【本田佳御启动打齿轮】起动机为什么要刷牙？

起动机是汽车电器中最基本的部件，主要由直流电机、传动啮合机构和开关三部分组成。起动机和其他电机最大的区别是传动啮合机构，根据啮合方式，分为以下三种。

1.惯性啮合的起动器。

2.强制啮合(强制啮合)的起动器。

3.柔性网格(软网格、慢网格、二次网格)的起动器。

惯性啮合的起动机只适合单机低功耗发动机，所以现在只能应用于摩托车。

强制啮合的起动机是目前应用最多的起动机。最重要的特点是网状机构有网状弹簧，大多数网状弹簧安装在单向装置上，小型车(长安、五环等)使用起动机，网状弹簧安装在叉子上。而且，小型动力起动机的网状弹簧安装在电磁开关的活动铁芯内。例如桑塔纳使用的减速起动器、近年来生产的许多减速起动器、网状弹簧都安装在叉子上。

当强制啮合的起动器工作时，电磁开关线圈通电，铁芯拉叉将驱动齿轮推到发动机的飞轮齿圈上，会出现两种情况。

1.驱动齿轮的齿直接对准飞轮齿环上的槽，驱动齿轮容易与飞轮齿环啮合，然后电磁开关触点打开，直流电机通电，启动发动机。特点是齿轮先啮合，开关打开。这个过程称为顺利衔接。

2.驱动齿轮的齿立即与飞轮齿圈的齿对齐。也就是说，在发生顶齿的情况下，主动齿轮会坚持停止向前移动。但是，由于电磁开关的吸力很高，动铁芯仍然拉叉，叉拉压缩弹簧，动铁芯连接电磁开关触点，直流电机开启，当驱动齿轮转动小角度时，将顶齿位置拉开，在啮合弹簧的作用下与飞轮齿圈啮合。其特点是开关触点先连接，齿轮啮合。这个过程称为强制衔接。也就是说，在顶部锯齿状态下强制啮合。

在这里啮合的弹簧起着重要的作用。因为通过挥动叉压啮合弹簧，将驱动齿轮压在飞轮环上，准备驱动齿轮齿进入飞轮环内，二是驱动齿轮压在飞轮环上。马达旋转时阻力大，马达的初始速度不高，可以啮合。

如果啮合弹簧的压力不足，驱动齿轮没有拧紧飞轮环，马达转动时阻力小，因此驱动齿轮的齿快速转动飞轮环槽，不啮合。(大卫亚设，Northern Exposure(美国电视)，在这个时候，驱动齿轮在飞轮环形端面高速旋转，发出难以听到的摩擦声。这是铣削故障。这是因为驱动齿轮像铣削刀具一样铣削飞轮环圈一样铣削。

铣削故障是强制啮合起动器的常见病，结果飞轮环被铣削，被迫更换。从上面的分析可以看出，铣削齿的罪魁祸首是缺少啮合弹簧压力。网状弹簧压力不足的原因有两个。1是弹簧本身的压力达不到标准，2是静止状态驱动齿轮和飞轮环之间的轴向距离太大。

然后，要解决铣削问题，必须增加网格弹簧的压力。对用户来说，有效的方法是减少驱动轮和飞轮环之间的轴向距离。更换飞轮环圈时，用直径2mm的钢丝焊接制作一个与飞轮环一样大的环，在飞轮上先安装钢丝环，然后安装飞轮环，可以完全解决2Kw以下起动器的铣削问题，对于2Kw以上的起动器，可以延长飞轮环寿命。

起动器功率越大，啮合弹簧的压力越大，强制啮合时，传动齿轮会压在飞轮齿端旋转。长时间齿轮磨损是不可避免的。齿轮磨损后，两个齿轮之间的轴向距离增加，可能会发生铣削故障。发生铣削齿时，齿轮的磨损急剧增加，两颗牙齿之间的轴向距离进一步增大，进入恶性循环，完全铣削啮合部分的飞轮齿。这也是为什么很多车辆一开始不铣削，使用一段时间后铣削越来越严重的原因。

根据目前的标准，驱动轮和飞轮环之间的轴向距离为3-5毫米，证明当该距离达到5毫米时，容易发生铣削误差。这是因为啮合弹簧的压缩，驱动齿轮支撑飞轮环之前不会启动。驱动齿轮和飞轮环之间的距离越大，驱动齿轮的空行越大，啮合弹簧的可压缩行程就越小。因此，最有效地管理铣削故障的方法是缩短驱动轮和飞轮环之间的距离，将5毫米的间隔改为3毫米。但是，对于动力较大的起动机，强制啮合时齿轮磨损是不可避免的，因此需要灵活的啮合技术来避免齿轮磨损。

现在很多人因为一些教材的误导而发生铣削，原因是开关触点关闭得太早，盲目地采取延迟关闭的措施，如在电磁开关和启动机端盖之间添加垫片，目的是增加铁芯的行程，推迟开关触点的关闭。效果相当好。但是好景不长，又会旧病复发。调整了这么几次后，再调整也解决不了问题，只好更换飞轮环。新换的飞轮齿圈在使用了一段时间后，仍然会有老毛病。

合格的起动机电磁开关打开，驱动齿轮用叉子拔出后，驱动齿轮和推力环之间有约1毫米的间隙，该间隙用于防止叉磨损。起动机在汽车上工作时，驱动齿轮在电动枢轴上的渐开线花键作用下支撑推力环。因为原来还有间隔。现在，这个间隔在叉子和檀香木后面之间。也就是说，叉子不再接触檀香后面，不再接触檀香，叉子不会磨损。(David Assell，Northern Exposure(美国电视剧)，启动机(美国电视剧)，)如果在电磁开关和前盖之间插入垫片，则消除了这一间隙，啮合弹簧的压缩性增加了1mm左右，导致铣削齿暂时消失，但启动机工作时，如果叉子总是接触单向装置，磨损间隙将再现并被铣削。

齿又出现了。

如果垫片加的过厚，还有可能使拨叉变形，从而破坏断电间隙，结果是发动机一旦不“着火”，起动机就无法停止工作。过厚的垫片还有可能造成动铁芯吸不到底，使开关动触点的超行程缩小或消失，将造成开关接触不良或发生熔焊粘连故障。

合格的起动机都有断电间隙，就是当驱动齿轮卡在飞轮齿环中不回位时，电磁开关的动铁芯依然能回复一定行程，保证触点能打开，切断起动机电源。

对驱动齿轮为何会卡在飞轮齿环中不回位，目前教材上的说法几乎都是错误的。

强制啮合的起动机其单向器与电枢轴之间是螺旋形花键动配合，可保证驱动齿轮与飞轮齿环全啮合，在强制啮合时，驱动齿轮与飞轮齿环只要啮合上一点点，驱动齿轮就被飞轮齿档住不转了，此时旋转的电枢轴在螺旋花键的作用下，把单向器往前推出，直至驱动齿轮碰到止推档圈，这时驱动齿轮才开始带动飞轮转动，也就是要在齿轮全啮合后才开始传递动力。

在此电枢轴的旋转有把单向器往前推的趋势，那么要使单向器后退的话，必须让单向器的转速超过电枢轴的转速，这就必须使发动机起动成功“着火”运转后，飞轮反带驱动齿轮，单向器才有了后退的条件。如果发动机没有起动成功，就不存在这个条件，驱动齿轮就卡在飞轮齿环中不回位。除非发动机已转的很灵活，靠惯性还能转一下。

驱动齿轮不回位后，将造成拨叉、电磁开关动铁芯不回位，从而造成触点打不开，起动机无法断电的现象。为了解决这个问题，在设计电磁开关时，就设置了断电间隙，有了断电间隙后，当驱动齿轮在啮合位置不回位时，电磁开关的动铁芯依然能回复一段距离而使触点打开，保证起动机能及时停下来。

断电间隙大都设置在动铁芯拉杆上，常见的是在拉杆上开长方形孔，拨叉端头插在孔中可来回移动一定距离，这个距离就是断电间隙，现在有不少动铁芯拉杆是圆杆两端大放拨叉的位置小，这个位置宽度一定大于拨叉宽度，其余量就是断电间隙，这种拨叉的上端呈丫状，有的起动机是把拨叉梢孔做成椭圆形的，作用相同。

起动发动机时，一旦起动失败，起动机又停不下来，原因不是开关触点烧结就是断电间隙没有了，断电间隙消失，一般都是维修下当、乱调整造成的。还有造成起动机不停机的原因，就是止推档圈坏了。

因此不要按目前教材上所谓调整起动机的方法去调整强制啮合的起动机，那些“砖家”、“教受”都在乱说。

下面就讲讲强制啮合起动机的调整方法。

调整的目的是保证拨叉防磨损间隙、断电间隙、驱动齿轮与飞轮齿环之间的轴向距离符合要求。

拨叉防磨损间隙，就是驱动齿轮被全部拨出后，驱动齿轮与止推档圈之间的距离，标准为1mm左右。不符者通过增减电磁开关与前端盖之间的垫片来解决。

具体方法是：给电磁开关线圈通电，让驱动齿轮移出来，用手推进驱动齿轮，此时驱动齿轮与止推挡圈之间应有1mm左右间隙。这个间隙大的话，可在电磁开关与前端盖之间加垫片，垫片厚度要小于该间隙，如果已没有间隙就要适当拿掉一些垫片，直至有间隙为止。

断电间隙是强制啮合起动机上一个非常重要的参数，常常被忽视、被人为破坏。把驱动齿轮拨出后，用工具卡住不让它回位，电磁开关线圈断电，此时电磁开关触点应该是打开的。如果触点还是接通的，就要检查动铁芯拉杆上的长方形孔是否被缩小，触点回位弹簧是否有问题，拨叉是否变形，电磁开关与前端盖之间的垫片是否太厚，止推挡圈卡簧是否掉落。

驱动齿轮与飞轮齿环之间的轴向距离（静止状态），是决定起动机是否铣齿的最主要参数，要求不大于3mm。对已发生铣齿故障，经测量该距离大于3mm的，就要想办法缩小它。如果飞轮齿环已严重损坏，那么在更换飞轮齿环时，先在飞轮上装铁丝环，再装上新飞轮齿环。如果飞轮齿环只是轻微磨损，对啮合弹簧在单向器上的，可用1--2mm厚的垫片把啮合弹簧压紧一点，对啮合弹簧不在单向器上的起动机，可把前端盖上车床，车去安装面1mm厚度即可，车的太多会影响强度。

强制啮合的起动机，不存在调整电磁开关闭合时间早晚的问题，这一点务必搞清楚。

需要调整开关闭合时间早晚的起动机，是用棘轮式单向器的。

接下来谈谈柔性啮合的起动机。

柔性啮合起动机的最大特点是当发生顶齿时，驱动齿轮会转动，从而能自动叉开顶齿，使齿轮始终处于顺利啮合状态，即始终让齿轮先啮合后，电磁开关触点才接通，起动机才真正开始工作。其优点是不会使齿轮磨损，更不会发生铣齿故障，因其啮合时比较柔和，故名柔性啮合。

目前使驱动齿轮在顶齿时转动的方法，有机械扭转与电动扭转二种。前者就是采用棘轮式单向器的起动机，后者就是可慢转的起动机。

采用棘轮式单向器的起动机，除了单向器外，其余与强制啮合的起动机相同。

对棘轮式单向器，许多人往往只知它的单向传动功能，而不一定知道其驱动齿轮扭转功能。这种单向器内有内外二个套筒，内套筒内壁上是直花键，与起动机电枢轴上的直花键动配合，内套筒外壁上是螺旋花键，与外套筒内壁上的螺旋花键动配合，外套筒前端通过棘轮齿与驱动齿轮结合。

