第二节常规起动机的组成、结构(王字号)

常规起动机一般由直流串励式电动机、传动机构和电磁开关三部分组成。

一、直流电动机

直流电动机的作用是产生力矩。一般采用直流串励式电动机。“串励”指电枢绕组与磁场绕组串联。

直流电动机由磁极、电枢、换向器和电刷等组成起动电机构造(1)

磁极

产生电枢转动时所需要的磁场，它由固定在机壳上的磁极铁心和磁场绕组组成，为增大磁场强度，大多数起动机采用四个磁极。通过螺钉将磁极铁心固定在电动机的外壳上。励磁绕组也是采用较粗的矩形裸铜线绕制而成（电流达200-600A）.励磁绕组的内部电路连接方法如图所示为，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。

(2)

电枢

由电枢绕组、铁心、电枢轴和换向器等组成。其作用是产生电磁转矩。电枢铁心由硅钢片叠成后固定在轴上，铁心外圆均开有槽，用以放置电枢绕组。为了得到较大的转矩，尽可能的提高电枢电流（一般为200-600A），因此电枢绕组一般都采用较粗的矩形裸铜线制成，铜线与铁心之间，铜线与铜线之间用绝缘纸隔开。绕组两端均匀的焊接在换向器片上，常采用波绕法，采用这种绕法电阻较低，有利于提高转矩。换向器装在电枢轴上，它由许多换向片组成。换向片（铜片）嵌装在轴套上，各换向片之间均用云母绝缘。换向器的作用是将电源提供的直流电转化为电枢绕组所需的交流电，以保证电枢绕组所产生的转矩方向不变。串励式电动机(3)

电刷及电枢架

电刷及电枢架的作用是将电源引入电动机使电枢产生定向转矩。即电刷和换向器配合使用用来连接磁场绕组和电枢绕组的电路。电刷一般采用铜和石墨粉压制而成，有利于减小电阻及增加耐磨性。电刷装在电刷架中，借弹簧压力压在换向器上。

以四磁极电动机为例，其中两个连接励磁绕组和电枢绕组，与机壳绝缘，称为绝缘电刷，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通过这两个电刷搭铁。

(4)

机壳机壳是电动机的磁极和电枢的安装机体，其中一端有四个检查窗口，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机壳上，其上有一绝缘接线端，是电动机电流的引入线。

二、传动机构

起动机的传动机构实际是一个单向离合器，把直流电动机产生的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，防止电动机被发动机带动，超速旋转而破坏。传动机构一般由驱动齿轮、单向离合器、拨叉、啮合弹簧等组成。

（一）发动机对起动机传动机构的要求

（1）起动机驱动齿轮与发动机飞轮齿圈啮合要平稳，无冲击现象；（2）发动机起动后,驱动齿轮能自动打滑或脱离啮合；（3）发动机工作时，要防止点火开关误操作，使起动机驱动齿轮再次与发动机齿圈啮合，导致飞轮齿圈的损坏；传动机构的工作过程分为起动机未工作处于静止状态，飞轮齿圈与驱动齿轮啮合，及完全啮合三个过程.

（二）常见起动机单向离合器单向离合器有滚柱式，摩擦片式，弹簧式等几种类型。其中以滚柱式单向离合器最常用。

1、滚柱式单向离合器

滚柱式单向离合器是通过改变滚柱在楔形槽中的位置来实现分离和结合。

滚柱式单向离合器的驱动齿轮与外壳制成一体，外壳内装有十字块和4套滚柱、压帽弹簧。在外壳与十字块之间，形成4个宽窄不等的楔形槽，槽内分别装有一套滚柱、压帽弹簧。滚柱的直径略大于楔形槽窄端，略小于楔形槽的宽端。十字块与花键套筒固连，壳底与外壳相互扣合密封。花键套筒的外面装有啮合弹簧及垫圈，末端安装着拨环与卡圈。整个离合器总成套装在电动机轴的花键部位上，可作轴向移动和随轴转动。当起动机开始工作时，驱动齿轮与齿圈啮合，十字块同电枢轴一起旋转，由于摩擦力矩的作用滚柱滚入楔形槽窄端，将十字块与外壳卡死，驱动齿轮和套筒成为一个整体，带动飞轮，起动发动机；发动机起动后，飞轮齿圈会带动驱动齿轮旋转，外壳转速高于十字块转速，滚柱滚入宽端打滑，这样发动机的力矩就不会传递至起动机，起到保护起动机的作用。滚柱式单向离合器构造简单，在中小功率起动机上被广泛应用，适用于额定功率在1.47KW以下的小型起动机，工作可靠；但由于接合时为刚性，不能承受大的冲击力，在转速较大转动时，滚柱容易卡死，因此滚柱式单向离合器不适用于功率较大的起动机上。

2摩擦片式单向离合器摩擦片式单向离合器是通过主从动片的压紧和放松来实现分离，结构如图。由主动盘、被动盘、主动摩擦片、被动摩擦片、保险弹簧垫圈、驱动齿轮轴套等机件组成。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，但在使用过程中，摩擦片磨损后传递的转矩将会下降，因此需要经常调整，结构复杂

主动盘内制有螺旋键槽，套在电枢轴的螺旋键槽上，可转动，也可轴向移动。主动盘的一端外部制有四个缺口，与主动摩擦片外缘的四个凸起相结合，以带动主动摩擦片转动。被动盘内制有左螺旋线槽，与驱动齿轮轴套的一端螺旋键槽相配合，盘外制有键槽，与被动摩擦片内缘的凸起部分相配合，被动盘能随被动摩擦片一起转动。主动摩擦片用铜片制成，被动摩擦片用钢片制成，主被动摩擦片相间排列，能在主、被动盘上轴向移动。

驱动齿轮与驱动齿轮轴套制成一体，内部中空，套装在电枢轴的光滑部分，可以转动也可以轴向移动。轴套在螺旋键的端部制有环槽，以便将被动盘上的机件锁住。被动盘上套有压环，在压环与摩擦片之间装有调整垫圈，增减调整垫圈可以调整离合器所能传递的最大转矩。整个主动盘和驱动齿轮轴套由铁皮外壳包装密封。起动时，电枢轴带动主动盘和主动摩擦片转动，借摩擦力带动被动摩擦片及被动盘。由于发动机阻力大，驱动齿轮和轴套开始并不转动，因而迫使被动盘沿驱动齿轮轴套的螺旋键槽转动（从驱动齿轮一端看被动盘作顺时针方向转动）。由于被动盘是沿着压紧摩擦片的方向作轴向移动，摩擦片之间的摩擦力将随之增大。当摩擦片之间能够传递的转矩增大到克服发动机的阻力矩时，被动盘将停止轴向移动，电动机产生的转矩即可过驱动齿轮带动飞轮旋转起动发动机。发动机起动后由于被动盘的惯性作用，使被动盘在驱动齿轮轴套的螺旋槽上作反时针转动，被动盘沿螺旋槽向左退出，向放松摩擦片的方向移动，因而离合器分离，避免了电枢轴超速旋转的危险。

3弹簧式单向离合器弹簧式单向离合器的原理是通过弹簧的径向收缩和放松来实现分离和结合的.驱动齿轮与套筒是一体的，传动套筒套在电枢轴的花键上。在驱动齿轮套筒与传动套筒的外圆上有扭力弹簧，弹簧内径小于两套筒的外径。起动机工作时，电枢轴带动传动套筒旋转，由于弹簧与套筒之间的摩擦力，弹簧扭紧，抱紧两套筒传递扭矩；起动后，由于飞轮齿圈对驱动齿轮的作用力改变了方向，弹簧放松，驱动齿轮只能在电枢轴的光滑部分高速旋转，防止电枢超高速运转带来危险。弹簧式单向离合器结构简单，成本低，使用寿命长，但由于弹簧尺寸较大，一般应用在大功率的起动机上。

三、电磁开关（操纵机构或控制机构）

电磁开关的作用是控制驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合与分离；控制起动机主电路（电流为200A-600A）的接通与切断；另外，有些起动机的电磁开关还能在起动时将点火线圈的附加电阻短路，以提高起动时的点火电压。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。

1.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、活动铁心，接触片等组成。其中，吸引线圈与电动机串联；保持线圈与电动机并联，直接搭铁；端子C接点火开关，通过点火开关再接电源；端子30直接接电源。活动铁心一端通过接触盘控制主电路的导通，另一端通过拨叉控制驱动齿轮的啮合。在起动机电磁开关上有三个接线柱：主接线柱接蓄电池的起动电缆线;起动接线柱（C）接点火开关起动档或者起动继电器;点火线圈附加电阻短路接线柱接点火线圈。电磁开关

2.起动机工作过程

起动开关未接通时，起动继电器触点张开，电动机开关断开，离合器驱动齿轮与飞轮处于分离状态。

起动开关接通时：（1）起动继电器线圈电路接通其电路为：蓄电池正极→点火开关接柱→起动继电器“点火开关”接柱→线圈搭铁→蓄电池负极。

（2）电磁铁线圈电路接通（点火开关起动档）继电器触点闭合，同时接通吸引线圈和保持线圈电流电路，两线圈产生同方向的磁场，磁化铁心，吸动引铁前移，引铁前端带动触盘接通两个开关（电动机开关19、20），后端通过耳环带动拨叉移动使驱动齿轮与飞轮啮合。

吸引线圈电路：蓄电池正极→电动机开关接柱21（主接线柱）→起动继电器“电池”接柱、支架、触点、“起动机”接柱→电磁开关接柱23（起动接线柱）→吸引线圈1→电动机开关接柱19→电动机磁场绕组→电枢绕组→搭铁→蓄电池负极。保持线圈电路：蓄电池正极→电动机开关接柱21→起动继电器“电池”接柱、支架、触点、“起动机”接柱→电磁开关接柱23→保持线圈2→搭铁→蓄电池负极。

（3）电动机电路接通触盘将电动机开关接柱19、21连通后，电动机电路接通。

此电路电阻极小，电流可达几百安培，电动机产生较大转矩，带动飞轮转动。

电动机开关接通后，吸引线