紅興隆北雁現代化農機

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起動機基礎知識

1、工作原理

直驅式起動機主要由直流串激電機、驅動嚙合機構和電磁開關三大部件構成。這三大部件有機結合、協同工作可順利完成從“起動點火→嚙合→旋轉→起動著車→斷電→退出嚙合”這一完整的過程。每一個零部件都有它特定的作用，每個零件的失效都或多或少影響整機的功能。

下面簡要介紹一下這三大部件的主要作用。

1.1直流串激電機

將蓄電池的電能轉化為起動發(fā)動機所需的機械能。

1.2電磁開關

一是接通和斷開起動機與蓄電池的電路，二是推出和收回驅動齒輪便于與飛輪嚙合和退出嚙合。

1.3單向離合器

第一，起動時單向器處于正向楔緊（或鎖緊）狀態(tài)，能將電機的電磁轉矩傳遞給飛輪；第二，起動著車后單向器處于反向打滑（或超越）分離狀態(tài)，能將飛輪和驅動齒輪的高速旋轉與轉子的旋轉分開，從而保護了轉子不被高速甩壞。

2、主要特點

與普通直流電機相比，起動機電壓低(12V/24V)、電流特別大(數百安～千安培級)、體積小(幾公斤～三十多公斤)、功率大(0.6～8KW)、但僅能短時工作(≤30s、間隔＞2min)、發(fā)熱快的特點。

3、工程應用知識

3.1 起動機的輸出特性

左圖是起動機的基本特性圖。從圖可以看出，①起動機輸出轉矩與輸入電流成正比；②起動機輸出轉速與輸入電樞反電勢成正比。因此電源對起動機輸出功率影響極大。電源內阻上升，起動機負載轉速隨之下降，但負載轉矩基本保持不變，功率(轉速×轉矩)因此下降。

人們常說的起動機標稱功率是指在一定的溫度和一定電瓶條件下起動機的額定輸出功率，離開這一條件是無法比較的。如我公司配玉柴的QD29系列標稱6KW，是指常溫下用2個195Ah電瓶(100％充電狀態(tài))串聯供電時所測的輸出值，如電瓶容量小于195Ah，就測不出6KW。

起動機制動線

3.2電源內阻與制動電流(力矩)的關系

容量下降或其它因素

起動機起動瞬間就是制動狀態(tài)，它的制動力矩幾乎與電流呈線性關系(見左圖)，電源提供電流越大，力矩越大。而制動電流大小取決于電源內阻和電機內阻兩個方面。所以凡是影響電源和電機內阻的因素也都影響制動力矩，如蓄電池充電不足；環(huán)境溫度降低(每降1℃，蓄電池容量降低1％～2％)；電機自身發(fā)熱；主電路導線截面不足及接觸狀況不良等等。通常情況下我們要多關注起動系的配線情況，包括導線截面、接頭狀況、搭鐵狀況等。

3 3.3 匹配關系

轉速

溫度下降

電瓶不足

發(fā)動機需要

起動機力矩

-轉速性能

起動機與發(fā)動機匹配的基本要求有兩點，一是制動力矩必須大于發(fā)動機阻力矩，并留有足夠余量。其次是拖動轉速高于臨界著車轉速(一般汽油機50rpm，柴油機100～150rpm)。

當溫度下降時，由于機油變稠，阻力矩顯著增加，同時混合氣溫度下降，會使著車

更困難，要求有更高的起動轉速。另外溫度的下降也使電瓶放電能力下降，這樣多方面作用，低溫起動性能就成為起動機與發(fā)動機是否匹配的主要指標。

在實際應用中，若出現批量起動不了時，就應考慮匹配問題了。這時應盡可能的測量拖動時的有關參數，如電流、轉速、電機端電壓、電瓶端電壓(盡可能同步測)，這些參數對設計人員來說都極為重要。解決途徑有多種，如低溫下應對電瓶保溫、對發(fā)動機預熱，加大電瓶容量、增加導線截面積以減少連接電阻，甚至提高起動機功率等級等等。

4. 電磁開關的工作原理及與此相關的典型故障分析

由于起動機電磁開關的特殊性，有必要對它的工作原理進行仔細的介紹，便于對故障進行深入的分析和判斷。附圖是常規(guī)的強制嚙合起動機的工作原理圖。

電磁開關有兩組繞向和匝數相同的線圈，其正極并接在一點為點火端（俗稱“50”），另一端分別接地和電樞端，接地的叫保持（并聯）線圈，接電樞的叫吸拉（串聯）線圈。

當點火鎖開關閉合后，約數十安培的電流提供給電磁開關的吸拉和保持線圈，兩線圈的電磁合力作用使主觸點閉合，經蓄電池給起動機提供起動電能。同時電磁力經撥叉杠桿作用，推動齒輪與發(fā)動機飛輪嚙合。

在嚙合過程中，齒輪移動約2毫米后，起動機齒輪與飛輪齒相撞，使齒輪軸向移動停止，開關的動鐵心移動也受阻，但是，由于此時，在電磁力的作用下使嚙合彈簧壓縮，保證了開關主觸點接通，使起動機電樞獲得強大的電能進行旋轉，在旋轉中完成了嚙合動作。

在完成起動后，點火鎖斷電瞬間，開關的兩組線圈處于反向串聯狀態(tài)，相同的電磁力但方向相反使其相互抵消，開關因此能迅速斷電，齒輪退出嚙合。

4.1電磁開關的粘連故障

齒頂齒時，由于強制嚙合的特點，開關主觸點仍能接通，接通的瞬間，蓄電池因電流的急增而使電機端電壓迅速下降，與此同時開關吸拉（串聯）線圈被短路而失去作用，僅剩下保持（并聯）線圈的電磁力。當此時若壓降過大將導致開關內動鐵芯不再繼續(xù)前行到終點，觸片處于不可靠接觸狀態(tài)，極易發(fā)生電弧燒蝕粘連故障。

4.2電磁開關頂齒故障

齒頂齒時，開關未接通瞬間為較大的雙線圈電流，若點火線路電阻較大，產生的高壓降有可能使開關不能有效接通，即發(fā)生了頂齒不通故障，并且由于吸拉電流通常較大線圈發(fā)熱迅速，反復起動會導致開關的燒毀。

4.3刮齒（銑齒）故障

齒頂齒時，由于強嚙合的特點，開關觸片接通瞬間，電機帶動驅動齒輪頂著飛輪齒迅速旋轉，當兩齒輪的倒角合適時，驅動齒輪可順利滑入飛輪齒，否則就會頂著飛輪高速旋轉即產生了刮齒（銑齒）故障。

汪劍峰編撰

2005.12.18

發(fā)表于 @ 2008年06月15日 10:11:00 |點擊數（）