第十二章+發(fā)動機起動系統(tǒng).ppt

1、車輛與動力工程系,1,第十二章 發(fā)動機起動系統(tǒng),車輛與動力工程系,2,第十二章 發(fā)動機起動系統(tǒng),車輛與動力工程系,3,第十二章 發(fā)動機起動系統(tǒng),第一節(jié) 發(fā)動機的起動 第二節(jié) 起動機 第三節(jié) 電磁嚙合式起動機 第四節(jié) 減速起動機和永磁起動機 作業(yè),車輛與動力工程系,4,第一節(jié) 發(fā)動機的起動,功用：使發(fā)動機從靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài) 起動方式： 人力起動 輔助汽油機起動 電力起動 起動預(yù)熱 進氣預(yù)熱裝置 電熱塞 起動預(yù)熱鍋爐 起動液噴射裝置 起動減壓裝置,返回,車輛與動力工程系,5,起動方式,人力起動：手搖起動（如小型拖拉機）、繩拉起動（如快艇）、腳蹬起動（如摩托車） 適用范圍：小功率發(fā)動機 特點：

2、結(jié)構(gòu)十分簡單但操作不便 輔助汽油機起動：由小功率汽油機帶動大功率柴油機起動 適用范圍：用于大功率柴油機 特點：體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 電力起動：電動機作為起動動力 特點：操作方便、起動迅速可靠,返回,車輛與動力工程系,6,電力起動,返回,車輛與動力工程系,7,起動預(yù)熱裝置,原因：在寒冷地區(qū)和嚴寒季節(jié)起動發(fā)動機時，由于機油粘度增高，起動阻力矩增大，燃料汽化不良，蓄電池內(nèi)阻增加起動性能變壞，使發(fā)動機起動困難 措施：在冬季起動時將進氣、潤滑油和冷卻水預(yù)熱 形式：由于柴油機冬季起動困難尤大。為了能在低溫下迅速可靠的起動，常采用一些用以改善燃料著火條件和降低起動轉(zhuǎn)矩的起動輔助裝置，如電熱塞、進氣預(yù)熱器、起動液

3、噴射裝置以及減壓裝置等,返回,車輛與動力工程系,8,電熱塞,功用：采用渦流室式或預(yù)燃室式燃燒室的柴油發(fā)動機，由于燃燒室表面積大，在壓縮形成中的熱量損失較大，故此，在渦流室或預(yù)燃室中安裝電熱塞 構(gòu)造：螺旋形的電阻絲一端焊于中心螺桿上，另一端焊在耐高溫不銹鋼制造的發(fā)熱鋼套底部，在鋼套內(nèi)裝有具有一定絕緣性能、導(dǎo)熱好、耐高溫的氧化鋁填充劑 原理：電阻絲通電后迅速將發(fā)熱體鋼套加熱到紅熱狀態(tài)，使氣缸內(nèi)的空氣溫度升高,返回,車輛與動力工程系,9,進氣預(yù)熱裝置,功用： 發(fā)動機冷起動時，給進氣管中的空氣迅速加熱 適用范圍：化油器式的發(fā)動機 構(gòu)造：空心閥體由膨脹系數(shù)較大的金屬材料制成。其一端與進油管接頭相連，另一

4、端有內(nèi)螺紋與一端帶有外螺紋的閥芯相連。閥芯的錐形端在預(yù)熱器不工作時將 油管接頭的進油口堵塞。閥體外繞有外表面絕緣的電熱絲 原理：電熱絲通電溫度升高并將閥體加熱,返回,車輛與動力工程系,10,起動液噴射裝置,功用：輔助低溫起動 適用范圍：某些柴油發(fā)動機 安裝：噴嘴安裝在進氣管上 材料：起動液壓力噴射罐內(nèi)充有壓縮氣體氮氣、乙醚、丙酮、石油醚等 工作過程：當(dāng)?shù)蜏仄饎硬裼蜋C時，將噴射罐倒立，罐口對準(zhǔn)噴嘴上端的管口。輕壓起動液噴射罐，即打開噴射罐口處的單向閥，則起動液通過單向閥、噴嘴噴入柴油機進氣管，并隨同進氣管內(nèi)的空氣一起被吸入燃燒室。因為起動液是易燃燃料，故可在較低的溫度和壓力下迅速著火，從而點燃噴

5、入燃燒室的柴油,返回,車輛與動力工程系,11,減壓裝置,功用：為了降低起動力矩，提高 發(fā)動機轉(zhuǎn)速，在某些車用柴油機 上采用減壓裝置 工作過程：發(fā)動機起動時，首先通過手柄驅(qū)使調(diào)整螺釘旋轉(zhuǎn)，并略微頂開氣門（氣門一般下降1-1.25mm），以降低初壓縮阻力。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動起來后，各零件工作表面溫度升高，潤滑油粘度降低，摩擦阻力減小，從而降低了起動阻力矩。這時將手柄扳回原來位置，柴油機即可順利起動 適用范圍：小功率人工起動柴油機,返回,車輛與動力工程系,12,第二節(jié) 起動機,車輛與動力工程系,13,第二節(jié) 起動機,直流電機 傳動機構(gòu) 控制機構(gòu),返回,車輛與動力工程系,14,直流電機,形式：串激直流電動機

