Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Система электрического пуска

Назначение, требования, компоновочные схемы.Система пуска представляет собой комплекс устройств, предназначенных для принудительного вращения коленчатого вала при пуске двигателя.

Требования к системе пуска: обеспечение пусковой частоты вращения при различных условиях эксплуатации автомобиля, высокая надежность, малые габаритные размеры и удельная масса, возможность автоматизации процесса пуска.

При пуске двигателя пусковое устройство (стартер) должно обеспечить заданную (пусковую) частоту вращения. Это необходимо для создания в камере сгорания в конце такта сжатия достаточного давления и требуемой температуры смеси (в дизеле - воздуха). Только в этом случае смесь может воспламениться и образовать надежный фронт распространения пламени по всей камере сгорания. Для карбюраторных двигателей пусковая частота вращения составляет 40...80 мин-1, для дизелей — 150...300 мин-1.

Большая частота вращения для дизелей обусловлена тем, что для воспламенения топлива, впрыскиваемого форсункой, нужна более высокая температура, чем в карбюраторных двигателях.

Для обеспечения такой частоты вращения стартер должен преодолеть момент сопротивления двигателя при пуске (момент сил трения; момент сил сжатия смеси; момент сил инерции). Момент сил трения вызывается трением во всех парах трения механизмов двигателя (в КШМ, ГРМ, насосах и др.) и зависит от мощности (литража), числа цилиндров, технологии изготовления, а также от вязкости масла, на которую сильно влияет температура масла (окружающего воздуха). Момент сил сжатия смеси действует только первые полоборота (в четырехцилиндровых двигателях), а затем компенсируется в процессе расширения газов в других цилиндрах. Момент сил инерции действует в первые 2...3 с, когда частота вращения коленчатого вала увеличивается от 0 до пусковой частоты вращения. Однако в начальный момент трогания он достигает больших значений.

Различают системы пуска (ручные и с помощью инерционные, пневматические, гидропневматические, электрические и механические вспомогательного двигателя внутреннего сгорания). В основном применяют электрическую (электростартерную) систему, которая лучше остальных систем отвечает перечисленным ранее требованиям.

Электрическая система состоит из аккумуляторной батареи, стартера, механизма привода, цепи управления и средств облегчения пуска.

В начальный момент трогания двигателя для создания высокого момента стартер потребляет ток 100...500 А и более. Такой режим может обеспечить стартерная аккумуляторная батарея. При работе системы электроснабжения (во время движения автомобиля) батарея работает циклически: то заряжается, то разряжается. В городских условиях средняя частота включений двигателя составляет 22...28 раз на 100 км пути.

Стартеры. Электромеханические характеристики стартеров. В качестве стартеров применяют электрические двигатели постоянного тока, подразделяя их на двигатели последовательного, параллельного и смешанного возбуждения. Это определяется способом подключения обмотки возбуждения относительно обмотки якоря. У двигателей с параллельным подключением обмотки возбуждения ток в ней не зависит от тока нагрузки (тока якоря). Поэтому электромеханическая характеристика такого двигателя достаточно стабильная, т.е. частота вращения практически не меняется с ростом момента нагрузки.

В электродвигателях последовательного возбуждения ток в обмотке возбуждения равен току в обмотке якоря и магнитный поток пропорционален току якоря. В результате этого электромеханическая характеристика двигателя имеет «падающий» характер, т.е. с уменьшением момента сопротивления на валу двигателя частота вращения увеличивается. При «нулевой» нагрузке двигатель идет «в разнос», т.е. частота вращения растет неограниченно. Двигатели последовательного возбуждения чаще всего применяют в качестве стартеров пуска основных двигателей. В начальный момент пуска они могут создать большой вращающий момент при малых частотах вращения.

В некоторых случаях применяют стартеры со смешанным возбуждением, характеристика которых занимает промежуточное положение.

Механизм привода служит для соединения стартера с основным двигателем и разъединения их в начале работы основного двигателя. Механизм привода должен обеспечивать безударное включение шестерен, пусковую частоту вращения коленчатого вала, ввод шестерни стартера в зацепление раньше или одновременно с подачей тока в обмотки электродвигателя, отключение стартера и вывод шестерен из зацепления в начале работы основного двигателя.

Безударное соединение шестерни стартера с венцом маховика достигается скруглением торцов зубьев и вращением ее при вводе в зацепление. Передаточное число от вала стартера к валу основного двигателя (отношение числа зубьев венца маховика к числу зубьев шестерни стартера) составляет 10...15. Это обеспечивает необходимую пусковую частоту вращения коленчатого вала. После пуска двигателя частота вращения его коленчатого вала составляет 800...1200 мин-1. В этом случае уже двигатель может вращать вал стартера с частотой 12000...18000мин-1. На такую частоту вращения стартер не рассчитан - он выйдет из строя. Для разъединения стартера и основного двигателя устанавливают муфты свободного хода (МСХ).

Когда стартер является ведущим (до начала работы двигателя), муфта свободного хода заклинивает шестерню на валу стартера. После пуска двигатель начинает работать устойчиво и становится ведущим. Тогда муфта разблокирует соединение «шестерня — вал стартера» и вал начнет вращаться отдельно.

При передаче больших вращающих моментов (в автомобилях КамАЗ, КАЗ) роликовая муфта работает ненадежно, поэтому здесь применяют храповую муфту свободного хода.

Вывод шестерни из зацепления у большинства стартеров происходит после отключения питания стартера за счет вращения шестерни по винтовой нарезке вала, направление витков которой противоположно направлению вращения.

Электрическое управление стартером в современных автомобилях почти везде дистанционное. При таком управлении электродвигатель стартера соединяется с аккумуляторной батареей с помощью тягового реле стартера.

На автомобилях с карбюраторными двигателями оно включается через замок зажигания и реле стартера. В стартерах применяют двухобмоточные тяговые реле.

В стартерах для пуска дизелей контакты замка зажигания включают сначала промежуточное реле, а затем тяговое. Это обусловлено тем, что для включения тягового реле требуется ток силой 30...40 А, на который не рассчитаны контакты замка зажигания.

Для предотвращения включения стартера на работающем двигателе в последние модели стартеров введено специальное реле блокировки. Оно реагирует на сигналы специальных датчиков. Ими могут быть датчики частоты вращения (тахометры), давления масла в смазочной системе. Но чаще всего реле реагирует на номинальное напряжение генератора, т.е. когда генератор вырабатывает номинальное напряжение, все реле стартера не срабатывают. Сигнал напряжения снимается с одной из фаз генератора или с дополнительной специальной обмотки.

Устройство стартеров. Электростартер состоит из объединенных в одном агрегате электродвигателя, механизма привода и системы управления. Конструкции большинства моделей стартеров однотипные.

Стартеры с редукторами. Чем больше частота вращения электродвигателя, тем он компактнее и обладает меньшей массой. Однако передаточное число от приводной шестерни к маховику не может быть более 16, так как при большем его значении труднообеспечить механическую прочность приводной шестерни.

В 80-е годы XX в. был начат выпуск стартеров с встроенными редукторами, что позволило в 1,5...2 раза уменьшить их габаритные размеры за счет увеличения частоты вращения якоря до 15000...20000 мин-1, сохранив при этом пусковую частоту вращения двигателя. Внутри корпуса стартеров размещен планетарный или рядный с внешним (или внутренним) зацеплением шестерен механизм, понижающий частоту вращения якоря в 3...4 раза. Для повышения прочности и снижения момента инерции в стартерах использованы обмотки из алюминия, более термостойкие изоляционные материалы. Эти стартеры кроме более высокого КПД создают меньшую нагрузку на аккумуляторную батарею, так как пусковые моменты меньше, потребляют меньшую мощность при малых нагрузках. В то же время они создают более тяжелые условия работы муфты свободного хода, больший шум, тяжелые условия работы щеточно-коллекторного узла, повышенные требования к изготовлению. Считается, что преимущества таких стартеров проявляются при мощности более 1 кВт.

Средства облегчения пуска.При низких температурах пуск двигателя затруднен. Это обусловлено следующими факторами: ухудшением характеристики аккумуляторной батареи и соответственно стартера; увеличением момента сопротивления двигателя из-за повышения вязкости масла; невозможностью хорошо подогреть смесь (воздух в дизеле) из-за повышенной теплоотдачи нагревающейся при сжатии смеси (воздуха); плохой испаряемостью бензина, а следовательно, невозможностью образования качественной топливовоздушной смеси.

Для облегчения пуска применяют мероприятия с целью повысить характеристики электропусковой системы (аккумулятор-стартер), подогреть двигатель (масло, воздух) и принудительно поджечь смесь. Повышение характеристик электропусковой системы подразумевает повышение напряжения питания стартера. Для этого утепляют аккумуляторные батареи и производят их предпусковой подзаряд или применяют вспомогательные источники питания. Предпусковой подзаряд производят при температуре ниже -10 °С током 0,9С20 в течение 10 мин.

Вспомогательные источники питания представляют тележки с дополнительными аккумуляторными батареями (агрегат Э536) или источники питания, работающие от трехфазной сети (агрегат Э307 или Э312), с трехфазным трансформатором и выпрямителем.

Средства подогрева применяют в основном для пуска дизелей, монтируя их на двигателе. Различают средства подогрева воздуха (электрофакельный подогреватель и свечи подогрева), средства воспламенения смеси (свечи накаливания), средства подогрева всего двигателя (предпусковые подогреватели).

Свечи накаливания устанавливают во впускном коллекторе или в камере сгорания так, чтобы на них не попадало топливо из форсунок. Спираль свечи нагревает перемещающийся мимо него поток воздуха. Время нагрева свечи до пуска двигателя 30...60 с, потребляемый ток 40...50 А, температура нагрева элемента 900...1050 °С. Когда двигатель начнет устойчиво работать, свечи должны быть отключены.

Электрофакельные подогреватели устанавливают во впускном коллекторе дизелей литражом более 5 л. Нагревательный элемент (спираль накаливания) подогревателей включается до пуска, а электромагнитный клапан при пуске открывается и пропускает топливо к спирали. Попадая на раскаленную спираль, топливо горит, а проходящий в цилиндры холодный воздух нагревается, захватывает пламя и разносит по цилиндрам, обеспечивая подогрев камеры сгорания и воспламенение основной части топлива, впрыскиваемого форсунками. После пуска двигателя подогреватель выключают. При этом клапан перекрывает подачу топлива к спирали.

Предпусковые подогреватели (например, ПЖД-30 для автомобилей КамАЗ) обеспечивают пуск двигателей при температуре ниже - 30 °С. Они состоят из форсунки, спирали накаливания для поджигания топлива, подаваемого форсункой, и вентилятора, обеспечивающего обдув поддона горячими газами. Одновременно подогревается жидкость системы охлаждения двигателя. Пусковые подогреватели работают на том же топливе, что и двигатель.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:1373

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.