3.5　起動機

發動機借助外力由靜止狀態過渡到能自行運轉的過程，稱為發動機的啟動。發動機啟動方式主要有人力啟動、輔助汽油機啟動與電力啟動三種方式，現在的車輛都采用電力啟動方式。

3.5.1　起動機的外形與電路圖形符號

使用在車輛上的起動機主要有傳統式起動機與減速式起動機兩大類。后者是在前者的基礎上增加了減速裝置后得到的。

（1）起動機的外形　圖3-20（a）所示為傳統式起動機外形，圖3-20（b）所示為減速式起動機外形。

（2）起動機的電路圖形符號　圖3-21所示為起動機在電路中的圖形符號，起動機通常有三個接線端，一個端子直接與蓄電池正極相連，另有一個端子與蓄電池負極相連（也就是接搭鐵），還有一個端子與啟動繼電器的常開觸點的一端相連，啟動繼電器常開觸點的另一端與蓄電池正極（有些車輛則與點火開關輸出的蓄電池正極電壓相連）相連。

圖3-21（a）中的箭頭表示電流流向。起動機電路圖形符號圓圈中的繼電器線圈符號，有的電路中將其兩條短線省略，如圖3-21（b）所示。

3.5.2　起動機的基本構成

熟記了起動機的電路圖形符號以后，為了能夠熟練地對起動機進行分解與檢修，還必須掌握起動機的基本結構。圖3-22（a）所示為傳統起動機結構，其主要由直流串勵式電動機、驅動齒輪傳動機構與電磁開關三個部分組成。圖3-22（b）所示為起動機剖面。

3.5.3　起動機好壞的檢測

對汽車啟動系統故障進行檢修時，往往會遇到對起動機性能進行判斷的問題，以便確定是否需要解體對其進行修理。

（1）檢測前的準備與注意事項　對起動機好壞的檢測是在斷開起動機接線柱上連接線的情況下進行的，并重新進行接線進行檢測，但檢測時所采用的連接線應盡可能粗一些，最好與原連接線粗細一樣。檢測時，被檢測起動機與蓄電池的通電時間不能持續10s以上，以防損壞起動機。

（2）檢測方法與步驟　對起動機好壞的檢測，通常分為4個步驟進行，具體檢測情況見表3-5，注意每一步檢測時，應按相應示意圖中接線方式進行接線，不要接錯。

3.5.4　起動機的拆卸

圖3-23（a）所示為起動機的分解圖。

在拆卸前應對其外部的灰塵和油污進行徹底清理，然后按以下步驟進行分解：從電磁開關［圖3-23（b）］接線柱上拆開直流電動機與電磁開關的連接線→松開電磁開關總成的兩個固定螺母，取下電磁開關總成→拆下兩個緊固穿心螺栓，取下后端蓋→拆下電刷架與定子總成→從起動機機殼上把起動機電樞總成與移動撥叉一起拉出來→從電樞軸上拆下電樞止推擋圈右半環、卡環、電樞止推擋圈左半環，拆下單向離合器總成。

3.5.5　直流串勵式電動機

起動機直流串勵式電動機的作用是把電能轉換為機械能而產生電磁轉矩。圖3-24（a）所示為該電動機分解圖，其主要由電刷和電刷架、換向器與電樞、磁極、機殼等組成。

（1）電刷和電刷架　電刷和電刷架是直流串勵式電動機中故障率較高的部件，圖3-24（b）所示為電刷和電刷架結構，電刷被彈簧壓在換向器上。如果電刷磨損程度超過規定限度，彈簧的夾持力就會降低，與換向器的接觸將變弱。由此會導致電流流動不暢，起動機就可能無法啟動。

通常應檢查電刷在電刷架內活動是否自如，應沒有卡滯、歪斜現象；清潔電刷后測量電刷長度，磨損后的長度不應小于電刷原高度的1/2，通常不小于10mm，接觸面積不得低于80%。

（2）換向器與電樞　圖3-25（a）所示為直流串勵式電動機中換向器與電樞外形。換向器與電樞組合在一根軸上。電樞又稱轉子，如圖3-25（b）所示。

1）電樞　由外圓帶槽的硅鋼片疊成的鐵芯和繞在鐵芯上的電樞繞組組成電樞，用來在起動機通電時與磁極磁場相互作用，產生電磁力矩。

2）電樞繞組　電樞電流極大，一般12V汽油車啟動電流為200～600A，24V柴油車啟動電流為800～1000A，故電樞繞組是由較粗的、矩形截面的裸銅線繞制而成的。它一般采用波形繞組。為了防止裸銅線繞組之間短路，在銅線與鐵芯之間、銅線與銅線之間用絕緣紙隔開，并在槽口將鐵芯軋紋擠緊。電樞繞組端頭均焊在換向片上。

為了使起動機工作時能產生強大的電磁力矩，電樞繞組與磁場繞組一般采用串聯方式連接，稱為串勵式直流電動機；或將磁場繞組并聯后再與電樞繞組串聯；或將主磁場繞組與電樞繞組串聯，輔助磁場繞組與電樞繞組并聯。

電樞繞組常見故障是匝間短路、開路或搭鐵以及繞組接頭與換向器銅片脫焊等。對于電樞繞組是否搭鐵的檢測，如圖3-26（a）所示，采用萬用表電阻擋檢測換向器與電樞軸之間的電阻，正常情況下應不通。若導通，應更換新的電樞。對于電樞繞組開路故障，如圖3-26（b）所示，采用萬用表電阻擋檢測換向片之間的電阻，正常情況下應導通。若換向片之間不導通，應更換新的電樞。

3）換向器　圖3-27（a）所示為各種換向器的外形。換向器由電刷和裝在電樞軸上的整流子組成，用來連接磁場繞組與電樞繞組的電路，并使處于同一磁極下導體中的電流保持固定方向。

換向器的結構與直流發電機的換向器基本相同，但作用正好相反。其區別在于起動機的銅片截面積增大了，每片之間的云母隔層不凹下，與電樞繞組線頭的連接采用夾固加焊方式。

起動機換向器常見故障主要為表面燒傷、拉毛、偏心、失圓，各換向片之間絕緣不良，云母（絕緣）片凸起等。換向器表面如有輕度燒傷、拉毛現象，可用雙零號砂紙或金相砂紙打磨光亮即可。如果換向器表面嚴重燒蝕或失圓（即誤差大于0.25mm）時，可用車床將其表面車圓并磨光。換向器對軸頸的同軸度誤差應不大于0.1mm，即電樞鐵芯外圓表面的跳動量不應大于0.15mm，換向器表面的跳動量不應大于0.05mm。檢查方法如圖3-27（b）所示。應注意，經車削或修整后的換向片徑向厚度不得小于2mm，否則需要更換整個換向器。

另外，檢查換向器片間的切槽（凹槽）深度一般為0.4～0.8mm（最小深度為0.2mm）。如深度不夠，則可用鋼鋸片將其切深。

4）電樞軸　電樞軸上壓裝有換向器和電樞鐵芯，電樞繞組則嵌裝在電樞鐵芯內。電樞軸還伸出一定長度的花鍵部分，以便套裝離合器總成。

（3）磁極　磁極即為電動機的磁場部分，常稱為定子，主要由裝在機殼上的磁極鐵芯和固定在鐵芯上的磁場繞組組成，用來在起動機工作時建立磁場。磁極一般為4個，大功率的多為6個。每個磁極上套裝的磁場繞組為矩形截面積的銅條，外包絕緣層，按一定的繞向連接并利用外殼形成磁路。

① 磁場繞組常見故障：主要為接頭脫焊及繞組短路、開路或搭鐵等。接頭脫焊故障在解體后就可直觀看到。

② 磁場繞組開路的檢測：如圖3-28（a）所示，采用萬用表電阻擋檢測磁場繞組兩端引線之間的電阻，正常情況下應導通。若不導通，應更換新的配件。

③ 磁場線圈搭鐵的檢測：如圖3-28（b）所示，采用萬用表電阻擋檢測磁場繞組末端與磁極框架（外殼）之間的電阻，正常情況下應不通。若導通，應修理或更換新的配件。

3.5.6　驅動齒輪傳動機構

驅動齒輪傳動機構主要由驅動齒輪、單向離合器、撥叉、嚙合彈簧等組成，安裝在起動機電樞軸的花鍵部分，如圖3-22（b）所示。啟動時，傳動機構使驅動齒輪與飛輪齒環嚙合帶動發動機起動；啟動后，傳動機構自動脫開。用游標卡尺或齒輪量具檢測驅動齒輪的齒厚和齒長應符合規定值，如果不符合規定值或有缺損、裂痕等，應更換新件。撥叉以及嚙合彈簧出現問題時，直觀就可以看到。下面重點介紹單向離合器的工作情況及其故障檢測與維修。

（1）單向離合器的工作情況　起動機單向離合器的工作原理是單向接合，反向脫開，具體工作情況如下。

① 發動機啟動時：如圖3-29（a）所示，撥叉動作把離合器推出，使驅動齒輪與飛輪齒環嚙合，電動機通電后，通過單向離合器帶動曲軸旋轉，由于此時啟動電動機的轉速高于發動機（發動機相對靜止或在啟動前轉速很低）轉速，從而達到了啟動發動機的目的。

② 發動機啟動后：如圖3-29（b）所示，當發動機啟動運轉之后，單向離合器的驅動齒輪在飛輪齒環的帶動下被動旋轉，由于發動機的轉速大于啟動電動機的轉速，則飛輪齒環帶動驅動齒輪高速旋轉，驅動齒輪通過單向離合器相對于飛輪齒環就是反向轉動，故將啟動電動機與發動機的轉動脫開，各自自由轉動，起飛速保護作用，以免損壞啟動電動機。

（2）單向離合器的檢測與維修　圖3-30所示為單向離合器的分解圖，其主要由驅動齒輪、十字塊、花鍵套筒、嚙合彈簧、護套等組成。

① 單向離合器是否有問題的判斷：如圖3-31（a）所示，一只手握住單向離合器花鍵套筒，另一只手轉動驅動齒輪，齒輪應在一個方向自由轉動，另一個方向不能轉動，如果兩個方向均能轉動，則說明已損壞，應更換。

② 測力矩檢測單向離合器：主要是檢查離合器是否打滑或卡滯，可按圖3-31（b）所示，把離合器驅動齒輪夾在臺虎鉗上，在花鍵套筒中套入花鍵軸，將力矩扳手接在花鍵軸上，測得力矩應大于規定值（通常在24～26N之間，不同車型有差別），否則說明離合器打滑。反向轉動離合器應不卡滯，否則應進行修理或更換離合器總成。

（3）單向離合器常見故障

① 單向離合器有時無法和發動機飛輪嚙合，有時又能夠嚙合，且只要能夠嚙合，就可以使發動機著火啟動，故障出現無規律。這種故障的原因主要為單向離合器和電樞軸之間的滑道過臟、干澀缺油，應對單向離合器進行一次徹底清洗，并加適量機油或潤滑脂，在寒冷的地區（如東北）冬季最好涂上適量的防凍機油或防凍潤滑脂。

② 電磁開關可以動作，但單向離合器不能和發動機飛輪齒圈嚙合。這種故障的原因主要為單向離合器和電樞軸間因滑道過臟、干澀缺油而出現抱死，應進行局部清洗并涂適量的潤滑油，以保證單向離合器能夠在電樞軸間活動自如。

③ 能夠啟動發動機，但單向離合器與發動機飛輪齒環會出現打齒的聲音。這種故障如為單向離合器驅動齒輪的端部出現磨損或有毛刺，則最好更換新的配件。如一時無新件更換，則可用角磨機或油石對毛刺進行打磨，缺齒嚴重的可電焊后打磨。如故障為單向離合器的襯套間隙過大，則應更換新的襯套。如是單向離合器驅動齒輪與止推墊圈或限位螺母的間隙不對，則要按廠家的要求對各部分的間隙進行相應調整，使其滿足要求。

（4）需要說明的問題　單向離合器驅動齒輪端面輕微缺損、齒面出現毛刺故障，通常可以進行修理；離合器襯套磨損超限，可以單獨更換新件；對于離合器內部故障，通常不進行拆解，因拆解后很難修復，只能更換新件。

3.5.7　電磁開關

圖3-32（a）所示為電磁開關外形，圖3-32（b）所示為電磁開關結構，其主要由固定鐵芯、活動鐵芯、吸引線圈與保持線圈等組成。

（1）電磁開關的鐵芯　電磁開關的固定鐵芯固定不動，活動鐵芯可在銅套里軸向移動。活動鐵芯前端固定有推桿，推桿前端安裝有開關接觸盤，活動鐵芯后段用調節螺釘和連接銷與撥叉連接。銅套外面安裝有復位彈簧，復位彈簧的作用是使活動鐵芯等可移動部分復位。

（2）電磁開關的線圈　電磁開關的線圈有吸引線圈與保持線圈，吸引線圈用于把動鐵芯吸向磁極，保持線圈在接觸盤的主觸點閉合后、無電流流經吸引線圈時，來維持動鐵芯的固定位置。

（3）電磁開關接線柱字母的代號　電磁開關也稱電磁式控制裝置或磁力開關，有12V與24V兩種電壓規格，其接線柱有3引腳式與4引腳式兩種，現在的車輛上大都使用3引腳式，如圖3-22（a）所示。各接線柱字母代號識別與連接位置見表3-6。

（4）主接線柱與接觸盤的檢查與修理　電磁開關的主接線柱與接觸盤的接觸面應清潔，無燒損。若接觸面臟污或輕微燒損，則采用雙零號砂紙或金相砂紙進行打磨，損壞嚴重的接觸盤可換個面繼續使用。主接線柱可打磨，但修理后的接線柱端部厚度應相等，以保證接觸盤與主接線柱有足夠大的接觸面積。

（5）電磁開關線圈與回位彈簧的檢測　從電磁開關接線柱M上拆除起動機磁場繞組導線，在電磁線圈接線柱S和M之間接上12V（或24V）蓄電池，同時在蓄電池負極再另接一導線至起動機外殼，如圖3-33（a）所示。

① 判斷吸引線圈的好壞：接通電源后，能使起動機的驅動齒輪迅速推出至工作位置，說明電磁開關的吸引線圈工作良好。

② 判斷保持線圈的好壞：在上述檢測的基礎上，迅速斷開蓄電池負極接電磁開關接線柱M上的導線，若起動機的驅動齒輪保持在推出位置，說明保持線圈良好（注意，上述兩項試驗必須在短時間內完成，以防線圈燒壞）。

③ 判斷回位彈簧的好壞：斷開蓄電池正極接線柱S上的導線或蓄電池接起動機外殼的導線，驅動齒輪能迅速復位，說明電磁開關回位彈簧良好。

（6）電磁開關的拆卸方法　從后端抽出活動鐵芯和彈簧，用烙鐵燙開電磁開關盒子上連接片處的焊錫，使電磁開關線圈接頭脫開，然后擰下開關盒的固定螺栓，將開關盒與線圈殼體分開，并將開關軸裝配部件從殼體的擋鐵上拔出來。

（7）電磁開關機械部分的檢查　檢查活動鐵芯與開關軸及線圈殼體的配合應保證運動自如。開關內的觸點表面和軸上的接觸表面可用金相砂紙磨光，如已嚴重燒蝕和粘結應予修復或更換。對于單向離合器驅動齒輪無法及時退回而被飛輪齒環帶動反拖故障，則應重點對電磁開關回位彈簧進行檢測。如圖3-33（b）所示，這種情況多是由于回位彈簧經長時間使用后彈力減弱所致。

檢查接觸盤應平整，邊沿翻卷應調平，軸端彈簧應完好，開關盒內兩觸點高度必須一致。