柴油發電機啟動馬達的傳動機構和超速保護
發布時間：2025-08-24 點擊：59
性能特點和作用說明
柴油發電機啟動馬達的傳動機構和超速保護
啟動馬達軸上的嚙合齒輪在啟動時，才與柴油發電機曲軸上的飛輪齒圈相嚙合，而當柴油發電機開始運行后，啟動馬達應立即與曲軸分。否則當柴油發電機轉速升高，使啟動馬達大大超速旋轉，產生很大的離心力，造成損壞，甚至使啟動馬達電樞飛散。因此，啟動馬達必須裝離合機構。啟動時保證啟動馬達的動力能傳遞給曲軸，啟動后能切斷啟動馬達與柴油發電機曲軸的聯系。起動機的傳動機構安裝在電動機電樞的延長軸上，用來在起動柴油發電機時，將驅動齒輪與電樞軸聯成一體，使柴油發電機起動。為此，起動機的傳動機構中必須具有超速保護裝置。
減速型起動機結構圖
一、傳動機構的類型
發電機組用起動機的傳動機構也稱為嚙合機構，有如下類型∶
1、慣性嚙合式傳動機構
接通點火開關起動柴油發電機時，驅動齒輪靠慣性力的作用，沿電樞軸移出與飛輪嚙合，使柴油發電機起動；柴油發電機起動后，當飛輪的轉速超過電樞軸轉速時，驅動齒輪靠慣性力的作用退回，脫離與飛輪的嚙合，防止電機超速。
2、強制嚙合式傳動機構
接通起動開關起動柴油發電機時，驅動齒輪靠杠桿機構的作用沿電樞軸移出，與飛輪環齒嚙合，使柴油發電機起動；柴油發電機起動后，切斷起動開關，外力的作用消除后，驅動齒輪在復位彈簧的作用下退回，脫離與飛輪環齒的嚙合。
3、電樞移動式嚙合機構
起動機不工作時，起動機的電樞與磁極錯開。接通起動開關起動柴油發電機時，在磁極磁力的作用下，整個電樞連同驅動齒輪移動與磁極對齊的同時，驅動齒輪與飛輪環齒進入嚙合。柴油發電機起動后，切斷起動開關，磁極退磁，電樞軸連同驅動齒輪退回，脫離與飛輪的嚙合。
二、超速保護裝置
超速保護裝置是起動機驅動齒輪與電樞軸之間的離合機構，也稱為單向離合器。常用的單向離合器有滾柱式、彈簧式、摩擦片式等多種形式。
起動機超速離合器
1、滾柱式單向離合器
接誦起動開關起動柴油發電機時，起動機的電樞軸連同內座圈按圖中所示的箭頭方向旋轉，由于摩擦力和彈,簧張力的作用，滾柱被帶到內、外座圈之間楔形槽窄的一端，將內、外座圈聯成一體，于是電樞軸上的轉矩誦過內座圈、楔緊的滾柱傳遞到外座圈和驅動齒輪，驅動齒輪與電樞軸一起旋轉使柴油發電機起動。柴油發電機起動后，曲軸轉速升高，飛輪齒圈將帶著驅動齒輪高速旋轉。雖然驅動齒輪的旋轉方向沒有改變，但它由主動輪變為從動輪。當驅動齒輪和外座圈的轉速超過內座圈和電樞軸的轉速時，在摩擦力的作用下，滾柱克服彈簧張力的作用滾向楔形槽寬的一端，使內、外座圈脫離聯系而可以自由地相對運動，高速旋轉的驅動齒輪與電樞軸脫開，防止電動機超速。
2、彈簧式單向離合器
這種機構套裝在啟動機電樞軸上，驅動齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上，兩個扇形塊裝入齒輪右端相應缺口中并伸人花鍵套筒左端的環檜內，這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動，兩者可相對滑轉。離合彈簧在自由狀態下的內徑小于齒輪和套筒相應外圓面的直徑，安裝時緊在外圓面上。啟動機帶動花鍵套筒旋轉，有使離合彈簧收縮的趨勢，由于離合彈簧被箍在相應外圓面上，于是，啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅動齒輪，從而帶動飛輪圈轉動。當機啟動后，齒輪有比套筒轉速快的趨勢，彈簧脹開，離合齒輪在套簡上滑動，從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。該離合機構較簡單，所配用的st614型啟動機，其電壓為流24v、功率為5.3kw，操作方便，因而得到廣泛應用。
3、摩擦片式單向離合器
這種離合結構這樣裝配的，內花鍵殼裝在具有右旋外花鍵上，主動片套在內花鍵殼的導槽中，而從動片與主動片相間排列，旋裝在花鍵套上的螺母與摩擦片之間，裝有彈性圈，壓環和調整墊片。驅動齒輪右端的形部分有一個導槽，從動片齒形凸緣裝入此導槽之中，最后裝卡環，以防止啟動機驅動齒輪1與從動片松脫。離合結構裝好后摩擦片之間無壓緊力。啟動時，花鍵套按順時針方向轉動，靠內花鍵殼與花鍵套之間的右旋花鍵，使內花鍵殼在花鍵套上向左移動將摩擦片壓緊，從而使離合機構處于接合狀態，啟動機的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅動齒輪，帶動飛輪齒圈轉動。柴油發電機啟動后，驅動齒輪相對于花鍵套轉速加快，內花鍵殼在花鍵套上右移，于是摩擦片便松開，離合機構處于分離狀態。該離合機構摩擦力矩的調整，即調整墊片可改變內花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙，以控制彈性墊圈的變形量，從而調整離合機構所能傳遞的最大摩擦力矩。摩擦片式的離合機構由于可傳動的扭矩較大。因此，通常用于較大啟動扭矩的柴油機上。
三、起動機的控制機構
起動機的控制機構也稱為操縱機構，它的作用是控制起動機主電路的通、斷和驅動齒輪的移出和退回。起動機的控制機構分為直接操縱式和電磁操縱式兩種。直接操縱式控制機構檢修方便，且不消耗電能，有利于提高起動轉速。但駕駛人的勞動強度大，不易遠距離操縱，所以目前已很少應用。
電磁操縱式控制機構，俗稱電磁開關，其使用方便，工作可靠，并適合遠距離操縱，所以目前應用廣泛。起動柴油發電機時，接通總開關，按下起動按鈕，吸拉線圈和保持線圈的電路被接通，其電流通路為∶蓄電池正極→主接線柱→電流表→總開關→起動按鈕→接線柱→吸拉線圈→主接線柱→電動機保持線圈→搭鐵→蓄電池負極。柴油發電機起動后，在松開起動按鈕的瞬間，吸拉線圈和保持線圈是串聯關系，兩線圈所產生的磁通方向相反，互相抵消，于是活動鐵心在復位彈簧的作用下迅速回位，使驅動齒輪退出嚙合，接觸盤在其右端小彈簧的作用下脫離接觸，主開關斷開，切斷了起動機的主電路，起動機停止運轉。
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啟動馬達軸上的嚙合齒輪在啟動時，才與柴油發電機曲軸上的飛輪齒圈相嚙合，而當柴油發電機開始運行后，啟動馬達應立即與曲軸分。否則當柴油發電機轉速升高，使啟動馬達大大超速旋轉，產生很大的離心力，造成損壞，甚至使啟動馬達電樞飛散。因此，啟動馬達必須裝離合機構。啟動時保證啟動馬達的動力能傳遞給曲軸，啟動后能切斷啟動馬達與柴油發電機曲軸的聯系。起動機的傳動機構安裝在電動機電樞的延長軸上，用來在起動柴油發電機時，將驅動齒輪與電樞軸聯成一體，使柴油發電機起動。為此，起動機的傳動機構中必須具有超速保護裝置。
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一、傳動機構的類型
發電機組用起動機的傳動機構也稱為嚙合機構，有如下類型∶
1、慣性嚙合式傳動機構
接通點火開關起動柴油發電機時，驅動齒輪靠慣性力的作用，沿電樞軸移出與飛輪嚙合，使柴油發電機起動；柴油發電機起動后，當飛輪的轉速超過電樞軸轉速時，驅動齒輪靠慣性力的作用退回，脫離與飛輪的嚙合，防止電機超速。
2、強制嚙合式傳動機構
接通起動開關起動柴油發電機時，驅動齒輪靠杠桿機構的作用沿電樞軸移出，與飛輪環齒嚙合，使柴油發電機起動；柴油發電機起動后，切斷起動開關，外力的作用消除后，驅動齒輪在復位彈簧的作用下退回，脫離與飛輪環齒的嚙合。
3、電樞移動式嚙合機構
起動機不工作時，起動機的電樞與磁極錯開。接通起動開關起動柴油發電機時，在磁極磁力的作用下，整個電樞連同驅動齒輪移動與磁極對齊的同時，驅動齒輪與飛輪環齒進入嚙合。柴油發電機起動后，切斷起動開關，磁極退磁，電樞軸連同驅動齒輪退回，脫離與飛輪的嚙合。
二、超速保護裝置
超速保護裝置是起動機驅動齒輪與電樞軸之間的離合機構，也稱為單向離合器。常用的單向離合器有滾柱式、彈簧式、摩擦片式等多種形式。
起動機超速離合器
1、滾柱式單向離合器
接誦起動開關起動柴油發電機時，起動機的電樞軸連同內座圈按圖中所示的箭頭方向旋轉，由于摩擦力和彈,簧張力的作用，滾柱被帶到內、外座圈之間楔形槽窄的一端，將內、外座圈聯成一體，于是電樞軸上的轉矩誦過內座圈、楔緊的滾柱傳遞到外座圈和驅動齒輪，驅動齒輪與電樞軸一起旋轉使柴油發電機起動。柴油發電機起動后，曲軸轉速升高，飛輪齒圈將帶著驅動齒輪高速旋轉。雖然驅動齒輪的旋轉方向沒有改變，但它由主動輪變為從動輪。當驅動齒輪和外座圈的轉速超過內座圈和電樞軸的轉速時，在摩擦力的作用下，滾柱克服彈簧張力的作用滾向楔形槽寬的一端，使內、外座圈脫離聯系而可以自由地相對運動，高速旋轉的驅動齒輪與電樞軸脫開，防止電動機超速。
2、彈簧式單向離合器
這種機構套裝在啟動機電樞軸上，驅動齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上，兩個扇形塊裝入齒輪右端相應缺口中并伸人花鍵套筒左端的環檜內，這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動，兩者可相對滑轉。離合彈簧在自由狀態下的內徑小于齒輪和套筒相應外圓面的直徑，安裝時緊在外圓面上。啟動機帶動花鍵套筒旋轉，有使離合彈簧收縮的趨勢，由于離合彈簧被箍在相應外圓面上，于是，啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅動齒輪，從而帶動飛輪圈轉動。當機啟動后，齒輪有比套筒轉速快的趨勢，彈簧脹開，離合齒輪在套簡上滑動，從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。該離合機構較簡單，所配用的st614型啟動機，其電壓為流24v、功率為5.3kw，操作方便，因而得到廣泛應用。
3、摩擦片式單向離合器
這種離合結構這樣裝配的，內花鍵殼裝在具有右旋外花鍵上，主動片套在內花鍵殼的導槽中，而從動片與主動片相間排列，旋裝在花鍵套上的螺母與摩擦片之間，裝有彈性圈，壓環和調整墊片。驅動齒輪右端的形部分有一個導槽，從動片齒形凸緣裝入此導槽之中，最后裝卡環，以防止啟動機驅動齒輪1與從動片松脫。離合結構裝好后摩擦片之間無壓緊力。啟動時，花鍵套按順時針方向轉動，靠內花鍵殼與花鍵套之間的右旋花鍵，使內花鍵殼在花鍵套上向左移動將摩擦片壓緊，從而使離合機構處于接合狀態，啟動機的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅動齒輪，帶動飛輪齒圈轉動。柴油發電機啟動后，驅動齒輪相對于花鍵套轉速加快，內花鍵殼在花鍵套上右移，于是摩擦片便松開，離合機構處于分離狀態。該離合機構摩擦力矩的調整，即調整墊片可改變內花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙，以控制彈性墊圈的變形量，從而調整離合機構所能傳遞的最大摩擦力矩。摩擦片式的離合機構由于可傳動的扭矩較大。因此，通常用于較大啟動扭矩的柴油機上。
三、起動機的控制機構
起動機的控制機構也稱為操縱機構，它的作用是控制起動機主電路的通、斷和驅動齒輪的移出和退回。起動機的控制機構分為直接操縱式和電磁操縱式兩種。直接操縱式控制機構檢修方便，且不消耗電能，有利于提高起動轉速。但駕駛人的勞動強度大，不易遠距離操縱，所以目前已很少應用。
電磁操縱式控制機構，俗稱電磁開關，其使用方便，工作可靠，并適合遠距離操縱，所以目前應用廣泛。起動柴油發電機時，接通總開關，按下起動按鈕，吸拉線圈和保持線圈的電路被接通，其電流通路為∶蓄電池正極→主接線柱→電流表→總開關→起動按鈕→接線柱→吸拉線圈→主接線柱→電動機保持線圈→搭鐵→蓄電池負極。柴油發電機起動后，在松開起動按鈕的瞬間，吸拉線圈和保持線圈是串聯關系，兩線圈所產生的磁通方向相反，互相抵消，于是活動鐵心在復位彈簧的作用下迅速回位，使驅動齒輪退出嚙合，接觸盤在其右端小彈簧的作用下脫離接觸，主開關斷開，切斷了起動機的主電路，起動機停止運轉。
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