Строительные машины и оборудование, справочник






Характеристики и схемы системы пуска


Категория:
   Электрооборудование автомобилей


Характеристики и схемы системы пуска

Характеристиками системы пуска являются по существу характеристики электродвигателя стартера. Они представляют собой зависимости мощности, частоты вращения якоря и крутящего момента стартера от величины тока, потребляемого стартером. Однако эти характеристики зависят не только от собственно характеристик электродвигателя, определяющихся особенностью конструкции. На них сильное влияние оказывает аккумуляторная батарея, являющаяся важнейшим элементом электропусковой системы. Так как аккумуляторная батарея является источником ограниченной мощности, то напряжение на ее выводах не является постоянной величиной, а падает с увеличением нагрузки.

Величину механических потерь с некоторым приближением можно считать постоянной. Тогда становится ясно, что величина крутящего момента определяется конструктивными параметрами, влияющими на коэффициент См, и значениями магнитного потока возбуждения и тока якоря электродвигателя.

Теперь, используя зависимости для частоты вращения якоря и момента стартера, построим графическое изображение этих характеристик в функции тока стартера.



Рис. 1. Характеристики стартеров в функции тока стартера

Рис. 2. Влияние характеристик аккумуляторной батареи на характеристики стартера

Рассуждения, которые использовались при анализе характеристик системы пуска, и приведенные формулы позволяют также проследить влияние на них характеристик аккумуляторной батареи. Уменьшение напряжения батареи, что происходит при понижении температуры электролита или в результате сильной разряженности, влечет за собой ухудшение характеристик системы пуска.

В процессе эксплуатации резкое ухудшение характеристик стартера, вплоть до отказа при пуске, могут вызвать ослабленные или окислившиеся контакты в местах соединения проводов с выводами стартера или батареи, так как сопротивление таких контактов резко возрастает.

Как видно из характеристик, наиболее характерными режимами работы стартера являются следующие:
— режим максимальной мощности Ятах при токе стартера приблизительно равным 0,5/т;
— режим полного торможения при токе /т, частоте вращения п = 0 и максимальном крутящем моменте Мтах;
— режим холостого хода при токе холостого хода /х и максимальной частоте вращения птах.

Параметры этих режимов являются контрольными и задаются в технических условиях на стартеры.

Рис. 3. Схемы включения стартеров: а — СТIЗОАЗ; б — СТ230

В эксплуатации контроль технического состояния стартеров производят по параметрам режимов полного торможения и холостого хода.

На схемах электропусковых систем приняты следующие обозначения выводов стартеров: « + »— вывод для подключения к аккумуляторной батарее; КЗ или «17»—вывод, закорачивающий добавочный резистор первичной цепи системы зажигания; «50»— вывод обмоток реле стартера.

Втягивающие обмотки стартеров потребляют ток, достигающий 30 А. Поэтому в целях защиты контактов выключателей зажигания для управления стартерами часто используется дополнительное реле. Его выводы маркируются следующим образом: К—выводы обмотки; Б — вывод контакта для подключения к аккумуляторной батарее; С, C1, С2 — выводы контактов для управления цепями.

В зависимости от типа двигателя — дизель или карбюраторный — схемы систем пуска имеют свои особенности.

Для пуска карбюраторных двигателей применяются в основном две схемы, отличия которых обусловлены конструкцией стартера.

Стартеры типа CT130A3 с реле, у которых имеется контакт КЗ или «17», управляются дополнительными реле с одним выводом С.

Стартеры типа СТ230, у которых отсутствует контакт, закорачивающий добавочный резистор первичной цепи системы зажигания, управляются от дополнительного реле с двумя контактами С1 и С2.

Принцип построения обеих схем одинаков. Вывод Б дополнительного реле подключается к цепи аккумуляторной батареи до амперметра. Это связано с тем, что ток, потребляемый реле стартера, превышает максимальное значение шкалы амперметра. Один вывод К дополнительного реле соединен с корпусом автомобиля, другой подключается к выключателю зажигания и через его контакты и амперметр соединен с положительным выводом аккумуляторной батареи.

Управление стартером в обеих схемах осуществляется следующим образом. При замыкании контактов выключателя зажигания по обмотке дополнительного реле пойдет ток и замкнутся его контакты. При замыкании контактов по цепи стартера пойдет ток по двум параллельным ветвям: в одной включена удерживающая обмотка реле стартера; в другой последовательно включены втягивающая обмотка, обмотка возбуждения и обмотка якоря. Проходящий по обмоткам реле стартера ток намагничивает сердечник, якорь реле стартера втягивается и перемещает контактный диск, который замыкает цепь электродвигателя стартера и шунтирует втягивающую обмотку. Реле стартера остается включенным только под действием удерживающей обмотки.

