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起動(dòng)機(jī)的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理

小知識(shí)起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)組成

起動(dòng)機(jī)由直流電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)三部分組成，如圖4-2所示 。
【起動(dòng)機(jī)的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理】 直流電動(dòng)機(jī)的作用是將蓄電池輸入的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：由單向離合器與驅(qū)動(dòng)齒輪、撥叉等組成 。其作用是在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)使驅(qū)動(dòng)齒輪與非輪齒圈相嚙合，將起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞
給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸；在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后又能使驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪自動(dòng)脫離，在它們脫離過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪反拖驅(qū)動(dòng)齒輪時(shí)，單向離合器使其形成空轉(zhuǎn)，避免了飛輪帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn) 。
操縱機(jī)構(gòu)：主要是指起動(dòng)機(jī)的電磁開(kāi)關(guān)，用來(lái)接通或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的電路 。

直流電動(dòng)機(jī)
功用：將蓄電池輸入的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩
結(jié)構(gòu):由電樞（轉(zhuǎn)子）、磁極（定子）、換向器和電刷等主要部件構(gòu)成 。
（1）電樞
直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱(chēng)為電樞，又稱(chēng)轉(zhuǎn)子 。轉(zhuǎn)子由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵心、電樞繞組線(xiàn)圈、電樞軸和換向器組成 。如圖4-3所示 。
為了獲得足夠的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)電樞繞組的電流較大（汽油機(jī)為200～600 a；柴油機(jī)可達(dá)1000 a），因此，電樞繞組采用較粗的矩形裸銅漆包線(xiàn)繞制為成型繞組 。
（2）磁極
磁極由固定在機(jī)殼內(nèi)的磁極鐵心和磁場(chǎng)繞組線(xiàn)圈組成 。如圖4-4所示 。
磁極一般是4個(gè)，兩對(duì)磁極相對(duì)交錯(cuò)安裝在電機(jī)的殼體內(nèi)，定子與轉(zhuǎn)子鐵心形成的磁通回路見(jiàn)圖4-5所示，低碳鋼板制成的機(jī)殼也是
磁路的一部分 。
4個(gè)勵(lì)磁線(xiàn)圈有的是相互串聯(lián)后再與電樞繞組串聯(lián)（稱(chēng)為串聯(lián)式），有的則是兩兩相串后再并聯(lián)，再與電樞繞組串聯(lián)（稱(chēng)混聯(lián)式），如圖4-6bc所示 。
起動(dòng)機(jī)內(nèi)部線(xiàn)路連接如圖4-6a所示 。勵(lì)磁繞組一端接在外殼的絕緣接線(xiàn)柱上，另一端與兩個(gè)非搭鐵電刷相連接 。
當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電路為蓄電池正極→接線(xiàn)柱2→勵(lì)磁繞組3→電刷6→換向器和電樞繞組5→搭鐵電刷4→搭鐵→蓄電池負(fù)極 。

（3） 電刷與電刷架
如圖4-7所示，電刷架一般為框式結(jié)構(gòu)，其中正極電刷架絕緣地固定在端蓋上，負(fù)極電刷架與端蓋直接相連并搭鐵 。電刷置于電刷架中，電刷有銅粉與石墨粉壓制而成，呈棕黑色 。電刷架上有較強(qiáng)彈性的盤(pán)形彈簧 。
（4） 換向器
作用：向旋轉(zhuǎn)的電樞繞組注入電流 。
它由許多截面呈燕尾形的銅片圍合而成，如圖4-8所示 。銅片之間由云母絕緣 。云母絕緣層應(yīng)比換向器銅片外表面凹下0.8mm左右，以免銅片磨損時(shí)，云母片很快突出 。電樞繞組各線(xiàn)圈的端頭均焊接在換向器的銅片上 。
起動(dòng)機(jī)的工作原理:
（1）電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生
它是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力作用而發(fā)生運(yùn)動(dòng)的原理工作的 。如圖4-9a所示，為一臺(tái)最簡(jiǎn)單的兩極直流電動(dòng)機(jī)模型 。根據(jù)
左手定則判定a b、c d兩邊均受到電磁力f的作用，由此產(chǎn)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的電磁轉(zhuǎn)矩Ｍ使電樞轉(zhuǎn)動(dòng) 。其換向方法如圖4-9b所示 。實(shí)際的電樞上有很多線(xiàn)圈，換向器銅片也有相應(yīng)的對(duì)數(shù) 。

（2）直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)原理
電樞在電磁轉(zhuǎn)矩Ｍ作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于繞組在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)也切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則判定其方向與電樞電流is方向相反，故稱(chēng)反電動(dòng)勢(shì)ef 。反電動(dòng)勢(shì)ef與磁極的磁通φ和電樞的轉(zhuǎn)速n成正比：
ef= ceφn
式中ce——電機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù) 。
由此可推出電樞回路的電壓平衡方程式，即：u = ef isrs
式中rs——電樞回路電阻 。
其中包括電樞繞組電阻和電刷和換向器的接觸電阻 。

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