谈拖拉机起动电动机的结构及工作原理
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摘 要：通过对拖拉机起动电动机三个重要组成部分结构和工作原理的探讨，提高人们对起动电动机的了解，确保拖拉机的正确使用，以减少故障的发生。
关键词：拖拉机;起动电动机;工作原理
中图分类号：S219.07文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.059
目前拖拉机大都采用电动机来进行启动，称为“起动电动机”，它是将电能转换为机械能的专用设备。为了更好地使用拖拉机起动电动机，预防故障的发生，需要了解起动电动机的结构特点和工作原理。拖拉机起动电动机由直流串激式电动机、啮合机构和驱动机构组成，下面重点探讨这三个组成部分。
1 直流电动机
（1）直流电动机的构造。直流电动机由定子、电枢、换向器、电刷等组成。定子由外壳、铁芯和磁场线圈构成。为了增大起动机的转矩，磁极的数量较多，一般多为四极。磁场线圈与电枢线圈串联，使用矩形的裸铜线绕制。转子（电枢） 由铁芯、线圈、换向器和轴构成。铁芯用硅钢片叠制而成;电枢线圈用较粗的矩形裸铜线绕制，匝数较少，采用波绕法;换向器的换向片较厚，换向铜片与间隔的云母片平齐。电刷用含铜量较多的铜和石墨压制而成。电刷数和磁极数相同，其中一对接外壳的为“搭铁”电刷，另一对与磁场线圈的一端相接的为“绝缘”电刷。
（2）工作原理。电起动机是将电能变为机械能。串接直流电动机的激磁特点为激磁绕组和电枢绕组串联。启动时，接通开关，大的启动电流由蓄电池经电刷、换向器向串联的电枢绕组和激磁绕组供电，带电的电枢线圈在激磁绕组的磁场中形成电磁力矩而转动。转矩的大小与电枢电流及磁通的大小成正比。
（3）直流电动机特性。直流电动机转矩与电枢电流的平方成正比的关系，为转矩特性;转速与电枢电流的关系为机械特性。其特点是启动电流增大不多，可获得很大的启动转矩。轻载时转速高，易造成“飞车”事故，所以不能在空载下工作;重载时转速低，对启动发动机十分有利，转速低可使启动安全可靠。
2 起动电动机的啮合机构
啮合机构具有在启动时，使电动机驱动齿轮与飞轮齿圈相啮合，同时接通电路，而启动后自动脱离啮合的作用。
（1）杠杆式啮合机构。向左扳动杠杆式啮合机构的操纵杆时，会向右推动接合器，使驱动小齿轮移向飞轮齿圈，使起动电动机开始运转。发动机着火后，立即松开操纵杆，操纵杆在回位弹簧作用下，使接合器退回原位，齿轮与齿圈脱离啮合;滑杆也在弹簧作用下，使接触盘右移，切断起动电路，整个启动过程结束。
（2）电磁式啮合机构。电磁式啮合机构由电磁开关和杠杆等组成。按下起动开关，可接通电磁开关的两条电路：一路电流由蓄电池正极、搭铁、电枢、绕组、磁场绕组、吸引线圈、开关、蓄电池负极组成;另一路从保持线圈直接形成回路。发动机启动后，打开开关，保持线圈和吸引线圈中吸力减小，活动铁芯在回位弹簧的作用下迅速复位，驱动齿轮和齿圈脱开，接触盘脱离接触，切断电路，电动机停转。
3 起动电动机的驱动机构
起动电动机的驱动机构为单向离合器。发动机着火后，飞轮的转速较高，加之飞轮与电动机小驱动齿轮的传动比很大，若发动机飞轮反带动电动机转动，会使电动机超速而损坏。所以起动电动机上必须装有单向传递动力的单向离合器。发动机启动后，啮合机构自动分离，防止动力反传。
（1）单向滚柱式离合器。启动时，内座圈的转速大于外座圈，又加上滚柱的惯性力，使滚柱被推向楔形槽的窄处，将内、外座圈卡住，启动转矩经单向离合器、啮合机构启动发动机。
（2）弹簧式离合器。离合器的两块扇形块装入驱动齿轮右端相应的缺口中并嵌入花键套左端的环槽内，于是驱动齿轮和花键套既可一起转动，又可相对滑转。离合弹簧在自由状态下的内径小于驱动齿轮和花键套的外圆面的外径，稍有紧度地套在外圆面上。离合弹簧与护套之间有间隙。
启动时，电枢轴带动花键套转动，在摩擦力的作用下，离合弹簧的直径变小，抱紧相应的外圆表面，于是电启动机的转矩经花键套、离合弹簧传给驱动齿轮，从而启动发动机。当发动机启动后，驱动齿轮的转速高于花鍵套，离合弹簧在摩擦力作用下直径变大（胀开），驱动齿轮相对于花键滑转，防止动力反传。
（3）摩擦式离合器。离合器的花键套筒套在电枢轴的螺旋花键上。花键套筒的外表面上有三线螺旋花键，套着内接合鼓（主动鼓）。内接合鼓上有四个轴向槽，插放主动摩擦片。被动摩擦片插放在与驱动小齿轮成一体的外接合鼓中。主动摩擦片、被动摩擦片相互间隔组装，两者间的摩擦力是内外接合鼓之间的传动媒介。螺母左侧装有弹性圈，右侧装着压环，在压环与摩擦片间装有调整垫圈。组装好的离合器，摩擦片之间应无压力。
当启动时，因飞轮齿圈上反作用力的缘故，瞬间静止的内接合鼓由于花键套筒的旋转而左移，使主、被动摩擦片压紧在一起，利用摩擦力将电枢产生的转矩传递给飞轮。发动机启动后，小驱动齿轮被飞轮反带动，转速高于电枢，内接合鼓沿花键套筒上螺旋线右移，使主、被动摩擦片互相脱离，防止动力反传。
当电动机超载时，弹性圈会在压环的压力下弯曲，与内接合鼓的左端相碰时，内接合鼓便停止左移，摩擦片之间开始打滑，从而限制了电动机的最大输出转矩，防止过载。通过增减调整垫圈片数，能改变内接合鼓左端面与弹性圈之间的间隙，可以调节电动机的最大输出转矩。
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