陳家瑞第五版《汽車(chē)構(gòu)造》第11章發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)

1、第十一章第十一章 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)容提要為了使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，使活塞開(kāi)始上下運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)吸入可燃混合氣，并將其壓縮、點(diǎn)燃，體積迅速膨脹產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能自動(dòng)地進(jìn)入工作循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸在外力作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程，稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。完成起動(dòng)所需要的裝置叫起動(dòng)系。 第一節(jié) 概述起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，必須克服氣缸內(nèi)被壓縮氣體的阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)本身及其附件內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件之間的摩擦阻力，克服這些阻力所需的力矩稱(chēng)為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)轉(zhuǎn)速： 能使發(fā)動(dòng)機(jī)順利起動(dòng)所必需的曲軸轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為起動(dòng)轉(zhuǎn)速。車(chē)用汽油機(jī)： 在溫度

2、為020時(shí)，最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速一般為3040r/min。在更低的溫度下迅速起動(dòng)，要求起動(dòng)轉(zhuǎn)速不低于5070r/min。車(chē)用柴油機(jī)： 為了防止氣缸漏氣和熱量散失過(guò)多，保證壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)有足夠的壓力和溫度，還要保證噴油泵能建立起足夠的噴油壓力，使氣缸內(nèi)形成足夠強(qiáng)的空氣渦流，要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)速較高，可達(dá)150300r/min，否則柴油霧化不良，混合氣質(zhì)量不好，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難。此外，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比較汽油機(jī)大，因此起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大，所以起動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的起動(dòng)機(jī)功率也比汽油機(jī)大。1.1 1.1 起動(dòng)方式起動(dòng)方式1)人力起動(dòng)2)輔助汽油機(jī)起動(dòng)3)電力起動(dòng)機(jī)起動(dòng)1.2 1.2 起動(dòng)預(yù)熱起動(dòng)預(yù)熱 在寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒季

3、節(jié)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于 機(jī)油粘度增高， 起動(dòng)阻力矩增大， 同時(shí)燃料汽化不良， 蓄電池內(nèi)阻增加， 起動(dòng)性能變壞，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難。為此，在冬季起動(dòng)時(shí)應(yīng)設(shè)法將 進(jìn)氣 潤(rùn)滑油 冷卻水 加以預(yù)熱。起動(dòng)預(yù)熱裝置有 進(jìn)氣預(yù)熱裝置 電熱塞 起動(dòng)液噴射裝置 起動(dòng)減壓裝置1.進(jìn)氣預(yù)熱裝置 為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能，一些化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道上裝有進(jìn)氣預(yù)熱裝置，它在進(jìn)氣溫度或冷卻水的溫度低于一定值時(shí)通電，使進(jìn)氣管中的空氣迅速加熱，以利于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和混合氣燃燒。進(jìn)氣預(yù)熱裝置一般由電混合氣預(yù)熱器、進(jìn)氣預(yù)熱溫控開(kāi)關(guān)、進(jìn)氣預(yù)熱繼電器等組成。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)溫控開(kāi)關(guān)繼電器電混合預(yù)熱器1.2 1.2 起動(dòng)預(yù)熱起動(dòng)預(yù)熱 中、小功率柴油發(fā)

4、動(dòng)機(jī)常用冷起動(dòng)預(yù)熱裝置的進(jìn)氣預(yù)熱器。 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，接通預(yù)熱器開(kāi)關(guān)后，電熱絲通電溫度升高并將閥體加熱。閥體受熱伸長(zhǎng)并帶動(dòng)閥芯下移，其錐形端離開(kāi)進(jìn)油孔。燃油流入閥體內(nèi)腔因受熱而汽化，從閥體內(nèi)腔噴出，并被熾熱的電熱絲點(diǎn)燃生成火焰噴入進(jìn)氣管道，使進(jìn)氣得到預(yù)熱。切斷預(yù)熱開(kāi)關(guān)時(shí)，電熱絲斷電，閥體溫度降低而收縮，閥芯上移使錐形端堵住進(jìn)油孔，火焰熄滅而停止預(yù)熱。 1.2 1.2 起動(dòng)預(yù)熱起動(dòng)預(yù)熱 2.電熱塞 采用渦流室式或預(yù)燃室式燃燒室的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于燃燒室表面積大，在壓縮行程中的熱量損失較直接噴射式大，更難以起動(dòng)。 為此，在渦流室式或預(yù)燃室式柴油機(jī)的燃燒室中可以安裝預(yù)熱塞，在起動(dòng)時(shí)對(duì)燃燒室內(nèi)的空氣加以預(yù)

