Конструкция и принцип работы электростартеров

Электрические стартеры можно классифицировать по способу возбуждения стартерных электродвигателей, типу механизма привода и степени защиты от проникновения посторонних тел и воды.

В зависимости от способа возбуждения различают стартерные электродвигатели с последовательным (рис. 18, а, б, е) и смешанным (рис. 18 в, г, д) возбуждением.

Рис. 18. Схемы соединения катушек воз­буждения стартерных электродвига­телей:

а, б, е - с последовательным возбуждени­ем; в, г, д - со смешанным возбуждением

Наибольшее распространение полу­чили стартерные электродвигатели с последовательным включе­нием обмотки возбуждения в цепь питания якоря. Для ограниче­ния частоты вращения в режиме холостого хода на одном или двух полюсах индуктора располагают параллельную обмотку возбуж­дения. В зависимости от конструкции стартерного электродвига­теля параллельную обмотку возбуждения присоединяют к вывод­ной клемме стартера или после последовательной обмотки к изоли­рованной щетке.

Магнитодвижущая сила (МДС) параллельных обмоток возбуж­дения у стартерных электродвигателей со смешанным возбужде­нием составляет 10—40% суммарной МДС всех катушек. Из-за снижения частоты вращения в режиме холостого хода в стартерах со смешанным возбуждением уменьшается износ трущихся поверх­ностей и улучшаются условия работы муфты свободного хода ме­ханизма привода.

Автомобильные и тракторные электростартеры, имея идентич­ные по конструкции электродвигатели, могут существенно отли­чаться по конструкции приводных механизмов. По типу и прин­ципу работы механизма привода можно выделить следующие ос­новные группы стартеров:

1. с принудительным механическим или электромеханическим перемещением шестерни привода;

2. с принудительным электромеханическим вводом шестерни в за­цепление с венцом маховика и самовыключением шестерни после пуска двигателя;

3. с инерционным перемещением шестерни;

4. с электромагнитным вводом шестерни в зацепление за счет осевого перемещения якоря.

На отечественных автомобилях и тракторах применяются стар­теры с принудительным вводом шестерни в зацепление при помощи рычажного устройства, включаемого водителем. Для предотвраще­ния разноса якоря после пуска двигателя внутреннего сгорания на валу стартеров с принудительным перемещением шестерни привода устанавливают муфты свободного хода, которые передают усилие от якоря к шестерне и проскальзывают, когда шестерня вра­щается маховиком двигателя. Наличие муфт свободного хода поз­воляет при пуске двигателя в условиях низких температур не выключать стартер до тех пор, пока не начнут работать все ци­линдры, т, е. осуществить пуск с одной попытки стартования, со­кратить число включений стартера, время пуска и уменьшить рас­ход энергии аккумуляторной батареи.

Надежность работы муфт свободного хода снижается с повыше­нием мощности стартера. Поэтому в стартерах большой мощности устанавливают комбинированные приводные механизмы с прину­дительным вводом шестерни в зацепление и ее автоматическим инерционным выключением.

Преимуществами инерционных приводов являются относитель­ная простота конструкции, малые размеры и стоимость. Однако включение шестерни сопровождается значительными ударными нагрузками, что ограничивает область их применения стартерами мощностью до 1 кВт.

Зацепление шестерни при осевом перемещении якоря за счет МДС полюсов стартерного электродвигателя используется за рубежом на стартерах мощностью 3 - 5 кВт. Стартеры имеют компактную конструкцию, хорошо компонуются на двигателях, но имеют повышенный расход меди и работают ненадежно при стоянке автомобилей на уклонах.

Электростартеры, как правило, выпускаются в закрытом или герметизированном исполнении. Это исключает попадание во вну­треннее пространство стартера грязи, воды, влаги и т. п. Степень защиты стартера от проникновения посторонних тел и воды должна соответствовать ГОСТ 14254 - 69 и стандартам на отдель­ные виды изделий. Для современных стартеров, особенно для стар­теров, предназначенных для тяжелых условий работы на больше­грузных автомобилях и на тракторах, характерно усиление герме­тизации. Герметизация обеспечивается установкой в местах разъема специальных резиновых колец, пластмассовых втулок и уплотнительных прокладок из мягких пластических мате­риалов.

Конструктивное исполнение стартера определяется также способом крепления его на двигателе. Обычно стартер распола­гают сбоку картера двигателя, при этом крышка со стороны при­вода обращена в сторону маховика и входит в отверстие картера сцепления.

Крепление стартера на двигателе должно обеспечивать сохра­нение постоянства расстояния между центрами шестерни привода и зубчатого венца маховика при снятии стартера и повторной уста­новке. Этому условию удовлетворяет фланцевое крепление. Кон­фигурация и размеры присоединительного фланца на крышке со стороны привода стандартизованы. Для правильной установки стартера на крышке предусмотрен центрирующий буртик, который должен плотно входить в посадочное отверстие картера сцепления. При фланцевом креплении крепежный фланец несет большую на­грузку как от усилий, возникающих при передаче вращающего момента, так и от массы стартера. Поэтому для стартеров большой мощности осуществляют крепление на подушке двигателя посредством натяжной ленты. Установка стартера на подушке упрощает конструкцию крышки со стороны привода, но повышает требова­ния к качеству изготовления корпуса стартера. Для предотвраще­ния проворачивания в канавке на корпусе стартера и в подушке двигателя установлены специальные шпонки.

Для снижения частоты вращения якоря в режиме холостого хода и быстрой остановки электростартера после отключения его от источника питания (продолжительность вращения якоря по инерции без торможения составляет 10 - 13 с) применяют механи­ческие тормозные устройства в виде двух карболитовых колодок или трущейся конической пары.

Конструктивно электростартер состоит (рис. 19) из корпуса 26 с полюсами и катушками 7 обмотки возбуждения, якоря 25 с кол­лектором 10 и обмоткой, крышки 24 со щеткодержателями 23 и щетками 12, крышки 1 со стороны привода, механизма привода и тягового электромагнитного реле 13

Рис. 19. Стартер СТ 230Б:

1. крышка со стороны привода;

2. основание тягового реле;

3. втулка упорная;

4. кольцо уплотнительное;

5. рычаг включения привода;

6. ось рычага включе­ния привода;

7. катушка обмотки возбуждения;

8. пружина возвратная;

9. якорь тягового реле;

10. коллектор;

11. болт стяжной;

12. щетка;

13. тяговое реле;

14. втягивающая обмотка реле;

15. удерживающая обмотка реле;

16. болт кон­тактный;

17. диск контактный подвижный;

18. кольцо уплотнительное;

19. крышка реле;

20. кожух защитный;

21. кольцо уплотнительное;

22. пружина щетки;

23. щеткодержатель;

24. крышка со стороны коллектора;

25. якорь;

26. корпус;

27. опора промежуточная;

28. втулка отвода;

29. муфта свободного хода;

30. кольцо замковое;

31. шайба упорная;

32. вкладыш подшипника