Пристрій електричних стартерів - студопедія

Вивчення будови і принципу роботи автомобіль-ного елек-тростартера.

2. Короткі відомості

Електростартер призначений для здійснення пуску авто-мобільного двигуна.

Електростартер конструктивно об'єднує в собі еле-тродві-гатель постійного струму з послідовним або сме-шанним воз-спонуканням, електромагнітне тягове реле і ме-ханізм приводу. Застосування змішаного збудження по-зволяет знизити частоту обертання якоря поверхонь і об-легше роботу механізму при-вода.

Найбільшого поширення на автомобілях отримали елек-тростартери з примусовим електромеханічним включенням і вимиканням шестерні, що мають роликові муфти вільного ходу і керовані дистанційно з по-міццю тягового електромагнітного реле, встановленого на корпусі або на кришці з боку приводу.

Основними вузлами і деталями електростартера є-ються кор-пус 1 (рис. 2.1) з полюсами 2 і котушками 4 обмотки порушено-ня; якір 3 з колектором 36. механізм приводу з муфтою вільного ходу 12. електромагнітне тягове реле 25. кришка 17 з боку приводу (передня кришка), кришка 33 з боку колектора (задня кришка) і щеточ-ний вузол з щеткодержате-лями 32 .

Корпуси електростартер виготовляють з труби або сталь-ної смуги з наступним зварюванням стику. До корпусу гвинтами кріпляться полюси 2. на яких розташовуються ка-тушки 4 обмот-ки збудження. Практично всі стартерні електродвигуни виконуються чотириполюсні. У стар-терни електродвигунах змішаного збудження котушки послідовної і паралельної обмоток збудження ус-новлюють на окремих полюсах.

Мал. 2.1. Стартер з примусовим електромеханічним переміщенням шестірні приводу з роликового муфтою вільного ходу.

1 - корпус; 2 - полюсний сердечник; 3 - якір; 4 - обмотки воз-бужде-ня; 5 - фланець; 6 - запор-ве кільце; 7- завзятий фланець; 8 - привід-ковое кільце; 9- по-водковая муфта; 10 - буферна пружина; 11 - шліцьова втулка; 12 - муфта вільного ходу; 13 - шестерня; 14 - завзяте кільце; 15 - замкове кільце; 16- регулювальні шайби; 17 і 33 - кришки; 18- важіль; 19- гумова заглушка; 20 палець по-горілка; 21 - повідець; 22 - воз-Вратна пружина; 23 - якірець; 24 - шпилька кріплення реле; 25- тягове реле; 26 - обмотка; 27 - кон-тактний пластина; 28- кришка реле; 29 - піновий висновок обмотки реле; 30 - затискачі; 31 - захисна стрічка; 32 щеткодер-жатель; 34 - гальмівний диск; 35 - конус; 36 - колектор; 37 - шпиль-ка; 38 - з-ляціонному трубка.

Котушки послідовної обмотки збудження мають невеликі-шое число витків неізольованого мідного дроту прямокутного перетину марки ПММ. Між віт-ками котушки прокладають електро-ізоляційний картон товщиною 0,2. 0,3 мм. Котушки паралельної обмотки нама-ються ізольованим круглим проводом ПЕВ-2. Сну-ружі котушки ізолюють хлобчатобумажной стрічкою, просоч-Тива лаком.

Струм до обмотки збудження проводиться через головні контакти тягового реле по багатожильному проводу або мед-ної шині, проходячи-щим через ізоляційні втулки в корпусі або задній кришці.

Сердечник якоря являє собою пакет сталевих плас-тин. Застосування шіхтованного сердечника зменшує втрати на вих-ревие струми. Пакет якоря напрессован на вал.

Напівзакриті або закриті пази якорів мають прямо-вугільну або грушоподібної форми. Прямокутна форма забезпечує краще заповнення паза прямокутним прово-дом. Грушоподібні пази зручні для розміщення двухвітко-вих секцій.

Обмотка якоря укладається в пази сердечника. При-змінюються прості хвильові і прості петльові обмотки з одно- і двохвитковий секціями. Двохвитковий секції ха-характерних для електродвиг-ваному невеликої потужності. Од-новітковие секції виконуються з неізольованого пря-моугольного дроти марки ПММ. Обмотки з двухвітко-вимі секціями намотуються круглим ізольованим про-водом. Одновиткового секції закладаються в пази з торця пакета якоря. Провідники в пазах ізолюються одна від одної і від паку-та пластин електроізоляційним картоном. За схемою хвильової об-мотки число пазів якоря четирехполюс-ного електродвигуна долж-но бути непарною і у отечест-ських електростартер знаходиться в межах 23. 33.

На лобові частини обмотки якоря накладають бандажі з нес-кольких витків сталевого дроту, намотаних на прокладку з електроізоляційного картону і скріплених металевими ско-бамии, хлобчатобумажного або капрону-вого шнура.

Кінці секцій обмотки якоря припаиваются в прорізах петушьей-ков до пластин колектора. У електростартер при-змінюються збір-ні циліндричні колектори на металеві-чеський втулці, циліндричні і торцеві колектори на пластмасі.

Циліндричні колектори набирають у вигляді пакету мідних пластин, ізольованих прокладками з міканіти, слюдіната або слюдопласт.

Пластини в збірному колекторі закріплюються металеві-тичними нажімнимі кільцями і ізоляційними конусами по опорним поверх-ності пластин, виконаним за формою, що нагадує «ластівчин хвіст». Металева втулка, напресовують на вал, ізольо-ється від мідних пластин міканітовой циліндричної втулкою. Внаслідок податливий-вості ізоляційних міканітових конусів першо-початкова форма збірного циліндричного колектора в процесі екс-плуатації може змінюватися, що призводять до посилення ис-крен під щітками, підвищеного зносу пластин колектора і щіток. Колектори на пластмасі допускають примі-вати колекторних пластин з різноманітною формою опор-ної частини. Пластмасовий корпус щільно охоплює опору-женние поверхні пакета колектор-них пластин і незалежні-Сімо від конфігурації і точності виготовлення опорних годину-тей пластин забезпечує високу монолітність конструк-ції і спрощує технологічний процес виготовлення кол-лектора.

Заміна циліндричних колекторів торцевими сни-жает витрата колекторної міді і підвищує термін служби ще-точно-колекторного вузла. Якір обертається в двох або трьох опорних з бронзографітових або металокерамічними підшипниками ковзання.

Задні кришки електростартер з циліндричними колектор-рами відливають з цинкового, алюмінієвого сплаву або штампують-ся зі сталі. До кришки 33 кріпляться че-тире коробчатих щеткодержа-теля 32 радіального типу з щітками і спіральними пружинами. Щіткотримачі з-ліровать щіток відокремлені від кришки прок-Ладко з тек-столітя або іншого ізоляційного матеріалу. У стартерах з торцевими колекторами щітки розміщуються в пласт-масо-вої або металевої траверзі і притискаються до робочої поверхні колектора пружинами.

У 12-вольтів стартерах використовуються меднографіт-ні щітки марок МГСО і МГС20 з добавкою олова і свинцю, які покращують комутацію, зменшують знос колектив-тора і падіння напря-вання під щітками. Щітки МГC5 і МГС51 встановлюються в двадцатічетирехвольтових стар-терах. Щільності струму в стартерних щет-ках на робочих ре-жімах досягають 50. 120 А / см 2. Щітки мають канатики і приєднуються до щіткотримача за допомогою гвинтів. Зазвичай щітки встановлюються на геометричної нейтрали. На деяких стартера проти напрямку обертання. Вол-нова об-мотка якоря має дві паралельні гілки і позво-ляет ограни-читься установкою двох щіток, проте на старті-рах з метою зменшення щільності струму встановлюється повне число щіток, рав-ве числу полюсів.

Алюмінієві або чавунні передні кришки 17 має устано-вильно фланці з двома або більшою кількістю отвер-стій під болти або шпильки кріплення стартера до картера маховика або зчепл-ня і посадочні пояски. Фланцеве кріплення забезпечує не-обходимо точність взаємного розташування шестерні стартера щодо вінця махо-віка при знятті і повторної установки стартера.

Передня і задня кришки кріпляться до корпусу Стяжи-ними болтами.

Дистанційно керований тягове реле 25 забезпечують-кість введення шестерні 13 в зачеплення з вінцем маховика і підключає стартерний електродвигун до акумуляторної батареї. Реле має одну або дві обмотки (витягає і утримує), намотані на латунну втулку, в якій вільно переміщається сталевий якір з контактної пласти-ної 27. Два нерухомих контакту у вигляді кон-тактних болтів 30 встановлені в пластмасовій або металевій кришці реле. Втягує обмотка 26. підключена паралельно контактом реле, при включенні реле діє згідно з удер-жива обмоткою і створює достатню прітягі-вающий силу, коли зазор між якорем і сердечником мак-сімален. При замикаючи-ванні головних контактів втягує обмотка замикається накорот-ко і вимикається з роботи. У двообмоткових реле утримую-щая обмотка, розрахована в основному на утримання якоря реле в притягнутому стані, намотана проводом меншого перетину, ніж втягує обмотка.

Механізм приводу стартера розташований на шліцьовій частини ва-ла. Муфта вільного ходу 12 приводу забезпечує передачу крутного моменту від валу якоря маховика в пе-ріод пуску і пре-перешкоджає обертанню якоря маховиком після пуску двигуна.

Електростартери з примусовим переміщенням шестірні мають роликові, фрикційні і храпові муфти вільного ходу. Найбільшого поширення набули ро-ликів муфти (рис. 2.2), безшумні в роботі і технологич-ні по конструкції, здатні при невеликих розмірах пе-редавать значні обертаючі мо-менти.

Мал. 2.2. Приводний механізм стартера з плунжерній муфтою вільного ходу.

1 - ролик; 2 - плунжер; 3 - пружина притискна; 4 - упори пружини; 5 - обойма зовнішня провідна; 6 - кільце замкове; 7- чашка; 8 - допо-кові пружина; 9 - втулка відведення; 11 - пружина буферна; 12 - втулка; 13 - кільце центрирующее; 14 - обойма ведена; 15 - пластина металеві-чна; 16 - кожух муфти; 17 - шестерня приводу; 18 - вкладиш.

Робочі поверхні ведучої зірочки 5 представ-ляють собою логарифмічну спіраль, спіраль Архімеда або окружність зі зміщеним центром, що дозволяє підлозі-чить постійний кут за-клініванія в 4. 6 °. При включенні муфти в роботу провідна обой-ма 5 повертається відноси-кові ще нерухомою відомою 14. ролики 1 під дію-Вієм притискних пружин 3 і сил тертя переме частішають в уз-кую частина клиновидного простору і муфта закли-нива-ється. Після пуску двигуна частота обертання шестерні 17 приводу і пов'язаної з нею відомою обойми перевищує годину-тоту обертання ведучої обойми, ролики переходять в широ-кую частина кліновід-ного простору між обоймами, по-цьому передача обертання від вінця маховика до якоря виключним видом-чає.

Вплив відцентрових сил на ролики і плунжери 2 тре-бует застосування притискних пружин з великими уста-новочнимі усі-ліямі. При нестійкому пуску виникають значні приско-ня. Діючі на ролики і плун-жери відцентрові сили можуть перевищити зусилля притиск-них пружин і привести до динамічної пробуксовці муфти.

При різких динамічних ударах роликів по плунже-рам деформуються спідниця і дно плунжера 2. упори 4 в плун-жорно отверсием-тії обойми і пружини. Результатом є нерівномірний зак-лініваніе роликів, перевантаження окремих елементів, зниження надійності роботи.

Шестерню 17 приводу і обойми муфт вільного ходу для по-щення механічної міцності і зносостійкості-сти изготавли-вают з високолегованої сталі. Щоб пре-дотвратить зміщення-ня пружин 3 і забезпечити стабільність притискного зусилля, викорис-товують спеціальні опори 4. Цен-Трір кільце 13 зменшує ра-діальной биття обойми, обмежує перекіс муфти при заклинило-вання роликів і покращує роботу приводу в режимі обгону.

Електромагнітне тягове реле впливає на меха-нізм приводу за допомогою важеля включення через розрізну повідкового муфту, що складається з двох половин. З боку втулки відведення 9 розташована допоміжна пружина 8. впирається в чашку 7. Такий пристрій дозволяє разомк-нуть головні контакти тягового реле шляхом стиснення допо-котельної пружини при переміщенні втулки відведення повернення-ної пружиною в тих випадках, коли шестерню приводу заїдає в зубчастому вінці маховика після відключення стартера.

Схема дистанційного керування стартером приведена на рис. 2.3. При перекладі включателя запалювання S1 в положе-ня стартования, контакти KV1: 1 додаткового реле KV1 подклю-ють втягує КА2: 1 і утримує КV2 об-мотки тягового реле до акумуляторної батареї GB. Під дей-наслідком намагнічені-вающей сили двох обмоток якір тягового реле переміщається і за допомогою важеля включення вводить шестерню стартера в зачеплення з вінцем маховика. В кінці ходу якоря реле замикаються основні контакти КА2: 1 тяго-вого реле і GB виявляється з'єднаної з стартерних елек-тродвігателем М.

Контакти КА2: 1 замикаються раніше, ніж шестерні повністю увійде в зачеплення з вінцем маховика. Даль-нейшее переміщення шестерні до наполегливої ​​кільця на валу відбувається за рахунок осьового зусилля в гвинтових шліцах вала якоря і спрямовуючої муфти втілити-ки вільного ходу.

Мал. 2.3. Електрична схема дистанційного керування старті-ром.

S1 - вимикач запалювання; KV1 - обмотка додаткового реле; KV1: 1 - контакти додаткового реле; КА2 - втягує об-мотка тягового реле стартера; KV2 - утримуюча обмотка тягового реле стартера; КА2: 1 - контакти тягового реле стартера; GB - аку-торная батарея; М - якір стартера.

Якщо при запуску шестерня стартера впирається в вінець махо-віка, якір реле все одно продовжує рухатися, сжи-травня буфер-ву пружину, і замикає контакти КА2: 1. Якір стартера разом з приводом починають обертатися, і як тільки зуб шестерні уста-новлюється навпаки западини зуб-чатого вінця маховика, шестеро-ня під дією буферної пружини і осьового зусилля в шліцах входить в зачеплення з маховиком.

Шестерня залишається в зачепленні до тих пір, поки води-вець не вимкнути живлення додаткового реле стартера. Після раз-замикання контактів КV1: 1 додаткового реле втягує КА2 і утримує KV2 обмотки тягового реле виявляються включений-ними послідовно, отримуючи харчування через контакти КА2: 1. Число витків обох обмоток однаково і по ним проходить один і той же струм. Так як на-правління струму у втягує обмотці в цьому випадку изме-вується, обмотки діють зустрічі і створює два рівних, але протилежно спрямованих магнітних потоку. Сердеч-ник електромагніту розмагнічується і поворотна пружина, пере-мещая якір реле в початкове положення, розмикає головні кон-такти і виводить шестерню з зачеплення з вен-цом маховика.

3. Навчальні посібники, пристосування і інструменти

3.1. Стартери в зборі, розрізані зразки, щити з де-та-лями і плакати.

3.2. Пристрої та інструменти, необхідні для розбір-ки і збірки електростартера.

4. Порядок виконання роботи

4.1. Розібрати стартер.

4.2. Намалювати схему внутрішніх з'єднань кату-шек обмотки збудження і обмотки якоря.

4.3. Намалювати ескіз магнітної системи стартер-ного електродвигуна.

4.4. Визначити число пазів, число витків в секціях обмот-ки якоря, число колекторних пластин.

4.5. Намалювати схему обмотки якоря і розрахувати її кроки.

4.6. Привести часткову розбирання тягового реле.

4.7. Намалювати магнітну систему тягового реле.

4.8. Намалювати схему з'єднання обмоток реле.

4.9. Зібрати тягове реле в порядку, зворотному раз-борке.

4.10. Зібрати стартер в порядку, зворотному розбиранні.

5.1. Тип досліджуваного стартера і його технічна харак-теристика.

5.2. Короткий опис особливостей пристрою і принципу роботи стартера.

5.3. Схема внутрішніх з'єднань котушок обмотки викличу-дення і обмотки якоря.

5.4. Ескіз магнітної системи стартерного електродвиг-гате-ля.

5.5. Ескіз магнітної системи тягового електромагнітного-нітних реле.

5.6. Схема з'єднань обмоток тягового реле.

5.7. Схема управління електростартером.

6. Контрольні питання

6.1. З яких основних реле вузлів і деталей складається елек-тростартер?

6.2. Які можливі схеми внутрішніх з'єднань обмоток збудження і якоря в електростартер?

6.3. Чому пакет якоря набирається з сталевих пла-стин?

6.4. Чому пакети якорів чотирьохполюсних стартер-них елек-тродвігателей з хвильової обмотки мають непарне число пластин?

6.5. Який тип щіткотримачів пршленяется в елек-тростар-терах?

6.6. Які типи колекторів застосовуються в електро-старті-рах?

6.7. Чому утримує і втягує обмотки тягового реле мають однакове число витків, але намотані проводами різного перетину?

6.8. Яке призначення пружин приводу?

6.9. Чи можна в чотириполюсним електродвигуні з віл-нової обмоткою обмежитися установкою двох щіток?

6.10.Какови переваги стартерів змішаного воз-бужде-ня?