Стартер генератор псгу 2 назначение и устройство
На ряде гусеничных машин (ГМ-569, МТ-Т и др.) применяются стартеры-генераторы. Они работают либо в генераторном, либо в стартерном режиме (ГМ-569), а иногда только в генераторном (МТ-Т).
Стартер-генератор представляет собой электрическую машину постоянного тока с параллельным соединением обмоток возбуждения в генераторном режиме и смешанным (параллельно-последовательным) возбуждением при работе в стартерном режиме.
Привод якоря стартера-генератора в ГМ-569 осуществляется через специальную гидромуфту (генераторный режим) и двухскоростной планетарный редуктор. При неработающем двигателе
машины производится его стартерный пуск. После стартерного пуска двигателя машины он начинает работать в генераторном режиме.
Привод стартера-генератора обеспечивает передачу вращающего момента от него на коленчатый вал двигателя машины (стартерный режим) и, наоборот, от двигателя на стартер-генератор (генераторный режим). Привод состоит из планетарного редуктора 4 и зубчатой муфты 3.
Рис. Кинематическая схема привода стартера-генератора:
1 — резьба вала; 2 — гидромуфта; 3 — зубчатая муфта; 4 — планетарный редуктор; 5 — стартер- генератор; А — полость
При стартерном режиме под действием пружины зубчатая муфта выведена из зацепления с зубьями водила планетарного редуктора. При нажатии на кнопку включения стартера за счет давления рабочей жидкости, подаваемой в полость А от специального насоса, производится перемещение зубчатой муфты по резьбе 1 полого вала. При этом зубчатая муфта входит в зацепление с зубьями водила планетарного редуктора. В начале включения муфты 3 стартер-генератор 5 работает на первой ступени с замедленным поворотом якоря, поскольку напряжение на его входе равно 24 В. При полностью включенной муфте 3 упомянутый насос отключается с помощью специального датчика, и стартер переводится на вторую ступень работы с напряжением 48 В.
После пуска двигателя машины зубчатая муфта, находящаяся в зацеплении с водилом планетарного редуктора, становится ведущим элементом по отношению к этому водилу. При этом изменяется направление действия вращающего момента (момент, как известно, передается от ведущего звена к ведомому). Поэтому муфта 3 начинает скручиваться с резьбы 1 (из-за разных частот вращения водила и полого вала) и выходит из зацепления с зубьями водила редуктора 4. Стартер-генератор начинает работать в генераторном режиме.
Стартер-генератор типа СГ-10-1С, используемый на транспортере-тягаче МТ-Т, работает только в генераторном режиме и поэтому именуется генератором. Он представляет собой электрическую машину постоянного тока с шунтовым возбуждением и воздушным охлаждением. Номинальное напряжение генератора 28,5 В, а развиваемая мощность 10 кВт. Он приводится в действие также от гидромуфты цилиндрического редуктора и работает в паре с реле-регулятором напряжения Р-10ТМу, обеспечивающим напряжение бортовой сети тягача в диапазоне 26,5…28,5 В. Для управления реле-регулятором предусмотрена специальная электронная система.
Разновидностью применяемых в многоцелевых гусеничных машинах генераторов является генератор ЩСВ2-25/4000 (шасси ГМ-352). Он используется в качестве источника питания постоянным током с номинальным напряжением 28,5 и 57 В. Генератор состоит из двух одинаковых электрических машин, каждая из которых представляет собой индукторный генератор. Обе машины объединены в единую конструкцию, имеют ротор, статор и подшипниковые щиты. Пакеты каждого статора набраны из электротехнической стали и запрессованы в станину, имеющую вентиляционные каналы. В пазы пакетов уложены трехфазная силовая обмотка и такая же дополнительная обмотка. Между пакетами статора расположена обмотка возбуждения, выполненная в виде кольцевой катушки.
Ротор генератора ГИСВ2-25/4000, состоящий из двух пакетов листовой электротехнической стали, установлен в подшипниковых щитах с окнами для прохода воздуха. Генератор снабжен встроенным выпрямителем и работает с регулятором напряжения РН-24.
При вращении ротора генератора переменного тока в каждой фазе индуцируется переменное напряжение. После выпрямления кривые фазного напряжения принимают практически спрямленный вид, причем частота пульсаций выпрямленного напряжения в 6 раз больше частоты в фазных обмотках.
