談拖拉機起動電動機的結構及工作原理

努爾買買提·吐遜

摘?要：通過對拖拉機起動電動機三個重要組成部分結構和工作原理的探討，提高人們對起動電動機的了解，確保拖拉機的正確使用，以減少故障的發生。

關鍵詞：拖拉機;起動電動機;工作原理

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.059

目前拖拉機大都采用電動機來進行啟動，稱為“起動電動機”，它是將電能轉換為機械能的專用設備。為了更好地使用拖拉機起動電動機，預防故障的發生，需要了解起動電動機的結構特點和工作原理。拖拉機起動電動機由直流串激式電動機、嚙合機構和驅動機構組成，下面重點探討這三個組成部分。

1?直流電動機

（1）直流電動機的構造。直流電動機由定子、電樞、換向器、電刷等組成。定子由外殼、鐵芯和磁場線圈構成。為了增大起動機的轉矩，磁極的數量較多，一般多為四極。磁場線圈與電樞線圈串聯，使用矩形的裸銅線繞制。轉子（電樞） 由鐵芯、線圈、換向器和軸構成。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。電刷數和磁極數相同，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。電起動機是將電能變為機械能。串接直流電動機的激磁特點為激磁繞組和電樞繞組串聯。啟動時，接通開關，大的啟動電流由蓄電池經電刷、換向器向串聯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動。轉矩的大小與電樞電流及磁通的大小成正比。

（3）直流電動機特性。直流電動機轉矩與電樞電流的平方成正比的關系，為轉矩特性;轉速與電樞電流的關系為機械特性。其特點是啟動電流增大不多，可獲得很大的啟動轉矩。輕載時轉速高，易造成“飛車”事故，所以不能在空載下工作;重載時轉速低，對啟動發動機十分有利，轉速低可使啟動安全可靠。

2?起動電動機的嚙合機構

嚙合機構具有在啟動時，使電動機驅動齒輪與飛輪齒圈相嚙合，同時接通電路，而啟動后自動脫離嚙合的作用。

（1）杠桿式嚙合機構。向左扳動杠桿式嚙合機構的操縱桿時，會向右推動接合器，使驅動小齒輪移向飛輪齒圈，使起動電動機開始運轉。發動機著火后，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，整個啟動過程結束。

（2）電磁式嚙合機構。電磁式嚙合機構由電磁開關和杠桿等組成。按下起動開關，可接通電磁開關的兩條電路：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、蓄電池負極組成;另一路從保持線圈直接形成回路。發動機啟動后，打開開關，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位，驅動齒輪和齒圈脫開，接觸盤脫離接觸，切斷電路，電動機停轉。

3?起動電動機的驅動機構

起動電動機的驅動機構為單向離合器。發動機著火后，飛輪的轉速較高，加之飛輪與電動機小驅動齒輪的傳動比很大，若發動機飛輪反帶動電動機轉動，會使電動機超速而損壞。所以起動電動機上必須裝有單向傳遞動力的單向離合器。發動機啟動后，嚙合機構自動分離，防止動力反傳。

（1）單向滾柱式離合器。啟動時，內座圈的轉速大于外座圈，又加上滾柱的慣性力，使滾柱被推向楔形槽的窄處，將內、外座圈卡住，啟動轉矩經單向離合器、嚙合機構啟動發動機。

（2）彈簧式離合器。離合器的兩塊扇形塊裝入驅動齒輪右端相應的缺口中并嵌入花鍵套左端的環槽內，于是驅動齒輪和花鍵套既可一起轉動，又可相對滑轉。離合彈簧在自由狀態下的內徑小于驅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。離合彈簧與護套之間有間隙。

啟動時，電樞軸帶動花鍵套轉動，在摩擦力的作用下，離合彈簧的直徑變小，抱緊相應的外圓表面，于是電啟動機的轉矩經花鍵套、離合彈簧傳給驅動齒輪，從而啟動發動機。當發動機啟動后，驅動齒輪的轉速高于花鍵套，離合彈簧在摩擦力作用下直徑變大（脹開），驅動齒輪相對于花鍵滑轉，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。花鍵套筒的外表面上有三線螺旋花鍵，套著內接合鼓（主動鼓）。內接合鼓上有四個軸向槽，插放主動摩擦片。被動摩擦片插放在與驅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外接合鼓之間的傳動媒介。螺母左側裝有彈性圈，右側裝著壓環，在壓環與摩擦片間裝有調整墊圈。組裝好的離合器，摩擦片之間應無壓力。

當啟動時，因飛輪齒圈上反作用力的緣故，瞬間靜止的內接合鼓由于花鍵套筒的旋轉而左移，使主、被動摩擦片壓緊在一起，利用摩擦力將電樞產生的轉矩傳遞給飛輪。發動機啟動后，小驅動齒輪被飛輪反帶動，轉速高于電樞，內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。

當電動機超載時，彈性圈會在壓環的壓力下彎曲，與內接合鼓的左端相碰時，內接合鼓便停止左移，摩擦片之間開始打滑，從而限制了電動機的最大輸出轉矩，防止過載。通過增減調整墊圈片數，能改變內接合鼓左端面與彈性圈之間的間隙，可以調節電動機的最大輸出轉矩。