Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

655

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
06.12.2022
Размер:
3.42 Mб
Скачать

VD3

 

КVT3Э

 

Я112-Л

 

VT2

Б

 

 

К

Э

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

R6

 

VT1

 

 

R5

VD2

 

C2

 

 

К

Э

R4

C1

Б

R3

 

 

 

R1

 

VD1

R2

В

S

В'

 

Ш

Rн

GB

 

G

ОB

Рис. 6.5. Принципиальная схема интегрального регулятора напряжения Я112-Л

Устройство. Регулятор РН имеет три ввода: В, Ш и «минус» на корпусе. Конструкция щеткодержателя генератора изменена, обе щетки изолированы от «массы» (Ш, В).

Выходная цепь РН состоит из транзистора 3, переключающегося с помощью управляющего транзистора 1 и промежуточного транзистора 2 (рис. 6.5). Все транзисторы типа «npn». Роль чувствительного (реагирующего) элемента выполняет стабилитрон VD1, подключенный к входному высокоомному делителю напряжения R1 R2 (R2 ― потенциометрический подстроенный резистор).

Схема содержит цепочку обратной связи R4, С1 для повышения четкости переключения транзисторов 1 и 2 и уменьшения времени перехода схемы из одного состояния в другое. Конденсатор С2 служит для фильтрации входного напряжения, поступающего на транзистор 2.

После включения замка зажигания (S) напряжение генератора отсутствует. При этом состоянии схемы силовой транзистор 3 открыт. В обмотку ОВ поступает постоянный ток. Ток в цепи обмотки возбуждения проходит по схеме (рис. 6.5): клемма «+» АКБ → выключатель S (включен) → В ВОВ Ш 3 (Э К) → масса → клемма «–» АКБ.

После пуска ДВС генератор вырабатывает электрическую энергию, напряжение которой будет повышаться до определенной величины порядка 13,7…14,4 В (величина уставки регулируется резисторами R1 и R2).

Принцип работы. Как только напряжение электрической бортовой сети достигает заданного уровня, стабилитрон VD1 «пробивается» и транзистор 2 «открывается» (см. рис. 6.5).

Сопротивление этого транзистора становится минимальным, и поэтому переходы «эмиттер– база» транзисторов 3 и 2 шунтируются, что приводит к их «запиранию». Таким образом схема регулятора напряжения переключается в состояние, при котором транзистор 1 открыт, а 3 и 2 заперты. В этом случае ток возбуждения обмотки генератора и выпрямленное напряжение начинают снижаться.

После снижения напряжения стабилитрон VD1 (см. рис. 6.5) «запирается», «запирает» VT1 и VT2, открывает основной транзистор VT3 и ток поступает в обмотку возбуждения генератора. Путь тока описан выше. Величина тока достигает наибольшего значения. Это вызывает повышение напряжения генераторной электрической энергии, что приводит к «пробою» стабилитрона VD1 и соответственно к открытому состоянию VT1 и VT2, «запиранию» VT3 и прекращению тока ОВ. Цикл повторяется.

Таким образом, «основной» транзистор VT3 работает в режиме «ключа». Этим транзистором управляют транзисторы VT1 и VT2.

Диод VD2 служит для улучшения «запирания» основного транзистора при «открытом» транзисторе 1 благодаря дополнительному падению напряжения на этом диоде.

Диод VD3 служит для гашения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения генератора и защиты транзистора VT3 от перенапряжения в момент его «запирания».

41

6.4. Преимущества и недостатки электронных регуляторов

Преимущество электронных систем регулирования напряжения вентильных генераторов заключается в следующем [22, 25, 28]:

малая инерционность;

относительно большой ток регулирования в обмотке возбуждения;

отсутствие контактов и соответственно отсутствие износа и существенных отклонений параметров регулирования от номинальных (установочных) значений;

высокая скорость срабатывания системы и, как следствие, регулирование напряжения бортовой сети в существенно меньшем допуске;

малые габариты;

удобство эксплуатации;

надежность и долговечность.

Основные недостатки:

сравнительно высокая стоимость;

сложность диагностики и ремонта;

жесткие требования соблюдения температурных режимов.

Вопросы для самопроверки

1.Назовите типы регуляторов напряжения, используемых в ГУ.

2.Объясните принцип работы двухступенчатого реле напряжения.

3.Каким образом осуществляется двухступенчатое дискретное регулирование напряжения? Работу объясните по схеме.

4.Что является нормирующим элементом электромагнитного регулятора?

5.Назовите основной элемент, обеспечивающий возбуждение генератора. Как осуществляется возбуждение?

6.Для чего предназначены добавочные резисторы в цепи обмотки возбуждения генератора?

7.Объясните назначение резистора R тк в цепи обмотки реле.

8.Какими способами можно повысить напряжение вентильного генератора?

9.Какова допустимая разрывная мощность на контактах электромагнитного реле?

10.Объясните принцип работы одноступенчатого вибрационного регулятора напряжения для вентильного генератора.

11.Какие недостатки наблюдаются при дискретном регулировании вентильного напряжения генератора?

12.Как можно устранить недостатки, возникшие при дискретном регулировании напряжения?

13.Какие недостатки присущи электромеханическим устройствам в регуляторах напряжения?

14.Что происходит, если напряжение вентильного генератора меньше ЭДС АКБ?

15.В чем различие приборов регуляторов напряжения для генераторов постоянного и переменного тока?

16.По схеме объясните работу электронного бесконтактного регулятора напряжения.

17.Объясните принцип действия интегрального бесконтактного реле напряжения Я112-Л.

18.Как определяется разрывная мощность на контактах электромагнитного реле?

19.Назовите преимущества работы электронных регуляторов напряжения.

20.Назовите основные недостатки электронных регуляторов напряжения.

ТЕМА 7. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СТАРТЕРНОГО ПУСКА

Системы электрического стартерного пуска ДВС. Устройство электростартеров.

Требования к электростартерам и особенности их работы. Характеристики электростартеров.

Расчет рабочих характеристик стартерных электродвигателей

7.1. Системы электрического стартерного пуска ДВС

Тип системы пуска определяется используемой энергией и конструкцией основного пускового устройства (стартера). Для пуска ДВС машин используют системы электрического стартерного пуска. Они надежны в работе, возможны дистанционное управление и автоматизация процесса пуска. Для пуска весьма мощных двигателей часто используются промежуточные агрегаты — пусковые ДВС ма-

42

лой мощности. В этом случае вначале электростартером запускается ДВС малой мощности (пускач), а затем ДВС малой мощности запускает основной двигатель [23, 28].

Структурные схемы систем электрического стартерного пуска между собой отличаются незначительно. В системах управления электростартером предусмотрены электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле и реле блокировки. Они обеспечивают дистанционное включение стартера, автоматическое отключение его от АКБ после пуска двигателя и предотвращение случайного включения стартера с работающим ДВС.

Источником энергии в системах электрического стартерного пуска являются стартерные свинцовые АКБ (постоянный ток). Поэтому в электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Характеристики стартерного электропривода с электродвигателями постоянного тока (последовательного или смешанного возбуждения) хорошо согласуются со сложным характером нагрузки, наблюдаемой при пуске поршневых двигателей.

Стартерный электродвигатель получает питание от аккумуляторной батареи GB через замыкающие контакты 2 тягового электромагнитного реле (рис. 7.1). После замыкания контактов выключателя S ток проходит от клеммы «+» батареи (GB) через параллельно соединенные обмотки 3 (втягивающая) и 4 (удерживающая), далее на клемму «–» АКБ. При этом намагничивается сердечник тягового реле и якорь 5 втягивается электромагнитом. Перемещение якоря 5 приводит шестерню 10 в зацепление с зубчатым венцом 11 маховика двигателя (с помощью штока 6 и рычага 7 механизма привода).

1

2

S

3

4

5

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

9

10

11

GB

ОB2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОB1

 

М

 

 

 

 

 

 

 

12

Рис. 7.1. Схема включения электростартера:

1 — контактные болты; 2 — подвижный контактный диск; 3, 4 — втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле; 5 — якорь тягового реле; 6 — шток; 7 — рычаг привода;

8 — поводковая муфта; 9 — муфта свободного хода; 10 — шестерня привода; 11 — зубчатый венец маховика ДВС; 12 — стартерный электрический двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением

В конце хода якоря 5 контактный диск 2 замыкает силовые контактные болты 1. Стартерный электродвигатель 12, получив питание от АКБ, приводит во вращение коленчатый вал ДВС. Одновременно с замыканием силовых контактов 1 блокируется (отключается) втягивающая обмотка 3 (замыкающие контакты выключателя S). Под током остается только удерживающая обмотка 4 (экономия энергии).

После пуска основного ДВС муфта свободного хода 9 исключает передачу вращающего момента от венца 11 маховика ДВС к валу якоря электродвигателя и тем самым предотвращает разрушение последнего. Шестерня привода не выходит из зацепления с венцом маховика до тех пор, пока замкнуты контактные болты 1.

При размыкании выключателя S (контакты 1 замкнуты) втягивающая 3 и удерживающая 4 обмотки реле оказываются подключенными к АКБ последовательно через силовые контактные болты 1. Так как число витков у обеих обмоток равно, то по ним (при последовательном соединении) проходит один ток. При разомкнутом выключателе S обмотки создают на сердечнике реле два равных, но противоположных по направлению магнитных потока. Поэтому сердечник электромагнита «размагничивается». Возвратная пружина возвращает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню 10 из зацепления с зубчатым венцом 11 маховика ДВС и отводит диск 2, размыкая силовые контактные болты 1 (см. рис. 7.1). Двигатель стартера обесточивается. Недостатком подобных систем пуска с дистанционным управлением следует считать большое количество дополнительных элементов и применение относительно сложных конструкций стартеров. Но их использование уменьшает длину силовых электрических цепей стартерного электро-

43

двигателя и тягового реле, уменьшает продолжительность пуска, снижает расход энергии на пуск ДВС и тем самым увеличивает срок службы АКБ и самого стартера [4, 9, 23, 25, 28].

7.2. Устройство электростартеров

Электростартеры ДВС представляют собой электрические машины постоянного тока. Они подробно рассматриваются и изучаются в разделах дисциплины «Электрические машины». Следует отметить, что работа электрических двигателей в стартерах значительно отличается от серийновыпускаемых промышленных электрических машин из-за особых условий эксплуатации:

1)источник электрической энергии (АКБ) весьма ограничен по количеству энергии. При разряде происходит существенное отклонение его характеристик (напряжение, сила тока, сопротивление) от номинальных в зависимости от температуры окружающей среды (температуры электролита), величины нагрузки, длительности потребления энергии и т.д.;

2)наблюдается неравномерность пусковой нагрузки;

3)длительность работы стартерного электродвигателя ограничена;

4)мощность стартера рассчитана на кратковременный режим работы.

Маркировка стартеров приведена в прил. А, Б (табл. А1, Б1).

Электростартеры ДВС различаются по способу управления и возбуждения, типу механизма привода, способу крепления на двигателе и степени защиты от вибрации, от температуры, от проникновения пыли и воды и др.

По типу и принципу работы приводных механизмов и передачи крутящего момента от электродвигателя к ДВС стартеры бывают:

с электромеханическим перемещением шестерни привода;

с инерционным приводом;

с дополнительным встроенным редуктором;

с комбинированным приводом и т.д.

Для предотвращения «разноса» якоря электродвигателя постоянного тока после пуска ДВС в электростартеры устанавливают муфты различных типов: роликовые, храповые, фрикционнохраповые, муфты свободного хода и другие. После пуска ДВС муфта разъединяет механическую связь ДВС со стартерным двигателем.

Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, электромагнитного тягового реле и механизма привода. В некоторых стартерах может быть встроен дополнительный редуктор.

Основные узлы и детали электростартера с электромеханическим включением шестерни приведены на рис. 7.2: корпус 22 с полюсами 21 и катушками 20 обмотки возбуждения; якорь 24 с обмоткой и коллектором 16; механизм привода с муфтой свободного хода 2, с шестерней 1 и буферной пружиной 4; электромагнитное тяговое реле с корпусом 8, с обмоткой 9, контактными болтами 13 и с контактами 12; крышка 6 со стороны привода; крышка 17 со стороны коллектора; щеточный узел с щеткодержателями 15, со щетками 19 и со щеточными пружинами 14 [6, 8, 12].

44

а)

б)

Рис. 7.2. Электростартер СТ 221 со смешанным возбуждением:

а— общий вид стартера; б — детали стартера:

1 — шестерня привода; 2 — муфта свободного хода; 3 — обойма муфты свободного хода; 4 — буферная пружина; 5 — рычаг включения привода; 6 — крышка со стороны привода; 7 — возвратная пружина; 8 — корпус тягового реле; 9 — обмотка тягового реле; 10 — сердечник тягового реле; 11 — подвижная контактная пластина; 12 — неподвижный контакт;

13 — контактные болты; 14 — щеточная пружина; 15 — щеткодержатель; 16 — коллектор; 17 — крышка со стороны коллектора; 18 — вал якоря

свинтовыми шлицами; 19 — щетка; 20 — катушка обмотки возбуждения; 21 — полюс; 22 — корпус стартера; 23 — полюсный винт; 24 — якорь электродвигателя; 25 — упорное кольцо; 26 — регулировочная шайба; 27 — резиновые заглушки; 28 — тяговое реле; 29 — последовательная обмотка возбуждения; 30 — параллельная обмотка возбуждения;

31 — защитная лента; 32 — тормозной диск; 33 — стяжная шпилька;

34 — ограничитель хода шестерни

7.3.Требования к электростартерам

иособенности их работы

Электростартер получает питание от АКБ — источника электроэнергии ограниченной мощности. Напряжение АКБ на выводах электростартера не остается постоянной величиной, а уменьшается с повышением внешней нагрузки.

Характеристики стартерных электродвигателей зависят от емкости и технического состояния АКБ и взаимоувязаны. Вольтамперные характеристики АКБ должны соответствовать рабочим и электромеханическим характеристикам стартеров, основу которых составляют электродвигатели постоянного тока.

Сила тока электростартеров может быть от нескольких сот ампер до нескольких тысяч. На характеристики электродвигателя стартера большое влияние оказывает систематическое падение напряжения в силовой бортовой стартерной сети уже не стадии пуска (рис. 7.3).

45

Рис. 7.3. Рабочие характеристики стартерного электродвигателя

споследовательным возбуждением:

Φ— магнитный поток, Вб; n — частота вращения якоря стартера, мин-1;

М— создаваемый на валу крутящий момент, Н·м; Р — мощность, кВт; U — напряжение, В; Iа — сила тока якоря стартера, А

Для стартерного электрического пуска ДВС характерна значительная неравномерность начальной нагрузки. Это объясняется резким изменением момента сопротивления, возникающего от сил давления газов в цилиндрах ДВС и усилий сложной кинематики кривошипно-шатунного механизма. При переменной нагрузке существенно снижаются мощность и КПД системы пуска. Это необходимо учитывать при выборе мощности стартерного электродвигателя и соответственно емкости стартерной АКБ.

Режим работы электростартеров относится к кратковременному. По техническим условиям якорь стартера должен выдерживать без повреждений в течение 20 с нагрузки, возникающие при частоте вращения коленчатого вала ДВС, на 20 % превышающей частоту вращения его в режиме холостого хода [11, 15, 23]. Якорь стартера должен иметь надежный привод для передачи крутящего момента к коленчатому валу на стадии пуска ДВС и автоматически отключаться после его пуска. Поэтому конструкция стартера и зубчатая передача должны обеспечивать надежный ввод шестерни в зацепление с венцом маховика и передачу коленчатому валу ДВС вращающего момента от стартера (см. рис. 7.1, 7.2). Шестерня привода стартера не должна самопроизвольно входить (выходить) в зацепление с венцом маховика. Муфта свободного хода привода, установленная между ДВС и стартером, должна защищать якорь от механических повреждений. Тяговое реле обеспечивает ввод шестерни в зацепление. Включение стартера должно происходить даже при снижении напряжения: до 9 В и до 18 В соответственно при 12или 24-вольтном напряжении бортовой сети. Все контакты системы электростартерного пуска должны оставаться замкнутыми даже при снижении напряжения на выводах до 5,4 и 10,8 В соответственно. Технические требования на стартеры нормированы. Электростартеры машин имеют степень электрической защиты не ниже 1ПХ4 (согласно ГОСТ 14254–96).

Длительность пускового цикла при запуске ДВС при температуре окружающей среды (+20…± 5) °С не должна превышать 10–15 с. При отрицательных температурах длительность одномоментной работы стартеров дизельных ДВС разрешается до 20 с. Допускается подряд не более трех пусковых циклов с перерывами между ними не менее 30 с. После охлаждения стартера до температуры окружающей среды (порядка 5–10 мин) допускается еще один пусковой цикл, и затем необходим поиск причин отказа [11, 15, 20–23].

Не допускается нагружать стартер больше его номинальной мощности. Повышение температуры стартера во время пусковых циклов не должно приводить к изменениям, отрицательно влияющим на его работоспособность (не выше 60–70 0С).

Рациональному использованию АКБ в наибольшей степени способствуют правильное согласование характеристик применяемого стартера, элементов системы пуска и обоснованный выбор схемы подключения.

Для уменьшения длины подводящих электрических проводов, габаритных размеров, массы стартера и АКБ, а также для удобства их установки и технического обслуживания предусматривается рациональное размещение элементов системы электропуска ДВС на машине. Одним из параметров, опреде-

46

ляющим рациональное согласование характеристик пускового устройства (мощности) с пусковыми характеристиками ДВС, является передаточное отношение. С повышением числа передаточного отношения приведенный вращающий момент на коленвале ДВС увеличивается, а приведенная частота вращения вала ДВС уменьшается. При этом максимальное значение мощности электродвигателя стартера смещается в сторону меньшей частоты вращения коленчатого вала ДВС. Электростартеры должны обеспечивать номинальные параметры при нормальных климатических условиях: температура окружающего воздуха (+25…± 10) °С; относительная влажность 45–80 %; атмосферное давление 84–106 кПа. Для каждого типа двигателя и заданных условий стартерного пуска существуют оптимальные передаточные числа, при которых наилучшим образом используются характеристики мощности электродвигателя постоянного тока [4, 12, 15].

Надежность пуска ДВС зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов, к которым, в общем случае, относятся [13, 17, 20–22]:

степень сжатия, рабочий объем, число и схема расположения цилиндров, тепловое состояние деталей ДВС;

регулировочные параметры системы зажигания (для бензиновых ДВС) и топливной аппаратуры (для дизельных);

низкотемпературные свойства топлива и вязкостно-темпе-ратурные характеристики моторного масла;

мощность и энергоемкость системы пуска;

наличие и эффективность вспомогательных пусковых устройств и другие.

7.4. Характеристики электростартеров. Расчет рабочих характеристик стартерных электродвигателей

Свойства электростартеров оцениваются по его рабочим и механическим характеристикам (см. рис. 7.3) [20–22].

Рабочие характеристики представляют собой зависимости напряжения на зажимах стартера UСТ, полезной мощности Р2 на валу, полезного вращающего момента М2, частоты вращения якоря nа, КПД стартерного электродвигателя и магнитного потока Ф от силы тока якоря Iа (см. рис. 7.3).

Механическая характеристика — это зависимость частоты вращения якоря электродвигателя от величины нагрузки. Нагрузка определяется моментом сопротивления и выражается в единицах Н·м.

При вращении якоря стартера в его обмотке индуцируется ЭДС

Ea = ce naÔ ,

(7.1)

где се — постоянная электрической машины, не зависящая от режима ее работы; Ф — магнитный поток, проходящий через воздушный зазор между статором и якорем электродвигателя.

При питании стартера (с последовательным возбуждением) от аккумуляторной батареи ЭДС его якоря (Еа) определяется по формулам [20–23, 28]:

Ea = Uí Uù Ua = Uí

Uù Ia Ra ,

(7.2)

где Uн — номинальное напряжение АКБ;

Uù — падение напряжения в контактах перехода щет-

ка–коллектор (два перехода). Падение напряжения в цепи якоря

Uà = Ia RaΣ ,

где RaΣ — суммарное сопротивление цепи якоря электродвигателя с последовательным возбуждением:

RaΣ = Rпр + Ra + Rc ,

(7.3)

где Rпр — сопротивление стартерной сети; Ra — сопротивление обмотки якоря; Rc — сопротив-

ление последовательной обмотки возбуждения электродвигателя. Тогда в общем случае ЭДС якоря электродвигателя определяется, как

Еа = Uн Uù Ia ( Rпр + Ra + Rc ).

(7.4)

Частоту вращения якоря стартера можно определить из формулы

47

Ea = ceÔna .

(7.5)

С уменьшением нагрузки электродвигателя (с последовательным возбуждением) величина магнитного потока Ф падает, а nа быстро возрастает до значения nао при силе тока холостого хода Iа0. В стартерах смешанного возбуждения частота вращения якоря в режиме холостого хода ограничивается магнитным потоком параллельной обмотки возбуждения. При уменьшении нагрузки магнитный поток, создаваемый последовательной обмоткой, стремится к нулю, тогда как намагничивающая сила параллельной обмотки и создаваемый ею магнитный поток даже немного увеличиваются (см. рис. 7.3).

Электромагнитный вращающий момент определяется по формуле

M = cåIaΦ .

(7.6)

В электродвигателях с последовательным возбуждением через обмотку возбуждения проходит весь ток якоря Iа, поэтому магнитный поток возрастает с увеличением нагрузки стартера. При одинаковых номинальных параметрах электродвигатели с последовательным возбуждением развивают бóльший полезный момент Мв режиме полного торможения, чем электродвигатели с параллельным возбуждением (см. рис. 7.3). Это улучшает их тяговые свойства, особенно при низких температурах, и облегчает «страгивание» системы «стартер – двигатель» и раскручивание коленчатого вала основного ДВС при пуске.

Механическая мощность стартера

P =

πna M

(7.7)

.

30 Электромагнитная мощность стартера в общем случае определяется, как

Pý = Ea Ia .

Тогда максимальная электромагнитная мощность стартера

Pm =

(U

í

U

ù

)2

.

(7.8)

 

 

 

 

 

RaΣ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость электромагнитной мощности от силы тока представляет собой симметричную параболу с максимальным значением при силе тока Im, равной половине тока Iк (тока при полном торможении якоря).

Полезная мощность Р2 на валу электродвигателя меньше электромагнитной на величину Pm

( Pm ― сумма механических потерь в подшипниках, в щеточно-коллекторном узле и потерь на

возбуждение, см. рис. 7.3).

Полезный механический вращающий момент на валу электродвигателя

M

 

=

30P2

.

(7.9)

2

 

 

 

π na

 

 

 

 

 

Сила тока, потребляемого электродвигателем со смешанным возбуждением, устанавливается с учетом зависимости

I = Ia + Is ,

(7.10)

где Is =Uñò / Rs — сила тока в параллельной обмотке возбуждения; Rs — сопротивление парал-

лельной обмотки возбуждения.

Электрическая мощность, подводимая к стартерному электродвигателю, определяется по формуле [20–23, 28]:

P1 =UñòI .

(7.11)

При снижении напряжения на выводах АКБ и стартера (из-за понижения температуры или увеличения сопротивления стартерной сети при одной и той же величине силы тока якоря Iа) показатели электродвигателя стартера — ЭДС (Еа), частота вращения (nа) и мощность на валу (Р2) — уменьшаются.

Механические характеристики обычно представляют в виде зависимости частоты вращения якоря nа от вращающего момента М2 на валу стартера. М2 определяется величиной нагрузки. При

48

одинаковой мощности повышение крутящего момента М2 приводит к снижению частоты вращения якоря. Крутящий момент М2 при запуске ДВС косвенно зависит от температуры окружающей среды. Чем ниже температура, тем ниже мощность АКБ. Поэтому снижение температуры от +20 0С до –20 0С уменьшает М2 почти в два раза [12, 20–23, 28].

Под номинальной мощностью Рн стартера необходимо понимать наибольшую полезную мощность в кратковременном режиме работы при электроснабжении от аккумуляторной батареи максимально допустимой емкости (по техническим данным на стартер) при условиях: полная заряженность батареи, температура электролита +20 °С, первая попытка пуска ДВС (без учета падения напряжения в стартерной сети). Для определения номинальной мощности стартера Рн следует установить номинальные значения: силы тока Iн, частоты вращения вала nн при вращающем моменте

Мн.

Напряжение на выводах стартерного электродвигателя при определении его номинальной мощности рассчитывается по формуле

U

 

= U

(1a

 

1

),

(7.12)

 

 

 

ñò

í

 

á C

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где aб — коэффициент, зависящий от емкости АКБ: для АКБ 6СТ-55ЭМ aб равно 0,038, а для АКБ 6СТ-190ТР — 0,046 [12, 20–22, 28].

Пусковая мощность Рп определяется как наибольшая полезная мощность в кратковременном режиме работы электростартера от АКБ, заряженной на 75 %, при температуре t = –20 °С, при третьей попытке пуска ДВС (с учетом падения напряжения в стартерной цепи).

КПД стартерного электродвигателя устанавливается по формуле

η

=

P2

.

(7.13)

 

ñò

 

P

 

 

1

 

 

Основные возможные неисправности электростартеров, способы их обнаружения и устранения приведены в прил. В, табл. В3.

Вопросы для самопроверки

1.Назовите основные составляющие системы электростартерного пуска ДВС.

2.Как влияет низкая температура окружающей среды на требуемую мощность электрической пусковой системы ДВС?

3.Объясните назначение приводного механизма стартера.

4.Назовите характеристики стартерных электродвигателей.

5.Перечислите рабочие характеристики стартерных электродвигателей.

6.Назовите механические характеристики стартерных электродвигателей.

7.Начертите схему стартерного электродвигателя со смешанным возбуждением.

8.Какие типы электродвигателей применяются в стартерах?

9.Какие функции выполняет муфта свободного хода?

10.Что называется номинальной мощностью стартера?

11.Как определяется полезная мощность на валу стартера?

12.Как определить коэффициент полезного действия системы пуска?

13.Как определяется общее сопротивление цепи якоря стартерного электродвигателя при смешанном возбуждении?

14.Каковы основные возможные неисправности стартера?

15.Охарактеризуйте порядок расчета и подбора узлов, составляющих систему электростартерного пуска ДВС.

16.Что называется пусковой мощностью?

17.Перечислите современные устройства и приспособления для улучшения пуска ДВС.

18.Как определяется ЭДС якоря стартерного электродвигателя?

19.Как рассчитывается электромагнитная мощность стартерного электродвигателя?

20.Как определяется крутящий момент на валу стартерного электродвигателя?

ТЕМА 8. БАТАРЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Назначение систем зажигания. Типы батарейных систем зажигания.

Основные элементы батарейных систем зажигания.

49

Угол опережения момента зажигания. Требования к системам зажигания.

Недостатки контактной батарейной системы зажигания

8.1. Назначение систем зажигания

Система зажигания предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах бензинового ДВС. Топливовоздушная смесь воспламеняется в камере сгорания ДВС посредством электрического разряда между электродами свечи зажигания, установленной в головке блока ДВС [2, 3, 7].

Электрическая искра в цилиндре инициирует химическую реакцию оксидирования топливовоздушной смеси, которая сопровождается выделением теплоты. Горение топливовоздушной смеси подразделяется на три фазы:

начальная фаза — в результате искрового разряда в свече формируется пламя;

основная фаза — пламя распространяется на значительную часть камеры;

конечная фаза — пламя догорает у стенок цилиндра ДВС.

Для создания искрового разряда между электродами свечи необходимо подать ток высокого напряжения. Для этого применяются различные системы зажигания. В батарейных системах зажигания источником энергии является АКБ или генератор (в зависимости от режима работы ДВС) [2, 7, 9, 17, 22, 28].

С помощью системы зажигания обеспечивается образование импульсов высокого напряжения на выводах катушки зажигания, распределение этих импульсов по цилиндрам в соответствии с порядком их работы (на такте сжатия) и своевременный разряд на электродах свечи зажигания. Для улучшения горения топливовоздушной смеси в цилиндре образование искры должно быть несколько раньше, на «такте сжатия» хода поршня в цилиндре до ВМТ. Момент зажигания в цилиндре ДВС характеризуется углом опережения момента зажигания θ, который определяется через угол поворота коленчатого вала

φдо ВМТ поршня в цилиндре.

Вкачестве силовых реле, размыкающих и замыкающих цепь первичной обмотки катушки зажигания, используются устройства:

– с механическим управлением (контакты) — классическая контактная батарейная система зажигания (КБСЗ) [2, 7, 17];

– контактно-транзисторные устройства в КТСЗ [22, 28].

Впоследнее десятилетие широкое распространение нашли батарейные бесконтактные электронные системы зажигания, в которых принцип формирования импульса тока высокого напряжения существенно отличается. К ним относятся:

– бесконтактные транзисторные системы зажигания [22, 28];

– электронные бесконтактные (тиристорные прерыватели тока) [2, 3, 7, 11, 22, 24];

– электромагнитные и электронные датчики (вместо прерывателей) — электронные системы зажигания — рассмотрены в разделах темы 9.

8.2. Типы батарейных систем зажигания

Батарейные системы зажигания классифицируются по следующим признакам (рис. 8.1) [2, 7, 22, 28]:

1)по способу управления (синхронизации) системой зажигания;

2)по способу регулирования угла момента зажигания;

3)по способу накопления энергии;

4)по типу силового реле (способу размыкания первичной цепи катушки);

5)по способу распределения импульсов высокого напряжения по цилиндрам;

6)по типу подавления радиопомех.

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]