|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Общие сведения об электрооборудовании автомобилейСтр 1 из 14Следующая ⇒
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ И ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ”
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ” Составитель – А.С. Ширшиков ЛЕКЦИЯ 1 Общие сведения об электрооборудовании автомобилей Электрооборудование современного автомобиля представляет собой очень сложную систему, включающую до ста и более изделий. Его стоимость составляет примерно 30% стоимости автомобиля. К электрооборудованию автомобилей принято относить устройства, являющиеся источниками или потребителями электрической энергии. По выполняемым функциям в автомобиле можно выделить следующие системы электрооборудования: 1) система электроснабжения; 2) система пуска; 3) система зажигания; 4) система освещения; 5) системы автоматического управления агрегатами автомобиля; 6) информационно-диагностическая система; 7) система вспомогательного электрооборудования. Система электроснабжения Система электроснабжения (рис.1.1) обеспечивает производство электрической энергии и ее передачу потребителям. Передачу электрической энергии обеспечивает бортовая электрическая сеть, включающая в себя провода, защитную, распределительную и коммутационную аппаратуру. Производство электрической энергии на автомобиле выполняют генераторная установка и аккумуляторная батарея, включенные параллельно. Они обеспечивают в бортовой сети автомобиля постоянное напряжение 12 или 24 В. Следует отметить, что значительная часть электрической энергии тратится на преодоление сопротивления соединительных проводов. Поэтому напряжение, подводимое непосредственно к потребителям, ниже выходного напряжения источников электрического тока. Одним из способов уменьшения падения напряжения в проводах является использование 42-вольтовой бортовой сети. В этом случае из-за снижения силы тока потери мощности в проводах уменьшаются в 9 раз. Выходное напряжение Uг генератора зависит от его нагрузки (силы тока Iг) и от его частоты вращения n. Поэтому для стабилизации напряжения в бортовой сети автомобиля применяется регулятор напряжения, который соответствующим образом воздействует на ток Iв в обмотке возбуждения генератора.
Рис. 1.1. Структурная схема системы электроснабжения автомобиля ( n– частота вращения генератора; Iв – ток в обмотке возбуждения; U – выходное напряжение генератора переменного тока; Uг – выходное напряжение вентильного генератора; H – напряженность; Ф – магнитный поток) Аккумуляторные батареи Аккумуляторные батареи в автомобиле обеспечивают электропитание потребителей при недостаточной мощности энергии, вырабатываемой генератором (например, при неработающем двигателе, при пуске двигателя, при малых оборотах двигателя). Основными требованиями, предъявляемыми к автомобильным аккумуляторным батареям, являются: n малое внутреннее сопротивление; n большая емкость при малых объеме и массе; n устойчивость к низкой температуре; n простота обслуживания; n высокая механическая прочность; n длительный срок службы; n незначительный саморазряд; n невысокая стоимость. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.
ЛЕКЦИЯ 2 Традиционные батареи Традиционные батареи собираются в корпусах с отдельными крышками и в корпусах с общей крышкой.
Батареи с отдельными крышками. Батареи собираются в одном эбонитовом или пластмассовом сосуде – моноблоке, разделенном перегородками на отдельные камеры по числу аккумуляторов (в просторечии – банок) в батарее. В каждой камере помещен электродный блок, состоящий из чередующихся положительных и отрицательных электродов, разделенных сепараторами. Сепараторы служат для предотвращения замыкания электродов, но при этом за счет своей пористости способны пропускать через себя электролит. Электроды устанавливаются на опорные призмы, что предотвращает замыкание разноименных электродов через шлам, накапливающийся в процессе эксплуатации на дне моноблока. Сверху электродного блока устанавливается перфорированный предохранительный щиток, защищающий верхние кромки сепараторов от механических повреждений при замерах температуры, уровня и плотности электролита. Каждый аккумулятор батареи закрывается отдельной крышкой из эбонита или пластмассы. В крышке имеется два отверстия для вывода борнов электродного блока и одно резьбовое – для заливки электролита. Резьбовое отверстие закрывается резьбовой пробкой из полиэтилена, имеющей небольшое вентиляционное отверстие, предназначенное для выхода газов во время эксплуатации. В новых сухозаряженных батареях вентиляционное отверстие закрыто приливом. После заливки электролита этот прилив следует срезать. Соединение аккумуляторов в батарею осуществляется с помощью перемычек. К выводным борнам крайних аккумуляторов приваривают полюсные выводы для соединения батареи с внешней электрической цепью. Диаметр положительного вывода больше, чем отрицательного. Это исключает неправильное подключение батареи. В некоторых случаях полюсные выводы имеют отверстия под болт. Герметизация батареи в местах сопряжения крышек со стенками и перегородками моноблока обеспечивается обратимой битумной заливочной мастикой.
Батареи с общей крышкой. Все батареи с общей крышкой изготавливают в пластмассовых моноблоках. Эластичность пластмассы позволяет соединять аккумуляторы в батарею сквозь отверстия в перегородках моноблока. Это делает возможным на 0, 1...0, 3 В повысить напряжение батареи при стартерном разряде и уменьшить расход свинца в батарее на 0, 5...3 кг. Применение термопластичных пластмасс позволило значительно снизить массу корпуса батареи. Использование пластмассового моноблока и общей крышки позволило применить герметизацию батареи методом контактно-тепловой сварки, что обеспечивает надежную герметичность при температурах от -500 до +700С.
Малообслуживаемые батареи В малообслуживаемых батареях содержание сурьмы в сплаве токоотводов снижено в 2-3 раза по сравнению с традиционными батареями. Ряд производителей к малосурьмяниистому свинцу добавляет различные лигирующие вещества, в частности, серебро и селен. Это обеспечивает подзаряд батареи в интервале регулируемого напряжения практически без газовыделения. В традиционных батареях заметное газовыделение начинается при напряжении 14, 4 В. Вместе с тем скорость саморазряда малообслуживаемой батареи снижена примерно в 5-6 раз. Малообслуживаемая батарея имеет улучшенную конструкцию. Один из аккумуляторных электродов в ней помещен в сепаратор-конверт, опорные призмы удалены, электроды установлены на дно моноблока. В результате этого электролит, который в традиционных батареях был под электродами, в малообслуживаемых батареях находится над электродами. Поэтому доливка воды в такую батарею необходима не чаще, чем 1 раз в 1, 5...2 года. В традиционных батареях доливка необходима 1–2 раза в месяц. Необслуживаемые батареи Необслуживаемые батареи отличаются малым расходом воды и не требуют ее долива в течение всего срока службы. Вместо сурьмы в сплаве решеток аккумуляторов используется другой элемент (обычно кальций). Применение кальция позволило уменьшить газовыделение более чем в десять раз. Столь медленное «выкипание» большого объема воды можно «растянуть» на весь срок службы аккумулятора, вообще отказавшись от заливных отверстий. Такой аккумулятор получается действительно необслуживаемым, т.к. заливать воду в него невозможно. Необслуживаемые батареи другого типа вместо электродных пластин включают в свой состав электроды, скрученные в плотные рулоны. Между электродами проложен тонкий сепаратор, пропитанный электролитом. При плотной упаковке электроды не требуют упрочнения сурьмой. Электролит в таких батареях связан губчатой прокладкой и не вытекает даже при повреждении корпуса батареи. При непродолжительном перезаряде газы, проходя по каналам сепаратора, вступают в реакцию и превращаются в воду. При длительном перезаряде газы, не успев прореагировать друг с другом, выходят через предохранительный клапан. Количество электролита будет в этом случае уменьшаться. Для своевременного предотвращения перезаряда в автомобиле необходимо устанавливать сигнализатор аварийного напряжения. Аккумуляторы, изготавливаемые по данной технологии, получили название «спиральные элементы» (Spiral Cell). Преимуществами этих аккумуляторов являются 1) большой ток холодной прокрутки, 2) стойкость к вибрациям и ударам, 3) большое число циклов пуска двигателя (в три раза больше, чем у традиционных батарей), 4) малый саморазряд (срок хранения без подзарядки – более года). Однозначно ответить на вопрос «Какие аккумуляторы лучше? » достаточно затруднительно. Батареи с решетками из кальциевого свинца отличаются малым потреблением воды, высокой коррозионной стойкостью решеток из сплава мелкозернистой структуры и способностью «самовыключаться», то есть переставать принимать ток в заряженном состоянии. Кроме того, кальциевые аккумуляторы отличаются малым саморазрядом. Но при глубоких разрядах на положительных решетках таких аккумуляторов может происходить образование сульфата кальция, и это, в отличие от образования сульфата свинца, необратимо. Поэтому некоторые модели необслуживаемых батарей изготавливают по технологии «Кальций плюс» (Са+): отрицательные решетки выполняются из кальциевого свинца, а положительные – из малосурьмянистого. Перспективным представляется комбинированное использование на автомобиле разных типов батарей — одни работают при быстрых разрядах, другие обеспечивают большой запас энергии.
