起動系統(tǒng)介紹課件

23七月2023起動系統(tǒng)介紹前言起動機(jī)為發(fā)動機(jī)提高初期運轉(zhuǎn)的動力，因此它的性能好壞直接影響到發(fā)動機(jī)是否順利起動。本課程設(shè)計目的在于對起動機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。對該課程的學(xué)習(xí)能夠全面了解發(fā)動機(jī)的起動過程，對于判斷起動機(jī)的故障機(jī)理有很大幫助。本課程可供電機(jī)初學(xué)者使用。目錄發(fā)動機(jī)起動過程1起動機(jī)結(jié)構(gòu)及原理2起動機(jī)與發(fā)動機(jī)的匹配3一、發(fā)動機(jī)起動過程一、發(fā)動機(jī)起動過程一般說，柴油機(jī)的著火條件是壓縮終了的空氣壓力達(dá)到3MPa（30個大氣壓力），溫度達(dá)到200℃。如果達(dá)不到上述數(shù)值，則發(fā)動機(jī)曲軸只能被起動機(jī)帶著旋轉(zhuǎn)。隨著循環(huán)次數(shù)增加，壓縮終了的空氣溫度逐漸提高。一旦某缸上述數(shù)值，便壓燃噴入的柴油，出現(xiàn)第一次著火。出現(xiàn)第一次著火后，產(chǎn)生的廢氣（正常運轉(zhuǎn)時溫度為400-700℃）將加熱氣缸蓋、活塞等；殘存的高溫廢氣進(jìn)一步加熱進(jìn)氣，從而缸內(nèi)空氣溫度升高，進(jìn)而產(chǎn)生斷續(xù)著火。斷續(xù)著火出現(xiàn)一段時間，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，氣缸內(nèi)空氣溫度和壓力增加到柴油機(jī)的著火溫度時，各缸按照柴油機(jī)的點火順序依次工作（1-5-3-6-2-4），發(fā)動機(jī)進(jìn)入連續(xù)著火。二、低溫起動困難原因一般說，在低溫條件下影響壓縮終了空氣溫度的原因有以下四個方面：1、在低溫（0--40℃）條件下進(jìn)氣的溫度比常溫（20℃）低20-60℃，這是最主要原因。2、低溫條件下，起動轉(zhuǎn)速明顯下降。因此在壓縮過程中壓縮空氣向氣缸蓋、氣門、活塞、氣缸散熱的時間長，加上機(jī)體與壓縮空氣見的溫差大，散失的熱量大，使壓縮終了的空氣溫度與壓力下降。3、由于起動轉(zhuǎn)速下降，壓縮空氣泄露的時間長，泄露量明顯增加，導(dǎo)致壓縮終了的空氣溫度與壓力下降。4、在低溫條件下，柴油粘度增加，表面張力增大及起動轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致噴油壓力低，均會使柴油的霧化質(zhì)量變差，延長了著火滯后期，使柴油機(jī)起動困難。三、柴油機(jī)起動性能柴油機(jī)起動特性藍(lán)色曲線表示發(fā)動機(jī)在各溫度點的最低起動轉(zhuǎn)速，紅色曲線表示起動系統(tǒng)能帶動發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。前者反映發(fā)動機(jī)的性能，后者反映起動輸出系統(tǒng)的性能。兩條曲線的交匯點對應(yīng)的溫度-17℃就是該發(fā)動機(jī)配該起動系統(tǒng)后能起動的最低溫度。一、提高發(fā)動機(jī)的起動轉(zhuǎn)速二、降低發(fā)動機(jī)能起動的最低起動轉(zhuǎn)速要想使發(fā)動機(jī)能在較低溫度下起動，可以采取以下兩種技術(shù)途徑：使用低溫機(jī)油使用低溫蓄電池使用低溫防凍液使用大功率起動機(jī)及電源進(jìn)氣預(yù)熱裝置機(jī)油預(yù)熱裝置冷卻液預(yù)熱裝置二、起動機(jī)結(jié)構(gòu)及原理一、起動機(jī)結(jié)構(gòu)分析起動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)起動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)電磁開關(guān)直流電動機(jī)磁極電樞換向器電刷機(jī)殼及端蓋撥叉單向離合器驅(qū)動齒輪吸引線圈保持線圈固定鐵心活動鐵心起動開關(guān)接觸盤注意：撥叉固定在電磁開關(guān)活動鐵心上。直流電動機(jī)直流電動機(jī)組成及結(jié)構(gòu)磁極組成及結(jié)構(gòu)電樞組成及結(jié)構(gòu)磁極勵磁繞組磁極機(jī)殼勵磁繞組鐵心

用硅鋼片疊加而成，并用螺釘固定在機(jī)殼內(nèi)壁上。

勵磁繞組通直流電壓，其周圍產(chǎn)生磁場并使磁極鐵心磁化，成為具有一定極性的磁極。電樞電樞電樞軸鐵心由外圓帶槽的硅鋼片疊成，壓裝在電樞軸上。電樞繞組位于鐵心外槽內(nèi)，用粗大的矩形截面裸銅線繞制而成。繞組與鐵心之間、匝間用絕緣紙隔開。換向器將電流引入電樞，配合電刷，保證電樞中電流方向固定，始終產(chǎn)生定向轉(zhuǎn)矩。磁極是定子，用來產(chǎn)生電動機(jī)旋轉(zhuǎn)所必需的磁場，車用起動機(jī)通常采用4個磁極，少數(shù)大功率起動機(jī)采用6個磁極。電樞是轉(zhuǎn)子，在起動機(jī)通電時，與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。換向器將電流引入電樞使之產(chǎn)生定向轉(zhuǎn)矩；換向器配合電刷使處于同一磁極下的電樞導(dǎo)體中流過的電流保持固定方向，使電樞軸沿同一方向轉(zhuǎn)動。90°電刷與換向器接觸；電流方向：a→b；電樞順時針轉(zhuǎn)動；電刷與換向器分離；無電流流過；電樞慣性轉(zhuǎn)動；電刷與換向器分離；無電流流過；電樞慣性轉(zhuǎn)動；電刷與換向器接觸；電流方向：b→a；電樞順時針轉(zhuǎn)動；90°90°90°傳動機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)主要由撥叉、單向離合器和驅(qū)動齒輪組成。驅(qū)動齒輪撥叉、單向離合器1）發(fā)動機(jī)起動時，驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈嚙合；2）發(fā)動機(jī)起動后，驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈脫離嚙合，防止超速。強制嚙合式傳動機(jī)構(gòu)動作過程示意圖接通起動開關(guān)，驅(qū)動齒輪靠撥叉的作用沿電樞軸移出與飛輪齒圈嚙合，使發(fā)動機(jī)起動；發(fā)動機(jī)起動后，切斷起動開關(guān)，撥叉在復(fù)位彈簧的作用下帶動單向離合器，離合器將驅(qū)動齒輪與電樞軸脫開，脫離與飛輪的嚙合。驅(qū)動齒輪離合器撥叉活動鐵心電磁開關(guān)直流電動機(jī)滾柱式單向離合器結(jié)構(gòu)單向離合器滾柱式摩擦片式彈簧式棘輪式單向離合器安裝在驅(qū)動齒輪與電樞軸之間。起動時，它將驅(qū)動齒輪與電樞軸連成一體，把電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給曲軸，發(fā)動機(jī)起動；起動后，它將驅(qū)動齒輪與電樞軸脫開，起動超速保護(hù)作用?？刂茩C(jī)構(gòu)電磁開關(guān)安裝在起動機(jī)的上部，由吸引線圈7、保持線圈8、固定鐵心9、活動鐵心10、起動開關(guān)接觸盤6、撥叉11等組成。電磁嚙合式起動機(jī)靠電磁開關(guān)的作用控制起動機(jī)主電路的通斷和撥叉的動作，使驅(qū)動齒輪移出和退回。起動繼電器M保位線圈吸拉線圈50i30RLine30ST開關(guān)Starter

Motor電瓶B+RBATRLine50繼電器ST開關(guān)閉合，繼電器線圈通電，主觸點閉合，接通電磁開關(guān)線圈控制回路。繼電器設(shè)置的目的：防止大電流流過ST開關(guān)。起動機(jī)線路連接示意圖起動過程分析：為了便于分析起動機(jī)內(nèi)部的控制電路原理，起動過程可分為三個步驟：繼電器接通瞬間電流走向ST開關(guān)接通，電流從起動機(jī)的2端口分別從電磁開關(guān)吸引繞組L1和保持繞組L2流過，分別產(chǎn)生主磁場和副磁場。主副磁場矢量疊加使繼電器鐵芯產(chǎn)生吸合力F。電磁開關(guān)接通瞬間閉合時繼電器閉合時電流走向電磁開關(guān)電磁開關(guān)主觸點閉合，同時活動鐵心帶動撥桿使起動機(jī)驅(qū)動齒輪和發(fā)動機(jī)飛輪相嚙合；電流I3從起動機(jī)1端口通過電磁開關(guān)主觸點向電機(jī)勵磁繞組供電，實現(xiàn)電機(jī)全電壓運轉(zhuǎn)，為發(fā)動機(jī)提供足夠的起動力矩。此時電磁開關(guān)只有保持線圈繼續(xù)流過電流，從而使繼電器保持閉合。斷開時繼電器斷開時電流走向ST開關(guān)斷開，起動機(jī)2端口斷電，電流I4經(jīng)電磁開關(guān)主觸點向電磁開關(guān)線圈供電，此時因L1、L2串聯(lián)，電流減小產(chǎn)生的磁通小，使電磁開關(guān)的吸合力F小于彈簧壓力，使主觸點斷開，同時活動鐵心帶動撥桿動作使起動機(jī)齒輪和發(fā)動機(jī)飛輪相脫離，使電機(jī)斷電停止運行。電磁開關(guān)四、起動機(jī)與發(fā)動機(jī)的匹配產(chǎn)品代號代號QD—起動機(jī)QDJ—減速起動機(jī)QDY—永磁起動機(jī)電壓等級1—12V2—24V6—6V產(chǎn)品種類區(qū)別：兩種用途用起動機(jī)的主要區(qū)別在于開關(guān)、行星減速齒輪結(jié)構(gòu)不同。工程機(jī)械用起動機(jī)工程機(jī)械用起動機(jī)直驅(qū)式車用起動機(jī)軟嚙合減速起動機(jī)與發(fā)動機(jī)的匹配1、起動機(jī)功率選擇為了保證發(fā)動機(jī)起動成功，起動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩M必須大于發(fā)動機(jī)的阻力矩。發(fā)動機(jī)阻力矩摩擦阻力矩活塞與氣缸壁，以及軸承中的摩擦阻力。在溫度為0～5℃時，約占全部阻力矩的60%；而在-20～10℃時，占全部阻力矩的80%-90%。

壓縮阻力矩活塞受到壓縮氣體的阻力而形成的阻力矩，它取決于發(fā)動機(jī)的功率、排量和壓縮比。慣性阻力矩取決于曲軸、連桿、活塞、以及與曲軸相聯(lián)系的各種輔助機(jī)構(gòu)，在加速過程中的慣性力，及其所形成的阻力矩。發(fā)動機(jī)起動所必需的轉(zhuǎn)矩可粗略地用下式求得：M=CL式中：M——起動轉(zhuǎn)矩N.m；L——發(fā)動機(jī)排量L；C——比例系數(shù)，0℃時柴油機(jī)取70～75。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速必須大于發(fā)動機(jī)能夠著火并自行運轉(zhuǎn)的最低曲軸轉(zhuǎn)速。一般柴油機(jī)為100～150r/min。發(fā)動機(jī)的起動功率：P=M.n/9550（kW）工程計算一般取