На каких автомобилях применяются однообмоточные и двухобмоточные тяговые реле стартеров
В карбюраторных двигателях необходимо обеспечить подачу топлива в карбюратор и определенное разрежение во впускном трубопроводе, при котором движение топливной смеси происходит без конденсации паров топлива.
Двигатели более мощные и с большим числом цилиндров требуют применения стартера с большим крутящим моментом.
Момент сопротивления дизеля больше момента сопротивления карбюраторного двигателя. Это связано с тем, что степень сжатия у дизелей больше, чем у карбюраторных двигателей. У дизелей пусковая частота вращения коленчатого вала должна быть выше, так как в противном случае температура воздуха в конце такта сжатия не обеспечит самовоспламенения впрыскиваемого топлива. У четырехтактных дизелей непосредственным впрыском пусковая частота вращения вала должна быть значительно выше, чем у карбюраторного двигателя.
Для преодоления этих сил сопротивления и служит система пуска. Исполнительным устройством является стартер – основной элемент электропусковой системы, в которую входят – аккумуляторная батарея, выключатель зажигания, дополнительные реле. Стартер устанавливается на двигателе и является основным потребителем электроэнергии, запасенной в аккумуляторе. К системе пуска относятся и устройства электрооборудования, обеспечивающие работу различного типа подогревателей, в том числе и облегчающих пуск двигателя при низких температурах.
Таким образом, для надежного пуска двигателя стартер должен обеспечивать достаточную частоту вращения коленчатого вала, для чего необходим вращающий момент определенной величины.
Стартер обеспечивает пусковую частоту вращения коленчатого вала двигателя, которая для карбюраторных двигателей составляет 40-80, а для дизелей –250мин -1 .
Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока, механизмов привода и управления.
В корпусе стартера укреплены винтами четыре стальных полюса, на которые надеты катушки обмотки возбуждения. Три катушки сериесные, соединены последовательно с обмоткой якоря, а четвертая (шунтовая) включена параллельно обмотки якоря. Возможно также применение двух сериесных и двух шунтовых катушек. Сериесные обмотки выполнены из медной ленты с большой площадью поперечного сечения. Шунтовая катушка имеет тонкую обмотку.
Якорь стартера состоит из вала и напрессованных на него сердечника с обмоткой и коллектора. Обмотка уложена в пазы сердечника, набранного из тонких пластин электротехнической стали. Концы обмотки выведены на изолированные друг от друга пластины коллектора. Коллекторы стартеров торцовые, выполнены в виде пластмассового диска, с залитыми в нем медными пластинами. Такой коллектор позволяет уменьшить длину и массу стартера, а также способствует более длительной работе щеточного узла.
Вал якоря вращается в двух пористых металлокерамических втулках, пропитанных маслом и запрессованных в крышки стартера.
Втягивающее реле устанавливается сверху на корпусе стартера и состоит из корпуса со втягивающей и удерживающей обмотками, крышки с контактными болтами и якоря со штоком, сердечником и контактными пластинами.
Передняя крышка стартера имеет фланец, которым стартер крепится к картеру сцепления. В этой крышке на валу якоря смонтирован привод стартера.
3. Принцип работы стартера
Включение стартера производится поворотом ключа в выключателе зажигания по часовой стрелке в положение, при котором замыкаются его контакты. При этом по обмотке вспомогательного реле включения начинает протекать ток. Сердечник реле намагничивается и притягивает якорь, замыкая контакты, через которые ток идет к обмоткам втягивающего реле. При прохождении тока по обмоткам сердечник намагничивается и втягивает якорь реле. Соединенный с якорем рычаг поворачивается на оси и вильчатым концом перемещает муфту свободного хода по шлицам вала якоря генератора, вводя в размещенную на муфте шестерню зацепления с зубчатым венцом маховика. В конце хода якорь с помощью контактного диска замыкает цепь рабочего тока обмоток стартера. При этом втягивающая обмотка реле закорачивается и сердечник будет удерживаться в рабочем положении только одной обмоткой, а якорь стартера начнет вращаться, обеспечивая пуск двигателя.
При выключении стартера поворотом ключа в выключателе зажигания против часовой стрелки контакты стартера размыкаются и ток перестает поступать на обмотки втягивающего реле. Под действием возвратной пружины якорь втягивающего реле вернется в исходное положение и рычагом выведет муфту из зацепления с зубчатым венцом маховика.
с принудительным механическим или электромеханическим перемещением шестерни привода;
с принудительным электромеханическим вводом шестерни в зацепление с венцом маховика и самовыключением шестерни после пуска двигателя;
с инерционным перемещением шестерни;
с электромагнитным вводом шестерни зацепление путем перемещения якоря.
Приводные механизмы стартера с принудительным перемещением шестерни имеют роликовые, фрикционные или храповые муфты свободного хода, которые передают вращающий момент от вала стартера к коленчатому валу двигателя во время пуска и, работая в режиме обгона, автоматически разъединяют стартер и двигатель после пуска.
Механизм привода стартера включает в себя пластмассовый рычаг с буферной пружиной и обгонную роликовую муфту с шестерней. Муфта обеспечивает передачу вращающего момента от стартера к венцу маховика при пуске двигателя и отсоединения шестерни стартера от маховика после пуска двигателя.
Шестерня стартера должна находится в зацеплении с зубчатым венцом маховика двигателя только во время пуска двигателя. Для этого шестерня снабжена внутренними, а вал электродвигателя внешними шлицами, которые допускают осевое перемещение шестерни по валу для сцепления и расцепления её с зубчатым венцом маховика.
В современных стартерах применяются роликовые и храповые муфты свободного хода. Механизм привода стартера с храповой муфтой свободного хода обеспечивает более полное разъединение вала электродвигателя и коленчатого вала двигателя при значительно меньших нагрузках на силовые элементы муфты.
Преимуществом храповой муфты свободного хода по сравнению с роликовыми муфтами также являются высокая надежность, ремонтопригодность и возможность передачи большого вращающего момента при сравнительно небольших габаритных размерах.
Все современные системы электростартерного пуска имеют дистанционное управление стартером. При дистанционном управлении стартерный электродвигатель соединен с аккумуляторной батареей с помощью тягового реле стартера. На автомобилях с дизелями это делается с помощью выключателя стартера, контакты которого рассчитаны на ток, потребляемый тяговым реле.
На автомобилях с карбюраторными двигателями, у которых мощность стартера значительно ниже, тяговое реле включается через выключатель зажигания. Однако контакты последнего не рассчитаны на силу тока, потребляемую реле в момент включения (30-40А). Поэтому дополнительно устанавливается промежуточное реле стартера, контакты которого подключают обмотки тягового реле к аккумуляторной батареи. Обмотка этого реле стартера включается через выключатель зажигания.
Наиболее простыми являются схемы управления стартеров малой мощности с однообмоточным тяговым реле.
В стартерах в основном применяются двухобмоточные тяговые реле, имеющие втягивающую и удерживающую обмотки. Такие реле позволяют снизить расход энергии аккумуляторной батареи в процессе пуска двигателя.
6. Устройства для облегчения пуска холодного двигателя
Пуск двигателей в условиях низких температур затруднен в результате воздействия ряда факторов. Так, например, при низких температурах ухудшаются характеристики электропусковой системы из-за снижения качества аккумуляторной батареи. Кроме того резко возрастает момент сопротивления вращения коленчатого вала двигателя при пуске. Это является следствием повышения вязкости масла при понижении температуры. На пуск дизелей оказывают влияние и температура воздуха, поступающего в цилиндры. Холодный воздух при сжатии не нагревается до температуры необходимой для воспламенения впрыскиваемого топлива.
поддержание при низких температурах высоких характеристик электропусковой системы;
подогрев двигателя, обеспечивающий повышение температуры охлаждающей жидкости и масла;
подогрев воздуха во впускном трубопроводе дизеля.
устройства, повышающие температуру в конце такта сжатия (свечи подогрева и электрофакельный подогрев впускного воздуха);
устройства, обеспечивающие катализаторное воспламенение впрыснутого в цилиндры топлива (свечи накаливания);
устройства, осуществляющие подачу легковоспламеняющейся жидкости в цилиндры двигателя.
Выпускаются также и средства подогрева аккумуляторных батарей.
утепление аккумуляторной батареи;
применение предпусковой подзарядки аккумуляторной батареи;
использование вспомогательных источников питания стартера при пуске.
Предпусковая подзарядка аккумуляторной батареи рекомендуется при температуре электролита ниже –10 0 С. Заключается она в зарядке аккумуляторной батареи током 0,9 от номинальной емкости аккумуляторной батареи в течение 10 минут. Предпусковая подзарядка позволяет резко повысить энергетические характеристики аккумуляторной батареи при низкой температуре электролита.
автономные, которые представляют собой тележку со смонтированными на ней аккумуляторными батареями;
вспомогательные источники питания стартеров, питающиеся от трехфазной цепи, которые представляют собой трехфазный трансформатор с выпрямителем, смонтированные на тележке.
Электрофакельный подогреватель
Электрофакельное устройство предназначено для подогрева воздуха, поступающего в цилиндры дизеля. Оно обеспечивает пуск холодного дизеля при температурах до – 25 0 С при условии использования соответствующего топлива и моторного масла.
Основными деталями подогревателя являются две штифтовые свечи накаливания, электромагнитный топливный клапан и термореле.
Штифтовые свечи накаливания ввертываются во впускные трубопроводы дизеля.
Термореле состоит из спирали, рассчитанной на номинальный ток 22,8 А, биметаллической пластины с подвижным контактом и неподвижного контакта с выводом.
Электромагнитный топливный клапан состоит из основания, в котором имеются два радиальных глухих отверстия с резьбой, посредством которой в них крепятся трубки топливопровода. Через одно отверстие клапан соединяется с топливоподкачивающим насосом системы питания, который начинает подавать топливо к клапану при прокручивании двигателя стартером. Во втором отверстии закрепляется трубка, соединяющая клапан со штуцером свечи накаливания. При подаче напряжения между выводом обмотки электромагнита и корпусом реле подвижный якорь втягивается и клапан открывается.
При нагреве свечей накаливания до необходимой температуры контакты с термореле замыкаются и через них напряжение питания подается на обмотку электромагнитного топливного клапана. Клапан при этом открывается. Одновременно загорается контрольная лампочка, сигнализируя о готовности системы к пуску.
При включении стартера топливоподкачивающий насос через открытый клапан подает топливо к раскаленным свечам накаливания, где оно испаряется, смешивается с воздухом, и горючая смесь воспламеняется. Возникающий при этом факел подогревает поступающий во впускные трубопроводы воздух, что обеспечивает пуск двигателя при отрицательных температурах.
8.Предпусковой подогреватель
Предпусковой подогреватель предназначается для предпускового разогрева холодного дизеля жидкостного охлаждения. Разогрев двигателя обеспечивается в основном путем нагрева жидкости в системе охлаждения двигателя. Некоторые подогреватели осуществляют еще и подогрев масла в картере двигателя. Существуют подогреватели, обеспечивающие, кроме разогрева двигателя, отопление кабин грузовых автомобилей и салонов автобуса независимо от работы дизеля.
Топливо в горелке котла подается под давлением топливным насосом шестеренного типа через электромагнитный клапан и форсунку, которая обеспечивает его распыление. Имеется электронагреватель, обеспечивающий подогрев поступающего в форсунку топлива. Для горения топлива в горелку вентилятором подается воздух.
Топливная смесь в горелке подогревателя воспламеняется электрической искрой, возникающей между электродами свечи зажигания под действием высокого напряжения. Высокое напряжение на электродах свечи зажигания создается индукционной катушкой и транзисторным коммутатором.
Продукты сгорания топлива через выпускную трубу направляются под масляный поддон двигателя и обеспечивают его подогрев. Циркуляционный жидкостный насос, вентилятор, подающий воздух в горелку, и топливный насос приводятся в действие электродвигателем и представляют вместе с ним единую конструкцию, которая называется насосным агрегатом.
9. Техническое обслуживание системы пуска двигателя
Приборы системы пуска, особенно стартеры, во время эксплуатации испытывают большие нагрузки. Электродвигатели стартеров потребляют ток большой силы, поэтому неумелое обращение стартером приводит к его преждевременному отказу. Следует также учитывать, что стартер расположен в таком месте- где он подвергается воздействию пыли, влаги, грязи и масла, а это способствует разрушению изоляции электродвигателя и поломкам механизма привода.
Техническое обслуживание систем пуска двигателя, производимое при каждом ТО-2 сводится к простым операциям. Проверяется крепление стартера к двигателю и соединение наконечников проводов к стартеру и аккумуляторной батареи.
При установленном пробеге автомобиля, зависящим от типа стартера, производится проверка его технического состояния. Для этого стартер снимают с автомобиля, и его наружные поверхности очищают от масла и грязи.
щеточно-коллекторный узел;
привод;
реле;
электродвигатель.
Коллектор должен быть чистым, его поверхность ровной и не должно быть подгораний. При наличии грязи или незначительного подгорания коллектор протирают. Сильно подгоревший коллектор зачищают шлифовальной шкуркой. Выполнять эту операцию следует при работе стартера в режиме холостого хода, прижимая шкурку к коллектору деревянной колодкой. Абразивные частицы после зачистки удаляют, продувая коллектор воздухом. Если подгорание таким способом не устраняется или имеет сильный износ коллектора, стартер разбирают, и коллектор протачивают.
Стартер обладает достаточно высокой эксплуатационной надежностью и поэтому не требует частого технического обслуживания и регулировок.
Техническое обслуживание стартера следует производить в снятом состоянии перед зимней эксплуатацией или примерно через 40-50 тыс.км. пробега автомобиля.
внешний осмотр;
проверка осевого зазора вала якоря и подвижность щеток в щеткодержателях;
контроль высоты щеток;
контроль динамометром силы давления щеточных пружин;
проверка механизма привода.
Основные неисправности в системе пуска двигателя и их устранение
Поиск неисправностей в самом стартере производят после его разборки. Проверяют состояние обмоток возбуждения и якоря, коллектора, подшипников, а также исправность тягового реле.
Привод стартера должен свободно, без заеданий перемещаться по валу и возвращаться в исходное положение возвратной пружиной. При затрудненном перемещении привода вал якоря очищают от грязи и, если нет специальных указаний в технической документации, смазывают маслом, применяемым для двигателя. Храповой привод стартера также смазывают. Для этого выдвигают шестерню в корпус привода и заливают в корпус моторное масло.
Осевой зазор якоря не должен превышать 1 мм. При большем зазоре вала изношенные втулки в крышках стартера меняются.
Электродвигатель стартера проверяют в режиме холостого хода и полного торможения. Это осуществляется на стенде Э240.
заедание механизма выключателя зажигания или неисправности стартера;
заедание втулки привода на валу якоря;
сваривание контактов реле включения;
сваривание контактного диска с контактными торцами болтов тягового реле;
заедание в выключателе зажигания.
3. Износ подшипников якоря возникает в результате длительной работы стартера, особенно при недостаточном и несвоевременном техническом обслуживании, высыхании смазочного материала. Износ подшипников приводит к биению сердечника якоря и его задеванию полюсных сердечников, в следствие чего затрудняется вращение якоря и появляется скрежетание и шум во время работы стартера, что может привести к замыканию обмотки якоря на корпус. Изношенные подшипники подлежат замене.
Наиболее характерными режимами работы стартера являются (см. рис. 11.1):
- • режим максимальной мощности Ртах при токе стартера приблизительно равным 0,5/,.;
- • режим полного торможения при токе /т, частоте вращения п = 0 и максимальном крутящем моменте Л/тах;
- • режим холостого хода при токе холостого хода /х и максимальной частоте вращения птах.
Параметры этих режимов являются контрольными и их значения задаются в технических условиях (табл. 11.1).
Схемы электропусковых систем
Все современные системы электростартерного пуска имеют дистанционное управление стартером. При дистанционном управлении стартерный электродвигатель соединен с аккумуляторной батареей с помощью тягового реле стартера. На автомобилях с дизелями это делается с помощью выключателя стартера, контакты которого рассчитаны на ток, потребляемый тяговым реле.
На автомобилях с карбюраторными двигателями, у которых мощность стартера значительно ниже, тяговое реле включается через выключатель зажигания. Однако контакты последнего не рассчитаны на силу тока, потребляемую реле в момент включения
Номинальное напряжение, В
Емкость аккумуляторной батареи, Ач
Режим холостого хода
(30—40 А). Поэтому дополнительно устанавливается промежуточное реле стартера, контакты которого подключают обмотки тягового реле к аккумуляторной батарее. Обмотка этого реле стартера включается через выключатель зажигания.
Наиболее простыми являются схемы управления стартеров малой мощности с однообмоточным тяговым реле.
В стартерах в основном применяются двухобмоточные тяговые реле, имеющие втягивающую (ВО) и удерживающую (У О) обмотки. Такие реле позволяют снизить расход энергии аккумуляторной батареи в процессе пуска двигателя.
