Тема: Исследование устройства и принципа действия пускового двигателя, электростартера, подогревателя воды
Лабораторная работа № 5
Цель: Сформировать умение анализировать устройство и принцип действия, пускового двигателя, электростартера, подогревателя водыопределять их техническое состояние, причины и способы устранения неисправностей.
Задание на выполнение лабораторной работы:
1. Изучить назначение системы пуска двигателя.
2. Изучить устройство и работу стартера.
Методика выполнения лабораторной работы:
Лабораторная работа выполняется каждым студентом индивидуально. Задания выполняются на основании представленных ниже материалов, и записываются на специальных листах в установленный срок.
Материалы и оборудование: клей-карандаш, карандаш, линейка, учебные плакаты, методические рекомендации.
Материалы для выполнения лабораторной работы:
1 Назначение системы пуска двигателя
Для проворачивания коленчатого вала двигателя в период пуска применяется стартер, питаемый от аккумуляторной батареи. Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения с механизмом привода и включающим устройством.
Включающее устройство предназначается для включения электрической цепи стартера при пуске двигателя и выключения ее после пуска. Механизм привода служит для сцепления и расцепления приводной шестерни стартера с венцом маховика двигателя.
Включающие устройства могут быть с непосредственным (механическим) и дистанционным (электромагнитным) управлением. При непосредственном управлении замыкание электрической цепи стартера осуществляется включателем - электроконтактным устройством, действующим при нажатии на педаль стартера. Такое управление применяется при близком расположении стартера и аккумуляторной батареи к месту водителя (на тракторах, самоходных шасси и др.).
При дистанционном управлении электрическая цепь стартера замыкается при помощи специального реле. Это позволяет избежать сложной системы привода при удаленном расположении места водителя от двигателя. Дистанционное управление применяется на большинстве автомобилей.
Механизм привода может быть механическим и электромагнитным. В механическом приводе шестерня стартера вводится в зацепление с венцом маховика рычажным устройством, которое водитель включает ногой. В электромагнитном приводе сцепление приводной шестерни с венцом маховика осуществляется специальным электромагнитом. Такой привод исключает возможность ошибочного включения стартера при работающем двигателе.
2 Устройство и работа стартера
Основными частями стартера являются стальной цилиндрический корпус 34 (рис. 1) с четырьмя полюсными сердечниками 31 и обмоткой возбуждения 33, якорь 32, в пазах которого уложена обмотка 30, коллектор 35 и щетки 38, укрепленные на передней крышке 39. Обмотка возбуждения стартера включена последовательно с обмоткой якоря.
Рис. 1. Стартер и его электрическая схема:
1, 3 – контакты; 2 – крышка; 4 – кольцо; 5, 21, 28, 29, 36 – втулки; 6 – шток;7 – втягивающая обмотка тягового реле; 8 – удерживающая обмотка тягового реле; 9, 32 – якорь; 10 – возвратная пружина; 11, 14 – винты;
12 – серьга; 13 – рычаг включения; 15 – муфта свободного хода; 16 – наружная обойма; 17 – ролики; 18 – внутренняя обойма; 19 – пружина; 20 – толкатель; 22 – упорное кольцо; 23 – шестерня; 24 – буферная пружина; 25 – муфта включения; 26 – пружина; 27 – винтообразная нарезка вала якоря; 30 – обмотка; 31 – сердечники; 33 – обмотка возбуждения; 34 – корпус; 35 – коллектор; 37 – вал якоря стартера; 38 – щетки; 39 – передняя крышка; 40 – вариатор; 41 – катушка зажигания; 42 – обмотка реле включения; 43 – сердечник реле; 44 – контакты; 45 – замок выключателя зажигания; 46 – якорь генератора; 47 – аккумуляторная батарея
Стартер имеет четыре щетки, изготовленные из материала, содержащего 90% меди, 4% графита и 6% свинца. Вал 37 якоря стартера вращается во втулках 21, 29 и 36 из пористой графитовой бронзы. С валом якоря связана шестерня 23, вводимая в зацепление с зубчатым венцом маховика во время пуска двигателя.
Привод стартера должен вводить шестерню в зацепление с венцом маховика на период пуска двигателя и автоматически разъединять вал стартера, когда двигатель начнет работать.
На всех современных автомобилях устанавливают стартеры, имеющие привод с принудительным включением шестерни. В момент включения стартера шестерня вводится в зацепление принудительно рычагом включения 13.
Разобщение якоря с коленчатым валом после пуска двигателя производится роликовой муфтой свободного хода или специальным сцепляющим механизмом.
После поворота ключа в замке выключателя зажигания 45 по часовой стрелке до отказа ток от аккумуляторной батареи 47 поступит в обмотку 42 реле включения. Сердечник 43 реле намагнитится и замкнет контакты 44, включив тем самым втягивающую 7 и удерживающую 8 обмотки тягового реле. При прохождении тока по втягивающей и удерживающей обмоткам якорь 9 втягивается внутрь втулки 5. При этом связанный с якорем 9 рычаг 13 включения через муфту 25 включения и буферную пружину 24 введет шестерню 23 в зацепление с венцом маховика.
После пуска двигателя якорь стартера разобщается с венцом маховика муфтой свободного хода 15. Ее основными частями являются наружная обойма 16 с втулкой 28 и внутренняя обойма 18 с шестерней 23.
После того как двигатель запущен, частота вращения внутренней обоймы превысит частоту вращения наружной. При этом сила трения, преодолев сопротивление пружины, отведет ролики в широкую часть пазов. Обоймы муфты окажутся разобщенными и якорь стартера будет предохранен от разноса.
Муфта свободного хода не рассчитана на продолжительную работу, поэтому во избежание повреждений стартер надо выключать сразу же после пуска двигателя.
После выключения стартера якорь тягового реле, а вместе с ним и все детали привода возвращаются в исходное положение возвратной пружиной 10. Пружина 26 смягчает удар втулки 28 о крышку корпуса стартера.
Если, пустив двигатель, не выключить стартер вовремя, то выключение произойдет автоматически благодаря тому, что обмотка 42 реле включения соединена с массой через якорь генератора 46, и генератор сразу после пуска двигателя пошлет в обмотку реле ток, идущий навстречу току от аккумуляторной батареи. Сердечник реле размагнитится, его контакты разомкнутся, и цепь обмотки тягового реле будет разомкнута.
Контрольные вопросы
1. Объясните назначение системы пуска двигателя.
2. Объясните назначение и расскажите устройство стартера.
Ход работы