二、起动系统

二、起动系统

1.组成

汽车的起动系统是由蓄电池、点火开关、启动安全开关、电磁开关、启动机和导线等元件组成的，如图8-1所示。

2.点火开关

汽车的点火开关装在转向柱上，通常有五个挡位，如图8-2所示。

（1）锁止（LOCK）：钥匙在此位置才可拔出并锁住转向盘，以防汽车无钥匙被移动。

（2）关闭（OFF）：钥匙在此位置全车电路不通，但转向盘可以转动。

（3）附件（ACC）：钥匙在此位置汽车附属电器的电路接通，如点烟器、收音机等，但点火系统不通。

（4）运转（ON）：钥匙在此位置时点火系统及汽车各电器均接通，一般汽车行驶时均在此位置。

（5）启动（START）：由运转位置顺时针方向扭转钥匙即为启动位置，手放松时，钥匙又可回到运转位置。在启动位置，点火系统及起动系统均接通以启动发动机。

3.启动安全开关

启动安全开关是一种常开开关，以防止变速器不在空挡或发动机在运转中，使启动系统产生作用发生危险或损坏齿轮的安全装置。

使用自动变速器的汽车，都安装有启动安全开关，只有选择杆在空挡N或驻车挡P位置，启动线路才能接通；使用手动变速器的汽车，踏下离合器时，离合器启动开关接通时，离合器启动继电器线圈通电，接点闭合，使启动线路接通。

4.传统型启动机

启动机（俗称启动马达）是启动系统中的主要组成部分，包括直流串励式电动机、传动机构和电磁开关三个部分组成，如图8-3所示。它可以利用启动机小齿轮与发动机飞轮啮合，以带动发动机使其能发动；同时当发动机发动后，小齿轮与飞轮立刻分离，使启动机免受损伤。

（1）直流电机

普通传统型起动机直流电机包括外壳与磁极、电枢、电刷、换向器端盖与驱动端盖等。

①启动机的外壳与磁极

启动机的外壳与磁极，包括外壳、磁极、磁场线圈等。外壳为软钢制的圆筒，作为磁力线的回路。磁极也是由软钢制成，与外壳精密配合，以螺栓锁在外壳上，通常使用四磁极。磁场线圈以扁铜条与绝缘纸绕成，通常使用四磁场线圈，如图8-4所示。

②电枢

启动机电枢包括轴、软铁片叠合成的铁芯、换向器及电枢线圈，如图8-5所示。电枢轴上开有直槽或螺旋槽，供小齿轮移动用。铁芯的软铁片表面上涂有绝缘油，可以防止产生涡电流而发热。电枢线圈绕在铁芯上，每一槽中只有两条，以绝缘纸包扎。

换向器的构造如图8-6所示，使用铜片以V型切槽嵌入绝缘套中，每一铜片间以云母绝缘片隔开，云母片较铜片低0.5～0.8mm。

③电刷

启动机因需通过很大电流，因此电刷必须用含铜较多、含石墨较少的材料制成，以减少电阻阻值，因一般呈铜色，故俗称铜刷，也有称为炭刷。

④换向器端盖

换向器端盖包括盖板、轴承、电刷座、电刷弹簧、弹簧架等构件。

⑤驱动端盖

形状因启动机形式而异，通常以铸铁制成，中央装置铜套轴承。

（2）电磁开关

电磁开关的构造如图8-7所示，由吸入线圈、吸住线圈、柱塞、弹簧及接点等组成。

电磁开关的工作过程：启动发动机时，接通总开关，按下启动按钮，吸入线圈和吸住线圈的电路被接通，其电流通路为：蓄电池正极→主接线柱→电流表→总开关→启动按钮→接线柱→吸入线圈→主接线柱→电动机吸住线圈→搭铁→蓄电池负极。发动机启动后，在松开启动按钮的瞬间，吸入线圈和吸住线圈是串联关系，两线圈所产生的磁通方向相反，互相抵消，于是活动铁芯在复位弹簧的作用下迅速回位，使驱动齿轮退出啮合，接触盘在其右端小弹簧的作用下脱离接触，主开关断开，切断了启动机的主电路，启动机停止运转。

（3）传动机构

启动机的传动机构在启动发动机时，自动使启动机小齿轮与飞轮啮合，在发动机启动后，能使起动机小齿轮自动与飞轮分离或自行空转，才不致因启动机高速运转而损坏。启动机小齿轮齿数与飞轮环齿数比为1∶15～1∶20，即传动比为15～20。传动机构的种类主要有电磁拨动齿轮型（如图8-8所示）和齿轮惯性移动型两类。

①电磁拨动齿轮型的工作过程

接通启动开关启动发动机时，驱动齿轮靠杠杆机构的作用沿电枢轴移出，与飞轮环齿啮合，使发动机启动；发动机启动后，切断启动开关，外力的作用消除后，驱动齿轮在复位弹簧的作用下退回，脱离与飞轮环齿的啮合。为了防止超速，必须要有超速保护装置。

超速保护装置又称为单向离合器，它的作用是只能起动机驱动发动机，发动机不能驱动启动机。摇转发动机时单向离合器锁住成为一体，启动机能驱动发动机，发动机一经启动后，转速比启动机快，单向离合器自动分离，小齿轮在启动机轴上空转，以防止启动机电枢被发动机带动快速转动而损坏。

滚柱式单向离合器的外壳与空心轴制成一体，电枢转动时，电枢轴上的螺旋齿驱动空心轴与离合器外壳，外壳的内部开有五条斜沟，放置弹簧及滚柱（或滚珠）为主动件，小齿轮与单向离合器的内圈制成一体为被动件。启动时动力传递顺序为电枢轴→空心轴→离合器外壳→离合器内圈→小齿轮。发动机发动后，小齿轮转速大于电枢轴转速，小齿轮为主动件，滚柱移到斜沟较宽处，离合器分离，只有小齿轮空转，动力不会传到电枢轴，如图8-9所示。

②齿轮惯性移动型的工作过程

利用惯性使小齿轮移动的传动机构称为惯性传动机构。启动时因小齿轮配重关系，电枢轴转，小齿轮不转，因此小齿轮会在电枢轴上前进，与飞轮啮合。发动机启动后，小齿轮比电枢转得快，相当于电枢轴不转，小齿轮转，因此小齿轮在电枢轴上后退，与飞轮分离，如图8-10所示。

5.减速启动机

现代汽油发动机多已采用减速型启动机。减速型启动机可分减速齿轮组式与行星齿轮组式两种。

（1）减速齿轮组式减速型启动机的结构

与普通传统式启动机比较，其最大特点为小型、轻量化及高转矩。但启动机小型化会造成散热不良，故将导线接点的锡焊改为铜焊，甚至将铜焊改为熔接方式，绝缘材料使用高耐热材料。而电枢线圈导线数的减少，使启动机小型化且高速化，高转速时转矩小，所以需用减速齿轮，使转矩增大。如图8-11所示，在电枢轴上的惰轮驱动离合器轴上的较大齿轮，为第一次减速，减速比约3∶1；离合器轴上的小齿轮驱动飞轮上的环齿轮时，为第二次减速。总减速比约45∶1，以提供较高的旋转转矩。

（2）行星齿轮组式减速启动机结构

行星齿轮组式没有减速齿轮组式的惰齿轮，是将转速在同轴上减速，可在狭窄处做大幅度减速，因此更小型、轻量化。第一次减速比约5∶1，总减速比约70∶1，如图8-12所示。