Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электростартерный запуск двигателя принцип работы состав

Электростартер — основной компонент электрической системы пуска поршневых ДВС; электроагрегат для раскручивания коленчатого вала до частоты вращения, достаточной для пуска силовой установки.

Для уверенного пуска поршневого ДВС его коленвал необходимо вывести из состояния покоя и раскрутить до некоторой минимальной частоты. Для бензиновых моторов эта частота лежит в интервале 40-50 об/мин, для дизельных — до 250 об/мин. Для подачи на коленвал первоначального импульса можно использовать различные источники энергии (в том числе и мускульную силу человека), однако наиболее удобным и эффективным оказался электрический мотор специальной конструкции — электростартер. Сегодня электрические стартеры вытеснили все другие пусковые устройства практически со всех двигателей, в том числе мощных дизелей тракторов.

Электростартер входит в состав электрической пусковой системы, в которую так же включены несколько реле, аккумуляторная батарея (АКБ, стартерная батарея), ключ зажигания и зубчатый венец маховика. Данный агрегат является важным компонентом мотора, он значительно облегчает и упрощает эксплуатацию автотракторной техники, поэтому при его неисправности следует выполнить ремонт или замену. Но прежде, чем приступать к этой работе, следует подробнее узнать о типах, конструкции и работе стартеров.

Устройство стартера двигателя автомобиля и принцип работы

Основные составляющие элементы стартера:

  • электродвигатель;
  • втягивающее реле;
  • шестерня с бендиксом;

В двух словах, на коленчатом валу двигателя установлен маховик с зубчатым венцом. При включении стартера шестерня стартера зацепляется с венцом маховика и электродвигатель крутит коленвал. После того, как мотор запустится, обгонная муфта стартера отсоединяет шестерню от вала, когда обороты двигателя превысят обороты стартера.

  • Если подробнее рассматривать стартер, его электродвигатель состоит из корпуса, внутри которого стоит статор и ротор, вращающийся в двух втулках.
  • Щеточный узел состоит из трех или четырех щеток, на которые подается напряжение от АКБ. Щетки, в свою очередь, соединяясь с частью ротора и подавая на него напряжение, заставляют вращаться электродвигатель стартера.
  • Шестерня и бендикс, расположенная на валу ротора, перемещаясь по нему вперед и назад, вступают в зацепление с маховиком. Втягивающее реле включает электростартер в работу.

Принцип работы стартера заключается в следующем. В салоне автомобиля имеется замок зажигания, имеющий несколько положений, в том числе положение «Включено» и положение «Старт». При повороте ключа в замке зажигания, в положении «Пуск» ток, передающийся по цепи от АКБ, поступает на втягивающее реле стартера.

Втягивающее реле представляет собой электромагнит с катушкой и сердечником. Сердечник под действием электромагнитного поля начинает перемещаться в сторону, при этом вилка, соединяющая сердечник и бендикс, толкает бендикс с шестерней по валу вперед для зацепления его с маховиком.

Реле имеет два контакта, на один из которых подается напряжение от АКБ, а другой соединен со щетками электродвигателя. Когда сердечник дойдет до конца реле, при этом шестерни уж вошли в зацепление с маховиком, медная пластина, находящаяся на конце сердечника, замыкает эти два контакта и напряжение поступает в электродвигатель.

Электромотор начинает вращаться, соответственно, вращается и коленчатый вал двигателя, после чего ДВС автомобиля запускается. После запуска сердечник вернется в свое первоначальное положение, бендикс выйдет из зацепления с маховиком и стартер отсоединится от двигателя. Затем ДВС начинает работать в автономном режиме и не требует подключение сторонних источников электропитания, а генератор автомобиля заряжает АКБ.

Что касается типов стартеров, встречаются:

  • Стартер с редуктором, который состоит из нескольких шестерней и монтируется непосредственно его корпус. Электродвигатель таких стартеров обладает высоким КПД и потребляет намного меньше тока при запуске двигателя. Его устанавливают на авто с дизельными моторами и на бензиновые авто с более мощными двигателями.
  • Стартер без редуктора, обладая высокой стойкостью к нагрузкам, обеспечивает быстрый запуск мотора за счет моментального соединения с венцом маховика после подачи тока.
Читать еще:  Что образуется в двигателе после масла

При этом стартеры могут отличаться друг от друга, однако не значительно. В большинстве случаях их отличие состоит в механике автоматического расцепления шестеренок.

Обычно для запуска двигателя требуется несколько секунд. Но на практике могут возникать сбои, когда после первого поворота ключа двигатель не запускается, после запуска мотора стартер крутится вместе с двигателем и т.д.

Устройство системы запуска двигателя

В систему пуска двигателя входят следующие ключевые элементы:

  • механизмы управления (замок зажигания, дистанционный запуск, система Старт-Стоп);
  • аккумуляторная батарея;
  • стартер;
  • провода определенного сечения.

Схема запуска двигателя

Ключевым элементом системы является стартер, который, в свою очередь, питается от аккумуляторной батареи. Это электродвигатель постоянного тока. Он создает крутящий момент, который передается маховику и коленчатому валу.

1. Устройство системы пуска двигателя

В обычной системе пуска двигателя можно выделить три основных механизма :

  1. Электромотор – создает вращающий момент.
  2. Система привода – передает вращение на двигатель.
  3. Электромагнитный включатель – приводит ведущую шестерню стартера в зацепление с ободом маховика, а также дает электрический ток в электромотор.

Рассмотрим электромотор системы пуска, создающий вращающий момент. Корпус электромотора выполнен из стали и имеет внешний вид цилиндра. Внутри корпуса имеются обмотки возбуждения, намотанные вокруг сердечников, прикрепленных к корпусу. Эти обмотки выполнены из толстой токопроводящей проволоки, способной выдержать сильный электрический ток. Обмотки генерируют электромагнитное поле, способное вращать якорь стартера . Одним из элементов якоря является сердечник, с канавками вдоль которого располагаются витки обмоток якоря. Оба конца каждой обмотки подключены к коллектору. Вращающие моменты, создаваемые каждой из обмоток, складываются, чтобы можно было вращать якорь, точнее вал якоря. Если посмотреть на стартер со стороны коллектора, то на якоре видно щеткодержатель.

Якорь стартера состоит из вала, сердечника с пазами на которые устанавливается обмотка стартера. Для подробного изучения предлагаю воспользоваться схемой устройства якоря стартера.
Втягивающее реле служит для подачи тока на мотор стартера и вводит бендикс в зацепление с маховиком для запуска двигателя. Устройство втягивающего реле, неисправности тягового реле. Как определить неисправности втягивающего реле?

Рассмотрим, как устроен щеткодержатель : в щеткодержателе объединены 4 щетки, прижимаемые к коллектору. Две из четырех щеток находятся в изолированных оправках и соединены с обмотками якоря и далее через коллектор с обмотками возбуждения. Те и другие заземлены на корпус.

Конструкция, типы и особенности втягивающих реле

В настоящее время на электростартерах используются одинаковые по конструкции и принципу работы втягивающие реле. Этот узел содержит два взаимосвязанных устройства — силовое реле и включающий его (а заодно и подводящий бендикс к маховику) соленоид с подвижным якорем.

Основу конструкции составляет цилиндрический соленоид с двумя обмотками — большой втягивающей и намотанной поверх нее удерживающей. На задней части соленоида располагается корпус реле, выполненный из прочного диэлектрического материала. На торцевой стенке реле располагаются контактные болты — это клеммы высокого сечения, через которые выполняется подключение стартера к аккумуляторной батарее. Болты могут быть стальными, медными или латунными, применение таких контактов обусловлено высокими токами в цепи стартера при пуске двигателя — они достигают 400-800 А и более, и простые клеммы при таком токе просто расплавились бы.

Читать еще:  Асинхронный двигатель своими руками чертежи

Внутри соленоида располагается подвижный шток, который со стороны реле несет контактный диск — круг из латуни или другого сплава. Шток пружиной отведен от контактных болтов, поэтому в нерабочем положении цепь разомкнута. Также внутри соленоида расположен массивный якорь, однако эта деталь не имеет жесткой фиксации и при необходимости легко вынимается. Якорь представляет собой металлический (стальной) стержень круглого сечения, он подпружинен и в нерабочем положении выступает из соленоида. На тыльном торце якоря предусмотрено углубление для упора в шток реле. На наружной части якоря выполнена проточка, отверстие, кронштейны или иное приспособления для соединения с вилкой привода стартера.

Вся эта конструкция помещена в металлический корпус (разборный или неразборный), на диэлектрическом корпусе реле располагаются клеммы для подключения узла к соответствующим электрическим цепям — силовой цепи, цепи замка зажигания и, если это предусмотрено, к цепи катушки зажигания. Реле жестко монтируется на корпусе стартера.

Тяговые реле, имея принципиально одинаковую конструкцию, делятся на два типа по функционалу (и количеству контактов со стороны реле):

  • Только с функцией замыкания силовой цепи — подача напряжения от аккумуляторной батареи на электродвигатель стартера;
  • С функцией замыкания силовой цепи и цепи катушки замыкания либо иного оборудования.

Реле первого типа имеет описанную выше конструкцию, а в реле второго типа предусмотрена дополнительная клемма с пружинящим контактом, который замыкается контактным диском. В реле первого типа есть только четыре клеммы — две силовых и две слаботочных (для подключения втягивающей и удерживающей обмоток), а в реле второго типа клемм уже пять — две силовых, две слаботочных и одна дополнительная.

Типы, устройство и функционал контактных групп замков зажигания

В настоящее время существует большое разнообразие контактных групп замков зажигания, однако все они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы. Любая контактная группа состоит из двух основных частей:

  • Поворотная часть, связанная с механизмом секретности (личинкой) выключателя зажигания;
  • Неподвижная контактная колодка, жестко смонтированная в нижней части корпуса замка.

Поворотная часть расположена непосредственно над контактной колодкой, внутри размещается механизм секретности замка зажигания, вся эта конструкция устанавливается в корпус замка, который монтируется на рулевую колонку или в приборную панель.

На неподвижной колодке из диэлектрического материала установлен ряд контактов, которые посредством клемм соединяются с соответствующими электрическими цепями автомобильной электросистемы. Контакты расположены в определенном порядке, который диктуется конструкцией подвижной части группы и последовательностью соединения электрических цепей при переводе ключа в различные положения. Как правило, контакты на колодке расположены в два ряда для экономии места, для предотвращения случайного замыкания контактов из внутреннего и внешнего рядов они могут располагаться на различных уровнях (то есть, быть разной высоты).

Поворотная часть обычно выполняется в виде кольца из диэлектрического материала, на котором располагаются ответные контакты в виде токопроводящих металлических (медных) дорожек или соединенных друг с другом отдельных контактных поверхностей (изготовленных из полос металла, в виде бронзовых полусферических контактов и т.д.). Контакты поворотной части обращены к контактам колодки, образуя контактную группу выключателя зажигания и стартера.

Дополнительно в контактной группе предусматривается возвратная пружина, обеспечивающая возврат поворотной части в предыдущее положение после успешного запуска двигателя (для предотвращения работы стартера при работающем моторе). Также в этой конструкции или непосредственно в личинке замка может выполнятся устройство фиксации в выбранных положения (кроме положения «Стартер»). В некоторых замках зажигания внутри контактной группы могут располагаться пластиковые световоды для декоративной подсветки (как, например, выполнено в автомобилях ВАЗ десятого семейства) и другие второстепенные компоненты.

Читать еще:  Я сижу в машине двигатель работает

Контактные группы отличаются типом клемм для соединения с электросистемой автомобиля, количеством положений и некоторыми особенностями функционала.

Устройства могут иметь различные клеммы:

  • Ножевые клеммы для индивидуальных разъемов или общей колодки, выполненные непосредственно на корпусе группы;
  • Штыревые клеммы с аналогичным расположением;
  • Резьбовые клеммы (обычные винты большого сечения);
  • Стандартный электрический разъем, выведенный на стенку корпуса замка зажигания;
  • Вынесенный стандартный электрический разъем, соединенный с контактной группой жгутом проводов.

Контактные группы могут иметь три, четыре или пять позиций в зависимости от функционала замка зажигания. В простейшем случае позиций всего три: «Выключено» (0 — электросистема автомобиля обесточена), «Зажигание» (I — ток подается на все приборы электросистемы, в том числе и на систему зажигания) и «Стартер» (II — ток от аккумуляторной батареи подается на электростартер через соответствующее реле). Однако в большинстве современных автомобилей предусмотрено четыре положения: LOCK («Блокировка», в этом положении электросистема обесточена, за исключением некоторых охранных/противоугонных систем, ключ можно вынуть), ACC («Дополнительное оборудование» — контактная группа включает различное электрическое оборудование автомобиля, среди которого освещение, отопитель, аудиосистема, некоторые системы безопасности), ON («Включено», соответствует позиции «Зажигание», контактная группа включает систему зажигания двигателя и все электроприборы автомобиля) и START («Стартер»). В некоторых замках зажигания предусматривается и пятая позиция — OFF («Выключено»), расположенное между LOCK и ACC.

По функционалу контактные группы примерно одинаковы — они входят в состав цепей зажигания, внешних и внутренних приборов освещения, салонной печки и многих других приборов. Также группа может быть связана с охранной (противоугонной) системой автомобиля. В целом же, через контактную группу осуществляется подача тока от аккумулятора к потребителям напрямую (для некоторых слаботочных приборов) или через соответствующие реле (в случае стартера).

Особенности пуска двигателя зимой

Отдельного внимания заслуживает включение автомобильного мотора в зимнее время. Техника под капотом охлаждается под действием низких температур, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик ДВС и сложностям с его запуском. Для включения необходимо использовать ряд рекомендаций:

  1. Заводить двигатель рекомендуют только при плюсовых температурах. К примеру, можно предварительно согреть пространство под капотом с помощью бытовых обогревателей, если машина хранится в гараже. Также рекомендуют парковать авто в теплых местах, что уменьшает время промерзания мотора. Для полного остывания масла после езды потребуется несколько часов на морозе, поскольку оно разогревается до температуры 90 градусов.
  2. При повороте ключа (стартера) необходимо выжимать педаль сцепления двигателя. Это позволяет отключить коробку передач, которая увеличивает значение пускового тока вдвое, поскольку происходит проворачивание всех ее шестерней. В моторе масло менее вязкое, что обеспечивает небольшие показатели сопротивления при повороте зажигания.
  3. Выключить все приборы до запуска двигателя. Лишнее оборудование будет увеличивать размер пускового тока. Чем больше вспомогательных устройств включено, тем выше требуемая мощность для включения ДВС. Необходимо отключить освещение салона габаритные огни, магнитолу и другую технику.

Если вышеописанные рекомендации не помогают, проблема заключается в автомобильном аккумуляторе. В таком случае необходимо прикурить батарею от другой машины или использовать специальный бустер.

Система запуска автомобильного двигателя значительно улучшилась с момента ее создания. Если первоначально требовалось руками стартовать мотор, то сейчас достаточно повернуть ключ зажигания, а машина придет в рабочее состояние. Единственная проблема, которую необходимо решить конструкторам, это защита АКБ и стартера от холодных температур.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector