【正文】 定律，樣品中的磁通 ? 的變化， S 為 樣品的截面積 ， 在測量線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為： dtdNE ?? （ ） ?? EdtN1? （ ） ??? EdtNSSB 1? （ ） 定子線圈 鐵心磁場要靠繞 在外面的勵(lì)磁繞組通電建立。 磁極的鐵磁材料 的磁滯回路 ：在無外加磁場時(shí)，鐵磁材料就已經(jīng)達(dá)到一定程度的磁化， 稱之為自發(fā)磁化。 定子 線圈 主磁極 磁極 一般用 低碳鋼 制 成， 用來 固定勵(lì)磁繞組。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為 定子 ，定子的主要作用是產(chǎn)生 磁場 ，由主 磁極 、換向極、端蓋、軸承和 電刷 裝置等組成 ， 其中主磁極是產(chǎn)生直流電機(jī)氣隙磁場的主要部件。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)溫 度降低時(shí)，由于蓄電池電解液粘度增大，內(nèi)阻增加，會(huì)使蓄電池容量和端電壓急劇下降，起動(dòng)機(jī)功率將會(huì)顯著降低。蓄電池容量越小，其內(nèi)阻越大，內(nèi)阻上的電壓降也越大，因而供給起動(dòng)機(jī)的電壓降低，也會(huì)使起動(dòng)機(jī)功率減小。由于起動(dòng)機(jī)工作時(shí)電流特別大，這些都會(huì)使起動(dòng)機(jī)功率減小。影響因素主要有：①接觸電阻和導(dǎo)線電阻的影響。由于柴油機(jī)壓縮比較大，驅(qū)動(dòng)附件的功 率也較大，柴油機(jī)的阻力矩一般比汽油機(jī)大一倍，各型發(fā)動(dòng)機(jī)阻力短由實(shí)驗(yàn)方法確定。由摩擦阻力 矩 、壓縮損失力矩、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)附件的阻力矩三部分組成。 m； nQ—— 發(fā)動(dòng)機(jī)最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速， r/min。若功率不夠?qū)?huì)增加起動(dòng)次數(shù)，縮短蓄電池的壽命，增加燃料消耗，增加低溫下發(fā)動(dòng)機(jī)零件的磨損。由于起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間很短，起動(dòng)機(jī)可以最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)，因此將其最大功率作為額定功率。起動(dòng)機(jī)處于完全轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)， n=0，故電樞電流 Ia 將達(dá)到最 大值（制動(dòng)電流），產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩），從而使起動(dòng)機(jī)易于起動(dòng)，這是汽車上采用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的另一原因。而當(dāng)電樞電流相同時(shí)，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩要比并勵(lì)電動(dòng)機(jī)大得多，這是起動(dòng)機(jī)采用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的原因之一。 ② 轉(zhuǎn)矩特性 —— 電磁轉(zhuǎn)矩與電流的關(guān)系 : ICM m?? （ ） 對(duì)于串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其磁場電流 Ij 與電樞電流 Ia 相同，并且磁極未飽和時(shí)，磁通Φ與電樞電流成正比，即 aIC1?? 把 它 代入到公式（ ） 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩可表示為 ： 21 amam ICCICM ??? （ ） 可見，在磁極未飽和的情況下，串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 M 與電樞電流 Is 的平I n 并激 串激 8 方成正比。這是起動(dòng)機(jī)采用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的又一原因。 圖 機(jī)械特性圖 從機(jī)械特性同樣可以看出，串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)具有輕載轉(zhuǎn)速高、重載轉(zhuǎn)速低的特點(diǎn)。 串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n與電樞電流 Is的關(guān)系式為 ： ? ??? Ce RRIU jssb )(n （ ） 相比而言，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)在磁極未飽和時(shí)，由于Φ不為常數(shù)，當(dāng) Is 增加，即電磁轉(zhuǎn)知增大時(shí)，由于Φ 與 Is（ Rs＋ Rj）同時(shí)隨之增加。因此直流電動(dòng)機(jī)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩功能。 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電壓平衡方程式為： aab RIEU ?? 反 （ ） 由公式（ ） 則電樞電流為： aba R/EUI ）（ 反? （ ） 圖 直流電動(dòng)機(jī)在磁場中 見公式（ ） 分析： 負(fù)載 ↓→ 軸上阻力矩 ↓→ 電樞轉(zhuǎn)速 ↑→E 反 ↑→Ia↓→ 電磁轉(zhuǎn)矩 ↓→ 直至電磁轉(zhuǎn)矩減至與阻轉(zhuǎn)矩相等 → 電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載以較高轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)； 負(fù)載 ↑→ 軸上阻力矩 ↑→ 電樞轉(zhuǎn)速 ↓→E 反 ↓→Ia↑→ 電磁轉(zhuǎn)矩 ↑→ 直至電磁轉(zhuǎn)矩增至與阻轉(zhuǎn)矩相等 → 電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載以較低轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)特性 直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電樞轉(zhuǎn)速、電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩均會(huì)自動(dòng)的作相應(yīng)的變化，以滿足不同負(fù)載 的需要。當(dāng)電動(dòng)機(jī)上的小齒輪的轉(zhuǎn)速高于發(fā) 動(dòng)機(jī)飛輪齒圈的速度時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于電動(dòng)機(jī)時(shí)，它們之間的動(dòng)力傳遞關(guān)系自動(dòng)解除。 減速機(jī)構(gòu) 減速起動(dòng)機(jī)主要由電磁嚙合開關(guān) 、 減速齒輪、起動(dòng)齒輪（小齒輪）及單向嚙合器等部分組成。當(dāng)電磁鐵線圈通電后產(chǎn)生電磁吸力，活動(dòng)鐵芯推或拉動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)閉合，從而接通所控制 電路。其功用是控制驅(qū)動(dòng)齒輪和飛輪的 嚙合與分離；控制電動(dòng)機(jī)電路的接通與切斷。 單向離合器有滾柱式、摩擦式和扭簧式三種。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將直流發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪，以帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 ④ 電刷置于電刷架中，電刷有銅 粉與石墨粉壓制而成，呈棕黑色。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 。為增大轉(zhuǎn)矩，汽車起動(dòng)機(jī)通常采用四個(gè)磁極，兩對(duì)磁極相對(duì)交錯(cuò)安裝，定子與轉(zhuǎn)子鐵心形成的磁力線回路。 減 速起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 直流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī) 是起動(dòng)系統(tǒng)的核心，其功用是在直流電的作用下產(chǎn)生電磁力矩 ，帶動(dòng)拔叉 推動(dòng) 驅(qū)動(dòng)齒輪，使之與發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪嚙合。這樣，電機(jī)的尺寸、材料消耗就可以大大減小。由于這兩個(gè)線圈的繞向、匝數(shù)相同，此時(shí)它們所產(chǎn)生的磁通方向相反而相互抵消，于是活動(dòng)鐵芯在復(fù)位彈簧的作用下回至原位，單向離合器小齒輪退出嚙合，接觸盤脫離與主觸點(diǎn)的接觸，切斷主回路，起動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 與此同時(shí)， 吸引線圈被短路，齒輪的嚙合位置由保持線圈的吸力 來 保持。所以單向離合器的小齒輪是在緩慢旋轉(zhuǎn)的過程中與負(fù)載飛輪嚙 合的?；顒?dòng)鐵芯在兩個(gè)線圈吸力的共同作用下，克服復(fù)位彈簧的彈力而向左移動(dòng)，帶動(dòng)撥叉將單向離合器推出與負(fù)載飛輪嚙合。 圖 減速起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖 1— 起 動(dòng)開關(guān) 2— 起動(dòng)繼電器磁化線圈 3— 起動(dòng)繼電器觸點(diǎn) 4— 主觸點(diǎn) 5— 接觸盤 6— 吸引線圈 7— 保持線圈 8— 活動(dòng)鐵心 9— 拔叉 10— 單向離合器 11— 螺旋花鍵軸 12— 內(nèi) 嚙合 減速齒輪 13— 主動(dòng)齒輪 14— 電樞繞組 15— 勵(lì)磁繞組 減速型起動(dòng)機(jī)的一般原理 ： 當(dāng)按下起動(dòng)開關(guān) , 起動(dòng)繼電器線圈和觸點(diǎn)吸合，吸引線圈和保持線圈的電路接通。 起動(dòng)機(jī)可以將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪 旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。 3 2 減速起動(dòng)機(jī)的原理和結(jié)構(gòu) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程稱為起動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)要借助外力發(fā)動(dòng)。但是，起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩過低，不能滿足起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。 減速起動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 在起動(dòng)機(jī)的電樞軸與驅(qū)動(dòng)齒輪之間裝有齒輪減速器的起動(dòng)機(jī)，稱為減速起動(dòng)機(jī)。 （ 3） 行星 齒輪式減速起動(dòng)機(jī) 減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、效率高。 （ 2） 內(nèi)嚙合式減速起動(dòng)機(jī) 其減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中心距小，可有較大的減速比，故適用于較大功率的起動(dòng)機(jī)。通常分有惰輪外嚙合式減速起動(dòng)機(jī)和無惰輪外嚙合式減速起動(dòng)機(jī)。 減速起動(dòng)機(jī)的分類和特點(diǎn) 減速起動(dòng)機(jī)的分類 （ 1） 外嚙合式減速起動(dòng)機(jī) 其減速機(jī)構(gòu)在電樞軸和起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒 輪之間利用惰輪作中間傳動(dòng)，且電磁開關(guān)鐵心與驅(qū)動(dòng)齒輪同軸心，直接推動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪進(jìn)入嚙合，無需撥叉。 在起動(dòng)機(jī)性能檢測方面，集成度、通用性、自動(dòng)化程度不高，有的還相當(dāng)落后，處于手工或半自動(dòng)檢測的水平。 雖然我國汽車起動(dòng)機(jī)的年產(chǎn)量巨大，行業(yè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，但其整體產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力卻處于一個(gè)相對(duì)低的水平。傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)要達(dá)到這一目的，必須增加體積和重量 , 而采用減速機(jī)構(gòu)既是提高輸出功率和力矩的有效方法。但是對(duì)各種自起動(dòng)的嘗試均因可靠性、有效性、緊湊性等方面 的不足 。 減速起動(dòng)機(jī) 發(fā)明和變遷 起動(dòng)用的起動(dòng)機(jī)是在一次顧客駕駛事故后開始研制的。 1 1 緒論 2021 年以來，隨著政府刺激內(nèi)需政策效應(yīng)的逐漸顯現(xiàn)以及國際經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，減速起動(dòng)機(jī)下游行業(yè)進(jìn)入新一輪景氣周期從而帶來減速起動(dòng)機(jī)市場需求的膨脹，減速起動(dòng)機(jī)行業(yè)的銷售回升明顯，供求關(guān)系得到改善，行業(yè)盈利能力穩(wěn)步提升。減速起動(dòng)機(jī)面臨巨大的市場投資機(jī)遇，行業(yè)有望迎來新的發(fā)展契機(jī)。一開始汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)起動(dòng)，有些是采用機(jī)械裝置，有一些是用氣動(dòng)的，也有些是用電驅(qū)動(dòng)的方式。 為了 起動(dòng) 機(jī)的輕量化改善起動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵在于提高起動(dòng)電機(jī)的輸出功率和力矩。減速電機(jī)有電勵(lì)磁減速和永磁減速兩種， 他們都具有 減小體積、減輕重量、提高比功率，降低成本、提高 工效、增加收益，增加功率和力矩的輸出，改善起動(dòng)性能，延長壽命等 優(yōu)越性。事實(shí)上，我國絕大多數(shù)汽車起動(dòng)機(jī)制造廠家的現(xiàn)狀是：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面 , 沒有 完全自主的設(shè)計(jì)能力 , 對(duì)影響其產(chǎn)品性能的各種參數(shù)沒有充分了解；在材料、制造工藝水平、質(zhì)量提高方面依靠經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際試驗(yàn)較多，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)較少，故其產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化周期較長 。因此，目前很有必要對(duì)國內(nèi)外起動(dòng)機(jī)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展研究概況進(jìn)行總結(jié)， 并針對(duì)我國汽車起動(dòng)機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀提出一些新的研究課題。因此，起動(dòng)機(jī)的外形與普 2 通的起動(dòng)機(jī)有較大的差別。外嚙合式減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)中心距較大，因此受起動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制，其減速比不能太大，一般不大于 5，多用在小功率的起動(dòng)機(jī)上。但內(nèi)嚙合式減速機(jī)構(gòu)噪聲較大，驅(qū)動(dòng)齒輪仍需撥叉撥動(dòng)進(jìn)入嚙合，因此，起動(dòng)機(jī)的外形與普通起動(dòng)機(jī)相似。由于輸出軸與電樞軸同軸線、同旋向，電樞軸 另外，行星齒輪式減速起動(dòng)機(jī)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載平均分配在三個(gè)行星齒輪上，可以采用塑料內(nèi)齒圈和粉末冶金的行星齒輪，使質(zhì)量減輕、噪 聲降低；盡管增加行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，但是起動(dòng)機(jī)的軸向其他結(jié)構(gòu)與普通起動(dòng)機(jī)相同，故配件可以通用 。串激式直流電動(dòng)機(jī)的功率與其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速成正比，可見，當(dāng)提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)降低其轉(zhuǎn)矩時(shí)，可以保持起動(dòng) 機(jī)功率不變，故當(dāng)采用高速、低轉(zhuǎn)矩的串激式直流電動(dòng)機(jī)作為起動(dòng)機(jī)，在功率相同的情況下，可以使起動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量大大減小。為此，在起動(dòng)機(jī)中采用高速、低轉(zhuǎn)矩的直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的電樞軸與驅(qū)動(dòng)齒輪之間安裝齒輪減速器，可以在降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)提高其轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)機(jī)就是使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止變?yōu)檫\(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)器件。 減速起動(dòng)機(jī) 工作 原理 減速起動(dòng)機(jī) 與常規(guī)起動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別是在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電樞軸之間安裝了一套齒輪減速裝置，通過減速裝置把力矩傳遞給單向離合器，可以降低電動(dòng)機(jī)的速度增大輸出力矩，減小起動(dòng)機(jī)的體積和重量。其電路為 ： 蓄電池正極一起動(dòng)繼電器一電磁開關(guān)接線柱 , 然后分兩路 , 一路為保持線圈一搭鐵一蓄電池負(fù)極 ； 另一路為 吸引線圈一起動(dòng)機(jī)磁場繞組 4 一搭鐵一蓄電池負(fù)極。由于此時(shí)吸引線圈的電流流經(jīng)磁場繞組和電樞繞組，能產(chǎn)生一定的電磁轉(zhuǎn)矩。 在齒輪嚙合好的同時(shí)，由于活動(dòng)鐵芯的繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，使得接觸盤與主觸點(diǎn)接通，