直流起动机内部电路故障的维护技术研究
起动机按照工作原理分为直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等。根据使用条件，飞行器多使用直流电起动机。机载起动机将机载电瓶的电能转化为机械能，驱动飞机发动机飞轮旋转实现发动机的启动。直流电动机在低转速时扭矩大，转速高时扭矩逐渐变小，且具有结构紧凑、操作简单，便于维护等优点。本文以美国HET公司生产的PM2401直流起动机为例，对机载起动机的维护方法进行了一些研究。
【关键词】起动机 维护 研究
起动机的工作原理为以安培定律为基础的能量的转化过程，即通电导体在磁场中受力的作用。起动机包括必要的电枢、换向器、磁极、电刷、轴承和外壳等部件。
本起动机可安装于多种通用飞机，如Cessna 172R，PA44-180等。起动机由磁场（定子）、电枢（转子）和整流子组成，为了增大扭矩采用四个磁场。当电流通过电枢线圈时，整个线圈由于受到转矩的作用而转动。由于直流起动机通电后会产生一种反电动势，并与发动机转速成正比，与扭矩成反比，因此能满足发动机起动时的要求。
起动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，并在发动机起动后自动脱开；启动机电路的通断则由电磁开关来控制。
起动机采用直流串激式电动机，转子及定子部分都是用比较粗的矩形截面铜线绕制；驱动机构采用减速齿轮结构；操纵机构采用电磁磁吸方式。
1 维护简介
起动机在工作一段时间后，从启动齿轮处进入的灰尘和碳刷磨损产生的粉末，会进入转子轴和铜套之间，加速铜套和转子轴的磨损，而铜套磨损可以更换，一旦转子磨损就有可能导致起动机直接报废。为了减少不必要的经济负担，定期的维护保养是必不可少的。
2 维护注意事项
维护时应先把电瓶负极线拆下来，电磁开关上的两根线拆掉。
（1）起动机起动电流很大，因此为了防止蓄电池出现过流或损坏的现象，启动的时间不应过长，冬季容易出现启动困难的现象，多次起动时间不宜过长，各次起动中也应留有适当间隔。
（2）不要将整个起动机侵或泡入任何洗涤剂，因为这样会洗掉起动机传动组件上的油脂。起动机传动部在进行任何清洁之后必须使用干膜喷涂硅润滑以使其达到最佳工作状态。
（3）清洁起动机传动部之后，旋转齿轮到啮合位置。清洁螺纹。如果螺纹很粘或被杂质覆盖，用清洗剂清洁并擦干净，并用钼润滑。
（4）不要使用油脂、滑油或石墨润滑剂。起动机传动部翻修时必须更换，并且任何修理之后都必须清洁并润滑。
（5）在起动机装上发动机且发动机开车前，起动机传动部不会缩回。
（6）安装：安装固定螺钉时，必须同时紧固，切忌先紧固好其中一颗，然后再紧固其它，造成安装中心偏移；起动机固定后，不可再用工具强行橇动起动机，以免破坏起动机的安装接触面。
（7）线束连接：电磁开关接线柱螺母拧紧力矩一般取固定值，力矩过小会引起线束松动，引起发热，增加电路压降，影响起动性能，甚至造成打火烧蚀。力矩过大则会拧断接线柱。
（8）蓄电池的使用：必须按设计要求选择电瓶，并保持电瓶有良好的放电性能。一旦发现电瓶损坏，必须及时更换，否则大电流通过时内阻使线路压降大大增加，影响起动机的输出功率。
（9）起动机正常工作时间为1.5-2秒，最长工作作时间每次不得超过5秒，如果大于5秒还未发动主机，必须中断起动，间隔20-30秒后再次起动。如3次不能正常发动，必须检查线路或发动机是否有故障，排除故障后再起动。
（10）起动电路的检查：一般电瓶端电压小于12V时不得强行起动，必须在电瓶重新充电恢复不常电压后才能起动。
（11）经常检查电路各节点及接插件，如有生锈、腐蚀或松动，应及时排除，以免电路发热，产生过大电路压降，影响起动机正常工作。
（12）由于周围安装坏境影响，可能造成电机驱动轴上油污、尘埃结聚，引起驱动齿轮复位迟缓而被飞轮反带产生瞬时响声，但不会影响起动性能。消除此响声的最好办法：将电机拆下，在驱动轴上加少许中性机油清洗污渍后即可恢复。
3 故障检查
起动机常会出现不能转动或转动缓慢的故障和现象，遇有这种情况，应从以下几个方面进行检查：
蓄电池无电或电力微弱，于是出现起动机不能转动或转动缓慢的故障。
起动机线头松动或脱落，开关或吸附开关失效。
电刷磨损或刷面不正，弹簧无力，以致于整流器接触不良。
励磁线圈或电枢线圈短路和断路。
整流器污损，云母片凸出，造成电刷与整流器接触不良。
4 故障分析
（1）起动异响：起动异响现象多种多样，其原因比较复杂。主要是由于齿轮啮合太紧或起动机小齿轮的齿形跳动过大，造成异响。可通过更换飞轮齿圈或调整齿轮副参数解决。严格控制齿轮的尺寸一致性并更换起动机解决
（2）起动机不转：首先应检查蓄电池电量是否充足，导线连接是否可靠。再检查起动线路，电磁开关和电机搭铁部分，起动开关及起动机发热处，确认搭铁良好。
（3）起动机空转：应检查点火开关、小齿轮、飞轮齿圈状态。
（4）起动机运转无力：应检查蓄电池电压、电磁开关。
（5）顶齿：当接通起动开关时只听到“当”的一声，以后就没有任何反应，如果多起动几次起动机，偶尔能够起动一次。故障原因：1.起动机故障—电磁开关主触点严重烧蚀，主电流接不通。2.飞轮故障—飞轮齿圈齿部严重损坏、变形，起动机小齿轮无法顺利与飞轮齿啮合。
参考文献
[1]张相坤.起动机异常噪声诊断分析研究[D].辽宁工业大学，2014（03）.
[2]段容宜.通用航空起动机故障维护与检查[J].轻工科技，2014（01）.
作者简介
杨江（1984-），男，现为中国民用航空飞行学院工程师。研究方向为机务培训、航空电子。
作者单位
中国民用航空飞行学院 四川省广汉市 618307
