Лабораторная работа № 7 Системы электрического пуска двигателей

Цель работы: изучить конструкции и схемы включения стартеров для пуска карбюраторных и дизельных двигателей. Получить практические навыки по включению стартеров в сеть, проверке их действия, техническому обслуживанию, обнаружению и устранению неисправностей.

Материальное обеспечение и пособия: препарированные и разрезные агрегаты системы пуска, комплект инструментов, плакаты, макеты, стенд КИ-968 с установленными стартерами для испытания и проверки.

1. Общие сведения

Система электропуска предназначена для передачи вращательного движения коленчатому валу двигателя с пусковой частотой, при которой обеспечиваются необходимые условия смесеобразования, воспламенения и горения рабочей смеси. Исполнительным агрегатом системы, является стартер, представляющий собой электромеханическое устройство. Он устанавливается на двигателе и является основным потребителем энергии. Пусковой ток у стартеров различного типа достигает 300 – 800 А.

При пуске двигателя стартер должен преодолевать суммарный момент сопротивления, создаваемый силами трения, инерционными силами поступательно и вращательно движущихся частей и момент, требуемый для привода всех механизмов и систем. Момент сопротивления двигателя возрастает с увеличением литража, степени сжатия, вязкости масла.

Пусковая частота вращения коленчатого вала также зависит от типа двигателя. У бензиновых двигателей она должна обеспечить подачу топлива в карбюратор и необходимое разрежение во впускном трубопроводе, при котором движение топливной смеси происходит без конденсации паров топлива. Эти требования выполняются при минимальной пусковой частоте около 0,5 с^-1 при температуре 0 °С для восьмицилиндрового V-образного бензинового двигателя, а при температуре минус 30 С частота вращения коленчатого вала бензинового двигателя должна быть не менее 1,3 с^-1. Пусковая частота вращения коленчатого вала однотипного дизельного двигателя должна быть не менее 1,3 и 2,8 с соответственно при температурах 0 °С и минус 15 °С. С понижением температуры момент сопротивления увеличивается, а момент, развиваемый стартером, снижается. Для облегчения пуска холодных дизельных двигателей применяют подогревательные устройства (свечи накаливания, элекрофакельные подогреватели) и пусковые жидкости.

2. Общее устройство системы электропуска

Система электропуска (рисунок 1) состоит из аккумуляторной батареи, стартера, электрической цепи (провода, выключатели, реле) и средств, облегчающих пуск.

Основной частью стартера является электродвигатель постоянного тока, питаемый от аккумуляторной батареи. Конструкция электродвигателей почти одинакова у всех стартеров. Они изготовляются четырехполюсными.

Электродвигатель М стартера содержит обмотку возбуждения 23, расположенную на полюсных наконечниках в корпусе и якорь 24. На валу якоря установлены муфта 17 свободного хода и шестерня привода 21.

В электростартерах применяют сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке, цилиндрические и торцовые коллекторы с пластмассовым корпусом. Торцовые коллекторы по сравнению с цилиндрическими имеют меньшие размеры и металлоемкость. Рабочая поверхность торцового коллектора находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения якоря.

Обмотка возбуждения может быть включена: последовательно, когда весь ток, идущий в якорь стартера, проходит через катушку обмотки возбуждения, или смешанно, когда одна или две катушки возбуждения подключены параллельно обмотке якоря, как показано на рисунке 1, а остальные – последовательно. В настоящее время в электростартерах используют электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Наиболее часто применяются электродвигатели последовательного возбуждения. Именно при последовательном возбуждении обеспечивается характеристика электродвигателя, наиболее благоприятная для обеспечения пуска. Недостатком этих двигателей является значительная частота вращения якоря в режиме холостого хода. При этом возрастают центробежные силы, действующие на якорь, и может произойти его разрушение (разнос). Для уменьшения частоты вращения в режиме холостого хода применяются электродвигатели смешанного возбуждения, имеющие еще и параллельную обмотку возбуждения.

Передача крутящего момента от стартера к коленчатому валу двигателя осуществляется посредством зубчатой передачи-шестерни 21, входящей в зацепление с зубчатым венцом маховика 31. Для увеличения крутящего момента на коленчатом валу применяется понижающая передача с передаточным отношением 8 – 16. Кроме того, быстроходный двигатель стартера имеет меньшие габариты. Для предотвращения разноса якоря после пуска двигателя механизм привода с принудительным выключением имеет роликовую, храповую или фрикционную муфту свободного хода.

Рисунок 1. Система электропуска. Стартер

а – схема включения; б – общий вид; 1 – пружина щетки; 2 – колпак; 3 – болт стяжной; 4 – щетка; 5 – гайка; 6 – перемычка; 7, 13 – пружины возвратные; 8 – болт контактный; 9 – диск контактный; 10 – катушка тягового реле;

11 – тяговое реле; 12 – якорь тягового реле; 14 – cepьги; 15 – рычаг; 16 – прокладка уплотнительная; 17 – муфта свободного хода; 18 – кольцо; 19 – крышка со стороны привода; 20 – вал якоря; 21 – шестерня привода; 22 – шлицевая втулка привода; 23 – обмотка возбуждения; 24 – якорь стартера; 25 – корпус стартера; 26 – коллектор; 27 – крышка со стороны коллектора; в, г – соответственно плунжерная и бесплунжерная муфты свободного хода; 1 – втулка привода; 2 – замочное кольцо; 3 – опорное кольцо; 4 – пружина; 5 - поводковая муфта: 6, 7 - буферная пружина; 8 - ведущая обойма; 9 – кожух; 10 – ролик;

11 – ведомая обойма; 12 – шестерня; 13 – плунжер; 14 – пружина; 15 – упор пружины; 16 - толкатель