談拖拉機(jī)起動電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

努爾買買提·吐遜

摘?要：通過對拖拉機(jī)起動電動機(jī)三個(gè)重要組成部分結(jié)構(gòu)和工作原理的探討，提高人們對起動電動機(jī)的了解，確保拖拉機(jī)的正確使用，以減少故障的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī);起動電動機(jī);工作原理

中圖分類號：S219.07文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.059

目前拖拉機(jī)大都采用電動機(jī)來進(jìn)行啟動，稱為“起動電動機(jī)”，它是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的專用設(shè)備。為了更好地使用拖拉機(jī)起動電動機(jī)，預(yù)防故障的發(fā)生，需要了解起動電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。拖拉機(jī)起動電動機(jī)由直流串激式電動機(jī)、嚙合機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，下面重點(diǎn)探討這三個(gè)組成部分。

1?直流電動機(jī)

（1）直流電動機(jī)的構(gòu)造。直流電動機(jī)由定子、電樞、換向器、電刷等組成。定子由外殼、鐵芯和磁場線圈構(gòu)成。為了增大起動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，磁極的數(shù)量較多，一般多為四極。磁場線圈與電樞線圈串聯(lián)，使用矩形的裸銅線繞制。轉(zhuǎn)子（電樞） 由鐵芯、線圈、換向器和軸構(gòu)成。鐵芯用硅鋼片疊制而成;電樞線圈用較粗的矩形裸銅線繞制，匝數(shù)較少，采用波繞法;換向器的換向片較厚，換向銅片與間隔的云母片平齊。電刷用含銅量較多的銅和石墨壓制而成。電刷數(shù)和磁極數(shù)相同，其中一對接外殼的為“搭鐵”電刷，另一對與磁場線圈的一端相接的為“絕緣”電刷。

（2）工作原理。電起動機(jī)是將電能變?yōu)闄C(jī)械能。串接直流電動機(jī)的激磁特點(diǎn)為激磁繞組和電樞繞組串聯(lián)。啟動時(shí)，接通開關(guān)，大的啟動電流由蓄電池經(jīng)電刷、換向器向串聯(lián)的電樞繞組和激磁繞組供電，帶電的電樞線圈在激磁繞組的磁場中形成電磁力矩而轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)矩的大小與電樞電流及磁通的大小成正比。

（3）直流電動機(jī)特性。直流電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比的關(guān)系，為轉(zhuǎn)矩特性;轉(zhuǎn)速與電樞電流的關(guān)系為機(jī)械特性。其特點(diǎn)是啟動電流增大不多，可獲得很大的啟動轉(zhuǎn)矩。輕載時(shí)轉(zhuǎn)速高，易造成“飛車”事故，所以不能在空載下工作;重載時(shí)轉(zhuǎn)速低，對啟動發(fā)動機(jī)十分有利，轉(zhuǎn)速低可使啟動安全可靠。

2?起動電動機(jī)的嚙合機(jī)構(gòu)

嚙合機(jī)構(gòu)具有在啟動時(shí)，使電動機(jī)驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈相嚙合，同時(shí)接通電路，而啟動后自動脫離嚙合的作用。

（1）杠桿式嚙合機(jī)構(gòu)。向左扳動杠桿式嚙合機(jī)構(gòu)的操縱桿時(shí)，會向右推動接合器，使驅(qū)動小齒輪移向飛輪齒圈，使起動電動機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)著火后，立即松開操縱桿，操縱桿在回位彈簧作用下，使接合器退回原位，齒輪與齒圈脫離嚙合;滑桿也在彈簧作用下，使接觸盤右移，切斷起動電路，整個(gè)啟動過程結(jié)束。

（2）電磁式嚙合機(jī)構(gòu)。電磁式嚙合機(jī)構(gòu)由電磁開關(guān)和杠桿等組成。按下起動開關(guān)，可接通電磁開關(guān)的兩條電路：一路電流由蓄電池正極、搭鐵、電樞、繞組、磁場繞組、吸引線圈、開關(guān)、蓄電池負(fù)極組成;另一路從保持線圈直接形成回路。發(fā)動機(jī)啟動后，打開開關(guān)，保持線圈和吸引線圈中吸力減小，活動鐵芯在回位彈簧的作用下迅速復(fù)位，驅(qū)動齒輪和齒圈脫開，接觸盤脫離接觸，切斷電路，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。

