电磁控制强制啮合式电磁发动机为什么不能广泛使用电磁开关中的吸拉线圈和保持线圈,在起动机前后其电流方向有无变化?为什么?

    汽车电磁发动机为什么不能广泛使用由静止状态转为运转状态的过程称为起动电磁发动机为什么不能广泛使用进入正常工作循环之前,必须借助外力来起动现代汽车電磁发动机为什么不能广泛使用的起动任务普遍采用电磁控制式起动系统来完成。
    电磁控制式起动系统是由起动机、起动继电器和点火起動开关三部分组成起动机由直流电动机、传动装置和控制装置三部分组成。直流电动机是以为动力电源电源动力在点火起动开关和电磁开关的控制下,通过传动机构将转矩传递给电磁发动机为什么不能广泛使用
    电磁发动机为什么不能广泛使用的起动性能用起动转矩Md、起动转速nmi。和起动功率P等参数来评价
    起动电磁发动机为什么不能广泛使用需要一定的转矩,该转矩必须大于阻碍电磁发动机为什么不能廣泛使用曲轴旋转的起动阻力矩起动阻力矩包括摩擦阻力矩、压缩阻力矩和惯性阻力矩。
    摩擦阻力矩是指活塞与气缸壁、曲轴与轴承之間的摩擦阻力矩其大小取决于摩擦表面积和润滑油的豁度。因润滑油的勃度与温度有关所以摩擦阻力矩的大小与温度有关。当温度为0~5℃时摩擦阻力矩约占电磁发动机为什么不能广泛使用起动阻力矩的60%;当温度为-10~-20℃时,摩擦阻力矩约占起动阻力矩的80%~95%
    压缩阻仂矩是指活塞在压缩行程受到压缩气体的作用而形成的阻力矩。其大小取决于电磁发动机为什么不能广泛使用的排量、功率和压缩比
    惯性阻力矩是指活塞、连杆、曲轴和与曲轴相连机件(如冷却风扇、交流电磁发动机为什么不能广泛使用、空调压缩机等)的惯性力而形成嘚阻力矩。其大小取决于这些机件在加速过程中惯性力的大小

    对于汽油电磁发动机为什么不能广泛使用,为了形成可燃混合气其最低起动转速需要50~70r/min。如果起动转速过低就会使油泵供油不足和气体流速过低,从而导致可燃混合气雾化不良;除此之外起动转速过低还會使电磁发动机为什么不能广泛使用压缩行程的散热损失和漏气损失增加,从而导致电磁发动机为什么不能广泛使用起动性能降低甚至不能起动
    对于柴油电磁发动机为什么不能广泛使用,由于其最低起动转速取决于混合气压缩时能否达到燃油的自燃温度和燃油的雾化情況,因此其最低起动转速比汽油电磁发动机为什么不能广泛使用要高一般需要100~150r/min。如果起动转速过低就会使高压油泵压力不足,喷油嘴喷出的燃油雾化不良;此外起动转速过低还会使压缩行程的散热损失增加而达不到自燃温度,从而导致电磁发动机为什么不能广泛使鼡起动性能降低甚至不能起动

    最低起动转速还与电磁发动机为什么不能广泛使用的型式、使用条件以及环境温度有关。环境温度越低則需要最低起动转速越高;新电磁发动机为什么不能广泛使用的密封性能好,故最低起动转速可相应降低;行驶里程或使用时间接近大修嘚电磁发动机为什么不能广泛使用由于密封性能下降,因此最低起动转速相应提高
    起动机的功率应当大于或等于电磁发动机为什么不能广泛使用必需的起动功率,否则就不能保证电磁发动机为什么不能广泛使用的起动性能

    汽车用起动机种类繁多,分类方法各不相同
    機械控制式由手拉杠杆或脚踏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。由于机械控制式要求起动机、靠近驾驶室而受箌安装和布局的限制且操作不便,因此已很少采用
    电磁控制式是由点火起动开关或按钮控制电磁铁,再由电磁铁的电磁力控制驱动齿輪与飞轮啮合或分离同时又控制电动机的开关电路接通或切断。由于电磁铁可进行远距离控制且操作方便、省力,因此现代汽车大多數都采用
    电动机磁极用永磁材料(铁氧体或钕铁硼等)制成,由于取消了磁场线圈因此结构简化、体积小、质量轻,如切诺基吉普车囷奥迪100型轿车配用的起动机
    传动机构设有减速装置的起动机。电动机可采用高速、小型、低转矩电动机质量和体积比普通起动机可减尛30%~35%。缺点是结构和工艺比普通起动机复杂如切诺基吉普车配用的DWIA型永磁式减速型起动机以及南京依维柯采用的QDJ1317型12V2.5kW起动机。
   (三)按传動机构啮入方式分类
    依靠电磁力或人力拉动杠杆机构拨动驱动齿轮强制啮入飞轮齿圈。工作可靠性高现代汽车广泛采用。
    驱动齿轮借旋转时的惯性力啮入飞轮齿圈工作可靠性较差,已很少采用
    依靠磁极磁通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结构比较复杂,东欧国家采用较多如太脱拉T111/T138,斯柯达706R却贝尔D250、D420、D450等汽车。
    依靠电磁开关推动电枢轴孔内的啮合推杆使驱动齿轮齧入飞轮齿圈。如延安SX 1290型汽车采用的QD2608、QD2745型24V5.5kW起动机以及奔驰Benz2026型汽车采用的KB型起动机

    产品代号有QD、QDJ、QDY三种,分别表示普通起动机、减速起动機、永磁起动机或永磁减速起动机字母Q、D、J、Y分别为“起”、“动”、“减”、“永”字汉语拼音的第一个大写字母。
    设计序号是按产品设计先后顺序以1~2位阿拉伯数字组成。
    变型代号主要是在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的改变称为變型,以汉语拼音大写字母A、B、C……顺序表示
如QD 1225:表示额定电压为12V、功率为1-2kW,第25次设计的起动机

    现代汽车普遍配用电磁式起动机,主偠由直流电动机、传动装置和电磁开关三部分组成各型普遍电磁式起动机的结构基本相同,下面以东风ED 1090型载货汽车配用的QD 124型起动机为例進行介绍其结构如图6-2所示。

    直流电动机主要由壳体、磁极、电枢、换向器和电刷组件等部分组成其工作时有两个显著的特点:①工作電流大、转矩大;②工作时间短(一般为3-5s).
    壳体由钢管制成,其功能是安装磁极和固定机件磁极固定在壳体内壁上。壳体上有一个接线端子或一根电缆引线对于电磁式电动机,该端子或引线与磁场线圈的一端连接
    直流电动机磁极的功能是产生磁场,磁极由铁芯和磁场線圈组成铁芯用低碳钢制成马蹄形,并用螺钉固定在电动机壳体的内壁上磁场线圈套装在铁芯上。为了增大起动机的电磁转矩一般采用四个磁极,功率超过7.35kW的起动机有的采用6个磁极磁场线圈用矩形裸体铜线(QD 124型起动机为1.25×6.OMM2矩形铜线;QD321型起动机为1.25×5.5mm2矩形铜线)绕制,並与电枢绕组串联如图6-3所示。4个磁场线圈的连接方式有两种:一种是4个绕组串联后再与电枢绕组串联如图6-3(a)所示;另一种是两个绕組先串联后并联,然后再与电枢绕组串联如图6-3(b)所示,目前普遍采用后一种连接方式无论采用哪一种连接方式,其磁场线圈通电产苼的磁极必须N、S极相间排列

    电枢的功能是产生电磁转矩,如图6-4(a)所示主要由电枢绕组、铁芯和换向器组成。
    电枢铁芯由相互绝缘的矽钢片叠装而成其圆周上制有安放电枢绕组的槽,内以花键固装在电枢轴上为了获得较大的电磁转矩,流经电枢绕组的电流很大一般都为400A左右。因此电枢绕组采用横截面积较大的矩形或圆形(切诺基吉普车)裸体铜线绕制。
换向器的功能是将通入电刷的直流电流转換为电枢绕组中导体所需的交变电流以使不同磁极下导体中电流的方向保持不变。换向器由截面呈燕尾形的铜片合围而成如图6-4(b)所礻。燕尾形铜片称为换向片换向片与换向片之间以及换向片与轴套、压环之间均用云母绝缘。
电刷组件的功能是将电流引入电动机主偠由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷用铜粉与石墨粉压制而成起动机电刷的含铜量为80%左右,石墨含量为20%左右加入较多铜粉的目的是减小电阻,提高导电性能和耐磨性能电刷安装在电刷架内,借弹簧压力紧压在换向器上电刷弹簧的压力一般为12-15N。电刷架有4个凅定在支架或端盖上,直接固定在支架或端盖上的电刷架称为搭铁电刷架或负电刷架安装在两个负电刷架中的电刷称为负电刷;用绝缘墊片将电刷架绝缘固定在电刷支架或端盖上的电刷架称为正电刷架,安装在两个正电刷架内的电刷称为正电刷
    直流电动机是将电能转换為机械能的装置,并根据载流导体在磁场中将受到电磁力的作用而发生运动的原理进行工恨工作过程如图6-5所示

    当电枢绕组在所示的垂直位置时,如图6-5(a)所示电刷⑤、⑥不与换向片③、④接触,线圈中没有电流流过线圈不受力的作用,因此线圈不会转动
    如将线圈稍微向顺时针方向转动,电刷⑤、⑥便分别与换向片③、④接触如图6-5(b)所示,电枢绕组中便有电流流过电流路径由正极,经电刷⑤、換向片③、电枢绕组、换向片④、电刷⑥回到负极根据左手定则可以判定,线圈I边将向下运动、线圈11边将向上运动整个线圈将沿顺时針方向转动。
    当线圈旋转到图6-5(c)所示垂直的位置时电刷⑤、⑥又不与换向片③、④接触,线圈中又无电流流过但是,此时线圈将以其转动惯性转过此位置
    当线圈转过垂直位置时,电刷⑤、⑥便分别与换向片④、③接触如图6-5(d)所示,线圈中又有电流流过电流路徑由正极,经电刷⑤、换向片④、线圈、换向片③、电刷⑥回到负极由左手定则可知,此时线圈I边向上运动、线圈II边向下运动整个线圈仍沿顺时针方向转动。
由此可见由于换向片的作用,便使线圈处在磁场南极或北极下导线中的电流方向保持不变即南极下面导线中嘚电流始终由电池经电刷流入,北极下面导线中的电流始终由导线经电刷流回电池由于磁场方向和每个磁极下线圈导线中的电流方向保歭不变,因此由左手定则可知线圈导线受力而形成的力矩方向不变。如果电流不断通入线圈电枢就会不停地旋转。当电动机有负载时就可将电源的电能转换为机械能。
    直流电动机电枢绕组虽然能按一定的方向转动但是每当转到垂直位置时,都是依靠惯性转过转动佷不平稳,电磁力产生的电磁转矩也很小为了增大电磁转矩和提高电动机的平顺性能,实际使用的电动机采用了多组电枢绕组和多对磁極
    普通起动机的传动装置主要由单向离合器和拨叉组成。
    单向离合器的功能是单方向传递转矩即起动电磁发动机为什么不能广泛使用時,将电动机的驱动转矩传给电磁发动机为什么不能广泛使用曲轴(传递动力);当电磁发动机为什么不能广泛使用起动后又能自动打滑(切断动力)以免损坏起动机。因为飞轮与起动机驱动齿轮的传动比为1.10~1:15当电磁发动机为什么不能广泛使用起动后,如不及时切断动仂起动机电枢就会被电磁发动机为什么不能广泛使用带动并以8000~15 000r/min高速旋转,导致电枢绕组从铁芯槽中甩出而损坏电枢
    离合器有滚柱式離合器、弹簧式离合器和摩擦片式离合器三种。摩擦片式离合器可以传递较大转矩主要用于柴油电磁发动机为什么不能广泛使用汽车,滾柱式和弹簧式离合器主要用于汽油电磁发动机为什么不能广泛使用汽车
    滚柱式单向离合器的结构如图6-6所示。传动导管③与外座圈⑤制荿一体外座圈内圆制成“+”字形空腔。驱动齿轮⑦另一端的内座圈伸入外座圈的空腔内将“+”字形空腔分割成楔形腔室。
    滚柱有4~6只安放在楔形腔室内。弹簧一端套上弹簧帽并安放在外座圈的径向小孔中,弹簧帽压在滚柱上弹簧另一端压在铁皮外壳上,铁皮外壳将内外座圈包装在一起当起动机未工作时,弹簧张力将滚柱压向楔形室较窄一端
    传动导管套装在电枢轴上,导管内圆制有内螺旋鍵槽与电枢轴上的外螺旋键槽配合而传递动力。制成一体的驱动齿轮和内座圈套装在电枢轴的光轴部分既可轴向移动,也可绕光轴转動
(1)起动电磁发动机为什么不能广泛使用时,传递动力起动电磁发动机为什么不能广泛使用时,驾驶员操纵点火起动开关在控制裝置(电磁开关)的作用下,拨叉下端便拨动离合器向后移动驱动齿轮与电磁发动机为什么不能广泛使用飞轮齿圈进入啮合。当电动机驅动转矩小于电磁发动机为什么不能广泛使用阻力转矩时电枢轴仅带动传动导管与外座圈转动,此时驱动齿轮、内座圈和飞轮并不转动在内座圈与滚柱之间的摩擦力矩和弹簧力矩作用下,滚柱滚向楔形室较窄一侧并将外座圈与内座圈卡成一体动力便经电枢轴、传动导管和外座圈、滚柱、内座圈和驱动齿轮传到电磁发动机为什么不能广泛使用飞轮齿圈。当电动机驱动力矩达到或超过电磁发动机为什么不能广泛使用阻力转矩时驱动齿轮便带动飞轮旋转,直到电磁发动机为什么不能广泛使用被起动为止在起动电磁发动机为什么不能广泛使用时,草向离合器的驱动齿轮为主动部件电磁发动机为什么不能广泛使用的飞轮为被动部件。
(2)起动电磁发动机为什么不能广泛使鼡后切断动力。电磁发动机为什么不能广泛使用起动后曲轴在活塞的作用下高速旋转,电磁发动机为什么不能广泛使用的飞轮转为主動部件离合器的驱动齿轮转为被动部件。由于飞轮齿圈与驱动齿轮之间的传动比较大因此电磁发动机为什么不能广泛使用一旦被起动,其飞轮便带动驱动齿轮高速旋转由于驱动齿轮的转速远高于电枢轴的转速,因此内座圈与滚柱之间的摩擦力矩便使滚柱克服弹簧力矩滾向楔形室较宽一侧滚柱将在内、外座圈之间跳跃滚动,电磁发动机为什么不能广泛使用的动力不会传递给电枢轴即动力联系切断,此时电枢轴仅由电枢绕组产生的电磁力矩驱动而空转从而避免电枢超速旋转。
    拔叉的作用是使离合器做轴向移动使驱动啮入或脱离飞輪齿环。现代汽车一般采用电磁式拨叉如图6-7所示。它用外壳封装于起动机壳体上有可动和静止两部分组成。可动部分包括拨叉和电磁鐵芯两者之间用螺杆活的连接。静止部分包括绕在电磁铁芯钢套外的线圈、拨叉轴和复位弹簧
    电磁发动机为什么不能广泛使用起动时,驾驶员只需将点火开关旋至起动挡线圈通电产生电磁力,将铁芯吸入于是带动拨叉转动由拨叉头推出离合器,使驱动齿轮啮入飞轮齒环电磁发动机为什么不能广泛使用起动后,松开点火开关点火开关便自动回位一个角度(回至点火工作挡),线圈断电电磁力消夨,在复位弹簧作用下铁芯退出,拨叉返回拨叉头将打滑工况下的离合器拨回,驱动齿轮脱离飞轮齿环
控制装置由电磁开关、起动繼电器与点火起动开关组成。东风EQ 1090型载货汽车配用的QD 124型起动机电磁控制机构如图6-8所示
电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部分组荿。电磁铁机构主要由固定铁芯、活动铁芯、吸引线圈和保持线圈等组成固定铁芯与活动铁芯安装在一个铜套内。固定铁芯固定不动活动铁芯可在铜套内作轴向移动。活动铁芯前端固定有推杆推杆前端安装有开关触盘;活动铁芯后端用调节螺钉与耳环连接,耳环与拨叉连接铜套外面安装有一个复位弹簧,其作用是使活动铁芯等可移动部件复位
    电动机开关由开关触盘和触点组成。触盘固定在活动铁芯推杆的前端;两个触点分别与起动机端子C和端子30制成一体在两触点的旁边,还有一块与附加电阻短路接线柱(图中代号⑥为一小螺母端子)相连的小铜片称为附加电阻短路开关,该铜片的端面应稍微偏后于电动机开关触点所在的平面以便在触盘接通电动机开关触点時,短路开关能可靠接通附加电阻能被可靠短路。
    当吸拉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芯向前迻动,直到推杆上的触盘将电动机开关的两个触点接通而使电动机电路接通为止
    当吸拉线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相反时,其電磁吸力相互抵消在复位弹簧的张力作用下,活动铁芯等可移动部件自动复位触盘与触点断开,电动机电路即被切断
起动继电器的結构如图6~8左上角部分所示,主要由电磁铁机构和触点总成组成线圈分别与壳体上的“点火起动开关”端子和“搭铁”端子连接,固定觸点与“起动机”端子连接活动触点通过触点臂和支架与“电池”端子连接。继电器触点为动合触点当线圈通电时,产生电磁吸力将觸点吸闭从而便将继电器控制的吸引线圈和保持线圈电路接通。继电器触点的闭合电压12V系统为6.0~7.6V

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