汽车上的发电机和起动机

汽车上的发电机和起动机

一个是发电机，负责汽车供电；另一个是起动机，负责汽车起步。两者的电机一样有磁场、电枢和整流元件，但前者是将机械能转换为电能，后者是将电能转换为机械能，因此两者的构造是有很大差异。

以前的汽车发电机是直流发电机，用换向器整流，从20世纪70年代起已经逐步淘汰，现在的汽车发电机大都是交流发电机，用半导体整流。它具有体积小，功率大，寿命长，故障少和低速充电性能好的优点。

交流发电机分为定子绕组和转子绕组两部分，三相定子绕组按照彼此相差120度电角度分布在壳体上，转子绕组由两块极爪组成。当转子绕组接通直流电时即被励磁，两块极爪形成N极和S极。磁力线由N极出发，透过空气间隙进入定子铁心再回到相邻的S极。转子一旦旋转，转子绕组就会切割磁力线，在定子绕组中产生互差20度电度角的正弦电动势，即三相交流电，再经由6只硅二极管组成的整流元件变为直流电输出。

由于发电机输出电压会随发动机转速增高而升高，故要用电压调节器进行调节，使之符合使用需要。现代轿车的发电机都是比较紧凑的，将集成电路调节器放进发电机内装成一体，并且采用多管形式。例如夏利轿车的发电机就有8只半导体管，其中6只整流用，另2只用于三相中性点的电压整流输出，藉以提高发电机的功率。

现代轿车已普遍采用空调装置、电喷发动机、电控门窗、电动可调座椅等等。汽车越高级，用电量就越大。现在的中高级轿车发电机功率一般都达1千瓦。随着自动化舒适化的提高，用电量还要加大，但轿车的安装空间有限，不可能靠加大体积增加功率。因此，工程师就在冷却和安装位置上做文章。例如将发电机安装在发动机的上端，尽量远离发热区；发电机的前后端都装上风扇叶，以增强冷却效果。最近宝马公司更是尝试用水冷却方式来提高发电机的冷却效果。

起动机由电动机、驱动机构和操纵机构等组成。它专门启动发动机，需要强大的转矩，因此要通过的电流量很大，达到几百安培，这种特性决定了它与发电机的不同。例如，采用直流串激式电动机，转子及定子部分都是用比较粗的矩形截面铜线绕制；驱动机构采用减速齿轮结构；操纵机构采用电磁磁吸方式。

电动机由磁场（定子）、电枢（转子）和整流子组成，为了增大扭矩采用多极磁场，常见有4个磁场。当电流通过电枢线圈时，按照“左手定则”，整个线圈会受到一个转矩而转动。由于直流电动机通电后会产生一种反电动势，并与发动机转速成正比，与扭矩成反比，因此能满足发动机起动时的要求。起动机起动电流很大，因此，操作时启动时间一定要短。

减速齿轮机构的驱动齿轮与发动机飞轮接合而启动发动机，采用单向驱动方式。当电动机上的小齿轮的转速高于发动机飞轮齿圈的速度时，电动机带动发动机转，当发动机的转速高于电动机时，它们之间的动力传递关系自动解除。小齿轮个子小受力大，一出毛病汽车启动将会非常费劲。