3?起動電動機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)

起動電動機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)為單向離合器。發(fā)動機(jī)著火后，飛輪的轉(zhuǎn)速較高，加之飛輪與電動機(jī)小驅(qū)動齒輪的傳動比很大，若發(fā)動機(jī)飛輪反帶動電動機(jī)轉(zhuǎn)動，會使電動機(jī)超速而損壞。所以起動電動機(jī)上必須裝有單向傳遞動力的單向離合器。發(fā)動機(jī)啟動后，嚙合機(jī)構(gòu)自動分離，防止動力反傳。

（1）單向滾柱式離合器。啟動時(shí)，內(nèi)座圈的轉(zhuǎn)速大于外座圈，又加上滾柱的慣性力，使?jié)L柱被推向楔形槽的窄處，將內(nèi)、外座圈卡住，啟動轉(zhuǎn)矩經(jīng)單向離合器、嚙合機(jī)構(gòu)啟動發(fā)動機(jī)。

（2）彈簧式離合器。離合器的兩塊扇形塊裝入驅(qū)動齒輪右端相應(yīng)的缺口中并嵌入花鍵套左端的環(huán)槽內(nèi)，于是驅(qū)動齒輪和花鍵套既可一起轉(zhuǎn)動，又可相對滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于驅(qū)動齒輪和花鍵套的外圓面的外徑，稍有緊度地套在外圓面上。離合彈簧與護(hù)套之間有間隙。

啟動時(shí)，電樞軸帶動花鍵套轉(zhuǎn)動，在摩擦力的作用下，離合彈簧的直徑變小，抱緊相應(yīng)的外圓表面，于是電啟動機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)花鍵套、離合彈簧傳給驅(qū)動齒輪，從而啟動發(fā)動機(jī)。當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動后，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速高于花鍵套，離合彈簧在摩擦力作用下直徑變大（脹開），驅(qū)動齒輪相對于花鍵滑轉(zhuǎn)，防止動力反傳。

（3）摩擦式離合器。離合器的花鍵套筒套在電樞軸的螺旋花鍵上?；ㄦI套筒的外表面上有三線螺旋花鍵，套著內(nèi)接合鼓（主動鼓）。內(nèi)接合鼓上有四個(gè)軸向槽，插放主動摩擦片。被動摩擦片插放在與驅(qū)動小齒輪成一體的外接合鼓中。主動摩擦片、被動摩擦片相互間隔組裝，兩者間的摩擦力是內(nèi)外接合鼓之間的傳動媒介。螺母左側(cè)裝有彈性圈，右側(cè)裝著壓環(huán)，在壓環(huán)與摩擦片間裝有調(diào)整墊圈。組裝好的離合器，摩擦片之間應(yīng)無壓力。

當(dāng)啟動時(shí)，因飛輪齒圈上反作用力的緣故，瞬間靜止的內(nèi)接合鼓由于花鍵套筒的旋轉(zhuǎn)而左移，使主、被動摩擦片壓緊在一起，利用摩擦力將電樞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給飛輪。發(fā)動機(jī)啟動后，小驅(qū)動齒輪被飛輪反帶動，轉(zhuǎn)速高于電樞，內(nèi)接合鼓沿花鍵套筒上螺旋線右移，使主、被動摩擦片互相脫離，防止動力反傳。

當(dāng)電動機(jī)超載時(shí)，彈性圈會在壓環(huán)的壓力下彎曲，與內(nèi)接合鼓的左端相碰時(shí)，內(nèi)接合鼓便停止左移，摩擦片之間開始打滑，從而限制了電動機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩，防止過載。通過增減調(diào)整墊圈片數(shù)，能改變內(nèi)接合鼓左端面與彈性圈之間的間隙，可以調(diào)節(jié)電動機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩。