汽车启动机结构、功用与原理

（一）启动机的结构与功用

启动机一般由直流电动机、单向传动机构、操纵机构三部分组成，如图3-4-7所示。其功用是：直流电动机由操纵机构控制将蓄电池的电能转化为机械能，再通过其传动机构将发动机拖转启动。

图3-4-7　启动机的组成

1.直流电动机的结构与原理

直流电动机是将电能转化为机械能的装置，其作用是产生发动机启动时所需要的电磁转矩。直流电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制造的，其工作原理如图3-4-8所示。

图3-4-8　直流电动机的工作原理

由于一个线圈所产生的转矩太小，且转速不稳定，因此实际上，电动机的电枢上绕有很多线圈，换向片数也随线圈的增多而相应增加，从而保证产生足够大的转矩和稳定的转速。

现代汽车一般使用直流串励式电动机，这种直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联。主要由电枢、磁极、电刷和电刷架、壳体及前后端盖等组成，如图3-4-9所示。

电枢的作用是产生电磁转矩；磁极的作用是产生磁场；换向器的作用是改变引入电枢绕组的电流方向；电刷及电刷架的作用是引入电流，将励磁绕组与电枢绕组串联；壳体及前后端盖的作用是安装磁极，固定机件。

图3-4-9　直流串励式电动机结构

2.单向传动机构

单向传动机构由单向离合器和传动拨叉等部件组成，作用是在发动机启动时，使驱动小齿轮与飞轮齿圈啮合，传递电动机转矩以启动发动机，在发动机启动后自动打滑，保证电枢不致飞散损坏。

传动拨叉比较简单，这里主要介绍单向离合器。常见单向离合器有滚柱式、弹簧式和摩擦片式三种，如图3-4-10、3-4-11、3-4-12所示。

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图3-4-10　滚柱式单向离合器

图3-4-11　弹簧式单向离合器

图3-4-12　摩擦片式单向离合器

3.操纵机构

操纵机构，也称电磁开关，其作用是用来接通或切断电动机与蓄电池之间的电路，在过去有些启动机上还具有隔除点火线圈附加电阻的作用，如图3-4-13所示。

常见启动机属电磁操纵强制啮合式启动机。电磁操纵是指启动机主电路的控制靠电磁开关实现，强制啮合是指驱动小齿轮靠拨叉强制推入啮合。

图3-4-13　操纵机构

（二）启动机的工作原理

如图3-4-14（a）所示，启动时，接通启动开关，启动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，吸引铁芯右移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由于吸引线圈的电流通过电动机的绕组，电枢开始转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。

图3-4-14　启动机工作过程

如果齿轮与飞轮齿端相对，不能马上啮合，此时弹簧压缩，当齿轮转过一个角度后，齿轮与飞轮迅速啮合。当铁芯移动到使短路开关闭合的位置时，短路线路接通，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈所产生的磁力足以维持铁芯处于开关吸合的位置，见图3-4-14（b）。

在发动机发动后，驱动小齿轮和直流电动机之间通过单向离合器作用切断动力传递路径；启动完毕时，驱动小齿轮与飞轮齿圈自动脱离啮合，启动机保持静止状态，见图3-4-14（c）。