起动电机顶齿故障的分析与解决方法.pdf

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1、第2期2010年4月内燃机InternalCombustionEnginesNo．2Apr．2010摘要：根据使用中出现起动电机顶齿的问题，分析起动电机顶齿的故障原因，提出解决方法。关键词：起动电机；飞轮齿圈；／ix齿轮；顶齿中图分类号：TK407文献标识码：B文章编号：100(Y-6494(2010)02-0056-021概述Trouble-shootingofApicalToothinStartingDynamoLIJin-yuan，MIAOShu-yuan起动电机的作用是为柴油机的起动提供动力，●使得柴油机能够顺利着车。在起动电机

2、的使用中有时出现小齿轮与飞轮齿圈顶齿的故障，导致柴油机不能顺利起动，给车辆的正常使用造成困难。2故障情况起动电机使用中出现顶齿的现象有以下几种。a．飞轮齿圈损坏造成顶齿。b．蓄电池亏电造成的顶齿。C．小齿轮损坏造成顶齿。d．其他原因顶齿。下面就E8R24x9kW起动电机顶齿的现象和原因进行一下分析。3起动电机工作原理E8R24x9kW起动电机是直推式电机，见电机结构图(见图1)和电气原理图(见图2)。起动电机工作时是通过起动开关给电机控制极接通电源，电机后端的牵引电磁铁(图1中序号12)上电后吸动衔铁轴推动挺杆将小齿轮直接顶出与飞轮齿圈

3、啮合。小齿轮的工作行程为21．8mmj：1．2m／n。起动电机的起动过程分为两步：作者简介：李金元(1951一)，男，高级工程师，主要从事柴油机电器设计与应用和柴油机试验研究。收稿日期：2009—1l也图1电机结构图图2电气原理图第一步：电机通电时，控制继电器(图l中序号7)和牵引电磁铁吸合，由于限位装置(图1中序号10限位扳、图1中序号11顶板)的作用，控制继电器的部分触点接通，主触点不能接通，见电气原理图。此时起动电机只有辅助绕组工作，电流很小，转子低速旋转并产生较小的扭矩，小齿轮旋转向外伸出，克服啮合过程中齿和槽不能完全对正的阻力

4、后完成小齿轮与飞轮齿圈的啮合。第2期李金元等：起动电机顶齿故障的分析与解决方法·57-第二步：当小齿轮的伸出尺寸大于19mm时，顶板向前移动将限位扳顶开，控制继电器主触点接通，电机主回路工作并产生大电流和大扭矩，驱动飞轮齿圈运转，使得柴油机着车。4顶齿的原因分析4．1齿轮质量问题在工作中变形损坏造成的顶齿当起动电机在同一部位多次顶齿，而将柴油机曲轴转动一个角度后便能顺利起动时，此时造成顶齿的原因可能是起动电机的小齿轮或柴油机飞轮齿圈的齿已经受伤变形或者打齿，需要检查起动电机和飞轮是否损坏，如果损坏则需更换，并对损坏的齿轮进行分析。由于齿

5、轮质量问题，在工作中变形损坏导致起动电机顶齿，在这里不作过多地分析，无论是材料问题或是热处理问题，究其原因都属于齿轮的制造问题，只要加强飞轮齿圈或者电机小齿轮制造质量的控制，便可以解决由此造成的顶齿故障。4．2电源电压低造成的顶齿当蓄电池电压过低时，会造成起动电机顶齿，原因是电压低会使得加在起动电机辅助绕组上的电压低，产生的电流会非常小，小齿轮伸出过程中的转速低，旋转力矩就会过小，不足以克服小齿轮与飞轮齿圈产生的磨擦阻力，从而造成顶齿。因此出现顶齿现象时，应检查蓄电池电压，如果电压偏低只需给蓄电池充足电，即可解决起动电机顶齿的问题。4．

6、3辅助绕组失效造成顶齿起动电机使用时间过长，超过寿命周期，辅助绕组部分失效或电阻增大，使得小齿轮伸出时的转速和扭矩减小，造成顶齿。由于超过使用寿命，辅助绕组部分失效，使得小齿轮伸出过程不能旋转或转速非常低，不能克服小齿轮与飞轮齿圈的磨擦阻力，容易造成顶齿。解决办法是更换新起动电机。4．4其他原因顶齿其他原因的顶齿，即在工作中飞轮齿圈和小齿轮均完好无损，但个别起动电机在工作中却频繁发生顶齿现象。该类顶齿在使用中不是经常出现，一旦发现顶齿却不容易排除。经过现场检查分析并查阅有关技术资料，认为造成顶齿的原因是电机设计时辅助绕组参数选择偏小，遇

7、到阻力稍大时不能克服，导致起动时电机顶齿。5解决方法根据起动电机出现顶齿故障的多种因素，解决E8R24x9kW起动电机顶齿故障的方法如下：a．严格控制飞轮齿圈和小齿轮的制造质量。b．保证蓄电池电量充足。e．适当调整起动电机辅助绕组的参数，例如适当加大辅助绕组线径，提高小齿轮伸出过程中的旋转速度和扭矩。d．调整飞轮齿圈和小齿轮的齿形和倒角，减小啮合过程中的阻力。在诸多顶齿的原因当中，大部分顶齿都是可以控制的，只有设计原因造成的顶齿需要从根本上解决。经过分析认为：由于E8R24x9kw起动电机是引进技术国产化的产品，辅助绕组选择了与样机线径

8、相同的漆包线，忽略了国产材料与样机原材料在性能上的区别(如漆包线的电阻特性和铁芯的磁场特性)。因此必须选择调整绕组线径的方法。考虑到电机辅助绕组线径大小是问题的关键，太大会使得转速过高反而会导致使用中出现铣