Рубрика: Аккумулятор, генератор, стартер

Двигатель, оборудованный интегрированным стартер-генератором

Интегрированный стартер-генератор. Принцип работы

Компания Ford создала новый интегрированный стартер-генератор (integrated starter-generator — ISG) и электрическую систему с рабочим напряжением 42 В, которая будет использоваться в автомобиле Explorer в последующие несколько лет. Автомобиль обещает достичь потрясающего уровня экономии топлива и предоставит больше комфорта на основе высоких технологий и разработок. На нем предполагается использовать новую электрическую систему с повышенным напряжением, которая позволяет реализовать несколько сберегающих топливо функций, в том числе способность отключать двигатель, когда транспортное средство останавливается, и мгновенно запускать по малейшему требованию. Интегрированный стартер-генератор, как подразумевается в названии, совмещает обычный стартер и генератор переменного тока в одном электрическом устройстве. Транспортное средство, оборудованное системой ISG, могло бы считаться умеренным гибридом, потому что способно осуществлять большинство функций гибридного электрического транспортного средства. Рис. Двигатель, оборудованный интегрированным стартер-генератором (источник: Ford) Помимо трех функций, общих и для полногибридного электрического автомобиля (HEV), и для умеренного гибрида (ISG), есть еще четыре функции, характерные только для полного HEV: «старт/стопный» режим. Когда двигатель бездействует, например, перед светофором, он автоматически выключается, и немедленно запускается, как только необходимо начать движение. Эта функция «старт/стопа» обеспечивает экономию топлива и снижение выбросов; рекуперативное торможение. Эта функция позволяет использовать энергию, возникающую при торможении, для подзарядки батареи транспортного средства. Такая функция позволяет компонентам оборудования (фары, аудиосистема, климат-контроль) продолжать работу, когда двигатель отключается. Уменьшая в значительной степени количество электроэнергии, которая должна была быть произведена двигателем, рекуперативное торможение сокращает и потребление топлива; электрическая помощь. Двигатели внутреннего сгорания в системах обоих типов получают помощь от электрического мотора, но весьма различными способами. Система ISG помогает двигателю при запуске и во время разгона, обеспечивая кратковременную подачу дополнительной мощности. Поскольку система ISG использует 42-вольтовую батарею, a HEV использует 300-вольтовую батарею с громадной энергетической емкостью, то последняя способна обеспечить намного большую мощность, более часто и на более продолжительный период; электропривод. Только полные гибриды имеют способность двигаться в режиме электромобиля. В автомобиле Escape HEV это означает, что электрический мотор может везти транспортное средство при низких скоростях (до 30 миль/ч (около 48 км/ч)), когда двигатель выключен. Способность функционировать в режиме электромобиля четко отделяет полногибридный электрический автомобиль от умеренно-гибридного транспортного средства, использующего систему ISG. Рис. Сравнение систем HEV и ISG (источник: Ford) Рис. Интегрированный стартер-генератор (ISG) на 42 В (источник: Ford) Рис. Энергетическая установка ISG с напряжением 42 В в автомобиле с универсальным приводом (источник: Ford) Помимо 42-вольтовой батареи и интегрированного стартер-генератора, машина снабжена еще тремя главными компонентами: модифицированным двигателем V-6 новой автоматической коробкой передач контроллером «инвертор/мотор» При возобновлении движении энергия постоянного тока от батареи преобразуется контроллером в энергию переменного тока регулируемой частоты и подается на ISG. Управление частотой мощного источника переменного тока позволяет запустить двигатель за доли секунды. Рекуперативное торможение сохраняет энергию, обычно теряемую во время торможения в виде тепла. ISG во время замедления транспортного средства поглощает энергию, преобразуя ее в постоянный ток, и подзаряжает батарею. Электро-гидравлические тормоза заменяют тормоза с вакуумным гидроусилителем, а микропроцессоры управляют действием передних и задних тормозов так, чтобы сохранять устойчивость транспортного средства при торможении. Механические тормоза автомобиля действуют совместно с ISG, так что разница между механическим и рекуперативным торможением будет незаметна водителю. ISG также обеспечивает дополнительную мощность и улучшенное качество работы, помогая двигателю при...

Неисправности систем пуска

Неисправности систем пуска

Чем сложнее электрическая схема системы пускa, тем больше неисправностей может быть в ней. Частыми причинами отказа в работе стартера являются плохие контакты наконечников проводов на клеммах батарей, стартера, соединения с «массой», разряженность или неисправность батареи. В схеме дистанционного управления стартером, имеющей допол­нительное реле, возможны следующие неисправности: При включении стартера якорь не вращается. Поиск неисправ­ности следует начинать с повторной попытки пуска с включенной лампой плафона (или освещения щитка приборов). Если при включении стартера нити ламп не изменяют накала, ток к стартеру не поступает и надо искать обрыв в цепях управления или рабочей цепи стартера. При обрыве удерживающей обмотки слышны повторяющиеся щелчки плунжера и удары шестерни привода о венец маховика. Это происходит вследствие закорачивания втягивающей обмотки при неработающей удерживающей обмотке. Такие же щелчки с ударами могут быть при разряженной батарее и отсутствии надежных кон­тактов в рабочей цепи. Причины щелчков — увеличенное падение напряжения и снижение тока в удерживающей обмотке при вклю­чении большого рабочего тока стартера. Если при включении стартера якорь не вращается, а накал нитей ламп значительно уменьшается, это указывает на потребление тока стартером н на чрезмерное падение напряжения батареи. Причинами могут быть разряженность или неисправность аккумуляторной батареи, плохой контакт на клеммах цепи, наличие короткого замыкания в обмотках якоря или возбуждения стартера. Якорь стартера не вращается или вращается очень медленно, а накал лампочек значительно снижается. Причины — короткое замы­вание обмотки возбуждения, задевание якоря за полюса вследствие самоотвертывания вингов крепления полюсов или держателя про­межуточного подшипника, износ подшипников. Для устранения не­исправностей стартер снимают. Вал стартера вращается с большой частотой, но не проворачивает коленчатый вал двигателя. Причинами могут быть пробуксовывание муфты свободного хода или поломка зубьев венца ма­ховика. Скрежет шестерни привода, которая не входит в зацепление при включении стартера. Неисправность возникает в результате появле­ния забоин на зубьях шестерни привода и венца маховика, непра­вильной регулировки хода шестерни и момента включения стартера, установки стартера с перекосом. Забоины на зубьях шестерни сни­жают напильником. Стартер после пуска двигателя не выключается. Причинами могут быть спекание контактов дополнительного реле или диска включения с контактными болтами. Необходимо отключить клемму аккумуляторной батареи, соединенную с «массой», и зачистить контакты.

Схема генераторной установки и диаграммы напряжений

Выпрямление переменного тока генератора

Выпрямитель 1 содержит шесть диодов VD1 — VD6, образующих два пле­ча: в одном аноды трех диодов VD1 — VD3 соединены с выводом «+» генератора, а в другом катоды диодов VD4 — VD6 – с выводом «-». В принятой на автомобилях однопроводной схеме минусовой вывод соединен с массой. К выпрямителю подведены выводы фазных обмоток статора генератора (на рисунке показано соединение в звезду). Наведенные в обмотках фаз переменные напря­жения иф1 — ифз сдвинуты на 1/3 периода, что характерно для трехфазной системы. Диоды выпрямителя при изменении трехфазного напряжения во времени переходят из закрытого состояния в открытое, в результа­те ток нагрузки имеет только одно направление — от вывода «+» генератора к выводу «-». Рис. Схема генераторной установки (а) и диаграммы напряжений (б): 1– трехфазный мостовой выпрямитель; 2 – дополнительный выпрями­тель; 3 – регулятор напряжения Как видно из рисунке б, в момент времени 0, напряжение в об­мотке L1 отсутствует; в обмотке L3 положительное, а в обмотке L2 отрицательное. За положительное напряжение принято направле­ние стрелки к средней точке 0 обмотки статора. Вы­прямленный ток поступает к потребителям в направлении стрелок через находящиеся в открытом состоянии диоды VD3 и VD4. В момент времени t1 напряжение в обмотке L2 отсутствует, в обмотке L1 положительное, а в обмотке L3 отрицательное. Вы­прямленный ток поступает к потребителям через диоды VD1 и VD5. В каждом плече выпрямителя в течение приблизительно 1/3 периода открыт один диод. Линейное напряжение при соединении в звезду в 1,73 раза больше, чем при соединении в треугольник. Поэтому при соедине­нии в треугольник в обмотке статора должно быть больше витков, чем при соединении в звезду. Однако ток фазы при соединении в треугольник в 1,73 раза меньше, чем при соединении в звезду. Со­единение обмотки статора в треугольник для генераторов большой мощности позволяет выполнить ее из более тонкого провода. Выпрямители некоторых генераторов имеют дополнительное плечо, соединенное со средней точкой 0 обмотки статора. Такая схема позволяет увеличить мощность генератора на 15…20% за счет действия третьих гармонических составляющих фазного на­пряжения. Выпрямленное напряжение Ud имеет пульсирующий характер. Аккумуляторная батарея GB служит своеобразным фильтром, сглаживающим выпрямленное напряжение генератора, при этом ток батареи получается пульсирующим. В вентильном генераторе диоды выпрямителя не проводят ток от аккумуляторной батареи к обмотке статора, в связи с чем отсут­ствует необходимость в реле обратного тока. Это значительно уп­рощает схему генераторной установки. При длительной стоянке автомобиля возможна разрядка аккумуляторной батареи на обмот­ку возбуждения. Поэтому в некоторых моделях автомобильных ге­нераторов обмотку возбуждения подсоединяют к дополнительному выпрямителю 2. Дополнительный выпрямитель выполнен на трех диодах VD7- VD9, аноды которых соединены с выводом Д. На об­мотку возбуждения в этом случае подается только напряжение от генератора через дополнительный выпрямитель 2 и плечо выпря­мителя 1 с диодами VD4-VD6. Использование дополнительного выпрямителя имеет и негатив­ную сторону, связанную с самовозбуждением генератора. Генера­тор может самовозбудиться при наличии в нем остаточного маг­нитного потока и достаточно низком сопротивлении цепи возбуж­дения. Поэтому для появления напряжения в рабочем диапазоне частот вращения его ротора в схеме используется контрольная лампа HL обеспечивающая надежное возбуждение генератора. Существенным недостатком щеточных генераторов, является наличие контактного узла, со­стоящего из электрических щеток и колец, через который к вращающейся обмотке возбуждения подводится ток. Узел этот подвержен...

Сосуд для заполнения аккумуляторов электролитом или дистиллированной водой

Неисправности аккумуляторных батарей (АКБ)

Неисправностями свинцово-кислотной аккумуляторной батареи являются: снижение уровня электролита саморазряд сульфатация пластин короткое замыкание пластин механические повреждения отдельных частей батареи Указанные неисправности приводят к уменьшению электрической емкости, повышению внутреннего сопротивления и уменьшению напряжения батареи при разряде. Механические повреждения могут привести к полной потере работоспособности батареи. Короткое замыкание в аккумуляторе вызывает саморазряд и понижение напряжения при заряде и разряде батареи, а неплотность контакта в зажимах — чрезмерный их нагрев, уменьшение напряжения разряда и повышение его при заряде. Низкая плотность электролита приводит к потере работоспособности батареи, а при низких температурах — к возможному замерзанию электролита. У стартерной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи при техническом обслуживании проверяют: отсутствие трещин в баке отсутствие следов расплескивания электролита и чистоту поверхности батареи плотность крепления батареи в гнезде и контактов наконечников проводов с клеммами батареи отсутствие засорения вентиляционных отверстий, налетов от окисления на штырях и зажимах уровень электролита в каждом аккумуляторе соответствие плотности электролита норме работоспособность батареи под нагрузкой Трещины в баке Трещины в баке определяют по следам просачивания электролита или переносным вольтметром, один провод которого присоединяют к любому выводному штырю, а другим касаются поверхности бака в местах предполагаемых трещин. Отклонение стрелки вольтметра указывает на наличие трещин. Загрязненную и залитую электролитом поверхность батареи протирают тканью, смоченной 10-процентным раствором нашатырного спирта или двууглекислой соды. Засоренные вентиляционные отверстия прочищают деревянной палочкой. Применение для этой цели медной или железной проволоки недопустимо. Окисленные штыри и зажимы зачищают шабером. После затяжки гаек зажимы и штыри смазывают техническим вазелином или солидолом. Уровень электролита Уровень электролита должен быть выше предохранительного щитка на 10— 15 мм. Для проверки уровня в электролит через отверстия в крышках баков погружают стеклянную трубку (наружным диаметром 6 — 8 мм, внутренним — 4 — 6 мм) до упора в предохранительный щиток. На нижнем конце трубки на расстоянии 10 и 15 мм нанесены метки. Зажав верхнее отверстие пальцем, вынимают трубку из аккумулятора. Оставшийся в трубке электролит укажет высоту его уровня. При пониженном уровне электролита в аккумуляторы батареи доливают дистиллированную воду. Электролит доливают лишь в случае, когда понижение его уровня вызвано утечкой или расплескиванием. Уровень электролита в аккумуляторных батареях проверяют зимой через 10—15 дней, летом в жаркую погоду — через 5—6 дней. Для заполнения аккумуляторов дистиллированной водой или электролитом можно пользоваться сосудом, автоматически прекращающим подачу жидкости после достижения нормального уровня в аккумуляторе. В аккумуляторных батареях, имеющих на крышках вентиляционные штуцера, необходимый уровень электролита устанавливается автоматически при доливке. Понижение уровня электролита в аккумуляторах при незначительно меняющейся плотности электролита указывает на его утечку через трещины в баке. Рис. Сосуд для заполнения аккумуляторов электролитом или дистиллированной водой: 1 — уровень электролита; 2 — сливная трубка; 3 — воздушная трубка Рис. Определение плотности электролита при помощи ареометра Плотность электролита Плотность электролита проверяют ареометром, представляющим собой стеклянную трубку, внутри которой помещается собственно ареометр со шкалой плотности от 1,00 до 1,32. При помощи резиновой груши электролит засасывается через наливное отверстие в крышке аккумулятора. Разность плотности электролита в отдельных аккумуляторах не должна быть более 0,1. В центральных районах СССР плотность электролита полностью заряженной батареи (с сепараторами из мипора или мипласта) при температуре +20°С для летнего и зимнего периодов должна составлять 1,27 г/см3....

