汽車起動機是汽車起動系統的關鍵部件。它通過將蓄電池的電能轉化為機械能,克服發動機阻力矩,將發動機起動,使汽車能夠進入正常運行狀態。隨著汽車工業技術水平的不斷進步,整車品質要求越來越高,汽車為了適應舒適、、節能等要求,其結構向小巧輕方向發展,且車上的電子設備數量也在不斷增加,發動機可供使用的空間越來越小。因此,現代汽車普遍應用體積小、速度高、轉矩大的起動機。減速起動機,因其具有體積小、質量輕、輸出轉矩高等技術特點被普遍應用,成為了現代汽車起動機發展的重要方向。
減速型起動機的一般原理:當按下起動開關,起動繼電器線圈和觸點吸合,吸引線圈和保持線圈的電路接通。其電路為:蓄電池正一起動繼電器一電磁開關接線柱,然后分兩路,一路為保持線圈一搭鐵一蓄電池負;另一路為吸引線圈一起動機磁場繞組一搭鐵一蓄電池負。
活動鐵芯在兩個線圈吸力的共同作用下,克服復位彈簧的彈力而向左移動,帶動撥叉將單向離合器推出與負載飛輪嚙合。由于此時吸引線圈的電流流經磁場繞組和電樞繞組,能產生的電磁轉矩。所以單向離合器的小齒輪是在緩慢旋轉的過程中與負載飛輪嚙合的。在齒輪嚙合好的同時,由于活動鐵芯的繼續向左運動,使得接觸盤與主觸點接通,于是蓄電池的大電流流經起動機的電樞和磁場繞組,產生大的轉矩,起動機正常起動,帶動發動機旋轉起動發動機。與此同時,吸引線圈被短路,齒輪的嚙合位置由保持線圈的吸力來保持。
當發動機被起動,松開起動開關的瞬間,保持線圈中的電流只能經吸引線圈構成回路。由于這兩個線圈的繞向、匝數相同,此時它們所產生的磁通方向相反而相互抵消,于是活動鐵芯在復位彈簧的作用下回至原位,單向離合器小齒輪退出嚙合,接觸盤脫離與主觸點的接觸,切斷主回路,起動機停止運轉。
實現起動機一發電機一體化的構思,是達到汽車對起動機和發電機愈來愈高輸出要求的途徑。這種一體化系統中有一關鍵的可轉換裝置,該裝置具有起動和停止轉換功能,其交流端接異步電機,直流端接蓄電池和汽車用電系統。其工作原理是:在起動狀態時,異步電機的軸通過減速機構與發動機連接,帶動發動機旋轉,并達到起動發動機的目的;當發動機發動以后,發動機反帶異步電機旋轉,通過離合器裝置自動降低傳速,異步電機變為發電機的正常發電狀態。同時可轉換裝置還能將異步電機輸出的三相交流電變為直流電。給蓄電池充電,給汽車用電系統供電和電機本身勵磁。與這種一體化系統裝置同時的將是一種42V車用供電系統,將很好地達到汽車用電負荷增加的需要。這種42V供電系統是通過一個14V/42V的轉換裝置來實現的。
由上可見,減速型起動機通過在電樞軸與傳動軸之間增設減速機構,使得電機在同等輸出功率的J清況下可以將電樞轉速提升,將轉矩減小。這樣,電機的尺寸、材料消耗就可以減小。起動機可以被設計得而緊湊,同時還能使蓄電池的負擔減輕。一般減速型起動機的傳動比在3-4左右,總質量比同等功率非減速型起動機減少約35%,總長度能減少約29%左右。目前我國減速型起動機的發展,其產量己經達到汽車起動機年總產量的60%以上,并且還在逐年遞增。但其質量水平難以明顯提升,因為這與起動機相關技術的發展息息相關。