2.3. Рабочие характеристики стартеров

Свойства электростартеров оценивают по рабочим и механическим характеристикам. Рабочие характеристики представляют собой совокупность зависимостей напряжения на зажимах стартера, полезной мощности, частоты вращения и вращающего момента от силы тока якоря. Они зависят от способа возбуждения и изменения номинальной емкости и технического состояния аккумуляторной батареи. С уменьшением номинальной емкости, увеличением степени разряженности и понижением температуры внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи возрастает, поэтому при той же силе тока якоря частота вращения и мощность уменьшаются.

Надежность и срок службы элементов системы электростартерного пуска зависят от технического уровня аккумуляторной батареи и стартера, согласования их характеристик между собой и с пусковыми характеристиками двигателя, а также от условий работы.

3. Схемы систем пуска

Структура схемы управления системы электростартерного пуска зависит от расположения электростартера и аккумуляторной батареи, соответствия номинальных напряжений электростартера и системы электрооборудования, наличия и типа устройства для облегчения пуска двигателя.

По способу управления различают стартеры с непосредственным и дистанционным управлением. Стартер с непосредственным управлением (рисунок 2а) включается рычагом. Этот простой и надежный способ управления применим на стартерах, расположенных недалеко от места водителя. Для дистанционного управления стартером (рисунок 2б, 2в, 2г) применяют от одного до трех электромагнитных реле: тяговое, дополнительное, блокировки. Все автомобильные и тракторные двигатели в настоящее время комплектуются системой электрического пуска с дистанционным управлением.

Наиболее просты схемы управления стартеров малой мощности с од-нообмоточным тяговым реле. В стартерах в основном применяются двух-обмоточные тяговые реле, имеющие втягивающую (ВО) и удерживающую (УО) обмотки. Такие реле позволяют снизить расход энергии батареи в процессе пуска двигателя.

Дистанционное управление стартера непосредственно от замка (рисунок 2б) применяется для автомобилей ВАЗ и др. При повороте ключа зажигания питание на обмотку возбуждения стартера поступает при срабатывании тягового реле.

На автомобилях ГАЗ-3307, ЗИЛ-4317 и др. дистанционное управление стартером (рисунок 2в) осуществляется с использованием дополнительного реле (PC). При включении ключа зажигания замыкается цепь обмотки дополнительного реле (PC). Контакты дополнительного реле замыкаются и включают цепь втягивающей и удерживающей обмотки тягового реле (TP).

Одновременно через контакты дополнительного реле, а у других автомобилей через дополнительные контакты стартера поступает ток в катушку зажигания, минуя дополнительный резистор. Ток втягивающий (последовательной обмотки) течет через обмотку возбуждения и якорь стартера.

Тяговое реле замыкает основные контакты стартера и шунтирует втягивающую обмотку. Через замкнутые основные контакты ток из аккумуляторной батареи по проводу большого сечения поступает в обмотку возбуждения и якорь стартера. Стартер вращает коленчатый вал двигателя. После пуска ДВС шестерня от вала стартера отсоединяется муфтой, а при отпускании ключа зажигания обесточивается тяговое реле и приводной механизм под действием пружины возвращается в исходное положение.

Схемы систем пуска трактора МТЗ, автомобиля ЗАЗ и др. (рисунок 2г) имеют блокировку стартера и устройство для блокировки запуска двигателя при включенной передаче трактора. Блокировка стартера осуществляется с помощью реле блокировки Р61 , а блокировка запуска с помощью выключателя ВК 418, установленного у коробки передач.

В cхему пуска трактора включены: две аккумуляторные батареи, стартер с тяговым реле, электрофакельный подогреватель ЭФП, контрольный элемент подогревателя, добавочный резистор, трехпозиционный выключатель подогревателя и стартера, дополнительное реле стартера, выключатель массы, реле блокировки стартера и выключатель блокировки пуска. Реле блокировки состоит из электромагнитного реле с нормально замкнутыми контактами и полупроводникового выпрямителя ПВ.

а) непосредственное включение

б) дистанционное включение непосредственно от замка

в) дистанционное с использованием дополнительного реле стартера (РС)

г) дистанционное с блокировкой реле стартера

Рисунок 2. Схемы систем пуска

Тяговое реле стартера получает питание при замыкании контактов реле, а обмотка реле – через нормально замкнутые контакты реле блокировки. При работающем двигателе по основной обмотке реле блокировки течет выпрямленный ток генератора, который намагничивает сердечник и удерживает контакты в разомкнутом состоянии. Это не позволяет включить ток в обмотку дополнительного реле, контакты которого будут также разомкнуты, а следовательно, случайное включение стартера исключено.

Проследим пути токов при запуске двигателя. После соединения выключателем ВК-318Б минусовой клеммы аккумуляторных батарей с «массой» загорается контрольная лампочка. Ток течет по следующему пути: плюсовая клемма батареи, клемма «+» стартера, указатель тока, контрольная лампа, замкнутые контакты реле блокировки, «масса», минусовая клемма батарей.

С переводом выключателя в положение 1 (включение спирали факельного подогревания) соединяют его клеммы «+» и «С», при этом подается ток в спираль подогревателя. О нагреве спирали ЭФП судят по накалу спирали контрольного элемента. Когда контрольный элемент накалится, переводят выключатель в положение 2 (включение стартера). При этом соединяют все клеммы его и токи текут: в факельный подогреватель, минуя дополнительный резистор и контрольный элемент через закороченные клеммы «С» и «ЗК», в обмотку реле стартера, обмотку реле блокировки через клеммы «+» и «СТ» выключателя, клемму «PC» и контакты реле блокировки; в катушку электромагнита клапана топливоподачи (клапан открывается, и топливо, попадая на раскаленную спираль, воспламеняется); в обмотку тягового реле стартера по цепи. Плунжер тягового реле через серьгу и рычаг вводит приводную шестерню в зацепление с венцом маховика и замыкает контакты стартера. При замыкании контактов включается основной ток питания стартера.

Стартер включается и вращает коленчатый вал двигателя. После пуска двигателя и повышения частоты вращения коленчатого вала выпрямленное напряжение генератора, питающее основную обмотку реле блокировки, становится достаточным для срабатывания реле. Сердечник притягивает якорек и размыкает контакты реле. В этот момент гаснет лампочка, обесточивается реле, контакты его размыкают ток тягового реле, и стартер выключается.

Стартеры большой мощности, рассчитанные на напряжение 24 В, в схемах электрооборудования с номинальным напряжением 12 B включают в работу при помощи специального электромагнитного переключателя, который изменяет соединение двух аккумуляторных батарей на 12 B каждая с параллельного на последовательное.