26.3. Стартеры
Двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на автомобилях, автобусах, тракторах, мотоциклах, не имеют пускового момента. Для начала самостоятельной работы такого двигателя необходимо сообщить ему определенную начальную или пусковую частоту вращения, т. е. запустить двигатель. Пусковая частота вращения зависит от типа двигателя: 40 — 70 об/мин — для карбюраторных двигателей и 100 — 200 об/мин — для дизельных. В качестве пусковых устройств используются преимущественно электрические стартеры прямого действия.
Электрический стартер представляет собой устройство, состоящее из двигателя постоянного тока, механизма сцепления — рас-
цепления, редуктора и аппаратуры управления. Механизм сцепления — расцепления и редуктор обычно называют приводом стартера.
В качестве источника энергии для питания стартера используются аккумуляторные батареи специального исполнения — так называемые стартерные аккумуляторные батареи (ГОСТ 959.0-84).
26.3.1. Особенности условий работы стартеров
Условия работы стартеров отличаются во многом от условий работы электрических машин общего назначения и от условий работы других АТЭМ.
В соответствии с государственными и отраслевыми стандартами на автотракторные двигатели и их системы пуска (ГОСТ 18509-80, ОСТ 37.001.052-75) стартер должен обеспечивать надежный пуск двигателя, т. е. запускать двигатель при использовании штатных аккумуляторных батарей, заряженных на 75%, не более чем за три попытки пуска продолжительностью 10 — 15 с каждая с интервалом между попытками 1 мин. Поэтому стартерные двигатели являются машинами кратковременного режима работы с длительностью (по ГОСТ 9944-77) 10 с для нормальных условий запуска и 15 — 20 с для запуска при пониженных температурах. Кратковременный цикл работы стартеров позволяет выполнить их высокоиспользованными — плотность тока в их обмотках достигает (19 -=- 30) • 106 А/м2, "под щетками - (80 -=-120)-10* А/м2, линейная нагрузка — (2 -н 5) • 104 А/м при мощности стартерного двигателя 0,7-9 кВт.
Условия высокого использования делают необходимым выбор рабочей точки вблизи максимальной мощности.
Стартерный двигатель работает с конкретным источником питания, причем соизмеримой с ним мощности и ограниченного запаса энергии. Это означает, что напряжение на выводах двигателя при разных нагрузках и разных состояниях источника различно.
Внутреннее сопротивление батареи обычно близко к сопротивлению стартера. Максимальная мощность в значительной степени зависит от внутреннего сопротивления батареи, а последнее зависит от номинальной емкости, температуры электролита и степени заряженности батареи. Поэтому согласно ГОСТ 9944-77 за номинальную (каталожную) мощность стартера принимают максимальную полезную мощность в кратковременном
режиме работы при питании от батареи, заданной ТУ на стартер емкости, при ее 100%-ной степени заряженности, при температуре электролита +25 °С, на первой попытке пуска без учета падения напряжения на участке сети от батареи до зажимов стартера.
Согласно техническим требованиям стартер должен обеспечивать запуск и при отрицательных температурах, и при неполной заряженности аккумулятора. Для оценки свойств стартера в более тяжелых условиях пуска вводят понятие пусковой мощности. Согласно ГОСТ 9944-77 за пусковую мощность принимают максимальную полезную мощность стартера в кратковременном режиме работы при питании от батареи, заданной ТУ емкости, при ее 75%-ной степени заряженности, температуре электролита —15 °С, в конце третьей попытки запуска* с учетом падения напряжения в сети (0,2 В на 100 А). Соотношение между пусковой и номинальной мощностями зависит от соотношения между емкостью батареи и мощностью стартера. В среднем можно принять, что типовая мощность на 30 — 40% меньше номинальной.
Стартеры работают на вполне конкретную нагрузку с заданной механической характеристикой. Чтобы максимально использовать двигатель стартера, т. е. обеспечить его работу вблизи точки максимальной мощности, механические характеристики стартерного двигателя и нагрузки согласуют путем выбора передаточного отношения редуктора.