汽车起动机的工作原理常见故障及检修技巧.docx
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1、汽车起动机的工作原理以及常见故障检修方法技术类别:汽车原理发布时间:2022-8-23人气指数:3000汽车起动机的工作原理以及常见故障检修方法汽车的启动系统包括:启动机、启动开关、启动继电器及空挡启动开关。启动发动机所需要的曲轴转矩和最低启动转速取决于发动机的型式、发动机的排量、汽缸数、压缩比、 轴承的磨擦力,以及由发动机曲轴带轮所驱动的附加负荷、燃 油的供给方式及机油温度等。通常.随着 机 油温度的下降.启动机要求的启动转矩和启动转速会升高;所以在设计启动机时上 述因素都应予以考 虑。一、概述1 .启动机功用 汽车发动机是靠外力启动的,必须依靠外力使曲轴旋转,并要求曲轴的旋转达到一定 的转
2、速,才干启动内燃机。汽车发动机常用的启动方式有人力启动和电力启动机启动两种。人力启动(手摇)最简单,但劳动强度大,且不安全,目前只作为后备启动方式。电力启动机启动具有 操作方便、启动迅速可靠、 有重复启动能力等特点,于是被广泛采用。 用于启动内燃机的电动机及附属 装置,叫作启动装置。-2.对启动电动机的基本要求(1)必须有足够的转矩和转速 转矩和 转速是对电动机最主要的要求,因为:1)要带动发动机旋转,必须克服发动机的阻力矩。发动机的阻力矩与发动机的工作 容积、汽缸数、压 缩比等有关。对于构造一定的发动机来说,当温度降低时,润滑油的黏度增大,阻力矩显著增加;在启 动加速过程中,还要克服各运动机
3、件的惯性力,故启动 电动机必须具备足够的转矩。 2)要保证启动发动机除具备足够转矩外,还必须使发动机的转速升至一定程度。 因为转速过低时,对于 化油器式发动机来 说.化油器中的气流速度过低,低压程度过.小,汽油不易喷出,也不易雾化,造成 混合气过稀,发动机便不能发动。当温度较低(在冬天)时,雾化条件变坏,混合气变得更稀,启动更加 因难。普通要求化油器发动机的启动转速应在40,.-50转/分以上。(2)转矩应能随转速的升高而降低因为在启动之初,曲轴由静止开始转动时,机7牛作加速度运动须克启动机的控制机构,有机械控制式和电磁控制式两类。机械控制式已经淘汰,这里只介绍电磁控制式 控制机构。(1)电磁
4、开关的构造 胶木盖上有两个主接线柱,在外部份别与蓄电池和电动机连 接(见图9),它们 伸人开关内部的部份为触 点。电磁开关的另一端有铜套,上面绕着吸引线圈和保持线圈。两线圈的公共 端引出一个接启动开关或者启动继电器的启动机接线柱。吸引线圈的另一端接电动机主接线柱, 保持线 圈的另一端直接搭铁。在位于固定铁 芯中心孑L内的推杆上,绝缘地安装着铜质接 触盘。铜套内有活 动铁 芯,它与拨叉通过拉 杆相连。电磁开关内的弹簧是用来使接触盘 或者活动铁芯回位的。电磁开关 上还有一个接点火线圈开关的接线柱,该接线柱伸入开关内部的一个弹簧片触头。当接触盘向右挪移 时,该接触头与接触盘接触而与电源接通, 机电产
5、生转矩,带动发动机曲轴运转。接触 盘退回时切断 了启动机主:电 路,拨叉将处于打 滑状态的离合器拨回原位,齿轮脱离啮合,启动机住手工作。电磁控制强制啮合式启动机,通过电磁 开关控制主电路的通、断;而驱动齿轮与飞 轮齿圈的啮合与退出,是由一套杠杆机 构来控制的。目前,各种型号启动机电磁开关的结构和工作原理大同小异。.(2)电磁开关工作过程如果接合启动机开关,蓄电池电流便流经牵引线圈和滞留线圈,从而吸引铁芯。 铁芯牵引拨杆,使小齿 轮和飞轮的转矩齿轮啮合。这时,流经牵gl线圈的电流经电动机的磁场线圈流人 电枢, 电动机慢慢旋转起来,并使小齿轮和飞轮的转矩齿轮进行圆滑啮合。两个齿轮啮合完了以后,总
6、开关便断开,电动机直接与蓄电池 相连,产生强大的转矩,驱动发动机。发动机启动后,如果启动开关 仍然接通,则单向离合器工作,防止从发动机逆向驱动电动机。J如果启动开关断开,住手向电磁线圈通 电,I铁芯返回原位,制动装置工作,电动机住手.I回到下次再启动前的状态。 I6.启动系统的安全保护I(1)安全保护装置的功用 为保证启动I系统安全可靠地工作,在进口汽车的部份车-型上设有安全保护 (也称误操作保护)装置,其一功用是:1)当发动机已经正常启动后,如果未及 耐放松启动开关(或者启动按钮),即未及时切 断启动电路,启动 机的驱动齿轮将不能及时与发动机飞轮分离,虽然有单向离合器的作用, ,发动机不会带
7、动启动机的电 枢超 速旋转,但是,发动机飞轮将带动启动机的驱动齿轮以极高的速度旋转,这将会造成单向离合器的 滑磨,加速磨损。并且,启动机将以空载转速运转,既消耗电能又会加速启动机轴 承的磨损。设置安全 保护装置后,即使没有及时松开启动开.关,也可及时切断启动机电路,避免上述现象的发生。2)在发动机正常运转时,若误接通启动开关(或者启动按钮),启动机驱动齿轮将在操纵装置作用下与飞轮轮齿相撞而 损 坏,故为 此设置安全保护装置,避免驱动齿轮与飞轮 碰撞。(2)启动机保护启动继电器 发动机启动 后,若未及时断开启动开关,就会造成单向离合器长期滑磨 而加速损坏;若启动后又 误将启动开关接通,则启动机工
8、作,将会造 成启动机驱动齿轮与高速旋转的飞 轮齿环 撞击,从而加速齿轮损坏。这两种错误操作 在实际中很难避免。为解决这个问题,在启 动电路中 采用了驱动保护电路。如解放CAI091.东风EQI090汽车采用了启动机继 电器和充电指示继电器组成的 组合继电器, 启动继电器有一对常开触点,充电指示继电器有一对常闭触点,其线圈由发机电中性点 供 电。启动继电器线圈经充电指示继电器常【闭触点搭铁。发动机未发动之前,由于发电I机中性点无电压, 充电指示继电器触点闭I合,经启动继电器的电路仅由点火开关控I制;发动机启动后,发机电中性点电 压达到I规定值,充电指示继电器常闭触点断开,从I而将启动继电器切断,
9、使启动继电器触点不I再闭 合,启动机不会工作,从而实现了对启I动机的保护。 解放CAI091型汽车启动系统电路见 臣10。(3)电磁继电器控制的安全保护装置 豳.11a是将启动继电器(或者电磁开关)的线圈经充电指示灯继电 器(或者磁场继电器)搭铁构成的保护电路,这种保护措施用于装有双联麓点式调节器的汽车,如三菱扶 桑NV系例、NP系列等车型上o I有的车型,如日野P9172KA型大客车,I祷安全保护继电器与启 动继电器 组合为一 11,称为复合继电器,这种电路与国产汽车解I|CAI091.东风EQI090F型汽车相同。 I在发动机未启动时,由于发机电未发 融。其中性点N电压为0,调节器中的充电
