起动机工作原理

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所属分类:内燃机原理

汽车起动机工作原理关系到汽车发动机的性能,起动机有哪些结构,工作原理是什么呢?一般的起动机都是一个电动机,这个作为起动机的电动机又有一些特殊的结构能让其有承担内燃机起动的重要功能。

1简介

起动机按照工作原理分为直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等。内燃机上大都采用的是直流电起动机,其特点是结构紧凑、操作简单且便于维护。汽油起动机是一种带有离合器与变速机构的小型汽油机,功率大且受气温影响较小,可起动大型内燃机,并适用于高寒地带。压缩空气起动机分为两类,一种是将压缩空气按照工作顺序打入气缸,一种是使用气动马达驱动飞轮。压缩空气起动机的用途接近于汽油起动机,通常用于大型内燃机的起动。

起动机工作原理

起动机工作原理

直流电起动机是由直流串激电动机、操纵机构和离合机构所组成。它专门启动发动机,需要强大的转矩,因此要通过的电流量很大,达到几百安培。

直流电动机在低转速时扭矩大,转速高时扭矩逐渐变小,很适合做起动机之用。

起动机采用直流串激式电动机,转子及定子部分都是用比较粗的矩形截面铜线绕制;驱动机构采用减速齿轮结构;操纵机构采用电磁磁吸方式。

2机构特点

P11C发动机减速起动机具有以下显著特点:

①动力输出结构分为电枢轴和传动轴两部分。电枢轴两端用滚珠轴承支承,负荷分布均匀,使用时间长,不易磨损,电枢较短,不易出现电枢轴弯曲,磨坏磁场绕组的情况。

②采用了减速装置,在转子和起动齿轮之间,安装有减速齿轮,起动电动机传递给起动齿轮的扭距就会增大。利用电磁开关,使得承担电动机(经减速齿轮后)的动力输出是起动齿轮和起动齿轮轴,而啮合器部分不动。输出功率小的起动机,常采用外啮合方式,输出功率大的起动机采用内啮合方式。

③减速起动机采用电磁开关操纵,有些备有辅助开关(或称副开关)。它的作用是防止烧坏电磁开关和电门(起动)开关。分级接通电源,大大降低了起动机损坏的可能性,从而延长了起动机的使用寿命。

④减速起动机的体积和重量大约是传统起动机的一半,节约了原材料,同时拆装修理很方便。

⑤减速起动机的磁极对数与传统的起动机一样,但磁场线圈绕组常采用小导线多根串联的方法,电枢绕组的绕法虽与传统的原理相同,但制造工艺先进。

起动机工作原理

起动机工作原理

3电动机构

汽车起动机的控制装置包括电磁开关、起动继电器和点火起动开关灯部件,其中电磁开关于起动机制作在一起。

一、电磁开关

1.电磁开关结构特点

电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部分组成。电磁铁机构由固定铁心、活动铁心、吸引线圈和保持线圈等组成。固定铁心固定不动,活动铁心可以在铜套里做轴向移动。活动铁心前端固定有推杆,推杆前端安装有开关触盘,活动铁心后段用调节螺钉和连接销与拨叉连接。铜套外面安装有复位弹簧,作用是使活动铁心等可移动部件复位。电磁开关接线的端子的排列位置如图所示

2.电磁开关工作原理

当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时,其电磁吸力相互叠加,可以吸引活动铁心向前移动,直到推杆前端的触盘将电动开关触点接通势电动机主电路接通为止。

当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁痛方向相反时,其电磁吸力相互抵消,在复位弹簧的作用下,活动铁心等可移动部件自动复位,触盘与触点断开,电动机主电路断开。

二、起动继电器

起动继电器的结构简图如图左上角部分所示,由电磁铁机构和触点总成组成。线圈分别与壳体上的点火开关端子和搭铁端子“E”连接,固定触点与起动机端子“S”连接,活动触点经触点臂和支架与电池端子“BAT”相连。起动继电器触电为常开触点,当线圈通电时,继电器铁心便产生电磁力,使其触点闭合,从而将继电器控制的吸引线圈和保持线圈电路接通。

1. 控制电路

控制电路包括起动继电器控制电路和起动机电磁开关控制电路。

起动继电器控制电路是由点火开关控制的,被控制对象是继电器线圈电路。当接通点火开关起动挡时,电流从蓄电池政界经过起动机电源接线柱到电流表,在从电流表经点火开关,继电器线圈回到蓄电池负极。于是继电器铁心产生较强的电磁吸力,是继电器触点闭合,接通起动机电磁开关的控制电路。

2. 主电路

如图中箭头所示,电磁开关接通后,吸引线圈3和保持线圈4产生强的电磁引力,将起动机主电路接通。电路为:

蓄电池正极→起动机电源接线柱 → 电磁开关→ 励磁绕阻 → 电枢绕阻→搭铁→ 蓄电池负极,于是起动机产生电磁转距,起动发动机。

4减速起动机

1减速起动机的概念

在起动机的电枢轴与驱动齿轮之间装有齿轮减速器的起动机,称为减速起动机。串激式直流电动机的功率与其转矩和转速成正比,可见,当提高电动机转速的同时降低其转矩时,可以保持起动机功率不变,故当采用高速、低转矩的串激式直流电动机作为起动机,在功率相同的情况下,可以使起动机的体积和质量大大减小。但是,起动机的转矩过低,不能满足起动发动机的要求。为此,在起动机中采用高速、低转矩的直流电动机时,在电动机的电枢轴与驱动齿轮之间安装齿轮减速器,可以在降低电动机转速的同时提高其转矩。

2减速起动机的分类

减速起动机的齿轮减速器有外啮合式、内啮合式、行星齿轮式等三种不同形式。还有常规型,减速型,行星型,行星加速部分马达导体型。

3外啮合式减速起动机

其减速机构在电枢轴和起动机驱动齿轮之间利用惰轮作中间传动,且电磁开关铁心与驱动齿轮同轴心,直接推动驱动齿轮进入啮合,无需拨叉。因此,起动机的外形与普通的起动机有较大的差别。通常分有惰轮外啮合式减速起动机和无惰轮外啮合式减速起动机。外啮合式减速机构的传动中心距较大,因此受起动机构的限制,其减速比不能太大,一般不大于5,多用在小功率的起动机上。

4内啮合式减速起动机

其减速机构传动中心距小,可有较大的减速比,故适用于较大功率的起动机。但内啮合式减速机构噪声较大,驱动齿轮仍需拨叉拨动进入啮合,因此,起动机的外形与普通起动机相似。
5行星齿轮式减速起动机

减速机构结构紧凑、传动比大、效率高。由于输出轴与电枢轴同轴线、同旋向,电枢轴无径向载荷,振动轻,整机尺寸减小。另外,行星齿轮式减速起动机还具有如下优点:

(1)负载平均分配在三个行星齿轮上,可以采用塑料内齿圈和粉末冶金的行星齿轮,使质量减轻、噪声降低;

(2)尽管增加行星齿轮减速机构,但是起动机的轴向其他结构与普通起动机相同,故配件可以通用。

因此,行星齿轮式减速起动机应用越来越广泛,丰田系列轿车和部分奥迪轿车也都采用了行星齿轮式减速起动机。

6减速起动机优点

减速起动机的电机转子转速比普通起动机电机转子转速高,普通起动机的电机转子直接驱动齿合器,而减速起动机是用减速齿轮来驱动齿合器.实现降速增扭, 其优点:故障率小,转子用轴承,比普通起动机铜套式更好的保护转子和定子。

5机构安装与卸载

起动机工作原理

起动机工作原理

一、具有自动变速驱动桥
1)拆下蓄电池搭铁线。
2)拆下起动机的2个安装螺栓。
3)将汽车举起并可靠地支承起来。
4)拆下固定进气歧管支架的2个螺栓,取下进气歧管支架。
5)拆下将安装支架固定到支承架上的螺栓,取下支承架。
6)拆下安装支架与起动机的2个连接螺母和垫片,取下安装支架。
7)拆下起动机“B”接线柱上的螺母和垫片,从起动机电磁开关上取下“B”接线端子和“S”端子插接器。
8)拆下起动机安装螺栓,取下起动机(
9)安装起动机,装上下安装螺栓,以23-34 lbf·ft(31-46N·m)的力矩拧紧该螺栓。
10)连接起动机电磁开关上“B”接线柱的导线及“S”端子的插接器。安装“B”接线柱的垫片及接线螺母,以89-106 lbf·ft (10-12N·m)的力矩拧紧螺母。
11)装上安装支架,安装垫片和螺母,以35-44 lbf·ft (4-5N·m)的力矩拧紧螺母。
12)安装支承架及螺栓。
13)安装进气歧管支架及螺栓,以12-14 lbf·ft (16-22N·m)的力矩拧紧螺栓。
14)放下汽车。

15)安装起动机的2个上安装螺栓,以23-34 lbf·ft (31-46N·m)的力矩拧紧螺栓。
16)连接蓄电池搭铁线。
17)检查起动机工作是否正常。
二、具有手动变速驱动桥
1)拆下蓄电池搭铁线。
2)拆下起动机“B”接线柱上的螺母和垫片,从起动机电磁开关上取下“B”接线柱的接线端子,拔下“S”端子插接器。
3)拆下将起动机支架固定到变速驱动桥上的2个螺栓。
4)拆下起动机与起动机支架的2个连接螺母和军垫片,取下起动机支架。
5)拆下起动机安装螺栓,取下起动机(
6)安装起动机时,先安放起动机,装上起动机安装螺栓,以23-34 lbf·ft (31-46N·m)的力矩拧紧螺栓。
7)安装起动机支架及2个连接螺母和垫片,以35-44lbf·in(4-5N·m)的力矩拧紧螺母。安装起动机支架螺栓,以14-19 lbf·ft(19-25N·m)的力矩拧紧螺栓。
8)将起动机电磁开关上的“B”接线柱的导线连接好,连接“S”端子插接器,安装“B”接线柱的垫片和接线螺母,以89-106 lbf·ft (10-12N·m)的力矩拧紧螺母。
9)连接蓄电池搭铁线。
10)检查起动机工作是否正常。

6故障检查

起动机的故障原因:

1、启动时间过长,没有按规定时间(约5s~10s)使用起动机,而使长时间在未查明原因的情况下使用起动机。

2、当电刷磨损到原长的1/2时,应更换电刷。在维护起动机时,要定时对电刷高度和接触情况进行检查,发现问题及时排除,否则会造成起动机废。

3、电磁开关触点接触不良、单向齿、飞轮齿损坏。打铁线打铁不良等等都会造成起动机故障

发现启动有故障应尽快进厂维修。

7机构保养

1、起动机的使用

每次起动时间不超过5秒钟,起动时间间隙2—3分钟,如连续三次未能发动,应检查修理;冬天起动时,必须先转动曲轴数次,经预热15分钟左右,方可起动电动机;驱动齿轮未进入齿圈啮合而高速运转,应迅速停止起动,待电动机停转后再起动;发动机着火后应立即松开按钮,使驱动齿轮退回原位。

2、起动机的保养

起动机应定期检查清洗。拆下防尘带,检查整流子表面与炭刷的接触情况。整流子表面应平滑、清洁,接触面应大于85%,炭刷高度不低于7毫米,炭刷弹簧压力应为8.8—12.7帕。如整流子表面不光滑,应用“0”号砂纸磨光。炭刷弹簧压力低于8.8帕应调整或更换;检查电磁开关触点表面,若有烧坏或有黑斑,应用“0”号砂纸磨掉;检查励磁线圈及线路状况,内部转动有无碰击。

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