Объяснить по схеме взаимодействие стартера тягового и вспомогательного реле

Обновлено: 06.07.2024

При рассмотрении системы управления электростартерным пуском видно, что основным элементом системы является тяговое реле стартера, выполненное на базе электромагнита постоянного тока.

Реальным путем повышения надежности работы системы управления электростартерным пуском является применение схемы форсировки пускового тока тягового реле. Для повышения тягового усилия электромагнита реле целесообразно кратковременно повысить намагничивающую силу катушки в момент включения и уменьшить намагничивающую силу после втягивания якоря. В современных конструкциях стартеров наибольшее применение нашли двухобмоточные электромагниты с форсировкой и параллельным включением обмоток. Преимущественное распространение двухобмоточных электромагнитов в тяговых реле стартеров обусловлено теми выгодами, которые дает повышение плотности тока во втягивающей обмотке в части увеличения эксплуатационной надежности системы управления и снижения расхода материалов при производстве реле. В двухобмоточном электромагните, благодаря наличию низкоомной втягивающей обмотки, по которой в момент включения протекает большой пусковой ток, суммарная величина намагничивающей силы удерживающей и втягивающей обмоток, включенных согласно, резко возрастает. После замыкания контактов, втягивающая обмотка отключается (закорачивается) и удержание якоря во включенном положении осуществляется намагничивающей силой одной, сравнительно высокоомной, удерживающей обмотки. В момент включения к катушке электромагнита подводится мощность в несколько раз больше той, которая потребляется в режиме удержания во включенном положении. Однако кратковременное повышение мощности возможно, поскольку значение плотности тока втягивающей обмотки, работающей только в момент включения, может превышать допустимое для удерживающей обмотки, ток в которой протекает в течение всего периода пуска ДВС. Возможность повысить плотность тока позволяет снизить расход медного провода при изготовлении реле, уменьшить его габариты. Работа контактов замка зажигания существенно облегчается, т.к. выключение цепи, происходит при величине тока, определяемой только током удерживающей обмотки. Облегчается и тепловой режим катушки реле, т.к. потребляемый удерживающей обмоткой ток во включенном положении значительно меньше суммарного тока двух обмоток, необходимый для срабатывания реле.

Вопрос
16. / 30
1.Какую плотность электролита вы бы выбрали для аккумулятора, работающего в северныхрайонах?
a)
1,2;
b)
1,24;
c)
1,29;
d)
1,4;
Вопрос
17. / 30
2.Обмотка возбуждения генератора переменного тока служит для:
a)
нагрева генератора;
b)
вращения якоря;
c)
создания магнитного потока
d)
вращения ротора;
Вопрос
18. / 30
3. Щетки генератора переменного тока изготавливают из:
a)
свинца;
b)
графита с добавлением меди;
c)
меди;
d)
графита;
Вопрос
19. / 30
4. Генератор в схемах электрооборудования автомобилей является:
a)
источником для питания только системы зажигания;
b)
устройством для пуска двигателя;
c)
основным источником постоянного тока;
d)
устройством только для зарядки батарей;
Вопрос
20. / 30
5. Что обозначает слово “стабилитрон”?
a)
выпрямитель;
b)
сопротивление.
c)
напряжение
d)
полупроводниковым прибор для стабилизации напряжения;
Вопрос
21. / 30
6. Каким способом осуществляется зарядка аккумуляторной батареи на автомобиле?
a)
при смешанном способе;
b)
при переменном напряжении;
c)
при постоянной силе тока
d)
при постоянном напряжении (14,5 В);
Вопрос
22. / 30
7. Как включают обмотку возбуждения в стартерных электродвигателях с целью получения наибольшего крутящего момента на валу якоря при пуске двигателя?
a)
последовательно;
b)
смешанно;
c)
не имеет значения.
d)
параллельно
Вопрос
23. / 30
8. С какой целью в приводе стартера устанавливают муфту свободного хода?
a)
для увеличения частоты вращения якоря;
b)
для упрощения конструкции стартера.
c)
чтобы устранить вращение якоря стартера от маховика после пуска двигателя;
d)
для движения шестерни стартера к маховику;
Вопрос
24. / 30
9. С какой целью в электрических схемах пуска двигателя применяют реле включения, которое подключает питание на обмотки тягового реле стартера?
a)
создать схему с дистанционным управлением стартера
b)
уменьшить искрение в контактах замка зажигания и увеличить его срок службы;
c)
упростить электрическую схему;
d)
заменить функции электромагнитного тягового реле механизма привода.
Вопрос
25. / 30
10. Главное назначение муфты свободного хода (обгонной муфты) стартера:
a)
выполнять функцию подшипника между валом якоря и корпусом шестерни;
b)
передавать вращение от венца маховика валу стартера;
c)
не препятствовать вращению вала двигателя от рукоятки.
d)
передавать крутящий момент от стартера к двигателю при пуске и устранять вращение якоря стартера после пуска двигателя;
Вопрос
26. / 30
11. Укажите главную причину уменьшения скорости вращения стартера при пуске двигателя:
a)
осыпание активной массы на пластинах аккумуляторной батареи.
b)
уменьшение натяжения пружины щеткодержателей;
c)
понижение напряжения на аккумуляторной батареи;
Вопрос
27. / 30
12. В тяговом реле стартера кроме втягивающей обмотки имеется:
a)
последовательная обмотка.
b)
возбуждающая обмотка;
c)
ускоряющая обмотка
d)
удерживающая обмотка;
Вопрос
28. / 30
13. При установке зажигания поршень первого цилиндра устанавливают по метке около ВМТ на такте:
a)
выпуска
b)
на любом
c)
впуска;
d)
сжатия;
Вопрос
29. / 30
14. В современных системах зажигания при использовании датчика Холла, что является подвижной частью ?
a)
катушка возбуждения;
b)
магнит;
c)
элемент Холла;
d)
экран;
Вопрос
30. / 30
15. Определение степени разреженности аккумулятора возможно по:
a)
цвету электролита;
b)
плотности электролита
c)
температуре электролита;
d)
сроку службы
Законченный Закрыть

Стартер включается с помощью вспомогатель­ного реле типа 113.3747-10, установленного в мо­торном отсеке. В начале выпуска автомобилей ВАЗ-2108 (в 1985 г.) это реле не применялось и напряжение на обмотки тягового реле подава­лось непосредственно от выключателя зажигания.

Под действием протекающего по обмоткам реле тока этого тока возникает магнитное усилие (около 10 — 12 кгс), втягивающее якорь 9 (см. рис. 1) до соприкоснове­ния с сердечником 14. Якорь втягивается и толкает шток 13с контактной пластиной 15, которая замыкает контакт­ные болты 17. Размеры штока подобраны так, что замы­кание контактных болтов происходит еще до соприкос­новения якоря с сердечником и при дальнейшем ходе якоря сжимается пружина контактной пластины, сильнее прижимая ее к контактным болтам.

Одновременно якорь реле рычагом 8 передвигает впе­ред муфту свободного хода с шестерней 2. Передвига­ясь, ступица муфты поворачивается на винтовых шлицах вала якоря и поворачивает шестерню 2. Благодаря повороту шестерни и фаскам на ее зубьях, а также передаче усилия через буферную пружину 33 смягчается удар ше­стерни в венец маховика и облегчается ввод ее в зацеп­ление. Размеры деталей реле и привода рассчитаны так, что замыкание контактов реле происходит когда шестер­ня 2 еще только частично вошла в зацепление с венцом маховика.

Через замкнутые контакты тягового реле идет ток, пи­тающий обмотки статора и якоря. Якорь стартера начи­нает вращаться и его вращение через винтовые шлицы передается ступице муфты и связанному с ней наруж­ному кольцу Поскольку ролики смещены пружинами в узкую часть паза наружного кольца, то они заклиниваются между наружным и внутренним кольца­ми муфты. Поэтому крутящий момент от вала якоря пе­редается через муфту и шестерню к венцу маховика. В результате торможения шестерни маховиком, ступи­ца муфты перемещается по винтовым шлицам якоря и шестерня подается вперед до упора в ограничительное кольцо 36 (см. рис. 1), полностью входя в зацепление с венцом маховика.

После пуска двигателя маховик начинает вращать шес­терню стартера, и частота вращения шестерни начинает превышать частоту вращения якоря стартера. Внутрен­нее кольцо муфты (объединенное с шестерней) увлекает ролики в

широкую часть паза наружного кольца сжимая пружины плунжеров. В этой части паза ро­лики свободно вращаются не заклиниваясь и крутящий момент от маховика двигателя не передается на вал яко­ря стартера.

Одновременно якорь тягового реле рычагом 8 (см. рис. 1) передвигает муфту свободного хода назад и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. Якорь стартера тормозится силами трения щеток о коллектор и он быстро останавливается.

Рис. 2. Схема соединений стартера. 1 — аккумуляторная батарея; 2 — стартер; 3— шунтовая катушка обмотки статора; 4— сериесная катушка обмотки статора; 5— втягивающая обмотка; 6 — удерживающая обмотка; 7 —вспомогательное реле включе­ния стартера; 8 — монтажный блок; 9 — вы­ключатель зажигания; 10 — генератор.

Порядок выполнения работы

1 Установить стартер на стенд и выполнить подсоединение (рис.3).

Присоединительные провода к источнику тока, амперметру и контактному болту тягового реле стартера должны иметь сечение не менее 16 мм 2 .

Температура стартера при проверках должна быть (25±5)°С, а щетки — хорошо притерты к коллектору.

Рис. 3. Схема соединений для проверки стартера на стенде.1 — акку­муляторная батарея; 2 — амперметр с шунтом на 1000 А; 3 — выключатель; 4 — реостат; 5 — вольтметр с пределом шкалы не менее 15; 6 — стартер.

2 Замкните выключатель, при напряжении источника тока 12В 3 раза включите стартер с разными условиями торможения (длительность каждого включения должны быть не более 5 с, а промежутки между включениями не менее 5 с.) Если стартер не вращает зубчатый венец стенда или его работа сопровождается ненормальным шумом, то разберите стартер и проверьте его детали.

3 Проверьте тормозной момент стартера (если он окажется ниже, а сила тока выше необходимой величины, то причины этого межвитковое замыкание в обмотке статора и якоря или замыкания обмоток на массу.)

4 Проверить торможение якоря стартера (если якорь проворачивается, то не исправна муфта свободного хода).

5 Проверьте тяговое реле, для этого установите между ограничительным кольцом и шестерней прокладку толщиной 12,8 мм и включите реле (напряжение включения реле при упоре шестерни в прокладку должно быть не более 9 В, если оно больше то это указывает на не исправность реле или привода).

6 Проверьте реле включения стартера. Напряжение включения должно быть не более 8 В. Сопротивление обмотки должно составлять 85±8,5 Ом.

7 Сделайте выводы на основании полученных результатов и дайте ответы на вопросы.

Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников

образовательная: Изучить назначение, принцип работы и общее устройство электростартера;

воспитательная: Воспитывать познавательный интерес, объективность в самооценке, стремление к самоутверждению личности.

ТИП УРОКА: комбинированный

МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: объяснительно-иллюстративный

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: Якорь, статор, сердечник тягового реле, втягивающая и удерживающая обмотка, контактная пластина, коллектор, щетки, узел щеточный .

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ УРОКА: Мультимедийное оборудование, презентация, видеоматериал, стартер в разрезе и разобранном виде.

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ: физика, устройство автомобиля, техническое обслуживание и ремонт автомобилей.

I . ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

II . ПОВТОРЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО МАТЕРИАЛА

На раннем этапе двигатели автомобиля запускались вручную. Для этого использовалась особая заводная рукоятка, которая вставлялась в специальное отверстие, после чего водитель самостоятельно проворачивал коленчатый вал.

В дальнейшем появилась система электрического пуска, которая в самом начале была не совсем надежной. По этой причине на многих моделях электрический пуск комбинировали с возможностью ручного запуска, что давало возможность запустить двигатель в случае возникновения проблем с электрозапуском. Затем от такой схемы полностью отказались, так как общая надежность электрических систем значительно возросла.

Система запуска часто называется стартерная система пуска двигателя состоит из механических и электрических узлов и агрегатов.

Основными элементами в схеме электрического пуска двигателя выступают:

Стартер представляет собой электромотор. На валу стартера установлена шестерня, которая после подачи напряжения на стартер входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя. Так реализована передача крутящего момента от стартера на коленвал двигателя.

Что касается аккумулятора, основной задачей является обеспечение необходимого напряжения для работы стартера. Важно, чтобы АКБ имела нужную емкость и уровень заряда не ниже 70%, что позволяет стартеру прокручивать коленвал ДВС с необходимой для запуска частотой.

Стартер потребляет большой пусковой ток. При этом для включения и выключения стартера используется слаботочный переключатель, более известный как замок зажигания. Данный элемент осуществляет управление специальным реле, а также блокировочными выключателями стартера (при наличии).

Стартер с тяговым реле представляет собой электродвигатель постоянного тока. Стартер состоит из статора, который является корпусом, ротора (якорь), а также щеток со щеткодержателем, тягового реле и механизма привода.

Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера, а также позволяет работать механизму привода. Указанное тяговое реле включает в себя обмотку, якорь, контактную пластину. Электрический ток подается на тяговое реле через специальные контактные болты.

Принцип работы системы электрического запуска ДВС

Система электрического запуска стоит на различных типах двигателей (двухтактные и четырехтактные, бензиновые, дизельные, роторно-поршневые, газовые и т.д.)

После того, как водитель поворачивает ключ в замке зажигания, электрический ток от АКБ подается на контакты тягового реле (на втягивающее стартера). В то время, когда ток начинает проходить по обмоткам тягового реле, осуществляется втягивание якоря. Указанный якорь перемещает рычаг механизма привода, в результате осуществляется зацепление ведущей шестерни и зубчатого венца маховика.

Параллельно якорь замыкает контакты реле, благодаря чему реализуется питание электрическим током обмоток статора и якоря. Это позволяет стартеру вращаться, передавая крутящий момент на коленчатый вал.

После запуска двигателя обороты коленвала увеличиваются. В этот момент срабатывает обгонная муфта, отсоединяющая стартер от двигателя, при этом стартер еще продолжает свое вращение.

Передаточное число от вала стартера к валу основного двигателя (отношение числа зубьев венца маховика к числу зубьев зубчатого колеса стартера) составляет 10—15. Это обеспечивает необходимую пусковую частоту вращения коленчатого вала. Но после пуска двигателя частота вращения коленчатого вала составляет 800— 1200 мин-1, и в этом случае уже двигатель вращает стартер. Частота вращения вала стартера пст = (800—1200) • 15 = 12000—18000 мин-1. На такую частоту вращения стартер не рассчитан — он выйдет из строя.

После пуска водитель, поворачивая ключ зажигания, разрывает контакты, реле обесточивается, пружина отодвигает сердечник вправо, зубчатое колесо выводится из зацепления с венцом маховика.

Различные штатные блокировки стартера при запуске двигателя, такие решения встречаются, однако не на всех моделях авто. Основной задачей является повышение комфорта эксплуатации и безопасности. Стартер не будет работать, пока водитель не выжмет сцепление или не включит нейтральную передачу перед запуском двигателя.

Наличие такой блокировки позволяет избежать рывков и случайного перемещения ТС, что часто случается, когда водитель начинает заводить двигатель от стартера с включенной передачей.

В начальный момент трогания двигателя для создания высокого момента стартер потребляет ток 100-500 А. Обеспечить такой режим может стартерная аккумуляторная батарея. При работе системы электроснабжения (во время движения автомобиля) батарея работает циклически: то заряжается, то разряжается. Токи зарядки обычно не превышают (0,5—0,7)С20. При пуске двигателя батарея разряжается с силой тока (2—5)С20. Развиваемая батареей мощность должна быть соизмерима с мощностью стартера. В условиях эксплуатации система пуска работает с большой нагрузкой. Так, например, средняя частота

Схема стартера (а) и его характеристики (б)

Рис. 1. Схема стартера (а) и его характеристики (б):

7 — аккумуляторная батарея; 2 — контакты включателя; 3 — обмотка электромагнита и тягового реле; 4 — сердечник реле; 5 — пружина; 6 — рычаг; 7 — зубчатое ведущее колесо; 8 — вал; 9 — венец маховика; 10 — электродвигатель; 11 — контакты; 12 — контактный диск; М, N, п — соответственно момент, мощность и частота вращения вала стартера

Нужно иметь в виду, что характеристики стартеров во многом зависят от характеристик аккумуляторов. С изменением их параметров меняются параметры стартера, что показано на совместной характеристике стартера и аккумуляторной батареи. При температуре -25 °С характеристика стартера (кривые II) более пологая по сравнению с характеристикой при 25 °С (кривая Г), а мощность, которую он может развивать, почти в 1,5 раза ниже.

Для разъединения стартера и основного двигателя устанавливают муфты свободного хода (МСХ) и выполняют левую ходовую винтовую нарезку на валу.

Устройство роликовой МСХ. В ведущей муфте 4 и ведомой шестерне 7 (рис. 28.2, а) выполнены пазы специального профиля — с небольшим конусом. В этих пазах установлены ролики 3, поджатые пружинами 10. Когда внешняя обойма (стартер) является ведущей (до начала работы двигателя), ролики затягиваются в пазы — МСХ заклинивает ведомую обойму (шестерню 7) на валу стартера и все это вращается как единое целое. Когда двигатель заработает, он становится ведущим, муфта 4 вращается быстрее внешней, ролики выкатываются из пазов. В этом случае МСХ разблокирует соединение шестерня — вал стартера и последний вращается отдельно от маховика.

Муфты свободного хода

Рис. 2. Муфты свободного хода:

о — роликовая: 7 — втулка; 2 — кожух; 3 — ролик; 4 — ведущая муфта; 5,6 — ограничительные шайбы; 7— ведомая шестерня; 8 — втулки; 9— направляющий плунжер; 10 — пружина; 7 7 — упор; б — храповая: 7 — втулка; 2 — стопорное кольцо; 3 — шлицы; 4 — резиновый демпфер; 5 — корпус; 6 — опорная шайба; 7 — пружина; 8 — ходовая резьба; 9 — ведущая полумуфта; 10 — коническая втулка; 7 7 — замковое кольцо; 72—направляющий штифт; 13 — сухарь; 14, 16 — подшипники; 75— ведомая полумуфта

При передаче больших крутящих моментов (в автомобилях КамАЗ) роликовые МСХ работают ненадежно, поэтому в них применена храповая МСХ. На направляющей втулке / (рис. 28.2, б), соединенной шлицами с валом стартера, установлена на винтовой нарезке ведущая полумуфта 9. Ведомая полумуфта выполнена заодно с шестерней привода стартера. Зубцы храповой муфты позволяют осуществить вращение в одну сторону. Обе части поджаты пружиной 7.

При прокручивании двигателя обе части прижаты и передают вращение на маховик и коленчатый вал. После начала работы основного двигателя ведомая часть, вращаясь быстрее вместе с шестерней, отжимает благодаря скосу зубьев ведущую часть (по рисунку влево) и разъединяет стартер и двигатель. Чтобы предотвратить прощелки- вание зубьев храповика, имеется блокировочное устройство, которое удерживает обе части в рассоединенном состоянии. Внутри ведомой части на штифтах 12 установлены три сухаря 13, своей конической поверхностью упирающиеся в коническую поверхность втулки 10, установленной внутри ведущей части. При разжатии ведущей и ведомой частей сухари под действием центробежной силы отбрасываются от центра, скользя по штифтам 12. Упираясь в торец конусной втулки, они удерживают зубья в рассоединенном состоянии. После выключения стартера и вывода шестерни из зацепления центробежные силы исчезают и пружина возвращает втулку и сухари в первоначальное положение.

V . Закрепление НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Каково назначение тягового реле?

а) перемещение шестерни с муфтой свободного хода

б) смыкание контактов контактным диском

в) оба названных действия

г) перемещение якоря тягового реле

2. Для чего служит муфта свободного хода?

а) для передачи крутящего момента при пуске двигателя

б) для передачи крутящего момента после пуска двигателя

в) для предохранения стартера от перегрузки после пуска двигателя

3. На какое время следует включать стартер?

а) 5 сек. б) 10 сек. в) 15 сек. г) 20 сек.

4. Если после первой попытки пуска стартером запустить двигатель не удалось, повторную попытку желательно предпринять не ранее чем через.

а) 5 сек. б) 10 сек. в) 15 сек. г) 20 сек.

а) подача напряжения на стартер нажатием кнопки на приборной панели

б) подача напряжения на стартер поворотом ключа в замке зажигания

в) включение предпускового подогревателя

6. Каково назначение щёточного узла?

а) снимать напряжение с основного электродвигателя

б) подавать напряжение на основной электродвигатель

в) подавать напряжение на тяговое реле

7. Какие устройства применяются в системах пуска Start-Stop?

б) усиленный стартер

в) система впрыска и воспламенения топлива в цилиндрег) все перечисленные устройства

8. С чем при пуске двигателя соединяется шестерня стартера?

б) с распредваломв) с коленваломг) с дополнительным приводным валом

9. С помощью чего втягивается сердечник тягового реле?

а) с помощью пружины

б) с помощью рычагов

в) магнитным полем обмотки тягового реле

10. В какой момент происходит вывод шестерни стартера из зацепления с маховиком?

а) в момент выхода двигателя на устойчивые холостые обороты

в) в момент первого надавливания на педаль газа

Ответы на тестовые задания

1. Муфта свободного хода стартера обеспечивает передачу крутящего момента…

а) от вала якоря к шестерне стартера,

б) от шестерни стартера к валу коря,

в) в обоих направлениях?

2.Передача крутящего момента через муфту свободного хода осуществляется…

а) при пуске двигателя,

б) после запуска двигателя,

в) в обоих указанных случаях?

Когда вал якоря и шестерня стартера имеют различную частоту вращения без учета поворота шестерни при движении по винтовым шлицам?

а) в период времени, при котором происходит запуск двигателя.

б) после запуска двигателя, когда шестерня стартера зацеплена с

зубчатым венцом маховика.

в) в момент перемещения шестерни вдоль вала якоря перед запуском двигателя?

Отключение шестерни от вала якоря происходит …

а) в момент увеличения частоты вращения коленчатого вала при

переходе с режима пуска на режим холостого хода,

б) в момент выключения зажигания и остановки двигателя,

в) при переходе двигателя с режима холостого хода на режим средних

5. Если на всех режимах работы стартера и двигателя обоймы муфты свободного хода жестко связаны друг с другом, может произойти недопустимое…

а) увеличение частоты вращения якоря после пуска двигателя, б) снижение частоты движения якоря после пуска двигателя,

в) увеличение частоты вращения якоря перед пуском двигателя.

6. Во избежание глубокого разряда аккумуляторной батареи продолжительность непрерывной работы стартера не должна превышать

г) времени, необходимого для пуска двигателя.

7. После запуска двигателя ключ выключателя зажигания и стартера.

а) должен быть немедленно отпущен,

б) может удерживаться в крайнем положении до 5 с ,

в) может удерживаться в крайнем положении до 15 с ,

г) должен быть отпущен и снова повернут в крайнее положение?

8. Если после первой попытки пуска двигателя стартером запустить двигатель не удалось, повторную попытку можно предпринять не ранее чем через…

9.Что следует сделать, если после трехкратной попытки запустить двигатель не удалось?

а) продолжить попытки , увеличивая продолжительность включения стартера при каждом последующем включении.

б) попытаться завести двигатель с помощью пусковой рукоятки.

в) попытаться завести двигатель путем буксировки другим автомобилем.

г) обнаружить и устранить неисправности, препятствующие пуску

10.Наиболее вероятным последствием продолжительной непрерывной работы стартера является…

а) перегрев и выход из строя обмоток тягового реле;

б) перегрев обмоток якоря и обмоток возбуждения;

в) разряд и выход из строя аккумуляторной батареи;

г) износ и поломка зубьев шестерни стартера.

Ответы на тестовые задания

VI . ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ – 1 мин.

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?

Читайте также:

  
• 2310 ошибка на приоре
  
• Электрическая схема рено эспейс 4
  
• Схема предохранителей паджеро 4
  
• Схема пульта автомобильной сигнализации
  
• Как проверить подшипник ступицы переднего колеса ниссан кашкай