Приборы пуска двигателей (электрический стартер СТ-130-А1)
Как устроен электрический стартер?
Электрический стартер СТ-130-А1 автомобиля ЗИЛ-130 (рис.102) состоит из корпуса 23, с внутренней стороны к которому прикреплены четыре полюсных башмака 4 с обмотками возбуждения 3. С боков корпус закрывается крышками 1 и 15, в которых установлены скользящие подшипники 14, 16, 28. На подшипниках смонтирован вал 18, а на нем якорь 24. В пазы якоря уложены обмотки 25, концы которых припаяны к коллектору 26, набранному из отдельных медных пластин, изолированных друг от друга и от вала. К коллектору пружинами прижимаются четыре медно-графитные щетки 27, установленные в щеткодержателях, закрепленных на крышке 1. Две отрицательные щетки соединяются на «массу», две положительные – изолированы от «массы» и соединены с обмотками возбуждения стартера. На переднем конце вала выполнены винтовые шлицы, на которых установлена муфта 20 свободного хода с шестерней 19 привода. На хвостовике муфты имеется поводок 22, в пазы которого входит вильчатый рычаг 13, который вторым концом соединяется с регулировочной тягой якорька 10 тягового реле.
Рис.102. Стартер:
а – общее устройство; б – муфта с шестерней; в – положение роликов при пуске двигателя; г – после пуска.
Между поводком и муфтой установлена буферная пружина 21, которая, сжимаясь, накапливает энергию в случае попадания зубьев шестерни на зубья маховика в момент включения стартера. При включении электрической части якорь провернется и пружина с силой введет шестерню в зацепление с венцом маховика, что предотвращает поломку зубьев как шестерни, так и венца маховика. Кроме того, на переднем конце вала установлено распорное кольцо 17, предотвращающее удар шестерни о крышку стартера.
На задней части корпуса выполнены смотровые окна для наблюдения и доступа к щеткам. Они закрываются защитной лентой 2, предотвращающей попадание пыли и влаги внутрь корпуса.
Сверху на корпусе крепится тяговое реле 12, в котором смонтированы две обмотки: втягивающая 9 и удерживающая 8. С включением реле втягивающая обмотка создает сильное магнитное поле, которое втягивает якорек 10, а он через тягу с рычагом 13 и поводком 22 передвигает муфту свободного хода 20 и вводит шестерню 19 в зацепление с венцом маховика. Вторым концом якорек перемещает подвижный контакт 5 и замыкает главные контакты 6. При этом контакт 7 закорачивает добавочный резистор катушки зажигания. Образуется электрическая цепь: аккумуляторная батарея – стартер; якорь вращается и крутящий момент передается на коленчатый вал двигателя и он пускается. Для предотвращения якоря стартера от разноса после пуска двигателя и когда шестерня стартера еще не вышла из зацепления с венцом маховика служит муфта свободного хода 20, которая передает крутящий момент от вала стартера к коленчатому валу двигателя во время пуска и, работая в режиме обгона, автоматически разъединяет стартер от двигателя после пуска. На автомобилях получили распространение роликовые муфты свободного хода, в которых заклинивание роликов происходит благодаря возникновению сил трения в сопряженных деталях.
Муфта состоит из хвостовика 29 с внутренними винтовыми шлицами, которыми он установлен на валу с такими же шлицами. С хвостовиком жестко соединена ведущая обойма 34 с конусными пазами для 4 роликов 39, нагруженных плунжерами 38 под давлением пружин 39, стремящихся вытолкнуть ролики в узкую часть обоймы. Ведомая обойма 37 изготовлена вместе с шестерней 19. Ведущая и ведомая обоймы вместе с роликами и плунжерами заключены в кожухе 35. На муфту воздействует буферная пружина 21, а на поводок 22 – пружина 32, упирающаяся в опорную шайбу 31 и опорное кольцо 30. Поводок 22 удерживается на хвостовике замочным кольцом 33. Пружина 32, воздействуя на поводок 22, позволяет разомкнуть главные контакты тягового реле путем сжатия пружины при перемещении втулки отвода возвратной пружины 11 в тех случаях, когда шестерня привода заедает в зубчатом венце маховика после отключения стартера.
Как работает муфта свободного хода?
При вращении якоря стартера (пуск двигателя) ролики заклинивают ведущую 34 и ведомую 37 обоймы, вынуждая их вращаться как одно целое (рис.102, в), и крутящий момент с шестерни стартера передается на зубчатый венец маховика, приводя его во вращательное движение. Как только двигатель начнет работать, скорость вращения шестерни 19 вместе с обоймой 37 станет больше скорости вращения обоймы 34, так как передаточное отношение между шестерней стартера и венцом маховика равно примерно 10 : 1. Ролики 36 закатываются в углубление, сжимая пружины 39 плунжеров 38. Обоймы расклиниваются и передача крутящего момента от маховика к валу стартера окажется невозможной (рис.102, г). Следовательно, усилие может передаваться через муфту свободного хода только в одном направлении – от вала якоря к шестерне привода, но не наоборот, что и предотвращает разнос якоря стартера, т. е. выпадание обмоток якоря из своих пазов под действием центробежных сил.
Как работает стартер?
Работа стартера основана на принципе взаимодействия магнитного поля якоря с магнитным полем полюсных башмаков во время прохождения по их обмоткам электрического тока. При повороте ключа включателя зажигания вправо в положение «пуск» замыкается электрическая цепь дополнительного реле (рис.103). Ток от минусовой клеммы батареи проходит по «массе» на контакт К и обмотку 2, намагничивает сердечник и дальше по проводу на контакт СТ включателя зажигания 19, амперметр 18, зажим 5 стартера и положительный полюс батареи 4. Намагнитившийся сердечник притягивает якорек, замыкая контакты 3, при этом замыкается цепь втягивающей 9 и удерживающей 8 обмоток тягового реле. Путь тока на втягивающую обмотку: минус батареи – «масса» – отрицательные щетки 17 – коллектор – обмотки якоря – коллектор – положительные щетки 15 – обмотка возбуждения 16 полюсных башмаков – выводная клемма стартера – втягивающая обмотка 9 тягового реле – контакты С и Б реле включения – зажим 5 стартера – положительный полюс батареи.
Рис.103. Схема включения стартера.
Ток, проходя по втягивающей обмотке, создает сильное магнитное поле, втягивающее якорек 10. Он, двигаясь влево через рычаг 11, передвигает муфту свободного хода 12 вправо и вводит шестерню 14 в зацепление с зубчатым венцом маховика 13. Одновременно якорек своим вторым концом подводит контактный диск 7 к главным контактам 6 и, когда шестерня 14 войдет в зацепление с зубчатым венцом маховика 13, диск 7 замкнет контакты 6. Втягивающая обмотка 9 при этом закорачивается и включается основная цепь стартера: минус батареи – «масса» – корпус стартера – отрицательные щетки – коллектор – обмотка якоря – коллектор – положительные щетки – обмотки возбуждения 16 полюсных башмаков – выводная клемма стартера – контакты 6 и 7 – зажим 5 – плюс батареи. Ток, проходя по обмоткам якоря и обмоткам возбуждения, создает в них сильные магнитные поля, которые взаимодействуют и как бы выталкивают якорь (проводник с током) из магнитного поля полюсных башмаков, на которых создается более сильное магнитное поле. Так как якорь с валом установлен на скользящих подшипниках, то он будет вращаться, а вместе с ним будет вращаться и шестерня 14, приводя во вращение коленчатый вал двигателя. В это время удерживающая обмотка 8 удерживает якорек 10 в заданном (рабочем) положении. Путь тока на удерживающую обмотку: минус батареи – «масса» – удерживающая обмотка – контакты С и Б реле включения – зажим 5 стартера – положительная клемма батареи. Ток, проходя по удерживающей обмотке, создает достаточное магнитное поле, чтобы удерживать сердечник 10 во включенном положении.
После пуска двигателя срабатывает муфта свободного хода, предохраняя якорь от разноса, а когда водитель отпускает ключ включателя зажигания из крайнего правого положения в среднее, то цепь тока на обмотку 2 реле включения прерывается, сердечник размагничивается и контакты 3 под действием пружины 20 размыкаются. Цепь тока на удерживающую обмотку и обмотку возбуждения стартера и якоря прерывается. Стартер прекращает работу, возвратная пружина 11 (см. рис.102) выводит шестерню из зацепления с зубчатым венцом маховика.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система пуска двигателей»
Требования к пуску двигателей Приборы пуска дизельных двигателей (стартер СТ-142)
Смотрите также: