桁架是由直杆组成，全部由铰结点连接而成的结构。图3-24图3-25在平面桁架的计算简图中，通常做如下三点假定：每个结点都是光滑无摩擦力的理想铰结点；每根杆件的轴线都是直线，且在同一平面内都通过铰的中心；所有荷载都作用在结点上。符合上述假定的桁架称为理想桁架，当桁架中各杆的轴线和外力都作用在同一平面内时，称为平面桁架。图3-26桁架的内力计算与其几何组成有着紧密的联系，按桁架几何组成的特点，平面桁架可分为：简单桁架。......
2023-08-30
汽车起动机的组成与分类
【摘要】：图3.2起动机的组成1)直流电动机的组成起动机的直流电动机主要由定子、转子、电刷及端盖、驱动端盖等组成,如图3.3所示。滚柱式单向离合器齿轮啮合稳定,且磨损少,为目前汽油机起动机使用最多的类型。图3.12滚柱式单向离合器的工作过程3)起动机的控制机构起动机控制机构也称为操纵机构,其作用是控制驱动齿轮和飞轮的啮合与分离;控制电动机电路的接通与切断。
（1）起动机的组成
起动机由直流电动机、传动机构和控制机构三大部分组成,如图3.2所示。
图3.2 起动机的组成
1)直流电动机的组成
起动机的直流电动机主要由定子、转子、电刷及端盖、驱动端盖等组成,如图3.3所示。
图3.3 起动机的直流电动机结构
①定子。也称为磁极,其作用是产生磁场,分励磁式和永磁式两类。为增大转矩,汽车起动机通常采用4个磁极,两对磁极相对交错安装,定子与转子铁芯形成的磁力线回路如图3.4所示,低碳钢板制成的机壳是磁路的一部分。
图3.4 电动机磁路
励磁式电动机定子铁芯为低碳钢,铁芯磁场要靠绕在外面的励磁绕组通电建立。为使电动机磁通能按设计要求分布,将铁芯制成如图3.5所示的形状,并用埋头螺栓紧固在机壳上。励磁绕组由扁铜带(矩形截面)绕制而成,其匝数一般为6～10匝;铜带之间用绝缘纸绝缘,并用白布带以半叠包扎法包好后浸上绝缘漆烘干而成。采用励磁式定子的电动机,其励磁绕组与转子串联连接,故称串励式电动机。
永磁式电动机不需要电磁绕组,可节省材料,而且能使电动机磁极的径向尺寸减小;在输出特性相同的情况下其质量比励磁定子式电动机可减轻30%以上。条形永久磁铁可用冷黏接法粘在机壳内壁上或用片状弹簧均匀地固装在起动机机壳内表面上。由于结构尺寸及永磁材料性能限制,永磁起动机的功率一般不大于2 kW。
②转子。也称为电枢(图3.6),由电枢轴、铁芯、电枢绕组和换向器等组成。转子的作用是产生电磁转矩。
图3.5 励磁式电动机定子
图3.6 转子
典型起动机转子结构,如图3.7所示。转子铁芯由硅钢片叠成后固定在转子轴上。铁芯外围均匀地开有线槽,用以放置转子绕组;转子绕组由较大矩形截面的铜带或粗铜线绕制而成。在铁芯线槽口两侧,用轧纹将转子绕组挤紧以免转子高速旋转时由于惯性作用将绕组甩出,转子绕组的端头均匀地焊在换向片上。为防止铜制绕组短路,在铜线与铜线之间及铜线与铁芯之间用性能良好的绝缘纸隔开。
图3.7 典型起动机转子的结构
③电刷及端盖。一般用浇铸或冲压法制成,盖内装有4个电刷架及电刷,其中两只搭铁电刷利用与端盖相通的电刷架搭铁。另外两只电刷的电刷架则与端盖绝缘,绝缘电刷引线与励磁绕组的一个端头相连接,如图3.8所示。起动机电刷通常用铜粉(80%～90%)和石墨粉压制而成,以减少电阻并提高耐磨性。电刷架上有盘形弹簧,用以压紧电刷。
图3.8 起动机用电刷及端盖
④驱动端盖。驱动端盖上有拨叉座和驱动齿轮行程调整螺钉,还有支撑拨叉的轴销孔。为了避免电枢轴弯曲变形,一些起动机上装有中间支撑板。端盖及中间支撑板上的轴承多用青铜石墨轴承或铁基含油轴承。驱动端盖,如图3.9所示。
2)起动机的传动机构
传动机构的作用是把直流电动机产生的转矩传递给飞轮齿圈,再通过飞轮齿圈把转矩传递给发动机的曲轴,使发动机启动;启动后,飞轮齿圈与驱动齿轮自动打滑脱离。传动机构一般由驱动齿轮、单向离合器、拨叉等组成,其工作过程如图3.10所示。
单向离合器是传动机构的主要部件,有滚柱式、摩擦片式、弹簧式等几种类型。其中,最常用的是滚柱式单向离合器。
滚柱式单向离合器的构造如图3.11所示。滚柱式单向离合器的驱动齿轮与外壳制成一体,外壳内装有十字块和4套滚柱、压帽和弹簧。十字块与花键套筒固定连接,传动套筒内侧带键槽,套在电枢轴的花键部位上。滚柱式单向离合器通过改变滚柱在楔槽中的位置来实现分离和接合,以实现起动机驱动发动机,而发动机不能驱动起动机的单向传递动力的作用。滚柱式单向离合器齿轮啮合稳定,且磨损少,为目前汽油机起动机使用最多的类型。
滚柱式单向离合器的工作过程如图3.12所示。
发动机启动时,电枢轴通过花键套筒带动十字块旋转,这时滚柱在摩擦力作用下,滚入楔形槽的窄端将十字块与外壳(驱动齿轮)形成一体,于是将转矩传给了驱动齿轮,带动飞轮齿圈转动,启动发动机。
图3.9 驱动端盖的结构
图3.10 传动机构的工作过程
图3.11 滚柱式单向离合器的构造
发动机启动后,随着曲轴转速升高,飞轮齿圈将带动驱动齿轮高速旋转。当转速大于十字块转速时,在摩擦力作用下,滚柱滚入楔形销的宽端而打滑,这样转矩不能从驱动齿轮传给电枢轴,从而防止了电枢超速飞散。
图3.12 滚柱式单向离合器的工作过程
3)起动机的控制机构
起动机控制机构也称为操纵机构,其作用是控制驱动齿轮和飞轮的啮合与分离;控制电动机电路的接通与切断。控制机构主要包括机械控制式(也称直接操纵式,现已淘汰)和电磁控制式(电磁操纵式)两类。
电磁控制式起动机控制机构由电磁开关、拨叉等组成。电磁开关由吸拉线圈、保持线圈、活动铁芯、固定铁芯、主开关接触盘及复位弹簧等组成。其中吸拉线圈与电动机串联,保持线圈与电动机并联。活动铁芯可驱动拨叉运动,又可推动接触盘推杆。
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