32. Система электрозапуска двигателя, ее работа

Система пуска представляет собой комплекс устройств, предназначенных для принудительного вращение коленчатого вала при пуске двигателя. При пуске двигателя пусковое устройство (стартер) должно обеспечить заданную (пусковую) частоту вращения. Это необходимо для создания в камере сгорания в конце такта сжатия достаточного давления и требуемой температуры смеси (в дизеле воздуха). Только в этом случае смесь может воспламениться и образовать надежный фронт распространения пламени по всей камере сгорания. Для карбюраторных двигателей пусковая частота вращения составляет 40...80 мин^-1, для дизелей — 150...300 мин^-1. Большая частота вращения для дизелей обусловлена тем, что для воспламенения топлива, впрыскиваемого форсункой, нужна более высокая температура, чем в карбюраторных двигателях. Электрическая система состоит из аккумуляторной батареи, стартера, механизма привода, цепи управления и средств облегчения пуска.

При включении (в замке зажигания) контактов включается в цепь тяговое реле. Его сердечник перемещается магнитным полем обмоток, поворачивает рычаг и перемещает шестерню, вводя ее в зацепление с венцом маховика. Одновременно контактный диск замыкает силовые контакты, включая питание обмоток стартера от батареи. Стартер вращает маховик двигателя, обеспечивая его пуск. После пуска водитель, поворачивая ключ зажигания, разрывает контакты, реле обесточивается, пружина отодвигает сердечник и шестерня выводится из зацепления с венцом маховика.

В начальный момент трогания двигателя для создания высокого момента стартер потребляет ток 100...500 А и более. Такой режим может обеспечить стартерная аккумуляторная батарея.

В качестве стартеров применяют электрические двигатели постоянного тока, подразделяя их на двигатели последовательного, параллельного и смешанного возбуждения. Это определяется способом подключения обмотки возбуждения относительно обмотки якоря.

Механизм привода служит для соединения стартера с двигателем и разъединения их в начале работы двигателя. Механизм привода должен обеспечивать безударное включение шестерен, пусковую частоту вращения коленчатого вала, ввод шестерни стартера в зацепление раньше или одновременно с подачей тока в обмотки электродвигателя, отключение стартера и вывод шестерен из зацепления в начале работы двигателя. Безударное соединение шестерни стартера с венцом маховика достигается скруглением торцов зубьев и вращением ее при вводе в зацепление. Для разъединения стартера и основного двигателя устанавливают муфты свободного хода (роликовые и храповые).

Автотранспортные средства

33. Тепловой баланс двигателя, способы снижения тепловых потерь

Теплота, образующаяся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, расходуется на полезную работу и отдельные виды потерь. Это распределение называется внешним тепловым балансом. Характер распределения теплоты сгорания по составляющим внешнего теплового баланса определяется видом и особенностями рабочего цикла, а также геометрическими размерами цилиндропоршневой группы, конструкцией деталей и системы охлаждения. Внешний тепловой баланс в целом и его отдельные составляющие в частности позволяют оценить показатели теплонапряженности деталей двигателя, рассчитать систему охлаждения, определить резервы в использовании теплоты отработавших газов и пути повышения экономичности двигателя. В общем виде уравнение внешнего теплового баланса в абсолютных единицах при работе за 1 ч (кДж/ч) можно представить так:

Q_О = Q_e + Q_охл + Q_о.г. + Q_н.с. + Q_ост ,

где Q_О ‑ количество теплоты, которое выделилось при сгорании топлива в цилиндрах двигателя; Q_e ‑ количество теплоты, эквивалентное эффективной работе, т.е. израсходованное на совершение эффективной работы; Q_охл ‑ количество теплоты, передаваемое охлаждающей среде (жидкости или воздуху); Q_о.г. ‑ количество теплоты, отведенное отработавшими газами, так как их температура и теплоемкость выше, чем у свежего заряда; в двигателях с турбонаддувом часть теплоты отработавших газов используется в газовой турбине; Q_н.с. — количество теплоты, не выделившееся в двигателе вследствие неполноты сгорания; Q_ост — остаточный член теплового баланса, равный сумме всех неучтенных потерь.

Если двигатели работают на смеси с коэффициентом избытка воздуха >1, то при составлении теплового баланса Q_н.с. включается в остаточный член баланса Q_ост. Для двигателей, работающих на смеси с коэффициентом избытка воздуха <1, величина Q_н.с. представляет собой количество теплоты, которое не может выделиться из-за недостатка воздуха, т. е. часть топлива не сгорает или происходит неполное сгорание.

Анализ составляющих теплового баланса имеет практическое значение. Например, значения Q_охл и Q_о.г. используют при анализе работы систем охлаждения, наддува и смазочной системы; по значению Q_н.с. можно оценить степень неполноты сгорания для решения задачи повышения использования теплоты в двигателе. Составляющая Q_охл позволяет ориентировочно оценить резервы улучшения теплоиспользования и организовать более рациональное охлаждение двигателей. По значению главного члена баланса Q_e можно судить о совершенстве конструкции двигателя, его отдельных механизмов.