Передаточное отношение стартер - двигатель.

Стартер с редуктором

Параметром, определяющим рациональное согласование мощностной характеристики электропускового устройства с пусковыми характеристиками ДВС, является передаточное число /_дс привода от стартера к двигателю. Этот параметр оказывает влияние на угол наклона механической характеристики стартерного электродвига­теля, приведенной к коленчатому валу ДВС. Для каждого двигателя и заданных условий пуска существуют оптимальные передаточные числа, при которых наилучшим образом используются мощностные характеристики пускового устройства. Однако при безредукторной

передаче передаточное число /_дс может быть не более 16, что огра­ничивается условиями механической прочности ведущей шестерни стартера.

С другой стороны, увеличение передаточного числа позволяет уменьшить размеры и соответственно массу электродвигателя стартера, так как эти параметры изменяются обратно пропорцио­нально частоте вращения вала. Последние годы одним из главных направлений совершенствования систем пуска является уменьше­ние массы активных материалов, стоимость которых составляет около 50% себестоимости стартера. При этом, помимо использова­ния таких известных методов, как замена медных проводов обмоток на более легкие алюминиевые и уменьшение габаритов за счет применения изоляции более высокого класса нагревостойкости, все более широко стали применяться высокооборотные малогабарит­ные стартерные электродвигатели с встроенным редуктором.

На рис. 2.20 в качестве примера показана зависимость массы ак­тивных материалов т_а от расчетной номинальной частоты вращения п ротора стартерного электродвигателя мощностью 1,4 кВт. Общая масса стартера т_с зависит от его номинальной мощности Р_с (рис. 2.21). При этом преимущества стартеров с редуктором проявляются, начиная с мощности примерно 1 кВт. Для маломощных стартеров, устанавливаемых на карбюраторных ДВС с небольшим рабочим объемом, применение редуктора не сокращает общую массу т_с. Для них целесообразно применение непосредственного привода.

В конструкциях стартеров с редуктором между ротором электро­двигателя и шестерней, сидящей на выходном валу стартера, встраивается редуктор, понижающий частоту вращения в 3...4 раза. При этом частота вращения вала электродвигателя может быть повышена до 15 ООО... 20 ООО мин"¹ в режиме холостого хода. Блок электродвигателя представляет собой механизм с малыми разме­рами, высокой частотой вращения и низким моментом.

Конструктивно редукторы могут быть выполнены простыми ряд­ными с внешним или внутренним зацеплением (рис. 2.22), а также планетарными. Наиболее перспективным является так называемый планетарный редуктор Джемса (рис. 2.23), применяемый для передачи движения с небольшими замедлениями (5...7). Его достоинст­вами является симметричность передаваемых усилий, компакт­ность и высокий КПД, превосходящий КПД соответствующих про­стых редукторов (см., например, рис. 2.22). Передаточное число такого редуктора

 

 

 

 

 

Рис. 2.22. Стартер с редуктором внутреннего зацепления:

1 - передняя крышка; 2- приводной рычаг, 3 и 4 - соответственно якорь и обмотки тягового реле; 5 - контактный диск; 6- обмотка возбуждения;

7- щетка; 8 - подшипник; 9 - коллектор; 10- якорь электродвигателя;

11 - ведущая шестерня редуктора; 12- ведомое зубчатое колесо с внутренним зацеплением; 13 - роликовая муфта свободного хода; 14 - шестерня привода; 15- вал привода

Рис. 2.23. Стартер с планетарным редуктором и возбуждением от постоянных магнитов:

 

1 - передняя крышка; 2 - приводной рычаг; 3 - якорь тягового реле;

4 - тяговое реле; 5 - коллектор электродвигателя; 6- корпус подшипника; 7- щетка; 8 - постоянные магниты; 9 - якорь; 10 - первичный вал и ведущая шестерня редуктора; 11 ~ зубчатое колесо-сателлит; 12 - водило;

13 - неподвижное центральное зубчатое колесо с внутренним зацеплением; 14 - муфта свободного хода; 15- шестерня привода

 

где и z_B — число зубьев соответственно центрального неподвижного колеса 13 (см. рис. 2.23) и ведущей шестерни 10.

Стартер применяется на легковых автомобилях с бензиновыми двигателями с с объёмом до 5 литров или дизельными с объемом до 1,6 литра. Стартер имеет меньшие размеры и на 40% меньшую массу чем традиционные стартеры, спроектированные для тех же целей и обеспечивает эквивалентную или большую мощность.

Рис. 2.24. Стартер Bosch модели DW:

1 - крышка со стороны привода; 2 - шестерня привода; 3 - тяговое реле;

4- клемма; 5- крышка со стороны коллектора; 6- щеткодержатель с графитными щетками; 7- коллектор; 8- якорь; 9- постоянные магниты;

10 - статор (корпус); 11 - планетарный редуктор; 12- приводной рычаг;

13 - механизм привода

На рис. 2. 24 представлен стартер Bosch модели DW со встро­енным редуктором и возбуждением от постоянных магнитов, а на рис. 2.25 отдельно его якорь с планетарным механизмом.

Особенностями конструкций стартеров с редукторами являются: малые размеры и масса электродвигателя; уменьшение нагрузки на аккумуляторную батарею при пуске ДВС в связи с применением электродвигателя с малым моментом (малые разрядные токи); по­вышение возможностей пуска двигателя при низких температурах; снижение выходной мощности при малых нагрузках; более тяжелые условия работы муфты свободного хода, повышенный шум из-за высокой частоты вращения вала электродвигателя и наличия ре­дуктора; тяжелые условия работы щеточно-коллекторного узла электродвигателя в связи с большой скоростью коммутации.

Применение стартеров с редукторами потребовало в значитель­ной степени изменить технологию их изготовления. В частности, для увеличения механической прочности быстровращающихся частей стали применять более прочную изоляцию обмоток якоря, за менять пайку соединений в главных цепях сваркой, точно балансировать вращающиеся части и т. п.

Рис. 2.25. Якорь и планетарный редуктор стартера Bosch модели DW:

1 - вал водила планетарной передачи с винтовыми шлицами;

2 - зубчатое колесо с внутренним зацеплением;

3 - планетарные шестерни (сателлиты);

4 - солнечное колесо на валу якоря; 5 - якорь; 6 – коллектор