10、指示灯继电器线圈无 电,触点不动作,启动继电器的线圈经充电指示灯继电器的常闭触点搭铁。当启动开关接通时,启动机 工作口在发动机启动后,发机电中性点输出电压,.作用于充电指示灯继电器的线圈上,常闭触点断 开,常开触点闭合,启动继电器线圈断 电,其触点断开。此时即使没有及时放松启动 开关或者误将启动 开关接通,启动机也不工作。(4)电子控制继电器的安全保护装置图1 1b是通过电子电路控制的安全保护电路,用于日野RC系列等 大型客车上。安全 保护继电器中电压比较器a端输出基准电压,b端输出检测电压。当UaUb时,输 出端C有电流输出,使三极管VT导通,反之则三极管VT截止。电源电压由B点送人安全保护
11、继电器, 经电阻R1和R2分压,在电压比较器a端输出一个基准电压。在发动机未启动时,因发机电中性点N 无电压,Ua Ub,电压比较电路使 三极管VT导通。按压启动按钮,安 全保护继电器的接线 柱SW通电,因三极管VT导通,继电器线圈 通电,其触点闭 合,启动机电磁开关的吸引线圈和保持线圈通电, 启动机工作。启动机工作时,因安全继电器触点闭 合,电源电压加至接线柱C送人安全继电器内,经RI、R5送至电压比较部份b端。 因二极管VD的 钳位 作用,b端电位Ub约 为0. 5Vo电源电压同时经R3、RP送入a端。因稳压管VS的作用,a端 电位Ua为1. 2V,仍然保证C端有输出,使三极管VT导通。发
12、动机正常工作后,发机电中性点N输出经半波整流后的电压,通过检波、整形 电路后,作用于电 压比较部份b端,使Ub Ua,于是VT截止,安全继电器线圈断电,即使没有及时放松按钮 或者启动 开关,启动机也将自行住手工作。如果 发动机未启动,放松启 动按钮,则继电器线圈断电,触点断开, 电动机电枢会利用惯性继 续转动。电枢转动成为一只直流发机电,其 电压通过接线柱C送入安全保护 继电器内。 因为该电压很小,不能使稳压管击穿,从而 电压比较部份d端为静态电压,约0. IV, b 端电位约0. 5V, Ua维修均方便。服很大的静止惯性力, 同时各磨擦部份处于半干磨擦状态,磨擦阻力较大,这时需要较大的启动转
13、矩, 才干带动发动机转动,并使转速很快升高,但随着曲轴转速升高,加速阻力减小,油膜也逐渐 形成,所 需的转矩相应减小,而当曲轴转速 升至启动转速,发动机一旦发动后.自己就能 够独立工作,就不需要 电动机带着转动了。所以,希翼转矩能随着转速的升高而降低。3.启动机的组成与分类(1)启动机的组成 电力启动机都是由直流串励式电动机、传动机构和控制装置三 大部份组成(见图1)。1)直流串励式电动机,其作用是产生电磁转矩。2)传动机构(或者称啮合机构),其作用是: 在发动机启动时,使启动机小齿轮啮入飞轮齿圈,将启动 机转矩传给发动机曲轴;而在发动机启动后,使启动机自动脱开飞轮齿圈。3)控制装置(即开关)
14、用来接通与截断启 动机与蓄电池间的电路。常见发动机的启动装置是以蓄电池为电源的直流电动机,其电动机的启动动力必须超过发动汽缸的压 缩压力及其他磨擦阻力;必须具有足够的启动转矩,以便使发动 机达到规定的转速。在满足上述要求的 情况下,启动装置应尽可能小型轻量化。为此,启 动装置除必须有直流电动机和附属装置外, 还应有把 电动机的动力传递给发动机的动力传递机构。动力传递机构由转矩齿轮(飞轮上的齿环)和电动机轴上的小 齿轮及行星 减速机构组成。发动机启动时,小齿轮与转 矩齿轮相啮合,电动机转动,通过减速机构 将转 矩扩大,再通过小齿轮驱动发动机曲轴旋转。(2)启动机的分类启动机的种类很多,但电动机部
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