Свойство вентилей (диодов) пропускать ток только в одном направлении (от генератора к аккумуляторной батарее) не требует наличия РОТ. Кроме того, у генератора переменного тока при большой частоте вращения ротора не возникает опасности перегрузки, так как сила тока ограничена повышенным индуктивным сопротивлением фазных обмоток, т. е. подобный генератор не нуждается в ОТ. Все это упрощает конструкцию, уменьшает размеры, массу и стоимость реле-регулятора.
Современные высокопроизводительные стартер-генераторы могут экономить энергию в гибридных электромобилях , подавая электрическую энергию обратно в аккумулятор транспортного средства, когда транспортное средство затормаживается, и используя эту энергию позже для поддержки двигателя внутреннего сгорания, когда, например, требуется особенно большое количество энергии. при ускорении. Машины с электроприводом многих подключаемых гибридов также могут запускать двигатель внутреннего сгорания, но поскольку запуск для них является лишь второстепенной функцией, термин стартер-генератор не используется.
Поскольку стартер-генераторы постоянно подключены к двигателю внутреннего сгорания, отсутствует громкий шум, характерный для обычных стартеров, который возникает при включении шестерни стартера и при повороте шестерни в маховике двигателя внутреннего сгорания.
оглавление
Исторические стартер-генераторы
Стартер-генераторы постоянного тока Dynastart
Стартер-генераторы на базе двигателей постоянного тока серийно производились компанией Siba с 1935 года под торговой маркой Dynastart, а после 1959 года (после того, как Siba была поглощена Bosch) - компанией Bosch. В то время, генераторы стартеры были также известны как легкие закуски (от генератора и стартера). Машины Dynastart сидели прямо на коленчатом валу двигателей без каких-либо дополнительных передач. Машины Dynastart изначально были доступны у DKW, а позже, среди прочего, в BMW 700 , BMW 600 , BMW Isetta , Heinkel Cab , NSU Prinz , Goggomobil , Messerschmitt Kabinenroller , AWZ P 70 , Steyr-Puch 500 и 650, Steyr-Puch. Хафлингера и Vespa 50 Elestart с 1969 года . Двухтактные двигатели , которые
часто устанавливаются в небольших транспортных средствах, также могут работать задним ходом, если они запускаются в соответствующем направлении вращения. Путем простого изменения полярности стартер-генератора удалось сохранить передачу заднего хода на коробке передач.
Сегодня торговая марка DynaStart используется компанией ZF Friedrichshafen для современных генераторов стартера коленчатого вала, основанных на принципе синхронной машины с постоянными магнитами .
Современные стартер-генераторы
В современных гибридных электромобилях различают два типа стартер-генераторов: стартер-генераторы с ременным приводом и встроенные стартер-генераторы . Обычно это синхронные или асинхронные машины , работающие с трехфазным током и подключенные к бортовой сети постоянного тока и аккумулятору через преобразователь .
Стартер-генераторы с ременным приводом
Стартер-генераторы с ременным приводом или стартер-генераторы с ременным приводом ( RSG , стартер-генератор с ременным приводом ( BSG ) или интегрированный стартер-генератор с ременным приводом ( B-ISG )), как и обычный генератор переменного тока, связаны с двигателем внутреннего сгорания через ременную передачу. . Для этого требуются небольшие механические изменения в системе натяжения ременного привода, так как холостой и нагрузочная прядь во время работы чередуются. В качестве электрических машин могут использоваться синхронные машины с воздушным или водяным охлаждением , асинхронные машины или реактивные реактивные машины . Однако мощность, которая может передаваться ремнем с разумными затратами и механическими потерями, невелика, поэтому стартер-генераторы с ременным приводом можно использовать только для микро- и мягких гибридов.
Примерами автомобилей с ременным стартер-генератором в 12-вольтовой электрической системе являются автомобили группы PSA с двигателями e-HDi (например, Citroën C4 , Citroën C5 или Peugeot 308 с 2010 года ). Эти автомобили оснащены стартер-генераторами от французского поставщика Valeo с номинальной мощностью 2,2 кВт. Модели mhd Smart (серия 451) также имеют 12-вольтовый ременный стартер-генератор от Valeo.
Автомобили с ленточным стартером-генераторами с рабочим напряжением 48 В ( мягкий гибрид ) производятся серийно с 2016 года . Благодаря более высокому напряжению достигается электрическая мощность до 10 или 15 кВт. Такие системы в сочетании с небольшой литий-ионной батареей могут помочь снизить расход топлива за счет более длительных фаз остановки-старта, плавания по автобану и большей рекуперации на испытательном стенде на 13 процентов и в условиях городского движения более чем на 20 процентов.
поставщик | Макс. Мощность (электрическая, с рекуперацией) | Макс. Мощность (механическая, наддув) |
---|---|---|
Роберт Бош GMBH | 11,5 кВт | 9,7 кВт |
Continental AG | 16 кВт | 14 кВт |
Валео | 12 кВт | - |
Встроенные стартер-генераторы
В более мощных легкогибридных автомобилях используются встроенные стартер-генераторы ( ISG , также стартер-генератор коленчатого вала ( KSG ), англ. Crankshaft-Mounted Integrated Starter Generator ( C-ISG )). Они располагаются непосредственно на коленчатом валу между двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией. Таким образом, передаваемая мощность по существу ограничена только характеристиками стартер-генератора или преобразователя. Недостатком является то, что требуются значительные механические изменения существующих систем, а установка на коленчатый вал (коаксиальная) приводит к удлинению трансмиссии . Для сохранения общей длины ISG также может быть установлен параллельно в осевом направлении рядом с двигателем за счет ширины и интегрирован через ступень уменьшения. Из-за редукции электродвигатель может быть рассчитан на более высокую скорость и, следовательно, легче.
Если двигатель внутреннего сгорания отключается через дополнительную муфту, потерь из-за тормозящего момента двигателя не возникает. Таким образом, встроенный стартер-генератор может рекуперировать более высокую электрическую мощность, чем стартер-генератор с ременным приводом. Также возможно вождение на электричестве.
Преимущества стартер-генераторов
Стартер-генераторы, которые сегодня обычно строятся как синхронные машины с постоянными магнитами , намного эффективнее генераторов переменного тока и имеют высокую удельную мощность.
Процесс запуска
При запуске стартер-генераторы имеют много преимуществ перед обычными системами со стартерами. Обычный стартер после зацепления разгоняет коленчатый вал до определенной скорости (около 250 об / мин). Затем он впрыскивается впервые, и двигатель внутреннего сгорания самостоятельно разгоняется до скорости более 1000 об / мин. С одной стороны, этот процесс занимает относительно много времени и сопровождается множеством надоедливых вибраций и шумов. Стартер-генератор на 48 В благодаря более высокой выходной мощности и постоянному соединению с коленчатым валом может разгонять коленчатый вал непосредственно до 500 об / мин или 1000 об / мин (ISG), только после этого осуществляется впрыск топлива (высокоскоростной запуск). Таким образом, запуск стартер-генератора практически незаметен для водителя, что улучшает принятие систем старт-стоп .
Старт также занимает значительно меньше времени. В то время как обычному стартеру требуется около 0,8 с, стартер-генераторы на 48 В, подключенные в настоящее время, могут сделать это примерно за 0,5 с. Из-за процесса зацепления стартер может запускать двигатель только при остановленном коленчатом валу. Поэтому запуск двигателя во время движения является проблематичным и особенно медленным в ситуациях, когда вы меняете мнение . По этой причине старт / стоп активируется только на очень низких скоростях. Это отличается от стартер-генераторов, они постоянно подключены к коленчатому валу и, следовательно, также могут запускать двигатель, который набирает обороты. Поэтому серийные автомобили со стартер-генераторами активируют функцию старт / стоп на скорости 20 км / ч, что положительно сказывается на расходе топлива. Двигатель также можно выключить в определенных дорожных ситуациях, если это не требуется для движения ( плавание ).
Прочие преимущества
Помимо запуска двигателя стартер-генераторы также предлагают следующие возможности:
- Функция наддува ; улучшенный трогание с места и ускорение благодаря дополнительному крутящему моменту.
- Выздоровление ; По сравнению с обычными генераторами, повышенная рекуперация энергии и повышенная эффективность.
- Гашение вибрации в трансмиссии.
- Пуск / остановка ускорителя ; Двигатель внутреннего сгорания можно запустить при ускорении и выключить при снятии акселератора.
- Оптимизация точки нагрузки ; Двигатель внутреннего сгорания работает близко к точке наилучшего КПД, когда стартер-генератор вырабатывает энергию в качестве дополнительной нагрузки двигателя и подает ее в аккумуляторную батарею или принимает ее в качестве опоры двигателя.
- Оптимизация выхлопных газов ; холодной продувки доочистки выхлопных газов относительно холодными выхлопными газами холостого хода можно избежать, часто выключая двигатель внутреннего сгорания.
литература
Индивидуальные доказательства
-
Эта страница последний раз была отредактирована 13 августа 2021 в 05:41.
Тяговый генератор служит для преобразования механической энергии дизеля в электрическую и питания через выпрямитель тяговых электродвигателей тепловоза. Генератор допускает отбор мощности на собственные нужды тепловоза в случае отсутствия специального источника.
Наименование параметра | Номинальные данные | |
ГС 501АУ2 | ГС 501АТ2 | |
Мощность активная, кВт | ||
Напряжение линейное, В | 580/360 | 535/345 |
Действующее значение линейного тока, А | 2 х 1500 | 2 х 1100 |
2 х 2400 | 2 х 1700 | |
Максимальное значение действующего линейного тока в течение 2 мин., А | 2 х 3700 | 2 х 2700 |
Частота вращения, с -1 (об/мин) | 16,67 (1000) | |
Частота, Гц | ||
К.П.Д., % | 95,9 / 95,0 | 95,0 / 95,0 |
Выпрямленное значение напряжения, В | 750 / 475 | 700 / 425 |
I Выпрямленное значение тока, А | 3660 / 5900 | 2360 / 3900 |
Выпрямленное значение максимального тока в течение 2 мин., А | ||
Расход охлаждающего воздуха, м7сек. | 4,45 | 3,75 – 3,85 |
Величина статического давления (в контрольной точке), не более, Па |
Режимы работы генератора при испытании дизель-генератора:
Наименование параметра | Значение |
Мощность, кВт | |
Выпрямленный ток, А | 4050 - 5000 |
Выпрямленное напряжение, В | 605 - 750 |
Частота вращения, с -1 (об/мин) | 16,67 (1000) |
Неисправность | Вероятная причина | Способ устранения |
Снижение сопротивления изоляции обмоток | Попадание внутрь агрегата влаги, горюче-смазочных материалов, грязи. Перегрев агрегата из-за нарушения изоляции. | Очистка поверхностей обмоток от загрязнений и (или) сушка изоляции обмоток. Устранение причин перегрева |
Пробой на корпус изоляции обмоток | Эксплуатация при чрезмерном снижении сопротивления изоляции. | Устранение причин пробоя на корпус изоляции |
Разрушения корпусной изоляции от перегрева тягового или вспомогательного генераторов. Механическое повреждение корпусной изоляции. | Ремонт с частичной или полной заменой вышедших из строя обмоток. | |
Междувитковое замыкание в обмотках роторов | Механическое разрушение изоляции. Перегрев из-за нарушения вентиляции. | Устранение причин междувиткового замыкания. Ремонт с заменой полюса (полюсов) или ротора. |
Повышенный нагрев подшипников | Недостаток или избыток смазки в подшипниках. Затирание деталей подшипникового узла. Малый радиальный зазор в подшипнике. | Приведение количества смазки в соответствии с установленными нормами. Выяснение и устранение причин затирания. |
Разрушение деталей подшипника. Проворот внутреннего кольца. | Замена подшипника. | |
Повышенная вибрация | Некачественная центровка при сочлене-нии агрегата с дизелем, ослабление затяжки или обрыв болтовых креплений муфты | Проверка качества центровки и устранение обнаруженных отклонений |
Перегрев агрегата из-за нарушения вентиляции | Устранение причин перегрева | |
Распайка - обмотки статора в лобовой части - выводов обмотки | Нарушение системы вентиляции | Устранение причин нарушающих нормальное охлаждение агрегата. Перепайка поврежденных мест |
Длительные перегрузки агрегата. | Устранение неисправностей схемы и строгое соблюдение допустимых нагрузок. | |
Отгар выводов катушек или шин роторов | Ослабление контактных соединений, а также механическое нарушение контактного соединения | Замена полюса с катушкой, замена шины. |
Наименование контролируемого размера | Значение контролируемого размера | |||
чертежное | браковочное | |||
ТО-2 | ТР | СР | ||
Генератор в сборе | ||||
Радиальное биение контактных колец в собранном генераторе в горячем состоянии | не более 0,06 | не более 0,07 | не более 0,06 | |
Воздушный зазор между полюсами ротора и расточкой статора, измеренный со стороны привода щупом длиной 500 мм и шириной не более 8 мм под серединой полюса, мм | 6,2 – 7,4 | - | - | менее 6,2 более 7,4 |
Разность между минимальным и максимальным зазорами, указанными в предыдущем пункте на одном генераторе | не более 0,5 | - | - | не более 0,5 |
Зазор между щеткодержателем и рабочей поверхностью контактного кольца (под серединой щеткодержателя), мм | 2 +1 | менее 2 более 3 | ||
Зазор между боковыми сторонами щетки и стенками обоймы щеткодержателя: | ||||
- по тангенциальному размеру | 0,08 – 0,254 | менее 0,08 более 0,5 | ||
- по аксиальному размеру | 0,1 - 0,3 | менее 0,1 более 0,3 | ||
Радиальный размер щетки без резинового амортизатора | 57±8 | менее 17 | Установить комплект новых щеток | |
Нажатие пружин на щетки, Н (кгс) | 17,7±2,0 (1,8±0,2) | менее 15,6 (1,6) | ||
Контактная поверхность притирки щетки к контактному кольцу от площади ее сечения, процент | - | не менее 75 | ||
Местные сколы кромок у контактной поверхности щетки от площади ее сечения, процент | - | не более 10 | ||
Расстояние от торца наружной крышки подшипника до края канавки у основания свободной части вала (для генератора со свободным концом вала) или расстояние от торца наружной крышки подшипника до торца вала для генератора без свободного конца вала, мм | 4±2 | менее 2 более 4 | ||
Сопротивление изоляции обмоток, МОм: | ||||
- ротора в холодном состоянии | не менее 20 | менее 0,5 | ||
- ротора в горячем состоянии | не менее 2,5 | менее 0,5 | ||
- статора в холодном состоянии | не менее 20 | менее 1,0 | ||
- статора в горячем состоянии | не менее 2,5 | менее 1,0 | ||
Ротор | ||||
Диаметр контактных колец ротора, мм | | - | менее 384 | |
Радиальное биение рабочей поверхности контактных колец относительно оси вращении до сборки генератора, мм | не более 0,03 | - | не более 0,03 | |
Овальность и конусообразность шейки вала под посадку подшипника, мм | не более 0,013 | - | не более 0,013 | |
Радиальное биение свободного конца вала относительно оси вращения до сборки генератора, мм | не более 0,03 | - | не более 0,03 | |
Радиальное биение поверхности фланца вала относительно оси вращения: | ||||
- по диаметру 300 мм | не более 0,04 | - | не более 0,04 | |
- по диаметру 165 мм | не более 0,04 | - | не более 0,04 | |
Торцевое биение фланца вала на диаметре 420 мм относительно оси вращения ротора: | ||||
- со стороны дизеля | не более 0,04 | - | не более 0,04 | |
- со стороны генератора | не более 0,2 | - | не более 0,2 | |
Площадь прилегания калибра при проверке по краске свободного конца вала, процент | не менее 75 | - | не менее 75 | |
Подшипниковый щит и подшипник | ||||
Диаметр отверстия подшипникового щита под посадку ступицы, мм | 470 +0,06 | 470 +0,06 | ||
Диаметр поверхности ступицы под посадку в подшипниковый щит, мм | | - | | |
Овальность и конусообразность отверстия (гнезда) ступицы под посадку подшипника, мм | не более 0,025 | - | не более 0,025 | |
Натяг внутреннего кольца подшипника при посадке на вал, мм | 0,027–0,052 | - | 0,027–0,052 |
Стартер-генератор 5ПСГМ
Стартер-генератор типа 5ПСГМ - представляет собой четырёх полюсную электрическую машину постоянного тока, используемую в качестве электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения с питанием от аккумуляторной батареи при пуске дизеля и в качестве вспомогательного генератора с независимым возбуждением при работе дизеля.
Стартерный режим I (перерыв между первой и второй трёхкратной попытками пуска - 5 мин, между второй и третьей - 10 мин).
Наименование | Значения |
Режим трогания | Режим прокрутки |
Момент, Нм, не менее | |
Ток, А, не более.. | |
Частота вращения, об/мин | |
Потребляемая мощность, кВ, не более |
Стартерный режим II (перерыв между первой и второй трёхкратной попытками пуска - 10 мин, между второй и третьей - 15 мин).
Наименование | Значения |
Режим трогания | Режим прокрутки |
Момент, Нм, не менее | |
Ток, А, не более.. | |
Частота вращения, об/мин | |
Потребляемая мощность, кВ, не более |
Генераторный режим I (S6 по ГОСТ 183-74 - перемежающийся, т. е. чередование номинальной нагрузки с холостым ходом).
Большинство водителей очень быстро переходят от желания просто ездить к желанию проводить самостоятельно некоторые ремонтные работы своего авто. Для того чтобы совершенствовать свой автомобиль нужно знать принцип его работы и внутренне устройство. А приступить к изучению лучше с самого начала, то есть со стартера автомобиля – то, без чего движение ТС изначально невозможно.
Стартер, его назначение
Стартер – это устройство относительно маленьких размеров, которое, в силу своей конструкции, преобразовывает электрический поток энергии в механический. Из самого названия следует, что служит деталь для запуска двигателя.
Визуально, стартер – это небольшой мотор постоянного тока, который имеет механический привод. Он запускает первичное движение коленвала с частотой, необходимой для запуска ДВС и является обязательно составляющей электрического оборудования транспортного средства.
Если разбирать структуру стартера более детально, то можно понять, что он выглядит как четырехполюсный двигатель. Питает такой мотор аккумулятор автомобиля – сразу после поворота ключа зажигания, на клемму реле поступает ток. Мощность у элемента бывает разная, но производители предусматривают для большинства бензиновых ДВС стартеры на 3кВт. Напряжение от АКБ автомобиля значительно усиливает работу электромотора.
Поскольку, в идеале, стартер – единственный способ завести двигатель, автомобильные производители изобретают массу дополнительных функций и блокирующие механизмы для повышения безопасности при запуске двигателя и снижения риска угона.
Виды стартеров
Среди всего спектра автомобильных деталей выделяют только два типа стартеров двигателя:
Внутреннее устройство
ДВС генерирует энергию для работы при помощи оборотов коленвала. Другие электрические системы транспортного средства работают от этой же энергии. Чтобы запустить ТС с неподвижной точки необходимо правильное взаимодействие электродвигателя и внешнего источника – аккумулятора.
Общий тандем обеспечивается благодаря некоторым составляющим:
- Якорь. Имеет запрессованный сердечник и несколько коллекторных пластин. Основа изготовляется из легированной стали.
- Щетки и держатели. По ходу главного цикла, щетки способствую повышению мощности. В первую очередь, служат для подачи рабочего напряжения на набор пластин якоря.
- Реле. Главное назначение втягивающего реле – подача питания от зажигания и выталкивание обгонной муфты. Производители предусмотрели в структуре несколько силовых контактов и специфичную перемычку.
- Электромотор. Включает несколько сердечников и обмотки возбуждения; имеет форму цилиндра.
- Бендикс и шестерня. Главный рабочий механизм стартера, который перенаправляет момент вращения на венец маховика ДВС через шестерню при помощи роликового механизма. После запуска система разрывает связь венца маховика и приводной шестерни, сохраняя работоспособность всего устройства.
Подобным образом устроено большинство автомобильных стартеров, хотя могут быть некоторые отличия. В целом, если разобрать элемент, можно насчитать порядка 50 различных составляющих компонентов.
Чаще всего отличия между разными устройствами заключаются в механизме рассоединения шестерен.
В автомобилях с АКПП стартер может иметь несколько дополнительных обмоток, чтобы предотвратить запуск мотора при ходовой позиции селектора.
Принцип работы
Автомобильный стартер относится к ряду электромеханических приспособлений ТС. В основе лежит преобразование природы одной энергии в другую, и чтобы в итоге завести двигатель, происходят следующие процессы:
Читайте также: