第十章第十章 发动机起发动机起动系动系概概 述述起起 动动 机机三联学院交通工程系三联学院交通工程系一、发动机的起动一、发动机的起动10.1 10.1 概概 述述1 1、含义：、含义： 使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程，叫使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程，叫发动机的起动。发动机的起动。 起动转矩：能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩。起动转矩：能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩。起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。起动阻力矩起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。起动阻力矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。 起动转速：能使发动机起动的曲轴最低转速称为起动转起动转速：能使发动机起动的曲轴最低转速称为起动转速。速。在在0 02020时，汽油机的起动转速为时，汽油机的起动转速为303040 40 r/minr/min，柴柴油机的起动转速为油机的起动转速为150150300300r/minr/min。2 2、起动条件、起动条件三联学院交通工程系三联学院交通工程系3 3、起动方式、起动方式 人力起动：人力起动：起动最为简单，只须将起动手摇柄端头的横销起动最为简单，只须将起动手摇柄端头的横销嵌入发动机曲轴前端的起动爪内，以人力转动曲轴。嵌入发动机曲轴前端的起动爪内，以人力转动曲轴。 电动机起动：电动机起动：电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机起动是用电动机作为机械动力，当将电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就电动机轴上的齿轮与发动机飞轮周缘的齿圈啮合时，动力就传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电传到飞轮和曲轴，使之旋转。电动机本身又用蓄电池作为电源。源。 辅助汽油机起动：辅助汽油机起动：只用于大功率柴油机上。只用于大功率柴油机上。二、汽、柴油机冷起动辅助装置二、汽、柴油机冷起动辅助装置1 1、设置辅助装置的原因、设置辅助装置的原因外界温度低外界温度低着火困难着火困难可燃混合气的温度低可燃混合气的温度低机油粘度大机油粘度大起动阻力大起动阻力大三联学院交通工程系三联学院交通工程系2 2、预热装置、预热装置、电热塞、电热塞 一般在采用涡流室式或预燃室式一般在采用涡流室式或预燃室式燃烧室的发动机中装有电热塞。燃烧室的发动机中装有电热塞。 螺旋形的螺旋形的电阻丝电阻丝一端焊于一端焊于中心螺中心螺杆杆上，另一端焊在耐高温不锈钢制造上，另一端焊在耐高温不锈钢制造的的发热钢套发热钢套底部，在钢套内装有具有底部，在钢套内装有具有一定绝缘性能、导热好、耐高温的氧一定绝缘性能、导热好、耐高温的氧化铝化铝填充剂填充剂。各电热塞中心螺杆用导。各电热塞中心螺杆用导线并联，并连接到蓄电池上。在发动线并联，并连接到蓄电池上。在发动机起动以前，先用专用的开关接通电机起动以前，先用专用的开关接通电热塞电路，很快红热的发热钢套使气热塞电路，很快红热的发热钢套使气缸内空气温度升高，从而提高了压缩缸内空气温度升高，从而提高了压缩终了时的空气温度，使喷入气缸的柴终了时的空气温度，使喷入气缸的柴油容易着火。油容易着火。三联学院交通工程系三联学院交通工程系、进气电加热器、进气电加热器 在中、小功率柴油机上常采用电火在中、小功率柴油机上常采用电火焰预热器作为冷起动的辅助装置。焰预热器作为冷起动的辅助装置。 柴油机起动时，接通预热器电路后，柴油机起动时，接通预热器电路后，电热丝电热丝发热，同时加热发热，同时加热阀体，阀体，阀体受热阀体受热伸长，带动伸长，带动阀芯阀芯移动，使移动，使阀芯阀芯的锥形端的锥形端离开离开进油孔进油孔。燃油流进阀体内腔受热气。燃油流进阀体内腔受热气化，从阀体的内腔喷出，并被炽热的电化，从阀体的内腔喷出，并被炽热的电热丝点燃生成火焰喷入进气管，使进气热丝点燃生成火焰喷入进气管，使进气得以预热。当关闭预热开关时，电路切得以预热。当关闭预热开关时，电路切断，电热丝变冷，阀体冷却收缩，其锥断，电热丝变冷，阀体冷却收缩，其锥形端又堵住进油孔而截止燃油的流入，形端又堵住进油孔而截止燃油的流入，于是火焰熄灭，预热停止。于是火焰熄灭，预热停止。三联学院交通工程系三联学院交通工程系10.2 10.2 起起 动动 机机一、直流电动机一、直流电动机1 1、功用：、功用：将电能转变为机械能将电能转变为机械能2 2、构造及特点：、构造及特点：、磁场部分、磁场部分由磁极、磁场绕由磁极、磁场绕组和外壳等组成。组和外壳等组成。磁场与磁磁场与磁路路绝缘接线柱绝缘接线柱外壳外壳磁极磁极电刷电刷换向器换向器磁场绕组磁场绕组磁场与磁路磁场与磁路 一般由直流电动机、操纵机构和离一般由直流电动机、操纵机构和离合机构组成合机构组成三联学院交通工程系三联学院交通工程系前端盖前端盖外壳外壳电刷电刷磁场绕组磁场绕组电枢电枢中间支撑板中间支撑板离合器离合器限位螺母限位螺母后端盖后端盖拨叉拨叉电磁开关电磁开关、电枢部分、电枢部分组成组成: :由电枢线圈及铁芯、电枢轴、换向器等组成；由电枢线圈及铁芯、电枢轴、换向器等组成；传动机构与电枢轴采用花键配合；传动机构与电枢轴采用花键配合；电枢轴采用三点支撑；电枢轴采用三点支撑；电枢轴尾部有限位圈。电枢轴尾部有限位圈。三联学院交通工程系三联学院交通工程系、换向器、换向器 由电刷和电枢轴上的整流子组成，用来连接磁由电刷和电枢轴上的整流子组成，用来连接磁场绕组与电枢绕组。场绕组与电枢绕组。换向器剖面示意换向器剖面示意铜片铜片轴套轴套压环压环接线凸缘接线凸缘电枢电枢三联学院交通工程系三联学院交通工程系、电刷装置、电刷装置前端盖前端盖外壳外壳电电刷刷磁场磁场绕组绕组电电枢枢离合器离合器后端盖后端盖两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。电刷电刷换向器换向器磁场绕组磁场绕组磁场绕组与电磁场绕组与电枢绕组的连接枢绕组的连接由铜粉由铜粉（80809090）和石墨粉和石墨粉（10102020）压制而成。压制而成。三联学院交通工程系三联学院交通工程系3 3、直流电动机原理、直流电动机原理直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理三联学院交通工程系三联学院交通工程系二、操纵机构二、操纵机构1、分类、分类：重点重点2、作用、作用： 控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的啮控制起动机主电路的通、断和驱动齿轮的啮合与退回，同时短路点火系的附加电阻。合与退回，同时短路点火系的附加电阻。3、电磁式操纵机构、电磁式操纵机构三联学院交通工程系三联学院交通工程系起起动动机机电电池池搭搭铁铁点火点火开关开关起动继电器线圈起动继电器线圈附加电附加电阻线阻线至至分电器分电器点火线圈点火线圈点火开关点火开关蓄电池蓄电池起动机接线柱起动机接线柱回位弹簧回位弹簧拨叉拨叉离合器离合器电流表电流表吸引线圈接线柱吸引线圈接线柱引铁引铁附加电阻线短路接柱附加电阻线短路接柱电动机接柱电动机接柱触盘触盘吸引线圈吸引线圈保持线圈保持线圈三联学院交通工程系三联学院交通工程系 组成组成 主要由电动机开主要由电动机开关、电磁铁机构、起关、电磁铁机构、起动继电器及起动开关动继电器及起动开关等四部分组成。等四部分组成。构造构造三联学院交通工程系三联学院交通工程系电动机开关：电动机开关：功用：控制电动机绕组电路。功用：控制电动机绕组电路。注：注：电动机开关还包括热变电阻短路开关。电动机开关还包括热变电阻短路开关。电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断。电磁铁机构：用以操纵传动机构动和电动机开关的通断。三联学院交通工程系三联学院交通工程系 起动继电器：起动继电器：用以控制吸、用以控制吸、 保线圈电路的通断。保线圈电路的通断。三联学院交通工程系三联学院交通工程系 起动开关：起动开关：作用是控制起动作用是控制起动继电器继电器磁化线圈电路的通断。磁化线圈电路的通断。三联学院交通工程系三联学院交通工程系 .电磁式操纵机构的工作过程电磁式操纵机构的工作过程 起动开关接通：起动开关接通： a a、首先接通起动继电器首先接通起动继电器磁化线圈电路磁化线圈电路; ;三联学院交通工程系三联学院交通工程系 b b、电磁铁机构线圈电路接通；电磁铁机构线圈电路接通； . .吸引线圈电路：吸引线圈电路： .保持线圈电路：保持线圈电路：三联学院交通工程系三联学院交通工程系 c c、驱动齿轮与飞轮啮合：驱动齿轮与飞轮啮合： d d、电动机电路接通，起动机带动发动机转动。电动机电路接通，起动机带动发动机转动。 e e、当两齿轮相抵时，离合当两齿轮相抵时，离合器的锥形（啮合）弹簧起作用，器的锥形（啮合）弹簧起作用，保证先接通，后啮合。保证先接通，后啮合。三联学院交通工程系三联学院交通工程系 f f、电动机电路接通时，吸引线圈被短路，固定铁芯只电动机电路接通时，吸引线圈被短路，固定铁芯只 靠保持线圈电流的磁场吸靠保持线圈电流的磁场吸 力将活动引铁吸住。力将活动引铁吸住。三联学院交通工程系三联学院交通工程系 g g、在电动机电路在电动机电路接通同时或稍早，附接通同时或稍早，附加电阻线被短路。加电阻线被短路。三联学院交通工程系三联学院交通工程系、起动开关断开：、起动开关断开： a a、起动继电器线圈电路断电起动继电器线圈电路断电; ; b b、保持线圈电流改道，保持线圈电流改道， （吸、保线圈电流方（吸、保线圈电流方 向相反）起动机向相反）起动机 停止工作。停止工作。三联学院交通工程系三联学院交通工程系、两齿咬死不能分离时：分离弹簧起作用，使电动、两齿咬死不能分离时：分离弹簧起作用，使电动 机开关先断开，以保证驱动齿轮与飞轮可靠分离。机开关先断开，以保证驱动齿轮与飞轮可靠分离。三联学院交通工程系三联学院交通工程系三、离合机构三、离合机构1 1、作用：、作用： 在起动时，它保证起动机的动力能够通过飞轮传递给曲在起动时，它保证起动机的动力能够通过飞轮传递给曲轴；起动完毕，发动机开始工作时，立即切断动力传递路线，轴；起动完毕，发动机开始工作时，立即切断动力传递路线，使发动机不可能反过来通过飞轮驱动起动机以高速旋转。使发动机不可能反过来通过飞轮驱动起动机以高速旋转。2 2、类型：、类型：、滚柱式离合机构、滚柱式离合机构、摩擦片式离合机构、摩擦片式离合机构、弹簧式离合机构、弹簧式离合机构三联学院交通工程系三联学院交通工程系3 3、滚柱式离合机构、滚柱式离合机构、组成：、组成：三联学院交通工程系三联学院交通工程系、工作原理工作原理原原理理演演示示三联学院交通工程系三联学院交通工程系四、起动过程四、起动过程 起动时，接通起动开关，起起动时，接通起动开关，起动机电路通电，继电器的吸引线圈动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，和保持线圈通电，产生很强的磁力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由于吸引线圈圈啮合。与此同时，由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组，电枢开的电流通过电动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。冲击。 如果齿轮与飞轮齿端相对，不如果齿轮与飞轮齿端相对，不能马上啮合，此时弹簧压缩，当齿能马上啮合，此时弹簧压缩，当齿轮转过一个角度后，齿轮与飞轮迅轮转过一个角度后，齿轮与飞轮迅速啮合。当铁芯移动到使短路开关速啮合。当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时，短路线路接通，吸闭合的位置时，短路线路接通，吸引线圈被短路，失去作用，保持线引线圈被短路，失去作用，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置。开关吸合的位置。三联学院交通工程系三联学院交通工程系2.2.起动方式起动方式小 结1.1.起动条件起动条件起动转矩起动转矩起动转速起动转速人力起动人力起动电动机起动电动机起动辅助汽油机起动辅助汽油机起动3.3.发动机冷起动的预热装置发动机冷起动的预热装置三联学院交通工程系三联学院交通工程系起动开关接通起动开关接通起动继电器起动继电器（线圈通电、触点闭合）（线圈通电、触点闭合）吸、保线圈通电吸、保线圈通电电动机开关接通电动机开关接通起动机工作起动机工作5.5.起动机工作时的控制关系起动机工作时的控制关系4.4.起动机的组成起动机的组成 直流电动机直流电动机操纵机构操纵机构离合机构离合机构6. 6. 滚柱式离合机构滚柱式离合机构三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系