起动机由直流串励式电动机、传动机构和电磁开关三大部分组成。汽车上广泛使用的电磁操纵强制啮合式起动机的组成如图3-19所示。 1.直流串励式电动机。 (1)电动机基本组成。 电动机的作用是通入电流后产生电磁转矩,将蓄电池输出的电能转变为电磁转矩。直流电动机主要由定子(磁极)、转子(电枢)、换向器、电刷与刷架及其他附件组成,如图3-20所示。
1)磁极。磁极由固定在电动机壳体上的铁心和励磁绕组组成,其作用是通入电流产生磁场。起动用直流电动机通常有2对磁极,一些大功率的起动机其电动机有3对磁极,增加磁极是为了增大电动机的电磁转矩。在电动机内部,具有2对磁极的励磁绕组连接方式有两种方式:一种是4个绕组串联;另一种是4个绕组两两串联后再与电枢绕组串联,如图3-21所示。
2)电枢。电枢由固定在电动机轴上的铁心和电枢绕组组成,其作用是通入电流后,在励磁磁场力的作用下产生电磁转矩。电枢绕组有多匝,按某种排列方式嵌入铁心槽内,并通过换向器铜片相互成串联关系。电枢总成及电枢绕组的内部电路连接方式如图3-22所示。
3)换向器。直流电动机的换向器由若干片铜片组成,各铜片互相之间通过云母片绝缘,每匝电枢绕组的端子都焊接在相应的铜片上(图3.23)。换向器的作用是将电枢绕组的电流及时换向,以使电枢各绕组受磁场力作用后,产生方向不变的电磁转矩而能够转动起来。
4)电刷与刷架。起动机的直流电动机电刷由石墨加铜粉压制而成,通过电刷架及弹簧紧压在换向器铜片上(图3-24),用以将电流引入电枢绕组。四个磁极的直流电动机有两对电刷,通常是其中一对电刷连接搭铁,另一对则与电动机壳体绝缘,并连接励磁绕组。
(2)电动机的电路原理。
直流串励式电动机的内部电路如图3-25所示。
电动机接通电源后,励磁绕组和电枢绕组通电,励磁绕组通电后产生方向不变的磁场,通过电刷和换向器引入直流电的电枢绕组则在磁场中受磁场力的作用(称之为安培力),并形成一个电磁转矩,使电动机电枢转动起来。
2.传动机构。
起动机传动机构的作用是将电枢的电磁转矩传递给发动机飞轮,并在发动机起动后自动打滑,以防止发动机带动电动机高速旋转而损坏起动机。
(1)传动机构的基本组成。
普通的强制啮合式起动机的传动机构主要由传动套筒、单向离合器和驱动齿轮等(参见图3-19)组成。
起动机传动机构中的单向离合器只是在起动时接合,将电动机电枢产生的电磁转矩传递给驱动齿轮,并带动发动机转动。一旦发动机起动,单向离合器便立刻打滑,以防止电动机转子被发动机带动而转速太高,造成飞散事故。
些轿车上使用了减速起动机,这种起动机在电枢轴与驱动齿轮之间增设了一套减速齿轮。传动机构增设减速齿轮后,可使用高转速、低转矩的电动机,使得起动机的体积减小、重量减轻而便于安装。减速起动机具有良好的起动性能,在汽车上的使用已逐渐增多。
(2)传动机构的类型。
按单向离合器的结构型式不同分,有滚柱式、弹簧式、摩擦片式和惯性式等。滚柱式是中小功率起动机上普遍使用的单向离合器,弹簧式和摩擦片式则是在功率比较大的起动机上使用,惯性式单向离合器目前已很少使用。
减速起动机按减速齿轮的结构型式不同分,有外啮合式、内啮合式和行星齿轮式,不同减速齿轮的起动机结构型式如图3-26所示。
3.电磁开关。
(1)电磁开关的基本组成。
电磁开关用于控制起动机的工作。在起动时,它使起动机驱动齿轮与发动机飞轮啮合,同时接通电动机电路,使得电动机产生电磁转矩,通过传动机构带动发动机转动。
最常见的电磁开关的基本组成如图3-27所示,它主要由电磁线圈(吸引线圈、保持线圈)、活动铁心、接触盘及触点等组成。
活动铁心在电磁线圈通电所产生的磁力作用下移动,通过与其连接的拉杆拉动拨叉而使驱动齿轮与飞轮啮合。与此同时,带动接触盘移动而使触点闭合,接通电动机电路。
(2)电磁开关的其他形式。
1)电枢移动式。电枢移动式起动机的电动驱动齿轮与飞轮啮合,并接通电动机电路。吸引线圈和保持线圈绕制在磁极上,所以,通常把它们称之为副励磁绕组。起动时,首先使磁极的副励磁绕组通电,产生的磁力使电枢作轴向移动,将固定在电枢轴上的驱动齿轮推向飞轮齿圈,并使连接电动机电路的触点闭合。
2)磁极移动式。磁极移动式起动机的电磁开关控制方式是通过某个磁极上的活动铁心的移动使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合,同时接通电动机电路。吸引线圈和保持线圈也是绕制在磁极上,起动时,吸引线圈和保持线圈通电,所产生的磁力使磁极的活动铁心移动,通过拨叉将驱动齿轮推入飞轮齿圈,并接通电动机电路。
