2. Электронные схемы управления стартером

В рассмотренных схемах управления после пуска двигателя следует немедленно выключить стартер, так как при длительном вращении ведомой обоймы с шестерней привода возможно заклинивание роликовой муфты свободного хода и повреждение якоря. Включение стартера при работающем двигателе может привести к повреждению зубьев шестерни и венца маховика или выходу из строя муфты свободного хода.

Надёжность системы пуска и срок службы стартера можно повысить за счёт автоматизации отключения стартера после пуска двигателя и блокировки его включения при работающем двигателе. Для решения задачи автоматизации используются реле блокировки, датчики частоты вращения коленчатого вала, датчики давления масла в рабочих магистралях двигателя и т. д.

На рис. 6.2 приведена электронная схема системы пуска двигателей с автоматическим отключением и блокировкой стартера, которая устанавливается на автомобилях КамАЗ, БелАЗ, «Урал». В состав системы входят датчик частоты вращения коленчатого вала (тахометр), реле стартера РС с нормально разомкнутыми контактами КРС, подключающими стартер к аккумуляторной батарее Е, выключатель стартера S и электронный блок управления (собственно схема рис. 6.2).

Схема рис. 6.2. включает формирователь сигнала датчика (транзистор T₁, стабилитроны D₂, D₃), преобразователь (диоды D₅, D₆, стабилитрон D₇, конденсаторы C₅, C₆, резисторы R₈, R₉), триггер (Т₂, Т₃). Когда выключатель S переводится в положение КЗ «Включено», на схему подается напряжение питания от аккумуляторной батареи Е. При этом триггер устанавливается в исходное состояние, при котором транзистор Т₃ открыт и насыщен, а транзистор Т₂ закрыт. После перевода выключателя S в положение СТ «Пуск» обмотка реле РС через диод D₁₁ и открытый транзистор Т₃ подключается к аккумуляторной батарее. Реле срабатывает, и контакты КРС включают стартер.

При вращении коленчатого вала на вход схемы поступает сигнал от датчика частоты вращения. Диодом D₁ сигнал датчика преобразуется в однополярные импульсы, следующие с частотой вращения коленчатого вала. На транзисторе Т₁ выполнен резистивный усилитель по схеме с общим эмиттером. Усиленные импульсы ограничиваются по амплитуде стабилитроном D₂, D₃ и принимают прямоугольную форму.

Диод D₆, конденсатор С₆ и резисторs R₈, R₉ образуют однополупериодный выпрямитель с емкостным сглаживающим фильтром. На выходе выпрямителя формируется пульсирующее напряжение, среднее значение которого определяется частотой следования импульсов.

После пуска двигателя и увеличения частоты вращения коленчатого вала среднее значение выпрямленного напряжения достигает напряжения пробоя стабилитрона D₇. Стабилитрон D₇ пробивается, его ток создает на резисторе R₁₀ падение напряжения, которое воздействует на базу транзистора Т₂ и открывает его. Триггер опрокидывается. Теперь транзистор Т₂ открыт и насыщен, а транзистор Т₃ закрыт. Цепь питания обмотки реле РС разрывается, его контакты КРС размыкаются и выключают стартер.

Очередное включение стартера возможно только после возвращения выключателя S в исходное состояние (выключено) и повторения операций пуска.

Схема электронного устройства 2612.3747 для автоматического отключения и блокировки стартера СТ142-Б приведена на рис. 6.3. В этом устройстве в качестве управляющего сигнала используется синусоидальное напряжение от фазы генератора. Схема настроена на частоту вращения коленчатого вала, при которой стартер должен отключаться. Эта частота должна быть больше максимально возможной пусковой частоты, но меньше минимальной частоты вращения коленчатого вала в режиме прогрева двигателя после пуска.

Когда выключатель S переводится в положение КЗ «Включено», на схему подается напряжение питания от аккумуляторной батареи Е. При этом триггер на транзисторах Т₄, Т₅ устанавливается в исходное состояние, при котором транзистор Т₅ открыт и насыщен. При установке ключа зажигания в положение СТ обмотка реле стартера подключается к аккумуляторной батарее через открытый и насыщенный транзистор Т₅. Контакты реле КРС замыкаются и замыкают цепь питания стартера.

При вращении коленчатого вала двигателя на вход схемы поступает синусоидальное напряжение, которое транзистором Т₁ преобразуется в прямоугольные импульсы нормированной амплитуды. Конденсатор С₁ и резисторы R₁ ÷ R₃ выполняют роль входного ограничителя и фильтра импульсных помех.

Прямоугольные импульсы заряжают конденсатор С₃, который выполняет роль линейного накопителя (интегратора). Чем больше частота входного сигнала (частота вращения коленчатого вала), тем выше среднее напряжение на конденсаторе С₃. Когда частота вращения коленчатого вала становится больше максимально возможной пусковой частоты, напряжение на С₃ превышает опорное напряжение делителя R₁₀ ÷ R₁₅ и транзисторы Т₂, Т₃ открываются. Ток в цепи эмиттера транзистора Т₃ создаёт падение напряжения на резисторе R₁₇, отпирающее транзистор Т₄. Так как транзисторы Т₄, Т₅ образуют триггер, то отпирание Т₄ приводит к запиранию Т₅. Реле стартера обесточивается и отключает стартер. Конденсаторы С₅, С₆ и диоды D₁₀ ÷ D₁₃ обеспечивают надежную работу транзисторов Т₄, Т₅.

Терморезистор R₁₁ изменяет свое сопротивление в соответствии с изменением температуры окружающего воздуха. Это приводит к соответствующему изменению величины опорного напряжения делителя R₁₀ ÷ R₁₅ и, как следствие, к изменению значение частоты вращения вала двигателя, при которой стартер должен отключаться.

Повторное включение стартера после первой неудачной попытки пуска возможно только после предварительного перевода ключа выключателя зажигания в положение «Выключено».