Електричні стартери

Тема : Електричні стартери

Ста́ртер (англ. starter — «пусковик») — основний агрегат пускової системи двигуна, що розкручує його вал до частоти обертання, необхідної для запуску. Основні вузли стартера — двигун, редуктор, пристрої зчеплення й розчеплення з валом основного двигуна, пусковий пристрій (для стартерів, які не можуть запускатися самостійно, наприклад бензинових, турбокомпресорних). Стартер використовується для провертання колінчастого вала двигуна, що забезпечує запуск силового агрегату. Для пуску більшості машинних моторів використовуються механізми, що дозволяють виробляти близько 3 кВт енергії.

За принципом роботи стартери поділяються на інерційні, прямої дії і комбіновані. У інерційних стартерах розкручується спочатку маховик, в якому накопичується енергія, що забезпечує прокручування вала основного двигуна при зчепленні його з валом стартера. Стартер прямої дії розкручує безпосередньо вал основного двигуна. Розрізняють стартери електричні, турбостартери, пневматичні, гідравлічні, бензинові.

Комплектація стартера

Основні частини типового стартера (корпус не показано):
1. Кришки корпуса стартера,
2. Обгінна муфта (бендикс),
3. Ротор (якір),
4. Обмотка статора,
5. Щіткоутримувач зі щітками,
6. Електромагніт (соленоїд) з вилкою включення муфти (бендикса)

Комплектація цього агрегату автомобіля має такий склад:

• Бендикс стартера

• Вилка бендикса стартера

• Втулка стартера^[1]

• Соленоїд стартера

• Кришка стартера

• Обмотка стартера

• Підшипник стартера

• Редуктор стартера

• Реле ввімкнення стартера

• Щітки стартера

• Щіткоутримувач стартера

• Якір 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. 1) складається із стартерної aкyмуляторної батареї, стартера, комутаційної апаратури і засобів полегшення пуску.

  

  Рис. 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  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) 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.3), 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.3  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.4) 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. 4) або з вальницями з порошкового матеріалу.

  

  Рис. 4. 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. 5. Якір електричного стартера:

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

  

  Рис. 6. 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. 5) якоря роблять із неізольованого проводу прямокутного перерізу марки ПММ, двовиткові – з ізольованого проводу круглого перерізу. Відкриті, напівзакриті або закриті пази 2 (рис. 6) 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 (рис. 5). 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 миканіту, слюдиніту 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. 7) 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. 7. 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. 8. 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. 9. 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.

   

Дайте відповіді на питання.

1.         Призначення і які різновидності е стартерів?

2.       Конструкція, принцип дії, стартера.

3.       Способи включення і типи приводів стартерів.