Система пуска (Часть 1).

При пуске автомобильного двигателя его коленчатому валу необходимо сообщить определенную частоту вращения, при которой в карбюраторе образуется горючая смесь надлежащего состава, затем происходит наполнение цилиндров смесью, сжатие ее и воспламенение. Для карбюраторного двигателя эта частота вращения коленчатого вала составляет 50 -100 об/мин, а для дизеля 120 - 200 об/мин. Автомобильные двигатели можно пускать от руки и электрическим стартером.

Пуск от руки применяют для карбюраторных двигателей в качестве резервного средства, если аккумуляторная батарея разрядилась и стартером нельзя провернуть коленчатый вал.

Пуск электрическим стартером наиболее распространен. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Аккумуляторная батарея является источником электрической энергии, необходимой для питания цепи стартера. Ток, идущий от аккумуляторной батареи, создает магнитные потоки в катушках возбуждения и обмотке якоря. При взаимодействии этих магнитных потоков вал (якорь) стартера начинает вращаться и проворачивать коленчатый вал двигателя. Крутящий момент, развиваемый стартером, достигает максимального значения при полном торможении якоря в начале пуска двигателя и постепенно уменьшается по мере увеличения частоты вращения.

Стартеры различают по типам механизма привода и управления. Механизм привода может быть механическим и электромагнитным. Он служит для соединения и разъединения зубчатого колеса стартера с венцом маховика. По способу управления стартеры могут быть с непосредственным и дистанционным управлением. Если водитель, нажимая ногой на педаль, при помощи рычага вводит в зацепление зубчатое колесо стартера с венцом маховика (механический привод) и одновременно тем же рычагом замыкает цепь питания, то такое управление стартером называют непосредственным. В настоящее время на изучаемых автомобилях такие стартеры не устанавливаются. Однако довольно большое количество автомобилей, работающих в автохозяйствах, имеют стартеры с механическим приводом и непосредственным управлением.

Если водитель, нажимая на кнопку или повертывая ключ в замке зажигания, включает только реле привода, а оно вводит зубчатое колесо стартера в зацепление с венцом маховика, то такое управление называют дистанционным. При расположении стартера и аккумуляторной батареи на значительном расстоянии друг от друга дистанционное управление позволяет сократить длину проводов, по которым проходит электрический ток большой силы. При дистанционном управлении стартер можно включать лишь после включения зажигания. Стартеры представляют собой почти одинаковые по конструкции электрические двигатели, различающиеся лишь схемой соединения обмоток, сечением проводов, механизмами привода управления и т. д.

Рассмотрим устройство и работу стартера СТ130-АЗ, устанавливаемого на двигателе автомобиля ЗИЛ-130. Стартер l30-АЗ (рис. 113) с электромагнитным приводом и дистанционным управлением, четырехполюсный, получает питание от аккумуляторной батареи напряжением 12 В. Он прикреплен болтами к картеру сцепления. Вал 12 якоря 15 вращается на бронзографитовых втулках, установленных в крышках 8, 17 и в среднем опорном диске. В пазы магнитопровод якоря заложена обмотка, состоящая из секций толстой медной ленты. Концы ленты соединены с пластинами коллектора 16. Щетки установлены в щеткодержателях, два из которых соединены с задней крышкой, т. е. с массой (корпусом), а два изолированы от корпуса.

Обмотка возбуждения 19 расположена на четырех магнитных полюсах 20 и разделена на две параллельные ветви; в каждой ветви по две последовательно соединенных катушки. На валу 12 якоря выполнена винтовая ленточная резьба, по которой может перемещаться и повертываться втулка привода стартера с зубчатым колесом 10.

Стартер имеет два реле: тяговое 3, установленное на корпусе, и реле 23 включения, расположенное между аккумуляторной батареей 21 и тяговым реле. Реле включения служит для подачи питания в обмотки тягового реле при пуске двигателя и для автоматического отключения стартера после его пуска. Тяговое реле вводит в зацепление с венцом маховика зубчатое колесо 10 и замыкает цепь стартера.

При повороте ключа выключателя зажигания по часовой стрелке до упора включается зажигание и стартер. В этом случае питание от аккумуляторной батареи 21 поступает в реле включения 23 по следующей цепи: положительный полюсный вывод аккумуляторной батареи 21- вывод реле включения 23 - обмотка реле включения - вывод Ш регулятора, напряжения 29- вывод Ш генератора 22 -:- обмотка возбуждения генератора масса (корпус) - отрицательный полюсный вывод батареи. Магнитопровод реле включения 23 намагничивается и притягивает якорь, замыкающий контакты 24, после чего включаются в цепь обмотки тягового реле 3, втягивающая 26 и удерживающая 25 обмотки. От положительного полюсного вывода аккумуляторной батареи питание поступает к выводу реле включения 23, к замкнутым контактам 24, выводу тягового реле и далее по двум параллельным цепям: втягивающая обмотка 26 - вывод тягового реле - обмотка возбуждения 19 стартера - изолированные щетки - коллектор 16 - обмотка якоря 15 - коллектор - щетки - масса - отрицательный вывод аккумуляторной батареи; удерживающая обмотка 25 - массаотрицательный вывод аккумуляторной батареи.

Электрический ток создает магнитное поле, под действием которого якорь 4 тягового реле втягивается внутрь катушки и через рычаг 6 включения стартера вводит его зубчатое колесо 10 в зацепление с зубчатым венцом маховика. В конце хода якорь 4 нажимает на контактный диск 27, замыкая контакты 28 выключателя, и накоротко замыкает втягивающую обмотку 26 реле. От аккумуляторной батареи ток поступает к стартеру, и якорь 15 стартера начинает вращаться. Якорь 4 тягового реле удерживается внутри катушки благодаря магнитному полю удерживающей обмотки 25. Когда двигатель начинает работать, нужно выключить стартер, повернув ключ выключателя зажигания в первое положение (<<включено зажигание»). При этом выключается цепь обмотки реле включения, размыкаются контакты 24, намагничивание якоря 4 тягового реле прекращается, контактный диск 27 отходит от выводов тягового реле, и стартер отключается от аккумуляторной батареи. Одновременно пружина якоря 4 (рис. 113, а) разжимается, перемешаются якорь, винт 5 и поворачивается рычаг 6, выводящий зубчатое колесо 10 из зацепления с венцом маховика.

Рис. 113 - Стартер СТ130-АЗ с электромагнитным приводом и дистанционным управлением (стрелками показано направление тока при пуске двигателя стартером):

а - конструкция; б - электрическая схема стартера; в узе муфты свободного хода; 1 - неподвижный контакт тягового peллe; 2 - подвижный контакт; 3 - тяговое реле; 4 ~ якорь тягового реле; 5 - регулировочный винт-гайка; 6 - рычаг включения стартера; 7 - винт для регулировки хода зубчатого колеса; 8 - крышка стартера со стороны привода; 9 - упорное кольцо; 10 - зубчатое колесо стартера; II - муфта свободного хода; 12 - вал якоря; 13 - муфта; 14 - корпус; 15 - якорь; 16 - коллектор; 17 - крышка со стороны коллектора; 18 ~ щетка; 19 - обмотка возбуждения; 20 - магнитный полюс; 21 - аккумуляторная батарея; 22 - генератор; 23 - реле включения; 24 - контакты; 25 - удерживающая обмотка; 26 - втягивающая обмотка; 27 - контактный диск; 28 - контакты выключателя; 29 - регулятор напряжения; 30 - выключатель зажигания; 31 - втулка; 32 - кожух; 33 - ступица; 34 - обойма; 35 -ролик; 36 - плунжер; 37 ~ пружина; В и Ш – выводы.

Не следует забывать, что в настоящее время почти все автомобили выпускают с генераторами переменного тока, а у них стартер автоматически не выключается при пуске двигателя. Поэтому необходимо сразу же выключать стартер, когда двигатель начнет работать, так как если стартер удерживать включенным после начала работы двигателя, то муфта свободного хода может выйти из строя.

Стартер имеет муфту свободного хода (рис. 113, в) для передачи вращения только в одном направлении - к маховику, что предохраняет якорь от значительного увеличения его частоты вращения при передаче вращения от маховика к стартеру, На валу якоря установлена втулка 31, жестко соединенная с обоймой 34, которая закрыта кожухом 32. Зубчатое колесо 10 изготовлено как одно целое со ступиuей 33. В обойме 34 есть фасонные пазы, в которых расположены ролики 35, отжимаемые в узкую часть паза пружинами 37 через плунжеры 36.