磁電機(jī)大都利用旋轉(zhuǎn)的飛輪與固定的線圈進(jìn)行電磁感應(yīng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔。飛輪通常分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式兩類(lèi)。飛輪磁鐵在線圈鐵心的內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)稱(chēng)作內(nèi)轉(zhuǎn)子式飛輪;在線圈鐵心的外側(cè)旋轉(zhuǎn)稱(chēng)作外轉(zhuǎn)子式飛輪。 以常用的四極外轉(zhuǎn)子式飛輪為例,飛輪的典型結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。飛輪體上固定有四塊磁鐵,相鄰磁鐵的磁場(chǎng)方向相反,構(gòu)成四極的飛輪。飛輪體的外圓環(huán)是磁路的組成部分,因此飛輪體用導(dǎo)磁性能較好的低碳鋼板制成。
圖1:摩托車(chē)磁電機(jī)飛輪的典型結(jié)構(gòu)圖
磁鐵由極靴和螺釘固定在飛輪體上。在固定時(shí),還用環(huán)氧樹(shù)脂或其他粘接材料使磁鋼與飛輪體更好地粘接為一體。為防止磁場(chǎng)被螺釘短路,螺釘用不導(dǎo)磁的材料制作。極靴則用導(dǎo)磁性能較好的材料制作。
在飛輪體上還鉚接固定有飛輪心。飛輪通過(guò)飛輪心固定在軸上(通常固定在汽油機(jī)曲軸上)。飛輪心利用錐孔實(shí)現(xiàn)與軸的精確而牢固的配合,常用的配合錐度是 1∶5 或 1∶7.5 。飛輪心上的鍵槽用以使飛輪與軸之間保持正確的裝置位置。在裝配時(shí),飛輪心的鍵槽應(yīng)與軸的鍵槽對(duì)齊并用半圓鍵定位。飛輪心的外端開(kāi)設(shè)有一段內(nèi)螺紋,用以在拆卸飛輪時(shí)安裝專(zhuān)用工具。
一、飛輪的使用保養(yǎng)
1. 飛輪極靴與線圈鐵心應(yīng)保持適宜的氣隙。氣隙過(guò)大會(huì)影響磁鐵與線圈的電磁感應(yīng);氣隙過(guò)小容易引起極靴與鐵心擦碰。 當(dāng)采用內(nèi)轉(zhuǎn)子式飛輪時(shí),線圈鐵心的固定位置通常是可調(diào)整的,因此氣隙也是可調(diào)的。在保養(yǎng)中應(yīng)檢查氣隙是否符合規(guī)定要求。對(duì)氣隙的要求一般在 0.3 ~ 0.5mm 左右。
當(dāng)采用外轉(zhuǎn)子式飛輪時(shí),氣隙通常是不可調(diào)的。當(dāng)飛輪極靴與線圈鐵心發(fā)生擦碰時(shí),應(yīng)針對(duì)原因排除故障,但不得修銼鐵心。
2. 在使用保養(yǎng)中應(yīng)盡量避免拆卸飛輪。對(duì)采用外轉(zhuǎn)子式飛輪的有觸點(diǎn)式磁電機(jī),可通過(guò)飛輪體端面的開(kāi)口部位檢查和調(diào)整觸點(diǎn)間隙或點(diǎn)火提前角,不必拆卸飛輪。
3. 在必須拆卸飛輪時(shí),應(yīng)采用專(zhuān)用工具。以外轉(zhuǎn)子式飛輪為例,拆卸時(shí),首先卸下飛輪的固定螺母,然后將專(zhuān)用工具的專(zhuān)用螺母擰在飛輪心的螺紋孔內(nèi),并使專(zhuān)用螺桿頂在曲軸的中心孔上(如圖2 所示),旋轉(zhuǎn)專(zhuān)用螺桿,增加對(duì)曲軸的作用力,即可使飛輪與曲軸順利分離。 在拆卸飛輪時(shí),禁止敲擊飛輪,以免使磁鋼失磁。
4. 安裝飛輪時(shí),應(yīng)使飛輪和曲軸的錐面保持清潔并正確安放半圓鍵,否則會(huì)影響飛輪與曲軸的牢固固定和準(zhǔn)確定位。為避免損傷鍵槽,不得將半圓鍵強(qiáng)行壓入。
飛輪固定螺母的緊固力矩應(yīng)符合規(guī)定要求(一般要求在 50N·m 左右)。由于飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大,在轉(zhuǎn)速急劇變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力矩,因此飛輪與曲軸之間的微小松動(dòng)都很容易引起飛輪錐孔或曲軸錐面嚴(yán)重?fù)p傷。
安裝飛輪時(shí),在錐面涂以少量潤(rùn)滑脂可以防止錐面銹蝕、保持錐面精度,也便于下一次拆卸。安裝飛輪時(shí)還應(yīng)防止導(dǎo)磁的異物吸附在磁鐵上,以免引起機(jī)械事故。
二、飛輪的故障檢
飛輪的常見(jiàn)故障有飛輪嚴(yán)重偏擺、飛輪鍵槽損傷和磁鐵嚴(yán)重失磁等。
1. 飛輪嚴(yán)重偏擺
飛輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中嚴(yán)重偏擺,會(huì)使極靴與鐵心間的氣隙不穩(wěn)定,甚至引起兩者擦碰,影響磁電機(jī)的正常工作并容易造成機(jī)械事故。 引起飛輪嚴(yán)重偏擺的原因有:飛輪錐孔嚴(yán)重?fù)p傷、曲軸錐面嚴(yán)重?fù)p傷、飛輪心與飛輪體之間的鉚接固定出現(xiàn)松動(dòng)、曲輛軸承嚴(yán)重磨損等。 當(dāng)飛輪錐孔或曲軸錐面嚴(yán)重?fù)p傷時(shí),通常是難以修復(fù)的,因此在使用中要特別防止飛輪的固定出現(xiàn)松動(dòng)。當(dāng)飛輪心與飛輪體間的固定有松動(dòng)時(shí),可重新鉚接固定。當(dāng)曲軸軸承嚴(yán)重磨損時(shí)應(yīng)及時(shí)更換
2. 飛輪鍵槽損傷
引起飛輪鍵槽損傷的主要原因是飛輪出現(xiàn)松動(dòng)。飛輪鍵槽損傷會(huì)影響飛輪在曲軸上的準(zhǔn)確定位,進(jìn)而影響點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火性能。 對(duì)損傷的鍵槽進(jìn)行修復(fù)是困難的。在特殊情況下,當(dāng)飛輪鍵槽或飛輪錐孔嚴(yán)重?fù)p傷時(shí),可更換飛輪心。更換方法是:仿制一個(gè)飛輪心,替換原飛輪心,鉚接固定在飛輪體上。
3. 磁鐵嚴(yán)重失磁 磁鐵在使用過(guò)程中會(huì)逐漸有所失磁,但在正常情況下,失磁的進(jìn)程是很緩慢的。造成磁鐵在短期內(nèi)嚴(yán)重失磁的主要原因是高溫和劇烈震動(dòng)。
磁鐵嚴(yán)重失磁會(huì)使磁電機(jī)線圈的感應(yīng)電勢(shì)降低,從而影響摩托車(chē)電氣系統(tǒng)的正常工作。
對(duì)因高溫、震動(dòng)或反向磁場(chǎng)作用而失磁的磁鐵都可以用再充磁的方法使磁鐵恢復(fù)磁性。
以四極的外轉(zhuǎn)子式飛輪為例,再充磁的方法如圖3所示。
充磁機(jī)實(shí)際上是一個(gè)電磁鐵,由鐵心、線圈 L 、直流電源 DC 和按鈕開(kāi)關(guān) K 等組成。當(dāng)接通按鈕開(kāi)關(guān) K 時(shí),線圈 L 將流通較大的電流,充磁機(jī)將產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)。
圖3 所示的充磁方法,每次可完成對(duì)兩個(gè)磁鐵的充磁。為使磁鐵達(dá)到飽和磁化,不僅要求充磁機(jī)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng),而且還要求鐵心與被充磁的磁鐵處于閉合的磁路中。為此在充磁時(shí),鐵心與飛輪體之間須安放兩個(gè)外極掌,被充磁的兩個(gè)磁鐵之間須安放一個(gè)內(nèi)極掌。極掌用導(dǎo)磁性能良好的低碳鋼制作。極掌與鐵心、飛輪體或磁鐵的極靴應(yīng)接觸良好。
充磁時(shí),接通按鈕開(kāi)關(guān) 2 ~ 3 次,每次接通時(shí)間 0.5 ~ 1s ,即可完成對(duì)磁鐵的再充磁。為使磁鐵保持原來(lái)的磁場(chǎng)方向,充磁機(jī)的 N 極應(yīng)與磁鐵的 S 極相接,充磁機(jī)的 S 極應(yīng)與磁鐵的 N 極相接。當(dāng)充磁的磁場(chǎng)方向有誤時(shí),可改變磁場(chǎng)方向重新充磁。
自制簡(jiǎn)易充磁機(jī)時(shí),鐵心用硅鋼片疊成,截面積 50mm×50mm 。線圈 L 由左右兩繞組串聯(lián)組成,兩繞組用 Φ0.150mm 漆包線各繞 600 匝,繞向相反。 48V 的直流電源 DC 可采用蓄電池,也可通過(guò)將交流電整流后獲得。直流電源的瞬時(shí)工作電流可達(dá) 30A 。外極掌的截面積可制成 40mm×40mm ;內(nèi)極掌的截面積受飛輪內(nèi)腔空間的限制,一般可按 15mm×15mm 制作。
對(duì)磁鐵再充磁時(shí)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度,一般為磁鐵矯頑磁場(chǎng)強(qiáng)度的 3 ~ 5 倍。提高充磁機(jī)直流電源 DC 的電壓,并增加線圈 L 的線徑和匝數(shù),可以增強(qiáng)充磁的磁場(chǎng)強(qiáng)度。