汽车电器与电控技术(第2版)
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第二节 起动机的工作特性

起动机的转速n、电磁转矩T、功率P与电枢电流Ia之间的关系称为起动机的工作特性。

一、起动机的功率

起动机的功率P(kW)可由下式确定

式中 Ts——起动机输出转矩,N·m;

ns——起动机转速,r/min。

二、起动机的工作特性曲线

起动机的功率是直流电动机输出的,因此由上式和串励直流电动机的转矩特性及机械特性可得起动机的工作特性。东风汽车用起动机的工作特性曲线如图2-12所示。

图2-12 电磁式起动机的工作特性曲线

当起动机空载(Ts=0)运行时,流过起动机的电流称为空载电流,用I0表示,一般I0≤90A,起动机转速达到最大值,称为空载转速,用n0表示,一般n0≥5000r/min。此时起动机对外尚无转矩输出,空载电流产生的电磁转矩用于克服起动机自身的摩擦力矩和惯性力矩。

当起动机完全制动(即ns=0,相当于刚刚接通起动机)时,电枢电流最大(即Ia=IamaxIamax称为制动电流,一般Iamax≥600A)、电磁转矩达到最大值(即Ts=TsmaxTsmax称为制动转矩)。

当起动机完全制动(ns=0)和空载(Ts=0)时,起动机的功率为0。而在电枢电流略大于制动电流的一半(Ia=0.5Iamax)时,起动机输出功率最大。由于汽车起动机工作时间很短(3~5s),允许以最大功率运转,因此,通常将起动机的最大功率确定为起动机的额定功率。

在生产与使用过程中,通常通过进行空载与制动两项试验来检验起动机的技术状态。

三、起动机功率的影响因素

起动机工作时电流很大,因此,起动电路电阻、蓄电池容量和环境温度对起动机的输出功率有很大影响。

1)起动电路电阻的影响。起动电路电阻包括导线电阻和接触电阻。接触电阻包括起动电路的电缆端子与蓄电池极柱之间、电缆端子与起动机电源端子“30”之间、搭铁电缆端子与汽车车体之间、电动机电刷与换向器之间、电动机开关触盘与触点之间的接触电阻等。接触电阻大、电缆截面积过小,都会造成较大的电压降而使起动机输出功率下降。

2)蓄电池容量的影响。蓄电池容量越小,其内阻越大,内压降也就越大,施加在起动机上的端电压就低,因此会使起动机输出功率下降。当蓄电池使用时间增长,极板硫化程度增大时,其内阻相应增大,蓄电池输出容量减小,起动机输出功率下降,所以发动机就不易起动。

3)环境温度的影响。温度低时,蓄电池电解液黏度和内阻增大,蓄电池容量和端电压都将下降,使起动机输出功率下降。因此冬季寒冷时,应对蓄电池采取保温措施。