当拨叉把单向器往前推出，发生顶齿时驱动齿轮被飞轮齿档住，不能继续前移，外套筒也不能继续前移，当内套筒压缩外套筒后面的弹簧后继续前移，这样内套筒外壁上的螺旋花键，作用于外套筒内壁上的螺旋花键，而使外套筒转过一个角度，让驱动齿轮叉开顶齿位置，而与飞轮齿环啮合，齿轮全啮合后，电磁开关触点才接通，起动机通电转动，带动发动机起动。

这种采用机械扭转驱动齿轮的方法，驱动齿轮转过的角度是固定不变的，在极端状态常常无法叉开顶齿而使起动失败，要重新起动，这是其最大缺点。

由于电枢轴与单向器的配合处是直花键，在发动机因故不点火而起动失败时，驱动齿轮也能退出啮合，因此断电间隙并不重要，这是它的优点之一。但驱动齿轮在与飞轮齿环开始啮合后，不能利用电枢轴的旋转，把驱动齿轮全部推出，而只能依靠拨叉把单向器全部推出后，驱动齿轮才能与飞轮齿环全啮合。因此这种起动机必须保证，驱动齿轮与飞轮齿环全啮合或接近全啮合后，电磁开关触点才能接通。否则会发生下列不良后果：

1.齿轮未啮合，开关触点接通，结果发生铣齿。

2.齿轮刚啮合，开关触点接通，结果齿被打断。

这都是开关触点接通时机太早造成的，因为这种起动机有个缺点，就是前述的在极端情况下，无法叉开顶齿，这种情况的发生率约在十分之一左右，而许多使用者也包括某些生产厂，以为起动机有故障，就把开关触点接通时机调前，确实开关触点越是早接通，似乎无法叉开顶齿的情况就越少，但却会带来齿被打断的问题。因为齿轮刚啮合开关触点就接通使起动机转起来后，驱动齿轮就不会再向前移动了，由于二齿相互啮合的长度很小，而起动力矩未变，齿轮承受不了大力矩而断裂。

而这种情况在强制啮合的起动机上是不会产生的，因其电枢轴与单向器之间是螺旋花键，齿轮只要啮合上，在螺旋花键的作用下，就一定会前移到全啮合状态后才开始传递转矩。

这也是强制啮合的起动机电枢轴前端有止推档圈，而用棘轮式单向器的起动机没有止推档圈之原因，因为后者不需要“止推”。

这种起动机一定要调整到使齿轮先啮合，而且要达到全啮合或接近全啮合后，电磁开关触点才能接通。

而强制啮合的起动机大多工作在开关触点先接通，齿轮后啮合状态。

目前不少人把调整这种起动机的方法用到了强制啮合的起动机上（是受目前的教材误导而把这二种起动机混为一谈了），从而走入误区，结果却又不知如何调整这种用棘轮式单向器的起动机了。

电动扭转驱动齿轮的起动机

这种起动机有二种转速，在驱动齿轮推出阶段以低速慢转，以便随时叉开顶齿，当齿轮啮合后才高速全功率运转，带动发动机起动，因此又称为可慢转的起动机，这类起动机一般都不用啮合弹簧。又因啮合过程是先慢转，啮合后才高速运转，分二步进行，故又叫二级啮合。

这类起动机中最典型的代表，是齿轮移动式起动机，这种起动机采用复励式直流电动机，其磁场由主绕组与副绕组（慢转绕组）组成。主绕组起串励作用，副绕组在齿轮啮合前起串励作用，齿轮啮合后起并励作用，以便限制空载转速。

当起动机的50接柱通上电源后，起动机内的起动继电器线圈与联动（推动）继电器的保持线圈通电，起动继电器的小触点分别接通副磁场绕组与联动继电器的吸引线圈电源，起动机开始慢转并把驱动齿轮推出，齿轮啮合后，联动继电器打开起动继电器的大触点锁止机构，使大触点闭合，接通主磁场绕组的电源，使起动机全功率运转，同时联动继电器的一对小触点动作，把副磁场绕组从串励状态转换到并励状态。

这种起动机结构非常复杂，体积大、成本高，又无法减速化，因此将逐渐被有柔性啮合功能的减速型起动机替代，齿轮移动式起动机被淘汰是必然趋势。

普通的减速型起动机是强制啮合的，在此要讲的是有柔性啮合功能，即可慢转的减速型起动机。这其中最有代表性的是三菱型大功率减速起动机。

这种起动机的最大特点是，电磁开关中吸引线圈与保持线圈匝数不等，吸引线圈减少了匝数增大了截面，以仿制三菱的2810系列为例：吸引线圈线径1.5mm，绕165匝，保持线圈绕190匝，从而使吸引线圈的工作电流增大，再配上一个大功率起动继电器。当电磁开关线圈通电，吸引线圈的电流通过起动机绕组，使起动机慢转，同时电磁开关的动铁芯拉动拨叉把驱动齿轮推出，齿轮啮合后，电磁开关触点接通，起动机全功率运转。

但由于吸引线圈的匝数不能无限减少，否则会带来电磁开关断电不释放的问题，而使起动机无法停止工作。所以吸引线圈减少的匝数是有限的，因此增大的电流也是有限的，只能达到起动机空载电流的1.4倍左右。当起动机使用日久，一方面转动部件润滑变差阻力会增大，另一方面线路老化电阻增大、电瓶容量下降内阻增大，使慢转电流减小，起动机就不能慢转了，起动时就会发生顶齿故障。因此有些企业要求连接起动继电器与电磁开关之间的导线截面不小于6平方，有些企业仿制这种起动机时依然采用啮合弹簧，当不能慢转时就进行强制啮合，这是其最大缺点，因为保留啮合弹簧的后果，就有可能引发铣齿故障。

目前国内生产的大功率减速型起动机，基本上都属于这一类型。严格来说这只能算准柔性啮合的起动机。

但三菱原厂的起动机同样不用啮合弹簧，却能做到不顶齿，这由严格的工艺要求决定，因国内制造工艺粗糙，原材料品质不同等因素影响，仿制的三菱起动机达不到三菱公司的性能要求，故而出现顶齿故障，不能保证百分之百啮合成功，解决方法只有增大慢转电流，以弥补制造工艺粗糙转动阻力大的不足。

博世新型大功率减速起动机

近年的潍柴发动机上，装用了博世新型减速起动机，这也是一种柔性啮合的起动机，其最大特点也在电磁开关上，电磁开关中除了一对常开型大触点外，还有一对常闭触点，常闭触点与常开触点共用动触点（接触桥），以及一个用康铜丝绕成的限流电阻，电阻值约0.1欧姆。同样也要配一个大功率起动继电器，当起动继电器工作后，电流一路通过电磁开关线圈，另一路通过常闭触点、限流电阻、起动机绕组，使起动机慢转，同时电磁开关动铁芯拉动拨叉把驱动齿轮推出，齿轮啮合后，常开触点接通，起动机全功率运转，同时常闭触点断开，切除限流电阻。

由于起动机的慢转电流由限流电阻提供，限流电阻可根据起动机对慢转电流的要求任意选择，不受其它因素限制，因此可使慢转电流增大。从而使起动机的慢转不应转动阻力增大时消失，保证柔性啮合成功。缺点是电磁开关中多了一对常闭触点与一个限流电阻，使成本增加。另外采用了单线圈方案，一个线圈兼有吸引与保持功能，从而造成释放电压很低，实际上没有这个必要，反而使线圈用铜量增加。

但实际使用中用户反映依然会有一些博世起动机发生铣齿故障，这与其保留啮合弹簧有关（它的啮合弹簧设置在电磁开关动铁芯的拉杆套筒内）。笔者通过大量的试验及多年的实际应用证明，柔性啮合的起动机如果保留啮合弹簧，当起动机齿轮与飞轮齿环的轴向距离达到标准的上限值时，就会发生铣齿故障，从而失去了柔性啮合的意义。博世这种起动机如要彻底解决铣齿问题，只有去掉啮合弹簧或限制它的压缩行程。

依斯克拉大功率减速起动机

依斯克拉配套重汽斯太尔的起动机，基本结构与三菱起动机相似，只是采用更大线径（1.9mm）的漆包线绕电磁开关的吸引线圈，且匝数减少近一半，只绕100匝。可提供空载电流2.8倍的慢转电流，保证了慢转不因转动阻力增大而消失。这样做虽然增大了慢转电流，但给保持线圈带来了麻烦，为了保证断电释放，保持线圈也只能绕100匝，如果采用较细线径的漆包线绕制保持线圈，100匝达不到释放电压的要求，只能采用较大一点的线径，但这样又带来线圈电流密度过高，容易过热烧坏的缺点，因此来了个折中方法，保持线圈先绕130匝后，再反绕30匝，使有效匝数依然是100匝，与吸引线圈相等。其缺点是电磁开关线圈用铜量大增，使成本上升。而且保持线圈的电流密度依然偏高，容易过热损坏。佩特莱起动机与此类似，例如M93R起动机的慢转电流也是空载电流的2.8倍，电磁开关吸引线圈用线径1.88mm漆包线绕130匝，保持线圈用线径0.59mm漆包线也绕130匝，保持线圈的电流密度达到了每平方毫米70安培，而一般的起动机，电磁开关保持线圈的电流密度在每平方毫米50安培以内。

最新发明的柔性啮合的起动机

新发明的起动机解决了电磁开关吸引线圈既要提供足够的慢转电流又能保证断电释放的难题。因此保持了结构简单的特点，又保证达到真正的柔性啮合，还收到了降低成本的效果。

三菱型起动机的慢转电流受电磁开关吸引线圈匝数的限制，只能达到空载电流的1.4倍左右，而要真正达到柔性啮合，以国内的制造工艺水平，慢转电流要达到空载电流的2.5倍以上，这是通过N次试验及多年的实际应用探索得出的结论。那么增大慢转电流后是否又会发生铣齿呢？经试验把慢转电流增大到空载电流的3倍也不会铣齿，因此这种担心是多余的。

在保持电磁开关吸力不变的情况下，要增大吸引线圈的工作电流，势必要减少其匝数，而通常吸引线圈的匝数又不能无限减少。如采用依斯克拉与佩特莱的方案，电磁开关用铜量增加，成本上升。

但当把吸引线圈与保持线圈的首端分开后，吸引线圈的匝数就可任意变化了。因此可以根据慢转电流的要求，来确定它的匝数，而不增加电磁开关的吸力。经计算试验并实际使用，起动机的慢转电流完全满足要求，吸引线圈只需绕60匝左右即可，这样每只电磁开关可降低成本5-10元。

电磁开关中的二个线圈分开后，控制它就需要二路线了，最简单的方法是采用双触点起动继电器，二个触点分别控制吸引线圈与保持线圈。

也可利用汽车上的起动继电器或钥匙开关的起动档来控制保持线圈，用起动机自带的大功率起动继电器来控制吸引线圈，具体接线是把电磁开关的保持线圈与大功率起动继电器的线圈并联，当钥匙开关转至起动档（ST），大功率起动继电器线圈与电磁开关保持线圈同时通电，继电器吸合触点接通，电磁开关吸引线圈通电，其工作电流使起动机慢转，同时使电磁开关吸合，齿轮啮合后，电磁开关触点接通，吸引线圈被短接，并使起动机全功率运转。

新发明起动机的主要特征，就是把电磁开关中的吸引线圈与保持线圈的首端分开，从而使吸引线圈可提供保证起动机慢转的大电流，又能保证断电释放。达到了结构简单、成本降低、能真正柔性啮合不顶齿、不铣齿的效果，可以说是目前的最先进水平。许多原来严重铣齿的车辆，采用该技术改造后都解决了问题，例如有一辆轻卡搭载的是490柴油机，因严重铣齿更换了飞轮齿环与减速起动机（24V4.5Kw），但使用不到3个月又发生铣齿故障，每次起动都要重复几次才能起动成功，测量驱动齿轮与飞轮齿环之间的轴向距离达8mm，不铣齿才怪呢。后经重绕电磁开关吸引线圈、配上大功率起动继电器并去掉啮合弹簧后门