起動機(jī)工作原理

1、汽車起動機(jī)工作原理、  一、起動機(jī)的組成分類和型號1、組成：直流電動機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩傳動裝置（嚙合機(jī)構(gòu)）起動時(shí)，嚙合傳動；起動后，打滑脫開控制裝置（電磁開關(guān)）接通、切斷電動機(jī)與蓄電池之間的電路2、分類（1）按控制裝置分為：直接操縱式電磁操縱式（2）按傳動機(jī)構(gòu)的嚙合方式分為：慣性嚙合式已淘汰強(qiáng)制嚙合式工作可靠、操縱方便、廣泛應(yīng)用電樞移動式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，大功率柴油車齒輪移動式電磁開關(guān)推動嚙合桿減速式質(zhì)量體積小，結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜3、型號（1）產(chǎn)品代號：qd表示起動機(jī)qdj表示減速起動機(jī)qdy表示永磁起動機(jī)（2）電壓等級：112v；224v（3）功率等級：101kw；212kw ;98kw

2、（4）設(shè)計(jì)序號（5）變型代號：拼音大寫字母表示，多表示電氣參數(shù)的變化qd122512v，12kw，第25次設(shè)計(jì)，普通式起動機(jī)二、發(fā)動機(jī)的起動性能和工作特性1、發(fā)動機(jī)的起動性能評價(jià)指標(biāo)有：（1）起動轉(zhuǎn)矩（2）最低起動轉(zhuǎn)速（3）起動功率（4）起動極限溫度1、起動轉(zhuǎn)矩起動機(jī)要有足夠大的轉(zhuǎn)矩來克服發(fā)動機(jī)初始轉(zhuǎn)動時(shí)的各種阻力。起動阻力包括：（1）摩擦阻力矩（2）壓縮阻力矩（3）慣性阻力矩2、最低起動轉(zhuǎn)速（）在一定溫度下，發(fā)動機(jī)能夠起動的最低曲軸轉(zhuǎn)速。汽油機(jī)一般約為5070r/min，最好70100 r/min以上。（）起動機(jī)傳給發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速要大于發(fā)動機(jī)的最低轉(zhuǎn)速：若低于這個(gè)轉(zhuǎn)速，汽油泵供油不足，氣流速度

3、過低，可燃混合氣形成不充分，還會使壓縮行程的散熱損失和漏氣損失增加，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)不能起動。3、起動功率起動機(jī)所具有的功率應(yīng)和發(fā)動機(jī)起動所必需的起動功率相匹配。而蓄電池的容量與起動機(jī)的容量應(yīng)成正比p=(450600）p/u4、起動極限溫度當(dāng)環(huán)境溫度低于起動極限溫度時(shí)，應(yīng)采取起動輔助措施：（1）加大蓄電池容量（2）進(jìn)氣加熱（3）電噴車低溫補(bǔ)償2、起動機(jī)的工作特性1、起動機(jī)工作特性圖 2、分析當(dāng)i=0時(shí)，m=0，所以，p=0，轉(zhuǎn)速n達(dá)到最大，n=nmax（起動機(jī)空載）；當(dāng)i=imax時(shí)，n=0，所以，p=0，輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大m=mmax（起動機(jī)制動）?？蛰d和制動的工作情況，常用來檢驗(yàn)起動機(jī)的

4、故障：空載時(shí)轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值，同時(shí)電流大，說明有機(jī)械故障；制動實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓和電流正常，轉(zhuǎn)矩下降，有電路故障3、影響起動機(jī)工作特性的因素（1）蓄電池的容量和充電情況容量大，充電充足，內(nèi)阻小，供給起動機(jī)電流大，起動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、制動力矩都大。（2）起動電路的電阻影響起動機(jī)內(nèi)部電阻和起動線路電阻越大，起動機(jī)得輸出功率、轉(zhuǎn)速、制動力矩均會降低。（3）環(huán)境溫度的影響環(huán)境溫度低時(shí)，起動性能不好。三、通用型起動機(jī)的構(gòu)造 四、直流電動機(jī)1、概述在現(xiàn)代汽車中，普遍采用電力起動，它以蓄電池為電源，以直流電動機(jī)為動力，通過傳動裝置和控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。它在工作時(shí)有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是扭矩大；二是工作時(shí)間短

5、。2、直流串勵(lì)式電動機(jī)結(jié)構(gòu)（1） 作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。（2） 要求零件的機(jī)械強(qiáng)度高，電路電阻小。（3） 組成： 1、電樞產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 電樞線圈是用扁銅線繞成，較粗且匝數(shù)少；電樞軸中部位置制有螺旋齒槽，用以裝置嚙合器，有些起動機(jī)除兩端裝有襯套外，中間還裝有支承襯套。為了防止軸向竄動，軸的前端制有槽，用于裝置鎖板機(jī)構(gòu)，軸的后端制有槽，用于裝置止動擋圈及彈性檔圈。2、磁極 由外殼、磁極、磁場線圈等部分組成。外殼內(nèi)壁裝有四個(gè)磁極（有些是二個(gè)磁極），在其上面裝有磁場線圈，相對的是同極，相鄰的是異極。磁場線圈用扁而粗的銅線（或小銅線并聯(lián)的方法）繞成。磁場線圈采用串聯(lián)或并聯(lián)，一端與外

6、殼上的絕緣接柱（即磁場接柱）相連，另一端與正電刷相連，線路連接如圖所示。由磁極、磁場繞組和機(jī)殼組成。磁場與磁路見圖。3、電刷組件用銅粉和碳粉（或石墨）壓制而成。一般有四個(gè)，相對的電刷為同極。兩個(gè)負(fù)電刷搭鐵，兩個(gè)正電刷接磁場線圈，它們在壓簧的作用下緊密地與換向器接觸。4、換向器和電刷 三、直流電動機(jī)的工作原理將通電導(dǎo)線放入磁場中，導(dǎo)線會在磁場力的作用下做有規(guī)律的運(yùn)動（其運(yùn)動方向可以用電動機(jī)左手定則來判斷），這是直流電動機(jī)能夠轉(zhuǎn)動的基本道理。 直流電動機(jī)工作原理：上圖是最簡單的直流電動機(jī)，它由磁場、電樞線圈、換向器和電刷等機(jī)件組成。當(dāng)線圈在垂直位置時(shí)，如圖（a），電刷不與換向器

7、接觸，線圈中沒有電流通過，因此電樞線圈不轉(zhuǎn)動。如將電樞線圈稍向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一些，如圖（b），換向器片分別與兩電刷接觸，線圈中有電流通過，其方向是從線圈i邊流入，從邊流出。根據(jù)左手定則可以判定，線圈i邊向下運(yùn)動，邊向上運(yùn)動，電樞線圈向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖（c）的位置時(shí)，換向器片不與電刷接觸，線圈中無電流通過，此時(shí)，電樞線圈在慣性作用下轉(zhuǎn)過這個(gè)位置。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過垂直位置時(shí)，換向器片又與兩電刷接觸，如圖（d）所示。但此時(shí)換向器片已經(jīng)調(diào)換了位置。因此電流從線圈邊流入，從i邊流出。根據(jù)左手定則可以判定，線圈i邊向上運(yùn)動，邊向下運(yùn)動，電樞線圈仍向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。這樣，使電流不斷地通入線圈，線圈便

8、按一定方向繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動。一個(gè)線圈的電動機(jī)，雖能旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)動力量小，轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定，而且在圖（a，c）的位置時(shí)不能轉(zhuǎn)動。所以，實(shí)際使用的起動電動機(jī)都是由較多的線圈和配有相應(yīng)換向片構(gòu)成，同時(shí)采用多對電磁鐵來產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場。但其工作原理還是一樣的。 四、電動機(jī)轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)特性電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩m取決于磁通、電樞電流ia的乘積，即m= cmia其中cm電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)1、反電動勢直流電動機(jī)拖動負(fù)載，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電動機(jī)的電樞轉(zhuǎn)速、電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩均會自動的作相應(yīng)的變化，以滿足不同負(fù)載的需要。其原理如下：通電的線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動，運(yùn)動的線圈切割磁力線產(chǎn)生電動勢，電動勢的方向和線圈電流方向相

9、反，電動勢的大小為：e反=cen其中，ce電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；磁極磁通；n電樞轉(zhuǎn)速。、電動機(jī)工作時(shí)，電壓平衡方程式為：ub=e反+iara該公式稱為電動機(jī)發(fā)電機(jī)一體公式即電動機(jī)在一定條件下可以變成發(fā)電機(jī)，用于電機(jī)制動和儲能3、轉(zhuǎn)矩自動調(diào)節(jié)過程電樞電流為：ia=（ub- e反）/ra分析：當(dāng)負(fù)載軸上阻力矩電樞轉(zhuǎn)速e反ia電磁轉(zhuǎn)矩直至電磁轉(zhuǎn)矩減至與阻轉(zhuǎn)矩相等電機(jī)拖動負(fù)載以較高轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)負(fù)載軸上阻力矩電樞轉(zhuǎn)速e反ia電磁轉(zhuǎn)矩直至電磁轉(zhuǎn)矩增至與阻轉(zhuǎn)矩相等電機(jī)拖動負(fù)載以較低轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。五、傳動裝置（嚙合機(jī)構(gòu)離合器）發(fā)動機(jī)起動時(shí)，使起動機(jī)的驅(qū)動齒輪和發(fā)動機(jī)飛輪齒環(huán)嚙合，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給飛輪；發(fā)動機(jī)起動

10、后，自動切斷動力傳遞，防止電動機(jī)被發(fā)動機(jī)帶動，超速旋轉(zhuǎn)而破壞。起動機(jī)驅(qū)動齒輪與曲軸飛輪齒環(huán)之間的傳動比很大，在傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置了單向離合器，起動時(shí)傳遞斷聯(lián)系。外形見下圖。 嚙合器（離合器）嚙合器有多種型式，通常汽車起動機(jī)上普遍采用超越式嚙合器。嚙合器的構(gòu)造如下圖所示，主要由起動齒輪（小齒輪），單向滑輪，傳動導(dǎo)管、推入彈簧和套筒等部分組成超越式嚙合器 單向滑輪單向滑輪的構(gòu)造如下圖所示，圖形外座圈2與傳動導(dǎo)管1的一端固裝在一起，外座圈內(nèi)部制成“+”字形空腔。起動齒輪7的尾部成圓柱形，伸在外座圈的空腔內(nèi)，使四周形成四個(gè)楔形的小腔室，內(nèi)裝有滾柱。在楔形腔室較寬的一邊的座圈孔內(nèi)，還裝有

11、彈簧4和壓帽5，平時(shí)彈簧經(jīng)壓帽將滾柱壓向楔形室較窄的一面。滑輪外包鐵殼6，起密封和保護(hù)作用。為增加承載能力，現(xiàn)單向滑輪內(nèi)常制有五個(gè)腔室，采用扁形彈簧，不需鉆孔和壓帽。滾柱式單向離合器 1-驅(qū)動齒輪；2-外殼；3-十字塊；4-滾柱；5-壓帽彈簧；6-墊圈；7-護(hù)蓋；8-花鍵套筒；9-彈簧座；10-嚙合彈簧；11-撥環(huán)；12-卡簧單向滑輪的工作 1、飛輪2、起動齒輪 3、外座圈 4、起動齒輪尾部 5、滾柱 6、壓帽 7、彈簧離合器的作用是：在起動發(fā)動機(jī)時(shí)，將起動機(jī)產(chǎn)生的動力傳給飛輪，以帶動發(fā)動機(jī)起動；當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，迅速將發(fā)動機(jī)與起動機(jī)間的動力切斷，避免起動機(jī)超速旋轉(zhuǎn)而損壞。離

12、合器的工作情況如下：當(dāng)傳動叉撥動套筒，推動單向離合器向后移動而使起動齒輪和飛輪環(huán)齒嚙合時(shí)，起動機(jī)開關(guān)便把電路接通，電樞開始旋轉(zhuǎn)，它帶動單向滑輪的外座圈轉(zhuǎn)動。在外座圈內(nèi)壁的摩擦力作用下，滾柱向楔形腔室窄的一邊滾動，緊緊地卡在外座圈和起動齒輪尾部之間，從而起動齒輪同起動機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動飛輪當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，起動齒輪被飛輪帶著超速旋轉(zhuǎn)。它的轉(zhuǎn)速高于電樞轉(zhuǎn)速，此時(shí)，起動齒輪尾部帶動滾柱克服彈簧的張力，使?jié)L柱向楔形腔室較寬的一邊滾動，于是滾柱在起動齒輪尾部與外座圈間發(fā)生滑摩，導(dǎo)致起動齒輪和外座圈以及電樞脫離聯(lián)系，此時(shí)僅起動齒輪隨飛輪旋轉(zhuǎn)，從而避免了電樞超速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線在強(qiáng)離心力作用下甩出的危險(xiǎn)，滾柱式單向離合

13、器優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，成本低；軸向尺寸長，適用于大功率起動機(jī)。摩擦片式離合器構(gòu)造 六、控制裝置（電磁開關(guān)）電磁開關(guān)主要由電動機(jī)開關(guān)和磁力線圈組成，見下圖中虛線部分所示。電磁開關(guān)殼體的前部，裝有電動機(jī)開關(guān)的c和30接線柱和磁力線圈50接柱，活動觸盤裝在觸桿上，與觸桿上的機(jī)件絕緣，起動機(jī)不工作時(shí)，在回位彈簧的作用下，使觸盤與觸點(diǎn)保持分開狀態(tài)。電磁開關(guān)構(gòu)造（虛線部分） 控制裝置作用控制裝置的作用是控制驅(qū)動齒輪和飛輪的嚙合與分離；控制電動機(jī)電路的接通與切斷。常用的裝置有機(jī)械式和電磁式汽車上廣泛使用電磁式控制裝置（電磁開關(guān)）。qd124型起動機(jī)電磁控制裝置構(gòu)造如下圖 

14、磁力線圈的作用磁力線圈的作用:是用電磁力來操縱嚙合器和電動機(jī)開關(guān)工作的。磁力線圈由導(dǎo)線粗、匝數(shù)少的拉動線圈和導(dǎo)線細(xì)，匝數(shù)多的保持線圈組成。拉動線圈的兩端分別接在c和50接柱上。保持線圈的兩端分別接在50接柱和搭鐵上。引鐵活裝在電磁開關(guān)引鐵套內(nèi)，引鐵尾部裝有連接鉤，與傳動桿上部相連，有些連接鉤可以借其螺紋進(jìn)行調(diào)整。減速起動機(jī) 1、傳動殼（后端蓋） 2、嚙合器及怠速齒輪 3、鋼珠 4、回位彈簧5、電磁開關(guān) 6、螺栓8 、電樞 7 、起動機(jī)外殼（軛） 9、電刷架 10、電動機(jī)前端蓋11、氈墊圈 12、軛及電樞 13、拉緊螺栓七、減速起動機(jī)的構(gòu)造機(jī)主要由電磁嚙合開關(guān)，減速齒輪，電動機(jī)、起動齒

15、輪（小齒輪）及單向嚙合器等部分組成，如圖9，10所示。減速起動機(jī)和傳統(tǒng)起動機(jī)一樣，都是串激式起動機(jī)，它們的結(jié)構(gòu)大體相似。但是，減速起動機(jī)具有以下顯著特點(diǎn)：動力輸出結(jié)構(gòu)分為電樞軸和傳動軸兩部分。電樞軸兩端用滾珠軸承支承，負(fù)荷分布均勻，使用時(shí)間長，不易磨損，電樞較短，不易出現(xiàn)電樞軸彎曲，磨壞磁場繞組的情況。減速起動機(jī)圖 采用了減速裝置，在轉(zhuǎn)子和起動齒輪之間，安裝有減速齒輪，起動電動機(jī)傳遞給起動齒輪的扭距就會增大。利用電磁開關(guān)，使得承擔(dān)電動機(jī)（經(jīng)減速齒輪后）的動力輸出是起動齒輪和起動齒輪軸，而嚙合器部分不動。輸出功率小的起動機(jī)，常采用外嚙合方式，輸出功率大的起動機(jī)采用內(nèi)嚙合方式。減速起動機(jī)采用電磁開關(guān)操縱，有些備有輔助開關(guān)（或稱副開關(guān)）。它的作用是防止燒壞電磁開關(guān)和電門（起動）開關(guān)。分級接通電源，大大降低了起動機(jī)損壞的可能性，從而延長了起動機(jī)的使用壽命。減速裝置 在電動機(jī)的電樞軸和輸出軸之間，設(shè)置了齒輪減速裝置。1）作用：通過轉(zhuǎn)矩的倍增作用，使起動機(jī)的輸出特性適應(yīng)發(fā)動機(jī)的起動要求。齒輪減速比一般為35。2）結(jié)構(gòu)型式：見上圖減速裝置齒輪結(jié)構(gòu)形式（1）外嚙合齒輪減速器；（2）內(nèi)嚙合齒輪減速器；（3）行星齒輪減速器。 傳動機(jī)構(gòu)及控制裝置1）減速起動機(jī)的傳動裝置（單向離合器）仍采用滾