Устройство пуска двигателя: Система запуска двигателя – назначение, устройство, принцип действия

Система запуска двигателя – назначение, устройство, принцип действия

Главная  » 
Электрооборудование  »  Система запуска двигателя

Система запуска двигателя, как следует из названия, предназначена для запуска двигателя автомобиля. Система обеспечивает вращение двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск.

На современных автомобилях наибольшее распространение получила стартерная система запуска.

Система запуска двигателя входит в состав электрооборудования автомобиля. Питание системы осуществляется постоянным током от аккумуляторной батареи.

Система запуска включает стартер с тяговым реле и механизмом привода, замок зажигания и комплект соединительных проводов.

Стартер создает необходимый крутящий момент для вращения коленчатого вала двигателя. Он представляет собой электродвигатель постоянного тока. Конструктивно стартер состоит из статора (корпуса), ротора (якоря), щеток со щеткодержателем, тягового реле и механизма привода.

Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера и работу механизма привода. Для выполнения своих функций тяговое реле имеет обмотку, якорь и контактную пластину. Внешнее подключение к тяговому реле осуществляется через контактные болты.

Механизм привода предназначен для механической передачи крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя. Конструктивными элементами механизма являются: рычаг привода (вилка) с поводковой муфтой и демпферной пружиной, муфта свободного хода (обгонная муфта), ведущая шестерня. Передача крутящего момента осуществляется путем зацепления ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика коленчатого вала.

Замок зажигания при включении обеспечивает подачу постоянного тока от аккумуляторной батареи к тяговому реле стартера.

Система запуска, устанавливаемая на бензиновые и дизельные двигатели, имеет аналогичную конструкцию. Для облегчения запуска дизельных двигателей в холодное время система запуска может оборудоваться свечами накаливания, которые подогревают воздух во впускном коллекторе. С этой же целью на автомобилях применяются системы предпускового подогрева.

Дальнейшим развитием системы запуска двигателя являются: автоматическийо запуск двигателя, интеллектуальный доступ в машину и запуск двигателя без ключа, система Стоп-Старт.

Работа системы запуска осуществляется следующим образом. При повороте ключа в замке зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает на контакты тягового реле. При протекании тока по обмоткам тягового реле происходит втягивание якоря.

Якорь тягового реле перемещает рычаг механизма привода и обеспечивает зацепление ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика.

При движении якорь также замыкает контакты реле, при котором происходит питание током обмоток статора и якоря. Стартер начинает вращаться и раскручивает коленчатый вал двигателя.

Как только происходит запуск двигателя, обороты коленчатого вала резко возрастают. Для предотвращения поломки стартера срабатывает обгонная муфта, которая отсоединяет стартер от двигателя. При этом стартер может продолжать вращаться.

При повороте ключа в замке зажигания стартер останавливается. Возвратная пружина тягового реле перемещает якорь, который в свою очередь возвращает механизм привода в исходное положение.

Системы пуска двигателя внутреннего сгорания.



Система пуска обеспечивает первоначальное проворачивание коленчатого вала при пуске двигателя, поскольку сам двигатель в неподвижном состоянии не создает вращающего момента, и без внешнего источника энергии не запустится.

Для того, чтобы вдохнуть в двигатель жизнь, его коленчатому валу нужно сообщить определенную начальную (пусковую) частоту вращения, после чего начинают протекать газообменные и термодинамические процессы в цилиндрах, а также функционировать основные системы, обеспечивающие работу двигателя – питания, зажигания, смазки. В цилиндры двигателя начинает поступать горючая смесь (у дизелей – чистый воздух), в нужный момент на свечи зажигания подается искрообразующий электрический импульс, либо впрыскивается порция топлива (у дизелей), а система смазки обеспечивает снижение сил трения при работе механизмов двигателя – двигатель запускается и начинает работать самостоятельно.

При первоначальном проворачивании коленчатого вала системе пуска необходимо преодолеть моменты сопротивления следующих составляющих:

• момент сил трения, возникающих между поверхностями сопряженных деталей двигателя и во вспомогательных механизмах, имеющих привод от коленчатого вала;
• момент инерционных сил, которые появляются в процессе разгона двигателя, создаваемых движущимися деталями. Основную долю момента инерционных сил составляет момент инерции маховика;
• момент сопротивления тепловых циклов горючей смеси, определяемый затратами энергии на расширение и сжатие заряда в цилиндрах двигателя. Эта составляющая зависит от величины компрессии в цилиндрах, степени сжатия и рабочего объема двигателя.

Суммарный момент сопротивления зависит, также, от типа и мощности двигателя, а также от его температуры и технического состояния. Так, с понижением температуры увеличивается вязкость масла смазывающей системы, что приводит к увеличению момента сил трения.

Система пуска должна обладать достаточной мощностью, чтобы преодолеть моменты сопротивления, заставив вращаться коленчатый вал с частотой, необходимой для запуска двигателя. За все время существования двигателей внутреннего сгорания изобретатели и конструкторы разработали и испробовали на практике разнообразные способы пуска двигателей. И в современных двигателях можно встретить разные по принципу действия и конструкции пусковые устройства. При этом используемый в двигателе способ пуска во многом определяется назначением и характером работы машины, а также условиями, в которых она эксплуатируется.

***

Классификация систем пуска двигателя

Поршневые двигатели внутреннего сгорания можно запустить, раскручивая коленчатый вал различными способами:

Мускульный пуск

Мускульный пуск осуществляется вручную при помощи пусковой рукоятки (или другого аналогичного устройства), либо проворачиванием вывешенного ведущего колеса, когда второе ведущее колесо заторможено (опирается на дорогу и не вращается благодаря дифференциалу).

В данном способе источником энергии для проворачивания коленчатого вала двигателя является мускульная сила человека.

Мускульный пуск применяется на современных автомобилях только в случае отказа штатной системы пуска. Он достаточно опасен с точки зрения травмирования человека, поэтому требует особой осторожности при применении. Запускать дизельный двигатель при помощи мускульного пуска значительно сложнее и опаснее, чем двигатель с принудительным воспламенением из-за высокой степени сжатия в цилиндрах.

В последние годы на легковых автомобилях производителями не предусматриваются штатные устройства для мускульного пуска двигателя.

Пуск методом буксировки

Методом буксировки двигатель можно запустить при помощи другого транспортного средства либо с использованием мускульной силы группы людей или животных (лошадей, мулов и т. п.).

Буксированием автомобиль разгоняется до некоторой скорости, после чего водитель включает передачу КПП (обычно 3-ю) и плавно включает сцепление, заставляя коленчатый вал крутиться.

Данный метод пуска двигателя не применим для автомобилей, оборудованных автоматической коробкой передач.

Пуск от электродвигателя

Пуск от электрического двигателя постоянного тока — стартера, использующего для своей работы энергию аккумуляторной батареи автомобиля. Этот способ наиболее удобен и практичен, поэтому применяется в подавляющем большинстве систем пуска современных автомобильных двигателей.

Стартер конструктивно объединяет электродвигатель постоянного тока, привод с обгонной муфтой, соединяющий стартер с венцом маховика, и электрическое реле включения электродвигателя.

Пуск с помощью вспомогательного двигателя — «пускача»

Пуск основного двигателя от вспомогательного двигателя внутреннего сгорания малой мощности, который запускается от других источников энергии, в том числе – вручную. Этот способ нередко применяется в тракторных двигателях, поскольку позволяет легко запустить двигатель большой мощности с высокой степенью сжатия, свойственной дизелям, мало зависит от степени заряда аккумуляторной батареи, поэтому применим в любых условиях, в том числе вдали от населенных пунктов.

В качестве пусковых двигателей обычно используют небольшие карбюраторные двигатели, называемые «пускачами».

Пневматический пуск

Пневматический пуск осуществляется с использованием энергии сжатого воздуха, который накапливается в специальных баллонах при работе основного двигателя. Этот способ пуска ДВС в автомобильном транспорте применения не нашел; его чаще используют для запуска судовых и тепловозных двигателей, а также дизелей тяжелой бронетанковой техники.



Инерционный пуск

Инерционный пуск с использованием энергии вращающегося маховика, накопившего энергию во время работы двигателя — может использоваться для запуска двигателя после кратковременной остановки. Впрочем, известны инерционные системы пуска, в которых тяжелый маховик первоначально раскручивался вручную, после чего его энергия использовалась для пуска двигателя и после длительной стоянки.

К инерционному пуску можно отнести пуск двигателя, заглохшего во время движения транспортного средства – включение какой-либо передачи КПП при плавном включении сцепления позволяет раскрутить коленчатый вал от вращающихся колес. Такой способ пуска двигателя иногда еще называют ротационным.

Непосредственный пуск

Непосредственный пуск (Direct Start) – перспективный способ пуска двигателя внутреннего сгорания без применения внешних источников механической энергии, предложенный известной фирмой Bosch.

Оригинальность этого способа пуска заключается в том, что с помощью бортового компьютера определяется, какой из цилиндров двигателя наиболее подходит для выполнения такта рабочего хода (поршень находится чуть за пределами верхней мертвой точки), после чего в него подается и воспламеняется небольшая порция горючей смеси – двигатель начинает работать.

По ряду причин этот способ можно использовать в двигателях с числом цилиндров не менее четырех.

Работы над воплощением этой идеи в настоящее время ведутся, и вполне возможно, электрическую систему пуска заменит более эффективный и удобный непосредственный пуск.

Пиротехнический пуск

Еще один редкий способ запуска двигателя. Пиротехнический пуск — способ с использованием пиротехнических веществ, например, пороха, не получивший применения на автомобилях. Этот способ технологически похож на пневматический пуск, и отличается тем, что не требует запаса сжатого воздуха — давление пуска обеспечивают пороховые газы, образующиеся при сгорании пиропатрона, который можно воспламенить электрической искрой или ударом обыкновенного молотка по капселю.

В настоящее время пиротехнический пуск используется на некоторых моделях снегоходов и моторных судовых шлюпок, поскольку удобен тем, что в некоторых условиях для пуска двигателя другие источники энергии недоступны.

Основное требование, предъявляемое к системам пуска двигателя – обеспечение достаточной частоты вращения коленчатого вала, для чего необходим крутящий момент определенной величины. При этом система пуска должна надежно функционировать в любых условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, и минимально расходовать запасы собственных источников энергии транспортного средства.

***

Вспомогательные устройства пуска двигателя

К системе пуска относятся и устройства, облегчающие пуск холодного двигателя, особенно при низких температурах окружающей среды. Такие устройства в момент пуска холодного двигателя позволяют улучшить искрообразование (в двигателях с принудительным воспламенением смеси), обеспечить подачу в цилиндры горючей смеси необходимого качества и количества, выполняют продувку цилиндров, а также предварительный подогрев горючей смеси, смазочного материала, охлаждающей жидкости и деталей основных механизмов двигателя.

Особенно затруднен пуск холодного двигателя, оборудованного газовой и дизельной системой питания в зимнее время. Здесь, наряду с перечисленными выше причинами, имеют место и специфические трудности пуска, обусловленные характеристиками используемого топлива и типом системы питания.

Так, газовое топливо при выходе из баллонов нуждается в подогреве (газообразное) или испарении (жидкий газ). Для того, чтобы подогреватель или испаритель начали функционировать, необходимо изначально запустить и прогреть двигатель, поскольку в подогревателе используются отработавшие газы, а в испарителе — горячая жидкость системы охлаждения. Очевидно, в холодном состоянии системы двигателя не могут обеспечить нормальный подогрев газа перед подачей его в редуктор и смеситель. Поэтому пуск двигателя в газобаллонных автомобилях обычно осуществляется на бензине, а после некоторого прогрева двигателя переключают систему питания на газообразное топливо.

Для дизелей дополнительной причиной затруднения пуска является холодный воздух. Поскольку дизельный двигатель использует для воспламенения горючей смеси сильное сжатие воздуха, то очевидно, что холодный воздух при одной и той же степени сжатия прогреется меньше, чем теплый воздух, и воспламенение смеси будет затруднено или даже невозможно. Кроме того, высокая степень сжатия в дизелях, характеризующаяся значительным компрессионным сопротивлением, создает дополнительное препятствие работе системы пуска (стартера или пускового двигателя), и при запуске трудно раскрутить коленчатый вал до нужной частоты.

Для устранения описанных причин затрудненного пуска дизелей применяются такие конструкторские решения, как предварительный подогрев воздуха во впускном трубопроводе с помощью специальных электронагревательных свечей, а также декомпрессоры — устройства, снижающие компрессию двигателя в момент раскручивания коленчатого вала перед пуском двигателя. Декомпрессоры обычно открывают клапана (впускной, выпускной или оба), что облегчает стартеру раскручивание коленчатого вала до нужной частоты, а после отключения декомпрессора двигатель запускается.

Кроме того, декомпрессор может быть использован для аварийной остановки двигателя в случае необходимости — снижение компрессии в цилиндрах исключает возгорание горючей смеси, и дизель глохнет.

Конструктивно декомпрессор представляет собой систему тяг и рычагов с ручным или электромагнитным приводом, воздействующих на штанги толкателей и открывающих клапаны ГРМ.

В условиях очень низких температур для облегчения пуска двигателя нередко применяют эфиросодержащие жидкости, впрыскиваемые в небольшом количестве во впускной тракт системы питания.

В холодное время года наиболее удобным и надежным средством облегчения пуска двигателей являются предпусковые подогреватели.

***

Автомобильные стартеры



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики




• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Зарядное устройство Ultracap 12 В, 800 пиковых ампер, и стартер двигателя

SC1591

Профессионалы доверяют 12-вольтовому зарядному устройству Ultracap от Schumacher и устройству запуска двигателя, чтобы выполнить свою работу как в магазине, так и в пути. Благодаря передовой технологии Ultracap и внутренней литиевой батарее, SC1591 дает пользователям возможность вынимать устройство из отсека, чтобы прыгнуть на транспортное средство. Пользователи также оценят высокую удельную мощность, быструю зарядку, дополнительную мощность запуска и превосходную надежность благодаря этой конструкции с двойным ультраконденсатором и литием. Портативный пусковой механизм Ultracap устройства имеет пиковый ток 800 ампер для мощного пуска от внешнего источника и может заряжаться от внутренней литиевой батареи для дополнительных пусков от внешнего источника.

Ultracaps обеспечивают значительные преимущества по сравнению с традиционными AGM и литиевыми пусковыми устройствами. Ультраконденсаторы SC1591 рассчитаны на более чем 10 000 циклов, в то время как AGM и литиевые пусковые устройства обычно рассчитаны на менее 1000 циклов. Ultracaps, в отличие от литиевых батарей, не будут повреждены при полной разрядке, а Ultracaps можно полностью зарядить за несколько минут, тогда как для зарядки литиевой батареи требуется от двух до четырех часов. А в экстремальных условиях ультраконденсаторы превосходят литиевые и AGM-стартеры, обеспечивая превосходный запуск при температуре -40°F или 140°F.

В дополнение к портативным возможностям запуска от внешнего источника, при подключении к сети переменного тока SC1591 обеспечивает запуск двигателя на 500 А, ускорение на 30 А и зарядку на 6 А. Режим повышения 30 А повышает напряжение и посылает заряд энергии в батарею, чтобы быстро вернуть к жизни глубоко разряженные батареи.

Независимо от того, используется ли устройство в домашнем гараже, профессиональном магазине или на выезде, зарядное устройство Ultracap на 12 В и стартер двигателя выдержат тяжелые нагрузки благодаря прочному стальному корпусу и прочным металлическим зажимам на 6 -футовые, 6-калиберные тросы. Кроме того, цифровой дисплей устройства, светодиодные индикаторы и кнопочное управление делают его простым в использовании и обеспечивают точное управление оператором.

Для максимальной надежности профессионалы выбирают зарядное устройство Schumacher SC1591 Ultracap 12 В и стартер двигателя.

Дополнительные характеристики:

• Совместим со стандартными, AGM, гелевыми батареями и батареями глубокого цикла
• Автоматически контролирует и поддерживает аккумулятор после полной зарядки
• Ультраконденсаторы рассчитаны на 10 000 циклов/10-летний срок службы по сравнению с менее чем 1 000 циклов для литиевых и AGM пусковых устройств

.

• Микропроцессорное управление для более быстрой, безопасной и интеллектуальной зарядки
• Многоступенчатая зарядка повышает точность, безопасность и срок службы батареи
• Контроль плавающего режима автоматически поддерживает оптимальный заряд батареи
• Защита от обратного включения
• Съемный сетевой шнур
• Зажимы с цветовой маркировкой
• Гарантия на один год

В комплект поставки входят: устройство Schumacher SC1591 Ultracap Jump Starter/зарядное устройство/стартер двигателя (1), съемный сетевой шнур переменного тока (1) и руководство пользователя (1).

Бесплатно

Рекомендуемая производителем розничная цена:

Технические характеристики изделия

Вес: 20 фунтов

Ширина: 12,5 дюймов

Глубина: 14 дюймов

Высота: 10,75 дюймов

Сертификаты безопасности: UL/cUL

Standard, deep-gel

Тип:

Аккумулятор

Lifestyles: Hobby Garage

Pro/Consumer: Pro

НОВОСТИ

Получайте последние обновления прямо на свой почтовый ящик.

Корпорация Хиллиард | Стартер двигателя Дивизион

Корпорация Хиллиард | Отдел запуска двигателей

(607) 733-7121

Корпорация Hilliard является производителем приводов муфты стартера, электрических стартеров в сборе, гидравлических стартеров в сборе и пневматических стартеров для использования в авиационных производных промышленных турбинах и поршневых двигателях.

Пусковые конструкции и оборудование Hilliard используются во всем мире на рынках трубопроводов, производства электроэнергии и судовых двигателей. Накоплен большой опыт работы с двигателями и вспомогательными коробками передач General Electric, MAN Diesel & Turbo, Peter Brotherhood, Pratt & Whitney, Siemens и Solar. Новые конструкции приложений могут быть разработаны за счет комбинации доступных структур пускателя двигателя и модулей муфты свободного хода.

Продукция »

Обгонная муфта стартера

Высокоскоростная обгонная муфта стартера Hilliard обеспечивает принудительное зацепление и высокий крутящий момент при необходимости. Обладая уникальной конструкцией роликовой рампы, сцепление при включении передает мощность через прецизионно обработанный узел кулачка и ролика, соединенный с первичным валом. Шариковый подшипник на каждом конце каркаса безопасности поддерживает и выравнивает кулачок относительно ведущего (выходного) вала.

Приложения

Морское судоходство — Передача природного газа по трубопроводу — Нефть и газ — Производство электроэнергии — Турбинные двигатели

Документы

Высокоскоростной привод стартера Hilliard (брошюра)

Начало работы »

Узел гидравлической муфты

Типы с переменным и постоянным рабочим объемом. Крепление SAE, шлицевые валы. Типичное рабочее давление до 5000 фунтов на кв. дюйм (350 бар). Высокоскоростная работа. Высокая эффективность пускового момента. Разные размеры для разных применений. Подходит для открытых и закрытых цепей. В комплект поставки входит обгонная муфта.

Применение

Морское судоходство — Транспортировка природного газа по трубопроводу — Нефть и газ — Производство электроэнергии — Турбинные двигатели

Начало работы »

Электростартер в сборе

Питание 24 В постоянного тока. Электромагнитный привод Positork. Выходной крутящий момент до 80 футофунтов. Шлицевой выход для газовых турбин. Монтажный фланец SAE 3, многопозиционный. Направление вращения по часовой и против часовой стрелки.

Применение

Судоходство/судоходство — Трубопроводная передача природного газа — Нефть и газ — Производство электроэнергии — Турбинные двигатели

Начало работы »

Пневматический пусковой узел

Работает на любом сжатом газе (0-220 фунтов на кв.