Контрольная работа: Морфологический анализ узла стартера
Рис. 1. Электромеханические характеристики стартера СТI З0-А1 с аккумуляторной батареей 6СТ-9ОПМС (сплошные линии соответствуют температуре плюс 20° С, штриховые линии — температуре минус 20° С):
N— мощность стартера, М — момент стартера, n — скорость вращения якоря, Uδ - напряжение аккумуляторной батареи, Uс— напряжение па стартере, Uт — тормозное напряжение (падение напряжения на стартере при заторможенном якоре Uт = Rc * I)
Рис. 2. Зависимость минимальных пусковых оборотов двигателя от температуры пуска:
1 — дизельный двигатель V-образный 8-цилиндровый, 2 — дизельный двигатель V-образный 8-цилиндровый с пусковой жидкостью <<холод 40>>, З — карбюраторный двигатель 4-цилиндровый. 4 — карбюраторный двигатель V-образный 8-цидиидровый, 5— карбюраторный двигатель V- об разный 8-цилиндровый с пусковой жидкостью <<Арктика>>.
Рис. 3 механические характеристики двигателя Мд=f (пд) и стартера Мс=f (пд) при различных температурах пуска.
Устройство и принцип работы стартера.
Стартер (рис.4) состоит из корпуса 15, якоря 16, крышек 9 (со стороны привода) и 19 (со стороны коллектора), привода стартера, включающего муфту свободного хода 12, шестерню 11 и поводковую муфту 14. на корпусе стартера укреплено тяговое реле.
Корпус стартера изготовляют из стали 10. Он может быть сварным или выполненным из цельнотянутой трубы. Полюса 21 получают горячей штамповкой из стали 10. Крышка 9 отливается из чугуна или алюминиевого сплава. Крышка 19 штампуется из листовой стали или отливается из цинкового или алюминиевого сплава. На задней крышке укреплены щеткодержатели 23 коробчатого типа. На стартерах большой мощности применяют щеткодержатели, в которых устанавливают по две щетки в один ряд.
Вал якоря вращается в трёх подшипниках скольжения ( втулках из пористой графитовой бронзы или металлокерамики) . Втулки перед сборкой стартера смазываются маслом.
Обмотка возбуждения 20 изготовляется из медной шины с небольшим числом витков. В небольших стартерах обмотки возбуждения включаются последовательно, в стартерах средней и большой мощности - параллельно-последовательно. В этом случае сопротивление четырёх катушек ( на четырёх полюсах) будет равно сопротивлению одной катушки. Якорь стартера набран из пластин электротехнической стали с целью снижения его нагрева вихревыми токами.
При пуске двигателя якорь 4 тягового реле, втягиваясь магнитным полем обмотки 3, перемещает рычаг 7 и связанную с ним муфту 14 привода. При этом шестерня 11 стартера входит в зацепление с венцом маховика двигателя
Подвижный контакт 2 тягового реле замыкает цепь, аккумуляторная батарея-стартер, и якорь стартера начинает вращаться. Если шестерня 11 не вошла в зацепление с венцом маховика (так называемое «утыкание» шестерни стартера в зубцы венца маховика), то рычаг 7 всё равно будет перемещаться, сжимая пружину 13. Как только якорь начнёт вращаться, шестерня 11 повернётся и под действием пружины 13 её зубья войдут во впадины между зубьями венца маховика.
В случае, если двигатель завёлся, а шестерня привода не вышла из зацепления с венцом маховика, срабатывает муфта свободного хода 12, и вращение от маховика двигателя не передаётся на якорь, что предохраняет его от « разноса».
Рис. 4. Стартер СТ 130 – А1:
Рис. 5 Муфта свободного хода :
А – конструкция муфты, б – ролик заклинен, муфта передаёт момент, в – ролик вращается, муфта пробуксовывает ; 1 – втулка привода, 2,6 – замочные кольца, 3 – опорное кольцо, 4 – пружина, 5 – поводковая муфта, 7 – буферная пружина, 8 – обойма, 9 – кожух, 10 – ролик, 11 – ступица шестерни, 12 – шестерня, 13 – толкатель, 14 – пружина толкателя.
Муфта свободного хода (рис 5,а) роликового типа может перемещаться по спиральным шлицам вала стартера. На втулке 1, имеющей внутренние шлицы, укреплена обойма 8. в ней имеются четыре клиновидные паза, в которых установлены ролики 10, ролики отжимаются в сторону узкой части паза толкателем 13 с пружиной 14. шестерня 12 выполнена заодно со ступицей 11. При включении стартера крутящий момент от втулки 1 передаётся роликами 10 на ступицу 11 шестерни. В этом случае ролики заклинены (рис,5,б) между ступицей 11 шестерни и обоймой 8. Как только двигатель будет запущен, ступица 11 шестерни станет ведомой (ведущим будет зубчатый венец маховика), ролики 10 расклиниваются, и муфта начинает пробуксовывать. В стартерах большой мощности муфты свободного хода не применяют, так как в этих условиях они работают ненадёжно. На (рис.6) изображён механизм привода стартеров дизельных двигателей. На спиральных шлицах вала 1 установлены гайка 6 и шестерня 8. Гайка двумя внешними выступами входит в продольные пазы хвостовика шестерни 8. Между гайкой и хвостовиком шестерни помещена пружина 7.
РИС. 6 Механизм привода стартеров дизельных двигателей :
1 – вал якоря, 2 – стакан, 3 – рычаг, 4 – буферная пружина, 5 – шайба, 6 – гайка, 7 – пружина, 8 – шестерня, 9 – упорное кольцо, 10 – спиральный паз.
На валу якоря свободно посажен стакан 2, в котором имеется спиральный паз 10. На опорной втулке стакана размещены буферная пружина 4 и шайба 5.
Ход шестерни на валу ограничивает упорное кольцо 9. При включении стартера тяговое реле, действуя на рычаг 3, перемещает стакан 2 вправо. При этом опорная втулка стакана нажимает на ведущую гайку 6 и перемещает её вместе с шестерней до упорного кольца 9. Если происходит <<утыкание>> зубьев шестерни и венца маховика, то ведущая гайка 6 сжимает пружину 7 и проворачивает шестерню 8, так как шлицевые пазы в шестерне шире шлицев вала 1.
В первый момент пуска двигателя стакан 2 повёртывается благодаря трению, и по спиральному пазу 10 отводится назад в исходное положение, освобождая место для отхода шестерни. Как только двигатель будет запущен, венец маховика начнёт вращать шестерню стартера и она, перемещаясь по спиральным шлицам, отойдёт в первоначальное положение.
Электрическая схема дистанционного управления стартером изображена на (рис 7). При повороте ключа в замке 3 зажигания или при нажатии пусковой кнопки, если она имеется, появляется ток в обмотке реле включения 4, и замыкаются контакты 5. При этом появляется ток в обмотках 11 и 12 тягового реле, а также в обмотке возбуждения стартера и в якоре. В этом случае магнитные потоки втягивающей обмотки 11 и удерживающей обмотки 12 действуют согласованно, сердечник 13 реле привода перемещается влево, рычаг вводит шестерню 14 в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя. Когда шестерня войдёт в зацепление с венцом маховика, сердечник 13 переместит диск 8 и замкнёт контакты 7,9 и 10. В результате этого втягивающая обмотка 11 окажется замкнутой накоротко, и ток будет проходить от А.К.Б., минуя обмотку 11.
После пуска двигателя генератор 1 возбудится, ток в обмотке реле включения 4 понизится, так как обмотка окажется под разностью э.д.с. якоря и А.К.Б., и контакты 5 разомкнутся. Магнитный поток, действующий на сердечник 13, уменьшится и под действием возвратной пружины сердечник возвратится в исходное положение. Контакты 7,9 и 10 разомкнуться, и ток стартера прервётся.
Контакт 7 служит для блокировки добавочного резистора катушки 6 зажигания в период пуска двигателя.
Случайное включение стартера при работающем двигателе невозможно, так как при возбуждённом генераторе контакты реле 4 не замкнутся. Объясняется это малой величиной тока в обмотке под действием встречно направленных э.д.с. генератора и А.К.Б., по этой же причине при замкнутых контактах реле обратного тока включение стартера также невозможно.
Рис.7 Электрическая схема стартера с дистанционным управлением :
1 – генератор, 2 – реле-регулятор, 3 – выключатель зажигания, 4 – реле включения, 5,7,9,10 – контакты, 6 – катушка зажигания, 8 – диск, 11 – втягивающая обмотка, 12 – удерживающая обмотка, 13 – сердечник, 14 – шестерня, 15 – якорь стартера, 16 – обмотка возбуждения.