Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Классному руководителю / Другие методич. материалы / Статья: «ЭЛЕКТРОСТАРТЕРЫ: ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Классному руководителю

Статья: «ЭЛЕКТРОСТАРТЕРЫ: ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ»

библиотека
материалов

ЭЛЕКТРОСТАРТЕРЫ: ПУСКОВЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ


Возможность осуществления надежного пуска двигателя зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов, к которым относят степень сжатия, рабочий объем, число и схему расположения цилиндров, тепловое со­стояние деталей двигателя, регулировочные параметры системы зажигания (для бензиновых двигателей) и топливной аппаратуры, низкотемпературные свойства топлива, вязкостно-температурные характеристики моторного масла, мощность и энергоемкость системы пуска, наличие и эффективность вспомога­тельных пусковых устройств и т.д.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания начинают работать устойчиво при относительно высокой частоте вращения коленчатого вала. Пусковое устройство должно вращать коленчатый вал с частотой, достаточной для начала и развития процессов образования, воспламенения и сгорания топливовоздушной смеси и способствовать выходу двигателя на устойчивый режим самостоятельной работы. Характер протекания пусковых процессов и требования к пусковой частоте вра­щения коленчатого вала различны для бензиновых двигателей и дизелей.

Пусковая частота вращения коленчатого вала бензинового двигателя должна быть достаточной для подготовки топливовоздушной смеси, способной воспла­мениться от электрической искры. При пуске холодного бензинового двигателя из-за низкой температуры топлива, стенок впускного трубопровода, и малой скорости перемещения в нем воздушного потока в смесеобразовании участвуют только легкоиспаряющиеся фракции бензина, поэтому пусковые качества бен­зина оценивают по температуре выкипания 10% фракций. Для подготовки сме­си, находящейся в пределах воспламеняемости, при пуске увеличивают подачу топлива за счет оптимальной для пуска регулировки топливной аппаратуры.

С уменьшением пусковой частоты вращения коленчатого вала становится более продолжительным процесс сжатия, увеличивается теплопередача в холодные стенки цилиндра и пропуск газов через неплотности в поршневых кольцах и кла­панах. Давление и температура в конце сжатия уменьшаются, что ухудшает усло­вия воспламенения смеси и распространения пламени. Уменьшение массы смеси из-за отсутствия дозарядки цилиндров за счет инерции воздушного потока при за­паздывании закрытия впускного клапана снижает количество выделяемой при сгорании теплоты и индикаторную мощность, развиваемую двигателем при пуске.

Ухудшение условий смесеобразования при пуске приводит к необходимости увеличения энергии электрической искры. Для пусковых режимов подбирается наивыгоднейший угол опережения зажигания.

В дизелях топливовоздушная смесь образуется непосредственно в цилиндpax после подачи топлива форсункой. Воспламенение смеси происходит под действием высокой температуры в камере сгорания. Вследствие малой продол­жительности процесса смесеобразования и отсутствия принудительного зажи­гания топливовоздушной смеси пуск дизелей осуществить сложнее.

Пуск дизелей улучшается с увеличением метанового числа топлива, по кото­рому оценивают его способность к воспламенению. При низких температурах большую роль играет испаряемость дизельного топлива. Пусковые свойства ди­зельного топлива оценивают по температуре выкипания 50% фракций или по количеству фракций, выкипающих до температуры 300°С.

Температура в цилиндре в момент подачи топлива должна превышать темпе­ратуру самовоспламенения топлива, чтобы период задержки воспламенения был меньше времени, отводимого при пуске на образование смеси и развитие предпламенных реакций. При пусковых частотах в режиме электростартерного пуска с большой неравномерностью вращения коленчатого вала резко увеличи­вается продолжительность процессов сжатия, что вызывает соответствующий рост утечек тепла и рабочего заряда и снижение температуры и давления в ци­линдрах в конце такта сжатия.

Достаточные для воспламенения топливовоздушной смеси давление и тем­пература в цилиндрах дизелей дости­гаются благодаря большей, чем у бен­зиновых двигателей, степени сжатия и увеличенной частоте вращения колен­чатого вала пусковым устройством.

Надежность пуска дизеля повыша­ется за счет надлежащего подбора диаметра и числа сопловых отверстий распылителя форсунки, правильной ориентации распылителя в камере сгорания, увеличения давления впры­скивания и количества подаваемого топлива, а также подбора наивыгод­нейшего для пуска угла опережения подачи топлива.

При пуске двигателя пусковое уст­ройство преодолевает сопротивление вращению коленчатого вала. Момент сопротивления склады­вается в основном из момента сил трения в кинематических парах дви­гателя и момента газовых сил, обу­словленного разностью работ сжатия и расширения в цилиндрах двигателя. Момент сопротивления зависит от температуры, средней частоты и неравномерности вращения коленча­того вала, числа, схемы расположе­ния и рабочего объема цилиндров, а также от размеров трущихся поверхно­стей двигателя.

