Система электрического пуска двигателя внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Содержание
  1. Система пуска двигателя: конструктивные особенности и принцип действия электрического запуска ДВС
  2. Способы пуска асинхронных электродвигателей. Достоинства и недостатки (2008)
  3. Напряжение
  4. Коэффициент мощности
  5. Скорость
  6. Крутящий момент
  7. Пуск прямой подачей напряжения
  8. Пуск переключением соединения звезда-треугольник
  9. Частотные преобразователи и системы плавного пуска
  10. Пуск прямой подачей напряжения
  11. Пуск переключением звезда-треугольник
  12. Оборудование Пускового устройства на примере автоматов ТМ IEK
  13. Пуск по схеме звезда-треугольник
  14. Запуск мотора в зимний период
  15. Карбюраторный мотор
  16. Дизель
  17. Инжектор
  18. Стоянка машины в течение нескольких месяцев
  19. Разновидности системы дистанционного запуска
  20. Зажигание, системы питания и смазки при запуске
  21. Стартер автомобиля
  22. Конструктивные особенности стартера
  23. Классификация систем пуска двигателя
  24. Предназначение элементов конструкции
  25. Особенности работы аккумуляторной батареи
  26. Принцип работы системы электрического запуска ДВС
  27. Сила тока при старте
  28. Генератор
  29. Механизм привода двигателя
  30. Система пуска автомобиля назначение и технические требования
  31. Система воздушного пуска двигателя
  32. Система пуска двигателя. Назначение и устройство

Система пуска двигателя: конструктивные особенности и принцип действия электрического запуска ДВС

Система электрического запуска двигателя внутреннего сгорания

Начнем с того, что сначала двигатели машины запускались вручную. Для этого использовался специальный кривошип, который вставлялся в специальное отверстие, после чего водитель сам проворачивал коленвал.

В дальнейшем появилась система электрического запуска, которая поначалу была не совсем надежной. По этой причине на многих моделях электростартер был совмещен с возможностью ручного запуска, что позволяло запускать двигатель в случае проблем с электростартером. Поэтому от этой схемы полностью отказались, так как общая надежность электрических систем значительно возросла.

Следовательно, система пуска (часто называемая системой стартера двигателя) состоит из механических и электрических компонентов и узлов. Как уже было сказано, основная задача — запустить двигатель, чтобы он завелся.

Основными элементами в цепи пуска электродвигателя являются:

  • цепь стартера;
  • стартер;
  • аккумулятор;

Проще говоря, цепь стартера на самом деле представляет собой электрическую цепь, по которой электрический ток подается от аккумулятора к стартеру. Эта схема включает в себя провод, соединяющий аккумулятор и стартер, «массу» с кузовом, а также различные клеммы и соединения, через которые протекает пусковой ток.

Что касается аккумулятора, то основная задача — обеспечить необходимое для работы стартера напряжение. Важно, чтобы аккумулятор имел необходимую емкость и уровень заряда не менее 70%, что позволяет стартеру проворачивать коленчатый вал двигателя так часто, как это требуется для запуска.

Стартер — электродвигатель. На валу стартера установлена ​​шестерня, которая после включения стартера входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя. Таким образом крутящий момент передается от стартера на коленчатый вал.

Также отметим, что пускатель потребляет большой пусковой ток. В этом случае слаботочный выключатель, более известный как выключатель зажигания, используется для включения и выключения стартера. Этот пункт управляет специальным реле и выключателями блокировки стартера (если есть).

Вернемся к общему расположению элементов системы. Как уже было сказано, тяговое реле стартера представляет собой двигатель постоянного тока. Стартер состоит из статора, который представляет собой корпус, ротора (якоря), а также щеток с щеткодержателями, тягового реле и приводного механизма.

Тяговое реле подает питание на пусковые обмотки, а также позволяет приводному механизму работать. Указанное тяговое реле включает обмотку, якорь, контактную пластину. Электрический ток подается на тяговое реле через подходящие контактные болты.

Приводной механизм необходим для передачи крутящего момента от стартера на коленчатый вал. Основными конструктивными элементами являются приводной рычаг или вилка, имеющая приводную муфту, демпфирующую пружину, а также одностороннюю муфту и шестерню. Указанная шестерня входит в зацепление с зубчатым венцом маховика, установленным на коленчатом валу. После поворота ключа в положение «старт» замок зажигания отвечает за подачу постоянного тока от аккумуляторной батареи на тяговое реле стартера.

Способы пуска асинхронных электродвигателей. Достоинства и недостатки (2008)


В современном производстве используются электродвигатели различных типов. Но наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они относительно недороги и, как правило, требуют низких затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.

У разных производителей пусковые параметры асинхронных электродвигателей могут существенно отличаться при одинаковой номинальной мощности. Низковольтные пусковые системы требуют, чтобы двигатель имел высокий пусковой момент прямой линии (DOL). В этом случае пусковой ток и пусковой момент уменьшаются. На технические характеристики также влияет количество полюсов: двухполюсный электродвигатель часто имеет более низкий пусковой момент, чем электродвигатели с четырьмя и более полюсами (рис. 1а и 1б).

Напряжение

Односкоростные трехфазные двигатели могут использоваться на двух напряжениях. Обмотки трехфазного статора соединены звездой (Y) или треугольником (D) (рис. 2a и 2b).

Фазные обмотки могут быть соединены последовательно или параллельно, например Y или YY, для напряжения питания 400 В используется соединение звездой. При изменении напряжения питания помните, что при одинаковой номинальной мощности ток будет зависеть от напряжения.

Коэффициент мощности

Электродвигатель всегда потребляет активную мощность, которая преобразуется в механическую работу. Паразитная реактивная мощность требуется для намагничивания активной стали статора и ротора. На схеме активная и реактивная мощности представлены как P (активная) и Q (реактивная), что вместе дает S (кажущаяся). Отношение активной мощности (кВт) к реактивной мощности (кВА) называется коэффициентом мощности и обозначается как cos9. Нормальное значение этого коэффициента лежит в пределах 0,7-0,9, у малых электродвигателей значение этого параметра низкое, а у мощных — высокое.

Скорость

Скорость двигателя переменного тока зависит от двух параметров: количества полюсов обмотки статора и частоты питающего напряжения. При частоте 50 Гц двигатель будет работать со скоростью, равной константе 6000 об / мин, деленной на количество полюсов, а при частоте 60 Гц константа будет равна 7200 об / мин.

Крутящий момент

Пусковой момент двигателя зависит от мощности электродвигателя. Для малых электродвигателей мощностью до 30 кВт он в 2,5–3 раза превышает номинальный крутящий момент. Для электродвигателей мощностью до 250 кВт типичное значение в 2–2,5 раза превышает номинальный крутящий момент. Самые мощные электродвигатели имеют еще меньший пусковой момент, иногда даже ниже номинального. Такой электродвигатель нельзя запустить под нагрузкой даже при подаче напряжения постоянного тока.

Пуск прямой подачей напряжения

Этот способ — один из самых распространенных способов запуска электродвигателей. Пусковое оборудование состоит из главного контактора и теплового или электронного реле перегрузки. Недостатком способа является наибольший пусковой ток, превышающий номинальный в 6-7, а в некоторых случаях в 10-12 раз. Помимо пускового тока возникает импульсный ток, превышающий номинальный в 14 раз. Эти значения зависят от конструкции и размера электродвигателя, при этом менее мощные электродвигатели имеют более высокие относительные пусковые и импульсные токи. При запуске с постоянным напряжением пусковой крутящий момент также очень высок и в большинстве случаев больше, чем необходимо, что приводит к износу и повреждению ведомого оборудования.

Пуск переключением соединения звезда-треугольник

Этот метод снижает пусковой ток и пусковой момент. Пускатель обычно состоит из трех контакторов, реле перегрузки и таймера, который устанавливает время в исходное положение. Чтобы использовать этот метод пуска, обмотки статора двигателя, соединенные треугольником, должны быть рассчитаны на номинальный режим работы. В этом случае пусковой ток составляет примерно 30% от пускового тока, который возникает в начале подачи постоянного напряжения, а пусковой момент на 25% меньше, чем тот, который возникает в начале с источником постоянного напряжения (рис. 3а, 3б и 3в).

Частотные преобразователи и системы плавного пуска

Развитие элементной базы позволило создать новые классы оборудования для управления режимом электродвигателя. Созданы частотные системы и системы плавного пуска, различающиеся по назначению и принципу действия.

Преобразователи частоты управляют режимом работы электродвигателя в течение всего периода эксплуатации, контролируя основные электромеханические параметры. Принцип работы основан на преобразовании переменного тока 50 Гц в постоянный, затем с помощью высокочастотной модуляции (PFM или PWM) напряжение постоянного тока преобразуется в переменный ток с регулируемой частотой (рис. 4 а). Это позволяет управлять режимом работы электродвигателя, изменяя частоту на выходе привода. Регулируя пусковую частоту, можно достичь номинального крутящего момента на низкой скорости. Еще одна полезная функция — плавная остановка. Кроме того, данное устройство позволяет стабилизировать пользовательский параметр при изменении внешних характеристик, например, давление в трубопроводе многоэтажного дома поддерживается неизменным независимо от расхода.

Работа системы плавного пуска основана на принципе фазового регулирования, что позволяет минимизировать пусковой ток и момент низкого напряжения на электродвигателе (рис. 4 б). В первой фазе запуска напряжение, подаваемое на электродвигатель, настолько низкое, что механические усилия минимальны. Постепенно напряжение и крутящий момент увеличиваются, и механизмы начинают ускоряться. Одним из преимуществ такого способа пуска является возможность точной регулировки крутящего момента вне зависимости от наличия нагрузки. Особенность — бережное отношение к приводимому механизму. Еще одна функция системы плавного пуска — плавный останов.

Пуск прямой подачей напряжения

Осуществляется подачей полного напряжения без последующего переключения. Для него характерны максимальные пусковые токи и ударные воздействия на приводимые механизмы. Применяется для маломощных устройств, не требующих специального оборудования.

Пуск переключением звезда-треугольник

Обеспечивает низкий пусковой ток, низкий пусковой крутящий момент, что обеспечивает плавный разгон оборудования. Такой способ запуска позволяет запускать оборудование в условиях ограниченного электроснабжения, когда технические характеристики электросети не позволяют запускать от прямого источника питания

Кстати, в ассортименте продукции ТМ IЕК есть автомат, позволяющий решить задачу пуска электродвигателя вне зависимости от схемы включения. Это контакторы КМИ в корпусе. Для реализации схемы «звезда-треугольник» необходимо использовать реверсивные пускатели, тепловые реле и различное дополнительное оборудование к ним. Для систем частотного регулирования и плавного пуска выпускается широкий ассортимент автоматических выключателей серии ВА88-ХХ.

Оборудование Пускового устройства на примере автоматов ТМ IEK

Пусковое устройство состоит из 2-х силовых контакторов типа КМИ или КТИ (в зависимости от мощности электродвигателя) и промежуточного контактора КМИ с пневматическим подключением ПВИ, что позволяет получить время задержки разгона электродвигателя при пуске. -up -su.

Пуск по схеме звезда-треугольник


Пуск осуществляется при срабатывании контактора К1 (обмотки двигателя, соединенные звездой, подключены к сети). Электродвигатель начинает разгоняться.

В зависимости от типа механизма, приводимого в действие электродвигателем, и возможности питающей сети, синхронизация регулируется на соединении ПВИ, установленном на промежуточном контакторе. По истечении времени контактор K1 отключается и контактор K2 включается, обмотки двигателя переключаются на соединение «треугольник», и двигатель достигает номинальной скорости.

Схема (рис. 5) спроектирована с учетом изготовления из стандартных компонентов, минимизируя затраты и повышая надежность конечного продукта. Готовый прибор можно разместить в стандартном металлическом корпусе подходящего размера из линейки TM IEK.

Запуск мотора в зимний период

Но есть проблемы с запуском двигателя в зимнее время года, так как холодный, иногда ледяной воздух охлаждает детали и смазку. Поскольку масло становится густым, запуск двигателя довольно затруднен. Это связано с тем, что стартер должен с усилием проворачивать коленвал.

Еще одним важным фактором является заряд и состояние аккумулятора, так как зимой стартер потребляет всю свою мощность при запуске. Поэтому, если в автомобиле неисправна аккумуляторная батарея, такие автомобили часто не запускаются, поскольку аккумулятор разряжен до того, как стартер сможет вращать коленчатый вал. Итак, рассмотрим несколько вариантов запуска силового агрегата для разных типов транспортных средств.

Зимой заводим двигатель

Карбюраторный мотор

Запустить карбюраторный двигатель зимой довольно просто. Многие автолюбители, у которых был автомобиль с этим типом двигателя, знают, как работает этот процесс. Итак, рассмотрим последовательность действий по запуску двигателя автомобиля зимой с карбюраторным силовым агрегатом:

  • Вставляем ключ в замок зажигания.
  • Вынимаем рычаг впуска (необходимо перекрыть подачу холодного воздуха в камеру сгорания).
  • Несколько раз нажимаем на педаль акселератора (для закачки топлива в камеру сгорания).
  • Поджимаем сцепление (для облегчения запуска и работы коленвала в первые несколько минут).
  • Поворачиваем ключ и пытаемся завести двигатель.

Если не удалось завести с первого раза, нужно повторить процедуру несколько раз, пока она не «схватится» и двигатель не запустится. Не отпускайте педаль сцепления сразу после запуска, иначе силовой агрегат может заглохнуть.

Дизель

Пожалуй, самый сложный запуск двигателя — это запуск дизельного силового агрегата. Особенно тяжелый старт наблюдается при понижении температуры воздуха до -12 градусов Цельсия и ниже. Таким образом, запустить двигатель без дополнительных узлов и действий при понижении температуры до -16… -18 градусов по Цельсию практически невозможно. Что нужно сделать для запуска дизеля в зимнее время года.

Предпусковой обогрев автомобиля

Первый вариант — установка предпускового подогревателя двигателя, который наши люди увидели еще в «девяностых», с приходом в страну дизелей Mercedes и BMW. На данный момент существует большой ассортимент такой продукции, которую часто загружают на маршрутки.

Самый известный вариант — Вебасто. Он может нагреть масло. Кроме того, для дизельного двигателя необходимо установить нагревательный элемент дизельного топлива, так как дизельное топливо уже кристаллизуется при -15 градусах Цельсия.

Второй вариант, довольно распространенный для старых дизелей, заключался в зажигании под топливным баком и картером. Этот способ небезопасен, так как искра может привести к необратимым и катастрофическим последствиям.

Запустить дизель достаточно просто: ключ зажигания поворачивается в положение 2. Затем, накачав топливо под высоким давлением, попробуем его завести. Если солярка кристаллизовалась, стоит найти способ ее нагреть, иначе силовой агрегат не сможет запуститься.

Также стоит отметить, что двигатель не будет нормально работать при низких температурах, если топливо не будет постоянно подогреваться. Поэтому устанавливаются специальные дополнительные системы.

Инжектор

Запуск инжекторного силового агрегата — самый простой вариант для всех типов силовых агрегатов. Водителю практически ничего делать не нужно, просто следуйте инструкции. Что нужно сделать, чтобы форсунка завелась даже в самый холодный мороз:

  • Поворачиваем ключ зажигания в положение 2. Слушаем, работает ли бензонасос. Он должен перекачивать топливо в камеры сгорания.
  • Полностью выключите зажигание и теперь можете попробовать запустить силовой агрегат.

Запуск двигателя

Если процедуру не удается сделать с первого раза, стоит повторить ее несколько раз, но как показывает практика, двигатель впрыска запускается с первого раза. Если двигатель не запускается, стоит ли думать, есть ли в машине проблемы?

Например, причина может быть: аккумуляторы, датчики, подача топлива или отсутствие искры. Перед повторными попытками запуска двигателя рекомендуется устранить существующие проблемы.

Стоянка машины в течение нескольких месяцев

Для начала вам понадобится полностью заряженный аккумулятор, чтобы двигатель правильно запустился. Перед запуском двигателя после длительной остановки необходимо:

  • Выполните визуальный осмотр клемм аккумулятора. Образование оксидов на выводах аккумуляторной батареи, а также на контактах стартера при подключении заземляющего провода к двигателю значительно снижает или даже исключает вероятность быстрого запуска.
  • Проверить наличие технических жидкостей: моторного масла, охлаждающей жидкости.

Если автомобиль находился в условиях повышенной влажности, клеммы распределителя и катушка зажигания могут окислиться. Если двигатель вашего автомобиля оборудован контактной системой зажигания, лучше всего очистить контакты распределителя. При работе на контактах создается нагар, что затрудняет запуск двигателя при длительной стоянке.

В летнюю жару во время стоянки, скорее всего, все топливо карбюратора могло высохнуть. Поэтому перед запуском нужно попробовать прокачать бензин ручным подкачивающим насосом. Если двигатель не запускается и причина явно в подаче топлива, в камеру карбюратора можно залить 20 грамм топлива. Если зажигание хорошее, двигатель должен запуститься.

Для автомобилей новой версии с инжекторными двигателями совсем не страшен длительный период простоя. Если клапан возврата топлива работает, автомобиль заводится. Топливный насос перекачивает топливо и создает необходимое давление. Если двигатель не запускается, нужно искать неисправности. В этом может помочь информация о возможных неисправностях.

Основной проблемой для дизельного двигателя после длительного пребывания может стать попадание воздуха в топливную систему. Можно использовать специальное устройство для ручного накачивания, если оно есть в автомобиле. Для удаления воздуха из системы на многих машинах делаются специальные клапаны.

Разновидности системы дистанционного запуска

Сегодня существует два типа дистанционного запуска двигателя в автомобиле.

  • Система запуска, управляемая водителем. Эта схема самая оптимальная и безопасная. Но это возможно только в том случае, если автовладелец находится в шаговой доступности от машины (в пределах 400 метров). Водитель сам управляет запуском двигателя, нажимая кнопку на пульте дистанционного управления или в приложении на своем смартфоне. Только после получения команды от водителя двигатель начинает свою работу.
  • Запуск двигателя по расписанию в зависимости от ситуации. Если водитель находится далеко (например, машина осталась на ночь на платной стоянке, а не на заднем дворе), выезд ДВС можно настроить при определенных условиях: выезд в заранее установленный час;
  • при понижении температуры двигателя до определенных значений;
  • когда уровень заряда батареи падает и тд


Заводить машину
Схема запуска

Зажигание, системы питания и смазки при запуске

Для двигателей с искровым зажиганием актуальна и проблема питания системы зажигания при пуске. Автомобильные генераторы с независимым возбуждением не могут работать без внешнего источника постоянного тока, поэтому, например, мотоциклы «ИЖ» и «Урал» не заводятся при низком заряде аккумулятора, хотя запускаются кикстартом, а не электрическим. Эта проблема решается применением генератора с возбуждением от постоянных магнитов (как на мотоциклах «Минск» и «Восход») или магнето, которые дают ток сразу, но такие генераторы имеют меньшую мощность. Проблема становится намного слабее при использовании электронного зажигания, но оно также не может работать с полностью разряженным аккумулятором. Это означает, что даже при вращающемся двигателе (например, буксируемом автомобиле) искры не будет.

В дизельных двигателях, где в рабочих режимах распыленное топливо воспламеняется сжатым воздухом в цилиндре, для упрощения холодного запуска часто используются свечи накаливания — спирали с низким сопротивлением внутри камеры сгорания, нагреваемые током от аккумулятора к двигателю достигает стабильной работы.

Помимо проблем с энергией системы зажигания, существует еще проблема с образованием смеси при запуске холодного двигателя. Топливо плохо испаряется при низких температурах. Во избежание выхода рабочей смеси в топливную систему вводятся различные пусковые устройства (воздушная заслонка в карбюраторе, поплавок на старых мотоциклах, дополнительный клапан подачи топлива с задержкой отключения после пуска) или увеличивается мощность впрыска. Избыток не испаренного бензина попадает в цилиндры в виде капель, которые оседают на холодных внутренних поверхностях. Топливо может «затопить» свечу зажигания, вызывая утечку тока через влажный изолятор свечи зажигания и, следовательно, отсутствие искры или значительное ослабление искры. Бензин, протекающий по стенкам цилиндров, смывает масляную пленку, уже недостаточную после стоянки, вызывая дальнейший очевидный износ сжиженного нефтяного газа, вплоть до заклинивания поршней.

В современных автомобилях производитель часто предусматривает режим «продувки» цилиндров, при котором прекращается активная подача топлива и работа поршней освобождает объем от излишков топлива. Для использования этого режима необходимо полностью выжать педаль акселератора и запустить стартер. На некоторых мотоциклах для этой цели на цилиндрах установлен декомпрессорный клапан.

Различные «пусковые жидкости» на основе эфира используются для запуска двигателя при низких температурах, известных своей летучестью (точка кипения 34 ° C) и легкостью воспламенения. Эта жидкость впрыскивается из спрея во впускной коллектор непосредственно перед попыткой запуска. На северной и военной версиях некоторых автомобилей система впрыска эфира устанавливается регулярно при запуске.

В системе смазки при запуске, особенно при холодном двигателе, тоже возникают проблемы. На первых оборотах детали двигателя работают практически без принудительной смазки, пока каналы подачи масла не заполнятся и в картере не образуется масляный туман. Сменный масляный фильтр имеет обратный клапан, предотвращающий вытекание масла из каналов на стоянке; Своевременная замена фильтра важна также с точки зрения сохранения резиновых свойств клапана. На морозе масло загустевает и помпа не сразу начинает подавать его в полном объеме. Поэтому заедания основных пар трения могут происходить при сильной подаче «газа» сразу после старта. Чтобы избежать этого явления, на больших и сложных двигателях иногда применяют предварительный электроусилитель подкачивающего насоса, который работает параллельно с основным. Обычные автомобильные и мотоциклетные двигатели нужно просто запускать по инструкции производителя, а в случае проблем не «на газу», как только «схватить», а отрегулировать двигатель и устранить обнаруженные неисправности.

Стартер автомобиля

Автомобильные двигатели внутреннего сгорания требуют помощи при запуске.

Системы запуска двигателя состоят из следующих компонентов:

  • Двигатель постоянного тока (пусковой);
  • Коммутационное оборудование и блоки управления;
  • Аккумуляторная батарея;
  • Электропроводка.

Стартовая скорость, намного превышающая скорость двигателя, сочетается с частотой вращения двигателя с помощью коробки передач с подходящим передаточным числом (1/10 — 1/20), расположенной между пусковой шестерней и зубчатым венцом маховика двигателя. Небольшой стартер способен развивать скорость, необходимую для надежного запуска двигателя (двигателям с искровым зажиганием требуется 60-100 мин -1; дизельным двигателям — 80-200 мин -1). Сжатие и декомпрессия в цилиндрах означают, что крутящий момент, необходимый для поворота коленчатого вала, сильно варьируется, что также приводит к значительным колебаниям мгновенной скорости вращения. На рис. График частоты вращения двигателя и тока холодного пуска показывает типичный график частоты вращения двигателя и пускового тока при холодном пуске.

Сам стартер должен соответствовать следующим техническим требованиям:

  • Готовы работать в любое время;
  • Достаточная пусковая мощность при разных температурах;
  • Длительная продолжительность;
  • Надежность конструкции;
  • Небольшой вес и компактный размер;
  • Нет необходимости в обслуживании.

Конструктивные особенности стартера

Для создания воздушно-топливной смеси, необходимой для двигателей с принудительным зажиганием, и температуры автоматического воспламенения для дизельных двигателей, стартер должен вращать коленчатый вал двигателя с определенной минимальной скоростью. Скорость двигателя сильно зависит от типа двигателя, рабочего объема, количества цилиндров, степени сжатия, потерь на трение, дополнительных нагрузок двигателя, системы управления подачей топлива, типа масла и температуры окружающей среды.

Как правило, пусковой момент и начальная скорость при понижении температуры требуют постепенного увеличения пусковой мощности. Однако мощность, вырабатываемая стартерной батареей, уменьшается с понижением температуры, поскольку ее внутреннее сопротивление увеличивается. Эта противоречивая взаимосвязь между требованиями к электрической нагрузке и доступной мощностью означает, что холодный запуск является наихудшим случаем для системы запуска ДВС.

Из-за большого тока, потребляемого стартером, падение напряжения на силовых кабелях существенно влияет на характеристики стартера.

Классификация систем пуска двигателя

Система автоматического запуска двигателя имеет номинальную мощность до 2,5 кВт при номинальном напряжении 12 В. Она может запускать двигатели с принудительным зажиганием с рабочим объемом до 7 литров и дизельные двигатели с рабочим объемом до 3 литров.

Предназначение элементов конструкции

Система запуска двигателя автомобиля состоит из электрооборудования и механических элементов, приводящих в действие двигатель. Основные компоненты и их функции:

  1. Стартер предназначен для создания крутящего момента на коленчатом валу. Другими словами, устройство преобразует электрический ток в механическую энергию и служит для непосредственной активации ДСП. Конструкция стартера состоит из стандартного корпуса, ротора (якоря), щеток и щеткодержателя, электродвигателя и тягового реле. При подаче питания после поворота ключа зажигания приводится в действие приводной механизм, и вал начинает двигаться.
  2. Привод предназначен для передачи механической энергии от стартера к коленчатому валу. На валу якоря электродвигателя установлена ​​ведущая шестерня, обеспечивающая зацепление с зубчатым венцом маховика. При включении зажигания агрегат начинает движение и энергия передается валу, а при запуске двигателя агрегат работает на холостом ходу до полной остановки.
  3. Выключатель зажигания необходим для подачи рабочего тока от аккумуляторной батареи на тяговое реле стартера и активации системы запуска. После поворота ключа начинается процесс сдвига стартера и запуска ДВС.

Конструкция системы переключения двигателей одинакова для дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. В некоторых случаях для дизельных автомобилей применяется механизм предварительного подогрева с помощью свечей накаливания. Они нагревают воздух выпускного коллектора перед включением зажигания.

Особенности работы аккумуляторной батареи

Хороший запуск двигателя будет зависеть от состояния и мощности аккумулятора. Многие знают, что для аккумулятора важны такие показатели, как емкость и ток холодного пуска. Эти параметры указаны на маркировке, например 60 / 450А. Емкость измеряется в ампер-часах. Батарея имеет низкое внутреннее сопротивление, поэтому в течение короткого времени она может обеспечивать большие токи, в несколько раз превышающие ее емкость. Указанный ток холодного пуска составляет 450 А, но при определенных условиях: + 18 ° C в течение не более 10 секунд.

Однако ток, подаваемый на пускатель, все равно будет меньше указанных значений, так как сопротивление самого пускателя и силовых кабелей не учитывается. Этот ток называется пусковым током.

Внутреннее сопротивление батареи в среднем 2-9 мОм. Стартерное сопротивление бензинового двигателя в среднем составляет 20-30 мОм. Как видите, для правильной работы сопротивление стартера и проводов должно быть в несколько раз выше сопротивления аккумулятора, иначе внутреннее напряжение аккумулятора при пуске упадет ниже 7-9 вольт, а это не может позволено, разрешено. В момент подачи тока напряжение исправной батареи падает в среднем до 10,8 В на несколько секунд, а затем возвращается к 12 В или немного выше.

Аккумулятор подает пусковой ток на стартер в течение 5-10 секунд. Затем нужно сделать паузу на 5-10 секунд, чтобы аккумулятор «набрался сил».

Если после попытки запуска резко падает напряжение в бортовой электросети или стартер работает наполовину, аккумулятор полностью разряжен. Если стартер издает характерные щелчки, аккумулятор окончательно сел. Среди других причин может быть отказ стартера.









Принцип работы системы электрического запуска ДВС

Принцип работы схемы системы запуска двигателя

Система электрического запуска устанавливается на различные типы двигателей (двухтактные и четырехтактные, бензиновые, дизельные, роторно-поршневые, газовые и др)

Общий принцип работы следующий:

После того, как водитель повернет ключ в замке зажигания, электрический ток от аккумуляторной батареи поступает на контакты тягового реле (на втягивающий стартер). Когда ток начинает проходить через обмотки тягового реле, якорь втягивается. Указанный якорь перемещает рычаг приводного механизма, в результате чего происходит зацепление ведущей шестерни и зубчатого венца маховика.

Параллельно якорь замыкает контакты реле, благодаря чему электрический ток подается на обмотки статора и якоря. Это позволяет стартеру вращаться, передавая крутящий момент на коленчатый вал.

После запуска двигателя частота вращения коленчатого вала увеличивается. В это время включается обгонная муфта, отсоединяющая стартер от двигателя, в то время как стартер продолжает вращаться. Затем с помощью возвратной пружины тягового реле якорь перемещается назад. Это позволяет вернуть приводной механизм в обратное положение.

Кстати, если говорить о различных штатных блоках стартера при запуске двигателя, то такие решения встречаются, но далеко не на всех моделях автомобилей. Основная задача — повысить комфорт использования и безопасность. Проще говоря, стартер не будет работать, пока водитель не нажмет сцепление или не включит нейтраль перед запуском двигателя.

Наличие такой блокировки позволяет избежать рывков и случайных движений транспортного средства, которые часто возникают, когда водитель запускает двигатель от стартера при включенной передаче.

Сила тока при старте

Стартеры для бензиновых и дизельных двигателей будут отличаться мощностью. Для бензиновых двигателей внутреннего сгорания используются стартеры мощностью 0,8-1,4 кВт, для дизельных — 2 кВт и выше. Что это значит? Это означает, что дизельному стартеру требуется больше мощности для приведения в движение коленчатого вала на сжатие. Стартер на 1 кВт потребляет 80 А, 2 кВт — 160 А. Большая часть энергии уходит на первоначальный запуск коленчатого вала.

Средний пусковой ток для бензинового двигателя составляет 255 А для правильного запуска коленчатого вала, но это учитывает положительную температуру 18 ° C или выше. При отрицательных температурах стартер должен проворачивать коленчатый вал в густом масле, что увеличивает сопротивление.

Генератор

Работающий двигатель приводит в движение ремень, который вращает генератор энергии, который вырабатывает электрический ток для всех устройств автомобиля. Надо сказать, что генератор «включается» и начинает вырабатывать ток только при достижении определенного числа оборотов двигателя (обычно выше 1000 об / мин). Поэтому, если после запуска двигателя панель предупреждения предупреждает о том, что генератор не работает, попробуйте немного «дросселировать», чтобы частота вращения двигателя превысила отметку 1000, аккумулятор разряжен.

После запуска двигателя генератор берет на себя основную функцию подачи электричества в автомобиль, а также заряжает сам аккумулятор.

В современных автомобилях установлен генератор, который затем преобразуется в постоянный ток (через регулятор напряжения), который эффективно питает все устройства автомобиля. У некоторых автомобилей на приборной панели есть вольтметр, который показывает напряжение в электрической системе автомобиля. На работающем двигателе с работающим генератором значение напряжения должно быть в пределах от 13,5 до 14,5 В. В противном случае неисправна электросистема.

Механизм привода двигателя

Механическая передача двигателя от стартера осуществляется с помощью небольшой шестерни, установленной на валу стартера, которая входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя и передает крутящий момент от стартера на коленчатый вал двигателя, заставляя его вращаться.

Система пуска автомобиля назначение и технические требования

Система запуска автомобиля предназначена для автоматического дистанционного запуска двигателя и состоит из стартера, механизма переключения передач, электромагнитного реле и вспомогательного реле. Основными техническими требованиями к системе пуска являются:

  • надежная работа стартера при 40-50 тыс км пути;
  • надежная работа стартера при пуске до температуры 15 ° С
  • надежная работа передаточного механизма и электромагнитных реле;

силовые кабели стартера и реле надежно закреплены. Пускатели, например, для автомобилей СТ 29.3708, СТ 230-62, для грузовых автомобилей СТ 142 Б, СТ 130 Б потребляют ток от 550 до 850 А со скоростью до 5 тыс. Мин-1 с последующим снижением тока до 80 -100 А.

Система воздушного пуска двигателя

Принцип работы мотора с пневматическим пуском

Система воздушного запуска — еще одно решение, которое позволяет двигателю запускать коленчатый вал. Для запуска двигателя используется сжатый воздух. При этом такое пневмооборудование, как правило, не используется на автомобилях и другой технике, однако системы пуска такого типа можно встретить и на стационарных двигателях внутреннего сгорания.

Если говорить о конструкции, то устройство системы воздушного пуска двигателя предполагает наличие следующих элементов:

  • воздушный шар;
  • соленоидные клапаны;
  • масляный стаканчик;
  • обратный клапан;
  • диффузор воздуха;
  • пусковые клапаны;
  • трубопроводы;

Принцип действия системы пневмостартера ДВС основан на том, что сжатый воздух из баллона с сжатым воздухом поступает в распределительную коробку, затем проходит через фильтры на коробке передач и попадает в электропневматический клапан.

Далее нужно нажать кнопку «пуск», после чего клапан открывается, затем воздух из распределителя воздуха проходит через пусковые клапаны и попадает в цилиндры двигателя, создавая давление и проворачивая коленчатый вал. Когда скорость достигает желаемой частоты, двигатель запускается.

Добавим, что такие силовые установки также снабжены системой электрического пуска с самого начала, что позволяет агрегату запускаться в случае проблем с воздушным запуском, который является основным способом, или произошла поломка.

Система пуска двигателя. Назначение и устройство

Система запуска представляет собой набор устройств, предназначенных для принудительного вращения коленчатого вала при запуске двигателя. Различают инерционные, пневматические, гидропневматические, электрические и механические системы пуска (ручные и с дополнительным двигателем внутреннего сгорания). В основном используется электрическая система (электростартер), которая лучше других систем соответствует требованиям, перечисленным выше. Электрическая система состоит из аккумуляторной батареи, стартера, приводного механизма, цепи управления и пусковых устройств. Приводной механизм используется для подключения стартера к основному двигателю и отключения их при запуске основного двигателя. Приводной механизм должен обеспечивать плавное включение шестерен, пуск коленчатого вала, включение пусковой шестерни до или одновременно с питанием обмоток электродвигателя, отключение стартера и отключение шестерен при пуске основного двигателя. Стартер не рассчитан на высокую скорость — выйдет из строя. Для отключения стартера и основного двигателя установлены муфты свободного хода (MCX), управление стартером в современных автомобилях практически везде удаленное. По этой команде стартер подключается к аккумуляторной батарее через тяговое реле стартера. Электростартер состоит из электродвигателя, приводного механизма и системы управления, объединенных в один блок. Стартовые средства:

1) улучшить характеристики электростартерной системы:

— предпусковая подзарядка — вспомогательные источники питания;

2) средства отопления:

— свечи накаливания — электронагреватели для горелок;

— предварительный розжиг подогревателей.

Система зажигания. Назначение и устройство контактной системы зажигания (ВАЗ-2101)

Система зажигания предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси в камере сгорания бензиновых двигателей точно в заданный момент.

Состав классической контактной системы зажигания: источник постоянного тока (аккумулятор или генератор), выключатель, конденсатор, катушка зажигания и свечи зажигания. Эти элементы составляют две цепи: первичную и вторичную. Первичная цепь: источник питания — переключатель — первичная обмотка катушки зажигания и конденсатор, включенные параллельно контактам переключателя. Вторичная цепь: вторичная обмотка катушки зажигания состоит из свечей зажигания.

Источники

  • http://KrutiMotor.ru/sistema-puska-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya-ustrojstvo-printsip-raboty/
  • https://AvtoKart.ru/dvigateli/kak-zavoditsya-mashina-princip-raboty.html
  • https://VmyatynNet.ru/na-zametku/kak-zavoditsya-dvigatel.html
  • https://prometey96.ru/ustrojstvo-avto/sistema-puska.html
  • https://AvtoSotka.ru/obzory-i-novosti/pusk-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html
  • https://lom-s.ru/obuchenie/sistema-elektricheskogo-puska-dvigatelya.html
  • https://prokazan.ru/kak-ustroena-sistema-zapuska-dvigatelya
  • https://toyota-chr2.ru/sovety/sistema-puska-dvigatelya.html
  • https://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/sistema-puska-dvigatelya-naznachenie-i-ustroystvo
  • https://AutoClub174.ru/rekomendacii/zapusk-dvs.html
  • https://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-e-nergoobespecheniya-i-puska/sistema-elektricheskogo-puska-dvigatelya/
  • https://dlobal.ru/sistema-puska-dvigatelya-naznachenie-i-ustrojstvo/
  • https://Honda-1.ru/obzory-rejtingi/princip-zapuska-dvigatelya-avtomobilya.html

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях