Система пуска двигателя
Система пуска двигателя
Система пуска двигателя состоит из стартера, аккумуляторной батареи и включателя зажигания. Эта система предназначена для удобного, быстрого и надежного пуска двигателя в различных условиях эксплуатации легкового автомобиля.
В системе пуска двигателя могут возникнуть самые разные неисправности. Основные из них: стартер прокручивает коленчатый вал двигателя с малой частотой вращения, при включении стартера его якорь не вращается, не включаются стартер и тяговое реле /, после пуска двигателя стартер не выключается.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Система пуска двигателя ВАЗ: 1 — реле стартера; 2 — диск; 3— обмотка реле; 4— включатель зажигания; 5 — блок предохранителей; 6 — предохранитель № 1; 7 — генератор 8 аккумуляторная батарея; 9 — контрольная лампа; 10— стартер
Если во время проверки обнаружится, что при пуске двигателя стартер медленно проворачивает коленчатый вал, свет ламп накаливания тусклый, звук сигнала очень слабый, то это может означать, что аккумуляторная батарея разряжена или неисправна.
Неисправностями аккумуляторной батареи могут быть уменьшение ее емкости, саморазряд, а в отдельных случаях и полное прекращение действия отдельных элементов или аккумуляторной батареи в целом. Причинами уменьшения емкости могут быть сульфа-тация пластин или выкрашивание из них активной массы. Саморазряд может быть вызван утечкой увлажнением поверхности батареи или частично замыканием пластин внутри аккумуляторной батареи осадком выпавшей из пластин активной массы.
Полное прекращение действия отдельных элементов может наступить при отрыве блоков пластин от выводных штырей. Если такая неисправность возникла в пути, можно замкнуть между собой накоротко выводные штыри неисправного элемента. Устранять же вышеперечисленные неисправности аккумуляторной батареи можно только в условиях станций технического обслуживания.
Стартер медленно вращает коленчатый вал
Допустим, при проверке окажется, что подсоединенная непосредственно к аккумуляторной батарее переносная контрольная лампа горит полным накалом, значит аккумуляторная батарея исправна и полностью заряжена.
В то же время частота вращения коленчатого вала двигателя недостаточна для пуска двигателя стартером. Причин этому может быть несколько. Основные из них: ненадежное соединение аккумуляторной батареи с «массой» —корпусом автомобиля, а также с приборами системы пуска (стартером, тяговым реле стартера, включателем зажигания) или неисправность этих приборов. В этом случае, подключив один провод переносной контрольной лампы к проверяемой клемме 50, а другой «к массе» автомобиля, необходимо тщательно и последовательно проверить сохранность проводов и надежность их соединения по всей электрической цепи, начиная от плюсовой клеммы аккумуляторной батареи до включателя зажигания, реле стартера, обратив особое внимание на исправность приборов системы пуска (стартера, реле стартера, включателя зажигания).
Выявленные неисправности при этом необходи по возможности устранить. Так, при проверке мог быть чрезмерное окисление клемм проводов, подходящих к аккумуляторной батарее, и ненадежный электрический контакт с выводными штырями.
Необходимо снять клеммы, очистить их и выводы аккумуляторной батареи наждачной бумагой (тонкий слой окислившегося металла можно снять ножом) от окислов и надежно стянуть болтами. Гайки клеммных наконечников проводов следует затягивать надежно, но без увеличенного усилия. Нельзя также ударять каким-либо предметом по клеммному наконечнику, чтобы снять его или надеть на клемму аккумуляторной батареи. Это может привести к образованию трещин в крышке элемента или в уплотнительной мастике и вызвать утечку электролита из аккумулятора.
Если при проверке будет обнаружено, что нет поступления тока, например, на клемму 50 включателя зажигания, то необходимо (при подсоединенной к ней контрольной лампе) повернуть ключ включателя зажигания в положение «Пуск». Если контрольная лампа горит вполнакала (или не горит), значит неисправность во включателе (замке) зажигания.
Для проверки включателя зажигания следует отключить аккумуляторную батарею во избежание короткого замыкания и вынуть контактное устройство из включателя зажигания, сняв отверткой пружину (замочное кольцо).
Рис. 1. Включатель (замок) зажигания автомобиля ВАЗ: 1 — запорный стержень противоугонного устройства; 2 — корпус включателя зажигания; 3— контактное устройство; 4— пружина; 5— стопорная шайба; 6— шайба; 7— колодка; 8 пружина; 9 — цилиндр; 10 — ротор; 11 — текстолитовая шайба; 12—пружина; 13- валик; 14—выступ для соединения с цилиндром; 15— выступ для соединения с ротором; 16 — паз для соединения с втулкой противоугонного устройства
Можно временно для пуска двигателя переставить провода с клеммы включателя зажигания на одну из двух свободных клемм, тогда стартер заработает нормально. Временно это делается потому, что эти контакты могут отказать в работе, так как они не рассчитаны на такой большой ток, как контакты клеммы.
Рассмотрим еще такой случай. Например, при проверке контрольной лампой оказалось, что слабо поступает ток (или вообще не поступает) от клеммы включателя зажигания к тяговому реле стартера. Причиной этого являются повреждения и ненадежный электрический контакт соединяющей их цепи. Если проверкой будет установлено, что по ступление тока к клемме тягового реле стартера нормальное (контрольная лампа горит полным нака лом), а стартер вращает коленчатый вал двигателя с недостаточной частотой, значит неисправность в тяговом реле. Чтобы устранить неисправность тягового реле, необходимо снять стартер с автомобиля и осмотреть тяговое реле стартера. При свободном перемещении якоря тягового реле можно с уверенностью сказать, что неисправность в обмотке тягового реле: отсутствие надежного контакта или ее обрыв или подгорание диска. При этом необходимо наждачной шкуркой зачистить диск и устранить неисправность обмотки тягового реле или заменить ее новой на СТО.
Иногда стартер совсем не вращает коленчатый вал при исправной аккумуляторной батарее.
В этом случае следует осмотреть состояние наконечников проводов и выводов аккумуляторной батареи и при необходимости зачистить их и надежно затянуть.
При этой проверке необходимо обращать внимание, нет ли загрязнения коллектора и чрезмерного износа, а также загрязнения щеток стартера и, если надо, очистить подгоревший коллектор стеклянной шкуркой зернистостью 80—100 и продуть сжатым воздухом и протереть коллектор. Загрязненные щетки очистить, а изношенные заменить новыми. Затем проверить исправность включателя зажигания способом, рассмотренным ранее.
Рис. 2. Привод стартера и муфта свободного хода
Если включатель зажигания исправный и контрольная лампа горит полным накалом при подключении ее к клемме включателя зажигания в положении «Пуск» ключа зажигания, то следует проверить реле стартера. Его необходимо разобрать и зачистить контактный диск и контакты. Если стартер по-прежнему не будет вращать коленчатый вал, следовательно возникли неисправности в его обмотках возбуждения или якоря.
Обнаруженные неисправности следует устранить на СТО.
Если при включении стартера его якорь вращается с большой частотой, но шестерня не сцепляется с зубчатым венцом маховика, то нужно проверить и зачистить зубья венца маховика напильником или отрегулировать ход шестерни привода стартера в последовательности, указанной в инструкции завода-изготовителя. Наблюдаются также случаи, когда при полностью зацепленной с венцом маховика шестерне привода вращение вала стартера не передается маховику из-за пробуксовки муфты свободного хода. Пробуксовка муфты свободного хода может возникнуть в результате увеличенного износа шлицевой ведущей и ведомой обойм, роликов, шестерни, шлицевой втулки, толкателей, поломки пружин либо загрязнения муфты свободного хода. Обнаруженную загрязненную муфту следует промыть в бензине, опустив ее после промывки на 5 мин в моторное масло, а неисправные детали муфты заменить новыми.
Иногда стартер не выключается после пуска двигателя. Устранение этой неисправности надо начинать с проверки исправности (замка) включателя зажигания.
Обнаруженное неисправное контактное устройство включателя зажигания заменить новым.
Затем следует убедиться, нет ли перекоса стартера, не возникло ли спекание контактов реле включения стартера. Перекос стартера необходимо устранить подтяжкой болтов крепления его корпуса к двигателю. Выявленное неисправное реле включения заменить новым или отремонтировать его на СТО.
Стартер может не выключаться после пуска двигателя из-за заедания привода муфты свободного хода на валу якоря, загрязнения шлицев и образования налета на поверхности вала от износа бронзовых подшипников втулки привода, а также в результате изгиба вала.
Привод стартера должен свободно, без заедании перемешаться по шлицам его вала и легко возвращаться в исходное положение под действием возвратной пружины. Якорь стартера не должен вращаться при повороте его шестерни привода в направлении рабочего движения.
Иногда при пуске двигателя не работает стартер, отсутствуют свет и звуковой сигнал. Это свидетельствует о неисправности на участке электрической цепи от стартера до аккумуляторной батареи включительно.
При выявлении плохого контакта следует зачистить его и надежно затянуть клеммы. Если контакты на всем участке цепи исправны, значит аккумуляторная батарея сильно разряжена: при включении фар свет в них становится тусклым.
Для пуска двигателя при разряженной аккумуляторной батарее можно на время пуска закоротить вариатор, замкнув медной проволокой зажимы ВК и ВК-Б катушки зажигания на автомобилях «Волга», «Москвич», «Запорожец».
—
Система пуска двигателя включает в себя аккумуляторную батарею, стартер, реле включения стартера и включателя стартера, являющегося частью включателя зажигания.
Стартер включает в себя четырехполюсный электродвигатель постоянного тока, механизмы привода и управления.
Электродвигатель состоит из корпуса с четырьмя полюсными сердечниками и обмоткой возбуждения, крышек, промежуточной опоры и якоря. Крышка имеет окна для доступа к щеткам.
К крышке крепятся щеткодержателя, из которых (положительные) изолированы от массы. Металлографитовые щетки прижимаются к коллектору при помощи пружин. Крышка имеет фланец для крепления стартера к картеру маховика. Обе крышки крепятся к корпусу двумя стяжными болтами. Якорь состоит из вала, сердечника и коллектора и вращается в трех подшипниках скольжения, размещенных в крышках и промежуточной опоре. При прохождении тока по обмоткам полюсных сердечников возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем якоря, в результате чего обмотка якоря выталкивается из магнитного поля полюсных сердечников и якорь вращается.
Рис. 3. Схема системы пуска двигателя: 1— обмотка реле включения; 2—пружина; 3— сердечник; 4— реле включения старте-Ра; 5 — якорь реле включения; 6—контакты; 7— аккумуляторная батарея; 8—контактный диск; 9 — тяговое реле; 10 и 11 — удерживающая и втягивающая обмотки; 12—якорь; 13 — серьга; 14 — палец; 15 — рычаг; 16 — ось; 17 — муфта свободного хода; 18 — шестерня; 19 — зубчатый венец маховика; 20 — стартер; 21 — амперметр; 22 — включатель зажигания
Рис.
2. Стартер СТ230-А:
а — детали стартера; б — механизм привода стартера; в — муфта свободного хода; г — работа муфты свободного хода;
1 — уплотнительное кольцо; 2 и 8 — крышки; 3 — стяжной болт; 4—корпус стартера; 5—промежуточная опора; 6 — стопорное кольцо; 7— упорная шайба; 9 — упорная втулка; 10—ось; 11 — рычаг привода; 12 — обмотка возбуждения; 13 — якорь; 14 — корпус тягового реле; 15 — щетка; 16 —щеткодержатель; 17 — пружина щетки; 15 — защитный колпак; 19 — крышка тягового реле; 20 — вал якоря; 21 — шестерня с ведомой обоймой муфты свободного хода; 22 — бронзовые втулки; 23 — кожух; 24 — ведущая обойма; 25 — ролик; 26 — буферная пружина; 27 — поводковая муфта; 28 — толкатель; 29 — пружина; 30 — зубчатый венец маховика
Механизм привода обеспечивает передачу крутящего момента от стартера к венцу маховика при пуске двигателя и отсоединение шестерни стартера от маховика после пуска двигателя. Механизм привода установлен на валу якоря и состоит из шестерни, муфты свободного хода, буферной пружины, поводковой муфты и рычага с эксцентриковой осью.
Муфта обеспечивает передачу вращения только в одном направлении. При вращении якоря стартера ролики заклинивают ведущую и ведомую обоймы, и крутящий момент передается на зубчатый венец маховика. Когда двигатель начнет работать, венец маховика начнет вращаться с большей скоростью и ролики расклинят обоймы. Стартер СТ142-В двигателя ЗИЛ-645 имеет храповичный механизм свободного хода.
Механизм управления включает в себя включатель зажигания, реле включения стартера и тяговое реле. При включении стартера замыкаются клеммы AM и СТ включателя за-жигания и по обмотке реле включения течет ток. Сердечник магничивается и притягивает якорь, замыкая контакты, через которые ток идет к обмоткам тягового реле. Якорь тягового реле притягивается к сердечнику и при помощи рычага вводит шестерню стартера в зацепление с зубчатым венцом маховика. В конце хода якорь тягового реле при помощи контактного диска замыкает контакты К1 и рабочей цепи стартера, и якорь стартера начинает вращаться, обеспечивая пуск двигателя.
При выключении стартера контакты размыкаются пружиной, и все детали привода возвращаются в исходное положение.
Читать далее: Устранение простейших неисправностей системы зажигания и пуска двигателя
Тесты на знание системы пуска
1. ПУСКОВАЯ ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, ОБ/МИН:
1)40-80; 4)150-250;
2) 80-90; 5) 250-300.
3) 90-100.
ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, ОБ/МИН:
6) 40-80; 9)150-250;
7) 80-90; 10) 250-300.
8) 90-100;
Установите соответствие
УЗЛЫ СТАРТЕРА a) контактный диск; b) электродвигатель; c) муфта свободного хода; d) обмотка втягивающего реле; e) сердечник втягивающего реле; | ПОЗИЦИЯ НА РИС. 20.1: 2 3 4 6 7 |
Рис. |
20.1. Схема стартера3. РАБОТА СТАРТЕРА (РИС. 20.1):
1) маховик 5;
2) включатель
3) контакты 7 и 8;
4) электродвигатель 6;
5) сердечник 3 и муфта 4.
Укажите номера всех правильных ответов
4. КАТУШКА 6 (РИС. 20.2) СОДЕРЖИТ ОБМОТКИ:
1) разгоняющую;
2) втягивающую;
3) удерживающую.
ПРОИЗВОДИТ:
4) блокировку включения;
5) замыкание контактов 4
6) перемещение рычага 10,
1) перемещение кольца 17, муфты 15 и шестерни 14.
Рис. 20.2. Стартер CT-I30-A3 |
5. ПРУЖИНА 16 (РИС. 20.2) ПРИ УТЫКАНИИ ШЕСТЕРНИ 14 В ЗУБЬЯ МАХОВИКА ПОЗВОЛЯЕТ:
1) предохранить обмотки от перенапряжения;
2) замкнуть контакты питания электродвигателя;
3) дослать шестерню 14 в зацепление с маховиком;
4) отключить шестерню 14 от маховика после пуска.
6. МУФТА 15 (РИС. 20.2):
1) храповая;
2) роликовая;
3) шариковая;
4) перемещает рычаг 10;
5) вращается при перемещении;
6) не вращается при перемещении;
7) передает момент с вала электродвигателя на маховик;
8) отключает вал электродвигателя от маховика после пуска;
7.
ВЫЛЕТ ШЕСТЕРНИ 14 (РИС. 20.2) РЕГУЛИРУЕТСЯ:
1) винтом 8;
2) винтом 11;
3) муфтой 15;
4) кольцом 17;
5) полюсами 3.
8. ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ШЕСТЕРНИ 14 (РИС. 20.2) РЕГУЛИРУЕТСЯ:
1) винтом 8;
2) винтом 11;
3) муфтой 15;
4) кольцом 17;
5) полюсами 3.
9). КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ НА РИС. 20.2 ОБОЗНАЧЕН ПОЗИЦИЕЙ:
a) 1; d) 19;
b) 2; е) 21.
с) 3;
10. НАИБОЛЕЕ ИЗНАШИВАЕМЫЕ ЧАСТИ СТАРТЕРА:
1) коллектор;
2) обмотки якоря;
3) обмотки возбуждения;
4) муфта свободного хода;
5) сердечник втягивающего реле.
11. РАБОТА СИСТЕМЫ ПУСКА (РИС. 20.3)
1) контакты 4; 4) замок зажигания 2;
2) реле стартера 6; 5) электродвигатель 1;
3) диск 5 и муфта 7; 6) дополнительное реле 3.
Рис. 20.3. Система пуска |
Укажите номера всех правильных ответов
12.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ РЕЛЕ 3 (РИС. 20.3):
1) защищает контакты замка 2;
2) увеличивает мощность стартера;
3) шунтирует катушку зажигания КЗ;
4) увеличивает напряжение катушки зажигания КЗ;
5) увеличивает частоту вращения электродвигателя 1.
13. ЗАМЫКАНИЕ КОНТАКТОВ 4 ДИСКОМ 5 (РИС. 20.3):
1) включает электродвигатель 1;
2) шунтирует одну из обмоток 6;
3) отключает электродвигатель 1;
4) отключает дополнительное реле 3;
5) шунтирует дополнительное сопротивление катушки КЗ.
14. СРЕДСТВА ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ХОЛОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ:
1) сухой спирт;
2) пусковые подогреватели двигателя;
3) легковоспламеняющиеся жидкости;
4) свечи подогрева впускного воздуха;
5) электрофакельный подогрев впускного воздуха.
Установите правильную последовательность
15. РАБОТА ЭЛЕКТРОФАКЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА (РИС. 20.4):
1) о включение кнопки 2;
2) о включение кнопки 4;
3) нагрев термореле 6 и свечей 7;
4) включение стартера и реле 10
5) переключение контактов реле 3;
6) о включение переключателя S в положение /;
7) включение переключателя S в положение II;
8) включение клапана 9 и контрольной лампы 8.
Укажите номера всех правильных ответов
16. РЕЛЕ 5 (РИС. 20.4) СЛУЖИТ ДЛЯ:
1) подогрева топлива;
2) включения стартера;
3) отключения генератора;
4) подачи воздуха в цилиндры;
5) предохранения свечей накаливания.
17. КНОПКА 2 (РИС. 20.4) СЛУЖИТ ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ:
1) реле 3
2) стартера;
3) «массы» АКБ;
4) подсветки приборов;
5) аварийной сигнализации.
18. РЕЛЕ 10.
1) включает реле 5;
2) шунтирует реле 6.
3) поддерживает напряжение на свечах 7
ДЕЛАЕТ ЭТО:
4) до пуска двигателя;
5) в момент пуска двигателя.
Установите правильную последовательность
19. РАБОТА ПУСКОВОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ (РИС. 20.5):
1) отключение коммутатора 4;
2) включение переключателя 1 в положение /;
3) включение переключателя 1 в положение //;
4) включение переключателя 1 в положение ///;
5) воспламенение топлива в котле подогревателя;
6) включение насосного агрегата 7 и подогревателя топлива 5;
7) отключение подогревателя 5, включение клапана 6 и коммутатора 4.
20. В ПОЛОЖЕНИИ II ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ 1 (РИС. 20.5) НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ 7:
1) работает;
2) не работает.
ТОПЛИВО:
3) подогревается;
4) не подогревается.
СГОРАНИЕ В КОТЛЕ:
5) происходит;
6) не происходит.
Рис. 20.5. Схема предпускового подогревателя ПЖД-30 |
21. ТРАНЗИСТОРНЫЙ КОММУТАТОР 4 (РИС. 20.5):
1) питается от АКБ;
2) подогревает топливо;
3) питается от генератора;
4) управляется переключателем 7;
5) создает разряды высокого напряжения на свече 8.
ОТВЕТЫ
Technical World : СИСТЕМА ЗАПУСКА: КОМПОНЕНТЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
СИСТЕМА ЗАПУСКА: КОМПОНЕНТЫ И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Двигатель не может «запустить» вращательное движение самостоятельно. Ему нужен электродвигатель, чтобы разогнать его до минимальных оборотов в минуту, чтобы двигатель мог работать самостоятельно.
Стартер является наибольшей нагрузкой на бортовую сеть автомобиля. Мы не можем просто пропустить весь этот ток через замок зажигания, в большинстве систем реле используется для активации соленоида стартера, а сам соленоид стартера действует как еще одно реле для включения стартера (объясняется позже). До электростартера автовладельцам нужно было проворачивать двигатель на себе! Это не было идеальным для любого вида быстрого бегства.
Стартер — это электродвигатель, который вращает ваш двигатель, чтобы позволить системам зажигания и впрыска топлива начать работу двигателя за счет собственной энергии. Как правило, стартер представляет собой большой электродвигатель и катушку статора, установленную в нижней части (обычно с одной стороны) картера трансмиссии автомобиля, где он соединяется с самим двигателем. Стартер имеет шестерни, которые входят в зацепление с большим маховиком на задней стороне двигателя, который вращает центральный коленчатый вал. Поскольку необходимо преодолеть большой физический вес и трение, стартерные двигатели, как правило, являются мощными, высокоскоростными двигателями и используют катушку зажигания для увеличения их мощности перед включением.
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ ЗАПУСКА
1. Аккумулятор
Автомобильный аккумулятор, также известный как свинцово-кислотный аккумулятор, представляет собой электрохимическое устройство, которое вырабатывает напряжение и подает ток. В автомобильном аккумуляторе мы можем обратить электрохимическое действие вспять, тем самым перезарядив аккумулятор, который затем прослужит нам долгие годы. Назначение батареи состоит в том, чтобы подавать ток на стартер, подавать ток в систему зажигания во время проворачивания коленчатого вала, подавать дополнительный ток, когда потребность выше, чем может обеспечить генератор, и действовать как электрический резервуар.
2. Выключатель зажигания
Выключатель зажигания позволяет водителю распределять электрический ток туда, где это необходимо. Обычно используются 5 положений переключателя с ключом:
1. Блокировка — все цепи разомкнуты (ток не подается), а рулевое колесо находится в положении блокировки. В некоторых автомобилях рычаг трансмиссии нельзя перемещать в этом положении.
Если рулевое колесо оказывает давление на запирающий механизм, ключ может плохо поворачиваться. Если вы столкнулись с таким состоянием, попробуйте подвигать рулевое колесо, чтобы снять давление при повороте ключа.
2. Не горит- Все цепи разомкнуты, но руль можно повернуть и ключ не извлечь.
3. Работа. Все цепи, кроме цепи пускателя, замкнуты (ток пропускается). Ток подается на все, кроме цепи стартера.
4. Старт – питание подается только на цепь зажигания и стартер. Именно поэтому радио перестает играть в стартовом положении. Это положение ключа зажигания подпружинено, так что стартер не включается при работающем двигателе. Это положение используется кратковременно, только для включения стартера.
5. Аксессуар- Питание подается на все цепи, кроме зажигания и стартера. Это позволяет вам включать радио, работать с электростеклоподъемниками и т. д. при неработающем двигателе.
Большинство выключателей зажигания установлены на рулевой колонке. Некоторые переключатели на самом деле являются двумя отдельными частями;
* Замок, в который вы вставляете ключ.
Этот компонент также содержит механизм блокировки рулевого колеса и рычага переключения передач.
* Выключатель, который содержит собственно электрические цепи. Обычно он устанавливается на верхней части рулевой колонки сразу за приборной панелью и соединяется с замком с помощью рычага или стержня.
3. Защитный выключатель нейтрального положения
Этот выключатель размыкает (отключает ток) цепь стартера, когда коробка передач находится на любой передаче, кроме нейтральной или стояночной на автоматических коробках передач. Этот переключатель обычно подключается к трансмиссии или непосредственно к трансмиссии. В большинстве автомобилей этот же переключатель используется для подачи тока на фонари заднего хода при включении передачи заднего хода. В автомобилях со стандартной трансмиссией этот переключатель подключается к педали сцепления, поэтому стартер не включается, пока педаль сцепления не будет нажата. Если вы обнаружите, что вам нужно переместить рычаг переключения передач из положения парковки или нейтрального положения, чтобы автомобиль завелся, это обычно означает, что этот переключатель нуждается в регулировке.
Если в вашем автомобиле есть автоматическое отключение стояночного тормоза, нейтральный защитный выключатель также будет управлять этой функцией.
4. Реле стартера
Реле — это устройство, которое позволяет небольшому количеству электрического тока управлять большим током. Автомобильный стартер использует большое количество тока (более 250 ампер) для запуска двигателя. Если бы мы позволили такому большому току проходить через выключатель зажигания, нам не только понадобился бы очень большой выключатель, но и все провода должны были бы быть размером с аккумуляторный кабель (что не очень практично). Реле стартера устанавливается последовательно между аккумулятором и стартером. В некоторых автомобилях используется соленоид стартера для достижения той же цели, позволяющей небольшому количеству тока от выключателя зажигания управлять большим током, протекающим от аккумулятора к стартеру. Соленоид стартера в некоторых случаях также механически зацепляет шестерню стартера с двигателем.
5. Кабели аккумуляторной батареи
Кабели аккумуляторной батареи представляют собой многожильный провод большого диаметра, по которому проходит большой ток (более 250 ампер), необходимый для работы стартера. У некоторых к клемме припаян меньший провод, который используется либо для управления меньшим устройством, либо для обеспечения дополнительного заземления. Когда меньший кабель сгорает, это указывает на высокое сопротивление толстого кабеля. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы концы кабеля аккумулятора (клеммы) были чистыми и плотно затянуты. Кабели батареи можно заменить на кабели немного большего размера, но не меньшего.
6. Стартер
Стартер представляет собой мощный электродвигатель с небольшой шестерней, прикрепленной к концу. При активации шестерня входит в зацепление с большей шестерней (кольцом), прикрепленной к двигателю. Затем стартер прокручивает двигатель так, что поршень может втягивать топливно-воздушную смесь, которая затем воспламеняется для запуска двигателя.
Когда двигатель начинает вращаться быстрее, чем стартер, устройство, называемое обгонной муфтой (привод Bendix), автоматически отключает шестерню стартера от шестерни двигателя.
Детали стартера
1. Соленоид стартера
Соленоид стартера расположен сверху стартера и выполняет две основные функции: он действует как мощное реле для стартера и зацепляет ведущую шестерню стартера с кольцом. шестерня на маховике/гибкой пластине/трансформаторе крутящего момента. Соленоид имеет 3 контакта; клемма B+, клемма S и клемма M. Клемма B+ всегда подключена непосредственно к плюсу аккумулятора. Этот провод залит, что означает, что если на этом проводе произойдет короткое замыкание на землю, будут искры, пока батарея не разрядится. Провод от аккумулятора к клемме B+ будет очень толстым, потому что он должен передавать ток, необходимый для включения стартера и преодоления компрессии двигателя. Клемма S получает питание от замка зажигания напрямую или через реле. Клемма S подключается к двум обмоткам, втягивающей обмотке и удерживающей обмотке.
Эти обмотки представляют собой просто витки проволоки, намотанной на плунжер, которые при подаче напряжения производят электромагнит. Втягивающая обмотка состоит из более толстой обмотки и создает сильный электромагнит. Он заземляется через клемму М и стартер. Удерживающая обмотка меньше и создает более слабый электромагнит. Заземляется непосредственно на корпус стартера. Поршень находится в середине обмотки и удерживается на месте пружиной. Плунжер втягивается/удерживается обмоткой, когда они находятся под напряжением. На одном конце он соединен с рычагом, который приводит шестерню стартера в зацепление с зубчатым венцом. На другом конце, когда плунжер достигает конца своего хода, он толкает контактный диск, который соединяет клемму B+ с клеммой M, которая подключена к стартеру. Это подает питание на стартер, а также приводит к тому, что втягивающая обмотка прекращает подачу энергии. Это связано с тем, что когда контактный диск соединяет B + с M, на обеих сторонах втягивающей обмотки есть 12 В, а заземление отсутствует.
Удерживающая обмотка продолжает подавать электричество и удерживает плунжер на месте до тех пор, пока ключ не вернется в рабочее положение. Соленоиду нужны обе обмотки, чтобы втянуть поршень, но только удерживающая обмотка, чтобы удерживать его там. Требуется гораздо больше усилий, чтобы переместить поршень, чтобы включить стартер, чем для того, чтобы удерживать его в этом положении. Поскольку втягивающая обмотка больше не нужна, для продолжения ее питания будет только тратиться электроэнергия.
2. Стартер
Стартер преобразует электрическую энергию во вращательное движение, используя электромагнетизм или электромагнитное отталкивание. Большинство стартеров, используемых сегодня в автомобилестроении, представляют собой стартеры с постоянными магнитами. Эти пускатели имеют несколько постоянных магнитов, размещенных внутри корпуса вокруг якоря. Якорь используется для создания электромагнитного поля той же полярности, что и постоянные магниты, заставляя якорь отталкивать магниты.
Питание от клеммы М и земли от корпуса подается на коллекторную планку через щетки. Полосы коллектора соединены друг с другом через обмотки якоря, это вызывает образование электромагнитного поля вокруг полос якоря, по которым течет мощность. Если питание подается на коллекторную полосу 1, заземление находится на коллекторной полосе 5, мощность должна пройти через якорные полосы 2,3 и 4, чтобы попасть на коллекторную полосу 5. Это создаст магнитное поле вокруг якорных полос 2,3. и 4. Чтобы якорь вращался, постоянный магнит помещают рядом, но не прямо над тем местом, где формируется электромагнитное поле. Когда две одинаковые полярности отталкиваются, якорь начинает вращаться. По мере вращения якоря щетки будут контактировать со следующими пластинами коммутатора, удерживая электромагнитное поле в одном месте (прямо рядом с постоянным магнитом), но позволяя якорю вращаться. Именно это создает вращательное движение, необходимое для запуска двигателя. Стартеры также могут иметь планетарную передачу для снижения оборотов и увеличения крутящего момента на зубчатом венце.
В пускателях для тяжелых условий эксплуатации вместо постоянных магнитов используются катушки возбуждения. По сути, они создают оба магнитных поля, используя электромагнетизм, а не постоянные магниты. Эти пускатели намного мощнее пускателей с постоянными магнитами, но они занимают больше места, намного тяжелее и дороже в производстве.
3. Ведущая шестерня стартера
Ведущая шестерня стартера удерживается пружиной в зацеплении с зубчатым венцом до тех пор, пока соленоид стартера не зацепится и не переместит рычаг, толкая шестерню стартера в зацепление с зубчатым венцом. Когда двигатель запускается, оператор позволяет ключу вернуться в рабочее положение. Это отключает питание соленоида стартера, что позволяет пружине вернуть поршень в нормальное положение. Рычаг плунжера потянет ведущую шестерню стартера назад, из зацепления с зубчатым венцом. Важно, чтобы стартер приводил в движение маховик, а не наоборот. Вот почему приводы стартера имеют обгонную муфту. Обгонная муфта позволяет стартеру вращать маховик, но если маховик начинает заставлять шестерню стартера вращаться быстрее, чем якорь, обгонная муфта проскальзывает.
Это защищает стартер от слишком быстрого вращения.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Чтобы двигатель завелся, его нужно провернуть с определенной скоростью, чтобы он всасывал топливо и воздух в цилиндры и сжимал их.
Мощный электрический стартер выполняет вращение. На его валу установлена небольшая шестерня (зубчатое колесо), которая входит в зацепление с большим зубчатым венцом по ободу маховика двигателя.
В переднемоторной компоновке стартер устанавливается внизу рядом с задней частью двигателя.
Стартеру нужен сильный электрический ток, который он получает через толстые провода от аккумулятора. Никакой обычный ручной переключатель не мог бы включить его: нужен большой переключатель, чтобы справиться с большим током.
Выключатель должен включаться и выключаться очень быстро, чтобы избежать опасного искрообразования. Поэтому используется соленоид — устройство, в котором небольшой переключатель включает электромагнит для замыкания цепи.
Выключатель стартера обычно приводится в действие ключом зажигания.
Поверните ключ выше положения «зажигание», чтобы подать ток на соленоид.
Замок зажигания имеет возвратную пружину, поэтому, как только вы отпускаете ключ, он возвращается в исходное положение и выключает стартер.
Когда переключатель подает ток на соленоид, электромагнит притягивает железный стержень.
Движение штока замыкает два тяжелых контакта, замыкая цепь от аккумулятора до стартера.
Шток также имеет возвратную пружину — когда замок зажигания перестает подавать ток на соленоид, контакты размыкаются и стартер останавливается.
Возвратные пружины необходимы, поскольку стартер не должен вращаться больше, чем необходимо, чтобы запустить двигатель. Отчасти причина в том, что стартер потребляет много электроэнергии, что быстро разряжает аккумулятор.
Кроме того, если двигатель запускается, а стартер остается включенным, двигатель будет вращать стартер так быстро, что он может быть серьезно поврежден.
Сам стартер имеет устройство, называемое зубчатым колесом Бендикс, которое входит в зацепление своей шестерни с зубчатым венцом на маховике только тогда, когда стартер вращает двигатель.
Он отключается, как только двигатель набирает скорость, и есть два способа сделать это — инерционная система и система предварительного включения.
Инерционный стартер основан на инерции шестерни, то есть на ее нежелании начать вращаться.
Шестерня не закреплена жестко на валу двигателя — она навинчена на него, как свободно вращающаяся гайка на болт с очень крупной резьбой.
Представьте, что вы вдруг закручиваете болт: инерция гайки не дает ей провернуться сразу, поэтому она смещается по резьбе болта.
При вращении инерционного стартера шестерня перемещается по резьбе вала двигателя и входит в зацепление с зубчатым венцом маховика.
Затем он останавливается на конце резьбы, начинает вращаться вместе с валом и таким образом вращает двигатель.
Когда двигатель запускается, его шестерня вращается быстрее, чем его собственный вал стартера. Вращающееся действие закручивает шестерню обратно по резьбе и выходит из зацепления.
Шестерня возвращается с такой силой, что на валу должна быть сильная пружина, чтобы смягчить ее удар.
Резкое включение и выключение инерционного стартера может вызвать сильный износ зубьев шестерни. Чтобы решить эту проблему, был введен стартер с предварительным включением, в котором на двигателе установлен соленоид.
Автомобильный стартер — это еще не все: помимо включения двигателя соленоид также перемещает шестерню вдоль вала, чтобы зацепить ее.
Вал имеет прямые шлицы, а не резьбу Bendix, поэтому шестерня всегда вращается вместе с ним.
Шестерня приводится в контакт с зубчатым кольцом на маховике с помощью скользящей вилки. Вилка приводится в движение соленоидом, который имеет два набора контактов, замыкающихся один за другим.
Первый контакт подает на двигатель слабый ток, так что он вращается медленно, ровно настолько, чтобы зубья шестерни вошли в зацепление. Затем вторые контакты замыкаются, подавая на двигатель большой ток для его вращения.
Стартер предохраняется от превышения скорости, когда двигатель запускается с помощью муфты свободного хода, подобной муфте свободного хода велосипеда.
Возвратная пружина соленоида выводит шестерню из зацепления.
Требования к системе запуска (автомобиля)
Системы запуска Функция электродвигателя заключается в преобразовании электрической энергии в механическую с максимально возможной эффективностью. На автомобиле электродвигатели используются для запуска двигателя и привода различных механизмов. По мере того, как автомобили становятся все более и более техническими, количество используемых двигателей продолжает увеличиваться. Некоторые престижные автомобили теперь имеют около 100 двигателей. Большинство из них представляют собой простые разновидности с постоянными магнитами, но для некоторых приложений используются более сложные шаговые двигатели, часто управляемые микропроцессором.
Для запуска двигатель необходимо провернуть (или провернуть) на скорости, достаточной для создания разумной турбулентности поступающей топливно-воздушной смеси, чтобы стало возможным сгорание.
Кроме того, маховику двигателя должен быть придан достаточный импульс, чтобы он продолжал вращаться в течение первых двух тактов зажигания, пока двигатель не разовьет достаточную мощность для работы без посторонней помощи. Как правило, бензиновому двигателю требуется минимальная частота вращения коленчатого вала в районе 50-100 об/мин, чтобы обеспечить запуск в холодную погоду, тогда как дизельному двигателю требуется не менее 100 об/мин. Роскошные автомобили были оснащены электростартером еще в 19 веке.12, и они входили в стандартную комплектацию большинства престижных автомобилей с 1920-х годов. К 1960-м годам даже самый дешевый автомобиль был оснащен электростартером.
Все практические двигатели постоянного тока работают по принципу взаимодействия двух магнитных полей; одно поле создается статором, а другое создается током, протекающим по обмотке ротора. В главе представлены различные типы двигателей постоянного тока, используемые в пусковых системах как легковых, так и большегрузных автомобилей, принцип работы, их конструкция, приводы, испытания, техническое обслуживание и т.
д.
15.1.
Требования к системе запуска
Двигатель внутреннего сгорания требует (i) горючей смеси, (ii) такта сжатия, (Hi) формы зажигания и (iv) минимальной начальной скорости запуска (около 100 об/мин), чтобы запустить и продолжить работу. Для выполнения первых трех из этих требований должна быть достигнута минимальная начальная скорость. Здесь на помощь приходит электрический стартер. Достижение этой минимальной скорости снова зависит от ряда факторов, таких как ;
(i) Номинальное напряжение системы запуска.
(ii) Минимально возможная температура, при которой двигатель еще может быть запущен. Это известно как начальная предельная температура.
(Hi) Крутящий момент, необходимый для запуска двигателя при предельной температуре запуска (включая начальный крутящий момент при остановке).
(iv) Характеристики батареи.
(v) Падение напряжения между аккумулятором и стартером.
(ui) Передаточное отношение стартера к зубчатому венцу.
(uii) Характеристики стартера.
(viii) Минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя при предельной температуре запуска.
На рис. 15.1 ясно видно, что стартер нельзя рассматривать как изолированный компонент в бортовой сети автомобиля. Аккумулятор, в частности, имеет первостепенное значение для рассмотрения.
Рис. 15.1. Система запуска в составе полной электрической системы автомобиля.
Предельная температура запуска является еще одним важным фактором, влияющим на требования к запуску двигателя. На рис. 15.2 показано, как крутящий момент стартера уменьшается с понижением температуры, но крутящий момент, необходимый для проворачивания двигателя до минимальной скорости, увеличивается. Типичные пусковые предельные температуры составляют от 255 К до 248 К для легковых автомобилей и от 258 К до 253 К для грузовиков и автобусов. Производители стартеров часто указывают цифру 29.3 К и 253 К.
Рис. 15.2. Стартерный крутящий момент и крутящий момент двигателя.
Рис. 15.3. Общий вид системы запуска.
Система запуска (рис. 15.3) любого транспортного средства должна соответствовать следующим критериям в дополнение к восьми факторам, перечисленным выше, для ее эффективного функционирования.
(i) Долгий срок службы и низкие потребности в обслуживании.
(ii) Постоянная готовность к работе.
(Hi) Прочность, чтобы выдерживать пусковые усилия, вибрацию, коррозию и температурные циклы. (iv) Минимально возможный размер и вес.
Во-первых, важно выяснить минимальную частоту вращения коленчатого вала для конкретного двигателя, и она значительно зависит от конструкции и типа двигателя. Некоторые типичные значения скорости для температуры 253 K:
(i) Поршневой двигатель с искровым зажиганием от 60 до 90 об/мин.
(ii) Роторный двигатель с искровым зажиганием 150–180 об/мин. (Привет) Дизельные двигатели со свечами накаливания от 60 до 140 об/мин. (iv) Дизельные двигатели без свечей накаливания от 100 до 200 об/мин.
Ранее уже указывалось, что номинальное напряжение системы для легковых автомобилей составляет 12 В, а для грузовых автомобилей и автобусов, как правило, 24 В. Системе с 24 В требуется половина тока, необходимого для системы с 12 В, для получения того же мощность. Также это значительно снижает падение напряжения в проводке, поскольку длина проводов, используемых в коммерческих автомобилях, намного больше, чем в легковых автомобилях.
Для определения номинальной мощности стартера на испытательном стенде аккумулятор максимальной емкости для стартера, имеющий падение емкости на 20 % при 253 К, подключается к стартеру кабелем сопротивлением lmQ. Эти критерии позволяют стартеру работать даже в самых неблагоприятных условиях. Теперь мощность стартера можно измерить в типичных условиях эксплуатации. Номинальная мощность двигателя соответствует мощности, потребляемой от аккумулятора, за вычетом потерь в меди (из-за сопротивления цепи), потерь в железе (из-за вихревых токов, индуцируемых в железных частях двигателя) и потерь на трение.