Заняття 16 Конструкція система пуску

1. Призначення, характеристика, загальна будова систем пуску.

2. Будова та робота складових елементів систем пуску двигуна.

1.

Система запуску двигуна, як випливає з назви, призначена для запуску двигуна автомобіля. Система забезпечує обертання двигуна зі швидкістю, при якій відбувається його запуск. Система пуску являє собою комплекс пристроїв, що забезпечують примусове обертання вала двигуна внутрішнього згоряння.

На сучасних автомобілях найбільшого поширення набула стартерная система запуску. Система запуску двигуна входить до складу електрообладнання автомобіля. Харчування системи здійснюється постійним струмом від акумуляторної батареї.

Система пуску двигуна складається із

- стартерної акумуляторної батареї,

- стартера,

- комутаційної апаратури,

2.

Система пуску двигуна складається із стартерної акумуляторної батареї, стартера, комутаційної апаратури і засобів полегшення пуску.

Стартер призначений для обертання колінчастого вала з певною (пусковою) частотою, за якої забезпечуються умови для запалювання й згоряння пального в циліндрах. У бензинових двигунах ця частота становить 40...50 об/хв, а в дизельних — 100...250 об/хв бо під час повільного обертання стискуване повітря не нагрівається до необхідної температури і пальне, вприснуте в камеру згоряння, не запалюється. Коли вал двигуна прокручується, стартер долає момент опору, що його створюють сили тертя та компресія, а також момент інерції обертових частин двигуна.

Момент опору залежить від навколишньої температури. Зміна температури впливає на фізико-хімічні властивості матеріалів (пального, масла, охолодної рідини). Найбільші труднощі має запуск двигуна при низьких температурах внаслідок підвищення в'язкості масла та пального, зниження його випаровування. Погіршення умов для запалювання та горіння паливно-повітряної суміші, а також характеристик системи запалювання зумовлено спадом напруги акумуляторної батареї під час її роботи в стартерному режимі. Потужність двигуна стартера визначається необхідним крутним моментом і мінімальною частотою обертання.

Складові, які визначають крутний момент залежать від літражу й конструкції двигуна, кількості циліндрів, ступеня стискання, в'язкості масла та частоти обертання.

Від стартера до колінчастого вала крутний момент передає шестерня, перебуваючи в зачепленні із зубчастим вінцем маховика. Щоб збільшити крутний момент на колінчастому валу, слід застосовувати знижувальну передачу.

Стартер складається з електродвигуна постійного струму, механізмів приводу та керування. Конструкція електродвигунів майже однакова в усіх стартерах. Вона аналогічна конструкції автомобільного генератора, що наведений на рисунку 3 і складається з нерухомого статора (індуктора) з полюсами і ротора (якоря), що обертається в иідчипниках. На кінці якоря закріплений колектор — характерна деталь двигунів постійного струму, який відрізняється від генераторів змінного струму. До мідних пластин колектора притискуються вугільно-графітні щітки, які підводять струм від акумуляторної батареї до обмоток якоря.

Принцип дії електродвигуна постійного струму грунтується на законах електромагнітної індукції й Ампера.

Магнітне поле електродвигуна створюється постійним струмом (струмом збудження) в обмотках полюсів або постійними магнітами в електродвигунах малої потужності. Його силові лінії замикаються через сталевий статор, осердя полюсів і осердя якоря, два рази перетинаючи на своєму шляху повітряний зазор між ними. Коли одночасно до обмотки збудження, що міститься в статорі, і до обмотки якоря підводиться постійний струм, відбувається взаємодія магнітного поля полюсів статора зі струмом обмотки якоря. Виникає крутний електромагнітний момент, який і надає руху якорю електродвигуна.

Найчастіше застосовують електродвигуни послідовного та мішаного збудження. Вада цих двигунів — значна частота обертання якоря в режимі холостого ходу, під час якого зростають відцентрові сили, що діють на якір, і він може зруйнуватися (рознестись). Щоб зменшити цю частоту, застосовують електродвигуни змішаного збудження, в яких одну обмотку збудження ввімкнено послідовно, а другу — паралельно.

Стартер (рис.3) складається з електродвигуна, механізму включення і тягового реле. Механізм включення служить для з'єднання валу якоря стартера з маховиком двигуна.

При включенні стартера поворотом ключа в замку запалення 5 струм через реле 4 подається від акумуляторної батареї на обмотку тягового реле 3. При цьому його сердечник переміщується магнітним полем, що утворилося, управо, замикаючи контакти 6 на обмотці 8 електродвигуна. Вал електродвигуна починає обертатися, одночасно сердечник тягового реле переміщає важіль 2 муфти, і її приводна шестерня 1 входить в зачеплення із зубчатим вінцем маховика 11. При цьому починають обертатися маховик і колінчастий вал двигуна.

Запуск справного двигуна відбувається протягом 2...5 із з моменту роботи стартера. Якщо двигун не запустився, повторно включати стартер можна лише через 30...40 с. Після чотирьох - п'яти невдалих спроб пуску слід припинити включення стартера і з'ясувати причину несправності двигуна. Включати стартер більш ніж на 10... 15 с не слід: несправний двигун запустити все одно не вдасться, а акумуляторна батарея під дією великих навантажень швидко розрядиться і прийде в непридатність.

Після запуску двигуна відпускають ключ в замку запалення, і він повертається в початкове положення. Електричний ланцюг стартера знеструмлюється і рухомий сердечник 7 разом з важелем 2 і шестернею 1 займають теж початкове положення.

Для пуску двигунів автомобілів ВАЗ застосовується стартер СТ-221 потужністю 1,3 кВт, з електромагнітним включенням шестірні приводу, з роликової обгінною муфтою і дистанційним керуванням. З 1986 р. на автомобілях установлюється взаємозамінний стартер 35.3708 із двох обмотковим тяговим реле і торцевим колектором.

Робота стартера. При повороті ключа в положення ІІ ("Стартер") замикаються контакти "30" і "50" вимикача запалювання, і через обмотки тягового реле починає протікати струм. Під дією цього струму виникає магнітне зусилля близько 10-12 кгс, що втягує якір реле до контакту із сердечником. При цьому контактна пластина замикає контакти. У стартера з двохобмотковим тяговим реле при замиканні контактних болтів втягувальна обмотка знеструмлюється, тому що обоє її кінця робляться з’єднаними з "плюсом" акумуляторної батареї. Оскільки якір уже втягнутий у реле, то для утримання якоря в цьому положенні потрібно порівняно невеликий магнітний потік, що і забезпечує одна утримуюча обмотка. Пересуваючись, якір реле через важіль переміщує обгінну муфту із шестірнею. Маточина обгінної муфти, провертаючи на гвинтових шліцах вала якоря стартера, повертає також і шестірню, що полегшує її введення в зачеплення з вінцем маховика. Крім того, фаски на бічних кромках зубів шестірні та вінця маховика, а також буферна пружина, що передає зусилля від важеля маточині муфти, полегшують уведення шестірні в зачеплення і зм'якшують удар шестірні у вінець маховика. Через замкнуті контакти реле йде струм живлення статора і якоря. Якір стартера починає обертатися разом з маточиною і зовнішнім кільцем обгінної муфти. Оскільки ролики муфти зміщені пружинами у вузьку частину паза зовнішнього кільця, а шестірня гальмується вінцем маховика, те ролики заклинюються між кільцями обгінної муфти, і момент, що крутить, від вала якоря передається через муфту і шестірню до вінця маховика. Після пуску двигуна частота обертання шестірні починає перевищувати частоту обертання якоря стартера. Внутрішнє кільце обгінної муфти (з’єднане із шестірнею) захоплює ролики в широку частина паза зовнішнього кільця, стискаючи пружини плунжерів. У цій частині паза ролики вільно обертаються, не заклинюючи, і крутний момент від маховика двигуна не передається на вал якоря стартера. Після повернення ключа в положення І ("Запалювання") ланцюг живлення обмоток тягового реле розмикається. Якір реле під дією пружини повертається у вихідне положення, розмикаючи контакти і і повертаючи обгінну муфту із шестірнею у вихідне положення. Пружина через важіль, диск і обмежник давить на якір убік кришки. Сталевий гальмівний диск вала якоря упирається в гальмівний диск кришки, і якір швидко припиняє обертання. У стартера 35.3708 гальмування якоря проходить за рахунок тертя щіток об колектор.

Автомобільний акумулятор є важливим елементом електрообладнання - поряд з генератором виступає джерелом струму. В автомобілі акумуляторна батарея виконує кілька функцій:

- -живлення стартера при запуску двигуна;

- живлення споживачів при вимкненому двигуні;

- живлення споживачів на додаток до генератора при включеному двигуні.

При спільній роботі з генератором акумуляторна батарея забезпечує перехідні процеси, що вимагають великого струму, а також згладжує пульсацію струму в електричній мережі.

Конструкція акумуляторної батареї

На легкових автомобілях як стартерних застосовуються свинцево -кислотні акумуляторні батареї. Конструкція акумуляторних батарей постійно вдосконалюється. 1. позитивна решітка (електрод);

2. позитивна пластина;

3. набір позитивних пластин;

4. отвір системи центральної вентиляції;

5. кришка;

6. полюсний вивід;

7. корпус-моноблок;

8. кріпильний виступ;

9. блок пластин;

10. набір негативних пластин;

11. негативна пластина;

12. негативна решітка (електрод);

13. позитивна пластина з сепаратором

Кожна батарея складається з шести послідовно з'єднаних акумуляторів, об'єднаних в одному корпусі. Корпус виготовляється з пропілену, стійкого до кислоті і не проводить струм. Окремий акумулятор об'єднує чергуються позитивні і негативні електроди, покриті шаром активної маси. Ізоляцію пластин протилежної полярності забезпечує пластмасовий сепаратор.

Електроди виготовляються з свинцевого сплаву. У сучасних акумуляторах позитивні і негативні електроди виготовляються з свинцево - кальцієвого сплаву. Такі батареї мають низький рівень саморозряду (втрата 50 % ємності за 18 місяців) і мінімальний витрата води (1 г / Ач). Це дає можливість повністю виключити додавання води за період експлуатації - не обслуговуюча акумуляторна батарея.