第十二章 起動機系統(tǒng)

第十二章起動機系統(tǒng)第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

返回一、起動系的作用

按發(fā)動機要求，提供一定的轉矩，使發(fā)動機達到規(guī)定的轉速，順利完成起動過程。第一節(jié)概述二、對起動系的要求1、起動轉矩>起動阻力矩2、起動轉速>起動最低曲軸轉速第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三起動阻力矩包括:1、摩擦阻力矩是指活塞與氣缸壁、曲軸與軸承之間的摩擦阻力矩。2、壓縮阻力矩是指活塞在壓縮行程受到壓縮氣體壓力而形成的阻力矩。3、慣性阻力矩是指活塞、連桿、曲軸和與曲軸相連機件（如冷卻風扇、交流發(fā)電機、空調壓縮機等）的慣性力而形成的阻力矩。

返回第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三③電力起動──起動機1912年首先在凱迪拉克汽車上推廣應用電力啟動機，同時采用蓄電池點火系統(tǒng)代替磁電機點火系統(tǒng)。1949年，克萊斯勒公司成為第一個使用聯合按鍵操縱點火啟動開關的汽車公司三、常用的起動方式①

人力起動──輔助，后備方式操縱輕便，起動迅速可靠，廣泛采用

返回第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三四、起動預熱進氣預熱裝置電熱塞起動預熱鍋爐起動液噴射裝置起動減壓裝置第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三三、起動系的組成和工作過程

返回組成：由蓄電池、起動機、起動繼電器、點火開關（起動開關）等組成。

1-蓄電池2-起動機3-起動繼電器4-點火開關5-電流表第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)起動機的組成及工作原理第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三起動機的組成

返回由直流電動機、傳動機構和控制裝置三部分組成第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三直流電動機的工作原理為了增大電磁轉矩和轉動的平穩(wěn)性,實用電動機都采用多組線圈和相應的換向片,同時用兩對或數對磁極產生磁場。電磁轉矩M=CmΦIa

返回第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三①磁場②電樞③電刷組件一、直流電動機組成

返回第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三①磁極②磁場繞組③機殼(一)磁場組成產生磁場1-絕緣接線柱；2-磁場繞組；3-絕緣電刷；4-搭鐵電刷；5-換向器

返回第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三(一)磁場1-絕緣接線柱；2-磁場繞組；3-絕緣電刷；4-搭鐵電刷；5-換向器產生磁場

返回第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三(二)電樞產生電磁轉矩組成①鐵芯：硅鋼片迭成②電樞繞組：粗大矩形截面銅條繞成③電樞軸④換向器：銅片和云母片疊壓而成

返回第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三(三)電刷組件組成①電刷②電刷架③電刷彈簧

返回第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三二、傳動機構作用①當起動發(fā)動機時，使起動機驅動齒輪與發(fā)動機曲軸飛輪嚙合，將電動機產生的轉矩傳給曲軸；②當發(fā)動機起動后，將電動機與發(fā)動機之間的聯系切斷。組成單向離合器

撥叉

單向離合器的型式滾柱式單向離合器摩擦片式單向離合器彈簧式單向離合器

返回第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三滾柱式單向離合器組成傳動導管——內有鍵槽外座圈——十字形空腔驅動齒輪——尾部呈圓柱形滾柱彈簧彈簧帽鐵殼

返回第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三滾柱式單向離合器的工作過程(1)起動時(2)起動后

返回第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三滾柱式單向離合器的工作過程(1)起動時

電樞軸——主動件飛輪——被動件(2)起動后滾柱在摩擦力、彈簧壓力的作用下，移向較窄一端。 驅動齒輪尾部的摩擦力帶動滾柱克服彈簧張力，移向較寬一端，于是滾柱在驅動齒輪與外座圈間滑摩。電樞軸只按自己的轉速空轉，避免了超速飛散的危險。飛輪——主動件

驅動齒輪——主動電樞軸——被動件 外座圈——被動

返回第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三三、控制裝置作用①控制驅動齒輪與飛輪齒環(huán)的嚙合與分離；②控制電動機電路的接通與切斷。組成電磁鐵機構

電動機開關

起動開關起動繼電器

返回第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三QD124型起動機

返回第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三(1)電磁鐵機構

利用電磁力控制離合器驅動齒輪和電動機開關①吸引線圈：導線較粗、匝數較少②保持線圈：導線較細、匝數較多 銅套內有固定鐵芯、引鐵 (2)電動機開關接通與切斷電動機電路①電動機開關②附加電阻短路開關 (3)起動開關接通與切斷繼電器線圈電路 (4)起動繼電器接通與切斷吸引、保持線圈電路 觸點、鐵芯、線圈結構

返回第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

返回第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三起動開關未接通時繼電器觸點張開，

工作過程起動開關接通時

(1)繼電器電路接通產生吸力，觸點閉合 (2)電磁鐵線圈電路接通磁場方向一致，磁場增強，引鐵前移，驅動齒輪后移與飛輪嚙合當驅動齒輪后移與飛輪齒環(huán)抵環(huán)時，壓后半環(huán)

返回第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三電路電阻極小，電流可達幾百安，較大轉矩，起動發(fā)動機電動機開關接通時，吸引線圈被短路，只靠保持線圈的吸力引鐵吸合后，與固定鐵芯間隙減小，只需較小的吸力同時或稍早，黃銅片（即附加電阻短路開關）接通，可靠點火

(3)電動機電路接通

返回第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三起動開關斷開時(1)繼電器首先停止工作鐵芯退磁，觸點張開 (2)電動機開關斷開，驅動齒輪與飛輪分離繼電器觸點張開后，電動機開關斷開前瞬間兩線圈電流大小相等，磁場方向相反，引鐵在回位彈簧作用下復位，驅動齒輪與飛輪分離。

返回第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三常見故障分析(1)接通起動開關，引鐵連續(xù)撞擊運動，起動機并不轉動

①保持線圈斷路；②起動繼電器張開電壓過高；③蓄電池虧電。

返回第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

(3)接通起動開關，起動機轉動無力裝配過緊；軸承松曠；軸向間隙過大；電路連接不良；蓄電池虧電。(2)接通起動開關，起動機空轉

單向離合器打滑；電動機開關接通時機過早。第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)起動機驅動保護電路第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三作用①發(fā)動機一旦起動,應使起動機自動停止工作；②發(fā)動機正常工作后,即使誤將起動開關接通，起動機也不會工作。

返回第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三起動機驅動保護電路

返回第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三組合繼電器組成起動繼電器充電指示控制繼電器作用控制充電指示燈的亮滅，顯示發(fā)電機工作狀態(tài)對起動電路自動保護

返回第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)減速起動機第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三2、比功率（即單位重量輸出的功率）大，重量小1、起動轉矩增大，起動可靠性提高減速起動機的優(yōu)點3、外部尺寸縮小4、減輕了蓄電池的負擔，可相對延長蓄電池的使用壽命

返回第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三一、電動機磁場型式電磁場（輸出功率>1.9KW時）永磁磁場（輸出功率<1.9KW時）采用永磁磁場的特點①永磁磁場不需要磁場繞組，節(jié)省材料；②永磁磁極的磁通不變；③沒有磁場繞組，電感量減小。

返回第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三二、減速裝置（一）平行軸外齒圓柱齒輪傳動（外嚙合式）

返回無惰輪第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

返回（二）平行軸內齒圓柱齒輪傳動（內嚙合式）第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

返回（三）同心軸行星齒輪傳動第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三采用行星齒輪減速裝置較好①負載平均分配在三個行星齒輪上②只影響起動機軸向長度，但不影響裝配③在電樞軸及軸承上無徑向負載，振動小

返回第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三三、傳動機構及控制裝置傳動機構——滾柱式單向離合器，但要求更高驅動齒輪與飛輪的嚙合與分離撥叉式直動齒輪式控制裝置仍由電磁鐵機構來操縱

返回第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三四、減速起動機實例(一)12V11E14型減速起動機

日本電裝公司生產，用于皇冠轎車上

(二)12VDW1.4型減速起動機

德國波許公司生產，用于北京切諾基吉普車上

返回第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三12V11E14型減速起動機

返回第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三減速齒輪嚙合關系

返回第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三(一)12V11E14型減速起動機三個齒輪電樞軸齒輪9齒中間齒輪26齒1、電動機采用電磁場，四個磁場繞組相互并聯后再與電樞繞組串聯2、傳動機構減速齒輪40齒3、減速裝置采用平行軸外齒圓柱齒輪傳動減速裝置的減速比4、控制裝置及工作過程

返回第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三12VDW

1.4型減速起動機1-青銅襯套；2-電磁開關固定螺栓；3-驅動端蓋；4-電磁開關；5-卡環(huán)；6-碟形墊圈；7-止推環(huán)；8-滾柱式離合器；9-撥叉；10-撥叉支撐架；11-橡膠墊；12-行星齒輪減速裝置；13-電樞；14-磁鐵及殼體；15-電刷架；16-絕緣墊圈；17-前端蓋（電刷端蓋）；18-青銅襯套；19-密封圈；20、21-墊圈；22-卡環(huán)；23-防護蓋；24-護蓋固定螺釘；25-連接螺栓

返回第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三行星齒輪減速裝置結構

返回第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三齒輪嚙合關系

返回第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三12VDW

1.4型減速起動機

返回第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三(二)12VDW1.4型減速起動機三個行星輪一個太陽輪11齒1、電動機采用永久磁場，六塊永久磁極用彈性保持片固定于外殼2、傳動機構一個固定的內齒圈37齒3、減速裝置采用行星齒輪減速裝置減速裝置的減速比4、控制裝置及工作過程

返回第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)起動電動機工作特性第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三一、直流電動機的型式

返回第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三

在電源電壓為額定值，激磁電路電阻為一常數時，電動機的電磁轉矩與轉速之間的關系，即U=Ue，Rf=常數，n=f(M)二、直流電動機的機械特性U＝E反+IaRa＝CeΦn+IaRaM=CmΦIa

返回第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三①并激Φ不變，Ra很小，Ia↑→M↑，但n↓不多，②串激If=Ia，磁路未飽和時,Φ變化,Ia↑→M↑,Φ↑同時內壓降也↑→n↓↓即輕載時轉速高,重載時轉速低,起動時轉矩大③復激大功率起動機,為防止空載時轉速升得太高,造成電機損壞M=CmΦIa

返回二、直流電動機的機械特性第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三三、起動電動機的工作特性1、轉速與電流的關系Eb=E反+Ia(Rb+Rd+Ra+Rf)

ΣR=Rb+Rd+Ra+Rf

第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三2、轉矩與電流的關系M=CmΦIa第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3、功率與電流的關系電磁功率Pd=E反

I∵Eb=E反+IaΣR∴Pd=E反I=(Eb-IΣR)I=EbI–I2ΣR求導Pd’=Eb-2IΣRI=Eb/(2ΣR)=1/2Imax第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三3、功率與電流的關系電磁功率Pd=E反

I∵Eb=E反+IaΣR∴Pd=E反I=(Eb-IΣR)I=EbI–I2ΣR求導Pd’=Eb-2IΣRI=Eb/(2ΣR)=1/2Imax實際功率Pmax=Pdmaxηη=0.84~0.95第56頁，共61頁，2023年，2月20日，星期三結論

(1)當I=I0時(空載),輸出轉矩M=0,輸出功率P=0,轉速n達到最大值nmax(空載轉速)----檢查