|
|
Автомобілі Електронний підручник |
|||
|
|
||||
|
Лекція №12
Система електричного пуску двигуна
Способи пуску
Для
пуску двигуна внутрішнього згоряння необхідно провернути колінчастий вал з
такою частотою обертання, при якій забезпечуються гарне сумішоутворення,
достатню стиснення і займання суміші. Мінімальну частоту обертання колінчастого
валу, при якій відбувається надійний пуск двигуна, називають пусковий. Вона
залежить від виду двигуна і умов пуску.
Пускова
частота обертання колінчастого вала карбюраторних двигунів повинна бути не
менше 0,66...0,83 (40...50 об/хв), а у дизелів - 2,50... 4,16 (150...250
об/хв). При меншій частоті пуск двигуна може, так як збільшується витік заряду
через нещільності, внаслідок чого знижується тиск газів в кінці стиснення.
При
обертанні колінчастого валу в період пуску потрібні значні зусилля, щоб
подолати опору тертя рухомих деталей і стисливого заряду. При низькій
температурі це зусилля зростає з-за збільшення в'язкості масла.
Розрізняють
наступні способи пуску двигунів: електричним стартером, допоміжним двигуном і
вручну за допомогою пускової рукоятки або шнура, намотуваного на маховик
пускового двигуна.
Пуск
електричним стартером найпоширеніший спосіб пуску автомобільних і багатьох
тракторних двигунів. Стартер зручний в експлуатації, значно полегшує роботу
водія, але вимагає кваліфікованого обслуговування, володіє обмеженим запасом
енергії, що скорочує кількість можливих спроб пуску двигуна.
Пуск
допоміжним двигуном застосовують на деяких дизелях. Цей спосіб на відміну від
перших двох більше надійний в будь-яких температурних умовах, але операції при
пуску складніше.
Для
полегшення пуску дизелів при низькій температурі навколишнього повітря
застосовують декомпресійний механізм і підігрівальні пристрою.
У
більшості автотракторних двигунів управління механізмами системи пуску -
дистанційне з кабіни водія.
Допоміжний
двигун передає обертання колінчастого валу основного дизеля через редуктор.
Допоміжний двигун в зборі з редуктором зазвичай називають пусковим пристроєм.
Система пуску
Система
пуску включає акумуляторну батарею, стартер, стартера ланцюг і засоби
полегшення пуску двигуна. Стартерні акумуляторна батарея повинна забезпечити
надійний пуск двигуна при заданих температурах, а також служить джерелом
живлення всіх споживачів електроенергії при непрацюючому двигуні або при його
роботі з малими частотами обертання
Ємність
несправного елемента значно менше, ніж справного, напруга знижується швидко,
щільність електроліту нижче
Ознаки
короткого замикання: незначне підвищення щільності електроліту і напруги в
процесі заряду і в кінці його, відсутність або слабке газовиділення, швидке
підвищення температури, при вимкненої батареї - низька напруга в окремих
елементів при нормальній щільності електроліту. См. також п. 8.1. Замінити
зруйновані сепаратори і видалити осад з дна бака
Ознаки
сульфатації: висока напруга на початку заряду, передчасне рясне виділення газів
- «кипіння» при незначному підвищенні щільності електроліту, підвищена
температура і знижена напруга в кінці заряду, знижена ємність і низька напруга
при розряді, білий наліт на пластинах, при вимірі напруги навантажувальною
вилкою стрілка вольтметра не утримується в протягом 5 с на початковому
показанні. Вилити електроліт, залити новий щільністю 1,145 г/см3 і заряджати
батарею слабким струмом (2,5 А). До кінця заряду довести щільність електроліту
до норми
Аналіз
видів відмов свинцевих стартерних акумуляторних батарей дозволяє виділити
основні несправні стани, в яких можуть перебувати батареї на автомобілі:
корозія решіток позитивних електродів, оплывание активної маси електродів,
розряд женное стан. Переважання окремих видів відмов пов'язано з впливом
режимів і умов експлуатації на характер електрохімічних процесів (табл. 3).
Підвищена
ступінь розрядженості акумуляторної батареї значно зменшує надійність пуску
двигунів, особливо при низьких температурах. З іншого боку, разряженность є
одним з факторів, знижують термін служби батарей.
В
даний час відсутня кількісна оцінка впливу розрядженості на строк служби. Це
пояснюється тим, що ступінь розрядженості AQP є наслідком багатьох факторів,
які в процесі експлуатації одночасне вплив.
Залежність
терміну служби акумуляторних батарей від рівня регульованого напруги наведена
на рис. 2.1, з якого видно, що зменшення терміну служби спостерігається як при
високих, так і при низьких значеннях напруги. Величина напруги визначає середню
ступінь зарядженості, при якій експлуатується акумуляторна батарея. Отже,
зменшення зарядного напруги знижує термін служби батарей через збільшення їх
розрядження.
В
результаті корозії решіток позитивних пластин знижується їх міцність і зростає
омічний опір акумулятора, що призводить до зменшення розрядної ємності
акумулятора. Умови та режими експлуатації акумуляторів впливають на швидкість
корозії. Підвищення температури електроліту збільшує швидкість корозії
свинцевих сплавів. Підвищення щільності струму при розряді знижує швидкість
корозії як при звичайних, так і при підвищених температурах. Вихід з ладу
акумуляторних батарей при експлуатації на автомобілі з-за корозії решіток в
основному є результатом систематичного перезаряду.
Оплывание
активної маси позитивного електрода полягає у відділенні від пластин
найдрібніших кристалів і зерен величиною менше 0,1 мкм. Температура
електроліту, щільність струму при заряді не надають впливу на термін служби
активної маси - на нього істотно впливають умови розряду і особливо його
кінцевої стадії. Так, зменшення щільності струму з 1,8 до 0,65 А/дм2 збільшує
термін служби приблизно на 50%; підвищення температури розряду з 25 до 50 °С
зменшує термін служби більше ніж в 2...2,5 рази.
В
результаті зсувів зменшується кількість активної маси, здатної брати участь в
електродних реакціях. Тому підтримка колишнього розрядного струму досягається
збільшенням щільності струму. Якщо корозія решіток в основному впливає на
стартера характеристику, то оплывание призводить до зменшення ємності
акумулятора.
Мінімальний
термін служби акумуляторних батарей з одинарною сепарацією повинен становити 18
міс при пробігу не більше 75 тис. км або 12 мее при пробігу до 150 тис. км, а з
подвійною сепарацією - 24 міс при пробігу до 90 тис. км або до 3000 год
напрацювання двигуна. Збільшення цього терміну можливе за рахунок регулярного
виконання контрольно-діагностичних операцій при проведення технічного
обслуговування.
При
щоденному обслуговуванні (ЕО) необхідно очистити батарею від пилу і бруду,
прочистити вентиляційні отвори і перевірити надійність контакту наконечників
проводів з затискачами, кріплення батареї контейнері і герметичність моноблока
(відсутність тріщин).
При
ТО-1, крім робіт ЕО, перевіряють рівень електроліту в елементи батареї.
При
ТО-2, окрім перерахованого, перевіряють щільність електроліту і напруга батареї
під навантаженням. Сезонне обслуговування північних районах передбачає
проведення всіх робіт ТО-2 та утеплення батареї в зимовий час повстю.
Зберігання батареї з електролітом слід здійснювати в приміщенні з температурою
не вище 0°С.
Інструментальне
діагностування акумуляторних батарей здійснюється за допомогою спеціалізованих
(табл. 4) або універсальних коштів. Останні, як правило, входять у вигляді
окремих блоків в різні моделі комбінованих приладів для перевірки
електрообладнання (наприклад, Е-214, Е-205, К.І-1093) або мотор-тестери для
перевірки двигунів та їх систем (КИ-4897, Елкон-SlOO). Технічні дані цих
діагностичних стендів наведені у п. 3.1.
Автомобільний
денсиметр застосовується для вимірювання щільності електроліту. Зазвичай в
довідкових даних щільність приведена до температурі 298 К ( 25°С). При інших
значеннях температури електроліту необхідно вводити поправку: 0,0007 г/см3 на
кожний градус. При підвищенні температури щільність електроліту зменшується,
тому необхідно поправку додавати, а при зниженні температури - віднімати.
Допустима щільність електроліту в різних кліматичних зонах наведена в
інструкції з експлуатації батареї.
Навантажувальна
вилка ЛЕ-2 дозволяє визначити напругу в кожному акумуляторі батареї. В
залежності від ємності перевіряється батареї підключають те чи інше
навантажувальне опір вилки. Контактні ніжки приладу притискають до вивідному
штиря і перемичці першого акумулятора, і в протягом 5 с напруга на затискачах
елемента не повинна знижуватися нижче 1,8... 1,7 Ст. Аналогічні вимірювання
проводять у всіх акумуляторах батареї. Різниця напруги в акумуляторах однієї
батареї не повинна перевищувати 0,2 В. При значеннях напруги менше 1,6 В
батарею необхідно зарядити або направити в ремонт.
Перевірку
акумуляторних батарей слід проводити при закритих пробках. Крім того, перевірка
під навантаженням повинна проходити швидко, так як тривале навантаження батареї
великими струмами викликає її невиправданий розряд, а навантажувальні опору і
перемикачі навантаження розраховані на короткочасний режим роботи.
НИИАТом
і новгородським ЗА «Автоспецобладнання» розроблено два акумуляторних пробника
моделей Е-107 і Е-108. Перший призначений для визначення працездатності
автомобільних свинцевих стартерних акумуляторних батарей ємністю до 190 А ч з
прихованими межэлементными сполуками, а також для перевірки напруги генераторів
безпосередньо на автомобілі. Прилад моделі Е-108 розроблений натомість
навантажувальної вилки ЛЕ-2 та уніфікований з приладом Е-107.
За
допомогою пробника Е-107 вимірюють напругу акумуляторної батареї. Якщо стрілка
приладу покаже напругу до 8, 9 В, то батарея несправна (сильно розряджена),
якщо вище - справна. На шкалі нанесена позначка 8, 9 Ст. Пробник складається з
вольтметра, однієї контактної ніжки, щупа, двох навантажувальних опорів і
контактної гайки. Щуп складається з контактного штиря, корпусу і шнура,
з'єднаного з кронштейном пробника.
Для
перевірки акумуляторної батареї під навантаженням контактну гайку загвинчують
до упору. Потім вістрі контактної ніжки щільно (для створення надійного
електричного контакту) притискають до позитивного висновку. Тримати батарею під
навантаженням слід не більше 5 стор. Пробником Е-107 можна також виміряти ЕРС перевіряється
акумуляторної батареї, якщо попередньо відвернути контактну гайку.
Пробник
моделі Е-108 на відміну від моделі Е-107 має вольтметр з двосторонньою шкалою,
що дозволяє проводити вимірювання не дотримуючись полярності, дві контактні
ніжки, три навантажувальних опору і дві контактні гайки. Різні комбінації
включення опору з допомогою контактні гайок дозволяють перевіряти акумуляторні
батареї ємністю 45... 100 А-год, 100... 145А-чі 145... 190 А-ч. На відміну від
пробника Е-107 можна тут перевіряти лише окремі акумулятори. Якщо напруга, що
перевіряється акумулятора перевищує 1,4 В, то він справний, при падінні напруги
в протягом 5 с нижче 1,4 акумулятор вважається несправним - сильно розрядженим.
Існуючі
методи і засоби дозволяють визначити лише граничні стану батарей: заряджена або
сильно розряджена. Причому під разряженностью розуміється втрата ємності не
тільки з-за попереднього розряду, але і в внаслідок появи несправності.
Слід
мати на увазі низьку точність такої оцінки. Так, ступінь розрядження батарей
найбільш часто в експлуатації визначається виміром щільності електроліту.
Пошук
несправності спосіб усунення
Діагноз
1.
Стартер не працює; яскравість світла фар не змінюється
2.
Стартер включається, але колінчастий вал не провертається або обертається
повільно. Світло ламп при включенні стартера слабшає
Для
використання формули необхідно знати щільність електроліту повністю зарядженої
батареї рзар і повністю розрядженою рразр. Навіть в лабораторних умовах AQ
визначається з похибкою не менше 5%. Враховуючи, що на щільність електроліту
повністю зарядженої батареї надають вплив багато чинників (щільність
електроліту, що заливається в батарею; строк служби батареї; кількість сірчаної
кислоти, що залишився в пластинах після формування; якість складання електродів),
фактична похибка досить висока. Так в НИИАвтоприборов проводилася оцінка
точності визначення ступеня розрядження батарей в експлуатації по щільності
електроліту р. В результаті були зроблені наступні висновки: якщо відомі
початкові параметри електроліту, замір щільності, може дати лише загальне
уявлення про стан батареї «заряджено-розряджено»; знання щільності електроліту
повністю зарядженої батареї дозволяє визначити її разряженность з похибкою до
20%.
З
метою підвищення точності і достовірності діагностування акумуляторних батарей
в якості перспективного методу, наприклад, може бути запропоновано
використовувати динамічні діагностичні параметри - параметри перехідного
процесу розряду. Але наявні розробки носять теоретичний поки характер і поки що
не мають практичної реалізації.
Надійність
роботи системи пуску в рівній мірі залежить від стану акумуляторної батареї і
стартера. Стартер являє собою електродвигун постійного струму, об'єднаний з
механізмом приводу, і призначений для пуску двигуна внутрішнього згоряння.
Потужність стартера вибирається в межах від 0,15 (ЗІЛ-375) до 1,0 (ВАЗ-2101)
кВт на 1 л для карбюраторного і від 0,32 (ЯМЗ-240) до 0,72 (КамАЗ) кВт на 1 л
дизельного двигуна. У зв'язку з малим омічним опором обмоток стартер споживає
великий струм (300... 1200 А), особливо в момент включення, коли крутний момент
на його валу досягає максимальної величини. Із збільшенням частоти обертання
валу якоря струм знижується до 45... 130 А на холостому ходу і крутний момент
зменшується.
Основні експлуатаційні несправності,
їх симптоми та способи усунення наведені в табл. 5, а технічні характеристики
стартерів - у дод. 1.
1.1.
Відсутній контакт:
а)
щіток з колектором внаслідок «заїдання» щітки щіткотримачі, недостатнього
зусилля притиснення щіток, забруднення колектора
б)
у результаті окиснення
наконечників
проводів у за
жимів
акумулятора
в)
через обрив в ланцюзі пі
танія
реле включення або
підгоряння
контактів реле
г)
із-за обриву або порушення
ня
пайки всередині стартера
1.2.
Несправний вимикач запалювання
1.3.
Заїдання якоря тягового реле у втулці котушки електромагніту
2.1.
Коротке замикання в про
мотку
порушення
2.2.
Заїдання якоря за полюса
через
зношування підшипників
2.3.
Поганий контакт у сполуками спо
ниях
стартера або в реле
2.4.
Порушений контакт в ланцюзі пі
санія
стартера з-за корозії
або
слабкою затягування клем
'2.Г).
Підвищена в'язкість масла в двигуні
Перевірити
щітки в щіткотримачі, відрегулювати зусилля натискання в межах, зазначених у
дод. 2
Слабкі
пружини замінити, зачистити колектор
Зачистити
клеми і наконечники, змастити технічним вазеліном
З
допомогою контрольної лампи знайти місце обриву або зачистити контакти
Направити
стартер в ремонт
Включити
контрольну лампу. При повороті ключа у положення «Пуск» лампа повинна
загорітися. Якщо лампа не загоряється, то замінити вимикач запалювання
Якір
тягового реле і втулку очистити від бруду, замінити зношені деталі
Направити
стартер в ремонт
Те
ж
Відновити
контакт, зачистити і підтягнути всі клеми
У
зимовий час прогріти двигун
Діагноз
несправний
2.6.
Акумулятор розряджений або
зносилися
2.7.,.
Зависли або щітки стартера
2.8.
Замикання на масу щетко
держателя
ізольованою щітки
2.9.
Знос колектора (миканит
виступає
вище пластин)
2.10.
Коротке замикання між
ду
пластинами колектора
Пошук
несправності спосіб усунення
Зарядити
або замінити
Зняти
захисну стрічку, оглянути щітки і при необхідності замінити
Замінити
ізоляцію щіткотримача
Проточить
колектор і поглибити миканит
замінити
Усунути
або якір стартера
Діагноз
Пошук несправності спосіб усунення
5.2.
Ослаблення буферної пружини приводу
5.3.
Забоїни на зубах вінця маховика чи шестірні
5.4.
Перекіс стартера через порушення його кріплення до картера маховика
5.5.
Відсутність мастила в підшипниках. См. п. 4.2 То ж Відрегулювати
Змастити
підшипники
6.
Повторювані включення і миттєві вимикання тягового реле
6.1.
Обрив або поганий контакт з масою утримуючої обмотки тягового реле
6.2.
Порушення регулювання ре
ле
блокування
6.3.
Сильно розряджена або не
справна
акумуляторна батарея
6.4.
Порушений контакт клем ба
тареі
з стартерних проводами
7.1.
Заїдання приводу йшли на-
цево
частини валу якоря стартера
7.2.
Спікання контактів тягово
го
реле або реле блокування
Якщо
слабка буферна пружина - замінити. Якщо забиті зуби вінця маховика чи шестірні
- заправити їх. При поломці замінити вінець маховика або шестерню
7.3.
Заїдання запірної вимикача запалювання
7.4.
Перекіс стартера
3.
Стартер не розвиває достатній пусковий момент при заданих значеннях струму і
напруги
Ремонт
або заміна Те ж
3.1.
Замикання:
а)
міжвиткове у котушках
порушення
б)
обмотки збудження на
масу
в)
міжвиткове в обмотці
якорі
г)
на масу обмотки якоря
4.
Вал стартера обертається з великою частотою, але не провертає колінчастого валу
двигуна
Замінити
муфту
4.1.
Пробуксовування муфти сво
одного
ходу з-за зносу ролі
ків,
обойми або заїдання спрямування
вачів
4.2.
Шестерня приводу не вхо
дить
в зачеплення з вінцем махо
віка
5.
При ввімкненні стартера чутно скрегіт
Відрегулювати
5.1.
Неправильне регулювання ходу шестерні приводу і моменту замикання контактів
вимикача
Зняти
кришку тягового реле і перевірити надійність з'єднання утримуючої обмотки з
масою
Відрегулювати
См. п. 1.4 См. п. 1.1, б
7.
Після пуску двигуна стартер не буде вимкнено
Очистити
вал від бруду, провести змащення
Негайно
вимкнути запалення, від'єднати батарею і зачистити контакти
частини
Якщо
після пуску двигуна потрібно примусово повертати ключ з положення, відповідного
включення стартера, положення включення запалювання, то замінити вимикач
запалювання
Продовж.
табл. 5
Пошук
несправності спосіб усунення
Діагноз
Направити
стартер в ремонт Замінити
7.5.
Погнутий вал якоря
7.6.
Поломка поворотної пру
жины
8.
Нагрівається середня частина корпуса стартера
Усунути
замикання
8.1.
Замикання обмотки вооз
буждения
на корпус
Замінити
несправні елементи
Замінити
ротор стартера
8.2.
Коротке замикання в про
мотках
ротора або статора
8.8.
Коротке замикання між пластинами колектора
Для
діагностування стартерів спеціалізованих приладів не випускається. Тому оцінку
технічного стану стартерів здійснюють або за допомогою найпростіших засобів
(амперметри, вольтметри, переносні лампи, динамометри тощо), або на
універсальних приладах і стендах (п. 3.1), а також комбінаціями цих прийомів.
При
ЕО і ТО-1 зовнішнім оглядом визначають стан вивідних затискачів стартера,
тягового реле, робочої поверхні контактного диска і контактних болтів тягового
реле, колектора, щіток, шестерень, важеля приводу і пружин. Привід стартера
повинен вільно, без заїдань переміщатися за шлицам валу і повертатися у вихідне
положення поворотної пружиною. Якір не повинен обертатися при повороті шестерні
приводу в напрямку робочого обертання. Легкість вращениия якоря в підшипниках
перевіряють рукою, піднімаючи щітки.
При
ТО-2, окрім зазначеного, перевіряють регулювання стартера і його роботу в режимі
холостого ходу і повного гальмування.
Перевірка
щітково-колекторного вузла полягає в оцінюванні зусилля притиснення щітки до
колектора, зносу щіток і колектора. Перевірка зусилля притиснення щітки
здійснюється динамометром. Для цього піднімають щітку і підкладають під неї
смужку паперу.
Зачепивши
гачком динамометра за канатик щітки, однією рукою відтягують щітку динамометра,
а другий - тягнуть смужку паперу. Зусилля заміряють в момент вільного
переміщення смужки паперу. Для різних стартерів це зусилля становить 0,75...2,0
кгс. Ослабілу пружину замінюють.
При
зносі щіток більш ніж на 40 % по висоті (гранична висота 6... 13 мм) їх теж
необхідно замінити. Замикання пластин колектора на масу перевіряється
контрольної лампою.
Універсальні
діагностичні прилади (п. 3.1), як правило, дозволяють здійснювати перевірку
стартера в режимі повного гальмування.
Регулювання
стартера полягає в узгодженні моментів зачеплення шестерні із зубчастим вінцем
маховика і замиканні контактів вимикача. При включенні стартера, тобто при
натиснутому до кінця важелі включення приводу, шестірня не повинна упиратися в
торець зовнішнього підшипника або упорну шайбу. Між шестернею і наполегливою
шайбою повинен залишатися деякий зазор Б (рис. 2.2), величина якого вказана в
табл. 6.
Осьовий
люфт вала якоря стартера не повинен перевищувати 1,0 мм.
Відстань
А між торцем шестерні 7 і площиною фланця кришки 6 (рис. 2.2) має відповідати
зазначеним у табл. 6.
Момент
включення стартера контролюють за допомогою двох ламп /. Натисканням на важіль
5 контактний диск 2 плавно вводять в зіткнення з затискачами тягового реле.
Лампа, підключений до затискача КЗ, повинна включатися трохи раніше або
одночасно з іншою лампою. При цьому зазор Б повинен відповідати зазначеним у
табл. 6. При необхідності регулювання здійснюють гвинтом 3 після зняття сережки
4.
Перевірку
і регулювання реле включення здійснюють за схемою рис. 2.3. Включивши вимикач
3, реостатом 2 встановлюють мінімальну напругу. Плавно підвищуючи його,
спостерігають за показаннями вольтметра / і контрольними лампами. В момент
замикання контактів включаються лампи 4 і 5. Лампа має 5 включатися трохи
раніше^ або одночасно з лампою 4. Напруга при Рис. 2.3. Регулювання момен-це
має бути в межах та включення стартера лах 6...9 Ст. Потім реостатом
плавно
зменшують напругу і заміряють його в момент розмикання контактів (див. табл.
7).
Зазори
між якірцем і серцевиною, а також між контактами повинні відповідати значенням,
зазначеним у табл. 7.
Напруги
замикання контактів регулюють зміною зусилля натискання пружини 9 шляхом
отгибания вгору (ослаблення) або вниз ^посилення) сережки 10. Зазор між якірцем
7 і сердечником регулюють подгибанием обмежувача 8, а між контактами - зміною
висоти стійок 6.
Перевірку
обмоток збудження і якоря на обрив або коротке замикання проводять за допомогою
контрольних ламп або портативного дефектоскопа ПДО-1 після розбирання стартера
при ремонті.
|
||||