Одновременно или чуть раньше через вывод «17» стартера (см. рис. 8.12, а) или через вывод С2 дополнительного реле закорачивается добавочный резистор катушки зажигания.

При размыкании контактов замка-выключателя разрывается цепь обмотки дополнительного реле, его контакты размыкаются и ток в удерживающей обмотке исчезает. Под действием пружин контактный диск разомкнет цепь электродвигателя стартера, и он остановится.

Применяются также схемы и без дополнительного реле. В этом случае управление системой пуска осуществляется непосредственно выключателем зажигания.

В современных системах пуска дизелей устанавливается устройство для автоматического отключения и блокировки стартера. Назначение этого устройства — уменьшить продолжительность включения стартера при пуске и обеспечить невозможность случайного включения стартера при работающем двигателе. В результате увеличивается срок службы стартера, а также исключаются повреждения зубьев шестерни в случае включения стартера при работающем двигателе и ликвидируются отрицательные последствия поломок выключателя S.

Работает система пуска дизелей следующим образом.

При пуске контакты выключателя S1 (на автомобилях с дизелем его называют выключателем приборов и стартера) сначала проходят через положение 1. В этом положении на его выводе КЗ появляется положительный потенциал, который через вывод 2 поступает в схему устройства блокировки. При подаче питания на вывод через резистор R12 начнется заряд конденсатора С8, а через резистор R13 — заряд конденсатора С7. Так как величина сопротивления резистора R13 (8,2 кОм) значительно больше сопротивления резистора R12 (1,5 кОм), конденсатор С8 будет заряжаться быстрее конденсатора С7. Поэтому положительный потенциал на базе транзистора VT3 появится раньше, чем на базе транзистора VT2, и транзистор VT3 откроется. Коллектор открытого транзистора VT3 оказывается соединенным с корпусом и его потенциал равен нулю. Так как коллектор транзистора VT3 через диод VD8 и резистор R11 соединен с базой транзистора VT2, то ее потенциал также равен нулю и транзистор VT2 закрыт. Описанная схема включения транзисторов VT2 и VT3 (схема триггера) работает так, что если один из транзисторов открыт, то другой обязательно закрыт. В исходном положении при переходе контактов выключателя S1 через положение I транзистор VT2 окажется закрытым, а транзистор VT3 открытым.

При установке контактов выключателя S1 в положение 2, при котором должен включиться стартер, напряжение питания через вывод СТ подается на обмотку дополнительного реле стартера. Через обмотку дополнительного реле пойдет ток по цепи: вывод «» аккумуляторной батареи — вывод «-(» стартера — амперметр — контакты выключателя St — вывод СТ выключателя S1 — обмотка дополнительного реле — вывод устройства блокировки — диод VD10 — цепь коллектор-эммитер транзистора VT3 — вывод устройства блокировки — корпус автомобиля—вывод «—» аккумуляторной батареи. В результате контакты реле замкнутся, включится стартер, который начнет вращать двигатель.

Рис. 4. Схема системы пуска дизелей

При вращении двигателя в фазах статора генератора будет индуктироваться синусоидальная э.д.с. С одной из фаз статора синусоидальное напряжение Uф (рис. 8.14) подается на вывод реле блокировки. Через резистор R1 напряжение поступает на диод VD1, который пропускает только положительные полуволны. Положительные импульсы (полуволны) Uд через резистор R3 поступают на базу транзистора VTl. В моменты появления положительных импульсов Uд транзистор VT1 будет открыт, а в периоды отсутствия импульсов он закрыт. В открытом состоянии по цепи кол-лектор-эмиттер транзистора VT1 через резистор R5 будет протекать ток. Коллектор транзистора VT1 окажется соединенным с корпусом автомобиля и его потенциал будет равен нулю. При закрытом транзисторе VT1 ток будет протекать через резистор R5 и стабилитроны VD2 и VD3 и потенциал его коллектора будет равен напряжению стабилизации стабилитронов VD2 и VD3. Таким образом, на коллекторе транзистора VT формируются прямоугольные импульсы напряжения UK, частота которых равна частоте э. д. с на обмотке статора генератора.

При появлении импульсов (Ук через резисторы R6 и R7 будет заряжаться конденсатор С4 и далее через диод VD6 — конденсатор С5. Напряжение UK, от которого зарядятся конденсаторы С4 и С5 за один импульс напряжения, будет обратно пропорционально их емкости. Так как емкость конденсатора С5 больше емкости конденсатора С4, напряжение на конденсаторе С5 будет меньше. В период отсутствия импульсов UK конденсатор С4 успевает полностью разрядиться через диод VD4, открытый транзистор VT1 и диод VD5. Конденсатор С5 за это время разрядится частично через резисторы R8 и R9. При появлении второго импульса Uк ток заряда опять будет протекать через конденсаторы С4 и С5, но напряжение на конденсаторе С5 в конце импульса будет больше, чем в конце первого импульса. Противоположное будет происходить с напряжением на конденсаторе С4. Процесс увеличения напряжения на конденсаторе С5 будет протекать До момента достижения им определенного значения, а затем остановится. Причем установившееся значение напряжения на конденсаторе С5 будет зависеть от частоты импульсов напряжения Uк. Чем больше частота импульсов UK, зависящая от частоты напряжения, вырабатываемого одной фазой обмотки статора генератора, тем больше будет установившееся значение напряжения на конденсаторе С5.

Рис. 5. Диаграммы напряжений в электронном устройстве блокировки стартера

Как только произойдет пуск двигателя, частота вращения коленчатого вала резко возрастет. Вместе с ней резко возрастет частота напряжения, вырабатываемого фазой генератора. В результате конденсатор С5 с небольшим запаздыванием зарядится до напряжения, равного напряжению стабилизации стабилитрона VD7. Произойдет его рабочий пробой, и база транзистора VT2 получит большое положительное смещение относительно эмиттера. Транзистор VT2 откроется и через его коллектор, соединенный с корпусом автомобиля, конденсатор С8 быстро разрядится. В результате потенциал коллектора транзистора VT2 и потенциал соединенной с ним базы транзистора VT3 станут равны нулю. Транзистор VT3 закроется, прервет цепь питания обмотки дополнительного реле, и стартер отключится.

При отключении обмотки дополнительного реле в ней индуктируется э. д. с. самоиндукции большой величины. Для предохранения транзистора VT3 от пробоя в схеме установлен диод VD9, по которому будет протекать ток самоиндукции.

Устройство блокировки исключает включение стартера при работающем двигателе, так как импульсы с фазы генератора будут обеспечивать состояние триггера, когда транзистор VT2 открыт, а транзистор VT3 закрыт.

В случае если водитель по какой-то причине возвратит включатель S1 в положение до пуска двигателя, включив, таким образом, стартер, а затем снова зафиксирует положение II выключателя S1, стартер не включится по следующей причине. При возврате выключателя S1 в положение II разомкнётся цепь питания обмотки вспомогательного реле и под действием возникшей в ней э. д. с. самоиндукции ток пойдет по цепи: обмотка дополнительного реле — диод VD10 — переход коллектор-эмиттер транзистора VT3 — диоды VD12 и VD11. В результате в точке между диодом VD10 и конденсатором С7 появится положительный потенциал. Так как с этой точкой через диод VD8 и резистор R11 соединена база транзистора VT2, на ней также появится положительный потенциал, и транзистор VT2 откроется. База транзистора VT3 при этом соединится с корпусом автомобиля, и он закроется. Для того чтобы вывести триггер из этого состояния и повторить попытку пуска, необходимо вернуть выключатель S1 в положение 0 и затем повторить попытку пуска. Такая особенность схемы устройства блокировки предотвращает повторное быстрое включение стартера при продолжающем вращаться после первой попытки коленчатом вале двигателя и, таким образом, исключаются возможные в этом случае поломки зубьев шестерни привода и маховика.

Схема устройства блокировки содержит ряд дополнительных элементов. В цепь заряда конденсаторов С4 и С5 включен терморезистор R7. С понижением температуры (при пуске холодного двигателя) его сопротивление растет и уменьшается напряжение заряда конденсатора С5 за один импульс напряжения Uк. Таким образом обеспечивается по заданному закону увеличение продолжительности пуска с понижением температуры двигателя. Конденсаторы CI, С2, СЗ, С6, С7, С8 и резисторы R1, R2, R3, R12, R13 являются элементами фильтров, исключающих влияние различного вида помех на работу схемы. Резистор R3 ограничивает также ток базы транзистора VT1 (такая же функция у резистора R11), а резисторы R12 и R13 ограничивают коллекторно-эмиттерные токи транзисторов VT2 и VT3. Резисторы R4 и R10 обеспечивают устойчивую работу транзисторов VT1 и VT2 по цепям управления. Диоды VD4 и VD5 формируют цепи разряда конденсатора С4. Диод VD6 обеспечивает разряд конденсатора С5 только через резисторы R8 и R9. Диоды VD8, VD10, VD11, VD12 обеспечивают протекание тока в цепях, в которых они установлены, только в одном направлении.

Кроме основного выключателя S1, в системах пуска дизелей непосредственно на двигателе часто устанавливают дублирующий выключатель S2. Он используется для пробных пусков двигателя при откинутой кабине, когда производятся ремонтные работы.

Для пуска дизелей используются еще схемы без дополнительных реле. В этом случае включение стартера осуществляется кнопочным или рычажным выключателем, рассчитанным на большие токи.

Читать далее:

Категория: - Электрооборудование автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины