Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2237.pdf
Скачиваний:
73
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
4.34 Mб
Скачать

2. ЭЛЕКТРОПУСКОВЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЕЙ

Для того чтобы двигатель внутреннего сгорания (ДВС) заработал, необходимо его коленчатому валу сообщить определенную (пусковую) частоту вращения. Такое первоначальное проворачивание коленвала ДВС обеспечивают электропусковые системы.

2.1. Условия пуска ДВС

Для сообщения коленчатому валу пусковой частоты вращения требуется преодолеть суммарный момент сопротивления из следующих составляющих:

1)момент сил трения, возникающих между поверхностями

сопряженных деталей двигателя и всех механизмов, имеющих привод от коленвала; И

2)момент инерционных сил, которые появляются во время разгона двигателя (здесь основнуюДдолю составляет момент силы инерции маховика);

3)момент сопротивленияАтепловых циклов горючей смеси (этот момент определяется затратами энергии на расширение и сжатие смеси в цилиндрахбдвигателя).

Суммарный момент сопротивления зависит от типа и мощности двигателяи, от его температуры. Так, с понижением температуры увел ч вается вязкость моторного масла,

смазывающего вращающ еся и соприкасающиеся друг с другом детали двигателяС, что пр водит к увеличению момента сил трения.

Момент сопротивления тепловых циклов дизеля больше аналогичного момента бензинового двигателя, поскольку степень сжатия у дизелей существенно больше.

Двигатели более мощные с большим числом цилиндров будут иметь больший суммарный момент сопротивления тепловых циклов, и им необходим больший пусковой момент.

Для преодоления всех вышеперечисленных сил сопротивления и служит система пуска.

Она состоит из известной уже нам стартерной АКБ, электростартера и дополнительной системы, обеспечивающей улучшение условий пуска при низких температурах. Ниже рассмотрим устройство и принцип работы электрического стартера.

45

Контрольные вопросы и задания:

1.Чем вызвана необходимость использования в автомобилях электропусковых систем?

2.Назовите основные силы сопротивления и причины их появления, которые должны быть преодолены пусковым моментом ДВС.

3.Из каких основных элементов состоит электропусковая система ДВС?

4.Какие факторы влияют на величину пускового момента

ДВС?

2.2. Конструкция электростартера и принцип действия

Стартер СТ221 (рис. 2.1) представляет собой

четырехполюсный электродвигатель постоянного тока со

стального корпуса закреплены винтамиИчетыре полюса 40. На полюсы надеты катушки обмотки. Корпус вместе с полюсами и

смешанным возбуждением и состоит из корпуса 41 с обмотками

возбуждения, якоря с приводом, двух крышек 11 и 28 и тягового

электромагнитного реле. Крышки и корпус стянуты в единое

целое двумя шпильками 36, ввернутыми в крышку 11. Внутри

Вал якоря вращается в двух металлокерамических втулках 38, запрессованных в крышки стартера и пропитанных маслом. Осевой свободный ход вала якоря регулируется подбором шайб, допустимые пределы 0,07–0,7 мм.

катушками образует статор стартера. Две катушки обмотки

 

 

Д

статора являются последовательными, а две другие

параллельными обмотке якоря.

 

 

Якорь стартера состо тАиз вала 37,

сердечника с обмоткой

42 из медной ленты

коллектора 33,

выполненного в виде

 

б

 

 

пластмассовой втулки с зал тыми в ней медными пластинами.

и

 

 

С

 

 

 

На переднем конце вала якоря установлен привод стартера, состоящий из роликовой обгонной муфты и шестерни 1. Обгонная муфта состоит из наружного кольца 5 с роликами 3 и внутреннего кольца, объединенного с шестерней 1 привода.

Электромагнитное тяговое реле стартера служит для ввода шестерни привода в зацепление с венцом маховика и для замыкания цепи питания обмоток якоря и статора. Магнитную систему реле образуют фланцы 15 и 20, ярмо (окружающее обмотку) и сердечник 19, запрессованный во фланец 20. На каркасе из латунной трубки и пластмассовых щек намотана катушка реле.

46

Рис. 2.1. Конструкция стартера СТ221: 1Д– шестерняИпривода; 2 – упорное полукольцо обгонной муфты; 3,А4, 5, 6 – ролик, центрирующее кольцо, наружное кольцо, кожух обгонной муфты соответственно; 7 – ось рычага привода включения шестернибстартера; 8 – уплотнительная заглушка крышки стартера; 9 – рычаг привода шестерни стартера; 10 – тяга плунжера реле; 11 – крышка стартераисо стороны привода; 12 – возвратная пружина якоря реле; 13 – якорь реле стартера; 14 – скользящая втулка; 14' – гайка крепления тягового реле; 15 – передний фланец реле; 16 – обмотка тягового реле; 17 – стерженьСякоря; 18 – скользящая втулка; 19 – якорь тягового реле; 20 – фланец; 21 – щека каркаса обмотки тягового реле; 22 – пружина стержня якоря; 23 – стяжной болт реле стартера; 24 – контактная пластина; 25 – верхний контактный болт; 26 – крышка реле; 27 – нижний контактный болт; 28 – крышка стартера со стороны коллектора; 29 – внутренняя изолирующая пластина положительного щеткодержателя; 30 – тормозной диск крышки; 31 – тормозной диск вала якоря; 32 – клемма щетки стартера; 32' – винт крепления клемм щеток; 33' – защитная лента; 33 – коллектор стартера; 34 – пружина щетки; 35 – щеткодержатель; 36 – щетка стартера; 36' – стяжная шпилька с гайкой; 37 – вал якоря; 38 – втулка крышки стартера; 39 – шунтовая катушка обмотки статора; 40 – полюс статора (башмак); 41 – корпус стартера; 42 – обмотка якоря; 43 – ограничитель хода выключения шестерни; 44 – ограничительный диск хода шестерни привода; 45 – поводковое кольцо; 46 – центрирующий диск; 47 – ступица обгонной муфты; 48 – буферная пружина

Тяговое реле имеет две обмотки: удерживающую и втягивающую. Обе обмотки намотаны в одну сторону. Начала обмоток припаяны к штекеру 50 (рис. 2.2). Конец удерживающей

47

обмотки приварен к фланцу 20 реле (т.е. соединен с "массой"), а конец втягивающей обмотки соединен с нижним контактным болтом 27 реле (см. рис. 2.1).

На рис. 2.2 представлена упрощенная электрическая схема типового электростартера.

Удерживающа

 

50

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

30

 

обмотка

 

Втягивающая обмотка

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

Рычаг

 

 

 

 

 

 

 

С

 

Корпус

 

 

 

 

 

 

 

Обгонная муфта

Ось электродвигателя

 

И

 

Д

 

 

 

Электродвигатель

Шестерня привода

 

 

 

 

 

 

 

 

Корпус

Зубчатый венец маховика

 

Ось вала

ВС

 

 

 

 

А

 

 

 

Рис. 2.2. Электрическая схема автомобильного стартера

При повороте

б

в положение II ("Стартер")

ключа

К

и

 

 

 

 

 

 

 

замыкаются контакты "30" и "50" выключателя зажигания , и

через обмотки тягового реле начинает протекать ток (см. рис.

С

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2). Под действ ем этого тока возникает магнитное усилие,

которое втягивает якорь реле до соприкосновения с сердечником

19 (см. рис. 2.1). При этом контактная пластина замыкает

контакты 25 и 27. У стартера с двухобмоточным тяговым реле

при замыкании контактных болтов втягивающая обмотка

обесточивается, так как оба ее конца оказываются соединенными

с "плюсом" аккумуляторной батареи. Поскольку якорь уже втя-

нут в реле, то для удержания якоря в этом положении требуется

сравнительно небольшой магнитный поток, который и

обеспечивает одна удерживающая обмотка. Передвигаясь, якорь

реле через рычаг 9 перемешает обгонную муфту с шестерней.

Ступица обгонной муфты, проворачиваясь на винтовых шлицах

вала якоря стартера, поворачивает также и шестерню 1, что

облегчает ее ввод в зацепление с венцом маховика. Кроме того,

фаски на боковых кромках зубьев шестерни и венца маховика, а

также буферная пружина, передающая усилие от рычага 9

ступице 47 муфты, облегчают ввод шестерни в зацепление и

смягчают удар шестерни в венец маховика. Через замкнутые

силовые контакты реле идет

ток питания обмоток статора и

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

якоря. Якорь стартера начинает вращаться вместе со ступицей 47 и наружным кольцом обгонной муфты. Поскольку ролики муфты смещены пружинами в узкую часть паза наружного кольца, а шестерня тормозится венцом маховика, то ролики заклиниваются между кольцами обгонной муфты, и крутящий момент от вала якоря передается через муфту и шестерню к венцу маховика.

После запуска двигателя частота вращения шестерни начинает превышать частоту вращения якоря стартера примерно в десять раз. Внутреннее кольцо обгонной муфты (объединенное с шестерней) увлекает ролики в широкую часть паза наружного кольца 5, сжимая пружины плунжеров. В этой части паза ролики свободно вращаются, не заклиниваясь, и крутящий момент от маховика двигателя не передается на вал якоря стартера.

После возвращения ключа в положение I ("Зажигание") цепь питания обмоток тягового реле размыкается. Якорь реле

под действием пружины 12 возвращается в исходное положение, размыкая контактыСибАДИ25 и 27 и возвращая обгонную муфту с шестерней в исходное положение. Пружина 12 через рычаг, диск

44 и ограничитель 43 давит на якорь в сторону крышки 28. Стальной тормозной диск 31 вала якоря упирается в тормозной диск 30 крышки, и якорь быстро прекращает вращение.

Наглядные представления о конструкции электростартера можно получить при просмотре фильма.

Устройство и принцип ра оты стартера приведены в

мультимедийном варианте в фильме.https://www.youtube.com/watch?v=sDkrcpprawI

Характерист ки электростартера представлены в работе [10, с. 172 – 176]. О щ е характеристики электроприводов постоянного тока со всеми видами возбуждения описаны в работе [3, с. 47 – 59].

Пример 2.1. По электрической схеме стартера (см. рис. 2.2) проследить движение электрического тока с момента включения зажигания до момента его выключения. Свяжите это движение с работой электростартера.

Решение: 1. При замыкании ключа зажигания ток через клемму 50 проходит через удерживающую обмотку на корпус и через втягивающую обмотку, затем по обмоткам возбуждения и якоря электродвигателя (ЭД) – на корпус. Поскольку сопротивление обмоток ЭД мало, почти всё падение напряжения приходится на втягивающую и удерживающую обмотки. Возникшее в них сильное магнитное поле перемещает плунжер втягивающего реле вправо. Приводной рычаг в результате этого перемещения толкает обгонную муфту с шестерней привода влево (в сторону зацепления шестерни с зубчатым венцом маховика). В момент зацепления шестерни с маховиком ДВС

49

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]