Устройство и работа карбюраторных двигателей

 

Введение

Автомобиль  – самое распространенное в современном  мире механическое транспортное средство.

На заре автомобилизации непременным атрибутом  автомобилиста был «кривой стартер» - изогнутая пусковая рукоятка. Довольно быстро на помощь водителю пришло электричество  – раскручивать ДВС стал небольшой, но сильный электромотор, который  с тех пор стал основным пожирателем  амперов из аккумуляторной батареи. Но главное осталось неизменным: чтобы пустить мотор, его нужно предварительно раскрутить.   В настоящее время происходит интенсивное совершенствование конструкций транспортных средств, повышение их надежности и производительности, снижение эксплуатационных затрат, повышение всех видов безопасности. Осуществляется более частое обновление выпускаемых моделей, придание им более высоких потребительских качеств, отвечающих современным требованиям.                                                       

Широкое применение находят электрические  системы пуска и воздушный, или  цилиндровый пуск. Менее распространены пусковые устройства с вспомогательным  двигателем внутреннего сгорания. Ручной пуск, пуск пневмостартером и инерционным стартером встречаются сравнительно редко.

Электрические системы пуска с питанием от аккумуляторной батареи удобны в эксплуатации и  требуют минимальных затрат на обслуживание; в этом их главные преимущества.

Своевременно  проведенный Т.О. и ремонт продлевает срок службы агрегата и автомобиля в целом.

 

 

 

1.Технологическая  часть

1.1.Назначение, устройство и принцип работы  стартера

На автомобильных, тракторных и транспортных двигателях используются предназначенные только для пуска электрические двигатели  постоянного тока с последовательным возбуждением – электростартеры. Крутящий момент с вала электростартера предается  на коленчатый вал двигателя посредством  шестерни, которая во время пуска  вводится в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя.

Стартеры  бывают с дистанционным приводом и с не дистанционным.

 Устройство

Основными частями стартера (рис.1) являются: корпус, якорь с обмотками и коллектором, две крышки, щетки и щеткодержатели.

В связи  с потреблением стартером значительной силы тока (до 900 А) обмотки возбуждения  и якоря выполнены из толстого провода. Четыре секции обмотки возбуждения  включены последовательно обмоткам якоря двумя параллельными ветвями  по две обмотки возбуждения в  каждой. Щетки для лучшей проводимости сделаны меднографитными. Две щетки соединены с массой, а две – с обмотками возбуждения. Закрепленные в щеткодержателе щетки прижимаются к коллектору пружинами. Для приведения во вращение коленчатого вала двигателя стартер оборудован приводом, соединяющим вал стартера с зубчатым венцом маховика. Стартер включают при помощи выключателя зажигания. Работа стартера основана на взаимодействии магнитных полей обмоток возбуждения и якоря при прохождении по ним электрического тока.

Привод  стартера должен обеспечивать соединение шестерни стартера с венцом маховика только на время пуска двигателя. После пуска вал стартера должен немедленно отключаться, в противном  случае венец маховика будет вращать  якорь стартера с очень большой  частотой и витки обмотки якоря могут под действием центробежной силы выйти из пазов.

 

 

 

 

 

Рис. 1 Детали стартера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На изучаемых  автомобилях применяют стартер  с дистанционным управлением  и электромагнитным включением ( рис.2). Привод состоит из реле включения, тягового реле с двумя обмотками – втягивающей и удерживающей, рычага с вилкой, кольца, пружины, шлицованной втулки и муфты. Втягивающая обмотка включена последовательно обмотке якоря, а удерживающая – параллельно.

Муфта свободного хода состоит (рис.3) из ведущей обоймы, перемещающейся на шлицах вала, и ведомой  обоймы с шестерней и четырьмя клинообразными выемками. В клинообразных  выемках помещены ролики с пружинами. Вращение ведущей обоймы вызывает перемещение  роликов в узкую часть выемки и заклинивание ведомой обоймы на ведущей. Если вращать по ходу ведомую  обойму относительно ведущей, то ролики перемещаются в более широкую часть выемок и ведомая обойма будет свободно вращаться на ведущей.

Работа

Для включения  стартера необходимо повернуть ключ зажигания вправо до отказа, при  этом замыкается цепь обмотки реле включения. Созданное обмоткой реле магнитное поле проводит к замыканию контактов реле, в результате втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле включаются в электрическую цепь. Под действием магнитного поля обмоток втягивается сердечник тягового реле и рычагом, связанным с ним, вводит в зацепление шестерню привода с венцом маховика. Одновременно медный контактный диск на другом конце стержня после включения шестерни замкнет силовую электрическую цепь стартера.

При повороте ключа зажигания в исходное положение  цепь удерживающей обмотки размыкается, и сердечник тягового реле, а с  ним рычаг и медный диск включения вернутся в исходное положение, стартер выключится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Схема  включения стартера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3 б - Муфта  свободного хода; в -  ролики и толкатели; г – работа муфты свободного хода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Неисправности стартера

К основным неисправностям стартера относятся  ослабление крепления подводящих проводов, изнашивание или загрязнение  щеток и коллектора, окисление  контактов выключателя, обрыв или  замыкание в обмотках, изнашивание  деталей муфты свободного хода и  зубьев шестерни. Эти неисправности  приводят к тому, что стартер не работает совсем, не развивает нужные частоту вращения и мощность, при  выключении якорь стартера вращается, а коленчатый вал неподвижен, создается  сильный шум при включении  и работе стартера.

При включении  стартер не работает совсем, характерных щелчков тягового реле не прослушивается. Для выявления причин нужно выключить фары и стартер. Если при выключении стартера накал ламп не будет изменяться, это указывает на плохой контакт или обрыв в цепях вспомогательного реле либо в цепи основного рабочего тока стартера.

Если  накал ламп сильно уменьшается, то вероятной  причиной может быть плохое состояние  аккумуляторной батареи или нарушение  контакта в ее клеммных соединениях, а также неисправность электродвигателя стартера. Места плохого контакта в электрических цепях и обрыва определяются последовательным подключением контрольной лампы в указанных электрических цепях. При необходимости надо проверить степень заряженности аккумуляторной батареи. Если при включении стартера прослушиваются характерные щелчки, это означает, что тяговое реле неисправно.

При включении  стартера коленчатый вал проворачивается  очень медленно. Наиболее частыми причинами этого являются недостаточная заряженность аккумуляторной батареи, окисление и (или) ослабление крепления контактов рабочей электрической цепи стартера или пробуксовка роликовой муфты свободного хода. При исправной аккумуляторной батарее стартер необходимо снять для проверки и устранения неисправностей.

При включении  стартера якорь вращается, а маховик  неподвижен. Причинами этой неисправности  могут быть пробуксовка муфты  свободного хода, выпадение ости или  поломка рычага муфты, поломка поводкового  кольца муфты или буферной пружины.

Сильный шум при включении и работе стартера возможен при ослаблении его крепления, обрыве удерживающей обмотки втягивающего реле, поломке зубцов шестерен привода и венца маховика.

Сильный шум после пуска двигателя  означает, что стартер не выключается. Необходимо быстро заглушить двигатель, отключить аккумуляторную батарею, проверить состояние зубцов шестерни привода и обмоток втягивающего реле

 

Ремонт стартера

Включает  в себя проверку работоспособности  на стенде, разборку, проверку деталей  и сборку.

Проверка  стартер производится на специальном  стенде в режиме холостого хода и  под нагрузкой. Электрическая схема  включения стартера при проверке приведена на (рис.4). Соединительные провода к батарее и амперметру должны иметь сечения не менее  16 мм. При подводимом напряжении 12 В стартер должен на холостом ходу потреблять ток в пределах 70…85 А, а частота вращения якоря должна быть в пределах 5000 оборотов в минуту.

Повышенный  потребляемый ток, пониженная частота  вращения, а также шум во время  работы свидетельствуют об электрических  или механических неисправностях. Уменьшенный  потребляемый ток и пониженная частота  вращения якоря при нормальном напряжении на клеммах стартера свидетельствуют  о нарушении контактов в соединениях  проводов или в щеточном узле.

Для испытания  стартера под нагрузкой в режиме полного торможения на шестерню привода  надевают зажимное приспособление с  рычагом,

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 Схема  включения при испытании стартера:

1 – рычаг; 2 – динамометр; 3 –  стартер; 4 – втягивающее реле  стартера; 5 – выключатель; 6 – вольтметр; 7 – указатель тока; 8 – шунт  указателя тока; 9 – аккумуляторная  батарея.

 

 

 

 

 

 

 

соединенное с динамометром, и определяют тормозной момент. Для этого производится кратковременное включение стартера и измерение развиваемого им усилия по шкале динамометра. При умножении измеренной динамометром величины усилия на длину плеча рычага определяют развиваемый стартером крутящий момент, который должен соответствовать паспортным данным стартера.

Разборка  стартера производится в следующем  порядке:

• Отсоединить от втягивающего реле вывод катушки возбуждения и снять его, отсоединив от крышки;
• Вывернуть стяжные болты, снять крышку со щетками вынуть щетки из щеткодержателей со стороны коллектора;
• Разъединить корпус с передней крышкой и вынуть якорь в сборе с муфтой свободного хода;
• Снять муфту свободного хода, для чего необходимо сдвинуть ограничительное кольцо в сторону привода и удалить из проточки вала якоря стопорное кольцо.

После разборки все детали следует промыть и  продуть сжатым воздухом и произвести их проверку.

Проверка  деталей стартера на замыкание производится при помощи индикатора и источника  питания или автотестера. При обнаружении замыкания по загоранию лампы индикатора дефектная деталь подлежит замене.

Якорь стартера не должен иметь механических повреждений  шлицев и повышенного износа коллектора. При значительной шероховатости  и износе коллектора его протачивают  и зачищают мелкозернистой шлифовальной шкуркой.

Замкнутые катушки возбуждения можно заменить, отвернув при помощи пресс-отвертки винты их крепления к корпусу стартера. При заворачивании винтов при сборке их головки зачеканивают во избежание самопроизвольного отворачивания.

Муфта свободного хода проверяется по проворачиванию ее шестерни на ступице: шестерня должна свободно проворачиваться относительно ступицы в одну сторону и не проворачиваться в другую сторону. Зубья шестерни не должны иметь следов выкрашивания и сколов. Небольшие забоины на заходной части шестерни можно удалить шлифовкой мелкозернистым шлифовальным кругом.

Крышки  стартера не должны иметь сколов и  трещин, изношенные втулки вала якоря  перепрессовываются.

Щетки должны свободно перемещаться в щеткодержателях  и при повышенном износе их необходимо заменить. Высота щеток должна быть не менее 9 мм у стартера автомобиля ЗАЗ-1102 и не менее 12 мм – у стартеров остальных легковых автомобилей.

Сборка  стартера осуществляется в порядке, обратном разборке. Винтовые шлицы  вала якоря при сборке необходимо смазать моторным маслом, а втулки якоря и шестерню привода –  смазкой Литол-24. При сборке осуществляется регулировка осевого перемещения  вала якоря подбором количества и  толщины регулировочных шайб, устанавливаемых  на передней или задней шейках вала якоря. После сборки проверяют правильность регулировки привода по расстоянию между торцом шестерни муфты свободного хода и ограничительным кольцом  ее хода.

 

Техническое обслуживание стартера

Заключается в периодической подтяжке креплений  проводов и очистке наружных поверхностей от загрязнений.

Для обеспечения  надежной работы стартера рекомендуется  через каждые 45 000 км пробега, а при необходимости и раньше, снимать его с автомобиля для очистки и проверки состояния его деталей и смазки. При этом производится зачистка коллектора и при необходимости замена изношенных щеток, а также регулировка привода и осевого перемещения вала якоря.

1.3. Технологическая карта разборки  стартера

1. Отсоединить провод от втягивающего реле стартера (рис.5)
2. Отвернуть одну шпильку и три болта крепления стартера, снять его и произвести частичную разборку;
3. Отвернуть гайку и снять перемычку, соединяющую реле и корпус;
4. Отвернуть гайки на крышке со стороны коллектора;
5. Отогнуть замковые шайбы и отвернуть болты снять крышку со стороны коллектора;
6. Отвернуть винты, крепящие зажимы обмотки и щетки и  к траверсе и снять щетки и траверсу;
7. Отвернуть винты и снять тяговое реле в сборе;
8. Отогнуть замковые шайбы и отвернуть болты снять крышку стороны привода;
9. Вынуть из крышки привод, рычаг затем держатель подшипника, щеточно – коллекторный узел с якорем из корпуса с обмоткой возбуждения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5 Разборка стартера.