1. Характеристики

Чтобы завести на морозе карбюраторный двигатель, его коленчатый зал надо вращать счастотой от 50 мин^–1 до 100 мин^–1, а для дизеля эта частота составляет от 80 мин^–1 до 150 мин^–1.

Рис. 3.3. Изменение момента сопротивления ДВС прокрутке от температуры.

Момент сопротивления прокрутке и требуемая для пуска частота вращения зависят от процесса сгорания (дизельного или карбюраторного), типа двигателя, его рабочего объема, числа цилиндров, степени сжатия, трения в подшипниках, моторного масла и температуры.

С понижением температуры воздуха растут момент сопротивления прокрутке и требуемая для пуска частота вращения, иными словами, увеличивается необходимая для прокрутки коленвала ДВС пусковая мощность. Одновременно возрастает внутреннее сопротивление аккумулятора. В результате уменьшается разрядный ток аккумуляторной батареи, а вместе с ним развиваемая стартером мощность. Поэтому пусковая мощность стартера и частота вращения коленвала при прокрутке ДВС тем меньше, чем ниже температура, что, прямо противоположно желаемому.

Максимальная пусковая мощность стартера, развиваемая при пуске холодного двигателя, обратно пропорциональна сумме всех сопротивлений в системе пуска. Поэтому для получения необходимой мощности должны быть уменьшены, до минимально возможных сопротивление аккумулятора, подводящих проводов и стартера, а также фрикционные и магнитные потери. Из этого проистекают следующие критерии расчета:

• минимум сопротивления аккумулятора, реализуемый применением стартерной батареи с улучшенными характеристиками;

• минимум сопротивления проводов, достигаемый увеличением их поперечного сечения;

• минимум сопротивления стартера, достигаемый уменьшением числа проводников обмотки якоря и снижением падения напряжения на щеточном контакте, достигаемый повышением доли меди в материале щеток и улучшением коммутации путем применения двухкомпонентных щеток.

Притой же мощности электромеханическая характеристика электродвигателя стартера с магнитоэлектрическим возбуждением имеет момент в точке короткого замыкании и частоту вращения в точке холостого хода меньше, чем в варианте с электромагнитным возбуждением. Это оказывает негативное влияние на начальный момент прокрутки холодного двигателя, так как уменьшается момент, развиваемый стартером, а снижение частоты вращения вала стартера на холостом ходу уменьшает его возможность помогать ДВС набрать необходимые обороты для устойчивой работы на холостом ходу (ДВС работает на вспышках и после выключения стартера глохнет).

Рис. 3.4. Электромеханические характеристики электродвигателя (ЭД) стартера

с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением

– ток короткого замыкания;– ток холостого хода;– момент короткого замыканияЭД стартера с электромагнитным возбуждением;– момент короткого замыкания ЭД стартера с магнитоэлектрическим возбуждением;– обороты холостого хода ЭД стартера с электромагнитным возбуждением;– обороты холостого хода ЭД стартера с магнитоэлектрическим возбуждением.

2. Тяговое реле стартера

При рассмотрении системы управления электростартерным пуском видно, что основным элементом системы является тяговое реле стартера, выполненное на базе электромагнита постоянного тока.

Реальным путем повышения надежности работы системы управления электростартерным пуском является применение схемы форсировки пускового тока тягового реле. Для повышения тягового усилия электромагнита реле целесообразно кратковременно повысить намагничивающую силу катушки в момент включения и уменьшить намагничивающую силу после втягивания якоря. В современных конструкциях стартеров наибольшее применение нашли двухобмоточные электромагниты с форсировкой и параллельным включением обмоток. Преимущественное распространение двухобмоточных электромагнитов в тяговых реле стартеров обусловлено теми выгодами, которые дает повышение плотности тока во втягивающей обмотке в части увеличения эксплуатационной надежности системы управления и снижения расхода материалов при производстве реле. В двухобмоточном электромагните, благодаря наличию низкоомной втягивающей обмотки, по которой в момент включения протекает большой пусковой ток, суммарная величина намагничивающей силы удерживающей и втягивающей обмоток, включенных согласно, резко возрастает. После замыкания контактов, втягивающая обмотка отключается (закорачивается) и удержание якоря во включенном положении осуществляется намагничивающей силой одной, сравнительно высокоомной, удерживающей обмотки. В момент включения к катушке электромагнита подводится мощность в несколько раз больше той, которая потребляется в режиме удержания во включенном положении. Однако кратковременное повышение мощности возможно, поскольку значение плотности тока втягивающей обмотки, работающей только в момент включения, может превышать допустимое для удерживающей обмотки, ток в которой протекает в течение всего периода пуска ДВС. Возможность повысить плотность тока позволяет снизить расход медного провода при изготовлении реле, уменьшить его габариты. Работа контактов замка зажигания существенно облегчается, т.к. выключение цепи, происходит при величине тока, определяемой только током удерживающей обмотки. Облегчается и тепловой режим катушки реле, т.к. потребляемый удерживающей обмоткой ток во включенном положении значительно меньше суммарного тока двух обмоток, необходимый для срабатывания реле.