Характеристика стартеров и организация их ремонта

Характеристика стартеров и организация их ремонта

Назначение, устройство, принцип действия стартера

Тип системы пуска определяет используемая энергия и конструкция основного пускового устройства (стартера). Для пуска автомобильных двигателей используют системы электростартерного пуска. Они надёжны в работе, обеспечивают дистанционное управление и возможность автоматизации процесса пуска двигателей с помощью электротехнических устройств. Структуры схем систем электростартерного пуска отличаются между собой незначительно. В системах управления электростартером предусмотрены электромагнитные тяговые реле дополнительные реле и реле блокировки, обеспечивающие дистанционное включение, автоматическое, отключение стартера от аккумуляторной батареи, после пуска двигателя и предотвращение включения стартера при работающем двигателе.

Источником энергии в системах электростартерного пуска является стартерная свинцовая аккумуляторная батарея - химический источник тока, поэтому в электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Характеристики стартерного электропривода с электродвигателями постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения хорошо согласуются со сложным характером нагрузки, создаваемой поршневым двигателем при пуске.

Стартерный электродвигатель получает питание от аккумуляторной батареи через замкнутые контакты 2 тягового электромагнитного реле. При замыкании контактов выключателя S приборов и стартера, дополнительного реле или реле блокировки втягивающая 3 издерживающая 4 обмотки тягового реле подключаются к аккумуляторной батарее GB. Якорь 5 тягового реле притягивается к сердечнику электромагнита и с помощью штока 6 и рычага 7 механизма привода вводит шестерню 10 в зацепление с зубчатым венцом 11 маховика двигателя.

В конце хода якоря 5 контактная пластина 2 замыкает силовые контактные болты, и стартерный электродвигатель 12, получая питание от аккумуляторной батареи, приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

После пуска двигателя муфта свободного хода 9 предотвращает передачу вращающего момента от маховика к валу якоря электродвигателя.

Шестерня привода не выходит из зацепления с венцом маховика до тех пор, пока замкнуты контактные болты 1. При размыкании выключателя S втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле подсоединяется к аккумуляторной батарее последовательно через силовые контактные болты 1. Так как число витков у обеих обмоток одинаково и по ним при последовательном соединении проходит один и тот же ток, обмотки при разомкнутом выключателе S создают два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается, возвратная пружина перемещает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню 10 из зацепления с зубчатым венцом маховика. При этом размыкаются и силовые контактные болты 1.

Недостатком систем электростартерного пуска с дистанционным управлением является большое количество элементов и необходимость применения сложных конструкций стартеров. Однако их использование позволяет уменьшить длину силовых электроцепей стартерного электродвигателя и тягового реле, уменьшить продолжительность пуска, расход энергии на пуск и тем самым увеличить срок службы аккумуляторной батареи и стартера.

Автомобильные электростартеры отличаются по способу управления и возбуждения, типу механизма привода, способу крепления на двигателе и степени защиты от проникновения пыли и воды.

По типу и принципу работы приводных механизмов выделяют стартеры с электромеханическим перемещением шестерни привода, которые получили наибольшее распространение, и стартеры с инерционным или комбинированным приводом. Для предотвращения разноса якоря после пуска двигателя в автомобильные электростартеры устанавливают роликовые, храповые и фрикционно-храповые муфты свободного хода.

Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, электромагнитного тягового реле и механизма привода. В стартер может быть встроен дополнительный редуктор.

Узлами и деталями электростартера с электромеханическим включением шестерни являются корпус 22 (рис.10.5) с полюсами 21 и катушками 20 обмотки возбуждения, якорь 24 с обмоткой и коллектором 16, механизм привода муфтой свободного хода 2, шестерней 1 и буферной пружиной 4, электромагнитное тяговое реле с корпусом 8, обмоткой 9, контактными болтами 13 с контактами 12, крышка 6 со стороны привода, крышка 17 со стороны коллектора и щеточный узел с щеткодержателями 15, щетками 19 и щеточными пружинами 14. Корпусы (рис. 10.6) электростартеров изготавливают из трубы или стальной полосы с последующей сваркой стыка.

С целью улучшения герметизации корпус не имеет окон для доступа к щеткам. Длина корпуса в 1,6-2 раза больше длины пакета якоря. Толщина корпуса зависит от диаметра D корпуса и составляет (0,05-0,08) D. В корпусе 2 предусмотрено отверстие для выводного болта 8 обмотки возбуждения. Корпус может иметь установочные прорези на торцах и конусообразные проточки для установки уплотнительных колец.

К корпусу 2 винтами 3 крепят полюсы 12 с катушками 1 обмотки возбуждения. Все автомобильные стартёры выполняют четырехполюсными. Катушки последовательных и параллельных обмоток возбуждения устанавливают на отдельных полюсах, поэтому число катушек равно числу полюсов.

Катушки (рис. 10.8) последовательной обмотки имеют небольшое число витков неизолированного медного провода 3 прямоугольного сечения марки ПММ. Между витками катушки прокладывают электроизоляционный картон толщиной 0,2-0,4 мм. Катушки параллельной обмотки возбуждения наматывают изолированным, круглым проводом марок ПЭВ-2 и ПЭТВ снаружи катушки изолируют лентой из изоляционного материала (хлопчатобумажная тафтяная лента, батистовая лента). Внешняя изоляция после пропитывания лаком и просушивания имеет толщину 1,-1,5 мм. Перспективно применение полимерных материалов при изолировании катушек, с помощью которых можно получить покрытия, равномерные по, толщине, стойкие к воздействию агрессивной среды и повышенной температуры.

Якорь (рис. 10.9) стартера представляет собой шихтованный сердечник, в пазы которого укладываются секции обмотки. В шихтованном сердечнике меньше потери на вихревые токи. Пакет якоря напрессован на вал 4, вращающийся в двух или трех опорах с бронзографитовыми подшипниками, подшипниками из других порошковых материалов, либо с п6дшипниками качения.

В стартерных электродвигателях применяют простые волновые обмотки с одно- и двухвитковыми секциями (см. рис.10.9, б). Одновитковые секции выполняют из неизолированного прямоугольного провода. Обмотки с двухвитковыми секциями наматывают круглыми изолированными проводами (ПЭВ-2 и ПЭТВ).

Концы секций обмотки якоря укладывают в прорези “петушков” коллекторных пластин. Конец одной секции и начало следующей по ходу обмотки присоединяют к одной коллекторной пластине.

На лобовые части обмотки якоря накладывают бандажи, состоящие из нескольких витков проволоки, xлопчатобумажного шнура или стекловолокнистого материала, намотанных на прокладку из электроизоляционного картона.

Бандаж из стекловолокна менее дорогостоящий, для него можно не применять крепежные скобы. Бандаж может быть изготовлен в виде алюминиевого кольца с изоляционной кольцевой прокладкой из гетинакса или текстолита. Лобовые части секций изолируют друг от друга электроизоляционным картоном.

В электростартерах применяют сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке, а также цилиндрические торцовые коллекторы с пластмассовым корпусом.

Сборные цилиндрические коллекторы (рис. 10.12, а), применяемые на стартерах большой мощности, составляют из медных пластин и изолирующий прокладок из миканита, слюдинита или слюдопласта. Пластины в коллекторе закрепляются с помощью металлических нажимных колец 2 и изоляционных корпусов 4 по боковым опорным поверхностям. От металлической втулки 1, которую напрессовывают на ва/i якоря, медные пластины изолируют цилиндрической втулкой из миканита.

Рабочая поверхность коллектора должна иметь строго цилиндрическую форму. Монолитность конструкции и биение рабочей поверхности сборных цилиндрических коллекторов зависят от точности изготовления сопрягаемых деталей. Вследствие податливости изоляционных прокладок между пластинами первоначальная форма сборного цилиндрического коллектора в процессе эксплуатации может измениться, что приводит к усилению искрения под щётками.

В цилиндрических коллекторах с пластмассовым корпусом (рис. 10.12, б) пластмасса является формирующим элементом коллектора. Она плотно охватывает сопрягаемые поверхности независимо от конфигурации и точности изготовления коллекторных пластин, изолирует коллекторные пластины от вала и воспринимает нагрузки. В отечественной автопромышленности качестве пресс-материала чаще всего используется пластмасса АГ-4С. Для повышения прочности коллектора применяют армировочные кольца из металла и пресс-материала. При небольших размерах коллектор может быть изготовлен из цельной цилиндрической заготовки, разрезаемой после опрессовки пластмассой на отдельные ламели.

Торцовые коллекторы (рис. 10.12, в) по сравнению с цилиндрическими имеют меньшие размеры и металлоемкость. Рабочая поверхность торцового коллектора находится в плоскости, перпендикулярной к оси вращения якоря. При изготовлении торцового коллектора из медной втулки формируется пластина в виде диска с отверстием, прямоугольными пазами по числу требуемых коллекторных пластин и кольцевыми выступами. Диск со стороны выступов опрессовывается пластмассой. В пластмассовом корпусе прошивают внутреннее отверстие для напрессовки коллектора на вал. Для разделения пластин производится обсечка коллектора по наружному диаметру.

Щетки в щеткодержателях должны перемещаться свободно, но без сильного бокового люфта,

В электростартерах применяют меднографитные щетки с добавками свинца и олова. Содержание графита выше в щетках для мощных стартеров и стартеров для тяжелых условии-эксплуатации. Плотность тока j_щ в щетках электростартеров находится в пределах 40-100 А/см². От допустимой плотности тока зависят размеры щеток и падение напряжения под щетками Uщ.

Крышки со стороны коллектора изготавливают методом литья из чугуна, стали, алюминиевого или цинкового сплава, а также штампуют из стали. Крышки могут иметь дисковую или колоколообразную форму. В крышках колоколообразной формы предусмотрены окна для доступа к щеткам.

Крышки со стороны привода изготавливают методом литья из алюминиевого сплава или чугуна. Конструкций крышки зависит от материала, из которого она изготовлена, типа механизма привода, способа крепления стартера на двигателе и тягового реле на стартере. Установочные фланцы крышки имеют два или большее число отверстий под болты крепления стартера. Фланцевое крепление стартера к картеру сцепления дает возможность сохранить постоянство межосевого расстояния в зубчатом зацеплении при снятии и повторной установке стартера. В крышке предусмотрено отверстие, которое позволяет шестерне привода входить в зацепление с венцом маховика.

В крышках и промежуточной опоре устанавливают подшипники скольжения. Промежуточную опору предусматривают в стартерах с диаметром кopпyca 115 мм и более. Подшипники смазывают в процессе производства и при необходимости во время технического обслуживания в эксплуатации. В стартерах большой мощности для грузовых автомобилей бобышки подшипников имеют масленки с резервуарами для смазочного материала и смазочными фильцами.

Управляемые дистанционно тяговые реле обеспечивают, ввод шестерни, в зацепление с венцом маховика и подключают стартерный электродвигатель к аккумуляторной батарее. Они отличаются по способу крепления на стартере, количеству обмоток, конструкции контактного устройства и форме стопа электромагнита.

На большинстве стартеров тяговое реле располагают на приливе крышки 27 (см. рис. 10.14) со стороны привода. С фланцем прилива крышки реле соединяют непосредственно или через дополнительные крепежные элементы.

Реле может иметь одну или две обмотки, намотанные на латунную втулку, в которой свободно перемещается стальной якорь 11 (рис. 10.15), воздействующий на шток 15 с подвижным контактным диском 4. Два неподвижных контакта в виде контактных болтов 2.1 закрепляют в пластмассовой крышке.

В двухобмоточном реле удерживающая обмотка 13, рассчитанная только на удержание якоря, реле 11 в притянутом к сердечнику 16 состоянии, намотана проводом меньшего сечения и имеет прямой, выход на “массу”. Втягивающая обмотка 14 подключена параллельно контактам реле. При включении реле она действует согласно с удерживающей обмоткой и создает необходимую силу притяжения, когда зазор между якорем 11 и сердечником 16 максимален. Во время работы стартерного электродвигателя замкнутые контакты тягового реле шунтируют втягивающую обмотку и выключают ее из работы.

Контактные системы могут быть разделенной или неразделенной конструкции. При неразделенной контактной системе (см. рис.. 10.15) подвижный контакт снабжен пружиной 7. Перемещение подвижного контактного диска в исходное нерабочее положение обеспечивает возвратная пружина 9. В разделенной контактной системе (рис. 10.16) подвижный контактный диск 10 не связан жестко 6 якорем 13 реле.

Контактный диск круглой, фасонной или прямоугольной формы устанавливают между изоляционной втулкой и шайбой на штоке. Это обеспечивает надёжное соединение контактов реле при возможном перекосе и перемещении диска вдоль оси штока за счет сжатия пружин контактной системы.

Тяговое реле рычагом связано с механизмом привода, расположенным на шлицевой части вала. Рычаг воздействует на привод через поводковую муфту. Его отливают из полимерного материала или выполняют составным из двух штампованных стальных частей, которые соединяют заклепками или сваркой.

Крепление стартеров на двигателях

Обычно стартер располагают сбоку картера двигателя, при этом крышка со стороны привода обращена в сторону маховика и входит в отверстие картера сцепления.

Стартеры мощностью свыше 4,4кВт с диаметром корпуса 130-180 мм устанавливают в углублениях специальных приливов двигателя. К посадочной, поверхности прилива двигателя корпус стартера прижимается стальными лентами или литыми скобами. От проворота стартер фиксируют шпонками или штифтами. Шестерня механизма привода стартера может быть установлена между опорами под крышкой или консольно за ее пределами.

Защита от посторонних тел и воды

В эксплуатации стартеры подвержены воздействию влаги, масла, грязи. Конструкция стартера предусматривает защиту от них. Лучше защищены стартеры грузовых автомобилей. Герметизация обеспечивается установкой в местах разъема резиновых колец, применением втулок и уплотнительных прокладок из мягких пластических материалов. Герметизация стартера в местах вывода обмоток тягового реле и стартера обеспечивается установкой резиновых, шайб. Попадание в стартер и тяговое реле грязи, влаги и посторонних тел исключается благодаря установке резинового сильфона 19 (рис. 10.19) и резиновой армированной манжеты 27 в промежуточной опоре 26. Герметизирующий сильфон 19 не должен препятствовать регулированию механизма привода.

Техобслуживание и ремонт стартера.

я№ п/п.	Выполняемая операция
I. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.	Снятие. Ослабьте затяжку хомута и снимите шланг воздухозаборника с корпуса воздушного фильтра. Ослабьте затяжку хомута и снимите шланг с воздухозаборника. Ослабьте затяжку нижней гайки крепления воздухозаборника на два-три оборота. Отверните верхнюю гайку крепления воздухозаборника. Снимите воздухозаборник. Отверните две гайки крепления теплоизоляционного щитка. Снизу автомобиля отверните болт крепления щитка к кронштейну правой опоры двигателя. Снимите щиток. Снизу автомобиля отверните нижний болт крепления стартера. Отверните два верхних болта крепления стартера. Сдвиньте стартер вперёд для удобства доступа к наконечникам проводов на тяговом реле. Снимите провод с тягового реле. Отверните гайку и снимите провод с верхнего контактного болта тягового реле. Снимите стартер вверх.
II. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.	Разборка. Отвернуть гайку на нижнем контактном болту тягового реле и отсоединить от него вывод обмоток стартера, сняв пружинную и две плоские шайбы. Вывернуть три винта крепления тягового реле к крышке стартера со стороны привода и снять тяговое реле, поддерживая якорь. Вынуть из якоря пружину. Подтянуть якорь вверх, вывести из зацепления с рычагом привода и снять. Вывернуть два винта крепления защитного кожуха стартера и снять кожух. Поддев отвёрткой, снять стопорное кольцо вала ротора и шайбу. Вывернуть два стяжных болта и отделить крышку со стороны привода от корпуса (со стартером). Вывернуть винты крепления обмоток статора и соединительного провода (перемычки) от пластин щёткодержателя. Снять изолирующую трубку. Разъединить крышку со стороны коллектора и корпус со стороны стартера. Вынуть из щёткодержателя перемычку обмоток статора. Снять щётки статора и пружины щёток, поддев отвёрткой. Выпресовать задний подшипник (втулку) из задней крышки стартера, используя оправку подходящего диаметра. Вынуть шплинт от рычага привода стартера из задней крышки. Вынуть ось рычага привода стартера с помощью тонкой отвёртки. Снять резиновую заглушку и вывести из зацепления с муфтой плечи рычага привода стартера, снять якорь с муфтой. Вынуть из передней крышки рычаг привода стартера. Сдвинуть упорную шайбу, установленную на валу якоря, к муфте привода стартера и снять опорное кольцо, разжимая его двумя отвёртками. Снять муфту привода с вала якоря стартера. Выпресовать передний подшипник (втулку) из крышки стартера со стороны привода.
III. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.	Дефектовка деталей стартера. Проверьте высоту щёток, если высота 12 мм. и менее, то замените щётки новыми. Проверьте состояние обмоток статора. Обмотка не должна иметь следов прогара изоляции, а полюса статора - механических повреждений. Трещины, износ втулки со стороны коллектора не допускаются. Якорь не должен иметь повреждений (забоин и задиров) шлицев и цапф вала. Коллектор якоря не должен иметь следов обгорания. Проверьте лёгкость перемещения якоря тягового реле стартера, а также замыкаются ли контактные болты контактной пластиной. Зубья шестерни муфты привода не должны иметь значительного износа. Рычаг привода стартера не должен иметь трещин и следов значительного износа пазов вилок.
IV. 1. 2. 3.	Ремонт. Если необходимо, очистить мелкой шлифовальной шкуркой поверхность коллектора якоря. Обдуть коллектор сжатым воздухом и промыть бензином или спиртом. Смазать моторным маслом шлицевую поверхность вала якоря, цапфы вала, шестерню муфты привода, а также подшипники (втулки) в крышках стартера.
V. 1.	Сборка. Перед сборкой смазать моторным маслом винтовые шлицы вала якоря и ступицы обгонной муфты, шестерню и втулку задней крышки. Поводковое кольцо привода смазать смазкой Литол-24. Сборка стартера выполняется в порядке, обратном разборке. Подбором толщины регулировочной шайбы обеспечьте свободный осевой ход якоря не более 0,5 мм. На стяжной болт, проходящий около выводов обмотки статора, наденьте изолирующую пластмассовую трубку.

Неисправности, причины, способы устранения.

Неисправность	Причина	Способ устранения
При включении стартера якорь не вращается, тяговое реле не срабатывает	Неисправна или полностью разряжена аккумуляторная батарея	Зарядите батарею или замените
	Сильно окислены полюсные выводы аккумуляторной батареи и наконечники проводов; слабо затянуты наконечники	Очистите полюсные выводы и наконечники проводов, затяните и смажьте вазелином
	Межвитковое замыкание во втягивающей обмотке тягового реле, замыкание ее на массу или обрыв	Замените тяговое реле
	Обрыв в цепи питания тягового реле стартера	Проверьте провода и их соединения в цепи между штекером «50» стартера и аккумуляторной батареей
	Не замыкаются контакты «30» и «50» выключателя зажигания	Замените контактную часть выключателя зажигания
	Заедание якоря тягового реле	Снимите реле, проверьте легкость перемещения якоря
	Неисправно реле включения стартера	Зачистите контакты реле. Неисправное реле замените
	Обрыв в цепи питания обмотки реле включения стартера	Проверьте провода и их соединения в цепи между штекером «50» выключателя зажигания и штекером «86» реле
При включении стартера якорь не вращается или вращается слишком медленно, тяговое реле срабатывает	Неисправна или разряжена аккумуляторная батарея	Зарядите батарею или замените
	Окислены полюсные выводы аккумуляторной батареи и наконечники проводов; слабо затянуты наконечники	Очистите полюсные выводы и наконечники проводов, затяните и смажьте вазелином
	Ослабло крепление наконечников провода, соединяющего силовой агрегат с кузовом или с выводом «минус» аккумуляторной батареи	Подтяните крепления наконечников провода
	Окислены контактные болты тягового реле или ослабли гайки крепления наконечников проводов на контактных болтах	Зачистите контактные болты, затяните гайки крепления проводов
	Подгорание коллектора, зависание щеток или их износ	Зачистите коллектор, замените щетки
	Обрыв или замыкание в обмотках статора или якоря	Замените статор или якорь
	Замыкание щеткодержателя «положительной» щетки на масс	Устраните замыкание или замените крышку со стороны коллектора
При включении стартера тяговое реле многократно срабатывает и отключается	Разряжена аккумуляторная батарея	Зарядите батарею
	Большое падение напряжения в цепи питания тягового реле из-за сильного окисления наконечников проводов	Проверьте провода и их соединения в цепи от аккумуляторной батареи до штекера «50» стартера
	Обрыв или замыкание в удерживающей обмотке тягового реле	Замените тяговое реле
При включении стартера якорь вращается, маховик не вращается	Пробуксовка муфты свободного хода	Проверьте стартер на стенде, замените муфту
	Поломка рычага включения муфты или выскакивание его оси	Замените рычаг или установите на место его ось
	Поломка поводкового кольца муфты или буферной пружины	Замените муфту
Необычный шум стартера при вращении якоря	Ослабло крепление стартера или поломана его крышка со стороны привода	Подтяните гайки крепления или отремонтируйте стартер
	Стартер закреплен с перекосом	Проверьте крепление стартера
	Чрезмерный износ втулок подшипников или шеек вала якоря	Замените стартер
	Ослабло крепление полюса статора (якорь задевает за полюс)	Затяните винт крепления полюса
	Повреждены зубья шестерни привода или венца маховика	Замените привод или маховик
Шестерня не выходит из зацепления с маховиком	Заедание рычага привода	Замените рычаг
	Заедание муфты на шлицах вала якоря	Зачистите шлицы и смажьте их моторным маслом
	Ослабли или поломаны пружины муфты или тягового реле	Замените муфту или тяговое реле
	Соскочило стопорное кольцо со ступицы муфты	Замените поврежденные детали
	Заедание якоря тягового реле	Замените тяговое реле или устраните заедание

Особенности работы электростартеров и требования к электростартерам

Электростартер получает питание от аккумуляторной батареи - автономного источника электроэнергии ограниченной мощности. Вследствие внутреннего падения напряжения в батарее напряжение на выводах электростартера не остается постоянным, а уменьшается с увеличением нагрузки и силы потребляемого тока.

Сила тока электростартеров может составлять несколько сот и даже тысяч ампер. При такой силе тока на характеристики стартерного электродвигателя большое влияние оказывает падение напряжения в стартерной сети, т.е. в стартерном проводе и “массе”.

Характеристики стартерных электродвигателей зависят от емкости и технического состояния аккумуляторной батареи. “Семейству” вольт-амперных характеристик батареи (см. рис. 10.33) соответствует “Семейство” рабочих и механических характеристик стартерного электродвигателя.

Для стартерного электропривода двигателя характерна значительная неравномерность нагрузки, обусловленная резким изменением момента сопротивления, от сил давления газов в цилиндрах и сложной кинематикой кривошипно-шатунного механизма. При переменной нагрузке снижается мощности и КПД системы пуска, что необходимо учитывать при выборе мощности стартерного электродвигателя и емкости аккумуляторной батареи.

Режим работы электростартеров - кратковременный с длительностью включения до 10 с при температуре 20°С. При отрицательных температурах допускается, длительность работы до 15 с для стартеров бензиновых двигателей и до 20 с для, стартеров дизелей.

Длительное время по отношению к периоду прокручивания коленчатого вала двигателя стартер может работать в режимах полного торможения и холостого хода. Якорь стартера должен без повреждений в течение 20 с выдерживать нагрузки, возникающие при частоте вращения коленчатого вала, на 20% превышающей частоту его вращения в режиме холостого хода.

Якорь стартера должен иметь надежный привод к коленчатому валу при пуске двигателя и автоматически отключаться от него после осуществления пуска. Конструкция стартерами зубчатая передача должны обеспечивать надежный ввод шестерни в зацепление и передачу коленчатому валу двигателя вращающего момента. Шестерня привода стартера не должна самопроизвольно входить в зацепление с венцом маховика. Муфта свободного хода привода должна защищать якорь от механических повреждении.

Тяговое реле стартера должно обеспечивать ввод шестерни в зацепление и включение стартера при снижении напряжения до 9 В Для Uн=12 В и до 18 В для Uн=24 В при температуре окружающей среды (20±5)°С. Контакты тягового реле должны оставаться замкнутыми при снижении напряжения на выводах стартера до 5,4 и 10,8 В При номинальных напряжениях соответственно 12 и 24 В.

Автомобильные электростартеры имеют степень защиты не ниже IRX4 (по ГОСТ 14254-80), кроме полости механизма привода.

Пусковой цикл (попытка пуска) на двигателе (на стенде) не должен превышать 15 с при температуре окружающей среды (20±5)°С. Допускается не более трех пусковых циклов подряд с перерывам между ними не менее 30 с. После охлаждения стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пусковой цикл.

Не допускается нагружать стартер более чем на номинальную мощность. Повышение температуры стартера во время пусковых циклов не должно приводить к изменениям, отрицательно влияющим на его работоспособность.

Рациональному использованию аккумуляторной батареи, имеющей в системе пуска относительно большую массу и в наибольшей степени подверженной влиянию эксплуатационных факторов, способствуют правильное согласование характеристик элементов системы, пуска и обоснованный выбор ее схемы и параметров, при которых расходуется минимальное количество энергии источника тока.

Для уменьшения длины стартерных проводов, габаритных размеров и массы стартера и батареи, а также для удобства их установки и технического обслуживания важно предусмотреть рациональное размещение элементов системы пуска двигателя на автомобиле.

Параметром, определяющим рациональное согласование мощностной характеристики пускового устройства с пусковыми характеристиками двигателя, является передаточное число привода. При изменении передаточного числа привода меняется наклон механической характеристики стартерного электродвигателя, приведенной к коленчатому валу двигателя. С повышением передаточного числа приведенный вращающий момент увеличивается, а приведенная частота вращения вала уменьшается. Максимальное значение мощности электростартера смещается в сторону меньшей частоты вращения коленчатого вала. Для каждого типа двигателя и заданных условий пуска существуют наивыгоднейшие передаточные числа, при которых наилучшим образом используются мощностные характеристики стартерного электродвигателя.

Автомобильные электростартеры должны обеспечивать номинальные параметры при нормальные климатических условиях: температура окружающего воздуха (25±10)°С; относительная влажность (45-80)%; атмосферное давление (84-106) кПа.

Характеристики электростартеров

Свойства электростартеров оценивают по рабочим и механическим характеристикам. Рабочие характеристики представляют в виде зависимостей напряжения на зажимах стартера Uст полезной мощности P₂ на валу, полезного вращающего момента M₂, частоты вращения якоря n_а и КПД стартерного электродвигателя от силы тока якоря Iа (рис. 10.24).

При вращении якоря в его обмотке индуцируется ЭДС:

Е_а = c_еn_aФ,

где cе - постоянная электрической машины, не зависящая от режима ее работы;

Ф - магнитный поток, пpoxoдящий через воздушный зазор и якорь электродвигателя.

При питании стартера от аккумуляторной батареи ЭДС:

E_а = U_н - ? U_щ - I_аR_а? = U_н - ? U_щ - I_а(R_б + R_пр + R_а + R_с),

где ? U_щ - падение напряжения в контактах щетки-коллектор;

R_а? - суммарное сопротивление цепи якоря;

Я_др - сопротивление стартерной сети;

R_а - сопротивление обмотки якоря;

R_д - сопротивление последовательной обмотки возбуждения. Частота вращения якоря

С уменьшением нагрузки электродвигателя с последовательным возбуждением магнитный поток Ф падает, а n_а быстро возрастает до значения n_а0 при силе тока холостого хода I_а0 стартерах смешанного возбуждения частота вращения в режиме холостого хода ограничивается магнитным потоком параллельной обмотки возбуждения. При уменьшении нагрузки магнитный поток, создаваемый последовательной обмоткой, стремится к нулю, тогда как намагничивающая сила параллельной обмотки и создаваемый ею магнитный поток даже немного увеличиваются. Электромагнитный вращающий момент

М = С_МI_аФ,

где См - постоянная электрической машины.

В электродвигателях с последовательным возбуждением через обмотку возбуждения проходит весь ток якоря Ia, поэтому магнитный поток возрастает с увеличением нагрузки стартера. При одинаковых номинальных параметрах электродвигателей с параллельным и последовательным возбуждением последние развивают большие полезные моменты М_2к режиме полного торможения. Это улучшает их тяговые свойства, облегчает трогание системы стартер-двигатель с места и раскручивание коленчатого вала при пуске двигателя при низких температурах. Подводимая к стартеру мощность за вычетом электрических потерь преобразуется в электромагнитную мощность

Максимальная электромагнитная мощность

Зависимость электромагнитной мощности от силы тока представляет собой симметричную параболу с максимальным значением при силе тока Im, равной половине тока Iк полного торможения. Полезная мощность Р₂ на валу электродвигателя меньше электромагнитной на величину суммы ? Р₂ механических потерь в подшипниках, в щеточно-коллекторном узле и магнитных потерь в пакете якоря. Полезный вращающий момент на валу электродвигателя

Сила тока, потребляемого электродвигателем со смешанным возбуждением

I = Iа + Is,

где Is = Uc/Rs - сила тока в параллельной обм6тке возбуждения;

Rs - сопротивление параллельной обмотки возбуждения.

Подводимая к стартерному электродвигателю мощность

P₁ = U_cтI.

КПД стартерного электродвигателя

Механические характеристики электростартеров обычно представляют в виде зависимости вращающего момента M₂ от частоты вращения якоря n_a (рис. 10.25).

При снижении напряжения на выводах аккумуляторной батареи и стартера, в связи с понижением температуры или увеличением сопротивления стартерной сети при той же силе тока I_а = ЭДС Е_а, частота вращения n_а и мощность P₂ электродвигателя уменьшаются (рис. 10.26, а). При той же частоте вращения nа уменьшается вращающий момент М₂ (рис.10.26,б).

Влияние электросопротивления источника электроснабжения и стартерной сети на рабочие и механические характеристики стартерных электродвигателей требует однозначного указания условии, при, которых определяется номинальная мощность стартера. Номинальной считают наибольшую полезную мощность Рн в кратковременном режиме работы при электроснабжении от аккумуляторной батареи максимально допустимой емкости, установленной в технических условиях на стартер, при степени заряженности батареи 100 %, температуре электролита +20°С, при первой по- пытке пуска двигателя, без учета падения напряжения в стартерной сети. Номинальной мощности соответствуют сила тока I_н частота вращения n_н и вращающий момент М_н.

Пусковая мощность Рп определяется как наибольшая полезная мощность в кратковременном режиме работы при электропитании от батареи, заряженной на 75%, при температура -20°С в конце третьей попытки пуска двигателя с учетом падения напряжения в проводке.

Напряжение на выводам стартерного электродвигателя при определении номинальной мощности рассчитывается по формуле:

где аб - коэффициент, принимаемой равным 0,05 для батарей емкостью

С20<100 Ач, а также 0,038 и 0,046 соответственно для батарей 6СТ-55ЭМ и 6СТ-190ТР.

Частоту вращения коленчатого вала двигателя электростартером n* в различных условиях пуска определяют по точкам пересечения зависимостей момента сопротивления двигателя Мс и приведенн9го к коленчатому валу вращающего момента стартера М* от частоты вращения коленчатого вала n (рис. 10.27, а). Минимальную температуру пуска Т_мин определяют при совмещении на одном графике зависимостей частоты вращения nмин коленчатого вала электростартером n*, минимальной пусковой частоты вращения n_мин от температуры Т окружающей среды (рис. 10.27, б).

Требования безопасности

Под охраной труда понимают систему законодательных актов и соответствующих им мероприятий и средств, направленных на сохранение здоровья и работоспособности.

Охрана труда состоит из трёх частей:

1. Безопасность труда

2. Пожарная безопасность

3. Санитарно-гигиенические нормы и правила

I. Безопасность труда регламентируется следующими видами инструктажей:

· Вводный инструктаж - говорит об опасных местах на предприятиях.

· Первичный инструктаж - говорит об опасных местах на рабочем месте.

· Текущий инструктаж - проводится при изменениях технологической карты ремонта.

· Повторный инструктаж - заменяет первичный в интервале 1 раз в месяц или 1 раз в три месяца.

· Внеплановый инструктаж - проводится после несчастного случая или травмы.

II. Пожарная безопасность.

Основными причинами возникновения пожаров на рабочем месте являются:

неисправность отопительных приборов, электрооборудования и освещения.

На рабочем месте запрещается: курить, пользоваться открытым огнём, хранить топливо и керосин в количествах, не превышающих сменную потребность, хранить пустую тару из под топлива и смазочных материалов.

После окончания работы провести тщательную уборку, разлитое масло убрать с помощью песка, собирать используемые обтирочные материалы, складывать их в металлические ящики с крышками и выносить в специально отведённое для этого место.

Любой пожар, своевременно замеченный и не получивший значительного распространения, может быть быстро ликвидирован с помощью огнетушителя (который должен быть у каждого водителя).

III. Санитарно-гигиенические нормы и правила.

Этилированный бензин, тормозная жидкость, антифриз - эти жидкости агрессивны, ядовиты и огнеопасны. Надо предпринимать все меры исключающие возможность попадания их в организм и на кожу. Для этого нужно соблюдать правила безопасности:

· Избегать любых операций, при которых эти жидкости или пары могут попасть в рот.

· Не давать высохнуть жидкостям, попавшим на кожу.

· Не допускать их проливания в автомобилях или закрытых помещениях.

· Облитую этими жидкостями одежду, перед стиркой высушить вне помещения.

· После работы с бензином или антифризом, тщательно вымыть руки.

· Соблюдать осторожность, открывая паро-воздушную пробку радиатора или расширительного бочка СО, воизбежание ожогов паром.

При работе со стартером, и при неправильном пользовании с ним человек может получить поражение электрическим током (замыкание стартера на массу), а так же ожоги разной степени, возбуждение тканей, вибриляция сердца, потеря сознания и прекращения дыхания.

Первая помощь при поражении электрическим током:

· Необходимо с помощью изолирующих материалов отделить человека от источника поражения электрическим током.

· По возможности отключить источник тока.

· Не в коем случае нельзя снимать с человека одежду.

· Положить пострадавшего на спину повернуть ему голову набок и если остановилось сердце начать делать искусственное дыхание.

· Не в коем случае нельзя зарывать человека в землю.

· Вызвать скорую помощь.

Освещение рабочей зоны

В рабочей зоне существует два вида освещения: искусственное и естественное. Искусственное освещение: лампы общего типа и индивидуального. Лучше когда в рабочей зоне используется рассеивающийся свет (лампы дневного освещения т.к. они не действуют отрицательно на глаза человека, освещение должно падать на человека с той стороны, где не отбрасывается тень).

Индивидуальное освещение: находится на рабочей зоне около верстка там, где работает человек. Если рабочая зона больших размеров, ставится прожектор. Естественное освещение зависит от чистоты и размера стёкол в рабочей зоне.

Вентиляция в рабочей зоне

В рабочей зоне, где ремонтируется автомобиль необходимо соблюдать чистоту воздуха, т.к. загрязнённый воздух вызывает заболевания дыхательных путей.

Существует два вида вентиляционных приспособлений: общая обменная и приточная. Общая обменная вентиляция существует в помещениях: поточная и местная. Приточная вентиляция существует в виде кондиционеров, если приходится работать с работающим двигателем, ставиться кондиционер в виде отсоса. Отсос имеет форму в виде эллипса, высота его зависит от положения выхлопной трубы, снизу эллипса стоит поддон, который не даёт возможность выхлопным газам поступать в осмотровую яму.

Если необходимо завести двигатель в гараже или другом помещении, нужно всегда обеспечивать хорошую вентиляцию или обязательно открыть ворота.

Приступая к ремонту или обслуживанию электрооборудования, сначала обязательно отсоединить провод от клемм « - » аккумуляторной батареи. При движении накатом не включать зажигание, может сработать противоугонное устройство в замке зажигания, блокирующие вал рулевой колонки. Автомобиль может стать не управляемым.

Запрещается работать под автомобилем, поднятым домкратом. Обязательно нужно подставить под кузов опоры. При подъёме домкратом автомобиля, обязательно поставить его на стояночный тормоз и подложить под колёса с противоположной стороны подходящие упоры.

Обслуживание и ремонт автомобиля в течение гарантийного срока необходимо проводить только на станциях технического обслуживания с обязательной отметкой, о проведении работ, в талонах сервисной книжки, иначе можно лишиться гарантии на автомобиль.