Принцип работы двухобмоточного тягового реле стартера показан на рис. 11.4.
Рис. 11.4. Принцип работы двухобмоточного тягового электромагнита реле стартера: а — включение реле; б — замыкание силовых контактов; в — выключение реле
После замыкания контактов КРС1 реле стартера (или выключателя стартера на дизелях) ток от аккумуляторной батареи проходит по двум обмоткам — У О и ВО (рис. 11.4, а). Под действием намагничивающей силы двух обмоток якорь тягового реле втягивается в электромагнит и с помощью рычажного механизма вводит шестерню привода в зацепление с венцом маховика. В конце хода замыкаются силовые контакты тягового реле КТР1, и включается цепь питания стартерного электродвигателя. Одновременно этими же контактами втягивающая обмотка ВО замыкается накоротко (рис. 11.4, б).
После пуска двигателя контакты KPCI размыкаются, и ток проходит последовательно через силовые контакты КТР1, обмотки ВО и УО параллельно стартерному электродвигателю (рис. 11.4, в). Причем направление тока в витках обмотки УО сохраняется прежним, а в витках втягивающей обмотки ВО изменяется. Так как число витков в обмотках одинаково и по ним протекает ток одной и той же величины, суммарная магнитодвижущая сила будет равна нулю. Сердечник электромагнита размагничивается, возвратная пружина, выдвигая якорь из сердечника тягового реле, размыкает силовые контакты КТР1 и, воздействуя на рычаг включения привода, выводит шестерню из зацепления с венцом маховика.
Рис. 11.5. Электрические схемы управления стартерами: а — СТ230-Б; б — СТ142
SI.2 в цепи зажигания и размыкаются контакты S1.1, снимающие напряжение с обмотки реле К2.
Стартер СТ142 (рис. 11.5, б) включается при замыкании контактов S1.1 выключателя приборов и стартера. Работа данной схемы управления аналогична работе схемы управления стартером СТ230-Б. При поднятой кабине автомобиля стартер можно включить дублирующим выключателем S2.
При вращении коленчатого вала его частоты вращения с датчика на вход формирователя электронного блока (VT1) начинают по-
Рис. 11.6. Электрическая схема системы пуска двигателя с автоматическим отключением и блокировкой стартера
ступать импульсы напряжения положительной полярности. С коллектора VT1 усиленные импульсы, ограниченные по амплитуде стабилитронами VD2 и VD3, поступают на вход преобразователя, который преобразует частотную последовательность импульсов в напряжение на выходе конденсатора С6. Параметры преобразователя выбраны таким образом, что после пуска ДВС и соответствующего увеличения частоты вращения коленчатого вала амплитуда этого напряжения становится равной напряжению стабилизации стабилитрона VD7. Последний пробивается и переводит триггер во второе устойчивое состояние, при котором VT3 закрыт, a VT2 открыт. Обмотка реле KV1 обесточивается и стартер отключается.
Изучение устройства и принципа работы автомобильного электростартера.
2. Краткие сведения
Электростартер предназначен для осуществления пуска автомобильного двигателя.
Электростартер конструктивно объединяет в себе электродвигатель постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, электромагнитное тяговое реле и механизм привода. Применение смешанного возбуждения позволяет снизить частоту вращения якоря поверхностей и облегчить работу механизма привода.
Наибольшее распространение на автомобилях получили электростартеры с принудительным электромеханическим включением и выключением шестерни, имеющие роликовые муфты свободного хода и управляемые дистанционно с помощью тягового электромагнитного реле, установленного на корпусе или на крышке со стороны привода.
Основными узлами и деталями электростартера являются корпус 1 (рис. 2.1) с полюсами 2 и катушками 4 обмотки возбуждения; якорь 3 с коллектором 36, механизм привода с муфтой свободного хода 12, электромагнитное тяговое реле 25, крышка 17 со стороны привода (передняя крышка), крышка 33 со стороны коллектора (задняя крышка) и щеточный узел с щеткодержателями 32.
Корпусы электростартеров изготавливают из трубы или стальной полосы с последующей сваркой стыка. К корпусу винтами крепятся полюсы 2, на которых располагаются катушки 4 обмотки возбуждения. Практически все стартерные электродвигатели выполняются четырехполюсными. В стартерных электродвигателях смешанного возбуждения катушки последовательной и параллельной обмоток возбуждения устанавливаются на отдельных полюсах.
Рис. 2.1. Стартер с принудительным электромеханическим перемещением шестерни привода с роликовой муфтой свободного хода.
1 – корпус; 2 — полюсный сердечник; 3 — якорь; 4 — обмотки возбуждения; 5 — фланец; 6 — запорное кольцо; 7— упорный фланец; 8 — поводковое кольцо; 9— поводковая муфта; 10 — буферная пружина; 11 — шлицевая втулка; 12 — муфта свободного хода; 13 — шестерня; 14 — упорное кольцо; 15 – замочное кольцо; 16— регулировочные шайбы; 17 и 33 — крышки; 18— рычаг; 19— резиновая заглушка; 20— палец поводка; 21 — поводок; 22 — возвратная пружина; 23 — якорек; 24 — шпилька крепления реле; 25— тяговое реле; 26 — обмотка; 27 — контактная пластина; 28— крышка реле; 29 — штекерный вывод обмотки реле; 30 — зажимы; 31 — защитная лента; 32— щеткодержатель; 34 — тормозной диск; 35 — конус; 36 — коллектор; 37 — шпилька; 38 — изоляционная трубка.
Катушки последовательной обмотки возбуждения имеют небольшое число витков неизолированного медного провода прямоугольного сечения марки ПММ. Между витками катушки прокладывают электроизоляционный картон толщиной 0,2. 0,3 мм. Катушки параллельной обмотки наматываются изолированным круглым проводом ПЭВ-2. Снаружи катушки изолируют хлобчатобумажной лентой, пропитываемой лаком.
Ток к обмотке возбуждения проводится через главные контакты тягового реле по многожильному проводу или медной шине, проходящим через изоляционные втулки в корпусе или задней крышке.
Сердечник якоря представляет собой пакет стальных пластин. Применение шихтованного сердечника уменьшает потери на вихревые токи. Пакет якоря напрессован на вал.
Полузакрытые или закрытые пазы якорей имеют прямоугольную или грушевидную форму. Прямоугольная форма обеспечивает лучшее заполнение паза прямоугольным проводом. Грушевидные пазы удобны для размещения двухвитковых секций.
Обмотка якоря укладывается в пазы сердечника. Применяются простые волновые и простые петлевые обмотки с одно- и двухвитковыми секциями. Двухвитковые секции характерны для электродвигателей небольшой мощности. Одновитковые секции выполняются из неизолированного прямоугольного провода марки ПММ. Обмотки с двухвитковыми секциями наматываются круглым изолированным проводом. Одновитковые секции закладываются в пазы с торца пакета якоря. Проводники в пазах изолируются друг от друга и от пакета пластин электроизоляционным картоном. По схеме волновой обмотки число пазов якоря четырехполюсного электродвигателя должно быть нечетным и у отечественных электростартеров находится в пределах 23. 33.
На лобовые части обмотки якоря накладывают бандажи из нескольких витков стальной проволоки, намотанных на прокладку из электроизоляционного картона и скрепленных металлическими скобамии, хлобчатобумажного или капронового шнура.
Концы секций обмотки якоря припаиваются в прорезях петушков к пластинам коллектора. В электростартерах применяются сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке, цилиндрические и торцевые коллекторы на пластмассе.
Цилиндрические коллекторы набирают в виде пакета медных пластин, изолированных прокладками из миканита, слюдината или слюдопласта.
Замена цилиндрических коллекторов торцевыми снижает расход коллекторной меди и повышает срок службы щеточно-коллекторного узла. Якорь вращается в двух или трех опорных с бронзографитовыми или металлокерамическими подшипниками скольжения.
Задние крышки электростартеров с цилиндрическими коллекторами отливаются из цинкового, алюминиевого сплава или штампуются из стали. К крышке 33 крепятся четыре коробчатых щеткодержателя 32 радиального типа с щетками и спиральными пружинами. Щеткодержатели изолированных щеток отделены от крышки прокладками из текстолита или другого изоляционного материала. В стартерах с торцевыми коллекторами щетки размещаются в пластмассовой или металлической траверзе и прижимаются к рабочей поверхности коллектора цилиндрическими пружинами.
В 12-вольтовых стартерах используются меднографитные щетки марок МГСО и МГС20 с добавкой олова и свинца, которые улучшают коммутацию, уменьшают износ коллектора и падение напряжения под щетками. Щетки МГC5 и МГС51 устанавливаются в двадцатичетырехвольтовых стартерах. Плотности тока в стартерных щетках на рабочих режимах достигают 50. 120 А/см 2 . Щетки имеют канатики и присоединяются к щеткодержателям с помощью винтов. Обычно щетки устанавливаются на геометрической нейтрали. На некоторых стартерах против направления вращения. Волновая обмотка якоря имеет две параллельных ветви и позволяет ограничиться установкой двух щеток, однако на стартерах с целью уменьшения плотности тока устанавливается полное число щеток, равное числу полюсов.
Алюминиевые или чугунные передние крышки 17 имеет установочные фланцы с двумя или большим числом отверстий под болты или шпильки крепления стартера к картеру маховика или сцепления и посадочные пояски. Фланцевое крепление обеспечивает необходимую точность взаимного расположения шестерни стартера относительно венца маховика при снятии и повторной установке стартера.
Передняя и задняя крышки крепятся к корпусу стяжными болтами.
Дистанционно управляемое тяговое реле 25 обеспечивает ввод шестерни 13 в зацепление с венцом маховика и подключает стартерный электродвигатель к аккумуляторной батарее. Реле имеет одну или две обмотки (вытягивающую и удерживающую), намотанные на латунную втулку, в которой свободно перемещается стальной якорь с контактной пластиной 27. Два неподвижных контакта в виде контактных болтов 30 установлены в пластмассовой или металлической крышке реле. Втягивающая обмотка 26, подключенная параллельно контактом реле, при включении реле действует согласно с удерживающей обмоткой и создает достаточную притягивающую силу, когда зазор между якорем и сердечником максимален. При замыкании главных контактов втягивающая обмотка замыкается накоротко и выключается из работы. В двухобмоточном реле удерживающая обмотка, рассчитанная в основном на удержание якоря реле в притянутом состоянии, намотана проводом меньшего сечения, чем втягивающая обмотка.
Механизм привода стартера расположен на шлицевой части вала. Муфта свободного хода 12 привода обеспечивает передачу вращающего момента от вала якоря маховику в период пуска и препятствует вращению якоря маховиком после пуска двигателя.
Электростартеры с принудительным перемещением шестерни имеют роликовые, фрикционные и храповые муфты свободного хода. Наибольшее распространение получили роликовые муфты (рис. 2.2), бесшумные в работе и технологичные по конструкции, способные при небольших размерах передавать значительные вращающие моменты.
Рис. 2.2. Приводной механизм стартера с плунжерной муфтой свободного хода.
1 – ролик; 2 – плунжер; 3 – пружина прижимная; 4 – упоры пружины; 5 – обойма наружная ведущая; 6 – кольцо замковое; 7- чашка; 8 – вспомогательная пружина; 9 – втулка отвода; 11 – пружина буферная; 12 – втулка; 13 – кольцо центрирующее; 14 – обойма ведомая; 15 – пластина металлическая; 16 – кожух муфты; 17 – шестерня привода; 18 – вкладыш.
Рабочие поверхности ведущей звездочки 5 представляют собой логарифмическую спираль, спираль Архимеда или окружность со смещенным центром, что позволяет получить постоянный угол заклинивания в 4. 6°. При включении муфты в работу ведущая обойма 5 поворачивается относительно еще неподвижной ведомой 14, ролики 1 под действием прижимных пружин 3 и сил трения перемещаются в узкую часть клиновидного пространства и муфта заклинивается. После пуска двигателя частота вращения шестерни 17 привода и связанной с ней ведомой обоймы превышает частоту вращения ведущей обоймы, ролики переходят в широкую часть клиновидного пространства между обоймами, поэтому передача вращения от венца маховика к якорю исключается.
Воздействие центробежных сил на ролики и плунжеры 2 требует применения прижимных пружин с большими установочными усилиями. При неустойчивом пуске возникают значительные ускорения. Действующие на ролики и плунжеры центробежные силы могут превысить усилия прижимных пружин и привести к динамической пробуксовке муфты.
При резких динамических ударах роликов по плунжерам деформируются юбка и дно плунжера 2, упоры 4 в плунжерном отверстии обоймы и пружины. Результатом является неравномерное заклинивание роликов, перегрузка отдельных элементов, снижение надежности работы.
Шестерню 17 привода и обоймы муфт свободного хода для повышения механической прочности и износоустойчивости изготавливают из высоколегированной стали. Чтобы предотвратить смещение пружин 3 и обеспечить стабильность прижимного усилия, используют специальные упоры 4. Центрирующее кольцо 13 уменьшает радиальное биение обоймы, ограничивает перекос муфты при заклинивании роликов и улучшает работу привода в режиме обгона.
Электромагнитное тяговое реле воздействует на механизм привода с помощью рычага включения через разрезную поводковую муфту, состоящую из двух половин. Со стороны втулки отвода 9 расположена вспомогательная пружина 8, упирающаяся в чашку 7. Такое устройство позволяет разомкнуть главные контакты тягового реле путем сжатия вспомогательной пружины при перемещении втулки отвода возвратной пружиной в тех случаях, когда шестерню привода заедает в зубчатом венце маховика после отключения стартера.
Схема дистанционного управления стартером приведена на рис. 2.3. При переводе включателя зажигания S1 в положение стартования, контакты KV1:1 дополнительного реле KV1 подключают втягивающую КА2:1 и удерживающую КV2 обмотки тягового реле к аккумуляторной батарее GB. Под действием намагничивающей силы двух обмоток якорь тягового реле перемещается и с помощью рычага включения вводит шестерню стартера в зацепление с венцом маховика. В конце хода якоря реле замыкаются основные контакты КА2:1 тягового реле и GB оказывается соединенной со стартерным электродвигателем М.
Контакты КА2:1замыкаются раньше, чем шестерни полностью войдет в зацепление с венцом маховика. Дальнейшее перемещение шестерни до упорного кольца на валу происходит за счет осевого усилия в винтовых шлицах вала якоря и направляющей муфты втулки свободного хода.
Рис. 2.3. Электрическая схема дистанционного управления стартером.
S1 – выключатель зажигания; KV1 – обмотка дополнительного реле; KV1:1 – контакты дополнительного реле; КА2 – втягивающая обмотка тягового реле стартера; KV2 – удерживающая обмотка тягового реле стартера; КА2:1 – контакты тягового реле стартера; GB – аккумуляторная батарея; М – якорь стартера.
Если при запуске шестерня стартера упирается в венец маховика, якорь реле все равно продолжает двигаться, сжимая буферную пружину, и замыкает контакты КА2:1. Якорь стартера вместе с приводом начинают вращаться, и как только зуб шестерни устанавливается напротив впадины зубчатого венца маховика, шестерня под действием буферной пружины и осевого усилия в шлицах входит в зацепление с маховиком.
Шестерня остается в зацеплении до тех пор, пока водитель не отключить питание дополнительного реле стартера. После размыкания контактов КV1:1 дополнительного реле втягивающая КА2 и удерживающая KV2обмотки тягового реле оказываются включенными последовательно, получая питание через контакты КА2:1. Число витков обеих обмоток одинаково и по ним проходит один и тот же ток. Так как направление тока во втягивающей обмотке в этом случае изменяется, обмотки действуют встречи и создает два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается и возвратная пружина, перемещая якорь реле в исходное положение, размыкает главные контакты и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика.
3. Учебные пособия, приспособления и инструменты
3.1. Стартеры в сборе, разрезанные образцы, щиты с деталями и плакаты.
3.2. Приспособления и инструменты, необходимые для разборки и сборки электростартера.
4. Порядок выполнения работы
4.1. Разобрать стартер.
4.2. Нарисовать схему внутренних соединений катушек обмотки возбуждения и обмотки якоря.
4.3. Нарисовать эскиз магнитной системы стартерного электродвигателя.
4.4. Определить число пазов, число витков в секциях обмотки якоря, число коллекторных пластин.
4.5. Нарисовать схему обмотки якоря и рассчитать её шаги.
4.6. Привести частичную разборку тягового реле.
4.7. Нарисовать магнитную систему тягового реле.
4.8. Нарисовать схему соединения обмоток реле.
4.9. Собрать тяговое реле в порядке, обратном разборке.
4.10. Собрать стартер в порядке, обратном разборке.
5. Содержание отчета
5.1. Тип изучаемого стартера и его техническая характеристика.
5.2. Краткое описание особенностей устройства и принципа работы стартера.
5.3. Схема внутренних соединений катушек обмотки возбуждения и обмотки якоря.
