起动马达的控制电路,蓄电池点火系统的原理

在齿轮和联接套筒上装有扭力弹簧，扭力弹簧两端分别箍紧在齿轮柄和联接套筒上。当起动机驱动飞轮时，扭力弹簧扭紧，抱紧齿轮柄和联接套筒，借助于摩擦力传递转矩。当发动机起动后，小齿轮转速高于电枢时，扭力弹簧放松，使小齿轮打滑，于是起到了保护电枢的作用。摩擦片式离合器的结构。其主动部分与被动部分靠摩擦片联接，当电枢不旋转时，摩擦片之间并无压力。

当起动机带动飞轮运转时，内接合鼓沿螺旋线向左移动，压迫主、被动摩擦片，利用摩擦力使电枢带动飞轮旋转。当发动机起动后，如果小齿轮速度超过电枢转速，则内接合鼓沿螺旋线退出，主、被动摩擦片松开打滑，使转矩不能从小齿轮传递给电枢，从而防止了电枢超速飞散的危险。起动马达的控制电路起动马达使用各种不同的开关和电路来控制。

机械开关一种简单的控制方法是使用机械开关，机械式开关装在起动机的外壳上。开关上的接线柱1、2用来接通或断开起动机主电路，4、10用来接入或短接点火线圈的附加电阻，其作用是在起动时将点火线圈的附加电阻短路。其工作过程如下:踏下起动机踏板，传动叉拨动衬套，将驱动小齿轮啮入飞轮齿圈上，同时又推动开关上的推杆。当小齿轮啮入飞轮齿圈后，开关即接通，电流从蓄电池流入起动机电枢线圈和磁场线圈，起动机驱动发动机起动。

起动后，放松踏板，传动叉又在复位弹簧作用下回位，从而移动衬套，使小齿轮脱离飞轮齿圈。同时开关也断开，起动机停止。若发动机起动后未及时松开踏板，则单向离合器打滑，以避免起动机损坏。电磁开关另一种控制电路的方法是利用电磁开关。电磁开关的线圈与点火管开关串联。

当开关转到起动位置时，电磁线圈均接通，一路由蓄电池一开关一保位线圈一搭铁；另一路由蓄电池一开关一吸力线圈一电枢和磁场线圈一搭铁，起动机通电运转。由于吸力线圈和保位线圈均通以同方向的电流，产生较强磁场，柱形铁芯吸入，通过拨叉杆使驱动小齿轮与飞轮齿圈啮合。同时，柱形铁芯动作使其触点闭合，蓄电池电流便直接流入起动机电枢和磁场线圈，使起动机正常运转并驱动飞轮。与此同时，吸力线圈被短路，柱形铁芯靠保位线圈的磁力保持柱形铁芯在吸合位置。

空档安全开关有的自动传动机构的汽车上，装有空档安全开关。这个开关的功能是当变速杆放在“行驶”位置时，防止发动机起动的可能性。空档安全开关串联在点火开关和电磁开关之间。有些设计，只有变速杆放在“停车”或“空档”位置时，起动马达才完成通路。

安全继电器有些汽车在起动机控制电路中装有安全继电器，在控制电路中的作用是：当发动机运转时，即使驾驶员错误地闭合起动钥匙开关，起动机也不会运转，或当发动机一旦起动后，即使起动钥匙开关仍处于“起动”位置，起动机也会自动停止工作。

在日产尼桑车上就装有这样的安全继电器，其工作原理如下：当蓄电池开关k1闭合，闭合起动钥匙开关k2时，线圈1、3中有电流流过，其路经为：由蓄电池正极→起动钥匙开关k2→安全继电器S接线柱（以后分两路：一路经安全继电器触点kg→线圈3；另一路经安全继电器线圈1→R2)→搭铁→蓄电池负极。这时，线圈1的电流所产生的吸力，不足以使ks打开，因而k8仍闭合；但开关k.在线圈3所产生的吸力作用下闭合。k4闭合后，即接通起动机电磁开关中吸力线圈和保位线圈，于是起动机起动，驱动发动机运转。

当发动机起动后，发电机电压达到规定值时，由于发电机电枢绕组中性点电压升高，流入磁场继电器线圈10中的电流增大，使磁场继电器触点k8闭合，k8闭合后，安全继电器线圈2中有电流流过：其电路为：发电机正极→发电机接线柱P→调节器接线柱A→ke→调节器接线柱L→安全继电器接线柱L→线圈2→R1→搭铁→发电机负极

此时，线圈2、1所产生的磁场方向相同，磁场增加，使k3断开；k3断开后使k4断开，k4断开后，保位线圈5中的电流流经吸力线圈4构成回路，此时两线圈产生的磁通方向相反，互相抵消，于是活动柱形铁芯回到原位，驱动小齿轮退出，k5断开，起动机停止工作。

这样，即使起动钥匙开关k2仍在“起动”位置，起动机控制电路和主电路均能在发动机起动完毕后自动地断开。若发动机运转时，因控制电路已经断开（通过k4)，即使驾驶员失误将起动开关k2闭合，起动机亦不会工作，因而对起动机起了保护作用。

点火系统的作用是给内燃机提供火花，用来点燃燃烧室内部的可燃混合气。现代汽车的点火系统是利用蓄电池作电源的。常用的点火系统由蓄电池、点火线圈、分电器、电容器、点火开关、火花塞、电阻器以及强度不同的导线组成。电子点火系统将在本章后部阐述。点火分电器或称断电配电器有几个作用：它能闭合和切断一次点火线圈（这是断电器的作用），使二次线圈感应高电压，并将高电压适时地分配到相应的气缸上（这是配电器的作用），并且附有火花控制机构，按发动机的速度、负载等因素自动地调节跳火时间。

点火电容器的作用是减少断电器触点的电弧，延长其使用寿命。火花塞给燃烧室提供一个间隙，以便使高压跳过极间时，产生一个火花以点燃压缩混合气。点火开关的功能是把点火系统与蓄电池接通或断开，使发动机起动或停止。

如果点火开关闭合，而且点火分电器的断电器触点也闭合，则电流会从蓄电池经过点火线图一次回路，到断电器触点，再到搭铁，最后回到蓄电池，流经点火线圈一次回路的电流在线圈内产生一个磁场。当断电器的触点断开时，磁场突然消失。这种磁场的突然变化在点火线圈的一次线圈回路中产生感生电流。由于二次线圈的匝数比一次线圈的匝数多得多，因此在其中产生的感生电压高达V。

配电器就把高电压分配给相应的火花塞，在火花塞电极间跳火。火花的高温把燃烧室内的混合气点燃，燃烧的燃油发生膨胀，压迫活塞上下移动，而活塞的上下移动促使曲轴旋转。点火线圈点火线圈，是一个把一次线圈12V电压升高到约V的脉冲变压器，它由一次线圈（低压线圈）、二次线圈（高压线圈）和软铁芯组成。一次线圈一般用较粗的漆包线（直径为0.5~1mm)绕~匝，二次线圈用较细的漆包线（直径为0.06~0.1mm)绕~匝。

通常的绕法是：先绕高压线圈（二次线圈），后绕低压线圈（一次线圈），然后把铁芯和线圈总成放在一个钢外壳内。上面有一个模压绝缘盖，盖上装有高、低压接线柱。有些点火线圈把线圈浸在变压器油或石腊之类的材料中，用以改善绝缘和减少潮气的影响。此外，渍油的线圈可更好地耐电晕和高温。

变压器油的优点是，如果绝缘发生破裂，可以弥合裂缝。为了防止潮气的浸入，外壳应进行密封。在有些点火线圈外壳上设有冷却片，用以散热。大电流的点火线圈，则利用大的铁芯和更强的绝缘材料。这些线圈具有较高的感抗，因而限制了其运转的速度，但其使用寿命会长得多。

如上所述，一次线圈电流在铁芯中产生一个磁场。然而，这并不是瞬间发生的，因为电流达到最大值，随后磁场达到最大值都需要时间。一般电流、磁场都达不到最大值，因为触点保持闭合的时间是很短的，特别是发动机以高速运行时。当断电器触点断开时，一次线圈电流趋向于继续流动（电流不能突变），线圈中的这种自然的趋向因为铁芯的存在而加强了。如果没有点火电容器，产生这种感应电流的感应电压会在触点之间产生电弧，并且磁场能量将被这个电弧消耗掉。

其结果，是触点会烧坏，正常的点火成为不可能。如果有了电容器，则当断电器触点断开时，点火线圈一次线圈中的感应电流便被电容吸收，然后立即以反方向放电，流过一次线圈，使一次线圈的磁场很快收缩。因为感应电压和磁场的变化率成正比，因而就能增加二次线圈的感应电压。同时，由于电容器吸收了电感电流，从而大大地减弱了触点间的火花强度，延长触点的使用寿命。

感应电压的变化及火花塞跳火所需要的电压发动机的速度、压缩力、气化器混合气比例、火花塞温度、间隙宽度和形状以及火花塞新旧都会影响火花塞间隙跳火所需的电压。如上所述，断电器触点闭合的时间会影响线圈所产生的电压。