汽车启动系统主要部件识别及工作原理

2.1　汽车启动系统主要部件识别及工作原理

2.1.1　起动机结构与功用

（1）启动系统的作用

发动机的启动是静止的发动机曲轴在外力作用下从开始转动到发动机自动怠速运转的全过程。发动机启动的方法很多，有人力启动、电力启动、辅助汽油机启动等。汽车发动机常用的是电力启动方式，即用电动机作为机械动力，当把电动机轴上的齿轮与发动机飞轮齿圈啮合时，电动机的动力就传到飞轮和曲轴。电动机本身又用蓄电池作为能源。目前，绝大多数汽车发动机都采用电动机启动。

（2）启动系统的组成

启动系统一般由电源（蓄电池）、起动机、启动开关、启动继电器等组成。

（3）常规起动机的组成、结构和工作原理

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（也称电磁开关）三部分组成。图2.1所示是其和发动机飞轮的啮合关系，图2.2所示是起动机的组成。由图可以看出，把点火开关旋至启动挡时，电动机产生转矩开始转动，同时电磁开关把传动机构中的小齿轮推出，使其与发动机的飞轮齿圈啮合，这样就把电动机的转矩通过传动机构传递给飞轮，使发动机启动。

图2.1　发动机飞轮的啮合

图2.2　起动机的组成

2.1.2　直流串励式电动机

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

（1）直流电动机的结构

图2.3所示为直流电动机的结构，直流电动机由磁极、电枢、换向器和外壳等组成。

图2.3　直流电动机的组成

1）磁极

如图2.4所示为磁极，其作用是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芯和磁场绕组组成。

2）电枢

如图2.5所示为电枢总成，由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯和电枢绕组组成，磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。

图2.4　磁极

图2.5　电枢

3）电刷

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，并使电枢轴上的电磁力矩保持固定方向。

电刷装在端盖上的电刷架中，电刷弹簧使电刷与换向片之间具有适当的压力以保持配合，如图2.6所示。

图2.6　电刷

（2）直流电动机的工作原理

直流电动机的基本工作原理是通电的导体在磁场中会受电磁力作用，电磁力的方向遵循左手定则。

两片换向片分别与环状线圈的两端连接，电刷一端与两换向器片相接触，另一端分别接蓄电池的正极和负极。在环状线圈中，电流的方向交替变化。用左手定则判断可知，环状线圈在电磁力矩作用下按顺时针方向连续转动。这样在电源连续对电动机供电时，其线圈就不停地按同一方向转动，如图2.7所示。

图2.7　直流电动机的工作原理

为了增大输出力矩并使运转均匀，实际的电动机中电枢采用多匝线圈，随线圈匝数的增多，换向片的数量也要增多。

2.1.3　传动机构

图2.8所示的传动机构为滚柱式单向离合器。传动机构的作用是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，使发动机启动；启动后，飞轮齿圈与驱动齿轮自动打滑脱离。它一般由驱动齿轮、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。

图2.8　滚柱式单向离合器

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

2.1.4　控制装置

图2.9　控制装置

图2.9所示的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。

电磁开关主要由吸引线圈、保持线圈、回位弹簧、可动铁芯，接触片等组成。其中，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。