第二節(jié) 起動機
用電力起動機起動發(fā)動機幾乎是現(xiàn)代汽車惟一的起動方式。電力起動機簡稱起動機，它由直流電動機、傳動機構、控制機構等組成， 一、直流電動機 直流電動機在直流電壓的作用下，產生旋轉力矩。接通起動開關起動發(fā)動機時，電動機軸旋轉，并通過驅動齒輪和飛輪的環(huán)齒驅動發(fā)動機曲軸旋轉，使發(fā)動機起動。磁極是直流電動機的定子部分，用來產生電動機運轉所必須的磁場，它由磁極鐵心、安裝在鐵心上的勵磁繞組及機殼組成
磁極鐵心用硅鋼片疊加而成，并用螺釘固定在機殼內壁上，為增強磁場、增大轉矩，車用起動機通常采用4個磁極，少數(shù)大功率起動機采用6個磁極，每個磁極鐵心上都纏有勵磁繞組，并通過外殼構成磁回路。勵磁繞組通常是用較粗的矩形截面的裸銅線繞制，匝間用絕緣紙絕緣，外部用玻璃纖維帶包扎后套在磁極鐵心上。當直流電壓作用于勵磁繞組的兩端時，勵磁繞組的周圍產生磁場并使磁極鐵心磁化，成為具有一定極性的磁極，且4個磁極的N極與S極相間排列，形成起動機的磁場。 電樞 直流電動機的轉子部分，用來將電能轉變?yōu)闄C械能，即在起動機通電時，與磁場相互作用而產生電磁轉矩。它由換向器1、鐵心2、繞組3和電樞軸4組成。電樞鐵心由外圓帶槽的硅鋼片疊成，壓裝在電樞軸上；鐵心的外槽內繞有繞組，繞組用粗大的矩形截面裸銅線繞制而成，并且多采用波繞法，以便結構緊湊，并可通過較大的電流，獲得較大的電磁力矩。為防止電樞繞組搭鐵和匝間短路，在電樞繞組與鐵心之間和電樞繞組匝間用絕緣紙隔開。
換向器用來連接勵磁繞組與電樞繞組的電路，并使處于同一磁極下的電樞導體中流過的電流保持固定方向。它由一定數(shù)量的燕尾形銅片1組成，并用軸套2和壓環(huán)3組裝成一個整體，壓裝在電樞軸上，各銅片之間以及銅片與軸套、壓環(huán)之間均用云母或硬塑料片絕緣。電樞繞組各線圈的兩端焊接在相應銅片的接線凸緣4上，經過絕緣電刷和搭鐵電刷分別與起動機磁場繞組一端和起動機殼體連接。電樞軸除了鐵心和換向器外，還制有螺旋槽或花鍵槽，以便安裝傳動裝置，電樞軸兩端通過軸承支撐在起動機前后端蓋上。 電刷及電刷架 電刷用銅和石墨粉壓制而成，一般含銅80％～90％，石墨10％～20％，以減小電刷電阻并增加其耐磨性。一般起動機電刷個數(shù)等于磁極個數(shù)，也有的大功率起動機電刷個數(shù)等于磁極個數(shù)的2倍，以便減小電刷上的電流密度。有些小功率高速起動機的電刷彈簧采用螺旋彈簧，多數(shù)起動機采用碟形彈簧。電刷架采用箱式結構，鉚裝于前端蓋上。電刷裝于架內，并用彈簧壓緊在換向器的外圓表面；電刷與換向器有較大的接觸面積，以盡量減小電刷與換向器之間的接觸電阻，并延長電刷使用壽命。 |
第二節(jié) 起動機 二、起動機的傳動機構 1.傳動機構的作用 起動機的傳動機構安裝在電動機電樞的延長軸上，用來在起動發(fā)動機時，將驅動齒輪與電樞軸聯(lián)成一體，使發(fā)電機起動。發(fā)動機起動后，飛輪轉速提高，它將帶著驅動齒輪高速旋轉，會使電樞軸因超速旋轉而損壞，因此，在發(fā)動機起動后，驅動齒輪的轉速超過電樞軸的正常轉速時，傳動機構應使驅動齒輪與電樞軸自動脫開，防止電動機超速。為此，起動機的傳動機構中必須具有超速保護裝置。 2.傳動機構的類型 車用起動機的傳動機構也稱為嚙合機構，有如下類型： 1)慣性嚙合式傳動機構：接通點火開關起動發(fā)動機時，驅動齒輪靠慣性力的作用，沿電樞軸移出與飛輪嚙合，使發(fā)動機起動；發(fā)動機起動后，當飛輪的轉速超過電樞軸轉速時，驅動齒輪靠慣性力的作用退回，脫離與飛輪的嚙合，防止電機超速。 2)強制嚙合式傳動機構：接通起動開關起動發(fā)動機時，驅動齒輪靠杠桿機構的作用沿電樞軸移出，與飛輪環(huán)齒嚙合，使發(fā)動機起動；發(fā)動機起動后，切斷起動開關，外力的作用消除后，驅動齒輪在復位彈簧的作用下退回，脫離與飛輪環(huán)齒的嚙合。 3)電樞移動式嚙合機構： 起動機不工作時，起動機的電樞與磁極錯開。接通起動開關起動發(fā)動機時，在磁極磁力的作用下，整個電樞連同驅動齒輪移動與磁極對齊的同時，驅動齒輪與飛輪環(huán)齒進入嚙合。發(fā)動機起動后，切斷起動開關，磁極退磁，電樞軸連同驅動齒輪退回，脫離與飛輪的嚙合。 3.超速保護裝置 超速保護裝置是起動機驅動齒輪與電樞軸之間的離合機構，也稱為單向離合器。常用的單向離合器有滾柱式、彈簧式、摩擦片式等多種形式。 1)滾柱式單向離合器 接通起動開關起動發(fā)動機時，起動機的電樞軸連同內座圈按圖中所示的箭頭方向旋轉，由于摩擦力和彈簧張力的作用，滾柱被帶到內、外座圈之間楔形槽窄的一端，將內、外座圈聯(lián)成一體，于是電樞軸上的轉矩通過內座圈、楔緊的滾柱傳遞到外座圈和驅動齒輪，驅動齒輪與電樞軸一起旋轉使發(fā)動機起動。 發(fā)動機起動后，曲軸轉速升高，飛輪齒圈將帶著驅動齒輪高速旋轉。雖然驅動齒輪的旋轉方向沒有改變，但它由主動輪變?yōu)閺膭虞啞．旘寗育X輪和外座圈的轉速超過內座圈和電樞軸的轉速時，在摩擦力的作用下，滾柱克服彈簧張力的作用滾向楔形槽寬的一端，使內、外座圈脫離聯(lián)系而可以自由地相對運動，高速旋轉的驅動齒輪與電樞軸脫開，防止電動機超速。
2)彈簧式單向離合器 彈簧式單向離合器安裝在電樞的延長軸上，驅動齒輪的右端空套在花鍵套筒左端的外圓面上，兩個扇形塊4裝入驅動齒輪右端的相應缺口中，并伸入花鍵套筒左端的環(huán)槽內，使驅動齒輪與花鍵套筒之間既可以一起做軸向移動，又可以相對滑轉。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內徑小于齒輪和花鍵套筒相應外圓面的外徑，在安裝狀態(tài)下彈簧緊套在外圓面上，彈簧與護套之間有間隙。起動時，起動機的電樞軸帶動花鍵套筒旋轉，有使彈簧收縮的趨勢，彈簧被箍緊在相應外圓面上。于是，起動機的轉矩靠彈簧與外圓面之間的摩擦作用傳遞給驅動齒輪，通過飛輪環(huán)齒帶動曲軸旋轉，使發(fā)動機起動。發(fā)動機一旦起動，驅動齒輪的轉速超過花鍵套筒的轉速，彈簧張開，驅動齒輪在花鍵套筒上滑轉，與電樞軸脫開，防止電機超速。
3)摩擦片式單向離合器 摩擦片式單向離合器可以傳遞較大的轉矩，常用于大功率起動機上。接通起動開關起動發(fā)動機時，起動機的電磁轉矩通過電樞軸傳遞給花鍵套筒，由于內接合鼓與花鍵套筒之間存在轉速差，內接合鼓沿花鍵套筒左移，將從動片與主動片壓緊使外接合鼓與內接合鼓連成一體，即驅動齒輪與電樞軸連成一體，起動機的轉矩通過驅動齒輪和飛輪傳遞給發(fā)動機的曲軸，使發(fā)動機起動。 發(fā)動機起動后，飛輪帶著驅動齒輪和外接合鼓高速旋轉，外接合鼓的轉速超過電樞軸和花鍵套筒的轉速，內接合鼓沿花鍵右移，從動片與主動片分開，使驅動齒輪與電樞軸脫開，防止電機超速。
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第二節(jié) 起動機 三、起動機的控制機構 起動機的控制機構也稱為操縱機構，它的作用是控制起動機主電路的通、斷和驅動齒輪的移出和退回。起動機的控制機構分為直接操縱式和電磁操縱式兩種。直接操縱式控制機構檢修方便，且不消耗電能，有利于提高起動轉速。但駕駛人的勞動強度大，不易遠距離操縱，所以目前已很少應用。 電磁操縱式控制機構，俗稱電磁開關，其使用方便，工作可靠，并適合遠距離操縱，所以目前應用廣泛。起動發(fā)動機時，接通總開關，按下起動按鈕，吸拉線圈和保持線圈的電路被接通，其電流通路為：蓄電池正極→主接線柱→電流表→總開關→起動按鈕→接線柱→吸拉線圈→主接線柱→電動機保持線圈→搭鐵→蓄電池負極。發(fā)動機起動后，在松開起動按鈕的瞬間，吸拉線圈和保持線圈是串聯(lián)關系，兩線圈所產生的磁通方向相反，互相抵消，于是活動鐵心在復位彈簧的作用下迅速回位，使驅動齒輪退出嚙合，接觸盤在其右端小彈簧的作用下脫離接觸，主開關斷開，切斷了起動機的主電路，起動機停止運轉。
許多汽油發(fā)動機起動機的控制裝置中，還裝有短路點火線圈附加電阻的接觸片，控制裝置外殼上對應的接線柱通過導線與點火線圈初級繞組相連。主開關接通時，短路點火線圈附加電阻的接觸片與蓄電池正極直接接通，將點火線圈附加電阻短路，改善起動時的點火性能。電磁操縱式控制機構的起動開關通常與點火開關制成一體，為了減小流過點火開關的電流，防止點火開關的早期損壞，有些起動機的控制電路中接有繼電器。具有起動繼電器的起動電路。
用于CA1091型汽車的具有組合繼電器的起動電路。組合繼電器由起動繼電器和充電繼電器組成，它利用發(fā)動機中性點電壓，在發(fā)動機起動后尚未切斷起動開關時，自動停止起動機的工作。此外，為了在起動發(fā)動機時，曲軸能獲得足夠的起動轉矩和必要的起動轉速，使發(fā)動機能迅速可靠地起動，除選用足夠功率的起動機和簡單可靠的控制電路外，還必須正確選擇驅動齒輪和飛輪齒圈的齒數(shù)，以獲得適當?shù)膫鲃颖?，該傳動比一般?0～15。 |
