起动机系统功能

要使发动机通过汽油混合气的吸入、压缩、点火及排气的循环起动就必须有外力使之旋转。为解决这个问题，与电瓶连接了一个直流电机称为起动机。

一、汽车用启动机的要求：

(1)起动时，起动机驱动齿轮与飞轮齿圈啮合应无冲击，柔和啮合。

(2)起动过程中，起动机工作平顺，起动后驱动齿轮打滑，并能及时推出啮合。

(3)发动机起动后，驱动齿轮不应再次进入啮合以防损害。

(4)起动机体质紧凑，质量轻，工作可靠。

二、起动机的分类

按控制方法的不同，起动机可分为机械控制式和电磁控制式。

按传动机构啮入方式，起动机可分为惯性啮合式、强制啮合式、电枢式、同轴式起动机。

常规起动机一般由直流串励式电动机、传动机构和控制装置三部分组成。

(一)、直流串励式电动机

作用：将蓄电池的电能转化为机械能，产生电池转矩。

机构：电枢、磁极、换向器、电刷等主要部份组成。

1、电枢：直流电动机转动部分称为电枢，又叫作转子。转子由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯。电枢绕组线圈，电枢轴和换向器等组成。

电枢绕组通常用波绕法，两端焊在换向片上，与每一组两端相连的换向器片相隔成90度。这种绕法电阻较低，有利于提高转矩。

磁极

磁极由固定住机壳内的磁极铁芯和磁场绕组线圈组成。磁极一般是四个，两对磁极相互交错安装在电机的壳体内，定子和转子铁芯形成的磁通回路，看下图。低碳钢板制成的机壳也是磁路的一部分。

上图所示，4个励磁线圈的连接方式有两种。一种是互相串联后再与电枢绕组串联(串联式)，另外一种是两两相串后再并联，再与电枢绕组串联(混联式)

3、换向器

作用：将旋转的电枢绕组注入电流。它由许多截面成燕尾形的铜片围合而成，铜片之间由云母绝缘云母绝缘层应比换向器铜片外表面凹下0.8mm左右，以免铜片磨损时，云母片很快突出。电枢绕组各线圈的端头均焊接在换向器的铜片上。下图

4、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。电刷一般用(80%-90%)铜和(10%-20%)石墨压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。下图

(二)、传动机构

传动机构的作用是把直流电动机产生转矩传递给飞轮齿圈，再通过飞轮齿圈把转矩传递给发动机的曲轴，使发动机起动；起动后，飞轮齿圈与驱动齿轮自动打滑脱离。一般由驱动齿轮、单向离合器、拨叉、啮合弹簧等组成。单向离合器有滚柱式，摩擦片式，弹簧式等几种类型。下图是单向离合器滚柱式的。

1-驱动齿轮；2-外壳；3-十字块；4-滚柱；5-压帽弹簧；6-垫圈；7-护盖；

8-花键套筒；9-弹簧座；10-啮合弹簧；11-拨环；12-卡簧

(三)、控制装置

电磁控制装置在起动机上称为电磁开关，它的作用是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合与分离,并控制电动机电路的接通与切断。在现代汽车上，起动机均采用电磁式控制电路，电磁式控制装置是利用电磁开关的电磁力操纵拨叉，使驱动齿轮与飞轮啮合或分离。下图是电磁开关

电磁开关主要由吸拉线圈、保持线圈、回位弹簧、活动铁芯、接触片等组成。其中，端子50接点火开关，通过点火开关再接电源；端子30直接接蓄电池正极。

基本工作过程

当起动电路接通后，保持线圈的电流经起动机端子50进入，经线圈后直接搭铁，吸拉线圈的电流也经起动机端子50进入，但通过线圈后未直接搭铁，而是进入电动机的励磁线圈和电枢后再搭铁。两线圈通电后产生较强的电磁力，克服回位弹簧弹力使活动铁芯移动，一方面通过拨叉带动驱动齿轮移向飞轮齿圈并与之啮合，另一方面推动接触片移向端子30和C的触点，在驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合后，接触片将两个主触点接通，使电动机通电运转。

在驱动齿轮进入啮合之前，由于经过吸拉线圈的电流经过了电动机，所以电动机在这个电流的作用下会产生缓慢旋转，以便于驱动齿轮与飞轮齿圈进入啮合。

在两个主接线柱触点接通之后，蓄电池的电流直接通过主触点和接触片进入电动机，使电动机进入正常运转，此时通过吸拉线圈的电路被短路，因此，吸拉线圈中无电流通过，主触点接通的位置靠保持线圈来保持。发动机起动后，切断起动电路，保持线圈断电，在弹簧的作用下，活动铁芯回位，切断了电动机的电路，同时也使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合。

三、起动机工作原理

工作过程：点火开关接至起动档时，电流的流向为：蓄电池正极→点火开关起动档→端子50→吸拉线圈→端子C→励磁绕组→电枢绕组→搭铁→蓄电池负极；同时，保持线圈中也通过电流：蓄电池正极→点火开关起动档→端子50→保持线圈→搭铁→蓄电池负极。

此时，吸拉线圈与保持线圈产生的磁场方向相同，在两线圈电磁吸力的作用下，活动铁芯克服回位弹簧的弹力而被吸入。拨叉将起动驱动齿轮推出使其与飞轮齿圈啮合。

齿轮啮合后，接触盘将端子“C”与端子“30”接通，蓄电池便向励磁绕组和电枢绕组供电，产生正常的转矩，带动起动机转动。与此同时，吸拉线圈被短路，齿轮的啮合位置由保持线圈的吸力来保持。

起动机复位

起动结束后，松开点火开关，此时，由于磁滞后与机械的滞后性，活动铁芯不能立即复位，端子“C”与端子“30”仍保持接通状态，电流流向为：蓄电池正极→端子30→接触片→端子C→吸拉线圈→端子50→保持线圈→搭铁→蓄电池负极。由于保持线圈与吸拉线圈中电流方向相反，两个线圈中磁场相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁芯复位，驱动齿轮在拨叉的作用下退出啮合，端子30与端子C随之断开，电动机停转。起动机完成一次起动过程。