Пневматические стартеры. Достоинства и недостатки

В ряде случаев на мощных автомобилях грузоподъемностью 20 т и выше применяют пневматические стартеры. К преимуществам пневматического стартера для таких автомобилей относят:

• отсутствие или значительное уменьшение массы аккумуляторной батареи и вследствие этого меньшая масса пусковой системы по сравнению с электростартерно
• сохранение мощности пневматического стартера при понижении температуры до -20 С, в то время как мощность электростартерной системы пуска снижается на 30-40 %
• зарядка баллона сжатого воздуха за несколько минут при наличии соответствующей зарядной установки
• срок службы баллона сжатого воздуха больше, чем аккумуляторной батареи

Наибольшее применение получили пневматические стартеры лопаточного типа, которые по присоединительным размерам взаимозаменяемы с электрическими стартерами.

Одной из ведущих фирм, специализирующихся на пневматических стартерах, является американская фирма Ингерсолл-Ранд. Фирма выпускает несколько моделей пневматических стартеров, предназначенных для двигателей с различными рабочими объемами.

Основными узлами и деталями стартера являются стальной ротор с лопастями, редуктор и приводной вал с шестерней. Принцип действия пневматического стартера заключается в том, что через входное отверстие, находящееся на задней крышке, сжатый воздух поступает в полость корпуса и, воздействуя на лопатки ротора, начинает вращать его. При вращении ротора лопасти под действием центробежных сил прижимаются к внутренней цилиндрической части корпуса, зазоры между лопастями и корпусом уменьшаются, почти исключая непроизводительные потери воздуха. Стартер прокручивает коленчатый вал двигателя. Отработавший воздух выходит через нижнее (или боковое) отверстие наружу, пройдя через глушитель. Привод стартера обеспечивает при медленном повороте шестерни приводного вала ее плавный вход в зацепление с венцом маховика двигателя. Это предотвращает поломку, так как шестерни и венца маховика передача вращающего момента маховику двигателя начинается только после полного входа шестерни в зацепление с венцом маховика двигателя.

Конструкция стартера выполнена удобной в отношении монтажа на двигателе. Задняя крышка с входным отверстием для воздуха устанавливается в четырех угловых положениях относительно корпуса стартера. Корпус редуктора имеет несколько вариантов установки под углом относительно корпуса стартера, а корпус привода относительно корпуса редуктора. С учетом возможного поворота всего стартера относительно картера маховика осуществляется несколько десятков монтажных состояний стартера. Стартер соединен с баллоном сжатого воздуха, для зарядки которого используется система питания, включающая осушитель воздуха.

Пневматический стартер работает при давлении воздуха в определенных пределах. Например, стартер мод. 150МР массой от 18 до 23 кг развивает мощность от 12,5 до 25 кВт при давлении от 0,62 до 1,035 МПа, вращающий момент соответственно изменяется от 80 до 225 Н*м, номинальная частота вращения коленчатого вала лежит в пределах 1500-3150 мин-1.

Объем баллона со сжатым воздухом для разных моделей стартеров рекомендуется от 130 до 378 л. Крепление стартера фланцевое, а при диаметре корпуса стартера 150 и 178 мм — на постели.

Достоинства пневматических стартеров, выпускаемых фирмой Ингерсолл-Ранд

• при небольшой массе они могут использоваться для ДВС с большим в некоторых случаях может применяться один вместо двух стартеров
• при отрицательной температуре пуск может обеспечиваться за одну попытку
• модульная конструкция пневматического стартера позволяет изготавливать стартеры с различными шестернями, различными видами крепления и различными характеристиками
• возможно применение автоматической смазочной системы

В настоящее время на некоторых автомобилях-самосвалах БелАЗ грузоподъемностью 80-120 т применяется пневматический стартер мощностью в номинальном режиме до 60 кВт при л, равной 3 тыс. мин-1, с максимальным рабочим давлением 0,9-1,5 МПа и удельным расходом воздуха 0,01-0,014 м /(с*кВт). Ресурс стартера установлен не менее 10 тыс. циклов работы под нагрузкой и при двукратной замене пластин ротора. Запас воздуха находится в двух баллонах объемом по 250 л каждый. Пуск дизелей разрешается при температуре не ниже 5 С, в противном случае предусмотрен предпусковой подогрев.

Преимущество пневматического стартера по сравнению с пневматической системой непосредственного пуска с подачей воздуха в его цилиндры заключается в меньшем (в 10-15 раз) рабочем давлении воздуха. Зарядка сжатым воздухом производится от пневмосистемы без снятия баллона с автомобиля, в то время как при пневматической системе непосредственного пуска необходимо менять баллон со сжатым воздухом.

Недостатки пневматического стартера

• ограниченное количество пусков, которое возможно при одной зарядке баллона
• периодическая зарядка использованного баллона производится при наличии развитой сети воздухозарядных станций
• ограниченность заряда баллона от пневмосистемы торможения и трудности обеспечения герметичности

Общий объем системы пуска пневматического стартера больше общего объема электростартерной системы пуска. Тем не менее система пуска с пневматическим стартером на автомобилях-самосвалах БелАЗ показывает при эксплуатации большую надежность.