起动机（俗称“马达”）是启动系统的主要组成部分，它由串励式直流电动机、传动机构和电磁开关（也称操纵机构）三部分组成，如图3-1所示。起动机的结构如图3-2所示。
图3-1 起动机的组成
图3-2 起动机的结构
1—传动机构；2—电磁开关；3—串励式直流电动机；4—拨叉；5—活动铁芯；6—垫圈；7—弹簧；8—顶杆；9—线圈体；10、12—绝缘垫；11—接触盘；13—接线柱；14—连接铜片；15—电刷；16—端盖；17—防护罩；18—穿钉；19—搭铁电刷；20—外売；21—励磁绕组；22—电枢；23—单向离合器；24—驱动齿轮
1.串励式直流电动机
①③直流电动机的作用是产生电磁转矩，一般均采用直流串励式电动机。串励是指电枢绕组与励磁绕组串联。
②直流电动机的结构。直流电动机由励磁绕组（也称磁场线圈）、磁极铁芯、电枢、电刷、电刷架、外壳和端盖等组成，如图3-3所示。
图3-3 直流电动机的结构
Ⅰ.磁极。磁极的作用是产生电枢转动时所需要的磁场，它由固定在外売上的磁极铁芯和励磁绕组（也称磁场绕组）组成，如图3-4所示。
图3-4 磁极
图3-5为励磁绕组的内部电路连接方法，励磁绕组一端接在外壳的绝缘接线柱上，另一端与两个非搭铁电刷相连。
图3-5 励磁绕组与电枢绕组的连接方法
Ⅱ.电枢。图3-6为电枢总成，由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯和电枢绕组组成，励磁绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。
换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成。换向片嵌装在轴套上，各换向片之间均用云母绝缘。
Ⅲ.电刷。电刷和换向器配合使用。它主要用来连接励磁绕组和电枢绕组的电路，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。
电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力，以保持配合，如图3-7所示。
图3-6 电枢总成
以四磁极电动机为例，其中两个电刷与外壳绝缘，电流通过这两个电刷进入电枢绕组，另外两个为搭铁电刷，通过电枢绕组的电流使这两个电刷搭铁。
图3-7 电刷及电刷架的组合
Ⅳ.外壳。它是电动机的磁极和电枢的安装机体，其中一端有4个检查窗口，便于进行电刷和换向器的维护，同时起动机的电磁开关也安装在外売上，其上有一绝缘接线端，是电动机电流的引入线。
2.传动机构
（1）传动机构的作用
传动机构是在启动发动机时使起动机驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，将起动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机启动后又能使起动机驱动齿轮自动空转或与飞轮齿圈脱离啮合。
（2）对传动机构的要求
①起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈啮合时要平稳，不能发生冲击现象。
②由于起动机的驱动齿轮与发动机的飞轮齿圈速比很大（一般大于15），因此发动机启动后，驱动齿轮应能自动打滑或脱离啮合，以免发动机带动起动机电枢高速旋转，造成电枢绕组“飞散”的事故。
③因为起动机是由点火开关控制的，所以当发动机工作时，要防止点火开关误操作，使起动机的驱动齿轮再次与发动机的飞轮齿圈啮合，导致起动机与发动机的飞轮齿圈损坏。
（3）传动机构的工作过程(www.xing528.com)
图3-8所示为传动机构的工作示意图
图3-8 传动机构的工作示意图
1—飞轮；2—驱动齿轮；3—单向离合器；4—拨叉；5—活动铁芯；6—电磁开关；7—电枢
①图3-8（a）所示为起动机不工作时所处的位置。
②图3-8（b）所示为在电磁开关的作用下，驱动齿轮与飞轮齿圈正在啮合，此时起动机的主电路还没有接通。
③图3-8（c）所示为驱动齿轮与发动机飞轮齿圈完全啮合，主电路接通，电枢轴开始带动发动机曲轴旋转。
发动机启动后，驱动齿轮与飞轮齿圈仍处于啮合状态，单向离合器打滑，驱动齿轮在飞轮的带动下空转。启动结束后，驱动齿轮在电磁开关的作用下，与发动机飞轮齿圈脱离啮合。
（4）单向离合器
起动机传动机构中的关键部件是单向离合器。其作用是在启动时将电枢产生的电磁转矩传递给发动机飞轮；而当发动机启动后，单向离合器立刻打滑，防止发动机飞轮带动电枢高速旋转。单向离合器主要有滚柱式、摩擦片式和弹簧式三种类型。
滚柱式单向离合器应用最为广泛，其实物如图3-9所示。
图3-9 单向离合器
摩擦片式单向离合器可以传递较大的转矩，应用于大功率起动机上。但是在使用过程中，摩擦片磨损后，传递的转矩将会下降，因此需要经常调整，而且其结构复杂。
弹簧式单向离合器结构简单，成本低，使用寿命长，但由于扭力弹簧的轴向尺寸较长，一般只应用在大功率起动机上。
下面仅介绍滚柱式单向离合器的结构与工作过程。
滚柱式单向离合器的原理是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现分离和结合，其结构如图3-10所示。
图3-10 滚柱式单向离合器结构
1—驱动齿轮；2—外壳；3—十字块；4—滚柱；5—弹簧与压帽；6—垫圈；7—护盖；8—传动套筒；9—弹簧座；10—弹簧；11—移动衬套；12—卡簧
单向离合器的外壳2与驱动齿轮1为一体，外壳2与十字块3之间形成四个楔形槽，每个槽中有一个滚柱4，十字块3与传动套筒8为一体，传动套筒8内侧带键槽，套在电枢轴的花键部位上。
其工作过程为：当起动机开始工作时，拨叉拨动移动衬套11，使驱动齿轮1与发动机飞轮齿圈啮合，电磁转矩由电枢轴传到传动套筒8与十字块3，使十字块3同电枢轴一同旋转。此时，再加上飞轮齿圈给驱动齿轮1的反作用力，滚柱在摩擦力矩的作用下，滚入楔形槽的窄端而卡死［见图3-11（a）］，于是驱动齿轮1和传动套筒8为一个整体，带动飞轮，启动发动机。当发动机启动后，发动机飞轮带动驱动齿轮1旋转，外壳2的转速高于十字块3的转速，此时，滚柱滚向楔形槽的宽端而打滑［见图3-11（b）］。这样发动机的转矩就不能通过驱动齿轮1传递给电枢，防止电枢因高速飞转而造成电枢绕组“飞散”的事故。
滚柱式单向离合器结构简单，在中、小功率的起动机上被广泛应用。但在传递较大转矩时，滚柱易变形卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上。
图3-11 滚柱式单向离合器工作原理
1—驱动齿轮；2—外壳；3—十字块；4—滚柱；5—弹簧与压帽；6—楔形槽；7—飞轮
3.电磁开关
（1）电磁开关的作用
电磁开关是用来接通和切断串励式直流电动机与蓄电池之间的电路，控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮齿圈的啮合与分离。对于汽油发动机，有些起动机的电磁开关还具有在启动发动机时短路点火线圈附加电阻的作用。电磁开关的实物如图3-12所示。
（2）电磁开关的结构
图3-13所示为电磁开关的结构。电磁开关主要由吸引线圈、保持线圈、回位弹簧、活动铁芯，接触片等组成。其中，端子C接起动机励磁绕组；端子30直接接电源（蓄电池）。
图3-12 电磁开关的实物
图3-13 电磁开关结构
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