第二章启动系统精选文档.ppt
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1、第二章启动系统本讲稿第一页,共六十四页第一节第一节 起动机的分类与型号起动机的分类与型号 一、一、起动机分类起动机分类 1 按起动机总体结构分类按起动机总体结构分类按总体结构不同,起动机可分为电磁式、永磁式和减速式起动机。按总体结构不同,起动机可分为电磁式、永磁式和减速式起动机。(1)电磁式起动机:电动机的磁场为电磁场的起动机。电磁式起动机:电动机的磁场为电磁场的起动机。(2)减速式起动机:传动机构设有减速装置的起动机。减速式起动机:传动机构设有减速装置的起动机。(3)永磁式起动机:电动机的磁场由永久磁铁产生的起动机。永磁式起动机:电动机的磁场由永久磁铁产生的起动机。下一页返回本讲稿第二页,共
2、六十四页第一节第一节 起动机的分类与型号起动机的分类与型号2 按传动机构啮入方式分类按传动机构啮入方式分类按传动机构啮入方式不同,起动机可分为强制啮合式、电枢移动式和同轴齿按传动机构啮入方式不同,起动机可分为强制啮合式、电枢移动式和同轴齿轮移动式起动机。轮移动式起动机。(1)强制啮合式起动机:利用电磁力拉动杠杆机构,使驱动齿轮强制啮合式起动机:利用电磁力拉动杠杆机构,使驱动齿轮强制啮入飞轮齿圈的起动机。强制啮入飞轮齿圈的起动机。(2)电枢移动式起动机:利用磁极产生的电磁力使电枢产生轴向移动,电枢移动式起动机:利用磁极产生的电磁力使电枢产生轴向移动,从而将驱动齿轮啮入飞轮齿圈的起动机。从而将驱动
3、齿轮啮入飞轮齿圈的起动机。(3)同轴移动式起动机:利用电磁开关推动电枢轴孔内的啮合推杆移同轴移动式起动机:利用电磁开关推动电枢轴孔内的啮合推杆移动,使驱动齿轮啮入飞轮齿圈的起动机。动,使驱动齿轮啮入飞轮齿圈的起动机。上一页下一页返回本讲稿第三页,共六十四页第一节第一节 起动机的分类与型号起动机的分类与型号二、二、起动机的型号规格起动机的型号规格根据中华人民共和国汽车行业标准根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T 73-1993汽车电气设备产品型号编汽车电气设备产品型号编制方法规定,汽车起动机型号组成如制方法规定,汽车起动机型号组成如图图2-1所示,各代号的含义如下:所示,各代号的含义如下:(1
4、)产品代号:有产品代号:有QD、QDJ、QDY三种,分别表示普通电磁式起动机、三种,分别表示普通电磁式起动机、减速式起动机、永磁式起动机或永磁式减速起动机。字母减速式起动机、永磁式起动机或永磁式减速起动机。字母“Q”、“D”、“J”、“Y”分别为汉字分别为汉字“起起”、“动动”、“减减”、“永永”汉语拼音的第一汉语拼音的第一个大写字母。个大写字母。(2)电压等级代号:用一位阿拉伯数字表示。电压等级代号:用一位阿拉伯数字表示。(3)功率等级代号:用一位阿拉伯数字表示。功率等级代号:用一位阿拉伯数字表示。上一页下一页返回本讲稿第四页,共六十四页第一节第一节 起动机的分类与型号起动机的分类与型号(4
5、)设计序号:按产品设计先后顺序,以设计序号:按产品设计先后顺序,以12位阿拉伯数字组成。位阿拉伯数字组成。(5)变型代号:主要电气参数和基本结构不变的情况下,一般电气参变型代号:主要电气参数和基本结构不变的情况下,一般电气参数的变化和结构有某些改变称为变型,以汉语拼音大写字母数的变化和结构有某些改变称为变型,以汉语拼音大写字母A、B、C顺序表示。顺序表示。上一页返回本讲稿第五页,共六十四页第二节第二节 电磁式起动机的结构原理电磁式起动机的结构原理 一、一、直流电动机的结构特点与工作原理直流电动机的结构特点与工作原理(一)(一)直流电动机的结构特点直流电动机的结构特点1 磁极磁极磁极的功用是产生