5.4. Эскиз магнитной системы стартерного электродвигателя.
5.5. Эскиз магнитной системы тягового электромагнитного реле.
5.6. Схема соединений обмоток тягового реле.
5.7. Схема управления электростартером.
6. Контрольные вопросы
6.1. Из каких основных реле узлов и деталей состоит электростартер?
6.2. Какие возможны схемы внутренних соединений обмоток возбуждения и якоря в электростартерах?
6.3. Почему пакет якоря набирается из стальных пластин?
6.4. Почему пакеты якорей четырехполюсных стартерных электродвигателей с волновой обмоткой имеют нечетное число пластин?
6.5. Какой тип щеткодержателей пршленяется в электростартерах?
6.6. Какие типы коллекторов применяются в электростартерах?
6.7. Почему удерживающая и втягивающая обмотки тягового реле имеют одинаковое число витков, но намотаны проводами разного сечения?
6.8. Каково назначение пружин привода?
6.9. Можно ли в четырехполюсном электродвигателе с волновой обмоткой ограничиться установкой двух щеток?
Тяговое реле при включении стартера обеспечивает ввод шестерни привода в зацепление с венцом маховика и подключение электрической цепи обмоток стартера к аккумуляторной батарее. Внутри корпуса тягового реле расположены втягивающая 12 и удерживающая 13 обмотки. Стальной якорек 15 свободно перемещается в латунной втулке и отжимается возвратной пружиной 16 в исходное положение. На штоке установлен медный контактный диск 11, отжимаемый пружиной 9 от зажимов 38 пластмассовой крышки 10.
Реле включения служит для включения и выключения цепи обмоток тягового реле. Реле состоит из сердечника с обмоткой 3, ярма 1, якорька 4 с двумя контактами 6, пружины 2, двух стоек 7 с контактами и зажимов С, Б, КЗ, К1 и К2. В нерабочем состоянии пружина 2 приподнимает якорек 4 до упора в ограничитель 5 и удерживает контакты в разомкнутом состоянии.
Принцип действия тягового реле и реле включения заключается в следующем. Для включения стартера ключ выключателя 14 зажигания устанавливают в положение II, что необходимо для подключения обмотки 3 (см. рис.) реле включения к аккумуляторной батарее. Проходящий по обмотке 3 ток намагничивает сердечник, который, притягивая якорек 4, вызывает замыкание контактов. Пара контактов с зажимом Б закорачивает дополнительный резистор RД в цепи низкого напряжения системы зажигания, а пара контактов с зажимом С включает цепь удерживающей 13 и втягивающей 12 обмоток тягового реле. Путь тока в цепи обмотки реле включения показан на рис. 73 пунктирными стрелками, а путь тока в цепи втягивающей и удерживающей обмоток тягового реле показан сплошными стрелками.
Ток, проходящий по обмоткам тягового реле, намагничивает якорек 15, который через рычаг 18 вводит шестерню 25 привода в зацепление с венцом маховика. Кроме того, якорек давит на шток и перемещает контактный диск 11, который и соединяет напрямую обмотки электродвигателя стартера с аккумуляторной батареей. По обмоткам электродвигателя проходит ток большой силы, и якорь электродвигателя вращается с большим крутящим моментом. При втягивании якорька 15 происходит сжатие возвратной пружины 16.
После пуска двигателя ключ устанавливают в положение II, что обеспечивает выключение цепи обмотки 3 реле включения. Пружина 2 приподнимает якорек, контакты реле размыкаются и выключают цепь обмоток тягового реле. Возвратная пружина 16 возвращает якорек 15 в исходное положение, и рычаг 18 выводит шестерню 25 привода из зацепления с венцом маховика. Усилием пружины 9 контактный диск 11 отходит от зажимов 38 реле, и стартер выключается.
На крышке тягового реле установлен особый зажим КЗ, к которому подключают провод от дополнительного резистора катушки зажигания. В момент включения стартера контактный диск тягового реле соединяется с этим зажимом, вызывая закорачивание дополнительного резистора в цепи системы зажигания.
При работе двигателя не рекомендуется отсоединять аккумуляторную батарею. Возникающие при этом скачки напряжения в бортовой сети могут повредить электронные компоненты автомобиля. Стартер — четырехщеточный электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, с планетарным редуктором, роликовой муфтой свободного хода и двухобмоточным тяговым реле. К стальному корпусу стартера прикреплены четыре постоянных магнита. Корпус и крышки стартера стянуты двумя болтами. Вал якоря вращается в двух подшипниках скольжения.
Стартер: 1 — шестерня привода; 2 — передняя крышка; 3 — тяговое реле; 4 — корпус стартера; 5 — управляющий вывод тягового реле; 6 — контактные болты; 7 — стяжной болт; 8 — задняя крышка
Блок-фара: 1 — электрический разъем; 2 — регулятор пучка света фары в вертикальной плоскости; 3 — защитная крышка ламп; 4 — патрон лампы указателя поворота; 5 — регулятор пучка света фары в горизонтальной плоскости
Противотуманная фара: А — регулировочный винт
На автомобиле установлен корректор фар с электромеханическим приводом, позволяющий регулировать направление пучков света фар в вертикальной плоскости, в зависимости от загрузки автомобиля. Корректор фар состоит из регулятора на панели приборов, мотор-редукторов и соединительных проводов. Автомобиль может быть оборудован системой автоматического управления наружным освещением. Система включает лампы габаритного света и ближний свет фар в зависимости от уровня внешней освещенности (например, в сумерках или при въезде в туннель). Противотуманные фары расположены в переднем бампере. В них установлены галогенные лампы Н 11. Боковые указатели поворота могут быть установлены в передних крыльях или в наружных зеркалах заднего вида. В указателях, установленных в крыльях, применяются лампы W5W. В указателях, расположенных в наружных зеркалах, установлены светодиоды. В задних фонарях автомобилей с кузовами седан и хэтчбек установлены лампы: указателя поворота PY21W (оранжевого цвета), противотуманного света P21W, света зад него хода P21W. Сигнал торможения и габаритный свет — светодиодные. Светодиодный блок установлен в нижней секции фонаря. В задних фонарях автомобиля с кузовом универсал установлены лампы:
Лампы, применяемые в автомобиле
Блок-фара:
сигнала торможения и габаритного света P21/4W, указателя поворота PY21W (оранжевого цвета), света заднего хода P21W, противотуманного света P21W. Звуковой сигнал расположен между облицовкой радиатора и радиатором
системы охлаждения или конденсатором (на автомобиле с кондиционером). Сигнал крепится к кузову через кронштейн. Сигнал охранной сигнализации установлен в моторном отсеке с правой стороны. Автомобиль укомплектован подушками безопасности водителя и переднего пассажира. Подушка безопасности водителя расположена в рулевом колесе, а подушка безопасности переднего пассажира — в панели приборов над вещевым ящиком.
Расположение ламп в заднем фонаре автомобилей с кузовами седан и хэтчбек: 1 — указателя поворота; 2 — противотуманного света; 3 — света заднего хода; 4 — блок светодиодов
В зависимости от комплектации на автомобиле могут быть установлены боковые подушки безопасности водителя и переднего пассажира. Боковые подушки находятся в спинках передних сидений со стороны дверей. Блок управления подушками безопасности расположен в салоне автомобиля под консолью панели приборов. Блок управления подушками управляет также преднатяжителями ремней безопасности водителя и переднего пассажира. Для электрического соединения подушки безопасности и выключателя звукового сигнала со жгутом проводов панели приборов вместо обычного скользящего контакта (во избежание искрообразования и непреднамеренного срабатывания подушки) применено барабанное устройство со спиральным кабелем, работающее по принципу рулетки. Барабанное устройство прикреплено к соединителю подрулевых переключателей. В цилиндрическом пластмассовом корпусе устройства спирально уложены несколько витков металлопластиковой ленты, которая является электрическим проводником. Один конец ленты кабеля через два разъема, расположенных на корпусе устройства, состыкован с двумя колодками жгута проводов панели приборов. Другой конец кабеля вы веден на верхний поводок барабана устройства и соединен через колодки с проводами подушки безопасности и выключателя звукового сигнала.
Барабанное устройство со спиральным кабелем: 1 — соединитель подрулевых переключателей; 2 — корпус барабанного устройства; 3 — поводок барабанного устройства; 4 — колодка проводов подушки безопасности; 5 — барабан; 6 — наконечники проводов выключателя звукового сигнала
Электростеклоподъемник: 1 — мотор-редуктор; 2 — барабанный механизм; 3 — трос; 4 — направляющий ролик; 5 — ползун; 6 – направляющая
Для защиты от перегрузок в нем установлен термобиметаллический предохранитель. На части автомобилей очиститель ветрового стекла имеет функцию автоматического управления. Эта функция позволяет включать и выключать очиститель автоматически, в зависимости от наличия капель дождя на ветровом стекле. В этом случае на ветровом стекле, в салоне автомобиля установлен датчик дождя, который имеет четыре степени регулировки чувствительности. Часть автомобилей оборудована электрообогревом ветрового стекла в зоне щеток очистителя. Очиститель стекла двери багажного отделения установлен на двери багажного отделения, под обивкой. Очиститель состоит из мотор — редуктора, рычага и щетки. Электродвигатель очистителя — двухщеточный с возбуждением от постоянных магнитов.
Очиститель ветрового стекла: 1 — рычаг вала; 2 — тяга; 3 — кривошип; 4 — кронштейн; 5 — мотор-редуктор
Омыватель ветрового стекла состоит из полиэтиленового бачка с электрическим насосом, расположенным слева в моторном отсеке, форсунок на капоте и соединительных шлангов. Омыватель стекла двери багажного отделения состоит из полиэтиленового бачка с электрическим насосом, установленным под обивкой багажника, форсунки на двери багажного отделения и соединительных шлангов. Большинство электрических цепей защищено плавкими предохранителями. Мощные потребители (элемент обогрева заднего стекла, вентилятор отопителя, вентилятор системы охлаждения двигателя, звуковой сигнал и другие) подключаются через реле. Большая часть предохранителей и реле установлены в трех монтажных блоках. Два монтажных блока установлены в моторном отсеке, а один — в салоне автомобиля, в панели приборов. Шесть силовых предохранителей, рассчитанных на большие токи, расположены в блоке предохранителей, установленном в моторном отсеке рядом с аккумуляторной батареей.
Силовые предохранители монтажного блока в моторном отсеке
Обозначение предохранителя (номинальный ток, А)
Защищаемые элементы
Монтажные блоки в моторном отсеке: 1 — блок силовых предохранителей; 2 — блок предохранителей и реле; F1-F6 — предохранители, К1-К5 – реле
Монтажный блок предохранителей и реле в салоне автомобиля: F1-F28 — предохранители; К1-К12 — реле; 1 — пинцет для снятия предохранителей; 2 — пинцет для снятия реле; 3 — запасные предохранители
Предохранители монтажного блока в моторном отсеке
Обозначение предохранителя
(номинальный ток, А)
Защищаемые элементы
Реле монтажного блока в моторном отсеке
Обозначение
Наименование
Включаемые цепи
Предохранители монтажного блока в салоне автомобиля
Обозначение предохранителя (номинальный ток, А)
Защищаемые элементы
Реле монтажного блока в салоне автомобиля
Обозначение
Наименование
Включаемые цепи
Читайте также: