VT Farm - шаблон joomla Форекс

2.3 Будова стартера.

1. Призначення і будова системи електричного пуску двигуна

Система електричного пуску призначена для надійного пуску двигуна в різних експлуатаційних умовах. Надійний пуск двигуна внутрішнього згоряння залежить від конструктивних особливостей двигуна, стану його механізмів і систем, а також умов експлуатації.

Поршневі двигуни внутрішнього згоряння починають працювати стійко за відносно високих обертів колінчастого вала.

Отже, система пуску містить пристрій пуску для примусового обертання вала двигуна та, за необхідності, допоміжні пристрої для полегшення запуску холодного двигуна.

Існують такі вимоги до системи електричного пуску двигуна

• бензиновий двигун: 40-60 об/хв.

дизельний двигун: 180-200 об/хв

Електрична система пуску двигуна (рис. 2.1) складається із стартерної aкyмуляторної батареї, стартера, комутаційної апаратури і засобів полегшення пуску.

 

 06 1  

 

Рис. 2.1. Електрична схема системи пуску двигуна:

1 – стартерна акумуляторна батарея; 2 – додаткове реле; 3 – реле блокування; 4 – пристрій для полегшення пуску двигуна у холодну погоду; 5 – електричний стартер

Електричний стартер призначений для обертання колінчастого вала з певною (пусковою) частотою, за якої забезпечуються умови для запалювання й згоряння пального в циліндрах двигуна. Електричний стартер складається з електродвигуна постійного струму, електромагнітного тягового реле та механізму обгінної муфти. Іноді в нього вмонтовують додатковий редуктор.

Рис.2.1.1  Електричний стартер :

1 – щітковий вузол; 2 – задня втулка; 3 – накривка втулки; 4 – тримач щіток; 5 – задня накривка корпусу стартера; 6 – щітковий колектор; 7 – якір; 8 – статор; 9 – корпус (стакан); 10 – ізолююча шайба; 11 – втулка відведення; 12 – буферна пружина; 13 – муфта вільного ходу; 14 – вал якоря; 15 – упорна шайба; 16 – гумове кільце; 17 – втулка (підшипник ковзання) вала якоря; 18 – шестірня обгінної муфти (бендикс); 19 – ролики муфти вільного ходу; 20 – передня накривка корпусу стартера; 21 – валик важеля вмикання стартера; 22 – накривка тягового реле; 23 – важіль вмикання стартера; 24 – якір тягового реле; 25 – пружина; 26 – шток; 27 – котушка тягового реле; 28 – корпус тягового реле; 29 – контактний диск; 30 – пластмасова накривка тягового реле; 31, 32 – контактні гвинти

Вузлами і деталями електростартера (рис. 2.1.2) є корпус (стакан) 9 з прикріпленим до нього статором, якір 7 з колектором 6, механізм урухомлення з муфтою 13 вільного ходу, шестірнею 18 та буферною пружиною 12, електромагнітне тягове реле з обмоткою 27 і контактними гвинтами 31, 32, накривки з боку урухомлення 20, 22, накривка 5 з боку колектора та щітковий вузол 1 із щіткотримачами 4. Корпуси 5, 11 електростартерів (рис.2.1.2), які є частиною магнітної системи і несучою конструкцією для накривок 1, 8, виготовляють із труби або із сталевої штаби. До корпусу 11 гвинтами 17 прикріплюють чотири полюси з котушками обмотки збудження.

 

Рис.2.1.2 Конструкція електричного стартера:

1 - передня накривка (маска) корпусу стартера; 2 – щіткотримач; 3 – вилка; 4 – тягове реле; 5, 11 – корпус стартера; 6 – щітка; 7 – спіральна пружина щітки; 8 - задня накривка корпусу стартера; 9 – стопорне кільце; 10 – шайба; 12 – гвинт кріплення передньої і задньої накривки до корпусу стартера; 13 – якір; 14 – ізолююча втулка гвинта; 15 – муфта вільного ходу(бендикс); 16 – шестірня ; 17 – гвинт кріплення магнітних полюсів Кількість котушок 3 (рис.2.1.2) та полюсів 2 однакова. Котушки 3 послідовної обмотки збудження мають невелику кількість витків із неізольованого мідного дроту прямокутного перерізу марки ПММ. Витки ізольовано один від одного електроізоляційним картоном А завтовшки 0,2 – 0,4 мм. Котушки паралельної обмотки в стартерах змішаного збудження намотують з ізольованого круглого проводу. Ззовні котушки ізолюють бавовняною стрічкою чи полімерними матеріалами. Котушки в обмотках з'єднують послідовно, попарно-паралельно або паралельно. Струм в обмотку збудження надходить через головні контакти тягового реле багатожильним проводом (чи мідною шиною), який проходить через ізоляційні втулки в корпусі або в кришці з боку колектора.

Якір стартера (рис. 5) – це шихтоване осердя 2, у пази якого вкладено обмотку 3. В шихтованому осерді 2 менші втрати на вихрові струми. Осердя 2 якоря напресовано на вал 3 (рис. 6), що обертається на двох чи трьох опорах із бронзо-графітними вальницями 5 (рис. 2.1.3) або з вальницями з порошкового матеріалу.

  36 1 

Рис. 2.1.3.. Будова електростартера:

1 – магнітні щітки; 2 – магнітні полюси; 3 - обмотка збудження статора; 4 – шестірня урухомника з муфтою вільного ходу; 5 – вальниця вала якоря; 6 – важіль урухомника; 7 – пружина тягового реле; 8 – тягове реле; 9 – колектор; А – ізоляційний картон обмотки збудження статора В якорях стартерних електродвигунів застосовують прості хвильові та петльові обмотки з одно та двовитковими секціями.

Рис. 2.1.4. Якір електричного стартера:

1 – колектор; 2 – осердя якоря; 3 – обмотки збудження якоря

Рис. 2.1.5. Конструкція якоря електростартера:

1 – осердя якоря; 2 – пази осердя; 3 – вал якоря; 4 – ізолюючий диск; 5 –  обмотка збудження якоря

Одновиткові секції обмотки збудження 3 (рис. 2.14) якоря роблять із неізольованого проводу прямокутного перерізу марки ПММ, двовиткові – з ізольованого проводу круглого перерізу. Відкриті, напівзакриті або закриті пази 2 (рис. 2.15) якорів можуть мати прямокутну чи грушоподібну форму. Пази 2 прямокутної форми краще заповнювати проводом 3 (рис. 5) прямокутного перерізу, укладаючи його в два шари, й ізолюючи один від одного та від пакета якоря гільзами 8-подібної форми з електрокартону або полімерної плівки. Пази грушоподібної форми зі сталим чи змінним перерізом зубця застосовують у стартерах малої потужності з двовитковими секціями.

Кінці секцій обмотки якоря кладуть у пази колекторних пластин 1 (рис2.15). Кінець однієї секції та початок наступної приєднують до однієї колекторної пластини. У деяких електростартерах застосовують збірні циліндричні колектори на металевій втулці, а також циліндричні та торцеві колектори з пластмасовим корпусом. Збірні циліндричні колектори, які використовують на стартерах великої потужності, складають з мідних пластин та ізолювальних прокладок із миканітуслюдиніту чи слюдопласту. Пластини в колекторі закріплюють за допомогою металевих натискних кілець та ізоляційних корпусів по бічних опорних поверхнях. Від металевої втулки, яку напресовують на вал якоря, мідні пластини ізолюють миканітовою циліндричною втулкою. У циліндричних колекторах із пластмасовим корпусом пластмаса, що є формувальним елементом колектора, ізолює колекторні пластини від вала і сприймає навантаження. Для підвищення міцності колектора 1 в пластмасовий корпус введено армовані кільця з металу чи пресматеріалу. Невеликі колектори можна виготовляти із суцільної циліндричної заготовки, яку розрізують після спресовування пластмасою на окремі ламелі.

Накривку 5 (рис. 2.16) з боку колектора виливають із чавуну, сталі, алюмінію, цинкового сплаву або штампують зі сталі. Безпосередньо до накривки або до траверси заклепками чи гвинтами прикріплюють щіткотримачі 6 ізольованих магнітних щіток 2, які відокремлюють від накривки 5 прокладками з текстоліту або зіншого ізоляційного матеріалу. Конструкція щіткотримачів 6 така, що щітки 2 легко замінювати.

Рис. 2.1.6. Щітковий вузол електростартера:

1 – корпус стартера; 2 – магнітна щітка; 3 – спіральна пружина; 4 – канатики щіток; 5 – задня накривка; 6 –щіткотримач Щітки 2 мають канатики 4 з наконечниками для приєднання до щіткотримачів 6. В електростартерах застосовують мідно-графітові щітки 2, які містять свинець та олово. Більше графіту в щітках для потужних стартерів і стартерів із важкими умовами комутації.

Рис. 2.1.7 . Накривка з боку урухомника стартера(1)

накривки з боку урухомника стартера 1 (рис.8) виливають з алюмінієвого сплаву або з чавуну. Конструкція накривки залежить від матеріалу, з якого її виготовлено, типу механізму урухомника, способу прикріплювання стартера на двигуніта тягового реле на стартері. Встановлені фланці накривки мають не менше двох отворів для болтів кріплення стартера. Розміри приєднувальних деталей регламентовано стандартами. Фланцеве кріплення стартера до картера зчеплення або до маховика, у разі його знімання та повторного встановлення, дає змогу зберегти сталою міжосьову відстань у зубчастому зчепленні. У накривці передбачено отвір, який дає змогу шестірні урухомника входити в зачеплення з вінцем маховика. Існують численні модифікації стартерів, які відрізняються один від одного розміщенням кріпильних отворів фланця та положенням накривки з боку урухомника щодо тягового реле. Стартери потужністю понад 4,4 кВт і діаметром корпусу 130 – 180 мм розміщують у заглибинах спеціальних приливок двигуна. До посадкової поверхні приливка двигуна корпус стартера притискують сталевими стрічками. Від повороту стартер фіксують шпонками або штифтами. У накривках та проміжній опорі стартера ставлять вальниціковзання. Проміжну опору роблять у стартерах, які мають діаметр корпусу 115 мм і більше. Опору у вигляді диска з чавуну, сталі чи алюмінієвого сплаву затискують між корпусом та накривкою з боку урухомника або прикріплюють до накривки. Вальниці змащують у процесі виготовлення або ж під час технічного обслуговування та експлуатації. У стартерах великої потужності бобишки вальниць мають маслянки з резервуарами для мастильного матеріалу і мастильними фільцями.

Тягове реле прикріплюють до накривки з боку урухомника. Дистанційно кероване тягове реле забезпечує введення шестірні в зачеплення з вінцем маховика і вмикає стартерний електродвигун до акумуляторної батареї.

Рис. 2.1.8. Тягове реле стартера

Реле може мати одну або дві (втягуючу і утримуючу) обмотки збудження, намотані на латунну втулку 2, в якій вільно переміщується сталевий якір 3, що діє на шток 1 із рухомим контактом 4.

Рис. 2.1.9. Будова тягового реле електростартера:

1 – шток; 2 – втулка; 3 – якір; 4 – рухомий контакт (диск); 5 – важіль урухомника; 6 – повідцева муфта; 7 – нерухомі контакти (гвинти); 8 – пластмасова накривка

Два нерухомих контакти 7 у вигляді контактних болтів закріплюють у пластмасовій накривці 8 тягового реле. У двообмотковому реле утримувальну обмотку, розраховану тільки на утримування якоря реле в притягненому до осердя стані, виготовлено з проводу меншого діаметра і з прямим виводом на масу. Втягуючу обмотку підімкнено паралельно до контактів 7 реле. Коли реле увімкнено, вона діє згідно з утримувальною обмоткою та створює потрібну силу притягування, якщо зазор між якорем та осердям максимальний.

 

 

 

 

 

 

21 1

 

Рис.2.1.10. Принцип дії тягового реле:

1 – шток; 2 – втулка якора; 3 – якір; 4 – корпус; 5 – утримувальна обмотка; 6 – втягуюча обмотка; 7 – рухомий контакний диск; 8 – нерухомі контакти – гвинти

Коли стартерний електродвигун працює, замкнені контакти 7 і 8 тягового реле (рис. 2.1.10) шунтують, втягуючи обмотку. Тягове реле важелем 5 (рис. 2.19) з'єднано з механізмом урухомника, розміщеним на частині вала зі шліцами. Важіль діє на привод через повідкову муфту 6. Важіль урухомника 5 виливають із полімерного матеріалу або складають із двох штампованих сталевих частин, які з'єднують клепанням чи зварюванням.

3. Конструктивні особливості та принцип дії механізму введення урухомлювальної шестірні електричного стартера із маховиком колінчастого вала двигуна

Механізм урухомника з муфтою вільного ходу забезпечує введення й утримування шестірні в зачепленні з вінцем маховика під час пуску двигуна, передавання потрібного крутного моменту колінчастому валу та запобігає руйнуванню якоря стартерного електродвигуна, від'єднуючи його від маховика працюючого двигуна.

 28 1  

Рис.2.1.11. – урухомлювальна шестірня; 2 – вінець маховика

Найбільшого поширення в електростартерах набули безшумні й технологічні роликові муфти вільного ходу, здатні за невеликих розмірів передавати значні крутні моменти.

Рис. 2.1.12 Роликові муфти вільного ходу

Роликові муфти малочутливі до забруднення, не потребують догляду та регулювання під час експлуатації.

Муфта вільного ходу роликового типу (рис. 2.1.14) може вільно переміщуватися спеціальними шліцами вала стартера. На шліцевій напрямній втулці закріплено зовнішню ведучу обойму 8, в якій є чотири клинчастих пази з роликами 5, що їх відтискує в бік вузької частини паза штовхач – плужер 10 із притискною пружиною 7. Якщо стартер увімкнено, то крутний момент від ведучої обойми 4 (рис.16 а) через ролики 3 передається на ведену обойму 2, виготовлену як єдине ціле з шестірнею урухомника 5. Ролики 3 заклинено у клинчастих пазах 6 між ведучою 4 та веденою 2 обоймами муфти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.11.13 Муфта вільного ходу

1 – урухомлювальна на шестірня; 2 – притискна пружниа; 3 – ролик; 4 – ведена втулка; 5 – ведуча втулка

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1.14 Плунжерна (роликова) муфта вільного ходу:

1 – замкові кільця; 2 – втулка відведення; 3 – прорізна напрямна втулка; 4 – центрувальне кільце; 5 – ролик; 6 – кожух муфти; 7 – притискна пружина; 8 – зовнішня ведуча обойма; 9 – ведена обойма; 10 – плунжер; 11 – чашка; 12 – пружина; 13 – буферна пружина; 14 – металева пластина; 15 – шестірня урухомника; 16 – фіксатор

Коли двигун буде запущено, ведена обойма 2 (рис. 16 б) стане ведучою (ведучим стане зубчастий вінець 7 маховика), ролики 3 розклиняться і муфта вільного ходу пробуксовуватиме.

  33 1 

Рис. 2.11.15. Принцип дії муфти вільного ходу:

1 – притискна пружна; 2 – ведена обойма; 3 – ролик; 4 – ведуча обойма; 5 – шестірня урухомника; 6 – клинчасті пази; 7 – зубчастий вінець маховика

У стартерах великої потужності муфти вільного ходу не застосовують, оскільки за цих умов вони працюють ненадійно. У стартері СТ-142 (двигуни ЯМЗ-740, КамАЗ) застосовано храповий механізм урухомлення (рис. 17 а, б).

Деталі його розміщені на напрямній втулці 1, яка має прямі внутрішні шліци та багатозахідну стрічкову зовнішню нарізь. Напрямна втулка разом із урухомником може переміщатися шліцами вала стартера. На зовнішній нарізі втулки розміщено ведучу половину 8 храпової муфти, а ведену її половину 13 виготовлено разом із шестірнею, і вона може вільно обертатися на втулці 1 у бронзових графітових вальницях. Торці половин храпової муфти, які мають зубці, притискує один до одного пружина 7. Ведену половину 13 закриває в корпусі 5 замкове кільце 10, а замкове кільце 2 не дає корпусу 5 переміщатися вздовж втулки 1. Для амортизації ударів під час вмикання стартера під пружину 7 поставлено сталеву шайбу 6 і гумове кільце 4. Щоб запобігти спрацьовуванню зубців храпової муфти та знизити шум у момент, коли двигун запущено, а стартер ще не вимкнено, передбачено механізм блокування.

У середині веденої половини 13 муфти вміщено три пластмасових сухарі 12 з радіальними отворами, в які входять напрямні штифти 11. Зовнішня поверхня сухарів має конічну форму, яка прилягає до виточки сталевого кільця 9, поставленого у ведучій половині 8 муфти. Кільце 9 притискує сухарі 12 до напрямної втулки 1. Під час передавання крутного моменту від вала стартера до вінця маховика виникає осьове зусилля, яке притискує ведучу та ведену половини храпової муфти. Коли двигун буде запущено, станеться пробуксовування храпової муфти, оскільки зміниться напрям передавального зусилля на шестерні стартера (під час пуску – від шестірні до вінця, а коли двигун працює – узворотному напрямку).

Рис. 2.1.16 Типи урухомників стартерів дизельних двигунів (стартер СТ-142):

а – розріз; б – загальний вигляд урухомника з храповою муфтою; в – урухомник стартера СТ-103: 1 – напрямна втулка; 2, 10 – замкові кільця; 3 – втулка відведення (виготовлена як єдине ціле з корпусом); 4 – гумове кільце; 5 – корпус; б – сталева шайба; 7 – пружина; 8 – ведуча півмуфта; 9 – конусне кільце; 11 – штифт; 12 – сухар; 13 – ведена півмуфта; 14 – вал якоря; 15 – стакан; 16 – важіль; 17 – буферна пружина; 18 – гайка; 19 – урухомлювальна шестірня; 20 – упорне кільце; 21 – спіральний паз

Під час пробуксовування ведуча половина 8 храпової муфти відсувається від веденої 13, стискаючи пружину 7. Разом із нею відсувається йкільце 9, звільняючи сухарі 12, які під дією відцентрових сил переміщаються вздовж штифтів 11 і блокують муфту в розщепленому стані. Після вимикання стартера ведуча половина 8 храпової муфти під дією пружини 7 притискується до веденої 13 і кільце 9 повертає сухарі 12 у початковий стан. Хоча шестірня стартера й упирається в зубці вінця маховика, проте корпус 5 урухомника разом із напрямною втулкою 1 переміщаються далі вздовж прорізів вала стартера, стискаючи пружину 7. Стрічкова різьба втулки 3 примушує ведучу половину 8 і шестірню стартера повертатися (до 30°), забезпечуючи її зачеплення з вінцем маховика. Храповий урухомник допускає до 5% упорів шестірні стартера у вінець маховика від загальної кількості вмикань.

На рис. 17в, в зображено механізм урухомника стартера СТ-103 дизельних двигунів ЯМЗ. На спіральних шліцах вала якоря 14 поставлено гайку18 і шестірню 19. Гайка двома зовнішніми виступами входить у поздовжні пази хвостовика цієї шестірні, а між ними розміщено пружину 7. На вал якоря вільно насаджено стакан 15 зі спіральним пазом 21. На опорній втулці стакана розміщено буферну пружину 17 і шайбу 6. Хід шестірні на валу обмежує упорне кільце 20.

Коли стартер увімкнено, тягове реле діє на важіль 16 і переміщає стакан 15, опорна втулка якого натискує на ведучу гайку 18 і підсуває її разом із шестірнею до упорного кільця 20. Коли зубці шестірні упруться в зубці вінця маховика, ведуча гайка 18 стисне пружину 7 і поверне шестірню 19, бо шліци в останній ширші, ніж на валу якоря 14. У початковий момент пуску двигуна стакан 15 повертається завдяки тертю і спіральним пазом 21 повертається назад у початковий стан, звільняючи місце для відходу шестірні. Коли двигун буде пущено, вінець маховика почне обертати шестірню стартера, і вона, переміщуючись спіральними шліцами, відійде у початковий стан.

Відомо, що маса стартера залежить від його потужності. Тому перевага стартера з редуктором (рис.2.1.17) виявлятиметься вже з потужності приблизно 1 кВт. Для малопотужних стартерів застосування редукторів не скорочує загальної маси стартера, а тому більш доцільно застосовувати саме урухомник. У конструкціях стартерів із редуктором між якорем електродвигуна й шестірнею, що міститься на вихідному валу стартера, монтується редуктор, який знижує частоту обертання в 3 – 4 рази. При цьому частота обертання якоря електродвигуна може бути підвищена до 15000 –20000 хв-1 у режимі холостого ходу. Конструктивно редуктори виготовляють простими рядними із зовнішнім і внутрішнім зачепленнями, а також планетарні.

Переваги конструкцій стартерів із редукторами: малі розміри та маса електродвигуна; зменшення навантаження на акумуляторну батарею під час запуску ДВЗ завдяки застосуванню електродвигуна з малим моментом; підвищення можливості пуску (пускової кількості обертів) за низьких температур; зниження вихідної потужності за малих навантаженнь.

Недоліки цих стартерів: більш важкі умови роботи муфти вільного ходу; підвищений шум і важкі умови роботи щітково-колекторного вузла. Тому паяння з'єднань у головних колах замінюється зварюванням, застосовується більш міцна ізоляція обмототка якоря, проводиться точне балансування деталей, що обертаються.

 

Рис. 2.1.17. Конструкція електричного стартера із редуктором:

1 – ведена шестірня планетарного редуктора; 2 – урухомлювальна шестірня; 3 – проміжна шестірня; 4 – ведуча шестірня; 5 – якір; 6 – обмотка збудження статора; 7 – щітковий вузол; 8 – ізолюючий диск; 9 – задня накривка; 10 – втягуюча і утримувальна обмотки тягового якоря реле; 11 – передня накривка

У звичайного стартера крутний момент передається на обгону муфту, або «Бендикс» безпосередньо, у редукторного – відповідно, через редуктор. Плюси і мінуси є в обох.

Головною відмінністю редукторного стартера, що в свою чергу є плюсом, є здатність видати більший крутний момент, а також можливість «провернути» або «прокрутити» двигун за низьких температур у холодну пору року, вумовах, коли дуже густа олива в двигуні, не дає парам тертя з легкістю рухатися відносно один одного.

Особливість редуктора – це сама конструкція, яка дозволяє встановлювати агрегат на різні види сільськогосподарської та спеціалізованої техніки. Цей вид виконаний у редукторному виконанні, що значно спрощує запуск двигуна в холодну пору року. Тягове реле має пластиковий захист, який зводить до мінімуму, а в деяких випадках і виключає можливість короткого замикання, в місцях, де кріпляться силові дроти. У місцях з'єднання основних вузлів стартера встановлено защільнювальні гумові кільця, що забезпечує непотрапляння вологи всередину. Все це істотно продовжує термін служби цього пристрою.

Енергоспоживання редукторного стартера значно нижче, ніж у звичайного, а також вони значно відрізняються в розмірах і масі.

Отже, підіб'ємо підсумок, у редукторного стартера більш висока потужність, більший пусковий момент, посилена стартова здатність, а також маса самого стартера на 48% менше, ніж у звичайного. Термін служби на всі 100% більше і зведені до мінімуму вимоги по догляду.

 

Последнее изменениеВторник, 17 декабря 2019 17:00

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх