Система пуска

Система запуска двигателя предназначена для создания первичного крутящего момента коленвала двигателя с оборотами, необходимыми для образования нужной степени сжатия, для воспламенения горючей смеси. Управление системой запуска может быть ручным, автоматическим и дистанционным.

Система пуска двигателя состоит из основных функциональных устройств:

· Аккумуляторная батарея

· Стартер

· Механизмы управления запуска (замок зажигания, блок управления автоматическим пуском, система дистанционного управления)

· Соединительные провода большого сечения (многопроволочные медные).

Предъявляемые требования к системе запуска: надежность работы стартера (отсутствие поломок в 45-50 тыс. км пробега) возможность уверенного запуска в условиях пониженных температур, способность системы к многоразовым пускам в течение короткого времени.

Рис. 4.13. Электрическая схема включения системы пуска двигателя

Устройство стартера автомобиля Основным узлом системы запуска двигателя является стартер. Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 (24) В и развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.

Рис. 4.14. Стартер легкового автомобиля:

1 – шестерня привода, 2 – ролик обгонной муфты, 3 – обгонная муфта, 4 – поводковое кольцо, 5 – резиновая заглушка, 6 – рычаг привода, 7 – крышка со стороны привода, 8,9 – якорь и обмотка реле, 10 – контактная пластина, 11 – крышка реле, 12 – контактные болты, 13 – крышка со стороны коллектора, 14,15 – тормозные диски крышки и вала якоря, 16 – якорь, 17 – втулка подшипника, 18,19 – обмотка и полюс статора, 20 – корпус, 21 – ограничительное кольцо, 2 – регулировочное кольцо

Рис. 4.15. Узлы стартера легкового автомобиля

Рис. 4.16. Схема стартера грузового дизельного тяжелого автомобиля

Стартер состоит из пяти основных элементов:

· Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра (рис.15). На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения 16 (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты 3.

· Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря (поз. 23 рис.16) и коллекторные пластины (поз. 1 рис. 16).

· Сердечник (поз. 23 рис.16) имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам.

· Коллекторные пластины (поз. 1 рис. 16) расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе.

Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок (поз.12, рис.16), изготовленных из латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.

· Втягивающее реле или тяговое реле (поз.4, рис.16 или поз.8, рис. 15) устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты 12 (рис. – «пятаки», и подвижный контакт-перемычка 10 (рис.18), выполненные из мягких металлов. «Пятаки» представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле 5 (рис.17) соединяется, через подвижное «коромысло» 7 с обгонной муфтой 15 (бендиксом).

Механизм привода стартера имеет обгонную муфту (муфта свободного хода) 9 (рис.4.16), которая передает крутящий момент от стартера на маховик и исключает передачу вращения от маховика на вал стартера после пуска двигателя, предотвращая тем самым разнос якоря.

Рис. 4.16. Роликовая муфта свободного хода (обгонная муфта)

Муфта состоит из шлицевой втулки 3, установленной на шлицах вала якоря стартера, обоймы 5, в которой выполнены 4 клиновидных паза, роликов 6 с плунжерами 11, нагруженными пружинами 10, ступицы 7, изготовленной совместно с шестерней 8. Плунжеры с помощью пружин 10 зажимают ролики между поверхностями обоймы и ступицы.

При пуске двигателя крутящий момент передается от шестерни на зубчатый венец маховика. При этом ролики, сдвигаясь в узкую часть клиновидного паза обоймы, жестко заклиниваются между ней и ступицей шестерни.

После пуска двигателя из-за большого передаточного числа зубчатой передачи, маховик начинает вращать шестерню привода с большой частотой, чем вращается вал стартера и связанная с ним обойма 5, которая в этом случае начинает отставать от ступицы 7 шестерни 8, в следствие чего обойма и ступица расклиниваются. Стартер при этом работает в режиме холостого хода до размыкания цепи размыкателя.

Принцип работы пусковой системы и стартера. Этапы работы стартера следующие:

· стыковка с зубчатым венцом маховика,

· пуск стартера,

· расстыковка стартера.

На деле это выглядит следующим образом: при включении замка зажигания и повороте ключа в положение «запуск», по цепи «+» АКБ - замок зажигания - обмотка тягового реле - «+» выхода стартера - плюсовая щетка - обмотка якоря - минусовая щетка, срабатывает тяговое реле.

Под действием сердечника реле подвижный контакт замыкает силовые пятаки, через которые подается ток от АКБ на плюсовой провод стартера. Плюс стартера соединен с плюсовой полюсной пластиной и плюсовыми щётками. Минус по умолчанию подключен постоянно. После подачи тока вокруг обмоток якоря и обмоток возбуждения возникают магнитные потоки, которые направлены в одну сторону, а, как известно, одинаковые полюса магнита отталкиваются друг от друга, так возникает круговое движение якоря.

В момент срабатывания втягивающего реле, «коромысло» приходит в движение вместе сердечником реле и выталкивает роликовую муфту свободного хода на шлицах якоря, в сторону венца маховика. Якорь в этот момент начинает вращаться и приводит в действие маховик.

Если двигатель автомобиля завелся, а ключ зажигания еще не отпущен, наступает момент, когда обороты двигателя превышают обороты стартера, в этом случае срабатывает обгонный механизм муфты. Для дизельных двигателей или двигателей большой мощности, применяется другой механизм подачи вращения на муфту.

Применяется редуктор, встроенный в корпус стартера (рис.16). Редуктор представляет собой механизм привода трансмиссии, т.е. по внутренней зубчатой обойме вращаются три сателлита, которые и приводят в действие вал, на котором подвижно находится муфта. Достоинство таких стартеров в малых габаритах и большой мощности.

Средства облегчения пуска дизельного двигателя.
Элек­трофакельное устройство (ЭФУ) предназ­начено для облегчения пуска холодного двигателя при температурах окружающего воздуха до —30 °С.

Условно систему электрофакельного устройства можно подразделить на две взаимосвязанные: топливную и электри­ческую. Топливная система обеспечивает также дозировку дизельного топлива на сгорание. Она подключена к системе пита­ния двигателя топливом.

Основным элементом электрофакель­ного устройства являются факельные све­чи. Они установлены во впускных трубо­проводах двигателя так, чтобы обеспечива­лась равномерная подача подогретого воздуха и паров топлива во все цилиндры.

Корпус 1 факельной свечи (рис. 4.17) неразборной конструкции, имеет нижнюю резьбовую часть для вворачивания во впускной трубопровод и фиксации на нем контргайкой 6. Нагревательный элемент 2 выполнен в виде штифтовой свечи и пред­ставляет собой металлический кожух, внутри которого запрессована спираль в специальном наполнителе. Наполнитель обладает хорошей теплопроводностью и электрически изолирует спираль от кожу­ха. Нагревательный элемент осуществляет нагрев свечи до рабочей температуры, что обеспечивает испарение и воспламенение дизельного топлива. Топливо поступает из системы питания к штуцеру, где очищается фильтром 7, а затем попадает в кольцевую полость, образованную поверхностью на­гревательного элемента и испарителем 5. Количество топлива дозируется жикле­ром 8.

Для увеличения поверхности испарения служит объемная сетка 4, окруженная экраном 3 с двумя рядами отверстий. Эк­ран защищает факел пламени от срыва потоком воздуха, засасываемого в цилинд­ры двигателя.

Принцип работы электрофакельного устройства заключается в следующем. Перед пуском двигателя с помощью ручно­го топливопрокачивающего насоса созда­ют избыточное давление топлива, которое в период провертывания коленчатого вала стартером поддерживается топливным насосом 7 (рис.4.17).

Клапан-жиклер фильтра тонкой очист­ки и перепускной клапан ТНВД, перекры­вающие дренажные топливопроводы, обес­печивают подачу топлива к факельным свечам 13 с минимальной задержкой во времени под давлением 20...40 кПа. При таком давлении обеспечивается минималь­ное время для образования факела пламе­ни. Увеличение или уменьшение этого давления приводит к задержке образования факела и соответственно к увеличению времени пуска.

Рис. 4.17. Факельная свеча: 1— корпус, 2 — нагревательный элемент, 3 - экран,4 — сетка, 5 — испаритель, 6 — контргайка, 7 —фильтр, 8 — жиклер

Топливо проходит через электромагнит­ный клапан 11 и попадает к предвари­тельно нагретым факельным свечам, где оно дозируется, нагревается и испаряется. Воспламенение топлива и образование факела пламени происходят в силу того, что в этот момент провертывается старте­ром коленчатый вал двигателя и во впуск­ных трубопроводах появляется поток воз­духа, обдувающий факельные свечи. Частицы не сгоревшего во впускных трубо­проводах топлива в виде паров попадают в цилиндры вместе с нагретым воздухом, где воспламеняются и способствуют вос­пламенению основного топлива, впрысну­того через форсунки. Для сокращения времени выхода двигателя на устойчивый режим предусмотрена возможность совме­щения его работы с работой электрофа­кельного устройства. При этом обеспечи­вается устойчивое удержание факела во впускных трубопроводах при работе двига­теля на холостом ходу.