Урок № 1.3.10. Тема: «Конструктивные особенности стартеров»

ТО и ремонт автомобильного транспорта

Тема 1.3 «Устройство и основы теории электрооборудования»

Урок № 1.3.10. Тема: «Конструктивные особенности стартеров»

 

Стартеры изучаемых легковых автомобилей представляют собой четырехполюспые четырехщеточные электродвигатели постоянного тока, основное конструктивное отличие которых заключается в отсутствии либо в наличии редуктора, представляющего собой планетарный механизм.

Планетарный редуктор в несколько раз усиливает проходящее напряжение, увеличивая тем самым крутящий момент. Стартер с редуктором обладает следующими преимуществами:

- более эффективен, обладает высоким КПД;

- потребляет гораздо меньший ток при холодном пуске двигателя;

- имеет более компактные габаритные размеры;

- сохраняет высокую эффективность и хорошие эксплуатационные характеристики при падении силы пускового тока аккумулятора.

Редукторный стартер автомобилей семейства ВАЗ «Самара» 5712.3708 (рис. 1) состоит из корпуса и стягиваемых двумя шпильками крышек 13 и 32, внутри которых размещены якорь 29, щеткодержатель 3 со щетками 2 и привод.

Рис. 1. Стартер 5712.3708: 1 – вал якоря; 2 – «плюсовая» щетка; 3 – щеткодержатель; 4 – скоба (фиксатор); 5 – контактные болты; 6 – тяговое реле; 7 – контактная пластина; 8 – сердечник тягового реле; 9 – шток тягового реле; 10 – удерживающая обмотка реле; 11 – втягивающая обмотка реле; 12 – якорь тягового реле; 13 – крышка со стороны привода; 14 – рычаг привода; 15 – кронштейн рычага; 16 – прокладка; 17 – ось планетарной шестерни; 18 – опора вала привода с вкладышем; 19 – обгонная муфта; 20 – шестерня привода; 21 – ограничительное кольцо хода шестерни; 22 – вал привода; 23 – поводковое кольцо; 24 – шестерня с внутренними зубьями; 25 – водило; 26 – центральная (ведущая) шестерня; 27 – сателлит; 28 – опора вала якоря с вкладышем; 29 – сердечник якоря; 30 – полюс статора (постоянный магнит); 31 – коллектор; 32 – задняя крышка с втулкой.

 

В корпусе стартера размещены четыре постоянных магнита 30, являющихся статором электродвигателя.

Якорь стартера состоит из вала 1 и напрессованных на него сердечника 29 с обмоткой и цилиндрического коллектора 31. Вал 1 якоря вращается в подшипниковых втулках, размещенных в крыш­ке 32 и опоре 18. На валу 1 якоря на шлицах установлена централь­ная (ведущая) шестерня 26 планетарного механизма.

Четыре медно-графитовые щетки 2, установленные в прикре­пленном к крышке 32 щеткодержателе 3, прижимаются к коллекто­ру 31 якоря цилиндрическими пружинами с фиксаторами 4.

Привод стартера в отличие от безредукторных стартеров имеет отдельный приводной вал 22 и планетарный ме­ханизм, обеспечивающий передачу вращения от якоря 29 стартера на приводной вал и размещенную на нем на шлицах муфту свобод­ного хода 19. Приводной вал вращается в подшипниковых втулках, установленных в крышке 13 и опоре 18.

Планетарный механизм состоит из установленной на валу 1 якоря на шлицах центральной (ведущей) шестерни 26, установлен­ной неподвижно в крышке 13 коронной шестерни 24 и установлен­ного на приводном валу 22 водила 25 с тремя шестернями- сателлитами 27. Вращение от вала якоря переда­ется через установленную на нем центральную (ведущую) шестер­ню 26 на сателлиты 27, которые свободно вращаются на осях 17 во­дила 25. Сателлиты 27, перекатываясь но неподвижной коронной шестерне 24 с внутренними зубьями, обеспечивают вращение во­дила вместе с приводным валом 22 в одном направлении с валом якоря 1, но с уменьшенной скоростью.

Муфта свободного хода 19 (рис. 1) состоит из наружной 1 (рис. 2) и внутрен­ней 2 муфт и заклинивающих роликов 3 с подпружиненными толкателями 4. Наружная обойма 1 муфты имеет внутренние шлицы, которые обеспечивают ее вращение вместе с приводным валом 22 (рис. 1) и одновременно позволяют ей перемещаться вдоль приво­дного вала. Внутренняя обойма 2 муфты является ведомой.

Рис. 2. Муфта свободного хода стартера: 1 - наружная муфта; 2 – внутренняя муфта; 3 – ролик; 4 – толкатель; 5 – пружина; 6 – кожух.

 

Она имеет шестерню 19 (рис. 1) для передачи вращения на зубчатый венец махо­вика. Когда частота вращения наружной обоймы 1 (рис. 2) больше часто­ты вращения внутренней обоймы 2 (при пуске двигателя), толка­тели 4 под действием пружин 5 заклинивают обоймы и происходит их совместное вращение и передача крутя­щего момента на зубчатый венец маховика. С началом работы двигателя, когда зубчатый венец маховика начинает вращаться бы­стрее и частота вращения внутренней обоймы 2 муфты начинает превышать частоту вращения наружной обоймы 1, происходит сжатие пружин 5 толкателей и расклинивание обойм муфты. Это обеспечивает предотвращение обратной переда­чи крутящего момента от зубчатого венца маховика на вал стартера, предохраняя стартер от поломки.

Тяговое реле крепится снаружи к крышке 13 (рис. 1) стартера, и при включении стартера поворотом ключа в замке зажигания при по­мощи соединенного с его якорем 12 рычага 14 вводит шестерню муфты 19 свободного хода в зацепление с зубчатым венцом махови­ка, а затем контактной пластиной 7 замыкает контактные болты 5, включая электродвига­тель стартера.

Стартер 29.3708 (рис. 3) состоит из корпуса 16 и стягиваемых двумя болтами 12 крышек 5 и 9, внутри которых размещены якорь 17, щеткодержатель с четырьмя щетками 15 и привод.

Рис. 3. Стартер 29.3708: 1 – стопорное кольцо; 2 – ограничительное кольцо; 3 – привод с обгонной муфтой; 4 – ось рычага; 5 – передняя крышка; 6 – рычаг привода; 7 – якорь реле; 8 – тяговое реле; 9 – задняя крышка; 10 – стопорная шайба; 11 – защитный кожух; 12 – стяжной болт; 13 – регулировочная шайба; 14 – пружина щетки; 15 – щетка; 16 – корпус; 17 – якорь

 

К корпусу 16 стартера винтами крепятся четыре полюсных сер­дечника с катушками обмотки возбуждения, которые являются статором электродвигателя.

Якорь 17 стартера состоит из вала и напрессованных на него сердечника с обмоткой и торцевого коллектора. Вал якоря вра­щается в металлокерамических втулках, запрессованных в крышках стартера. На валу имеются винтовые шлицы, на которых уста­навливаются муфта 3 свободного хода, а также выточка для уста­новки пружинного стопорного кольца 1 и ограничительного коль­ца 2, которые ограничивают продольное перемещение муфты от­носительно вала. На противоположном конце вала имеется канавка для установки стопорного кольца 1, ограничивающего осевое пе­ремещение вала.

Четыре щетки 15 прижимаются к торцевому коллектору якоря при помощи плоских спиральных пружин 14.

Привод стартера состоит из муфты 3 свободного хода и рычага 6, который перемещает муфту по шлицам вала якоря при срабаты­вании тягового реле во время пуска двигателя, вводя в зацепление шестерню муфты с зубчатым венцом маховика.

Муфта свободного хода 3 и тяговое реле 8 похожи по устрой­ству и принципу действия на аналогичные элементы стартера 5712.3708, рассмотренного ранее.

Стартер 42.3708-10 двигателя ЗМЗ-4062 по устройству и принци­пу действия аналогичен рассмотренному ранее стартеру 29.3708, но отличается от него цилиндрическим коллектором и радиальным рас­положением щеток (как и на стартере 5712.3708). Кроме того, он отлича­ется увеличенной мощностью, габаритными размерами и массой.

На двигателях КамАЗ установлен стар­тер СТ142Б (рис. 4), номинальное напря­жение которого 24 В, номинальная мощ­ность 7,7 кВт, ток холостого хода при на­пряжении 24 В должен быть не более 130 А. Передаточное число двигатель — стартер равно 11,3.

Рис. 4. Стартер СТ-142Б: 1, 18 – подшипники; 2 – шестерня привода; 3 – привод; 4 – ось рычага; 5 – крышка; 6 – втягивающая обмотка тягового реле; 7 – удерживающая обмотка тягового реле; 8 – якорь тягового реле; 9 – контактная пластина (диск); 10 – крышка тягового реле; 11 – контактный болт; 12 – перемычка; 13 – коллектор; 14 – щеткодержатель; 15 – корпус; 16 – якорь; 17 – обмотка возбуждения статора.

 

В корпусе 15 помещены на четырех по­люсах обмотки возбуждения 17 из медного прямоугольного провода.

Щеткодержатели 14 укреплены на травер­се, которая крепится к крышке четырьмя болтами.

В каждом щеткодержателе находятся две щетки, прижимаемые к коллек­тору 13 пружинами. Якорь 16 вращается в трех скользящих подшипниках 1, 18, вкладыши которых смазываются турбинным мас­лом (можно применять моторное мас­ло). В крышках стартера и промежуточной опоре имеются масляные резервуары с фальцами, закрытыми герметично.

Выводные болты 11 стартера и тягового реле уплотнены рези­новыми шайбами, а якорь 8 тягового реле защищен резиновым сильфоном.

Тяговое реле стартера установлено на его корпусе, при перемещении якоря 8 замыкаются контакты тягового реле та­рельчатым диском 9 и шестерня 2 муфты привода 3 принудительно вводится в зацеп­ление с венцом маховика. Перемещение механизма привода происходит по прямым шлицам вала якоря.

Тяговое реле имеет контакты и две обмотки: втягивающую 6 и удерживающую 7. Обмотки намотаны на латунную втулку, причем вначале намотана втягивающая, а затем удерживающая. Сопротивление удерживающей обмотки больше, чем со­противление втягивающей. Начала обеих обмоток соединены с выводом, закреплен­ным на пластмассовой крышке. Конец втягивающей обмотки соединены с вывод­ным болтом, а конец удерживающей — с корпусом. Ход якоря тягового реле при включении стартера составляет около 20 мм. При таком воздушном зазоре необ­ходим большой магнитный поток для пере­мещения якоря (усилие притяжения про­порционально квадрату магнитного пото­ка). Поэтому в момент включения стар­тера магнитный поток создается одновре­менно втягивающей и удерживающей об­мотками, а как только в конце перемеще­ния якоря тягового реле контакты его замкнутся и стартер включится, магнитный поток втягивающей обмотки (ток в обмот­ке) исчезнет, так как контакты тягового реле при замыкании шунтируют цепь пита­ния и втягивающей обмотки.

На стартере применен храповой меха­низм привода, показанный на рис. 5. Де­тали привода расположены на направляю­щей втулке 1, имеющей прямые внутрен­ние шлицы и многозаходную ленточную на­ружную резьбу.

Рис. 5. Механизм привода стартера: 1 – направляющая втулка; 2,10 – замковые кольца; 3 – втулка отводки (выполнена за одно целое с корпусом); 4 – резиновое кольцо; 5 – корпус; 6 – стальная шайба; 7 – пружина; 8 – ведущая полумуфта; 9 – конусное кольцо; 11 – штифт; 12 – сухарь; 13 – ведомая полумуфта.

 

Втулка вместе с приводом может перемещаться по шлицам вала стартера. На наружной резьбе втулки 1 расположена ведущая полумуфта 8. Ведо­мая полумуфта 13 выполнена за одно целое с шестерней и может свободно вращаться на втулке 1 в бронзовых графитизированных подшипниках. Торцы полумуфт снаб­жены зубцами и прижимаются один к дру­гому пружиной 7. Ведомая полумуфта 13 заперта в корпусе 5 замковым кольцом 10. Замковое кольцо 2 удерживает корпус 5 от перемещения на втулке 1. Для аморти­зации ударов при включении стартера под пружиной 7 размещены стальная шай­ба 6 и резиновое кольцо 4. Для предотвращения изнашивания зубьев храповой муфты и снижения шума в момент, когда двигатель пущен, а стартер еще не выключен, предусмотрен механизм блокировки. Внутри ведомой полумуфты 13 находятся три пластмассовых сухаря 12 с радиальными отверстиями, в которые входят направляющие штифты 11. Наруж­ная поверхность сухарей имеет коническую фаску, прилегающую к выточке стального кольца 9, установленного в ведущей полу­муфте 8. Кольцо 9 прижимает сухари 12 к направляющей втулке 1. При передаче крутящего момента маховику двигателя возникает осевое усилие, прижимающее ведущую полумуфту к ведомой. Как только двигатель будет пущен, произойдет про­буксовка храповой муфты. Во время про­буксовки ведущая полумуфта 8 отодвига­ется от ведомой полумуфты 13, сжимая пружину 7. Вместе с ведущей полумуфтой 8 отодвигается кольцо 9, освобождая суха­ри 12, которые под действием центробеж­ных сил перемещаются вдоль штифтов 11 и блокируют муфту в расцепленном состоя­нии. После выключения стартера ведущая полумуфта 8 под действием пружины 7 прижимается к ведомой полумуфте 13 и кольцо 9 установит сухари 12 в исходное положение.

Ссылка на учебный видеоролик: https://www.youtube.com/watch?v=sDkrcpprawI

 

Д.З.

1. Шестопалов С.К. Устройство легковых автомобилей: В 2 ч. Ч. 1 Классификация и общее устройство автомобилей, двигатель, электрооборудование. Издание: 4-е изд., стер. Год выпуска: 2016. Стр. 215.

2. Богатырев А.В. и др. Автомобили. Стр. 445.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: