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起动机

工控家百科顾问团

贡献者:工控家001  最后更新:2020-12-31 14:23:43  浏览数:3952

起动机可以将蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。发动机在以自身动力运转之前,必须借助外力旋转。发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程,称为发动机的起动

关键词: 起动机概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

起动机可以将蓄电池的电能转化为机械能,驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。发动机在以自身动力运转之前,必须借助外力旋转。发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程,称为发动机的起动。

2工作原理

 

它的工作原理就是我们在初中物理中所接触到的以安培定律为基础的能量的转化过程,即通电导体在磁场中受力的作用。电动机包括必要的电枢、换向器、磁极、电刷、轴承和外壳等部件。

接通起动点火开关→起动继电器得电→电磁开关通电→吸合线圈和保持线圈得电→产生电磁拉 力→经过拨叉将单向器推出与飞轮啮合;与此同时主触片接通→蓄电池电能输送到电机→产生电磁转矩起动发动机。因接触片接通触点时,吸引线圈被短路,活动铁心仅靠保持线圈的磁力保持在吸合的位置。

发动机起动后,在断开起动开关的瞬间,接触片仍在接触位置,此时吸引线圈与保持线圈中通过的电流相反,吸引线圈产生了与保持线圈相反方向的磁通,两线圈磁力互相抵消,活动铁心在弹簧力的作用下复位,使驱动齿轮退出;与此同时,接触片也回位,切断起动机电路,起动机便停止工作。

 


3应用

发动机在以自身动力运转之前,必须借助外力旋转。发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程,称为发动机的起动。发动机常用的起动方式有人力起动、辅助汽油机起动和电力起动三种形式。人力起动采用绳拉或手摇的方式,简单但不方便,而且劳动强度大,只适用于一些小功率的发动机,在一些汽车上仅作为后备方式保留着;辅助汽油机起动主要用在大功率的柴油发动机上;电力起动方式操作简便,起动迅速,具有重复起动能力,并且可以远距离控制,因此被现代汽车广泛采用。

4分类

①直接操纵式起动机 它是由脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制起动机的主电路开关来接通或切断主电路,也称机械式起动机。这种方式虽然结构简单、工作可靠,但由于要求起动机、蓄电池靠近驾驶室,而受安装布局的限制,而且操作不便,已很少采用;

②电磁操纵式起动机 它是由按钮或点火开关控制继电器,再由继电器控制起动机的主开关来接通或切断主电路,也称电磁控制式起动机。这种方式可实现远距离控制,工作方便,在现代汽车上广泛采用。


5选型指南

(一)起动机功率选择  起动机功率选目前处于经验类比和试验验证阶段。为了保证发动机起动成功,并且满足GB/T12535的要求,起动机的起动转矩M必须大于发动机的阻力矩。发动机阻碍力矩就要包括三项:

(1)摩擦阻力矩来自活塞与气缸壁,以及轴承中的摩擦阻力,其大小与摩擦表面积和润滑的粘度有关。磨擦阻力矩在温度为0~5℃时,约占全部阻力矩的60%,而在—20~10℃时,占全部阻力矩的80%~90%。

(2)压缩阻力矩。是指活塞受到压缩气体的阻力而形成的阻力矩,它取决于发动机的功率、排量和压缩比。

(3)惯性阻力矩。主要取决于曲轴、连杆、活塞、以及与曲轴相联系的各种辅助机构,如油泵、风扇及发电机等,在加速过程中的惯性力,及其所形成的阻力矩。

(二)传动比选择。一般以最大功率点附近的起动机转速为依据设计起动系统的传动比,并使拖动发动机的转速不低于发动机能够起动成功的转速。根据起动机工作特性可知,起动机最大功率点一般在二分之一最大电流处(制动电流)。通常汽油机传动比为13~17,柴油发动机传动比为8~10。

(三)安装尺寸的确定。

(四)起动机的齿轮要素。起动机的齿轮要素应符合JB/T1506中的规定。起动齿轮的硬度是齿轮的重要参数,它影响到驱动齿轮和飞轮齿圈的耐磨性。通常日本规定起动机的驱动齿轮的硬度57~64HRC,飞轮齿圈的硬度55~61HRC。我国则根据起动机驱动齿轮的不同材料而选用不同的硬度。采用合金结构钢制造时,经渗碳淬火后其表面硬度应55~61HRC,渗碳深度为0.7~1.2mm;采用40#钢时,经高频淬火后其表面硬度应40~48HRC,淬硬层厚度应1~2mm。

(五)起动机基本性能和蓄电池选择。起动系统采用的起动机确定之后,可以从起动机产品技术条件中查出起动机空载性能参数(电压、电流、转速)、额定功率时的性能参数(电压、电流、转速、转矩)、制动性能参数(电压、电流、力矩)。再按QC/T277规定的试验规范获得起动机特性曲线。根据以上已知条件计算出起动机电枢回路的总电阻、制动电流和最大功率点电流(起动机拖动发动机、发动机能够起动成功时起动机需要输入的电流)。按照起动机低温起动电流合理选择蓄电池容量。选用的蓄电池低温放电电流,应大于起动机低温起动电流,并且其端电压在放电期间的前15~30s时间内要稳定。一般采用起动用铅酸蓄电池,可以查阅GB5008.1进一步研究蓄电池性能。


6维护保养

(1)起动机正常工作时间为1.5~2秒,最长工作时间每次不得超过5秒,如果大于5秒还未发动主机,必须中断起动,间隔20~30秒后再次起动。如3次不能正常发动,必须检查线路或发动机是否有故障,排除故障后再可起动。

(2)起动电路的检查:一般电瓶端电压小于12V时不得强行起动(蓄电池荷电量100%时电压在12.78V左右,在理论要求蓄电池荷电量低于95%时不得起动,而此时蓄电池电压在12.14V左右),必须在电瓶重新充电恢复正常电压后才能起动。  

(3)由于起动机一般安装在发动机旁边,有相当高的环境温度,要避免热态下整车泡进水中,引起零部件受损。

(4)经常检查电路各节点及接插件,如有生锈、腐蚀或松动,应及时排除,以免电路发热,产生过大电路压降,影响起动机正常工作。


7注意事项

(1)如整车配有中间继电器控制起动机电磁开关,中间继电器主触点电流容量不能小于50A,并保证其工作可靠性 (能及时通断),同时继电器的轴向安装方向尽量采取水平放置并与汽车行驶方向垂直,避免汽车行驶振动过程中继电器误接通。

(2)发动机长时间不工作时,尽量不要将钥匙停留在“ON”位置上,否则就会导致蓄电池的电全部放完。当点火开关钥匙旋转到“START”位置之前,一定要把换档杆放在空档位置。

(3)点火起动时不要踩动油门踏板。

(4)个别车型起动机在使用一段时间后,由于齿轮箱内坏境影响,造成电机驱动轴上油污、尘埃结聚,引起驱动齿轮复位迟缓而被飞轮反带产生瞬时响声,但不会影响起动性能。消除此响声的最好办法:将电机拆下,在驱动轴上加少许中性机油清洗污渍后即可恢复。(切不可使用汽油清洗)。


8故障排除


参考资料

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