Стартер является основной частью системы пуска. Он представляет собой электродвигатель постоянного тока, который питается от аккумуляторной батареи. Именно стартер и обеспечивает крутящий момент необходимой величины для обеспечения пусковой частоты вращения коленчатого вала.
Включение стартера происходит с помощью тягового реле. В момент пуска происходит соединение стартера с маховиком двигателя, а после пуска — их разъединение. Для повышения величины крутящего момента обмотки стартера (обмотка якоря и обмотка возбуждения) соединяются последовательно, что приводит к увеличению создаваемого магнитного поля; применяется понижающая зубчатая передача соединения коленчатый вал — вал стартера.
Принцип работы стартера следующий: при срабатывании выключателя (управление из кабины водителя) ток поступает к обмотке тягового реле, в результате происходит втягивание внутрь обмотки сердечника электромагнита. Это перемещение через рычаг приводит к соединению стартера с маховиком (шестерня привода стартера входит в зубчатое зацепление с венцом маховика). При полном зацеплении обеспечивается поступление тока от аккумуляторной батареи к обмоткам стартера, якорь начинает вращаться, и крутящий момент передается к коленчатому валу. После того как двигатель запущен, выключатель разрывает цепь, ток к обмотке тягового реле перестает поступать, пружина возвращает механизм в исходное состояние (разъединяет зубчатое соединение шестерни привода с венцом маховика).
В настоящее время широко применяются стартеры с дистанционным управлением, принудительным включением, питающиеся напряжением 12 В. К таким стартерам относится стартер СТ230-А1, который устанавливается, например, на двигателях ГАЗ—3302, —3307. Его номинальная мощность 1,5 кВт, развивает максимальный крутящий момент величиной 22,5 Н·м. Другие стартеры аналогичны ему по устройству.
Стартер СТ230-А1 состоит из электродвигателя постоянного тока, тягового реле, механизма привода.
Электродвигатель постоянного тока состоит из основных частей, показанных на рис. 36: 1 - шайба для регулирования перемещения вала якоря в осевом направлении; 2 - упорное кольцо для удержания регулировочной шайбы; 3 - шестерня; 4 - роликовая муфта; 5 - буферная пружина; 6 - поводковая муфта; 7 - обмотка якоря, уложенная в пазы сердечника якоря; 8 - якорь, состоящий из вала (вращается в трех скользящих подшипниках, запрессованных в крышки 13 и 30 и промежуточную опору), сердечника (из покрытых лаком отожженных стальных пластин), обмотки и коллектора; 9 - корпус, к которому винтами крепятся четыре полюсных сердечника, и сердечник и корпус изготавливаются из мягкой низкоуглеродистой стали; 10 - катушки обмотки возбуждения, установленные на сердечниках, обмотка возбуждения состоит из двух параллельных ветвей (каждая ветвь содержит две последовательно соединенные катушки из медного провода прямоугольного сечения) и включена последовательно обмотке якоря: два конца ветвей обмотки присоединены к двум изолированным щеткодержателям, а два других соединенных конца подсоединены к клемме контактного болта 16; 12 - кожух, закрывающий полость корпуса со стороны щеткодержателя, с прокладкой 11 из резины; 13 - крышка с окнами для доступа к щеткам, со стороны коллектора стальная; 14 - коллектор якоря, к изолированным медным пластинам которого припаяны концы обмотки якоря; 15 - медно-графитовые щетки, закреплены в четырех щеткодержателях и прижаты к коллектору пружинами; два щеткодержателя изолированные (к ним присоединены два конца ветвей обмотки возбуждения), а два других щеткодержателя соединены с «массой» (корпусом); 27 - крышка механизма привода стартера; 29 - промежуточная опора, предохраняющая якорь от прогиба; 30 - чугунная крышка с фланцем для крепления стартера к картеру маховика.
[Данные предоставлены сайтом mazbook]
Рис. 36. Электродвигатель постоянного тока
Тяговое реле состоит из следующих основных частей (рис. 36): 17 - контактный болт; 18 - пружина штока, удерживает контактный диск в исходном положении при разомкнутых контактах; 19 - пластмассовая крышка; 20 - контактный диск штока, установлен между двумя пружинами, обеспечивает замыкание цепи рабочего хода стартера, сопровождающееся закорачиванием втягивающей обмотки реле (в это время магнитное поле удерживающей обмотки удерживает якорь во втянутом состоянии, якорь начинает вращательное движение, двигатель запускается); 21 - втягивающая и удерживающая обмотки, наматываются сверху на латунную трубку сначала втягивающая, а затем на нее удерживающая; общий конец обмоток соединяется с выводом на крышке реле, второй конец втягивающей обмотки соединен с контактным болтом 17, а второй конец удерживающей обмотки соединен с корпусом; 22 - кожух, закрывает обмотки реле и является магнитопроводом; 23 - стальной якорь (якорек), свободно перемещающийся в латунной трубке, при включении стартера под действием магнитного поля обмоток втягивается в трубку; 24 - возвратная пружина, возвращающая якорь в исходное положение при выключении стартера; 25 - палец, передающий движение якоря (при втягивании) далее на рычаг 26, который воздействует на поводковую муфту, буферную пружину, в результате происходит перемещение роликовой муфты, обеспечивающее полное соединение шестерни с зубчатым венцом маховика; 28 - ось.
Сила тока при пуске двигателя равна 550—600 А, на холостом ходу 70—80 А.
Основной частью механизма привода является муфта свободного хода, передающая крутящий момент от вала стартера на зубчатый венец маховика и предотвращающая передачу вращения от маховика на вал стартера после пуска, т.е. не допускает разнос якоря (выброс проводов из пазов сердечника).
Основными частями роликовой муфты свободного хода являются:
- шлицевая направляющая втулка, которая устанавливается на шлицах вала якоря;
- ведущая обойма, укрепленная на втулке и имеющая четыре клиновидных паза;
- ролики с плунжерами, установленные в клиновидных пазах обоймы; при пуске ролики заклиниваются в узкой части клиновидных пазов; их расклинивание происходит после пуска двигателя, когда при вращении обойма начинает отставать от ступицы (т. к. частота вращения шестерни привода больше, чем частота вращения вала стартера);
- нагруженные пружины, с помощью которых плунжеры зажимают ролики между ступицей и обоймой;
- ступица, изготавливается как одно целое с шестерней.
Система пуска дополняется различными средствами облегчения пуска, обеспечивающими надежный пуск при неблагоприятных условиях (при температуре до —30°C). Для работы при низких температурах дизеля снабжаются электрофакельным предпусковым устройством.
Электрофакельное предпусковое устройство включает факельные свечи (например, на ЗИЛ-645 имеется две факельных свечи, вворачиваемые в отверстия впускных коллекторов двигателя), которые устанавливаются во впускном газопроводе, электромагнитный топливный клапан, реле (термореле и шунтирующее), выключатель.
Подача топлива через топливный клапан происходит при включенном электрофакельном устройстве после того, как ток при нажатии выключателя через термореле (через его добавочное сопротивление) подается к свечам, при этом происходит накаливание электроспирали свечи. Через 1—2 мин контакты термореле замыкаются, и ток подается на топливный клапан, в результате клапан открывается.
Электрофакельное устройство, кроме облегчения пуска, способно ускорять начало работы двигателя и предохранять аккумуляторы от перегрузок при пуске.