)使驅(qū)動齒輪與電樞軸自動脫離，防止電動機超速。2.傳動機構(gòu)的類型（1）慣性嚙合式傳動機構(gòu)（2）強制嚙合式傳動機構(gòu)（3）電樞移動式嚙合機構(gòu)一般起動機的傳動機構(gòu)是指包括驅(qū)動齒輪的單向離合器，減速起動機的傳動機構(gòu)還包括減速裝置。驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合一般是靠撥叉強制撥動完成的，如下圖所示。28ppt課件.第二節(jié)、起動機三、起動機的傳動機構(gòu)起動機的傳動過程一般起動機的傳動機構(gòu)是指包括驅(qū)動齒輪的單向離合器，減速起動機的傳動機構(gòu)還包括減速裝置。驅(qū)動齒輪與飛輪的嚙合一般是靠撥叉強制撥動完成的，如下圖所示。

（a）靜止未工作（b）電磁開關(guān)通電推向嚙合（c）主開關(guān)接通接近完全嚙合圖：起動機驅(qū)動齒輪嚙合過程29ppt課件.第二節(jié)、起動機三、起動機的傳動機構(gòu)3.超速保護裝置超速保護裝置是起動機驅(qū)動齒輪與電樞軸之間的離合器，也稱為單向離合器。常用的單向離合器有滾柱式、彈簧式、摩擦片式等多種形式。30ppt課件.1）滾柱式單向離合器a、構(gòu)造滾柱式單向離合器是通過改變滾柱在楔形槽中的位置實現(xiàn)接合和分離的。主要由驅(qū)動齒輪、外殼及十字槽套筒（或外座圈及十字塊套筒）、滾柱、彈簧等組成。圖4-20滾柱式單向離合器單向離合器的套筒內(nèi)有螺旋花鍵，此花鍵與起動機電樞軸前端的花鍵結(jié)合。單向離合器既可在撥叉作用下沿電樞軸軸向移動，又可在電樞驅(qū)動下作旋轉(zhuǎn)運動。31ppt課件.b、工作過程（a）起動時（b）起動后圖:滾柱式單向離合器工作原理滾柱式單向離合器工作時屬于線接觸傳力，所以不能傳遞大轉(zhuǎn)矩，一般用于小功率（2kW以下）的起動機上，否則滾柱易變形、卡死，造成單向離合器分離不徹底。由于它結(jié)構(gòu)簡單，目前廣泛用于汽油發(fā)動機上。1）滾柱式單向離合器32ppt課件.2)彈簧式單向離合器彈簧式單向離合器是通過扭力彈簧的徑向收縮和放松來實現(xiàn)接合和分離的，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖：彈簧式單向離合器彈簧式單向離合器具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、成本低等特點。因扭力彈簧圈數(shù)較多，軸向尺寸較大，多用于大中型起動機。33ppt課件.3）摩擦片式單向離合器摩擦片式單向離合器是通過主、從動摩擦片的壓緊和放松來實現(xiàn)接合和分離的，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖：

摩擦片式單向離合器摩擦片式單向離合器傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可通過增減調(diào)整墊片進行調(diào)整。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在大功率起動機上應(yīng)用比較廣泛。34ppt課件.四、起動機的控制機構(gòu)

起動機控制機構(gòu)也叫操縱機構(gòu)，有機械控制式（亦稱直接操縱式，現(xiàn)已淘汰）和電磁控制式（電磁操縱式）兩類。圖：

電磁操縱式起動機電路原理35ppt課件.五、減速起動機和永磁起動機1、減速起動機圖：QDJ254減速起動機（24V、功率4.9kW，匹配玉柴4110ZD、云內(nèi)4100系列柴油機）36ppt課件.（1）結(jié)構(gòu)特點減速起動機基本結(jié)構(gòu)與電磁強制嚙合式起動機相同，只是在電樞和驅(qū)動齒輪之間，裝有減速機構(gòu)。經(jīng)減速機構(gòu)將起動機轉(zhuǎn)速降低后，再帶動驅(qū)動齒輪。由于應(yīng)用了減速機構(gòu)，可采用小型、高速、低轉(zhuǎn)矩的電動機。起動機的減速機構(gòu)，常見的有三種形式：內(nèi)嚙合齒輪式、外嚙合齒輪式和行星齒輪式，如下圖所示。（a）外嚙合齒輪式（b）內(nèi)嚙合齒輪式（c）行星齒輪式圖：

減速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式37ppt課件.減速起動機的電動機轉(zhuǎn)速高達15000～20000r／min，在同樣輸出功率條件下比普通起動機的質(zhì)量減少約20％～40％，體積約減少一半，轉(zhuǎn)矩增高。這不僅提高了起動性能，而且也相對減輕了蓄電池的負擔。（2）工作過