Аккумуляторы. Общие сведения

Аккумуляторы. Общие сведения

Аккумулятор — это устройство, предназначенное для хранения электрической энергии, причем энергия в этом устройстве хранится в химическом виде. Принцип действия аккумулятора заключается в том, что два металла находятся в растворе кислоты, и при этом они вырабатывают электричество. Аккумуляторы характеризуется по таким основным характеристикам, как: емкость внутреннее сопротивление ток саморазряда срок службы Емкость аккумулятора Емкостью аккумулятора — это количество запасенной электроэнергии, которой обладает аккумулятор. Это одна из самых главных характеристик аккумулятора, ведь от емкости зависит время работы электроприборов, подключенных к аккумулятору. Емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах (мА*ч). При этом на этикетке или же непосредственно на аккумуляторе указывается номинальная емкость. Дело в том, что номинальная емкость не всегда равняется реальной. Реальная емкость аккумулятора может отличаться от номинальной в диапазоне от 80 до 110%. Связано это с тем, что на протяжении всего срока эксплуатации аккумулятора, его реальная емкость постепенно меняется, как правило, в сторону уменьшения и, кроме всего прочего, зависит от множества дополнительных факторов. Значительно влияют на реальную емкость условия эксплуатации и обслуживания, время эксплуатации и способ зарядки аккумулятора. Различие номинальной и реальной емкости аккумулятора Электрическая емкость аккумуляторной батареи состоит из номинальной и реальной. Номинальная электрическая емкость — это то количество энергии, которым батарея теоретически должна обладать в заряженном состоянии. Данный параметр аналогичен емкости, например, стакана. Так же как в стандартный граненый стакан можно налить 200 мл воды, так и в батарею можно «закачать» лишь вполне определенное количество энергии. Но определяется это количество энергии не в момент заряда, а при обратном процессе (при разряде батареи) постоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента достижения заданного порогового напряжения. Измеряется емкость в ампер-часах (А/ч или мА/ч) и обозначается буквой С. Значение номинальной емкости батареи, как правило, зашифровано в ее обозначении. Реальное значение емкости новой батареи на момент ввода ее в эксплуатацию колеблется от 80 до 110% номинального значения и зависит от фирмы-изготовителя, условий и срока хранения, а также от технологии ввода в эксплуатацию. Нижний предел (80%) обычно рассматривается как минимально допустимое значение для новой батареи. Теоретически батарея, например, номинальной емкостью 1000 мА/ч может отдавать ток 1000 мА в течение 1 ч, 100 мА — в течение 10 ч, или 10 мА — в течение 100 ч. Практически же при высоком токе разряда номинальная емкость не достигается, а при низком токе — превышается. В процессе эксплуатации емкость батареи уменьшается. Скорость уменьшения зависит от типа батареи, технологии обслуживания в процессе работы, используемых зарядных устройств, условий и длительности эксплуатации. Внутреннее сопротивление батареи определяет ее способность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внутреннего сопротивления батарея способна отдать в нагрузку больший пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на ее выводах), а значит, и большую пиковую мощность, в то время как высокое значение сопротивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах батареи при резком увеличении тока нагрузки. Это приводит к тому, что внешне хороший аккумулятор не может полностью отдать запасенную в нем энергию в нагрузку. Типичные сроки сохранности заряда различных типов батарей и аккумуляторов (при условии полного заряда) Никель-гидридные (Ni-MH) аккумуляторы — 2 недели (саморазряд 30% в месяц). Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы — 3 недели...

Необслуживаемая аккумуляторная батарея

Необслуживаемые аккумуляторы (АКБ)

Термин «не требующий обслуживания» означает лишь, что аккумуляторы этого типа не требуют проверки электролита и периодической доливки в течение всего периода их эксплуатации, однако следует при необходимости производить их подзарядку. Общее устройство необслуживаемой аккумуляторной батареи показано на рисунке: Рис. Необслуживаемая аккумуляторная батарея: 1 – неразъемная крышка; 2 – крышка вывода; 3 – межэлементный соединитель; 4 – клемма; 5 – перегородка; 6 – перемычка пластин; 7 – корпус; 8 – нижняя установочная направляющая; 9 – положительные пластины, помещенные внутрь сепараторов; 10 – отрицательные пластины Некоторые аккумуляторы герметизированы, но снабжены выпускным клапаном, через который могут уходить лишние газы, образующиеся в нештатных ситуациях и доливка в них вообще невозможна, в других аккумуляторах отверстия с пробками сохранены, так что в случае непредвиденного газовыделения в них можно долить воду. Многие современные модели аккумуляторных батарей снабжены специальным индикатором, позволяющим быстро оценить их состояние. Принцип работы индикатора достаточно прост. В электролит опущен световод, к которому прикреплен короб с пластмассовым шариком зеленого цвета внутри. Рис. Индикатор заряженности: 1 – световод; 2 – поплавок; 3 – короб Плотность пластмассы подобрана таким образом, чтобы при повышении плотности электролита шарик всплывал вплотную к срезу световода, создавая эффект зеленого свечения. При разряде аккумулятора, когда плотность электролита снижается, он погружается, и зеленое свечение исчезает. Таким образом, шарик играет роль ареометра – указателя плотности электролита. Кроме того, шарик уйдет вниз и при критическом понижении уровня электролита в батарее. Рис. Принцип работы индикатора заряженности Если индикатор зеленый это свидетельствует о полной степени заряженности. При потемнении индикатора и приближении его цвета ближе к черному необходима зарядка аккумулятора. Если индикатор бесцветный или желтый это свидетельствует о полной разрядке аккумулятора и недопустимом снижении уровня электролита и такой аккумулятор выбраковывается. Необслуживаемые АКБ характеризуются решетками с наплавленным свинцом с низким содержанием сурьмы в целях уменьшения газогенерации и сопутствующей потери воды во время зарядки. Это позволяет продлить срок работы электролита и его проверки, которая производится каждые 25 месяцев или 40 тыс. км пробега для аккумуляторных необслуживаемых батарей (согласно стандартам DIN); аккумуляторные батареи с малым объемом технического обслуживания и ремонта проверяются каждые 15 месяцев или 25 тыс. км пробега. У полностью необслуживаемых аккумуляторных батарей (свинцово-кальциевых) уровень электролита не контролируется. За исключением двух очень небольших вентиляционных отверстий этот тип батареи полностью герметизирован. Пока электрическая система нормально работает (и = const.), разложение воды минимально, и электролит сохраняет свой уровень выше активных пластин. Этот тип свинцово-кальциевых аккумуляторов имеет дополнительное преимущество за счет ограниченного саморазряда, делая его наиболее приспособленным для сохранения энергии до нескольких месяцев. Обязательным условием эксплуатации такого аккумулятора является точное регулирование напряжения на выходе генератора на уровне 14.4 В. При повышении напряжения заряда из электролита начнут выделяться газы и это приведет к потере воды. Если необслуживаемая аккумуляторная батарея повторно заряжается с помощью неавтомобильного зарядного устройства, то напряжение заряда никогда не должно превышать 2,3…2,4 В на гальванический элемент. Одной из проблем современных аккумуляторов является испарение и утечки электролита при повреждении батареи в случае аварии. Отдельные фирмы в своих аккумуляторах устанавливают плоские прокладки, расположенные между пластинами основу которых составляет стекловолокно, впитывающие электролит, при этом все края пластин остаются сухими. Это позволяет предотвратить испарения и утечки электролита....

Схема системы пуска и электроснабжения дизеля

Система стартерного пуска

Система стартерного пуска широко применяется на колесных и гусеничных машинах. На последних в качестве резервной (а иногда и основной) используется система пуска двигателей сжатым воздухом. Резервной также является система ручного пуска некоторых карбюраторных двигателей их прокруткой вручную. Устройством, облегчающим пуск двигателя при температурах окружающего воздуха не ниже -25 °С, является электрофакельный подогреватель воздуха (ЭФП), подключаемый к системе питания топливом двигателя. Принцип его действия основан на испарении топлива в штифтовых свечах накаливания и воспламенении смеси паров топлива и воздуха. Возникающий при сгорании факел подогревает поступающий в цилиндры воздух и облегчает пуск двигателя. Устройство и принцип действия ЭФП будут рассмотрены далее. Система стартерного пуска двигателя внутреннего сгорания ТС состоит из: стартера (электродвигателя постоянного тока, как правило, последовательного возбуждения) аккумуляторной батареи цепи стартера средств облегчения пуска двигателя Для успешного пуска двигателя стартеру необходимо преодолеть его момент сопротивления, определяемый суммой моментов от сил трения, сжатия воздуха в цилиндрах, момента на привод вспомогательных механизмов двигателя при его прокрутке (работе) и др. Мощность аккумуляторной батареи должна быть достаточной для пуска двигателя с помощью стартера. При пуске коленчатому валу необходимо сообщить ту минимально возможную частоту вращения, при которой двигатель начинает работать устойчиво. Для карбюраторных двигателей эта частота вращения составляет 50… 100 мин-1, а для дизелей — 120. ..200 мин-1, причем для всех двигателей характерно возрастание минимальной пусковой частоты вращения при понижении температуры окружающего воздуха. Рассмотрим устройство стартера с электромагнитным приводом и дистанционным управлением. Его конструкция включает в себя корпус 75, якорь 16, крышки 8 и 19. Привод стартера кроме шестерни 11 содержит муфту 12 свободного хода и поводковую муфту 14. При пуске двигателя якорь 4 тягового реле, втягиваясь магнитным полем катушки 3, перемещается влево и посредством рычага 7 заставляет перемещаться муфту 14 привода (вправо) до зацепления шестерни под действием пружины 13 с венцом маховика двигателя. Подвижный контакт 2 тягового реле замыкает цепь аккумуляторная батарея—стартер. Якорь 16 стартера начинает вращаться под действием магнитного поля, приводя во вращение маховик и, следовательно, коленчатый вал двигателя. Вследствие принудительного вращения коленчатого вала и работы всех обслуживающих систем произойдет пуск двигателя. В случае если после пуска двигателя шестерня не вышла из зацепления с венцом маховика, муфта свободного хода 12 не передаст на якорь 16 воздействие от маховика, частота вращения которого значительно увеличивается. Как правило, применяются муфты свободного хода роликового типа. Они передают вращение только в одну сторону — от стартера к маховику. В состав такой муфты входит шлицевая втулка 3 привода с внутренними спиральными шлицами для размещения на валу стартера и перемещения вдоль его оси. На втулке укреплена ведущая обойма 5 с четырьмя клиновидными пазами, в которых установлены ролики 6. Ролики постоянно поджимаются пружинами 11 через плунжеры 10 в сторону узкой части пазов. Шестерня 8 выполнена как единое целое со ступицей 7. При включении стартера вращающий момент от втулки передается посредством заклиненных роликов на ступицу шестерни, раскручивающей маховик двигателя. Таким образом, в момент пуска втулка и шестерня вращаются с одинаковой частотой и являются ведущими деталями по отношению к маховику. После пуска ступица и шестерня станут ведомыми деталями (ведущей деталью будет зубчатый венец маховика), а ролики расклинятся, т.е. выйдут из узкой части пазов. Обойма 5 и...

Правила эксплуатации генераторных установок переменного тока

Правила эксплуатации генераторных установок переменного тока

Чтобы не вывести из строя выпрямитель генератора и регулятор напряжения, необходимо правильно подключать батарею: «+» — в сеть, а «—» — на «массу». При обратном подключении происходит короткое замыкание батареи через выпрямитель, и выпрямитель выходит из строй. После остановки двигателя нужно выключить зажигание на авто­мобиле, а на тракторе — «массу». Несоблюдение этого требования влечет за собой разряд аккумуляторной батареи через обмотку воз­буждения генератора. Оставленное включенным зажигание на ав­томобиле может вывести из строя аппараты системы зажигания. Нельзя выключать «массу» аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Это вызывает импульсное повышение напряжения и может привести к выходу из строя полупроводниковых приборов. В процессе эксплуатации необходимо проверять надежность под­ключения проводов к генераторной установке, контролировать и ре­гулировать натяжение приводного ремня генератора. Эти работы сле­дует производить при неработающем двигателе и отключенной акку­муляторной батарее. Нарушение соединений в цепи между корпуса­ми генератора и регулятором напряжения или соединение клемм «+> и «Ш» между собой равносильно отключению регулятора на­пряжения, при этом наблюдаются значительное повышение напря­жения в сети, увеличенный зарядный ток, выкипание электролита в батарее и перегорание ламп. Отключение плюсового провода генера­тора вызывает повышенное напряжение на выпрямителе, опасное для его диодов; в этом случае напряжение генератора к регулятору не подводится, а следовательно, и не регулируется. Повышенный зарядный ток, наблюдаемый длительно (стрелка ука­зателя напряжения на автомобилях МАЗ находится в желтой или на автомобилях ВАЗ в правой красной зонах шкалы), и быстрое вы­кипание электролита — признаки повышенного напряжения из-за неисправности регулятора или плохих контактов в выключателе зажигания. Продолжительный разрядный ток, показываемый указателем тока или напряжения (стрелка последнего находится в левой красной зоне шкалы), с прогрессирующим разрядом батареи указывает на пони­женный уровень напряжения в бортовой сети, причинами которого могут быть неисправности генератора, регулятора напряжения или пробуксовка приводного ремня. Выезд из гаража с неисправной генераторной установкой запрещается. Но если в пути следования откажет регулятор напряжения, продолжать движение можно только с соблюдением мер, предохра­няющих аккумуляторную батарею от перезаряда и глубокого разряда. Указатель тока или напряжения показывает разрядку. Это может случиться в результате срабатывания реле защиты РР362-А (Б) из-за его разрегулировки или замыкания обмотки возбуждения на «массу», понижении регулируемого напряжения до 12 В и ниже, а также при внутренних обрывах в реле-регуляторах РР362-А и РР350-А. Само­произвольное срабатывание реле защиты устраняют натяжением его пружины. Определяют указанные неисправности по броску зарядного тока при замыкании клемм «В» («ВЗ») и «Ш» реле-регулятора с ра­ботающим на средних частотах двигателем и отключенными потре­бителями, кроме батареи. Внутренний обрыв в ИРН определяют замыканием его клеммы «Ш» на «массу». При этом появляется за­рядный ток. Указатель тока длительно показывает большой зарядный ток (бо­лее 10… 15 А), указатель напряжения — повышенное напряжение (15…16 В). Причинами могут быть пробой выходного транзистора реле-регулятора, обрыв провода, соединяющего «массы» реле-регуля­тора и генератора, и высокий уровень регулируемого напряжения.

Стартер с принудительным электромеханическим включением шестерни и роликовой МСХ

Особенности конструкций электростартеров

Электрические стартеры отличаются способами возбуждения электродвигателя, крепления на двигателе, видами механизма привода, степени герметичности. По способу возбуждения различают стартеры с последовательным, смешанным возбуждением и возбуждением от постоянных магнитов. Смешанное возбуждение применяют для ограничения частоты вращения вала якоря nя в режиме холостого хода. В диапазоне рабочих токов характеристики стартеров смешанного и последовательного возбуждения отличаются незначительно. Характеристики электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов аналогичны характеристикам электродвигателей с независимым возбуждением. Возбуждение от постоянных магнитов применяется на стартерах малой мощности. Для мощных стартеров налаживают выпуск небольших магнитов с высокой энергией, например, на основе элементов неодим-железо-бор. Электростартер должен иметь надежное соединение с коленчатым валом двигателя на период пуска и автоматически отключаться от него после выхода двигателя на режим самостоятельной работы. От передаточного числа привода от стартера к маховику зависит согласование характеристик стартерного- электродвигателя с пусковыми характеристиками двигателя. Повышение передаточного числа позволяет применять более быстроходные и меньшие по габаритным размерам электродвигатели. С целью увеличения передаточного числа в стартере используют дополнительный понижающий редуктор. Шестерню привода стартера располагает между опорами под крышкой привода или консольно за пределами крышки. Стартеры с шестерней между опорами могут быть двух- и трехопорными. Двухопорными выполняются стартеры мощностью до 1,5 кВт. В трехопорных стартерах привод с шестерней расположен на валу якоря между подшипниковыми втулками крышки привода и промежуточной опоры. Консольное расположение шестерни характерно для стартеров с инерционным приводом, перемешающимся якорем, а также для стартеров с тяговыми реле, встроенными в крышку привода соосно с приводом или размещенными в крышке коллектора. Разработаны конструкции стартеров с одной опорой в крышке коллектора (стартер 29.3708 автомобиля ВАЗ-2108) при расположении второй опоры вала якоря со стороны привода в картере маховика. В этом случае отпадает необходимость в крышке привода, снижаются нагрузки на детали крепления стартера и уменьшается его масса. Рис. Стартер с принудительным электромеханическим включением шестерни и роликовой МСХ: 1 — вал якоря с винтовыми шлицами; 2 — шестерня привода; 3 — кольцо упорное; 4 — ведущая обойма МСХ; 5 — крышка со стороны привода; 6 — буферная пружина; 7 — рычаг включения привода; 8 — возвратная пружина тягового реле; 9 — удерживающая обмотка тягового реле; 10 — втягивающая обмотка тягового реле; 11 — тяговое реле; 12 — неподвижный контакт; 13 — контактный болт; 14 — подвижный контакт; 15 — крышка коллектора; 16 — щеткодержатель; 17 — щеточная пружина; 18 — коллектор; 19 — щетка; 20 — корпус стартера; 21 — полюс; 22 — якорь; 23 — полюсный винт; 24 — катушка обмотки возбуждения; 25 — обмотка якоря; 26 — роликовая МСХ. На отечественных автомобилях и тракторах применяют стартеры с принудительным электромеханическим включением шестерни, имеющие роликовые, храповые или фрикционные муфты свободного хода (МСХ) и управляемые дистанционно с помощью тяговых электромагнитных реле, устанавливаемых на крышке привода. Основными деталями и узлами электростартера являются корпус 20 с полюсами и катушками обмотки возбуждения, якорь 22 с коллектором 18 и обмоткой якоря 25, механизм привода с МСХ 26, электромагнитное тяговое реле 11, крышка привода 5, крышка коллектора 15, щеточный узел с щеткодержателями, щетками и щеточными пружинами. Изменения в конструкции корпусов электростартеров и якорей электродвигателей связаны с применением в качестве катушечной и пазовой изоляции полимерных материалов, а...

Регулировка привода стартера

Регулировка привода стартера

Привод стартера проверяют и при необходимости регулируют следующим образом: При выключенном положении стартера проверяется размер 28 мм (см. рис.) от фланца крышки до торца шестерни привода. Этот размер в случае необходимости регулируется винтом 17 рычага 10 привода стартера. После проверки и регулировки исходного положения шестерни привода стартера в выключенном положении, нажимом на рычаг 10 до упора перемещают привод в направлении включения и проверяют величину хода шестерни при включении. У правильно отрегулированного стартера зазор между торцом включенной шестерни привода и упорной втулкой должен быть равен 3 ± 0,5 мм. В случае надобности этот зазор регулируют поворотом шпильки 8 якоря реле, для чего предварительно вынимают шплинт и ось рычага 10 привода.

Кинематическая схема привода стартера-генератора

Стартеры-генераторы

На ряде гусеничных машин (ГМ-569, МТ-Т и др.) применяются стартеры-генераторы. Они работают либо в генераторном, либо в стартерном режиме (ГМ-569), а иногда только в генераторном (МТ-Т). Стартер-генератор представляет собой электрическую машину постоянного тока с параллельным соединением обмоток возбуждения в генераторном режиме и смешанным (параллельно-последовательным) возбуждением при работе в стартерном режиме. Привод якоря стартера-генератора в ГМ-569 осуществляется через специальную гидромуфту (генераторный режим) и двухскоростной планетарный редуктор. При неработающем двигателе машины производится его стартерный пуск. После стартерного пуска двигателя машины он начинает работать в генераторном режиме. Привод стартера-генератора обеспечивает передачу вращающего момента от него на коленчатый вал двигателя машины (стартерный режим) и, наоборот, от двигателя на стартер-генератор (генераторный режим). Привод состоит из планетарного редуктора 4 и зубчатой муфты 3. Рис. Кинематическая схема привода стартера-генератора: 1 — резьба вала; 2 — гидромуфта; 3 — зубчатая муфта; 4 — планетарный редуктор; 5 — стартер- генератор; А — полость При стартерном режиме под действием пружины зубчатая муфта выведена из зацепления с зубьями водила планетарного редуктора. При нажатии на кнопку включения стартера за счет давления рабочей жидкости, подаваемой в полость А от специального насоса, производится перемещение зубчатой муфты по резьбе 1 полого вала. При этом зубчатая муфта входит в зацепление с зубьями водила планетарного редуктора. В начале включения муфты 3 стартер-генератор 5 работает на первой ступени с замедленным поворотом якоря, поскольку напряжение на его входе равно 24 В. При полностью включенной муфте 3 упомянутый насос отключается с помощью специального датчика, и стартер переводится на вторую ступень работы с напряжением 48 В. После пуска двигателя машины зубчатая муфта, находящаяся в зацеплении с водилом планетарного редуктора, становится ведущим элементом по отношению к этому водилу. При этом изменяется направление действия вращающего момента (момент, как известно, передается от ведущего звена к ведомому). Поэтому муфта 3 начинает скручиваться с резьбы 1 (из-за разных частот вращения водила и полого вала) и выходит из зацепления с зубьями водила редуктора 4. Стартер-генератор начинает работать в генераторном режиме. Стартер-генератор типа СГ-10-1С, используемый на транспортере-тягаче МТ-Т, работает только в генераторном режиме и поэтому именуется генератором. Он представляет собой электрическую машину постоянного тока с шунтовым возбуждением и воздушным охлаждением. Номинальное напряжение генератора 28,5 В, а развиваемая мощность 10 кВт. Он приводится в действие также от гидромуфты цилиндрического редуктора и работает в паре с реле-регулятором напряжения Р-10ТМу, обеспечивающим напряжение бортовой сети тягача в диапазоне 26,5…28,5 В. Для управления реле-регулятором предусмотрена специальная электронная система. Разновидностью применяемых в многоцелевых гусеничных машинах генераторов является генератор ЩСВ2-25/4000 (шасси ГМ-352). Он используется в качестве источника питания постоянным током с номинальным напряжением 28,5 и 57 В. Генератор состоит из двух одинаковых электрических машин, каждая из которых представляет собой индукторный генератор. Обе машины объединены в единую конструкцию, имеют ротор, статор и подшипниковые щиты. Пакеты каждого статора набраны из электротехнической стали и запрессованы в станину, имеющую вентиляционные каналы. В пазы пакетов уложены трехфазная силовая обмотка и такая же дополнительная обмотка. Между пакетами статора расположена обмотка возбуждения, выполненная в виде кольцевой катушки. Ротор генератора ГИСВ2-25/4000, состоящий из двух пакетов листовой электротехнической стали, установлен в подшипниковых щитах с окнами для прохода воздуха. Генератор снабжен встроенным выпрямителем и работает...

Одополупериодное выпрямление

Преобразование переменного тока в постоянный

Для того чтобы генератор переменного тока был способен заряжать батарею и обеспечивать питание других компонентов транспортного средства, требуется преобразовать переменный тик (alternating current — АС) в постоянный (direct current — DC). Самый подходящий электронный компонент для этой задачи — кремниевый диод. Если переменный ток одной фазы пропустить через диод, на выходе диода появится полуволна, как показано на рисунке. В этом примере диод позволяет проходить к положительному полюсу батареи только половине полупериодов волны. Отрицательные полупериоды блокируются. Рис. Однополупериодное выпрямление На рисунке ниже показано, что мостовой выпрямитель с четырьмя диодами выпрямляет обе полуволны однофазного напряжения. Диод часто рассматривается как односторонний клапан для электрического тока. И хотя это хорошая аналогия, важно помнить, что диод хорошего качества блокирует обратный ток с напряжением приблизительно 400 В, а для того, чтобы диод начал проводить в прямом направлении, требуется небольшое напряжение — около 0,6 В. Рис. Мостовой двухполупериодный выпрямитель (одна фаза) Чтобы выпрямлять напряжение трехфазной машины, потребуется шесть диодов. Они тоже связаны в виде моста, как показало на рисунке. Мост состоит из трех «пропускающих» и трех «запирающих» диодов. Форма выходного напряжения, создаваемого этой цепью, приведена на рисунке совместно с сигналами трех фаз. Рис. Трехфазный мостовой выпрямитель В блок выпрямителя часто вводятся еще три диода, выпрямляющих положительную полуволну напряжения. Они обычно меньше главных диодов и используются только для того, чтобы питать малым током обмотку возбуждения магнитного поля в роторе. Дополнительные диоды известим как экстра-диоды, диоды магнитного поля или диоды возбуждения. На рисунке показан выпрямитель с девятью диодами. Рис. Девятидиодиый выпрямитель Вследствие значительных токов, текущих через главные диоды, им требуется радиатор для отвода тепла, чтобы предохранить их от термического повреждения. В некоторых случаях вместо одного диода ставят нескольких соединенных параллельно, чтобы они без повреждения выдерживали большие токи. Диоды в блоке выпрямителя служат для предотвращения обратного тока от батареи к генератору. Они также позволяют нескольким генераторам переменного тока работать параллельно без синхронизации, так как ток не может течь от одного генератора к другому. Когда используется статор с соединением обмоток «звезда», сумма напряжений в нейтральной точке звезды теоретически равна 0 В. Однако на практике из-за небольших погрешностей в конструкции статора и ротора и в этой точке возникает потенциал. Этот потенциал (напряжение) известен как третья гармоника и показан на рисунке. Его частота — утроенная основная частота фазной обмотки. Подключив к центру звезды два дополнительных диода, один в прямом и один в обратном включении, можно извлечь дополнительную мощность. Прирост мощности достигает 15%. Рис. Третья гармоника На последнем рисунке показана полная схема электрогенератора при использовании главного выпрямителя с восемью диодами и тремя диодами возбуждения поля. На схеме показан также регулятор напряжения. Индикаторная лампочка, помимо основной функции предупреждения о неисправности генератора, служит для подачи начального тока возбуждения в обмотку ротора. Генератор не всегда может самовозбуждаться, поскольку остаточный магнетизм обычно недостаточен для создания такого напряжения, которое преодолеет прямое смешение диодов выпрямителя (0,6 или 0,7 В). Типичная мощность лампочки индикатора — 2 Вт. Многие изготовители также подключают параллельно лампочке резистор, чтобы усилить возбуждение генератора и гарантировать его работу, если лампочка сгорит. Лампочка, предупреждающая об отсутствии заряда, погаснет, когда в обмотку ротора пойдет ток от диодов возбуждения, поскольку...

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