发布于 06-05 08:43:53
别看汽车起动机很小，其实也内藏玄机。
比如上图，普通家用车的起动机个头很小，正常人一只手就可以轻松拿起一个起动机。
但是一个发动机别说用手拿了，你就是抱都很难抱的过来。那这么小的起动机是如何驱动比自己大几百倍的发动机呢？今天咱们就来好好说说这个话题。
这张图应该很清楚地表明了起动机的工作原理。起动机通过齿轮驱动发动机的飞轮让发动机转起来的。
发动机（内燃机）和电动机不同，需要先启动才能工作。而电动机只要通电立马就能工作。其根本原因在于对外做功的方法不同。电动机只要通电线圈就有磁场，在磁力作用下就能转动。而且电动机线圈的布局使其不管在任何位置线圈都可以受力。
而发动机是靠混合气燃烧的膨胀力推动活塞做功的，想要对外发力就要先制作混合气，然后点燃混合气，而且混合气点燃的时机还有限制，必须是活塞压缩到上止点附近，这样才能输出有效功。因此发动机启动时必须靠外力作用先动起来，然后吸气、喷油、点火，才能启动成功。
因此在拧下点火钥匙后起动机先带着发动机转动，同时ECU根据各个传感器的信号判断喷油、点火时机，发动机就可以尝试对外做功了。等发动机每个气缸都能正常做功时就代表启动成功了。起动机就可以停止了。对于钥匙点火的车来说驾驶员判断发动机启动后松开钥匙关闭起动机。而一键启动的车则是靠启动系统自动关闭起动机。
起动机那么小，发动机那么大，起动机为何能驱动如此大的发动机呢？主要有这几个原因：
1、起动机驱动飞轮
起动机是靠驱动飞轮来拖动发动机旋转的，起动机上的驱动齿轮直径很小，而飞轮直径非常大。这种结构有减速增扭的作用和变速箱1挡是一样的原理：用小齿轮驱动大齿轮，可以充分放大扭矩。但是转速会被降低。不过起动机最高转速可以达到近5000转，而汽油机只要拖动到100转左右就能成功启动。所以这点转速的损失并不影响发动机启动。
2、起动机内部减速机构
起动机不仅仅靠飞轮减速增扭，其内部也有减速增扭机构。起动机电机并不是直接驱动前面的齿轮，而是通过一组齿轮减速增扭后驱动的，最常见的就是电动机通过一组行星齿轮减速增扭后把扭矩传递给驱动齿轮，也就是说起动机电机的扭矩到达驱动齿轮时就已经被放大了。上图就是拆开的起动机，可以看到内部有一组行星齿轮减速机构。
所以说起动机电机本身扭矩并不大，但是经过两次减速增扭后其扭矩就可以轻松驱动发动机了。
起动机驱动发动机的过程也是非常巧妙的，因为发动机运行时飞轮是一直转动的，所以起动机在不工作时其驱动齿轮不能一直接触飞轮，否则起动机很快就被弄坏了。
起动机不工作时驱动齿轮是缩在里面的，不接触飞轮。当我们拧钥匙时首先接通起动机上面的磁力开关，这时候起动机电机并没有通电。磁力开关通电吸合，同时把驱动齿轮推出去与飞轮啮合，然后磁力开关内部的触点闭合，给启动机的电动机通电，电动机才开始带动发动机转动。等发动机启动成功后断开电路，磁力开关断电复位，驱动齿轮被拉回来，同时启动电机供电触点断开，起动机停止工作。
启动电机供电
启动电机功率很大，一般在2千瓦左右。我们都知道功率=电压×电流，汽车电压为12伏，那么想驱动2千瓦的电机就需要一百多安的电流。这么大的电流肯定需要很粗的导线。而汽车点火开关上的导线那么细，点火开关的触点也没那么大，肯定无法承受这么大的电流。所以说点火开关并不是直接控制启动电流通断的，而是控制磁力开关的。磁力开关相当于一个电磁铁，只需要很小的电流就能工作。磁力开关内部有两个非常大的触点，能承受大电流。这才是给启动电机供电的。点火钥匙通电后磁力开关吸合，磁力开关内部的触点闭合，启动电机就开始通电工作了。
驱动齿轮控制
起动机不工作时驱动齿轮并不与飞轮齿圈接触，当我们拧钥匙启动发动机时磁力开关开始动作，把驱动齿轮推出去与飞轮啮合。启动成功后磁力开关复位，驱动齿轮退回。
驱动齿轮与飞轮的啮合
我们知道了起动机工作时驱动齿轮要先伸出来与飞轮齿圈啮合，但驱动齿轮推出去时齿牙不一定就刚好与飞轮的齿牙对准，如果牙没对准的话是无法啮合的，这时候需要稍微转动一下才行。而起动机上就有这么巧妙的设计，使驱动齿轮推出去的时候可以轻微转动。这样就算齿牙没对准，驱动齿轮转一下就对准了，保证你任何时候点火起动机都能准确无误的与飞轮啮合。
这个巧妙的设计就是驱动齿轮轴上的螺纹。驱动齿轮被推出去时在这个螺纹的作用下会产生转动，这样就能保证任何时候驱动齿轮都能与飞轮完美啮合。
单向离合器
前面我们说过，发动机转速达到100转左右就可以启动成功，但是发动机启动成功后转速会快速飙升，轻松突破一千转。这时候发动机飞轮的转速远高于起动机驱动齿轮的转速。起动机驱动齿轮将会被飞轮反拖转动。这么高的转速如果传递给起动电机的话没几下就弄坏了。所以电机与驱动齿轮间还有一个单向离合器。也就是说启动电机可以驱动起动机的驱动齿轮。而驱动齿轮无法驱动启动电机。这样发动机启动成功后即使转速很高也只是带着驱动齿轮转，启动电机不转。这样就保护了启动电机。
上面所说的是传统的发动机启动方式，这几年又有新的技术诞生了，那就是BSG电机。其实就是给传统汽车的发电机增加了驱动功能，既可以发电又可以通过皮带直接驱动发动机启动。而且BSG电机在换挡时还可以主动控制发动机转速，让换挡更加平顺。不过目前配备该系统的车还是很少的。我们做个了解即可。
以上就是起动机拖动发动机的方法，那么日常用车中也可能遇到一些关于起动机的故障，我们就结合其原理来一起聊一聊。
这是最常见的故障，发动机启动成功后能听到起动机传出来很刺耳的“嘎”的一声响。这种故障分两种情况：
一种是发动机启动成功后没有及时松掉点火钥匙，导致发动机转速提升后反拖起动机驱动齿轮转动，由于转速太高产生噪音。要知道起动机只需要把飞轮拖动到一百多转就可以启动发动机，而发动机正常运行时飞轮转速接近1000转/分，转速差了将近十倍，起动机齿轮当然受不了。不过这并不算故障，而是操作的原因。需要驾驶员熟悉发动机启动的过程，在发动机启动后及时松开点火开关。
还有一种情况是驾驶员及时松开了点火钥匙，但是起动机磁力开关或者驱动齿轮内部润滑不良导致驱动齿轮没有及时复位，被高速转动的飞轮反拖转动。这就属于明显的故障了。需要拆开起动机清理磁力开关和驱动齿轮轴上的污渍、油泥、铁锈，然后充分润滑，使其运行自如，故障即可解决。
这也是很常见的故障，明明电瓶有电，但是你怎么拧钥匙起动机就是一动不动。这种故障一般都是触点坏了。
首先是点火开关的触点，点火开关是给磁力开关供电的，点火开关使用时间长了触点会烧蚀，一旦烧蚀严重触点无法闭合。这时候你再拧钥匙也没反应。想要解决问题就要拆掉点火开关好 维修触点？
其次就是起动机磁力开关里的触点出问题了，导致磁力开关虽然有动作，但是触点无法通电，这样启动电机就不会工作了。这时候维修触点即可。
现在的发动机怠速都特别安静，以至于有时候驾驶员都没发现发动机在运行而误操作拧了点火钥匙。这时候能听到刺耳的“嘎嘎”声。其实这就是飞轮与驱动齿轮打齿产生的声音，因为两者转速差太大，很难啮合。偶尔犯一次也不必担心，只要不是经常这样误操作就不会对发动机产生什么影响。
很多新车主总喜欢问这样的问题：车上某个零件寿命是多久啊、要多长时间更换啊，好像在他们看来汽车还和前几十年一样，跑一段时间就得换一批零件，不换不爽。其实现在的技术比以前进步多了，汽车上很多零件在正常使用条件下足以服务汽车的整个生命周期了。这其中就包括起动机。
曾经我见过一辆面包车点火钥匙偶尔拧着没反应，维修店给换了个点火钥匙和起动机。其实换下来的那个起动机一点问题都没有，问题真正的原因是点火开关触点烧蚀严重，导致无法传递点火信号。这时候只需要换个点火开关就行了。那个起动机完全是过度维修了，或者说明显是被黑了。
其实起动机的寿命真的很长，因为本身功率就足够大，平时只是用来启动一下发动机，这点负载对起动机来说真不算回事儿。要知道不同温度条件下发动机启动的阻力是不同的，同一辆车放在东北零下几十度的天气里，机油都快冻上了，冷启动时阻力肯定非常大。但是这辆车要开到海南去天天暖洋洋，启动发动机时阻力自然小很多。所以说起动机在设计之初就已经考虑了很多因素，就我们平时正常使用很难把它用坏。
一般情况下我们认为的起动机出问题了其实大都是其他原因导致的起动机无法获得启动信号，或者是内部润滑不足，这时候只需要排查故障，拆开清洗润滑基本上就能解决问题，没必要换新的。只要线圈没烧，一切都好商量。
所以说汽车是个很有意思的东西，很多看似平常无比的结构或者操作其内部往往包含着很多有意思的道理。我们在用车过程中如果能了解其原理那么不管爱车出了什么问题我们起码知道个大概，维保时不至于总是被人牵着鼻子走。
