Ранний период ручного запуска (начало рождения автомобиля - начало XX века)
В то время, когда автомобиль только родился, способ запуска двигателя был чрезвычайно примитивным. В то время люди в основном полагались на ручные кривошипы для запуска двигателя. Этот ручной кривошип обычно устанавливается на передней части двигателя, и оператору нужно вращать кривошип с большей силой, чтобы коленчатый вал двигателя вращался, чтобы завершить цикл впуска, сжатия, работы и выхлопа и в конечном итоге запустить двигатель.
Этот метод ручного запуска имеет много недостатков. Во - первых, он предъявляет высокие физические требования к операторам, особенно для больших двигателей или в холодную погоду, когда масло внутри двигателя загустеет, трение увеличивается, а ручной запуск становится более сложным. Во - вторых, этот способ имеет определенную опасность. В момент запуска двигателя, если оператор вовремя не отпускает кривошип, обратный импульс, создаваемый двигателем, может привести к повороту кривошипа, что может повредить руку оператора, что в то время не было редкостью.
В дополнение к ручному кривошипу, есть способ запуска веревки. Этот способ относительно ручной кривошип может быть немного удобнее в некоторых случаях, но также сталкивается с такими проблемами, как большая физическая нагрузка, низкая эффективность и риски безопасности. Например, при запуске каната во время работы необходимо найти подходящий угол силы, а веревка легко изнашивается и ломается, что еще больше увеличивает неопределенность при запуске.
Зарождение и раннее исследование электрических стартеров (начало 20 - го века - 1912 год)
По мере развития автомобильной промышленности существует настоятельная необходимость в более безопасном и эффективном способе запуска двигателя. В начале 20 - го века некоторые изобретатели начали экспериментировать с электричеством для запуска двигателя.
В 1910 году Каттон начал изучать технологии, связанные с стартерами. Однако в то время он был ограничен техническим уровнем, и стартеры, которые он изучал, не соответствовали требованиям практического применения во многих ключевых аспектах, таких как надежность, эффективность и компактность. Тем не менее, эти ранние исследования заложили определенную теоретическую и практическую основу для последующих изобретений действительно практичных электрических стартеров.
Рождение и первоначальное применение электрических стартеров (1912 - середина XX века)
В 1912 году американский автомобиль General Motors Cadillac совершил большой прорыв, впервые оснастив его электрическим стартером, изобретенным Чарльзом Кейтлин. Это изобретение является важной вехой в истории автомобилей, которая полностью изменила способ запуска автомобильных двигателей.
Основной принцип этого электрического стартера заключается в том, чтобы использовать электрическую энергию, обеспечиваемую аккумулятором, которая зацепляется с зубчатым кольцом маховика двигателя через приводную шестерню двигателя, а затем заставляет маховик вращаться и запускать двигатель. Электрический стартер имеет очевидные преимущества по сравнению с ручным способом запуска. Это не только значительно снижает физическую нагрузку на водителя, но и делает процесс запуска более быстрым и надежным, эффективно улучшая удобство использования и безопасность автомобиля.
После этого автопроизводители постепенно осознали огромный потенциал электрических стартеров и начали внедрять новую технологию. Тем не менее, электрические стартеры также столкнулись с некоторыми проблемами в раннем применении. Например, аккумуляторная технология в то время была недостаточно зрелой, хранение электроэнергии было ограниченным, а мощность стартера была относительно небольшой, и запуск некоторых крупных двигателей мог быть немного затруднен. Кроме того, необходимо улучшить долговечность и стабильность стартера, частые операции запуска могут привести к перегреву двигателя, износу шестерни и другим проблемам.
Период технического совершенствования и развития (середина XX века - конец XX века)
В 1949 году компания Chrysler внедрила новые инновации в технологию запуска, впервые используя комбинацию клавиш для управления пусковым переключателем зажигания. Эта конструкция объединяет функции зажигания и запуска в одну кнопку, что еще больше упрощает процесс работы автомобиля и улучшает пользовательский опыт.
В этот период технические улучшения стартера в основном сосредоточены на электромагнитных переключателях, характеристиках двигателя и механизмах передачи. Улучшение электромагнитных переключателей делает управление стартером более точным и надежным. Оптимизируя конструкцию и материалы электромагнитной катушки, улучшается электромагнитное всасывание, гарантируя, что стартер может быстро и стабильно зацепляться и отделяться от зубчатого колеса двигателя.
С точки зрения характеристик двигателя, стартер использует более эффективную конструкцию двигателя и лучшие изоляционные материалы. Например, от традиционных двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением постепенно развивается двигатель постоянного тока с постоянным магнитом. Электродвигатель с постоянным магнитом обладает более высокой эффективностью, меньшим объемом и лучшими характеристиками крутящего момента, обеспечивая более мощную пусковую мощность в тех же условиях питания. В то же время улучшены теплоотводящие свойства двигателя, что снижает риск повреждения двигателя от перегрева за счет оптимизации конструкции корпуса двигателя и канала охлаждения.
Что касается трансмиссии, то материалы шестерни и производственные процессы стартера постоянно совершенствуются. Для изготовления шестерни используется более износостойкая и прочная легированная сталь, а форма зуба шестерни оптимизирована, что повышает точность зацепления шестерни и эффективность передачи. Кроме того, были добавлены некоторые защитные устройства, такие как одностороннее сцепление. Односторонняя муфта гарантирует, что шестерня стартера автоматически отделяется от зубчатого кольца маховика после запуска двигателя, избегая повреждения стартера двигателем, который, в свою очередь, приводит к высокоскоростному вращению стартера.
V. Эпоха современного интеллектуального старта (начало XXI века - по настоящее время)
В 21 - м веке, с быстрым развитием автомобильных технологий, особенно широкого применения электронных и интеллектуальных технологий в автомобильном секторе, стартовые двигатели также открыли новые изменения.
На фоне появления новых энергетических транспортных средств электрические стартеры стали более широко использоваться в электромобилях и гибридах. Для электромобилей функция старта уже не просто запускает двигатель (потому что у электромобиля нет традиционного двигателя внутреннего сгорания), а больше участвует в таких процессах, как управление силовой системой автомобиля и рекуперация энергии. Например, при запуске и ускорении транспортного средства стартер (обычно называемый приводным двигателем в электромобиле) служит источником энергии, который эффективно преобразует электрическую энергию в механическую энергию, приводя транспортное средство вперед; Во время торможения приводной двигатель, в свою очередь, может служить генератором, преобразуя кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию, восстанавливая и сохраняя ее в аккумуляторе для достижения регенерации энергии.
В то же время, уровень интеллекта стартера также становится все выше. Современный стартер оснащен сложным электронным блоком управления (ECU), который может автоматически регулировать параметры запуска стартера в зависимости от температуры двигателя, заряда аккумулятора, частоты запуска транспортного средства и многих других факторов. Например, в холодную погоду ECU может управлять стартером для предварительного вращения двигателя на более низких скоростях, позволяя маслу полностью смазывать внутренние части двигателя до нормального запуска, что уменьшает износ двигателя при запуске и продлевает срок службы двигателя. Кроме того, интеллектуальный стартер также может быть подключен к мобильному телефону владельца и другим устройствам через систему связи транспортного средства, чтобы реализовать такие функции, как удаленный запуск, что обеспечивает пользователям большое удобство.
От ранних ручных кривошипов до современных интеллектуальных электрических стартеров история старта стала свидетелем непрерывного прогресса автомобильных технологий и неустанного стремления людей к удобным и эффективным способам передвижения.
