第3章 起动系统
汽车发动机从静止状态到工作状态的变化，必须依靠外力驱动发动机的曲轴转动之后才能实现。而常用的起动方式有人力起动和电力起动。人力起动是用手摇或绳拉，是一种最简单的起动方式。电力起动是由直流电机通过传动机构将发动机起动，它具有起动方便、操作简单、体积小、质量轻、安全可靠、起动迅速、可重复起动等优点，在现代汽车上得以广泛使用。一般将这种电力起动机简称为起动机。 起动机的作用就是将发动机起动，一旦发动机起动后，便立即停止工作。www.kepu
3畅1 起动机的组成和结构
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3畅1畅1 起动机的组成
起动机一般由三部分组成：
１）直流串励式电机，其作用是产生转矩。
２）传动机构（或称啮合机构），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）控制装置（即开关），用来接通和切断起动机与蓄电池之间的电路。
3畅1畅2 起动机的分类
1．按电机磁场产生方式分杨梢叶甲
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１）励磁式起动机，通过向励磁绕组通电产生磁场，汽车上的起动机普遍都采用直流串励式电机。
２）永磁式起动机，以永久磁铁做磁极产生磁场，是一种新型起动机。
2．按控制装置分
１）直接操纵式起动机，由脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制起动机的主要电路来接通或切断电路。也就是机械式，要求起动机、蓄电池靠近驾驶室，操作不便，现在已很少采用。２）电磁操纵式起动机，由按钮或点火开关控制继电器，再由继电器控制起动机的主开关来接通或切断主电路，这种方式可以实现远距离控制，操作方便，在现代汽车上广泛应用。
3．按传动机构啮合方式分
１）惯性啮合式起动机，起动机旋转时，啮合小齿轮靠惯性力自动啮入飞轮齿环，起动后，小齿轮又借惯性力自动与飞轮齿环脱离，这种啮合机构结构简单，但不能传递较大的转矩，而且可靠性较差，很少使用。
２）强制啮合式起动机，利用电磁力拉动杠杆机构，使驱动齿轮强制啮入飞轮齿圈的起动机，可靠性较高，现代汽车广泛应用。
３）电枢移动式起动机，利用磁极产生的电磁力使电枢产生轴向移动，从而将驱动齿轮啮入飞轮齿圈的起动机，结构比较复杂，用于大功率发动机的汽车，一般用于重型车。 彼得 德鲁克４）齿轮移动式起动机，靠电磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆，从而使小齿轮啮入飞
轮齿圈。５）减速式起动机，也是靠电磁吸力推动单向离合器，使小齿轮啮入飞轮齿圈，减速起动机是在电枢和驱动齿轮之间装有一级减速齿轮，提高了起动机的转矩。 3畅1畅3 起动机的结构
起动机的结构如图３－１
所示。
图３－１ 起动机结构
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1．直流串励式电机的结构
汽车用起动电机一般为串励式直流电机，主要由电枢（转子）、换向器、磁极（定子）以及机壳等部件组成。
（１）电枢与换向器电枢由电枢轴、电枢铁心和电枢绕组等组成，电枢的结构如图３－２所示。06第３章 起动系统
图３－２ 电枢总成
１—换向器；２—铁心；３—绕组；４—电枢轴
铁心由外圆带槽的硅钢片叠制而成，压装在电枢轴上，电枢绕组嵌装在铁心的槽内。为了得到较大的转矩，流经电枢绕组的电流很大，一般为２００～６００Ａ，故电枢绕组采用较粗的矩形裸铜线绕制。为了防止裸铜线绕组间短路，在铜线与铜线之间、铜线与铁心之间，用绝缘纸隔开。裸铜线在高速运转时易在离心力的作用下甩出，因此在铁心槽口两侧用轧线将铁心挤紧。电枢绕组各线圈的端头均焊接在换向器上。换向器由铜片和云母片相间叠压而成，压装在电枢轴上。
（２）磁极磁极由固定在机壳上的铁心和缠绕在铁心上的磁场绕组组成。磁极的作用是建立磁场，一般多为四个磁极，功率超过７畅３５ｋＷ的起动机也有用六个磁极的。磁场绕组与电枢绕组串联，用矩形裸铜线绕制。四个磁场绕组的连接方式有两种，如图３－３所示。不管采用哪一种连接方式，
四个磁场绕组所产生的磁极应该是相互交错的。
图３－３ 励磁绕组接法
（ａ）四个励磁绕组串联；（ｂ）励磁绕组两两串联后并联
（３）电刷与电刷架电刷与电刷架的作用是将电流引入电动机。电刷一般用铜粉和石墨粉压制而成，以减小电阻的同时增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借弹簧压力紧压在换向器上（图３－４）。电动机内装有四个电刷架，其中两个电刷架与机壳直接相连而搭铁，称为搭铁电刷架。
2．传动机构的结构
起动机的传动机构主要由单向离合器和拨叉等部分组成。
常用的单向离合器有滚柱式、弹簧式和摩擦片式三种。
滚柱式和弹簧式离合器主要用于功率较小的汽油发动机，摩擦片式离合器可以传递较大转1
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矩，主要用于柴油发动机。
（１）滚柱式单向离合器的结构滚柱式单向离合器的结构如图３－５
所示。
图３－４ 电刷及电刷架
１—搭铁电刷架；２—绝缘垫；３—绝缘电刷架
；４—搭铁电刷图３－５ 滚柱式单向离合器的结构
１—驱动齿轮；２—外壳圈；３—十字块；４—承推环；５—外座圈盖；６—滚柱；７—压帽；８—弹簧
单向离合器外壳与驱动齿轮连为一体，离合器外壳和十字块装配后形成四个楔形槽，槽中有四个滚柱，滚柱的直径大于槽窄端又小于槽宽端，弹簧及活柱将滚柱推向槽窄端，使得滚柱与十字块及外壳表面有较小的摩擦力。十字块与传动套筒刚性连接，传动套筒安装在电枢轴花键部位，使单向离合器总成可以轴向移动和随轴转动。
滚柱式单向离合器的原理如图３－６
所示。
图３－６ 滚柱式单向离合器的原理26第３章 起动系统
起动时，拨叉通过移动衬套推动单向离合器总成做轴向移动，使驱动齿轮啮入飞轮齿圈的同时，电枢轴通过花键带动传动套筒使十字块移动，十字块相对于外壳的转动使滚柱在小摩擦力的作用下滚向槽窄端而被卡紧，使得外壳随十字块一起转动，于是电枢的电磁转矩通过单向离合器传递给了驱动齿轮。发动机一旦发动，发动机飞轮带动驱动齿轮旋转，使离合器外壳的转速高于十字块，此时，滚柱滚向槽宽端而打滑，从而防止了发动机飞轮带动起动机电枢高速旋转而造成飞散事故。
滚柱式单向离合器结构简单紧凑，在中小功率的起动机上被广泛采用，如奥迪、捷达、丰田、桑塔纳等。但在传递较大转矩时，滚柱容易变形而卡死。因此，滚柱式单向离合器不适用于较大功率的起动机。
单向离合器如果出现故障，将无法顺利传递电机转矩给驱动齿轮，造成汽车无法起动或起动困难。
（２）摩擦片式单向离合器的结构摩擦片式单向离合器的结构如图３－７所示。离合器总成在起动机不工作时，主、被动摩擦片之间处于放松无摩擦力状态。发动机起动时，通过拨叉推动拨环使内接合毂沿三条螺旋花键向右移动，主动和被动摩擦片相互压紧，具有摩擦力。当驱动齿轮啮入飞轮齿圈时，就能利用起
动机转矩驱动曲轴旋转。
图３－７ 摩擦片式离合器
（ａ）结构；（ｂ）压紧；（ｃ）放松１—驱动齿轮；２—齿轮柄；３—减振弹簧；４—小弹簧；５—主动片；６—压环；７—弹性圈；８—外接合毂；９—被动片；１０—内接合毂；１１—飞轮3
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