汽车起动机_

  2.2.3超速保护设施 超速保护设施是起动机驱动齿轮与电枢轴之间的离 合机构，简称单向制动器。 常用的单向离合器有滚柱式、弹簧式、摩擦片式等多 种形式。

  2.2.3.1 滚柱式单向离合器 结构：滚柱式单向离合器由驱动齿轮、十字块、滚柱和 弹簧等组成。离合器总成套装在电枢轴的花键上，可以 轴向移动。如图5所示。 工作原理：起动时，拨叉将离合器推出，驱动齿轮与飞 轮啮合，电动机通电后，带动十字块旋转。此时十字块 处于主动状态，使滚柱滚入窄端，将十字块与外壳卡紧。 起动后，飞轮齿圈带动驱动齿轮与外壳非常快速地旋转，当转 速超过十字块时，就迫使滚柱滚入宽端，各自自由滚动， 起保护作用。

  2.3 控制机构 起动机的控制机构也称操纵机构，它的作用是控制 机动机主电路的通、断和驱动齿轮的移除和退回。 起动机的控制部分分为直接操纵式和电磁操纵式两 种。 直接操纵式控制机构检修方便，且不消耗电能，有 利于提高启动转速。但是驾驶员的劳动强度大，不易远 距离操纵，所以目前已很少使用。 电磁操纵式控制机构，俗称电磁开关，其使用起来更便捷， 工作可靠，并适合远距离操纵，所以目前广泛使用。

  接通点火开关开启发动机时，驱动齿轮靠杠杆机构 的作用沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合，使发动机启动； 发动机启动后，切断启动开关，外力的作用消除后，驱 动齿轮在复位弹簧的作用下退回，脱离与飞轮环齿的啮 合。 这种启动机结构较为复杂， 仅用于一些大功率柴油车上。

  强制啮合式启动机。 启动机不工作时 ，起动机的电枢与磁极错开。接通 起动开关起动发动机时，在磁极磁力的作用下，整个电 枢连同驱动齿轮移动与磁极对齐的同时，驱动齿轮与飞 轮环齿啮合。发动机启动后，切断启动开关，磁极退磁， 电枢轴连同驱动轮退回，脱离与飞轮的啮合。 这种启动机结构相对比较简单、工作可靠、操作便捷，所以 被现代汽车广泛采用。

  （一）直流电动机 功用：将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电 磁转矩。 结构：电枢、磁极、换向器和电刷

  磁极： 是直流电动机的定子部分，用来产生电动机运转所必 须的用来产生电动机运转所需的磁场，它由磁极铁芯、 安装在磁极铁芯上的励磁绕组及机壳组成。 磁极铁芯用硅钢片叠加而成，并用螺钉固定在机壳内 壁上，为增强磁场、增大转矩，车用起动机一般会用四 个磁极，少数大功率起动机采用六个磁极，每个磁极铁 芯上都缠有励磁绕组，并通过外壳构成磁回路。励磁绕 组通常是用较粗的矩形截面的裸铜线饶制，匝间用绝缘 纸绝缘，外部用玻璃纤维带包扎后套在磁极铁芯上。当 直流电压作用于励磁绕组的两端时，励磁绕组的周围产 生磁场并使磁极铁芯磁化，使成为具有一定极性的磁极， 并且4个磁极的N极与S极相间排列，形成起动机的磁场。

  2.2 传动机构 2.2.1 传动机构的作用 启动的传动机构安装在电动机电枢的延长轴上，用 来在开启发动机时将驱动齿轮与电枢轴连成一体，使发 电机启动。发动机启动后，飞轮转速提高，它将带着驱 动齿轮非常快速地旋转，会使电枢轴因超速旋转而损坏。因此， 在发动机启动后驱动齿轮的转速超过电枢轴的正常转速 时，传动机构应使驱动齿轮与电枢轴自动脱开，防止电 动机超速。为此，启动机的传动机构中必须有超速保护 装置。

  一、起动机的作用 二、起动机的结构及工作原理 2.1 直流电动机 2.2 传动机构 2.3 控制机构 三、起动机的一般故障及检修方法

  发动机的起动需要外力的支持，汽车 起动机就是在扮演着这一个角色。起动机可 以将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发 动机飞轮旋转实现发动机的起动。

  电枢： 直流电动机的转子部分，用来将电能转变为机械能， 即在起动机通电时，与磁场相作用而产生电磁转矩。

  电枢铁芯由外圆带槽的钢片叠成，压装在电枢轴上； 铁芯的外槽内饶有绕组，绕组用粗大的矩形截面裸铜线 绕制而成，并且多采用波绕法，以便结构紧密相连，并可以 通过较大的电流，获得比较大的电磁力矩。为防止电枢绕 组搭铁和匝间短路，在电枢绕组和铁芯之间和电枢绕组 间用绝缘纸隔开。

  换向器 用来连接励磁绕组与电枢绕组的电路，并使处于同 一磁极下的电枢导体中流过的电流保持固定方向。

  换向器由少数的燕尾形铜片组成，并用轴套和 压环组装成一个整体，压环装在电枢轴上，各铜片之间 以铜片与轴套、压环之间均用云母或硬塑料片绝缘。 电枢绕组各线圈的两端焊接在相应铜片的接线凸缘 上，经过绝缘电刷和搭铁电刷分别与起动机磁场绕组的 一端和启动机壳体连接。

  发动机启动后，在松开启动按钮的瞬间，吸拉线圈和保持线 圈是串联关系，两线圈所产生的磁通正好相反，互相抵消，于是 活动铁芯在复位弹簧的作用下迅速回位，使驱动齿轮推出啮合， 接触盘在其右端小弹簧的作用下脱离接触，主开关断开，切断了 26 起动机的主电路，起动机停止运转。

  开启发动机时，接通总开关，按下启动按钮，吸拉线圈和保 持线圈的电路被接通，其电流通路为： 蓄电池正极 吸拉线圈 保持线圈 蓄电池负极 主接线 电流表 电动机 搭铁 总开关 启动按钮

  这时吸拉线圈和保持线圈产生的电磁力方向相同，互相叠加， 使活动铁芯很容易的克服复位弹簧的弹力而右行，一方面将带动 拔叉将单向离合器推出，使驱动齿轮与飞轮齿圈可靠啮合；另一 方面通过推杆推动接触盘与主线

  主开关接通后，吸拉线圈被短路，电磁开关的位置靠保持线 圈的的吸力来维持，同时蓄电池经过主开关给电动机的励磁绕组 提供强大的启动电流，使电枢轴产生足够的电磁力矩，带动曲轴 旋转而启动发动机，其电流通路为： 电流表等 接线 蓄电池正极 主接线 接触盘 主接线 保持线圈 搭铁 蓄电池负极 电动机

  发动机起动原理 要使发动机由静止状 态过渡到工作状态，必须用外力转动发 动机的曲轴，使气缸内吸入(或形成)可 燃混合气并燃烧膨胀，工作循环才能自 动进行。 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开 始自动地怠速运转的全过程，称为发动 机的起动。

  起动机一般由三部分所组成： (1)直流电动机； 其作用是产生转矩。 (2)传动机构； 其作用是：在发动机起动时，使起动机驱动齿轮啮入飞 轮齿环，将起动机转矩传给发动机曲轴；而在发动机起 动后．使驱动齿轮打滑与飞轮齿环自动脱开。 (3)控制机构； 用来接通和切断起动机与蓄电池之间的电路。在有些汽 车上，还具有接入和隔除点火线圈附加电阻的作用。

  当电枢绕组中有电流通过时，电枢导体的周围产生 磁场，该磁场与磁极磁场相互作用，产生使电枢轴旋转 的力矩，称为电磁力矩或电磁转矩。电磁转矩的大小与 流过电枢导体中的电流的大小（电枢电流）和磁极磁场的 强度（磁极磁通）有关。

  为了在开启发动机时，起动机能产生强大的电磁转 矩，励磁绕组与电枢绕组一般都会采用串联方式连接，称为 串激时直流电动机。串机式直流电动机具有启动转矩大、 启动转速低、启动安全可靠等许多优点，适于发动机启 动。励磁绕组与电枢绕组可以以不同的方式串联。

  2.2.2传动机构的类型 车用起动机的传动机构也称为啮合机构，有如下类 型： （1）惯性啮合式传动机构

  惯性啮合式传动机构 接通点火开关开启发动机时，驱动齿轮靠惯性力的 作用，沿电枢轴移除与飞轮啮合，使发动机启动；发动 机启动后，当飞轮的转速超过电枢轴转速时，驱动齿轮 靠惯性力的作用退回，脱离与飞轮的啮合，防止电机超 速。 这 种启动机二亡作可靠性 差．现代汽车已很少使 用。

  电枢轴除了铁芯和换向器外，还制 有螺旋槽和花键槽，以便安装传动装置， 电枢轴两端通过轴承支承在起动机前后 端盖上。

  电刷及电刷架 电刷用铜和石墨粉压制而成，一般含铜80%-90%， 石墨10%-20%，以减小电刷电阻并增加其耐磨性。 一般起动机个数等于磁极个数，也有的大功率起动 机的电刷个数等于磁极个数的2倍，以便减少电刷上的 电流密度。有些小功率高速启动机的电刷弹簧采用螺旋 弹簧，多数采用碟形弹簧。 电刷架采用箱式结构，铆装于前端盖上。电刷装于 架内，并用弹簧压紧在转向器的外圆表面；电刷与转向 器有较大的接触面积，以尽量减小电刷与转向器之间的 接触电阻，并延长电刷的常规使用的寿命。

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