6、磁场。电磁式直流电动机的磁场为电磁场,其磁极由铁心磁极的功用是产生磁场。电磁式直流电动机的磁场为电磁场,其磁极由铁心和磁场线圈两部分组成。如图和磁场线圈两部分组成。如图2-2所示所示。2 电枢电枢电枢的功用是产生电磁转矩,结构如电枢的功用是产生电磁转矩,结构如图图2-3所示,主要由电枢铁心、电所示,主要由电枢铁心、电枢线圈(电枢绕组)和换向器组成。枢线圈(电枢绕组)和换向器组成。3 电刷组件电刷组件电刷组件的功用是将直流电引入电枢绕组,结构如电刷组件的功用是将直流电引入电枢绕组,结构如图图2-4所示,主所示,主要由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。要由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。下一页返回本讲稿第六
7、页,共六十四页第二节第二节 电磁式起动机的结构原理电磁式起动机的结构原理(二)(二)直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理电磁式起动机的磁场是由磁场线圈通电产生的电磁场,如电磁式起动机的磁场是由磁场线圈通电产生的电磁场,如图图2-5(a)所)所示。如果将通电线圈放入磁场中,并使电流从示。如果将通电线圈放入磁场中,并使电流从B边流入、边流入、A边流出,如图边流出,如图2-5(b)所示,那么根据左手定则可以判定线圈的)所示,那么根据左手定则可以判定线圈的A边将向上运动,边将向上运动,B边将向下运动。直流电动机就是根据载流导体在磁场中就会受边将向下运动。直流电动机就是根据载流导体在磁场中就会受到电
8、磁力作用的原理而工作的,其工作过程如到电磁力作用的原理而工作的,其工作过程如图图2-6所示。所示。上一页下一页返回本讲稿第七页,共六十四页第二节第二节 电磁式起动机的结构原理电磁式起动机的结构原理(三)(三)直流电动机转矩自动调节原理直流电动机转矩自动调节原理1 电压平衡方程式电压平衡方程式反电势反电势E的大小与磁极磁通的大小与磁极磁通和电枢转速和电枢转速n成正比,即成正比,即E=Cen式中式中Ce为电机结构常数,取决于电动机的结构。为电机结构常数,取决于电动机的结构。外加在电枢上的电源电压外加在电枢上的电源电压U,一部分消耗在电枢电阻,一部分消耗在电枢电阻Ra上,另一部分用上,另一部分用来平
9、衡电动机的反电势来平衡电动机的反电势E,即,即UEIaRa上式为电动机运转时必须满足的基本条件,称为电压平衡方程式。上式为电动机运转时必须满足的基本条件,称为电压平衡方程式。上一页下一页返回本讲稿第八页,共六十四页第二节第二节 电磁式起动机的结构原理电磁式起动机的结构原理二、二、传动装置的结构原理传动装置的结构原理起动机的传动装置由单向离合器和移动叉组成。滚柱式和弹簧式离合器主要起动机的传动装置由单向离合器和移动叉组成。滚柱式和弹簧式离合器主要用于功率较小的汽油发动机起动机,摩擦片式离合器可以传递较大转矩,主用于功率较小的汽油发动机起动机,摩擦片式离合器可以传递较大转矩,主要用于柴油发动机起动
10、机。要用于柴油发动机起动机。起动机采用的离合器有滚柱式、弹簧式和摩擦片式三种。起动机采用的离合器有滚柱式、弹簧式和摩擦片式三种。上一页下一页返回本讲稿第九页,共六十四页第二节第二节 电磁式起动机的结构原理电磁式起动机的结构原理三、三、控制装置的结构原理控制装置的结构原理起动机的控制装置包括电磁开关、启动继电器和点火启动开关等起动机的控制装置包括电磁开关、启动继电器和点火启动开关等部件,其中电磁开关与起动机制作在一起。部件,其中电磁开关与起动机制作在一起。(一)(一)电磁开关电磁开关1 电磁开关结构特点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。电磁铁机构电磁开关主要由电磁铁
11、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。由固定铁心、活动铁心、吸引线圈和保持线圈等组成。电动机开关由开关触盘和触点组成。如电动机开关由开关触盘和触点组成。如图图2-7所示。所示。上一页下一页返回本讲稿第十页,共六十四页第二节第二节 电磁式起动机的结构原理电磁式起动机的结构原理2 电磁开关工作原理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,其电磁吸力便当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时,其电磁吸力便吸引活动铁心向前移动,直到推杆前端的触盘将电动机开关触点接吸引活动铁心向前移动,直到推杆前端的触盘将电动机开关触点接通使电动机
12、主电路接通为止。通使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通方向相反时,其电磁吸力相互抵消,当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相反时,其电磁吸力相互抵消,在复位弹簧的张力作用下,活动铁心等可移动部件自动复位,触盘与触点断在复位弹簧的张力作用下,活动铁心等可移动部件自动复位,触盘与触点断开,电动机主电路切断。开,电动机主电路切断。(二)(二)启动继电器启动继电器启动继电器由电磁铁机构和触点总成组成。启动继电器由电磁铁机构和触点总成组成。上一页返回本讲稿第十一页,共六十四页第三节第三节 起动机的工作特性起动机的工作特性 起动机的电磁转矩起动机的电磁转矩M、转速、转速n、功率、功
13、率P与电流与电流Ia之间的关系,称为起之间的关系,称为起动机的工作特性。动机的工作特性。一、一、起动机的工作特性曲线起动机的工作特性曲线东风东风EQ1090型载货汽车用型载货汽车用QD124型电磁式起动机的工作特性曲线如图型电磁式起动机的工作特性曲线如图2-8所示。由图可见:所示。由图可见:(1)当起动机空载运行时,流过起动机的电流称为空载电流当起动机空载运行时,流过起动机的电流称为空载电流I0,起动机转速,起动机转速n0达到最大值。此时起动机对外尚无转矩输出,空载电流产达到最大值。此时起动机对外尚无转矩输出,空载电流产生的转矩用于克服起动机自身的摩擦力和惯性力矩。生的转矩用于克服起动机自身的
14、摩擦力和惯性力矩。下一页返回本讲稿第十二页,共六十四页第三节第三节 起动机的工作特性起动机的工作特性(2)当起动机完全制动时,电枢电流最大(即当起动机完全制动时,电枢电流最大(即IaImax,Imax称为制动称为制动电流,一般电流,一般Imax600A)、转矩达到最大值(即)、转矩达到最大值(即MMmax,Mmax称为制称为制动转矩)。动转矩)。(3)当电枢电流略大于制动电流的一半(当电枢电流略大于制动电流的一半(Ia0.5Imax)时,起)时,起动机功率最大。由于起动机运转时间很短(动机功率最大。由于起动机运转时间很短(3 5s),允许以最),允许以最大功率运转,因此通常将起动机的最大功率确
15、定为启动的额定功大功率运转,因此通常将起动机的最大功率确定为启动的额定功率。率。上一页下一页返回本讲稿第十三页,共六十四页第三节第三节 起动机的工作特性起动机的工作特性二、二、影响起动机工作特性的因素影响起动机工作特性的因素1 接触电阻和导线电阻的影响接触电阻和导线电阻的影响2 蓄电池容量的影响蓄电池容量的影响3 环境温度的影响环境温度的影响上一页返回本讲稿第十四页,共六十四页第四节启动系统的工作过程第四节启动系统的工作过程 一、一、启动发动机时启动系统工作情况启动发动机时启动系统工作情况(1)接通启动开关,启动继电器工作,电磁开关电路接通。接通启动开关,启动继电器工作,电磁开关电路接通。(2
16、)电磁开关与传动机构工作,起动机主电路接通并启动发动机。电磁开关与传动机构工作,起动机主电路接通并启动发动机。(3)当主电路接通时,吸引线圈被触盘短路,保持线圈继续工作。当主电路接通时,吸引线圈被触盘短路,保持线圈继续工作。二、二、发动机启动后启动系统工作情况发动机启动后启动系统工作情况(1)断开启动开关启动继电器触点断开。断开启动开关启动继电器触点断开。(2)吸引线圈电流改道,电动机开关断开,齿轮分离。吸引线圈电流改道,电动机开关断开,齿轮分离。返回本讲稿第十五页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理 在传动装置中设有减速装置的起动机,称为减速式起动机,简称减速起在
17、传动装置中设有减速装置的起动机,称为减速式起动机,简称减速起动机。减速起动机启动系统除减速装置和直流电动机磁极之外,其他零动机。减速起动机启动系统除减速装置和直流电动机磁极之外,其他零部件的结构原理与电磁式起动机启动系统基本相同。部件的结构原理与电磁式起动机启动系统基本相同。一、一、减速起动机的结构特点减速起动机的结构特点为了缩小起动机的体积、减小质量和降低故障率,减速起动机一般为了缩小起动机的体积、减小质量和降低故障率,减速起动机一般都采用永磁磁极式直流电动机,因此,又称为永磁式减速起动机。都采用永磁磁极式直流电动机,因此,又称为永磁式减速起动机。下一页返回本讲稿第十六页,共六十四页第五节减
18、速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理二、二、减速起动机的优点减速起动机的优点(1)启动转矩增大,启动可靠性高,因此有利于低温启动;启动转矩增大,启动可靠性高,因此有利于低温启动;(2)比功率(即单位质量输出的功率)大、质量小。在输出功比功率(即单位质量输出的功率)大、质量小。在输出功率相同的情况下,质量可减小率相同的情况下,质量可减小2535;(3)外部尺寸小,其总长度可缩短外部尺寸小,其总长度可缩短2030。因此在汽车上所。因此在汽车上所占空间可大大缩小;占空间可大大缩小;(4)减轻了蓄电池的负荷,可以相对延长蓄电池的使用寿命。减轻了蓄电池的负荷,可以相对延长蓄电池的使用寿命。上一页
19、下一页返回本讲稿第十七页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理三、三、减速起动机减速增扭的原理减速起动机减速增扭的原理减速起动机采用的是高速、小型、低转矩直流电动机,其转速可达减速起动机采用的是高速、小型、低转矩直流电动机,其转速可达1500020000 r/min,通过减速装置降低电动机转速使输出转矩增大。减速增扭原,通过减速装置降低电动机转速使输出转矩增大。减速增扭原理简要分析如下:理简要分析如下:电动机输出功率电动机输出功率Pi等于电枢轴输入减速装置的转矩等于电枢轴输入减速装置的转矩Mi与电枢轴的角与电枢轴的角速度速度i之积,即之积,即Pi=Mii上一页下一页返
20、回本讲稿第十八页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理减速装置输出轴上的功率减速装置输出轴上的功率Po等于减速装置输出轴上的转矩等于减速装置输出轴上的转矩Mo与其角速度与其角速度o之积,即之积,即Po=Moo如果忽略减速装置的机械损失,则减速装置输出轴上的功率应当等如果忽略减速装置的机械损失,则减速装置输出轴上的功率应当等于电动机输入减速装置的于电动机输入减速装置的功率,即功率,即Po=Pi或或Moo=MiiMo=(i/o)Mi由齿轮传动可知,处于啮合中的两个齿轮的角速度与两齿轮的齿由齿轮传动可知,处于啮合中的两个齿轮的角速度与两齿轮的齿数成反比,即数成反比,即上一页
21、下一页返回本讲稿第十九页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理i/o=2ni/2no=zo/zi或或i/o=ni/no=zo/zi式中式中zi、ni为减速装置主动齿轮的齿数与转速(即电枢轴转速);为减速装置主动齿轮的齿数与转速(即电枢轴转速);zo、no为为减速装置从动齿轮的齿数与转速。减速装置从动齿轮的齿数与转速。Mo=(ni/no)Mi=(zo/zi)Mi因为减速装置的传动比因为减速装置的传动比j(j35)为)为j=ni/no=zo/ziMojMi=(35)Mi上一页下一页返回本讲稿第二十页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理由此可见,
22、减速装置输出轴上的转矩由此可见,减速装置输出轴上的转矩Mo为电枢轴输入减速装置为电枢轴输入减速装置转矩转矩Mi的的35倍,即电动机的输出功率经过减速装置减速增扭倍,即电动机的输出功率经过减速装置减速增扭之后,转速降低了之后,转速降低了35倍,转矩增大了倍,转矩增大了35倍,从而达到减速起倍,从而达到减速起动机减速增扭之目的。动机减速增扭之目的。上一页下一页返回本讲稿第二十一页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理四、四、减速起动机的工作过程减速起动机的工作过程(一)(一)启动发动机时启动系统工作情况启动发动机时启动系统工作情况1 接通启动开关,电磁开关线圈电路接通接通
23、启动开关,电磁开关线圈电路接通2 电磁开关与传动机构工作,起动机主电路接通并启动发动机电磁开关与传动机构工作,起动机主电路接通并启动发动机3 当主电路接通时,吸引线圈被触盘短路,保持线圈继续工作当主电路接通时,吸引线圈被触盘短路,保持线圈继续工作上一页下一页返回本讲稿第二十二页,共六十四页第五节减速起动机的结构原理第五节减速起动机的结构原理(二)(二)发动机启动后启动系统工作情况发动机启动后启动系统工作情况当发动机启动后放松点火钥匙时,点火开关将自动转回一个角度当发动机启动后放松点火钥匙时,点火开关将自动转回一个角度并切断开关电路,此时吸引线圈电流方向将改变,其电路为:蓄并切断开关电路,此时吸
24、引线圈电流方向将改变,其电路为:蓄电池正极电池正极起动机起动机“30”端子端子触盘触盘起动机起动机“C”端子端子吸引吸引线圈线圈起动机起动机“50”端子端子保持线圈保持线圈搭铁搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。可见,此时吸引线圈重又通电,但其电流和磁通方向与启动时相反。由于保可见,此时吸引线圈重又通电,但其电流和磁通方向与启动时相反。由于保持线圈的电流和磁通方向并未改变,因此两个线圈产生的磁力相互抵消。在持线圈的电流和磁通方向并未改变,因此两个线圈产生的磁力相互抵消。在复位弹簧弹力作用下,活动铁心立即左移复位,触盘在触盘弹簧的弹力作用复位弹簧弹力作用下,活动铁心立即左移复位,触盘在触盘弹簧的弹力作用
25、下迅速向左移动,使起动机主电路切断。与此同时,移动叉绕支点转动,其下迅速向左移动,使起动机主电路切断。与此同时,移动叉绕支点转动,其下端带动离合器向右移动,使驱动齿轮与飞轮齿圈分离,启动过程结束。下端带动离合器向右移动,使驱动齿轮与飞轮齿圈分离,启动过程结束。上一页返回本讲稿第二十三页,共六十四页第六节第六节 起动机的使用与维修起动机的使用与维修 一、一、起动机的正确使用起动机的正确使用(1)每次接通起动机的时间不得超过每次接通起动机的时间不得超过5 s,连续两次接通起动机应间隔,连续两次接通起动机应间隔15 s以上时间,当连续三次接通起动机仍不能启动发动机时,应查明原以上时间,当连续三次接通
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