Пусковые качества автомобильных двигателей оценивают по минимальной пусковой частоте вращения коленчатого вала и среднему давлению трения. Минимальная пусковая частота вращения – это наименьшая частота враще­ния коленчатого вала, при которой пуск двигателя в заданных условиях проис­ходит за две попытки пуска продолжительностью по 10 с для бензиновых дви­гателей и по 15 с для дизелей с перерывами между попытками в 1 мин.

Минимальные пусковые частоты определяются по зависимости времени пус­ка и от средней частоты вращения коленчатого вала. Требуемые пу­сковые частоты для автомобильных бензиновых двигателей - 40-85 мин-1, а для дизелей - 50-200 мин-1. Минимальные пусковые частоты увеличиваются с понижением температуры, увеличением вязкости масла и заметно снижаются при увеличении числа цилиндров двигателя и использовании устройств для об­легчения пуска.

По минимальной пусковой частоте вращения и соответствующему ей мо­менту сопротивлении Мс определяют требуемую пусковую мощность.

Предельная температура надежного пуска - наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой осуществляется надежный пуск холодного двигателя. Под надежным пуском понимается пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе, при использовании штатных аккумуляторных батарей, имеющих 75%-ю степень заряженности, не более чем за три попытки пуска холодного двигателя и не более чем за две попытки пус­ка горячего двигателя или после предпускового его подогрева.

Холодный двигатель - двигатель, температура деталей, охлаждающей жид­кости, масла и топлива которого отличаются от температуры окружающего воздуха не более чем на 1°С. Горячий двигатель - двигатель, остановленный после работы, при температуре окружающего воздуха до +45"С и температуре деталей двигателя, охлаждающей жидкости и масла не ниже рабочей.

Время подготовки двигателя к принятию нагрузки - это затраты времени на приведение в действие и работу устройства для облегчения пуска холодного двигателя или системы предпускового подогрева, на пуск двигателя и его рабо­ту в режиме холостого хода до достижения состояния, обеспечивающего приня­тие нагрузки. При использовании предпускового подогреватвля время подогре­ва электролита аккумуляторной батареи до температуры не ниже -35°С не учи­тывается.


СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА

Тип системы пуска определяет используемая энергия и конструкция основно­го пускового устройства (стартера). Для пуска автомобильных двигателей ис­пользуют системы электростартерного пуска. Они надежны в работе, обеспечи­вают дистанционное управление и возможность автоматизации процесса пуска двигателей с помощью электротехнических устройств.

Структуры схем систем электростартерного пуска отличаются между собой незначительно. В системах управления электростартером предусмот­рены электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле и реле блокиров­ки, обеспечивающие дистанционное включение, автоматическое отключение стартера от аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращение включения стартера при работающем двигателе.

Источником энергии в системах электростартерного пуска является стартерная свинцовая аккумуляторная батарея - химический источник тока, поэтому в электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Характери­стики стартерного электропривода с электродвигателями постоянного тока по­следовательного или смешанного возбуждения хорошо согласуются со сложным характером нагрузки, создаваемой поршневым двигателем при пуске.

Стартерный электродвигатель получает питание от аккумуляторной батареи через замкнутые контакты 2 тягового электромагнитного реле. При за­мыкании контактов выключателя S приборов и стартера, дополнительного ре­ле или реле блокировки втягивающая 3 и удерживающая 4 обмотки тягового ре­ле подключаются к аккумуляторной батарее GB. Якорь 5 тягового реле притя­гивается к сердечнику электромагнита и с помощью штока 6 и рычага 7 меха­низма привода вводит шестерню 10 в зацепление с зубчатым венцом 11 махо­вика двигателя.

В конце хода якоря 5 контактная пластина 2 замыкает силовые кон­тактные болты 1, и стартерный элект­родвигатель 12, получая питание от аккумуляторной батареи, приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

После пуска двигателя муфта сво­бодного хода 9 предотвращает пере­дачу вращающего момента от махови­ка к валу якоря электродвигателя. Шестерня привода не выходит из за­цепления с венцом маховика до тех пор, пока замкнуты контактные болты 1. При размыкании выключателя S втягивающая и удерживающая обмот­ки тягового реле подсоединяются к аккумуляторной батарее последова­тельно через силовые контактные болты 1. Так как число витков у обеих обмоток одинаково и по ним при последовательном соединении проходит один и тот же ток, обмотки при разомкнутом выключателе S создают два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается, возвратная пружина перемещает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню 10 из зацепления с зубчатым венцом маховика. При этом размыкаются и силовые контактные болты 1.

Недостатком систем электростартерного пуска с дистанционным управлени­ем является большое количество элементов и необходимость применения сложных конструкций стартеров. Однако их использование позволяет умень­шить длину силовых электроцепей стартерного электродвигателя и тягового реле, уменьшить продолжительность пуска, расход энергии на пуск и тем самым увеличить срок службы аккумуляторной батареи и стартера.

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРОВ И ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОСТАРТЕРАМ

Электростартер получает питание от аккумуляторной батареи - автономного источника электроэнергии ограниченной мощности. Вследствие внутреннего па­дения напряжения в батарее напряжение на выводах электростартера не оста­ется постоянным, а уменьшается с увеличением нагрузки и силы потребляемо­го тока.

Сила тока электростартеров может составлять несколько сот и даже тысяч ампер. При такой силе тока на характеристики стартерного электродвигателя большое влияние оказывает падение напряжения в стартерной сети, т.е. в стар- терном проводе и «массе».

Характеристики стартерных электродвигателей зависят от емкости и техни­ческого состояния аккумуляторной батареи. «Семейству» вольтамперных ха­рактеристик батареи соответствует «семейство» рабочих и меха­нических характеристик стартерного электродвигателя.

Для стартерного электропривода двигателя характерна значительная нерав­номерность нагрузки, обусловленная резким изменением момента сопротивле­ния от сил давления газов в цилиндрах и сложной кинематикой кривошипно-шатунного механизма. При переменной нагруэкв снижается мощность и КПД си­стемы пуска, что необходимо учитывать при выборе мощности стартерного электродвигателя и емкости аккумуляторной батареи.

Режим работы электростартеров - кратковременный с длительностью включе­ния до 10 с при температуре 20"С. При отрицательных температурах допускается длительность работы до 15 с для стартеров бензиновых двигателей и до 20 с для стартеров дизелей.

Длительное время по отношению к периоду прокручивания коленчатого вала двигателя стартер может работать в режимах полного торможения и холостого хода. Якорь стартера должен без повреждений в течение 20с выдерживать на­грузки, возникающие при частоте вращения коленчатого вала, на 20% превы­шающей частоту его вращения в режиме холостого хода.

Якорь стартера должен иметь надежный привод к коленчатому валу при пу­ске двигателя и автоматически отключаться от него после осуществления пус­ка. Конструкция стартера и зубчатая передача должны обеспечивать надежный ввод шестерни в зацепление и передачу коленчатому валу двигателя вращаю­щего момента. Шестерня привода стартера не должна самопроизвольно входить в зацепление с венцом маховика. Муфта свободного хода привода должна за­щищать якорь от механических повреждений.

Тяговое реле стартера должно обеспечивать ввод шестерни в зацепление и включение стартера при снижении напряжения до 9 В для UH=12 В и до 18 В для UH=24 В при температуре окружающей среды (20±5)°С. Контакты тягового реле должны оставаться замкнутыми при снижении напряжения на выводах старте­ра до 5,4 и 10,8 В при номинальных напряжениях соответственно 12 и 24 В.

Автомобильные электростартеры имеют степень защиты не ниже IRX4 (по ГОСТ 14254-80), кроме полости механизма привода.

Пусковой цикл (попытка пуска) на двигателе (на стенде) не должен превы­шать 15 с при температуре окружающей среды (20±5)°С. Допускается не более трех пусковых циклов подряд с перерывам между ними не менее 30 с. После ох­лаждения стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пусковой цикл.

Не допускается нагружать стартер более чем на номинальную мощность По­вышение температуры стартера во время пусковых циклов не должно приво­дить к изменениям, отрицательно влияющим на его работоспособность.

Рациональному использованию аккумуляторной батареи, имеющей в системе пуска относительно большую массу и в наибольшей степени подверженной влиянию эксплуатационных факторов, способствуют правильное согласование характеристик элементов системы пуска и обоснованный выбор ее схемы и па­раметров, при которых расходуется минимальное количество энергии источни­ка тока.

Для уменьшения длины стартерных проводов, габаритных размеров и массы стартера и батареи, а также для удобства их установки и технического обслу­живания важно предусмотреть рациональное размещение элементов системы пуска двигателя на автомобиле.

Параметром, определяющим рациональное согласование мощностной харак­теристики пускового устройства с пусковыми характеристиками двигателя, яв­ляется передаточное число привода. При изменении передаточного числа при­вода меняется наклон механической характеристики стартерного электродви­гателя, приведенной к коленчатому валу двигателя. С повышением передаточ­ного числа приведенный вращающий момент увеличивается, а приведенная ча­стота вращения вала уменьшается. Максимальное значение мощности электро­стартера смещается в сторону меньшей частоты вращения коленчатого вала. Для каждого типа двигателя и заданных условий пуска существуют наивыгод­нейшие передаточные числа, при которых наилучшим образом используются мощностные характеристики стартерного электродвигателя.

Автомобильные электростартеры должны обеспечивать номинальные пара­метры при нормальных климатических условиях: температура окружающего воздуха (25±10)°С; относительная влажность (45-80)%; атмосферное давление (84-106) кПа.



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

Представленный материал по теме: «Электростартеры: пусковые качества автомобильных двигателей» предназначен для преподавателей и мастеров производственного обучения профессиональных образовательных организаций автотранспортного направления (по дисциплинам «Устройство автомобиля», «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», «Электрооборудование автомобилей»).Материал предоставляет информацию по пусковым качествам автомобильных двигателей, системам электростартерного пуска, особенности работы электростартеров и требования к электростартерам.
Автор
Дата добавления 03.04.2014
Раздел Классному руководителю
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров786
Номер материала 56927040343
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы
Баяндама
03.04.2014
Просмотров: 670
Комментариев: 0

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх