汽车起动机的构造及类型详解

各型电磁式起动机的结构大同小异，如图3-2所示，起动机主要由直流电动机（右下部分）、传动装置（左下部分单向离合器和移动叉）和控制装置（上半部分电磁开关）三部分组成。本节主要介绍直流电动机的构造。直流电动机主要由机壳、磁极、电枢、换向器及电刷等部分构成。

1.机壳

电动机壳体的作用是固定机件和构成导磁回路。壳体用铸铁浇铸或钢板卷焊而成，一端开有窗口，作为观察电刷与换向器之用，平时用防尘箍盖住。机壳上只有一个电流输入接线柱并在内部与磁场绕组的一端相接。壳内装有磁极。

2.磁极

磁极的作用是在电动机中产生磁场，它由铁心和磁场绕组组成（永磁式直流电动机的磁场为永久磁场，由永久磁铁构成）。铁心用螺钉固定在壳体的内壁上，其上套有磁场绕组。当磁场绕组接通电流时，在磁场中心就会产生磁场（即电磁场）。

图3-2 起动机结构剖视图

1—电枢轴螺旋花键槽 2—驱动齿轮 3—离合器驱动座圈（外座圈） 4—离合器制动盘 5—啮合弹簧 6—拨叉 7—复位弹簧 8—保持线圈 9—吸引线圈 10—电磁开关壳体 11—电动机开关触点 12—接线端子“30” 13—开关触盘 14—换向器端盖 15—电刷弹簧 16—换向器 17—电刷 18—电动机壳体 19—磁极 20—电枢 21—磁场绕阻 22—滑环 23—支撑盘 24—单向离合器

起动机用直流电动机的显著特点是磁极多、磁场绕组的横截面积大，目的是增大起动机的电磁转矩。其磁极一般为4极，由4个励磁绕组形成两对磁极并两两相对，功率超过7.5kW的起动机有用6极的。定子与转子铁心形成的磁回路如图3-3所示。磁场绕组用矩形截面的裸铜条绕制。

磁场绕组的连接方法有两种，一种是4个绕组串联后再与电枢绕组串联，如图3-4a所示，另一种是两个绕组先串联再并联，然后再与电枢绕组串联，如图3-4b所示。现代汽车起动机普遍采用后一种连接方式，其目的是减少电阻，增大电流和电磁转矩。无论采用哪一种连接方式，其4个磁场绕组所产生的极性必须是相互交错的。

图3-3 励磁绕组与磁场回路

a）励磁绕组与正电刷 b）磁场回路图

图3-4 磁场绕组的接法

a）4个绕组相互串联 b）两串两并

1—绝缘接线柱 2—磁场绕组 3—绝缘电刷 4—搭铁电刷 5—换向器(www.xing528.com)

3.电枢

电枢是产生电磁转矩的核心部件，其结构如图3-5所示，主要由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。

图3-5 电枢

1—换向器 2—铁心 3—电枢绕组 4—电枢轴

电枢铁心是由许多相互绝缘的硅钢片叠装而成，其圆周上制有安放电枢绕组的线槽，内孔借花键槽压装在电枢轴上。电枢绕组绕制在电枢铁心的线槽内，绕组两端分别焊接在换向器的铜片上。为了获得较大的电磁转矩，流经电枢绕组的电流很大（小功率起动机为300A左右，大功率起动机为1000A以上），电枢绕组采用横截面积较大的矩形或圆形（切诺基吉普车）裸铜条绕制，绕线型式多采用波绕法。

4.换向器

换向器的功用是保证电枢绕组产生的电磁转矩的方向保持不变，即把通入电刷的直流电流转换为电枢绕组中导体所需要的交变电流。它由许多截面呈燕尾形的铜片围合而成，如图3-6所示，铜片1嵌在换向器轴套2和压环3组成的槽中，铜片之间以及铜片与轴套、压环之间均用云母绝缘。铜片一端有焊接电枢绕组线头的突缘。

5.电刷与电刷架

电刷与电刷架的作用是将电流引入电枢，使电枢产生连续转动。电刷由铜与石墨粉压制而成，加入铜是为了减少电阻并增加耐磨性，起动机电刷的含铜量为80%左右，石墨含量为20%左右。电刷装在电刷架中借弹簧压力将它紧压在换向器上，电刷弹簧的压力一般为11.7～14.7N。通常电动机内装有4个电刷架，其中两个电刷架与外壳直接相连构成电路搭铁，称为搭铁电刷；另外两个连接励磁绕组和电枢绕组，与外壳绝缘，称为绝缘电刷。有些电动机是通过励磁绕组与外壳连接构成搭铁电路，故这种电动机的所有电刷都与机壳绝缘，称为绝缘刷架，如微型轿车所采用的起动机。

图3-6 换向器的剖面图

1—铜片 2—轴套 3—压环 4—云母

6.端盖

起动机有前后两个端盖。前端盖一般用钢板压制而成，后端盖为灰铸铁浇铸而成。它们分别装在机壳的两端，靠两个长螺栓与起动机机壳紧固在一起。两端盖内均装有青铜石墨轴承套或铁基含油轴承套，以支承电枢轴。