5、熱。每缸一個(gè)電熱塞，每個(gè)電熱塞的中心螺桿并聯(lián)與電源相接。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前首先接通電熱塞的電路，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，從而可提高壓縮終了時(shí)的溫度，使噴入氣缸的柴油容易著火。 3. 起動(dòng)液噴射裝置 它主要用于某些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)預(yù)熱。 噴嘴安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管上，起動(dòng)液噴射罐內(nèi)充有壓縮氣體氮?dú)夂鸵颐?、丙酮、石油醚等易燃燃料。?dāng)?shù)蜏仄饎?dòng)柴油機(jī)時(shí)，將噴射罐倒置，罐口對(duì)準(zhǔn)噴嘴上端的管口，輕壓起動(dòng)液噴射罐，打開(kāi)其端口上的單向閥，起動(dòng)液即通過(guò)單向閥、噴嘴噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，并隨著吸入進(jìn)氣道的空氣一起進(jìn)入燃燒室。由于起動(dòng)液是易燃燃料，可以在較低的溫度下迅速著火，點(diǎn)燃噴入燃

6、燒室內(nèi)的柴油。 4.起動(dòng)減壓裝置 采用降低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、提高起動(dòng)轉(zhuǎn)速的方法來(lái)改善柴油機(jī)的起動(dòng)性能。 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，將轉(zhuǎn)換手柄轉(zhuǎn)道減壓位置，調(diào)整螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)，微微頂開(kāi)氣門(mén)（氣門(mén)一般壓下1-1.25mm）以降低壓縮行程的初始阻力，使起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸的阻力減小。此后，將手柄扳回原位，發(fā)動(dòng)機(jī)即可順利起動(dòng)。第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)電力起動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)起動(dòng)機(jī)，由直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)等組成第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)一、直流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)在直流電壓的作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩。接通起動(dòng)開(kāi)關(guān)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪和飛輪的環(huán)齒驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。磁極是直流電動(dòng)機(jī)的定子部分，用來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的磁場(chǎng)，它由

7、磁極鐵心、安裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組及機(jī)殼組成第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)二、起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用 起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在電動(dòng)機(jī)電樞的延長(zhǎng)軸上，用來(lái)在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸聯(lián)成一體，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，飛輪轉(zhuǎn)速提高，它將帶著驅(qū)動(dòng)齒輪高速旋轉(zhuǎn)，會(huì)使電樞軸因超速旋轉(zhuǎn)而損壞，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速超過(guò)電樞軸的正常轉(zhuǎn)速時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)使驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸自動(dòng)脫開(kāi)，防止電動(dòng)機(jī)超速。為此，起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中必須具有超速保護(hù)裝置。第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型 1)慣性嚙合式傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 這種啟動(dòng)機(jī)工作可靠性差，現(xiàn)代汽車(chē)已很少使用 2)電樞移動(dòng)式嚙合機(jī)構(gòu) 這種啟動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)

8、雜，僅用于一些大功率柴油車(chē)上 3)強(qiáng)制嚙合式傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 這種啟動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、操作方便，所以被現(xiàn)代汽車(chē)廣泛采用第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)3.超速保護(hù)裝置超速保護(hù)裝置是起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與電樞軸之間的離合機(jī)構(gòu)，也稱(chēng)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。連接電樞連接驅(qū)動(dòng)齒輪第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)1)1)滾柱式單向離合器滾柱式單向離合器電樞電樞- -內(nèi)座圈內(nèi)座圈- -滾柱滾柱- -外座圈外座圈- -驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)齒輪第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)2)彈簧式單向離合器 實(shí)現(xiàn)起動(dòng)的一種方式，到實(shí)驗(yàn)室看結(jié)構(gòu)第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)3)摩擦片式單向離合器 實(shí)現(xiàn)起動(dòng)的一種方式，到實(shí)驗(yàn)室看結(jié)構(gòu)第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)三、

9、起動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)起動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)也稱(chēng)為操縱機(jī)構(gòu) 作用： 控制起動(dòng)機(jī)主電路的通、斷 驅(qū)動(dòng)齒輪的移出和退回起動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)分為 直接操縱式 檢修方便，且不消耗電能，有利于提高起動(dòng)轉(zhuǎn)速。但駕駛?cè)说膭趧?dòng)強(qiáng)度大，不易遠(yuǎn)距離操縱，所以目前已很少應(yīng)用 電磁操縱式此外，為了在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，曲軸能獲得足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)能迅速可靠地起動(dòng)，除選用足夠功率的起動(dòng)機(jī)和簡(jiǎn)單可靠的控制電路外，還必須正確選擇驅(qū)動(dòng)齒輪和飛輪齒圈的齒數(shù)，以獲得適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，該傳動(dòng)比一般為1015。 第三節(jié) 減速起動(dòng)機(jī)和永磁起動(dòng)機(jī)一、減速起動(dòng)機(jī)在起動(dòng)機(jī)的電樞軸與驅(qū)動(dòng)齒輪之間裝有齒輪減速器的起動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為減速起動(dòng)機(jī)。在起動(dòng)機(jī)中采用高速、低轉(zhuǎn)矩的直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的電樞軸與驅(qū)動(dòng)齒輪之間安裝齒輪減速器，可以在降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)提高其轉(zhuǎn)矩。減速起動(dòng)機(jī)的齒輪減速器有外嚙合式、內(nèi)嚙合式、行星齒輪式等三種不同形式。二、永磁起動(dòng)機(jī)二、永磁起動(dòng)機(jī) 以永磁材料作為磁極的起動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為永磁起動(dòng)機(jī)。它取消了傳