柴油机启动马达简析

一、启动马达的结构和工作原理

01

柴油机的启动马达，主要由传动机构、电磁开关和直流电动机等三部分组成。相关结构见下图。

02

启动马达的工作原理，就是将蓄电池的电能转化为机械能，驱动柴油机上的飞轮齿圈旋转，实现柴油机的启动。

03

启动马达上的直流电动机产生电磁转矩；传动机构使启动马达的驱动小齿轮啮合至飞轮齿圈，将启动马达直流电动机的转矩传递至柴油机的飞轮齿圈，带动柴油机的曲轴旋转，从而驱动柴油机各部件进入工作循环，直至柴油机正常启动；在柴油机起动后，使启动马达自动脱开飞轮齿圈；电磁开关则是负责接通、切断直流电动机与蓄电池之间的电路。

二、强制啮合与软啮合

01

目前市场上的柴油机启动，大部分为强制啮合式。强制啮合即为启动马达单向器的小齿轮直接轴向移动，与飞轮齿圈接触，然后小齿轮高速旋转并与飞轮齿圈啮合。强制啮合的优点是：启动转矩大，冷启动效果好；缺点是：启动马达单向器的小齿轮对柴油机的飞轮齿圈冲击力较大，可能造成启动马达的小齿轮被打坏或飞轮齿圈磨损，可能出现的“爬齿”啮合动作，会造成驱动端盖和轴承等部件的机械性损坏，影响了启动马达的使用寿命。

02

软啮合：在原有强制啮合的启动马达的基础上，增加了柔性机构，实现了软啮合，其工作原理是：当驱动小齿轮低速旋转并轴向啮合到飞轮齿圈的2/3深度后，启动马达上的主电路接通，然后小齿轮高速旋转并带动飞轮齿圈。从设计上延长了启动马达的使用寿命，降低了驱动小齿轮对飞轮齿圈的冲击；缺点是影响转矩的传递效率。

三、启动马达的常见故障判断（本部分仅讨论启动马达本身）

01

检查启动马达正常与否，通常是使其通电，并观察通电后是否有轴向送齿动作、电动机的转速是否正常。

02

异响：不同因素造成的启动马达异响，产生声音是不同的。

（1）当启动马达主开关接通时间过早, 驱动小齿轮未与柴油机的飞轮齿圈啮合即高速旋转, 启动马达的驱动小齿轮撞击飞轮齿圈，产生尖利的齿击声。

（2）启动马达驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，并带动柴油机正常运转之后，突然产生啮合冲击声响，一般是由于启动马达驱动小齿轮未及时与飞轮齿圈脱离造成，可能是啮合不良、回位弹簧过软或启动马达单向离合器损坏所致。

（3）按下启动按键后，启动马达完全无声音，大多是启动马达内部断路、搭铁、短路或电磁开关发生故障而引起的。检查时，应在确保安全的前提下，选用一根粗导线，一端接启动马达磁场接线柱，另一端接蓄电池正极接线柱。若启动马达运转正常，说明故障可能在启动马达的电磁开关；若启动马达不运转，应观察接线时有无火花---若有火花，说明启动马达内部可能有搭铁或短路；如无火花，说明启动马达内部可能有断路。

（4）按下启动按键后，仅有启动马达轴向送齿的声音但无电机转动，可能是直流电动机故障或直流电动机的转矩不足。

四、启动马达的使用维护注意事项

01

大部分启动马达的内部无散热装置，工作电流很大，每次起动时间最长不能超过5秒。如果一次起动未成功，应间隔2分钟，否则启动马达过热可能导致启动马达故障。

02

应保持蓄电池的电量充足；当蓄电池亏电时，起动时间过长易损坏启动马达。

03

经常检查启动马达的固定螺母，如有松动，应及时拧紧。

04

检查接线端部，清除污渍和锈迹。

05

检查启动开关和电源总开关是否正常。

06

尽量避免短时间高频次进行启动，以延长启动马达的使用寿命。

07

按要求进行柴油机的维护保养，确保各系统运行正常，以降低启动负载。

本文的编写，得到康明斯（中国）投资有限公司的大力支持，特此致谢！