6、特點：低速時轉(zhuǎn)矩很大，隨轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)矩降低，這一特征非常適合發(fā)動機起動的要求 汽油機用起動機：功率為1.5kw，電壓為12v 柴油機用起動機：功率為5kw，電壓為24v 構(gòu)造：磁極、電樞、換向器、機殼、端蓋等組成,返回,車輛與動力工程系,15,起動機的傳動機構(gòu),功用： 起動時，將驅(qū)動齒輪與電樞軸聯(lián)成一體，使驅(qū)動齒輪沿電樞軸移出與飛輪環(huán)齒嚙合，起動發(fā)動機 起動后，飛輪轉(zhuǎn)速提高，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速超過電樞軸的正常轉(zhuǎn)速，傳動機構(gòu)使其自動脫開，防止電動機超速 類型： 慣性嚙合式傳動結(jié)構(gòu) 強制嚙合式傳動結(jié)構(gòu) 電樞嚙合式傳動結(jié)構(gòu) 超速保護裝置： 定義：超速保護裝置是起動機驅(qū)動齒輪與電樞軸之間的離合機構(gòu)，也稱為

7、單向離合器 單向離合器的類型：滾柱式、彈簧式、摩擦式,返回,車輛與動力工程系,16,滾柱式單向離合器,組成：由開有楔形缺口的內(nèi)、外座圈、滾子以及連同彈簧一起裝在外座圈孔中的柱塞組成 工作過程：當(dāng)發(fā)動機開始工作，曲軸轉(zhuǎn)速升高以后，即有飛輪齒圈帶動起動機齒輪高速旋轉(zhuǎn)的趨勢。此時雖然齒輪的旋轉(zhuǎn)方向不變，但已由主動輪變成了從動輪。于是，滾子在摩擦力的作用下克服彈簧張力而向楔形槽較寬的一端滾動，從而，高速旋轉(zhuǎn)的小齒輪與電樞軸脫開,返回,車輛與動力工程系,17,起動機的控制機構(gòu),功用：控制起動機主電路的通、斷和驅(qū)動齒輪的移出與退回。 控制方式： 直接操縱：由駕駛員通過起動踏板和杠桿機構(gòu)直接操縱起動開關(guān)并使

8、傳動齒輪副進入嚙合 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠 缺點：操作不便，且當(dāng)駕駛員座位距起動機較遠時難以布置，目前以很少使用 電磁操縱：由駕駛員通過起動開關(guān)操縱繼電器（電磁開關(guān)），而由繼電器操縱起動機電磁開關(guān)和齒輪副或通過起動開關(guān)直接操縱起動機電磁開關(guān)和齒輪副。 優(yōu)點：布置靈活、使用方便、適宜于遠距離操縱，目前，車用汽油機或柴油機均采用電磁操縱式起動機,返回,車輛與動力工程系,18,第三節(jié) 電磁嚙合式起動機,起動過程：起動時，接通起動開關(guān)，起動機電路通電，繼電器的吸引線圈和保持線圈通電，產(chǎn)生很強的磁力，吸引鐵芯左移，并帶動驅(qū)動杠桿繞其銷軸轉(zhuǎn)動，使齒輪移出與飛輪齒圈嚙合。與此同時，由于吸引線圈的電流通過電

9、動機的繞組，電樞開始轉(zhuǎn)動，齒輪在旋轉(zhuǎn)中移出，減小沖擊 工作原理,返回,車輛與動力工程系,19,電磁嚙合式起動機,返回,車輛與動力工程系,20,第四節(jié) 減速起動機和永磁起動機,減速起動機：在起動機的電樞軸與驅(qū)動齒輪之間裝有減速器的起動電機 分類： 外嚙合式 內(nèi)嚙合式 行星齒輪式,返回,車輛與動力工程系,21,減速起動機工作過程及特點,減速起動機：在起動機的電樞軸與驅(qū)動小齒輪之間裝有齒輪減速器的起動機稱為減速起動機。 優(yōu)點：減速起動機與同功率的起動機相比，它具有體積小、重量輕、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點 當(dāng)起動機功率一定時，提高電機轉(zhuǎn)速，降低轉(zhuǎn)矩，可以減小其體積。因此，在采用小型、高速、低轉(zhuǎn)矩的起動機時，靠

10、裝在電機軸上的齒輪減速器（速比為3-4）將電機轉(zhuǎn)速降低后再驅(qū)動飛輪。,永磁電機,車輛與動力工程系,22,永磁減速起動電機,永磁起動機：以永磁材料為磁極的起動機 優(yōu)點：取消了傳統(tǒng)起動機的勵磁繞組和磁極鐵心，使結(jié)構(gòu)簡化、體積和重量大大減小，可靠性提高，節(jié)省了材料,返回,車輛與動力工程系,23,發(fā)電機起動機飛輪一體化系統(tǒng)ISAD是英文Integrated Starter Alternator Damper System的縮寫，這套系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的起動機、發(fā)電機和飛輪，取而代之的是一個可以實時啟動并能提供42伏電壓的電動機。這套ISAD系統(tǒng)可以將制動能量轉(zhuǎn)化為電能，即通常所說的再生制動。另外，ISAD所產(chǎn)生的42伏可以用在如動力轉(zhuǎn)向這類的電動系統(tǒng)中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的設(shè)備，從而可以節(jié)省能量、減少零部件數(shù)目并減輕整車重量,車輛與動力工程系,24,德國寶馬汽車公司的技術(shù)人員則將兩者“合二為一”，把起動機和交流發(fā)電機合并為一個裝置系統(tǒng)。這種裝置簡稱CSA（Crankshaft Start Alternator)是位于曲軸之上，介在發(fā)動機和傳動系統(tǒng)之間，即飛輪的地方，可與各種內(nèi)燃機結(jié)合，能滿足起動電動機與發(fā)電機的需求，提高發(fā)動機的有用效率。據(jù)報道，早在20世紀30年代，德國人就償試結(jié)合起動電機和發(fā)電機，但受當(dāng)時的技術(shù)條件限制而無法實現(xiàn)，因為以當(dāng)時的技術(shù)水平是很難協(xié)調(diào)兩者的矛盾（低速啟動發(fā)