汽車為什麼要配備啟動電機,能不能用發電機替代?

肉笑皮不笑537


目前只有油電混動/插電混動汽車取消了啟動機,因為插電混動採用的直流電機功率特別大,電池電壓高,可以提供大電流因此直流電動機完全可以代替啟動機,來完成啟動引擎的任務。


大多數汽車發電機功率都不大,一般不會超過2kw,所以用來啟動發動機動力是不足的,而且這類有刷發電機,結構上也不允許逆向作為電動機使用。而那些發電機功率

很大的bsg電機也不能完全取代啟動機。這與BSG電機傳動方式有關係,BSG電機與發動機之間是皮帶傳動,由皮帶連接的。而皮帶傳動不能承受啟動瞬間的高力矩,或者會大大縮短皮帶壽命。因此bsg電機啟動車輛時,需要條件的。那就是發動機熱機小,啟動阻力低的時候才啟用,如果冷車啟動,不僅皮帶承受力矩過大,而電機電流也會過大,而動力電池電能也不一定恰好足夠。上圖可以看到BSG電機與發動機間的傳動關係。也可以看到電機皮帶輪直徑與發動機曲軸輪直徑所相差的倍數不多,速比非常高可以達到4:1左右。當然這只是一個大致估算而已。速比低,發動機啟動轉速就會非常高,所以輕混系統發動機由bsg電機啟動時,轉速可以達到1000rpm以上。這就是帶有bsg電機的車輛,自啟停時舒適性更高的原因。高轉速啟動,發動機運轉更平穩、震動更小,駕駛員幾乎感覺不到發動機啟動過程。而啟動轉速過高也會帶來啟動力矩降低的副作用。上面說的速比也是這個道理,可以理解為電機轉動四圈,發動機轉動一圈。這其實就是槓桿原理,槓桿長,力矩大,但是費了距離。電機功率不足的情況下,只能通過加大啟動速比來增加啟動力矩。因此啟動力矩與轉速只能選則一個。

上圖就是汽車啟動機與飛輪啟動齒圈。可以看到啟動機齒數在10齒左右,而飛輪齒圈齒數要超過100齒,兩者之間傳動比輕鬆超過8:1,啟動機與飛輪之間是齒輪齧合,出傳動可靠可以承受高力矩,而傳動比高則啟動機的扭矩被放大很多倍(超過8倍),所以只有幾千瓦的啟動機可以啟動發動機。但是此時發動機啟動轉速是很低的,只有幾十轉到一百轉左右汽油機50轉/分就可以啟動,柴油機則需要100-200轉/分才能啟動,所以啟動機啟動發動機時會有震動感、而熱車後BSG電機啟動則不會有明顯的震動。


水墨丹青一世情


汽車起動電機是為了啟動車輛更簡單、更輕鬆,發電機是用以全車供電,兩者功能不同但可以集成為一體,只是成本比較高。

汽車啟動電機使用的是直流串勵式電動機,其作用是消耗蓄電池的電能帶動發動機曲軸運轉,結構由單向離合器與驅動齒輪、撥叉等部件組合,通電後電機轉子產生的轉矩在於發動機曲軸結合後實現發動機的運轉,發動機內部啟動的步驟如下:

  1. 曲軸帶動連桿

  2. 連桿帶動活塞、

  3. 噴油嘴開始向氣缸內部噴油、

  4. 活塞在氣缸中壓縮空氣使其產生高溫蒸發液態霧化汽油

  5. 壓縮後由火花塞點燃引爆或柴油機通過高壓縮比直接達到柴油的自燃點。

在完成這一步驟之後發動機才算正常啟動,因為不同氣缸內部開始爆燃後會產生動能,這一能量可以推動活塞下行;那麼反向思考就是活塞帶動連桿、連桿推動曲軸、曲軸得到動力再帶動其他活塞上行壓縮爆燃產生動力,這種交替時的往復循環才能讓發動機持續的穩定運轉。

簡單理解起動機或者稱之為馬達只是輔助發動機實現第一次的往復循環,這和曾經的汽車用搖把啟動發動機的概念是相同的;但搖把啟動不僅危險而且忒累,所以才用電動機替代搖把實現更理想的用車體驗,這是為什麼要用起動機的原因。(馬達是motor的音譯,motor釋義為發動機,發動機包括各種內燃機、外燃機、電動機的多種類型)


發電機的作用與起動機不同,概念的區別是這樣的。

  • 起動機直流電機是將直流電轉化為機械能

  • 發電機交流電機是將機械能轉化為交流電

作用大致是兩個方向,功能是完全不同的,電機的作用是在車輛行駛中通過發動機提供動能運行發電,在啟動後車輛所有的耗電部件使用的電都是發電機直供,而且還要為蓄電池充電。

不過功能不同但兩者結合也並不是不可能,BSG發電啟動一體機等於兩種電機的結合;只是在結合後製造難度較高也拉高了成本,且功率明顯提升普通的鉛酸蓄電池容量過小不能承受,普通的起動機不過1kw多一些的功率在啟動瞬間要消耗300~400Ah的電量,BSG電機的功率再小也有10kw左右耗電量非常大。

這種電機最早出現在賽車領域,其作用不僅要負責啟動而且還要主動輸出動力輔助曲軸運轉為性能加分,民用車使用即使減小了功率也很難完全小型化,所以使用發電啟動一體機則需要一組單獨的蓄電池並且升壓到48V,製造成本要高的多。

起動機和電動機還是獨立分開運行最好,尤其是有SST功能的汽車還要考慮起動機的使用年限,這麼設計當然是有其合理之處的。


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天和Auto


汽油機在靜態,飛輪未儲存能量,所以要油汽機開始壓縮爆發必須給它一個原動力,一但汽油機工作不但帶著汽車飛奔,同時飛輪也儲存一些能量供汽油機繼續工作,使發電機是不能給汽車起始動力的。


電燈匠1


不配的話難道你用手搖啟動嗎?


wgd244


兩者結合可以集成,但是成本將上升到原來的8倍以上。可靠性有所下降。


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