ЛЕКЦИЯ 3 Подготовка аккумуляторной батареи к эксплуатации Приготовление электролита. Существует два способа приготовления электролита. 1 способ: концентрированная серная кислота плотностью 1, 83 г/см3 добавляется в дистиллированную воду (но не наоборот). 2 способ: электролит плотностью 1, 40 г/см3 добавляется в дистиллированную воду или в электролит с плотностью ниже необходимой. Следует учитывать, что плотность электролита для различных времен года и климатических условий должна быть различной. Например, в районах с умеренным климатом (со средней месячной температурой в январе -15...-8 0С) плотность электролита должна быть равна 1, 26±0, 01 г/см3, в районах с холодным климатом (со средней месячной температурой в январе -30...-15 0С) плотность электролита должна быть равна 1, 28±0, 01 г/см3. Заливка батареи электролитом. Температура заливаемого электролита должна быть в пределах 15…30 0C. Его плотность зависит от климатических условий эксплуатации батареи. Перед заливкой необходимо отвернуть вентиляционные пробки и удалить элементы, герметизирующие вентиляционные отверстия. Электролит заливают до тех пор, пока он не достигнет нижнего торца тубуса горловины крышки или определенного уровня выше предохранительного щитка (для традиционных аккумуляторных батарей уровень электролита равен 10 мм). Плотность электролита, заливаемого в новую батарею, должна быть на 0, 02 г/см3 меньше той, которая должна быть в конце заряда для данной климатической зоны. Если через два часа после заливки сухозаряженной батареи плотность электролита будет на 0, 03 г/см3 ниже плотности этого электролита через 20 минут после заливки, то батарею следует зарядить, а затем скорректировать плотность электролита. Но желательно все же заряжать батарею в любом случае. Заряд аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи можно заряжать от любого источника постоянного тока при условии, что его напряжение больше напряжения заряжаемой батареи. Для полного заряда батарея должна принять 150 % требуемой (недостающей) емкости. Различают два основных способа заряда: при постоянном токе и при постоянном напряжении. Заряд при постоянном токе. Оптимальная сила тока заряда равна: Iз=0, 1× C20. При повышении температуры электролита до 45 0C необходимо снизить зарядный ток в два раза или прервать заряд для охлаждения электролита до 30...35 0C. Методом заряда при постоянном токе можно заряжать n последовательно включенных аккумуляторов при напряжении на выходе зарядного устройства Uз> 2, 7n. Достоинствами данного метода являются: 1) простота зарядных устройств; 2) простота расчета количества электричества, сообщаемого батарее, как произведение тока и времени заряда. Недостатком метода при малом токе заряда является большая длительность заряда, а при большом – плохая заряжаемость к концу заряда и повышенная температура электролита. Заряд при постоянном напряжении. Данный метод используется в частности для заряда аккумулятора, уже установленного на автомобиле. Метод имеет два недостатка, проявляющихся в начале заряда полностью разряженных батарей: 1) зарядный ток достигает 1...1, 5C20; 2) из-за большого зарядного тока перегревается аккумулятор. Поэтому для предохранения генератора от перегрузки на автомобиле устанавливаются ограничители тока. Продолжительность заряда при использовании обоих методов одинакова. Недостатки, присущие этим методам, преодолеваются комбинированными способами заряда. Заряд ступенчатым током (ступенчатый заряд). Способ заключается в том, что сначала заряд выполняют номинальным током до заданного напряжения, затем ток снижают в 2...3 раза и доводят заряд до конца. Используются двух-, трех- и четырехступенчатые режимы заряда. Смешанный способ заряда. При данном способе сначала осуществляется заряд при постоянном токе, а затем – при постоянном напряжении. Уравнительный заряд. Сущность заряда заключается в заряде при постоянном токе, равном 0, 1C20, до тех пор, пока плотность электролита и напряжение батареи не будут постоянными в течение 3 часов. Такой заряд необходим для выравнивания степени заряженности всех аккумуляторов батареи и устранения сульфатации электродов. Явление сульфатации заключается в образовании крупных труднорастворимых кристаллов сернокислого свинца (сульфата свинца) на поверхности электродов и на стенках пор активного вещества. В результате сульфатации не все активное вещество электродов может участвовать в работе. Поэтому емкость батареи снижается. Сульфатацию определяют по ЭДС аккумулятора. Если ЭДС аккумулятора, измеренная вольтметром, будет меньше ЭДС, подсчитанной по плотности, то электроды аккумулятора сульфатированы. Форсированный заряд. Заряд производится током до 0, 7C20.При токе, равном 0, 7C20 время заряда – 30 мин., при токе 0, 5C20 – 45 мин., при токе 0, 3C20 – 90 мин. В процессе заряда необходимо при достижении температурой электролита 45 0C дальнейший заряд прекращать. Форсированный заряд применяется в исключительных случаях. Контрольный разряд аккумуляторной батареи. Контрольный разряд проводится для определения исправности полностью заряженной батареи. Сила разрядного тока поддерживается равной 0, 1С20. Когда на зажимах одного из аккумуляторов напряжение понизится до 1, 7 В (или 10, 2 В на батарее), разряд заканчивают. Батарея считается исправной, если время разряда будет не менее 7, 5 ч для батарей с электролитом плотностью 1, 29 г/см3, 6, 5 ч – для 1, 27 г/см3, 5, 5 ч – для1, 25 г/см3. В противном случае батарея является неисправной. К основным причинам плохой заряжаемости батарей относятся: 1) высыпание активной массы из решеток вследствие коробления последних при заряде большими токами, замерзании электролита и т.п.; 2) наличие в аккумуляторном электролите примесей веществ, которые, осаждаясь на электродах, экранируют часть их рабочей поверхности, препятствуя протеканию на ней основной токообразующей реакции, и способствуют усиленному разложению воды и газовыделению. 3) сульфатация электродов из-за хранения батареи в теплом помещении при высокой плотности электролита. Из-за систематических недозарядов батареи, высокого саморазряда, длительного бездействия батареи в разряженном (частично или полностью) состоянии, снижения уровня электролита ниже верхней кромки электродов возникает необратимая сульфатация. Устранение сульфатации электродов. Сульфатацию устраняют несколькими циклами разряда-заряда при малой плотности электролита (1, 11...1, 12 г/см3). Заряд производят током не более 0, 05 С20 ампер, доводят плотность электролита до нормы, а затем проводят контрольный разряд батареи при силе тока 0, 1 С20. Разряд заканчивают, когда на зажимах одного из аккумуляторов напряжение понизится до 1, 7 В (или 10, 2 В на батарее). Батарея считается исправной, если время разряда будет не менее 7, 5 ч для батарей с электролитом плотностью 1, 29 г/см3, 6, 5 ч – для 1, 27 г/см3, 5, 5 ч – для 1, 25 г/см3. В противном случае батарею подвергают нескольким циклам заряда-разряда. Если при повторных циклах время разряда не увеличивается, то батарея требует ремонта. Хранение аккумуляторных батарей. Новые, не залитые электролитом батареи хранятся при температуре не ниже -50 0C. Заряженные батареи с электролитом хранятся по возможности при температуре не выше 0 0C. Минимальная температура их хранения: -30 0C. При чрезмерно низких температурах электролит может замерзнуть. При плотности электролита g25=1, 31 г/см3 электролит замерзает при температуре ниже -40 0С, при g25=1, 27 г/см3 электролит замерзает при температуре до -30 0С. Перед постановкой на хранение несухозаряженной батареи необходимо: 1) полностью зарядить батарею; 2)скорректировать плотность электролита; 3) если потребовалась коррекция плотности, то следует подзарядить батарею в течение 30 минут для выравнивания плотности электролита по объему каждой банки; 4) удалить с батареи токопроводящий слой, используя для этого раствор питьевой соды или нашатыря.
ЛЕКЦИЯ 4 ЛЕКЦИЯ 5 Регуляторы напряжения Выходное напряжение генератора зависит от трех величин: 1) частоты вращения его ротора, 2) выходной силы тока генератора и 3) силы тока в обмотке возбуждения генератора. Так как первые две величины в автомобильном генераторе постоянно изменяются, то для обеспечения стабильного напряжения необходимо соответствующим образом воздействовать на силу тока в обмотке возбуждения генератора. Для этого в генераторную установку вводится регулятор напряжения. Любой регулятор напряжения (рис. 1.11) содержит измерительное устройство, устройство сравнения; задающее устройство и устройство воздействия. Измерительное устройство преобразует выходное напряжение генератора в величину, пропорциональную этому напряжению. Устройство сравнения сравнивает величину на выходе измерительного устройства с эталонной величиной. Эталонной величиной может быть как напряжение, так и любая другая достаточно стабильная физическая величина, например, сила натяжения пружины в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах. Значение эталонной величины устанавливается с помощью задающего устройства. В зависимости от результатов сравнения устройство сравнения формирует соответствующий сигнал и подает его наустройство воздействия. Устройство воздействия непосредственно влияет на силу тока, протекающего через обмотку возбуждения генератора.
Рис. 1.11. Структурная схема регулятора напряжения По своей конструкции регуляторы делятся на вибрационные (реле-регуляторы), контактно-транзисторные и бесконтактные (транзисторные) регуляторы. В вибрационных регуляторах устройством сравнения является электромагнитное реле. При повышенном напряжении на выходе генератора это реле своими контактами включает в цепь питания обмотки возбуждения добавочный резистор. При пониженном напряжении добавочный резистор отключается (шунтируется). Основным недостатком вибрационных регуляторов является искрение контактов, вызывающее их ускоренный износ. Контактно-транзисторный регулятор работает аналогично вибрационному. Отличие заключается в том, что контакты электромагнитного реле, входящего в состав контактно-транзисторного регулятора, служат для управления транзистором. Транзистор работает в ключевом режиме и выполняет ту роль, которую в вибрационном регуляторе выполняют контакты электромагнитного реле. Так как управление транзистором осуществляется малыми токами, то износ контактов в контактно-транзисторном регуляторе существенно ниже, чем в вибрационном. Общим недостатком вибрационных и контактно-транзисторных регуляторов является нестабильность регулируемого напряжения, вызываемая старением возвратной пружины электромагнитного реле. Этот недостаток полностью исключается в бесконтактных регуляторах напряжения (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Принципиальная схема бесконтактного регулятора напряжения Функции задающего устройства и устройства сравнения в бесконтактном регуляторе напряжения выполняют стабилитрон VD и транзистор VT2, функцию измерительного устройства – делитель напряжения на R2 и R3, функцию устройства воздействия – резистор Rд, транзистор VT1 и резистор R1. При снижении напряжения генератора ниже регулируемого значения стабилитрон VD закрывается, вследствие чего закрывается транзистор VT2, обеспечивая открытие транзистора VT1. Открытый транзистор VT1 шунтирует добавочный резистор Rд, что приводит к возрастанию тока, питающего обмотку возбуждения генератора. Повышение напряжения на выходе генератора вызовет пробой стабилитрона VD (снижение его сопротивления). Поэтому транзистор VT2 перейдет в открытое состояние, а транзистор VT1 – в закрытое. Ток, питающий обмотку возбуждения генератора, снизится, так как в этом случае он будет протекать не через открытый транзистор VT2, а через добавочный резистор Rд. Разновидностью бесконтактных регуляторов являются интегральные регуляторы, представляющие собой микросхему, имеющую небольшие размеры и способную работать при высоких температурах. Поэтому интегральные регуляторы легко встраиваются в генератор, что положительно сказывается на надежности генераторной установки в целом. Бортовая электрическая сеть Бортовая электрическая сеть - это совокупность средств, обеспечивающих соединение источников и потребителей электрической энергии. Основными элементами электрической сети являются: соединительные провода, средства защиты цепей от перегрузок (предохранители, автоматические выключатели), средства коммутации (выключатели, переключатели) и различные соединительные и распределительные устройства. Соединение потребителей в основном осуществляется по однопроводной схеме. В качестве второго провода используется корпус автомобиля. Достоинствами такого соединения являются уменьшение расхода меди, упрощение монтажа проводки. Недостатками являются увеличенная возможность замыкания между проводами и корпусом. Предохранители используются для защиты электрических цепей от перегрузок. На автомобилях широко применяются плавкие и термобиметаллические предохранители. Плавкие предохранители имеют плавкую вставку, которая рассчитывается на длительное протекание тока номинального значения. При увеличении тока на 50 % она расплавляется в течение 1 мин. Используемые в настоящее время плавкие предохранители делятся на цилиндрические, штекерные и пластинчатые. Цилиндрические предохранители - самые массовые на российских автомобилях. Их достоинством является простота определения сгоревшего предохранителя. Недостатком является ненадежность контакта при ослаблении прижимных лапок на блоке. Штекерные предохранители международного стандарта имеют штекеры, залитые в корпус из цветной пластмассы: светлокоричневый – 5 А, темнокоричневый – 7, 5 А, красный – 10 А, синий – 15 А, желтый – 20 А, белый – 25 А, зеленый – 30 А. Достоинствами этих предохранителей является компактность и надежность, недостатками – сложность визуального определения сгорания предохранителя. Предохранители в виде пластинчатых вставок рассчитаны на ток 30 и 60 А. Они закрепляются на блоках винтами. Термобиметаллические предохранители делятся на предохранители много- и однократного действия. В их состав входит биметаллическая пластина, которая при повышении тока в результате нагрева изгибается и размыкает электрическую цепь. В предохранителях многократного действия после остывания биметаллической пластины электрическая цепь восстанавливается. В предохранителях однократного действия для восстановления электрической цепи необходимо нажать специальную кнопку. Коммутационная аппаратура включает в себя различные типы выключателей и переключателей. Основным коммутационным устройством на автомобиле является выключатель с приводом от замкового устройства – замок-выключатель. Замок-выключатель обеспечивает включение первичной цепи системы зажигания, контрольно-измерительных приборов, стартера, стеклоочистителя, радиоприемника и других устройств. На автомобилях с карбюраторным двигателем замок-выключатель называют выключателем зажигания, а на автомобилях с дизелем – выключателем приборов и стартера.
ЛЕКЦИЯ 6 Система пуска Система пуска предназначена для принудительного вращения вала ДВС. Наибольшее распространение получила электростартерная система пуска (рис. 2.1). Она состоит из аккумуляторной батареи, стартерной цепи (провода, коммутационная аппаратура), стартера, средств облегчения пуска и ДВС.
Рис. 2.1. Структурная схема электростартерной системы пуска Стартер Автомобильный стартер служит для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной частоты вращения. У карбюраторных двигателей эта частота должна быть равна 50...100 об/мин, у дизелей – 150...200 об/мин. Пусковой ток у стартеров различного типа достигает 100...800 А. Стартер современного автомобиля (рис. 2.2) состоит из электродвигателя 10, приводного механизма и тягового реле. Приводной механизм обеспечивает ввод и удержание шестерни стартера в зацеплении с венцом маховика во время пуска, предохранение якоря стартерного электродвигателя от разноса вращающимся маховиком работающего двигателя. Тяговое реле является одновременно и частью приводного механизма, обеспечивая его перемещение по оси вала якоря, и частью стартерной цепи, замыкая в конце хода якоря тягового электромагнита силовые контакты цепи питания стартерного электродвигателя. В качестве стартерного электродвигателя часто применяются электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, так как в этом случае обеспечивается большой пусковой момент. Недостатком этих двигателей является значительная частота вращения при холостом ходе, что вызывает разрушение якоря. Данный недостаток частично устраняется использованием электродвигателей смешанного возбуждения, имеющих дополнительную параллельную обмотку возбуждения. К общим недостаткам двигателей постоянного тока следует отнести повышенный износ электрических контактов в коллекторно-щеточном механизме, вызванный трением и искрением контактов.
Рис. 2.2. Схема стартера с электромагнитным включением: 1—аккумуляторная батарея; 2—выключатель; 3—обмотка тягового реле; 4—подвижный сердечник (якорь); 5—пружина; 6—рычаг; 7—шестерня; 8—вал электродвигателя; 9—маховик; 10—электродвигатель После пуска двигателя частота вращения коленчатого вала не должна передаваться через шестерню обратно на стартер. В противном случае возможен разнос якоря стартера. Поэтому усилие от вала якоря к шестерне у большинства стартеров передается через муфту свободного хода (рис.2.3), или обгонную муфту. Муфта обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направлении – от вала якоря к маховику.
Рис. 2.3. Схема действия сил в роликовой муфте свободного хода При включении стартера ролики муфты заклиниваются между обоймами муфты. Благодаря этому, крутящий момент от наружной ведущей обоймы передается роликами на внутреннюю обойму. После запуска ДВС наружная обойма становится ведомой, ролики расклиниваются и муфта начинает пробуксовывать (w2> w1). Основными силами, действующими в роликовой муфте при включении стартера, являются: сила тяги Fтяги1, действующая со стороны наружной обоймы на ролики; сила тяги Fтяги2, действующая со стороны роликов на внутреннюю обойму; сила трения Fтр1 (Fтр2 ) между поверхностями роликов и внешней обоймы (поверхностями роликов и внутренней обоймы); сила прижимной пружины Fпр. Муфта работает без пробуксовывания, если Fтяги1< Fтр1 и Fтяги2< Fтр2. Одним из основных параметров муфты является угол заклинивания a. В зависимости от него изменяются силы трения Fтр1, Fтр2 и нагрузка, действующая на обоймы привода. В стартерах большой мощности (более 5 кВт) роликовые муфты работают ненадежно. Поэтому для них разработаны специальные конструкции приводов. Примером таких конструкций является храповая муфта свободного хода. Принцип действия этой муфты следующий. При передаче вращающего момента от вала стартера к венцу маховика возникает осевое усилие, прижимающее ведомую и ведущую половины храповой муфты. Как только ДВС запускается, происходит пробуксовка храповой муфты. Во время пробуксовывания ведущая половина отодвигается от ведомой и фиксируется в этом положении сухарями, смещающимися в радиальном направлении под действием центробежных сил. При выключении стартера ведомая половина прижимается к ведущей и при этом воздействует на сухари, заставляя их занять исходное положение. Для увеличения вращающего момента на коленчатом валу применяется понижающая передача (с передаточным отношением 10...15), позволяющая использовать в стартерах быстроходные двигатели, требующие для своего производства небольшой расход активных материалов и имеющие малые габариты и массу. В настоящее время широкое распространение получают высокооборотные стартеры с встроенным редуктором. Редуктор устанавливается между ротором электродвигателя и шестерней, сидящей на выходном валу стартера. Наиболее перспективным редуктором является планетарный редуктор Джемса (рис. 2.4). Его достоинствами является симметричность передаваемых усилий и высокий КПД. При этом преимущества стартеров с редуктором проявляются, начиная с мощности примерно 1 кВт.
Рис. 2.4. Планетарный редуктор: 1 – сателлит; 2 – солнечное зубчатое колесо; 3 – коронное зубчатое колесо Для маломощных стартеров, устанавливаемых на карбюраторных ДВС с небольшим рабочим объемом, применение редуктора не сокращает общую массу. Для них целесообразно применение непосредственного привода. ЛЕКЦИЯ 7 ЛЕКЦИЯ 8 Система зажигания Система зажигания предназначена для образования электрической искры в цилиндрах двигателя в те моменты работы двигателя, когда зажигание рабочей смеси является наиболее эффективным. По типу источника питания системы зажигания делятся на батарейные и магнетные. В настоящее время наиболее широкое распространение получили батарейные системы зажигания (рис. 3.1). |
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-05; Просмотров: 1623; Нарушение авторского права страницы
