Электрические схемы управления стартером

Все современные системы электростартерного пуска имеют дис­танционное управление стартером. При дистанционном управлении стартерный электродвигатель соединен с аккумуляторной батареей с помощью тягового реле стартера. На автомобилях с дизельными двигателями это делается при помощи выключателя стартера, кон­такты которого рассчитаны на ток, потребляемый тяговым реле. На автомобилях с бензиновыми двигателями, у которых мощность стартера значительно ниже, тяговое реле включается через выклю­чатель зажигания. Однако контакты последнего не рассчитаны на силу тока, потребляемую реле (30...40 А) в момент включения. По­этому дополнительно устанавливается промежуточное реле стар­тера, контакты которого подключают обмотки тягового реле к бата­рее. Обмотка этого реле стартера включается через выключатель зажигания.

Наиболее просты схемы управления стартеров малой мощности с однообмоточном тяговым реле. Электрическая схема управления стартером показана на рис. 2.26. Стартер смешанного возбужде­ния включается однообмоточным тяговым реле К1 (рис. 2.26), пи­тание на обмотку которого поступает непосредственно через контакты S1 выключателя зажигания при по­вороте ключа в положение «Стартер».

Якорь реле втягивается в электромагнит, через рычажный механизм вводит шес­терню в зацепление с венцом маховика и в конце хода замыкает силовые контакты К1.1 цепи питания электродвигателя М. Последний начинает вращаться и проворачивать коленчатый вал двигателя. После пуска ДВС шестерня от вала отсоединяется обгонной муфтой, при переводе ключа в положение «Зажигание» якорь тягового реле и приводной механизм под действием пружины возвращаются в сходное положение.

В стартерах в основном применяются двухобмоточные тяговые реле, имеющие втягивающую (ВО) и удерживающую (УО) обмотки. Такие реле позволяют снизить расход энергии батареи в процессе пуска двигателя. Принцип работы двухобмоточного тягового реле стартера проиллюстрирован на рис. 2.27. После замыкания контак­тов КРС. 1 реле стартера (или выключателя стартера на дизельных двигателях) ток от аккумуляторной батареи проходит по двум об­моткам: УО и ВО (рис. 2.27, а). Под действием намагничивающей силы этих двух обмоток якорь тягового реле втягивается в электро­магнит (см. рис. 2.10), при помощи рычажного механизма вводит шестерню привода в зацепление с венцом маховика и в конце хода, замыкая силовые контакты тягового реле КТР. 1, включает цепь пита­ния стартерного электродвигателя. Одновременно этими же контак­тами втягивающая обмотка ВО замыкается накоротко (рис. 2.27,б).

Рис. 2.27.

После пуска двигателя контакты КРС.1 размыкаются и ток про­ходит последовательно через силовые контакты КТР.1, обмотки 60 и УО параллельно стартерному электродвигателю (рис. 2.27 ,в). Причем направление тока в витках обмотки УО сохраняется преж­ним, а в витках втягивающей обмотки ВО изменяется. Так как число витков в обмотках одинаково и по ним протекает ток одной и той же силы, суммарная магнитодвижущая сила будет равна нулю. Сер­дечник электромагнита размагничивается, возвратная пружина, вы­двигая якорь из сердечника тягового реле, размыкает силовые кон­такты КТР.1 и, воздействуя на рычаг включения привода, выводит шестерню из зацепления с венцом маховика.

В схеме управления стартером СТ230-Б (рис. 2.28,а) при замы­кании контактов выключателя зажигания S1.1 срабатывает реле стартера К2, контакты К2.1 которого соединяют с аккумуляторной батареей GB обмотки тягового реле К1. Контакты одновремен­но шунтируют добавочный резистор Я в первичной цепи катушки зажигания. После пуска двигателя и возвращения ключа выключа­теля зажигания в положение «Зажигание» остаются замкнутыми контакты S1.2 в цепи зажигания и размыкаются контакты S1.1, сни­мающие напряжение с обмотки реле К2.

Стартер СТ142 (рис. 2.28,б) включается при замыкании контактов S1.1 выключателя приборов и стартера. Работа схемы управления аналогична работе схемы управления стартером СТ230-Б. При под­нятой кабине автомобиля стартер можно включить дублирующим выключателем S2. Контакты S1.2 обеспечивают срабатывание кон­тактора КЗ и подвод питания к выключателю электрофакельного по­догрева (ЭФП) через контакты К3.1. В схеме применен дистанционный выключатель аккумуляторной батареи (выключатель «массы») К4, который управляется кнопочным выключателем S3.

Рис. 2.28.

Для предотвращения повторного включения стартера после пус­ка двигателя устанавливается специальное реле блокировки. При этом для срабатывания этого реле могут быть использованы сигна­лы с различных датчиков о выходе ДВС на рабочий режим. Наибо­лее распространены реле блокировки, срабатывающие после по­явления номинального напряжения автомобильного генератора. Используются также датчики частоты вращения коленчатого вала, датчики давления масла в рабочих магистралях двигателя и т. д.

На автомобилях КамАЗ, БелАЗ, дизельных двигателях КРАЗ и «Урал» устанавливается система пуска двигателей с автоматиче­ским отключением и блокировкой стартера (рис. 2.29). Система со­стоит из датчика частоты вращения коленчатого вала, реле старте­ра KV1 с нормально разомкнутыми контактами KV1.1, подключаю­щими стартер к аккумуляторной батарее GS, выключателя стартера S и электронного блока управления, в который входят схемы фор­мирователя (транзистор VT1, стабилитроны VD2, VD3), преобразо­вателя (диоды VD5, VD6, стабилитрон VD7, конденсаторы С5, С6, резисторы R8, R9), компаратора (стабилитрон VD7) и триггера (VT2, VT3).

Когда выключатель S переводится в положение КЗ («Включе­но»), к блоку управления подключается аккумуляторная батарея GB. При этом триггер перебрасывается в состояние, в котором транзистор VT2 закрыт, а VT3 открыт.

Рис. 2.29.

После перевода выключателя в положение СТ(«Пуск») обмотка реле KV1 через диод VD11 и открытый транзистор VT3 также под­ключается к аккумуляторной батарее. Реле срабатывает и контакты KV1.1 включают стартер.

При вращении коленчатого вала с датчика его частоты враще­ния на вход формирователя электронного блока (VT1) начинают поступать импульсы напряжения положительной полярности. С коллектора VT1 усиленные импульсы, ограниченные по амплитуде стабилитронами VD2 и VD3, поступают на вход преобразователя, который преобразует частотную последовательность импульсов в напряжение на выходе конденсатора С6. Параметры преобразова­теля выбраны таким образом, что после пуска ДВС и соответст­вующего увеличения частоты вращения коленчатого вала амплиту­да этого напряжения становится равной напряжению стабилизации стабилитрона VD7. Последний пробивается и переводит триггер во второе устойчивое состояние, при котором VT3 закрыт, a VT2 от­крыт. Обмотка реле KV1 обесточивается и стартер отключается.

Повторное включение стартера возможно только после сниже­ния частоты вращения коленчатого вала и перевода выключателя S в первоначальное положение. Если даже выключатель S остает­ся в положении СТ, а двигатель по каким-либо причинам стал глох­нуть (уменьшилась его частота вращения), повторного включения стартера не произойдет, так как для срабатывания реле KV1 необ­ходимо перевести триггер в первое устойчивое состояние, а это возможно только при возврате ключа S в исходное положение.

В качестве датчика частоты вращения коленчатого вала в этой системе может быть использован генератор переменного тока. При этом полезный сигнал снимается с одной из его фаз или с дополни­тельной специальной обмотки.

Стартеры большой мощности, рассчитанные на напряжение 24 В, в схемах электрооборудования с номинальным напряжением 12 В включают в работу при помощи специального электромагнитного пе­реключателя, который изменяет соединение двух аккумуляторных батарей (на 12В каждая) с параллельного на последовательное.