Источники питания автомобиля ВАЗ-2121

23

АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Номинальное напряжение, В	12
Номинальная емкость при 20-часовом режиме разряда и температуре электролита 25о С в начале разряда, А·ч	55
Масса (с электролитом), кг	21

На автомобилях ВАЗ-2121 устанавливают кислотную аккумуляторную батарею 6СТ-55, которая служит для питания потребителей автомобиля электрическим током при неработающем двигателе, а также для пуска двигателя.

Корпус 52 батареи изготовлен из эбонита и разделен непроницаемыми перегородками 59 на шесть секций, в которых размещены шесть последовательно соединенных аккумуляторов напряжением по 2 В. Каждый аккумулятор состоит из блока пластин. Блок состоит из полублоков положительных и отрицательных пластин. Пластины представляют собой отлитые из сплава свинца и сурьмы решетки, ячейки которых заполнены пористой активной массой.

Ножки 60 на положительных и отрицательных пластинах расположены так, чтобы полублок положительных пластин опирался на одну пару призм 47, а полублок отрицательных -- на другую. Это предохраняет пластины от короткого замыкания через шлам. Пластины одинаковой полярности приварены ушками к баретке 51, которая служит для крепления пластин и вывода тока.

Пластины в блоке изолированы друг от друга тонкими и пористыми сепараторами 49 из поливинилхлорида. Малая толщина и большая пористость сепараторов облегчают проникновение электролита к пластинам, уменьшают внутреннее сопротивление батареи и позволяют получить значительную силу разрядного тока при низких температурах. А это облегчает пуск двигателя стартером в холодную погоду.

По размерам сепараторы несколько больше пластин, чтобы надежнее изолировать их друг от друга. На одной стороне сепаратора имеются вертикальные ребра для лучшей циркуляции электролита ho вертикали. Ребристой поверхностью сепараторы обращены к положительным пластинам. У части аккумуляторных батарей блок пластин с сепараторами закрыт сверху предохранительным щитком из пластмассовой сетки.

Сверху секции корпуса закрыты эбонитовыми крышками 53 с отверстиями по краям для прохода выводов и с центральным резьбовым отверстием для заливки электролита и проверки его уровня. В крайних отверстиях имеются свинцовые втулки 55, к которым привариваются штыри полублоков и мостики 57, соединяющие отдельные аккумуляторы батареи.

Крышки отсеков и соединительные мостики залиты специальной кислотостойкой мастикой, которая хорошо герметизирует секции батареи и предохраняет соединительные мостики от повреждений, коррозии и случайных замыканий.

Часть аккумуляторных батарей выпускается с корпусом и крышкой, изготовленными из полупрозрачного материала -- полипропилена. У этих батарей крышка общая для всех отсеков и она приварена к корпусу.

В аккумуляторы батареи заливается электролит, которым служит раствор серной кислоты в дистиллированной воде. При разряде батареи серная кислота электролита взаимодействует с активной массой пластин и превращает ее в сульфат свинца (белого цвета), при этом количество кислоты в электролите уменьшается и его плотность снижается.

При заряде батареи под действием проходящего через батарею зарядного тока происходит обратный процесс. Сульфат свинца в активной массе положительных пластин превращается в перекись свинца (коричневого цвета), а у отрицательных пластин -- в губчатый свинец (серого цвета), при этом в электролит выделяется серная кислота и его плотность увеличивается. Плотность электролита полностью заряженной аккумуляторной батареи при 25°С должна быть 1,28 г/см³ для умеренного климата и 1,22 г/см³ для тропического.

Нормальный уровень электролита в аккумуляторах должен быть на 5-10 мм выше предохранительного щитка или верхнего края сепараторов. Если в центральном отверстии аккумулятора имеется глубокая горловина, то уровень электролита должен доходить до ее нижнего края. При этом отчетливо виден мениск в нижнем отверстии горловины.

ГЕНЕРАТОР. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Направление вращения	Правое
Номинальное напряжение, В	2
Максимальная сила тока отдачи (при 14 В и 5000 об/мин), А	42
Передаточное отношение двигатель-генератор	1:2,04
Масса генератора без шкива, кг	4,2

На автомобилях ВАЗ-2121 устанавливается генератор переменного тока типа Г-221. Он служит для питания потребителей автомобиля электрическим током и для зарядки аккумуляторной батареи.

Генератор представляет собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. Для преобразования переменного тока в постоянный в генератор встроен выпрямитель на шести кремниевых диодах.

Генератор установлен на двигателе с правой стороны и приводится во вращение клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Через отверстия в ушках крышек 1 и 9 генератор крепится болтом к литому чугунному кронштейну двигателя и шпилькой к натяжной планке. Чтобы при затяжке болта не обломились ушки крышек, в отверстии ушка крышки 9 имеется резиновая буферная втулка 7. Под действием усилия затяжки болта поджимная втулка 8 смещается, выбирая зазор между ушком и кронштейном крепления генератора, буферная втулка 7 сжимается между стальными втулками 6 и 8, поэтому усилие затяжки не передается на ушко.

Основные части генератора: ротор, статор 2 и крышки 1 и 9, отлитые из алюминиевого сплава. Задняя крышка закрыта защитным кожухом 12 для предохранения внутренних полостей генератора от грязи.

Ротор состоит из вала 14, на рифленую поверхность которого напрессована стальная втулка 38 и стальные клювообразные полюсы 36, образующие вместе с валом и втулкой сердечник электромагнита. На втулке 38 между клювообразными полюсами в пластмассовом каркасе 37 помещена обмотка 39 возбуждения ротора. Концы обмотки выведены через отверстия а в полюсе и припаяны к выводам контактных колец. Контактные кольца 32 и 33 установлены на пластмассовой втулке 30, имеющей стальную ступицу 31. Между клювообразным полюсом и контактными кольцами находится пластмассовая шайба 35, изолирующая выводы контактных колец.

Ротор вращается в двух шариковых подшипниках закрытого типа. Смазка закладывается в подшипники при их изготовлении и при эксплуатации пополнения не требует. Внутренняя обойма переднего подшипника 26 свободно посажена на вал ротора и вместе с дистанционным кольцом 25 зажата между ступицей шкива и буртиком вала гайкой крепления шкива. Наружная обойма подшипника 26 запрессована в крышку и закреплена между двумя шайбами 24 и 28, стянутыми четырьмя винтами. Внутренняя обойма заднего подшипника 15 напрессована на вал ротора; наружная обойма поджимается резиновым кольцом.

На валу ротора на сегментной шпонке установлены шкив 27 с вентилятором, изготовленные из листовой стали и соединенные электросваркой.

Вентилятор служит для охлаждения выпрямителя и внутренних частей генератора. Воздух для охлаждения берется из верхней зоны отсека двигателя и по шлангу подводится к патрубку защитного кожуха 12. Затем воздух входит в окна крышки 9, проходит между статором и ротором и через окна крышки 1 крыльчаткой вентилятора выбрасывается наружу.

Статор набран из пластин электротехнической стали толщиной 1 мм. Пластины соединены электросваркой. На внутренней стороне статора имеется 36 пазов полузакрытой формы, изолированных лаком или электроизоляционным картоном. В пазы уложена трехфазная обмотка, закрепленная от выпадания деревянными клиньями или пластмассовыми трубками. Каждая фазная обмотка состоит из шести катушек. Фазные обмотки соединены в звезду с выводом (штекер 20) нулевой точки.

На задней крышке 9 генератора винтом закреплен щеткодержатель 22 со щетками 16 и 17. Через щетки, прижатые пружинами к контактным кольцам ротора, подводится ток к обмотке возбуждения. Одна из щеток через пластину 21 соединена с массой генератора, а другая -- со штекером «67».

Детали выпрямителя также закреплены на задней крышке генератора. Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме из шести кремниевых диодов типа ВА-20 -- полупроводниковых приборов, пропускающих электрический ток только в одном направлении.

Диоды находятся в специальном выпрямительном блоке БПВ6-50. Блок состоит из двух алюминиевых держателей 44 и 45 с диодами, скрепленных заклепками 46. С целью упрощения деталей крепления выпрямителя три диода имеют на корпусе «плюс» выпрямленного тока (положительные диоды), а три диода -- «минус» выпрямленного тока («отрицательные» диоды). Отрицательные диоды, имеющие в схеме выпрямителя общий вывод на массу, запрессованы в держатель 44 выпрямительного блока. Они имеют черную маркировку. Положительные диоды (с красной маркировкой) в схеме выпрямителя имеют общий вывод, соединенный с зажимом «30» генератора, и запрессованы в держатель 45 выпрямительного блока. Диоды запрессованы для того, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла от корпуса диодов к держателям выпрямительного блока, которые для охлаждения продуваются воздухом. Выпрямительный блок крепится к крышке 9 тремя болтами 11, изолированными вместе с держателем положительных диодов от крышки пластмассовыми втулками 13. Гайками этих болтов одновременно зажимаются выводы диодов и обмотки статора. К держателю 45 присоединен зажим «30» генератора (болт 19), являющийся выводом «плюс» выпрямителя. Выводом «минус» является масса генератора.

Генератор работает следующим образом. Когда ключ выключателя зажигания находится в положении зажигание, то через обмотку возбуждения проходит электрический ток, создающий вокруг полюсов ротора магнитный поток. При вращении ротора под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный полюс ротора, и рабочий магнитный поток, проходящий через зубцы статора, меняется по величине и направлению. Этот переменный магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу. Клювообразная форма полюсов ротора подобрана таким образом, что позволяет получить форму кривой электродвижущей силы, близкую к синусоидальной.

1. Крышка генератора со стороны привода.

2. Статор.

3. Клин обмотки статора (трубка).

4. Обмотка статора.

5. Диод выпрямителя (положительный).

6. Втулка.

7. Буферная втулка.

8. Поджимная втулка.

9. Крышка генератора со стороны контактных колец.

Диод выпрямителя (отрицательный).

Болт крепления выпрямительного блока

Защитный кожух.

Изолирующая втулка.

Вал ротора.

Шарикоподшипник вала ротора.

Положительная щетка.

Отрицательная щетка.

Удлинитель клеммового болта.

Клеммовый болт (вывод «30»).

Штекер центрального вывода звезды обмотки статора.

Соединительная пластина отрицательной щетки.

Щеткодержатель.

Штекер положительной щетки (вывод «67»).

Внутренняя шайба крепления подшипника.

Дистанционное кольцо подшипника.

Шарикоподшипник вала ротора со стороны привода.

Шкив-вентилятор генератора.

Наружная шайба крепления подшипника.

Стяжной болт.

Изоляционная втулка контактных колец.

Ступица изоляционной втулки.

Контактное кольцо отрицательной щетки.

Контактное кольцо положительной щетки.

Вывод контактного кольца положительной щетки.

Изолирующая шайба.

Клювообразный полюсный наконечник ротора.

Каркас обмотки ротора.

Втулка ротора.

Обмотка ротора.

Изолирующая пластинка выводов положительных диодов.

Провод фазного вывода обмотки статора.

Изолирующая втулка контактного болта.

Изоляционная колодка штекера.

Держатель отрицательных диодов выпрямительного блока.

Держатель положительных диодов выпрямительного блока.

Заклепки.

Опорные призмы.

Положительная пластина.

Сепаратор.

Отрицательная пластина.

Баретка.

Корпус батареи.

Крышка секции батареи.

Пробка наливного отверстия.

Втулка.

Положительная выводная клемма.

Соединительный мостик.

Отрицательная выводная клемма.

Перегородка корпуса.

Ножки пластины.

а -- отверстия для выводов обмотки роторa.

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Номинальное напряжение, В	12
Регулируемое напряжение при 50° С, В:
на второй ступени	14,2+0,3
на первой ступени ниже, чем на второй	На 0,7 В
Термокомпенсационный резистор	19 Ом, 6 Вт
Дополнительный резистор	5,5 Ом, 25 Вт

На автомобилях ВАЗ-2121 применяется вибрационный двухступенчатый регулятор типа РР-380. Назначение регулятора -- поддерживать напряжение, вырабатываемое генератором, на постоянном уровне (13--14 В), чтобы обеспечить, нормальную работу электрооборудования на автомобилях и необходимый режим заряда аккумуляторной батареи. Регулятор установлен штекерами вниз в отсеке двигателя на верхней части брызговика правого колеса.

Регулятор напряжения состоит из U-образного ярма 14, цилиндрического сердечника, на котором в пластмассовой катушке находится обмотка 9, якоря 10 с двумя контактами (верхним и нижним) и двух стоек 7 и 8 с неподвижными контактами. Стойки 7 и 8 закреплены на другом конце ярма гайкой 6 с винтом, головка которого приварена к ярму. Стойки 7 и 8 изолированы друг от друга и от ярма пластмассовыми прокладками. Пазы в стойках позволяют передвигать их вверх и вниз при регулировке регулятора. Два контакта якоря (верхний и нижний) с двумя контактами на стойках образуют две пары контактов: верхнюю и нижнюю. Якорь прижат к верхнему контакту пружиной 12, т. е. верхняя пара контактов является нормально замкнутой. Размыканием и замыканием верхней пары контактов обеспечивается первая ступень регулирования, а замыканием и размыканием нижней пары контактов -- вторая ступень регулирования.

Ярмо с сердечником изолированы от стального штампованного основания 15 пластмассовой прокладкой 2. На нижнем конце сердечника имеется резьба, с помощью которой и гайки 17 сердечник с якорем крепятся к основанию 15. С нижней стороны основания на пластмассовой прокладке 4 установлены термокомпенсирующий 18 и дополнительный 16 резисторы. Нихромовая проволока резисторов намотана на шнуре из стекловолокна, пропитанном кремнийорганическим лаком.

На основании регулятора установлен также дроссель 5, предназначенный для снижения искрения между верхней парой контактов при работе регулятора.. Он представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медного провода, намотанной на пластмассовом каркасе.

Сверху регулятор плотно закрывается стальной крышкой 19 с прокладкой 4 из полиуретана. Попадание под крышку влаги и различных веществ приводит к загрязнению, пригоранию контактов и нарушению нормальной работы регулятора. По этой причине все применяемые в регуляторе материалы проверены на отсутствие газовыделения.

РЕЛЕ КОНТРОЛЬНОЙ ЛАМПЫ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Номинальное напряжение, В	12
Напряжение размыкания контактов*, В	5,3+0,4
Напряжение замыкания контактов*, B	0,2--1,5
Сопротивление обмотки при 20° С, Ом	29

* При температуре 25+5° С.

Реле PC-702 предназначено для включения контрольной лампы на панели приборов, когда напряжение генератора недостаточно для заряда аккумуляторной батареи. Реле установлено в отсеке двигателя штекерами вниз на верхней части брызговика правого колеса.

Реле состоит из ярма 20, стального сердечника с обмоткой 27, якоря 23 и стойки 24 с неподвижным контактом. Ярмо с сердечником и стойка установлены на гетинаксовом основании 26. Якорь 23 крепится к полке ярма с помощью пружинной стальной пластины 21. Для улучшения электрического соединения ярма с якорем под пружинной пластиной имеется медная пластина. Контакты реле изготовлены из сплава серебра и меди. Контакт якоря прижимается к контакту стойки пружинной пластиной, поэтому контакты реле являются нормально замкнутыми.

РАБОТА СИСТЕМЫ ГЕНЕРАТОРА

В работе системы генератора можно выделить три режима: работа при малых средних и высоких оборотах ротора генератора.

I режим. Это режим пуска двигателя, когда двигатель еще не работает. В этом случае генератор или еще не развивает напряжение, или оно меньше напряжения аккумуляторной батареи, и все потребители питаются от аккумуляторной батареи.

При включении зажигания в цепи обмотки возбуждения генератора протекает ток, замыкающийся по пути: «плюс» аккумуляторной батареи -- зажим «30» генератора-- контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания -- предохранитель «L» штекер «15», верхняя пара контактов регулятора, якорь, ярмо, штекер «67» регулятора штекер «67» генератора -- обмотка возбуждения генератора -- масса -- «минус» аккумуляторной батареи.

Протекающий по обмотке возбуждения ток создает магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает витки обмотки статора генератора и наводит в них электродвижущую силу.

Одновременно через обмотку 9 регулятора напряжения протекает ток, замыкающийся по пути: от «плюса» аккумуляторной батареи до штекера «15» регулятора напряжения, как описано выше, а затем термокомпенсационный резистор 18--обмотка 9 регулятора -- масса -- «минус» аккумуляторной батареи. Этот ток создает магнитное притяжение якоря регулятора к сердечнику, но еще не настолько сильное, чтобы притянуть якорь к сердечнику и разомкнуть верхнюю пару контактов.

При включении зажигания загорается контрольная лампа 34 заряда аккумуляторной батареи. Ток, питающий ее, замыкается по пути: «плюс» аккумуляторной батареи-- контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания -- предохранитель «I» -- штекер «87», нормально замкнутые контакты, якорь, ярмо, штекер «30/51» реле 36 -- контрольная лампа 34 -- масса -- «минус» аккумуляторной батареи. Поскольку двигатель еще не работает, то фазное напряжение генератора равно нулю. Ток не протекает через обмотку реле 36, якорь не притягивается к сердечнику, контакты реле остаются замкнутыми, и лампа 34 горит, сигнализируя о том, что все потребители питаются от аккумуляторной батареи.

II режим. После пуска двигателя выпрямленное напряжение генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения генератора и обмотка 9 регулятора напряжения питаются от генератора. При этом ток идет не от клеммы «плюс» аккумуляторной батареи, а от зажима «30» генератора и замыкается через массу на выпрямитель генератора. Аккумуляторная батарея заряжается.

Под действием выпрямленного фазного напряжения через обмотку реле 36 протекает ток, замыкающийся по пути: зажим «30» генератора--контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания -- предохранитель «I» -- штекеры «87», «86», обмотка, штекер «85» реле 36 -- штекер вывода нулевой точки обмотки статора генератора и выпрямитель генератора. Когда выпрямленное фазное напряжение достигнет 5,3--5,7 В, якорь притянется к сердечнику реле, контакты реле разомкнутся, и лампа 34 погаснет, сигнализируя о том, что выпрямленное напряжение генератора стало больше напряжения аккумуляторной батареи и что генератор начал заряжать батарею и питать потребителей.

При увеличении частоты вращения ротора генератора, когда напряжение достигнет 13,2--14,3 В, магнитное усилие преодолевает сопротивление пружины якоря и притягивает его к сердечнику. При этом верхняя пара контактов размыкается, в цепь обмотки возбуждения генератора включается дополнительный резистор 16, и ток через обмотку возбуждения замыкается по пути: зажим «30» генератора -- контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания -- предохранитель «L» -- штекер «15» регулятора, дроссель 5, дополнительный резистор 16, штекер «67» регулятора -- обмотка возбуждения генератора.

Включение дополнительного резистора в цепь обмотки возбуждения генератора уменьшает силу тока в ней. Это, в свою очередь, приводит к снижению электродвижущей силы в обмотке статора генератора, и напряжение генератора падает. Соответственно уменьшается ток через обмотку регулятора и магнитное притяжение якоря к сердечнику. Под действием пружины якорь возвращается в исходное положение, замыкая верхнюю пару контактов. Напряжение генератора повышается, и описанный процесс повторяется снова.

Замыкание и размыкание верхней пары контактов происходит с частотой 25--250 раз в секунду, и напряжение генератора на выходе выпрямителя с такой же частотой то повышается, то понижается. Благодаря высокой частоте размыкания и замыкания контактов, колебаний напряжения незаметно и практически можно считать напряжение постоянным, поддерживаемым на среднем уровне 13--14 В.

С дальнейшим увеличением частоты вращения ротора генератора время разомкнутого состояния контактов увеличивается, а время замкнутого состояния уменьшается. Благодаря этому среднее напряжение на выходе выпрямителя генератора повышается незначительно.

Ill режим. При высокой частоте вращения ротора генератора первая ступень регулирования (на верхней паре контактов) уже не обеспечивает поддержания напряжения на уровне 14 В, так как дополнительный резистор имеет сравнительно малую величину (5,5 Ом). Напряжение генератора повышается до 13,9--14,5 В, и якорь притягивается к сердечнику до замыкания нижней пары контактов. При этом обмотка возбуждения генератора замыкается на массу следующим образом: масса, обмотка возбуждения -- штекер «67» генератора -- штекер «67», ярмо, якорь, замкнутая нижняя пара контактов, масса регулятора. Поскольку оба конца обмотки возбуждения оказываются замкнутыми на массу, ток в ней резко падает до нуля. Это приводит к резкому уменьшению напряжения генератора, величина силы тока через обмотку 9 резко уменьшается, и снижается магнитное притяжение якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь от сердечника, нижние контакты размыкаются, и описанный процесс повторяется снова с частотой 80--100 раз в секунду.

Температурная компенсация. При работе двигателя температура регулятора повышается как от нагрева его обмотки и резисторов, так и от увеличения температуры в отсеке двигателя. Следовательно, возрастает сопротивление медного провода обмотки регулятора, уменьшается протекающий по ней ток и требуется большее напряжение, чтобы разомкнуть верхние контакты и замкнуть нижние контакты.

Чтобы регулируемое напряжение не изменялось при колебаниях температуры окружающей среды и регулятора, в регуляторе напряжения предусмотрены два вида температурной компенсации.

Первый -- это включение последовательно с обмоткой 9 термокомпенсационного резистора 18, выполненного из нихрома, имеющего малый температурный коэффициент сопротивления. Таким образом, сопротивление в цепи обмотки 9 регулятора складывается из сопротивления обмотки (8,7 Ом) и термокомпенсационного резистора (19 Ом) и составляет в сумме 27,7 Ом. При нагревании регулятора от 20 до 80° С сопротивление обмотки возрастает с 8,7 до 10,8 Ом, т. е. на 26%, а сопротивление резистора 18 увеличивается с 19 до 19,3 Ом, т. е. на 1,8%. Суммарное же сопротивление в цепи обмотки увеличивается с 27,7 до 30,1 Ом, т. е. только: на 8,7%. В таком же процентном отношении будет возрастать и напряжение. Следовательно, включение термокомпенсационного резистора позволяет уменьшить изменение сопротивления в цепи обмотки регулятора, с 26 (без резистора 18) до 8,7% (с резистором 18), но полностью не устраняет повышения напряжения.

Поэтому в регуляторе предусмотрен еще и второй вид температурной компенсации. Якорь регулятора прикреплен к ярму с помощью биметаллической пластинки 11, состоящей из двух сваренных между собой пластин из разных сплавов. Один сплав обладает очень низким температурным коэффициентом линейного расширения и образует пассивную сторону биметаллической пластинки. Активную часть пластинки образует сплав, обладающий большим коэффициентом линейного расширения. Пассивной стороной биметаллическая пластина обращена вниз, к сердечнику регулятора. При нагревании пластинка стремится изогнуться в сторону сердечника и создает силу, противодействующую пружине, оттягивающий якорь от сердечника. Чем больше температура, тем больше противодействие пружине, тем при меньшей силе тока в обмотке 9 якорь может притянуться к сердечнику. Этим устраняется повышение напряжения из-за увеличения сопротивления обмотки 9, и величина регулируемого напряжения сохраняется постоянной независимо от температуры регулятора.

1. Защитная пластина.

2. Верхняя изоляционная прокладка.

3. Нижняя изоляционная прокладка.

4. Прокладка крышки.

5. Дроссель.

6. Гайка крепления стоек.

7. Стойка нижнего контакта.

8. Стойка верхнего контакта.

9. Обмотка регулятора.

10. Якорь.

11. Биметаллическая пластина.

12. Пружина якоря.

13. Нижний кронштейн пружины.

14. Ярмо.

15. Основание.

16. Дополнительный резистор.

17. Гайка крепления ярма и сердечника катушки.

18. Термокомпенсационный резистор.

19. Крышка.

20. Ярмо.

21. Пружинная пластина.

22. Крышка.

23. Якорь.

24. Контактная стойка.

25. Кронштейн крепления реле.

26. Основание.

27. Обмотка реле.

28. Штекер.

29. Аккумуляторная батарея.

30. Генератор.

31. Регулятор напряжения.

32. Выключатель зажигания.

33. Блок предохранителей.

34. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи.

35. Тахометр.

36. Реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи.

СТАРТЕР. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Номинальное напряжение, В	12
Номинальная мощность, л. с.	1,77
Направление вращения (со стороны шестерни)	Правое
Масса стартера, кг	8,5

Для пуска двигателя применяется стартер СТ-221 с электромагнитным тяговым реле. Он установлен с правой стороны двигателя и крепится фланцем к картеру сцепления тремя болтами.

Стартер СТ-221 представляет собой четырехщеточный, четырехполюсный электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением и состоит из корпуса 34 с обмотками возбуждения, якоря с приводом, двух крышек 12 и 57 и тягового реле. Крышки и корпус стартера стянуты шпильками 30, которые заворачиваются в крышку 12 и изолированы пластмассовыми трубками для предохранения от замыкания с выводами сериесных катушек.

Корпус изготовлен из свернутой в кольцо и сваренной стальной полосы и имеет четыре стальных полюса 33, закрепленных винтами. На полюсы надеты катушки обмотки. Корпус вместе с полюсами и обмоткой образует статор стартера. Две катушки обмотки статора являются сериесными, а две -- шунтовыми. Поэтому возбуждение стартера и называется смешанным. Оно обеспечивает сравнительно низкие обороты якоря на холостом ходу (без нагрузки), а это уменьшает износ втулок подшипников и предотвращает разнос якоря.

Две сериесные катушки соединены между собой параллельно, а с обмоткой якоря -- последовательно. Поскольку через них проходит основной ток, потребляемый стартером и зависящий от тормозного момента на валу якоря (чем больше момент, тем больше сила тока), то обмотка катушек состоит из медной ленты. Витки катушек изолированы друг от друга электроизоляционным картоном.

Шунтовые катушки соединены между собой последовательно, а с обмоткой якоря-- параллельно. Через них протекает сравнительно небольшой ток, зависящий в основном от напряжения аккумуляторной батареи. Все катушки статора обмотаны хлопчатобумажной лентой и пропитаны лаком.

Якорь стартера состоит из вала 29, сердечника 32 с обмоткой 35 и коллектора 25. Вал якоря вращается в двух пористых металлокерамических втулках 1 и 28, запрессованных в крышки стартера и пропитанных маслом. Осевой свободный ход вала якоря регулируется подбором шайб 2 и должен быть в пределах 0,07--0,7 мм. Сердечник якоря набран из пластин электротехнической стали толщиной 1 мм, напрессованных на среднюю часть вала, имеющую продольную накатку. По краям сердечника установлены пластины из электроизоляционного картона. В сердечнике имеются пазы полузакрытой формы, в которые уложена волновая обмотка якоря из медной ленты. В каждом пазу находится два проводника обмотки, изолированные от сердечника и между собой электроизоляционным картоном. Края обмотки, выходящие из пазов сердечника, стянуты бандажами, предохраняющими проводники обмотки от выгибания центробежной силой при высокой частоте вращения якоря. Бандажи выполнены из медной проволоки, намотанной на прокладку из картона. У некоторых стартеров бандаж имеется только со стороны привода и выполнен из капронового волокна. Концы обмотки припаяны к пластинам коллектора 25, напрессованного на вал.

Коллектор состоит из армированного двумя стальными кольцами пластмассового основания, на котором установлены изолированные друг от друга медные пластины -- ламели коллектора. У части стартеров пластмассовое основание коллектора может быть со стальной ступицей-втулкой.

В крышке 57, отлитой из алюминиевого сплава, закреплены заклепками четыре стальных щеткодержателя с медно-графитовыми щетками. Два щеткодержателя 55 изолированы от крышки пластмассовыми пластинами -- внутренней 53 и наружной. Это щеткодержатели положительных щеток. К ним присоединяются выводы 54 сериесных катушек. Другие два щеткодержателя 51 приклепаны непосредственно к крышке 57 и, следовательно, соединены с массой. Это щеткодержатели отрицательных щеток. К одному из этих щеткодержателей присоединяется вывод 52 шунтовых катушек. Щетки прижимаются к коллектору спиральными пружинами 58.

На переднем конце вала якоря установлен привод стартера, состоящий из роликовой обгонной муфты и шестерни 43. Назначение обгонной муфты передавать крутящий момент от вала якоря стартера к венцу маховика при пуске двигателя, а после пуска -- разъединять вал якоря и шестерню привода, так как после пуска двигатель начинает с большой скоростью вращать вал якоря и может его повредить.

Муфта состоит из ступицы 39, наружного кольца 7 с роликами 42, плунжерами 40, стержнями 41, пружинами и внутреннего кольца, объединенного с шестерней 43 привода. На ступице 39 муфты установлены пластмассовый центрирующий диск с поводковым стальным кольцом 38 и пластмассовый ограничительный диск 37, прижатые пружиной к стопорному кольцу на ступице. Ступица 39 имеет с одной стороны внутренние винтовые шлицы и может, поворачиваясь, перемещаться по винтовым шлицам вала якоря. С другой стороны в ступицу запрессован пропитанный маслом металлокерамический вкладыш 6, скользящий по гладкой части вала якоря. К ступице тремя заклепками крепится наружное кольцо 7 обгонной муфты, в котором размещены три ролика 42 с плунжерами 40, пружинами и направляющими стержнями 41. Эти детали удерживаются от выпадания стальным кожухом 8.

Пазы, в которых находятся ролики 42, имеют переменную ширину. Пружинами ролики прижимаются в узкую часть паза, в которой они при передаче вращения от стартера к венцу маховика заклиниваются между наружным 7 и внутренним кольцом муфты и передают вращение от наружного кольца к внутреннему, т. е. от вала к шестерне. После пуска двигателя шестерня, а следовательно, и внутреннее кольцо станет вращаться быстрее (т. е. обгонять наружное), и ролики будут выброшены в широкую часть паза, где они будут свободно проворачиваться, не заклиниваясь, и крутящий момент муфтой передаваться не будет.

Кожухом 8 закреплены также два упорных полукольца 5, входящих в кольцевую проточку шестерни 43. Шестерня имеет латунную втулку с включениями из графита и может перемещаться по гладкому концу вала якоря и вращаться на нем.

Крышка 12 стартера со стороны привода отлита из чугуна, так как фланцем крышки стартер крепится к картеру сцепления, и она испытывает наибольшие нагрузки. К крышке 12 крепится тяговое реле стартера, включающее стартер и вводящее шестерню 43 в зацепление с венцом маховика. На каркасе из латунной трубки и двух картонных щек намотана в десять слоев обмотка 17. Один конец обмотки выведен к штекеру 23, имеющему обозначение «50», а другой конец приварен к фланцу 20, т. е. соединен с массой.

Стальные фланцы 15 и 20 вместе с ярмом 16 образуют магнитную систему реле. К фланцу 20 приварен сердечник 19. На якоре 14 реле с одной стороны приклепана тяга для сцепления с рычагом 11, а с другой стороны -- завальцован стержень 18, проходящий сквозь отверстие в сердечнике и имеющий на конце подпружиненную медную контактную пластину 21. С целью улучшения скольжения якоря и для устранения заеданий на якорь 14 и стержень 18 якоря надеты втулки из полиамидной пластмассы. При включении реле контактная пластина 21 замыкает два неподвижных контакта, выполненные в виде медных болтов 24, закрепленных гайками на пластмассовой крышке 22. К нижнему контактному болту присоединяются выводы обмотки статора, а к верхнему -- провод от аккумуляторной батареи. Фланцы реле стянуты вместе с крышкой 22 тремя болтами. Этими же болтами реле крепится к крышке стартера.

Тяговое усилие от реле передается к приводу стартера через пластмассовый рычаг II. закрепленный на оси 9 в крышке 12. В отверстия вилки рычага входят ушки поводкового кольца 38.

Стартер работает следующим образом. После поворота ключа в положение СТАРТЕР замыкаются контакты «30» и «50» выключателя зажигания, и через обмотку тягового реле начинает протекать ток, замыкающийся по пути: «плюс» аккумулятор ной батареи -- клемма «30» генератора -- контакты «30» и «50» выключателя зажигания штекер «50» стартера -- обмотка тягового реле стартера -- масса -- «минус» аккумуляторной батареи.

Под действием протекающего по обмотке реле тока возникает магнитное усилие (около 10--12 кгс), втягивающее якорь 14 реле до соприкосновения с сердечником 19. При этом контактная пластина 21 замыкает контакты 24. Размеры стержня 18 якоря подобраны так, что замыкание контактов происходит еще до соприкосновения якоря с сердечником, и при дальнейшем ходе якоря сжимается пружина контактной пластины, сильнее прижимая ее к контактным болтам.

Передвигаясь, якорь реле через рычаг 11 перемещает обгонную муфту с шестерней. Ступица обгонной муфты, поворачиваясь на винтовых шлицах вала 29 якоря стартера, поворачивает также и шестерню 43, что облегчает ввод ее в зацепление с венцом маховика. Кроме того, фаски на боковых кромках зубьев шестерни и венца маховика, а также буферная пружина, передающая усилие от рычага 11 ступице 39 муфты, облегчают ввод шестерни в зацепление и смягчают удар шестерни в венец маховика. Размеры деталей реле и привода подобраны так, что замыкание контактов реле происходит, когда шестерня 43 еще только частично вошла в зацепление с венцом маховика.

После замыкания контактов реле через обмотки статора и якоря начинает протекать ток. В результате взаимодействия магнитных полей, создаваемых этим током, якорь стартера начинает вращаться. Вращение якоря через винтовые шлицы передается ступице 39 и наружному кольцу 7 обгонной муфты стартера. Поскольку ролики 42 муфты смещены пружинами в узкую часть паза наружного кольца, а шестерня тормозится венцом маховика, то ролики заклиниваются между наружным и внутренним кольцом обгонной муфты, и крутящий момент от вала якоря передается через муфту и шестерню к венцу маховика. Одновременно, в результате торможения шестерни и вращения якоря, ступица 39 муфты свинчивается со шлицев вала якоря, и шестерня досылается до упора в кольцо 3, полностью входя ь зацепление с маховиком.

После пуска двигателя частота вращения шестерни начинает превышать частоту вращения якоря стартера. Внутреннее кольцо обгонной муфты (объединенное с шестерней) увлекает ролики в широкую часть паза наружного кольца 7, сжимая пружины плунжеров 40. В этой части паза ролики свободно вращаются, не заклиниваясь, и крутящий момент от маховика двигателя не передается на вал якоря стартера.

При возвращении ключа в положение зажигание цепь питания обмотки тягового реле размыкается, якорь реле под действием пружины 13 возвращается в исходное положение, размыкая контакты 24 и возвращая обгонную муфту с шестерней в исходное положение. Под действием пружины 13 через рычаг 11, диск 37 и ограничитель 36 якорь смещается в сторону крышки 57, упираясь стальным тормозным диском 27. в пластмассовый тормозной диск 26 крышки, и быстро прекращает вращение.

Стартер рассчитан на кратковременную работу. Поэтому, чтобы не перегревалась обмотка реле при пуске двигателя, его рекомендуется включать не более чем на 10--15 с. Обычно Двигатель пускается с первой попытки, но если этого не произошло, то повторно включать стартер следует через 20--30 с. Если после трех включений стартера двигатель не запустится, то следует проверить систему питания или зажигания и устранить неисправность, препятствующую пуску двигателя.

1. Втулка подшипника крышки.

2. Регулировочная шайба осевого свободного хода.

3. Ограничительное кольцо хода шестерни.

4. Венец маховика.

5. Упорное полукольцо обгонной муфты.

6. Вкладыш ступицы обгонной муфты.

7. Наружное кольцо обгонной муфты.

8. Кожух обгонной муфты.

9. Ось рычага привода стартера.

10. Уплотнительная заглушка крышки стартера.

11. Рычаг привода стартера.

12. Крышка стартера со стороны привода.

13. Возвратная пружина якоря реле стартера.

14. Якорь реле.

15. Передний фланец реле.

16. Ярмо реле.

17. Обмотка реле.

18. Стержень якоря.

19. Сердечник реле.

20. Фланец сердечника реле.

21. Контактная пластина.

22. Крышка реле.

23. Штекер вывода обмотки реле (штекер «50»).

24. Контактные болты.

25. Коллектор.

26. Тормозной диск крышки.

27. Тормозной диск вала якоря.

28. Втулка подшипника.

29. Вал якоря.

30. Стяжная шпилька.

31. Шунтовая катушка обмотки статора.

32. Сердечник якоря.

33. Полюс статора.

34. Корпус стартера.

35. Обмотка якоря.

36. Ограничитель хода шестерни привода.

37. Ограничительный диск.

38. Поводковое кольцо.

39. Ступица обгонной муфты.

40. Плунжер.

41. Направляющий стержень.

42. Ролик обгонной муфты.

43. Шестерня привода.

44. Аккумуляторная батарея.

45. Соединительная колодка.

46. Генератор.

47. Выключатель зажигания.

48. Стартер.

49. Сериесная катушка обмотки статора.

50. Защитная лента.

51. Щеткодержатели отрицательных щеток.

52. Вывод шунтовой катушки обмотки статора.

53. Внутренняя изолирующая пластина.

54. Выводы сериесных катушек обмотки статора.

55. Щеткодержатели положительных щеток.

56. Положительная щетка.

57. Крышка стартера со стороны коллектора.

58. Пружина щеткодержателя.

59. Отрицательная щетка.