Вспомогательные системы для запуска двигателя

Тема № 9. Система запуска двигателя ТВ2-117 (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4

Еще одним способом изменения напряжения, подаваемого к стартеру, является изменение схемы включения источников постоянного тока, например, аккумуляторных батарей. На рисунке 9.3,б видно, что при нижнем положении контактов (контактор К5 обесточено) батареи Ак1 и Ак2 включены параллельно. Так как напряжение на каждой из батарей равно 24 В, то к стартеру будет подавать такое же напряжение 24 В. При подаче напряжения на К5 контакты занимают верхнее положение — аккумуляторные батареи будут включены последовательно и к стартеру будет подаваться напряжение 24+24=48 В.

Рис. 9.3. Способы изменения напряжения, подаваемого к стартеру:

а)— включением добавочного сопротивления (Rд);

б)— изменением схемы включения аккумуляторных батарей (Ак1 и Ак2)

Для сохранения величины тока, проходящего через якорь стартера, включение стартера осуществляется через регулятор тока. На вертолете Ми-8 применен угольный регулятор тока РУТ-600Д.

РУТ-600Д обеспечивает поддержание постоянной мощности стартера при запуске двигателя. Регулятор включается в схему на I участке работы электродвигателя (стартера), когда по токовой обмотке 8 (рис. 9.4) протекает ток большой величины. Под действием магнитного поля, создаваемого током обмотки 8, якорь 3, преодолевая сопротивление пружины 4, сжимает угольный столбик 1. В результате этого по обмотке возбуждения стартера (ОВ) будет протекать ток определенной величины и создается магнитный поток. По мере возрастания скорости вращения увеличивается противоэлектродвижущая сила якоря стартера. Ток в цепи якоря будет уменьшаться (Iя¯), что приведет к уменьшению магнитного потока обмотки 8. Следовательно, якорь 3 будет сжимать угольный столбик 1 с меньшей силой, сопротивление столбика увеличится, а ток в цепи возбуждения стартера и магнитный поток уменьшатся. Это вызовет увеличение тока, проходящего через якорь стартера (Iя­), и скорости вращения ротора стартера.

Таким образом, регулятор тока РУТ-600Д, поддерживая потребляемый якорем стартера ток постоянным (Iя=const), поддерживает мощность стартера неизменной. Управляющая обмотка 7 и сопротивление 11 предназначены для коррекции тока якоря по напряжению источника питания. Стабилизирующая обмотка 6 обеспечивает устойчивую работу РУТ (без колебаний) при переходных процессах.

Регулятор тока может быть выключен из работы при замыкании контактов К7, при этом угольный столбик шунтируется и РУТ-600Д не влияет на работу стартера.

Рис. 9.4.Принципиальная электрическая (а) и конструктивная схемы регулятора тока:

1— угольный столбик; 2— упорный винт; 3— якорь; 4— пружина; 5— магнитопровод; 6— стабилизирующая обмотка: 7— управляющая обмотка; 8— токовая (рабочая) обмотка; 9— контактный винт; 10— электростартер; 11— регулировочное сопротивление

9.3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ СИСТЕМЫ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ТВ2-117

9.3.1. Общая характеристика системы запуска

Система запуска двигателей ТВ2-117 на вертолете Ми-8 обеспечивает:

— автоматический запуск на земле и в полете;

— холодную прокрутку ротора турбокомпрессора;

— прекращение процесса запуска.

Запуск может быть осуществлен:

а) от шести бортовых аккумуляторных батарей 12САМ-28;

б) от аэродромного источника питания;

При запуске двигателя ТВ2-117 принимать участие несколько систем:

При запуске от аккумуляторных батарей без их подзарядки разрешается производить не более 5 запусков. Продолжительность запуска при использовании аккумуляторных батарей не более 50 с, аэродромного источника питания — не более 40 с.

9.3.2. Агрегаты электрической системы, обеспечивающие запуск двигателя*

К агрегатам электрической системы (рис.9.5), участвующим в процессе запуска двигателей, относятся:

— стартеры-генераторы постоянного тока (ГС-18МО), по одному на каждый двигатель;

— пусковая панель (ПСГ-15), одна панель на оба двигателя;

— шесть аккумуляторных батарей (12САМ-28), разбитых на две группы (AK1 и АК2);

— две аэродромные розетки (ШРАП-500), обозначенные на рис. 9.5 AP1 и АР2;

— переключающие контакторы и блокировочные реле.

*Электрическая система запуска входит в состав более сложной системы электропитания и запуска (СПЗ-15). В данном пособии будет рассмотрено только ее работа при запуске двигателя

Размещение агрегатов СПЗ-15 см. на рисунке 15 приложения.

Рис. 9.5. Электрическая схема питания и запуска двигателя ТВ2-117 на вертолете Ми-8 (упрощенная):

AP1 и АР2— розетки аэродромного питания; AK1 и АК2— бортовые аккумуляторные батареи; ,K1 и К2— силовые контакторы; ПСГ-15— пусковая панель; Л1— световое табло «Автомат включен»;

1— автомат защиты сети «Зажигание»; 2— переключатель «Запуск — Холодная — прокрутка»; 3— переключатель выбора запускаемого двигателя; 4— кнопка «Запуск»; 5—кнопка «Прекращение запуска»; 6— агрегат зажигания; 7— запальная свеча; 8— реле включения клапанов подачи пускового топлива, продувки и регулятора тока; 9— контакт №1 агрегата КА-40; 10— стартер-генератор ГС-18МО; 11— электроклапан продувки; 12— электроклапан подачи пускового топлива;13 контакт №2 агрегата КА-40

(ДМР, РН— агрегаты, обеспечивающие питание бортовой сети вертолета постоянным током)

Рис. 9.6. Стартер-генератор ГС-18МО (разрез):

1 — фланец; 2 — шарикоподшипники; 3 — щит со стороны патрубка; 4 — клеммная панель; 5 — клеммные болты; 6 — щетки; 7 —коллектор; 8 — якорь; 9 — корпус; 10 — полюс; 11 —шунтовая обмотка возбуждения; 12 — щит со стороны привода; 13 — крыльчатка вентилятора; 14 — полный вал якоря; 15—приводной гибкий вал

Стартер-генератор ГС-18МО (рис. 9.6 и 9.7) представляет собой шестиполюсную электрическую машину постоянного тока с шунтовым возбуждением теплостойкого исполнения. Охлаждение стартера-генератора принудительное — от вентилятора вертолета, с полным напором охлаждающего воздуха на входе в патрубок стартера-генератора, не менее 400 мм вод. ст.

Стартер-генератор предназначен для раскрутки ротора турбокомпрессора двигателя при запуске. При раскрутке ротора стартер-генератор работает как электродвигатель постоянного тока (стартерный режим)

В стартерном режиме стартер-генератор ГС-18МО обеспечивает мощность на валу двигателя до 26 кВт. Направление вращения — левое.

Стартер-генератор установлен на задней крышке коробки приводов и связан с валом ротора компрессора зубчатой передачей.

Рис. 9.7. Стартер-генератор ГС-18МО (внешний вид)

Пусковая панель ПСГ-15 (см. рис. 9.5) предназначена для автоматического управления запуском двигателя вертолета. В системе СПЗ-15 панель обеспечивает запуск двигателей на земле и в полете, холодную прокрутку двигателя, ложный запуск и прекращение процессов запуска, как от аэродромных источников питания, так и от аккумуляторов, установленных на борту вертолета.

Панель представляет собой комплект элементов, размещенных на литом алюминиевом основании и закрытых штампованной алюминиевой крышкой, крепящейся к основанию винтами. Внутри панели смонтированы программный механизм (ПМЖ-2), регулятор тока (РУТ-600Д), добавочное сопротивление (Rд) и контакторы управляющие работой схемы (К6, К7).

Программный механизм ПМЖ-2 представляет собой моторное реле времени, предназначенное для управления процессом запуска по времени. Началом отсчета временной программы считается нажатие летчиком кнопки «Запуск». После этого включается в работу механизм ПМЖ-2 и в определенные моменты времени выдает в систему запуска электрические сигналы. Программный механизм состоит из следующих основных элементов (рис.9.8):

— электродвигателя постоянного тока (1), снабженного регулятором скорости вращения;

— редуктора (2), обеспечивающего вращение вала;

— профильных кулачков (3), жестко закрепленных на валу (4);

— рычагов (5), обеспечивающих включение и выключение микровыключателей в соответствии с профилем кулачков;

Кулачки установлены на валу таким образом, что при определенном положении вала через рычаги замыкают и размыкают контакты различных микровыключателей. Это позволяет при стабильной угловой скорости вращения электродвигателя выдавать в систему электрические сигналы по времени от начала отработки программы запуска.

Программа работы панели рассчитана на 40-секундный цикл запуска.

Рис.9.8. Принципиальная схема программного механизма управления запуском двигателя:

1— электродвигатель; 2— редуктор; 3— кулачек; 4— вал; 5— микровыключатель; 6— рычаг

9.3.3. Система зажигания

Система зажигания обеспечивает воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания при запуске двигателя на земле и в полете. Состав системы зажигания:

— два агрегата зажигания СКНА-22-2А, по одному на каждый двигатель;

— четыре полупроводниковые свечи зажигания СП-18УА, по две на каждый двигатель.

Агрегат зажигания СКНА-22-2А установлен на вертолете (рис.9.9). Он представляет собой низковольтную конденсаторную систему зажигания, которая является источником электрической энергии, необходимой для образования электрического разряда, между электродами запальной свечи.

В основу работы агрегата положен принцип накопления электрического заряда на накопительном конденсаторе, пробой газонаполненного разрядника и мгновенного разряда накопленной энергии по полупроводниковому слою запальной свечи. С целью предотвращения выхода из строя агрегата при превышении нормы пробивного напряжения свечи в систему введен активизатор.

Пробивное напряжение разрядника 1,5¸2,5 кВ, количество разрядов на свечах при напряжении питания агрегата 27 ±1 В от 6 до 31 в секунду.

Как устроена система запуска двигателя

Система пуска дизелей

Дизели пускают посредством подачи сжатого воздуха в цилиндры в последовательности, обеспечивающей требуемое направление вращения. Сжатый воздух может подаваться немедленно, так как он хранится в воздушных резервуарах (баллонах). Воздуха в баллоне достаточно для 12 пусков дизеля. Пусковая воздушная система обычно имеет автоматическую блокировку для предупреждения пуска, если не все в порядке.

Пусковая воздушная система показана на рис. 2.L9. Сжатый воздух подается компрессорами в баллоны. Из баллонов воздух по трубопроводам сравнительно большого диаметра подается к невозвратным клапанам с дистанционным управлением (автоматическим клапанам) и затем к пусковому воздушному клапану, расположенному на каждом цилиндре. После открытия пускового клапана в цилиндр поступает сжатый воздух. Открытие клапанов на цилиндрах и клапанов с дистанционным управлением производится пусковой регулирующей системой. Воздух этой системы подается из главного трубопровода и подводится к клапану этой системы, который работает от пусковой рукоятки дизеля. Когда рукоятка дизеля установлена в рабочее положение, воздух автоматической пусковой системы открывает стопорный клапан дистанционного управления. Воздух системы управления при необходимости изменения направления вращений вала дизеля подается в воздухораспределитель, который обычно приводится от распределительного вала дизеля и подает воздух в цилиндры органов управления пусковыми клапанами. Пусковые клапаны на цилиндрах находятся в закрытом состоянии под воздействием пружин и открываются воздухом пусковой системы, который поступает в цилиндры дизеля из воздушных баллонов. Блокировка системы дистанционного открытия клапана срабатывает (не позволяет открыть пусковой клапан), если механизм вращения вала дизеля не отключен. Клапан дистанционного контроля предупреждает возврат воздуха, который может получить дальнейшее сжатие в системе самим дизелем.

Рис. 2.19. Система пуска дизеля сжатым воздухом: 1 — вентиляционный трубопровод; 2 — клапаны системы блокировки; 3 — валоповоротный механизм; 4 — автоматический воздушный фильтр; 5 — трубопровод подвода пускового воздуха; б — клапан с дистанционным воздушным управлением; 7 — пламегаситель; 8 —клапан пускового воздуха; 9 — распределитель пускового воздуха; 10 — блок пульта управления: 11 — вспомогательный блок управления; 12 — клапаны, регулирующие подачу воздуха; 13 — спускной кран; 14 — рукоятка управления пусковым воздухом; 15 — положение рукоятки «Пуск вперед»; 16 — нейтральное положение рукоятки (воздух не подается); 17 — положение рукоятки «пуск назад»; 18 — трубопровод для подачи воздуха при пуске назад; 19 — запорные краны; 20 — трубопровод для подачи воздуха при пуске дизеля вперед

Даже при нормальных условиях эксплуатации смазочное масло из компрессора проходит по всем воздухопроводам и осаждается в них. В случае протечек в пусковом цилиндровом клапане горячие газы будут поступать в воздушные трубопроводы и воспламенять смазочное масло. Если пусковой воздух будет в это время подаваться в цилиндры дизеля, то может произойти взрыв газов в трубопроводах. Во избежание этого пусковые клапаны цилиндров должны содержаться в надлежащем техническом состоянии, а воздушные трубопроводы необходимо регулярно осушать (выпускать из них содержимое). Кроме того, поступление масла из компрессоров в сжимаемый воздух должно быть минимальным.

В целях безопасности на трубопроводах устанавливают пламегасители, предохранительные клапаны, диафрагмы (разрывные мембраны). В дополнение к этому монтируется невозвратный автоматический клапан. Протечка охлаждающей воды из воздушного компрессора может привести к перегреву подаваемого воздуха и к возможному взрыву в трубопроводах, ведущих к воздушному баллону. Для предупреждения этого явления используют устройство, сигнализирующее о повышении температуры, или устанавливают плавкую пробку, которая расплавляется.

Советы и рекомендации

Необходимо учитывать, что электрическая система пуска двигателей обычно предполагает то, что мощность АКБ и стартера будут практически одинаковыми. Это значит, что напряжение аккумулятора в значительной степени меняется с учетом того тока, который потребляет стартер.

Простыми словами, на эффективность и легкость запуска ДВС сильно влияет общее состояние АКБ, температура аккумулятора, уровень заряда, а также исправность стартера и стартерной цепи. Диагностировать некоторые проблемы на раннем этапе позволяют такие признаки, как явное затухание габаритов и подсветки панели приборов в момент пуска двигателя.

Как известно, яркость ламп зависит от напряжения в бортовой сети. При этом нормально работающая система пуска не должна сильно «просаживать» напряжение. Отметим, что в норме допускается снижение яркости приборной панели и, в ряде случаев, перезапуск магнитолы, однако яркость не должна сильно понижаться.

Еще отметим, что в случае проблем с запуском, которые связаны со стартером, некоторые водители привыкли стучать по данному устройству. Дело в том, что такие постукивания на старых моделях стартеров (например, на «классике» ВАЗ) в некоторых случаях позволяли сместить щетки стартера, ротора и т.д. В результате удавалось на короткое время восстановить работоспособность устройства.

При этом важно понимать, что современные стартеры в своем устройстве имеют постоянные магниты. Указанный магниты весьма хрупкие, то есть после удара по стартеру происходит их раскалывание.

В конечном итоге цельный магнит разрушается. Более того, такие магниты на некоторых моделях стартеров могут быть просто приклеены к корпусу. Соответственно, если ударять по корпусу сильно, отколовшиеся части магнита попадают на ротор или в область установки подшипников, полностью выводя стартер из строя.

Система запуска двигателя

Система запуска двигателя, как следует из названия, предназначена для запуска двигателя автомобиля. Система обеспечивает вращение двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск.

На современных автомобилях наибольшее распространение получила стартерная система запуска. Система запуска двигателя входит в состав электрооборудования автомобиля. Питание системы осуществляется постоянным током от аккумуляторной батареи.

Система запуска включает стартер с тяговым реле и механизмом привода, замок зажигания и комплект соединительных проводов.

Стартер создает необходимый крутящий момент для вращения коленчатого вала двигателя. Он представляет собой электродвигатель постоянного тока. Конструктивно стартер состоит из статора (корпуса), ротора (якоря), щеток со щеткодержателем, тягового реле и механизма привода.

Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера и работу механизма привода. Для выполнения своих функций тяговое реле имеет обмотку, якорь и контактную пластину. Внешнее подключение к тяговому реле осуществляется через контактные болты.

Механизм привода предназначен для механической передачи крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя. Конструктивными элементами механизма являются: рычаг привода (вилка) с поводковой муфтой и демпферной пружиной, муфта свободного хода (обгонная муфта), ведущая шестерня. Передача крутящего момента осуществляется путем зацепления ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика коленчатого вала.

Замок зажигания при включении обеспечивает подачу постоянного тока от аккумуляторной батареи к тяговому реле стартера.

Система запуска, устанавливаемая на бензиновые и дизельные двигатели, имеет аналогичную конструкцию. Для облегчения запуска дизельных двигателей в холодное время система запуска может оборудоваться свечами накаливания, которые подогревают воздух во впускном коллекторе. С этой же целью на автомобилях применяются системы предпускового подогрева.

Дальнейшим развитием системы запуска двигателя являются: автоматическийо запуск двигателя, интеллектуальный доступ в машину и запуск двигателя без ключа, система Стоп-Старт.

Работа системы запуска осуществляется следующим образом. При повороте ключа в замке зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает на контакты тягового реле. При протекании тока по обмоткам тягового реле происходит втягивание якоря. Якорь тягового реле перемещает рычаг механизма привода и обеспечивает зацепление ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика.

При движении якорь также замыкает контакты реле, при котором происходит питание током обмоток статора и якоря. Стартер начинает вращаться и раскручивает коленчатый вал двигателя.

Как только происходит запуск двигателя, обороты коленчатого вала резко возрастают. Для предотвращения поломки стартера срабатывает обгонная муфта, которая отсоединяет стартер от двигателя. При этом стартер может продолжать вращаться.

При повороте ключа в замке зажигания стартер останавливается. Возвратная пружина тягового реле перемещает якорь, который в свою очередь возвращает механизм привода в исходное положение.

Принцип работы системы электрического запуска ДВС

Система электрического запуска стоит на различных типах двигателей (двухтактные и четырехтактные, бензиновые, дизельные, роторно-поршневые, газовые и т.д.)

Общий принцип работы заключается в следующем:

После того, как водитель поворачивает ключ в замке зажигания, электрический ток от АКБ подается на контакты тягового реле (на втягивающее стартера). В то время, когда ток начинает проходить по обмоткам тягового реле, осуществляется втягивание якоря. Указанный якорь перемещает рычаг механизма привода, в результате осуществляется зацепление ведущей шестерни и зубчатого венца маховика.

Параллельно якорь замыкает контакты реле, благодаря чему реализуется питание электрическим током обмоток статора и якоря. Это позволяет стартеру вращаться, передавая крутящий момент на коленчатый вал.

Будет полезно Белый дым из выхлопной трубы дизельного двигателя

Кстати, если говорить о различных штатных блокировках стартера при запуске двигателя, такие решения встречаются, однако не на всех моделях авто. Основной задачей является повышение комфорта эксплуатации и безопасности. Если просто, стартер не будет работать, пока водитель не выжмет сцепление или не включит нейтральную передачу перед запуском двигателя.

Наличие такой блокировки позволяет избежать рывков и случайного перемещения ТС, что часто случается, когда водитель начинает заводить двигатель от стартера с включенной передачей.

Блокировочный выключатель стартера (ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ СЦЕПЛЕНИИ)

Этот выключатель блокирует включение стартера в случае, если переключатель скоростей не находится в положении парковки или на нейтрали, или педаль сцепления — отпущена.

Рис. Типичная схема электрического пуска двигателя. Обратите внимание на то, что в первый момент при повороте ключа зажигания в положение «пуск» напряжение подается одновременно и на втягивающую обмотку и на удерживающую обмотку тягового реле. Как только контактный диск электромагнита замыкает клеммы В и М, через обмотку стартера начинает течь ток от аккумуляторной батареи

Проследите, как ведет себя при пуске двигателя освещение салона

При диагностике причины нарушения нормального пуска двигателя откройте дверь автомобиля и проследите за тем, как изменяется яркость лампочек освещения салона.

Будет полезно Снятие и замена свечей зажигания renault logan

Яркость свечения лампы освещения зависит от напряжения ее питания.

При нормальной работе стартера яркость освещение салона слегка уменьшается.

Если яркость освещения не изменяется, то причиной нарушения, обычно, является обрыв в цепи управления системой пуска.

Если освещение почти или полностью гаснет, то причиной нарушения, скорее всего, является короткое замыкание или пробой на массу обмоток возбуждения стартера или неисправность аккумуляторной батареи.

Не стучите по стартеру!

В прошлом нередко можно было наблюдать, как техник стучал по стартеру, пытаясь выяснить, почему он не работает. Часто под действием ударной нагрузки происходило выравнивание или смещение токосъемных щеток, ротора и вкладышей подшипников. Во многих случаях после удара по стартеру его работоспособность — пусть даже и ненадолго — восстанавливалась.

Но в конструкции большинства современных стартеров используются постоянные магниты, которые отличаются хрупкостью и при ударе по стартеру могут расколоться. Разбитый магнит распадается на несколько слабых магнитов. В ряде первых конструкций стартеров с постоянными магнитами, магниты приклеивались к корпусу статора. При сильном ударе по стартеру эти магниты разлетались на куски, которые, попав на ротор или в гнезда подшипников, приводили стартер в полную негодность.

Принцип работы пускового двигателя

Пускач, как и большинство одноцилиндровых двухтактных двигателей, работает на бензине. ПД оснащается свечами зажигания, проводами высокого напряжения и электрическим стартером.

Принцип работы двигателя заключается в следующем:

• Поршень за время перехода расстояния между нижней и верхней мертвой точкой перекрывает сначала продувочное окно, а после — впускное.
• Попавшая за это время в камеру сгорания горючая смесь попадает под давление.
• Разрежение, появляющееся в этот момент в кривошипно-шатунном механизме, переводит горючую смесь из карбюратора в кривошипную камеру после открытия поршнем впускного окна.
• Воспламенение горючего при помощи искры происходит в момент, когда поршень находится около ВМТ. Детали смазываются посредством разбрызгивания топлива, которое смешивается в соотношении 1:1 с маслом.

Простая конструкция пусковых двигателей (ПД) позволяет использовать топливо и масло самого низкого качества. Включается пускач посредством нажатия расположенной на его корпусе кнопки.

Зачем нужна система Старт-Стоп в авто? Как она работает

С каждым годом на автомобили устанавливается все больше и больше электронных систем. Они делают машину более безопасной (например, система контроля мертвых зон или адаптивный круиз-контроль) и комфортной. Сейчас довольно популярной является система старт-стоп в авто. Что это такое, как она работает и может ли навредить? Рассмотрим в данной статье.

Назначение

Итак, для чего предназначена данная система? Она разработана с целью снизить расход горючего. Примерно треть времени работы ДВС приходится на холостой ход. За это время автомобиль сжигает топливо впустую. Инженеры, разрабатывавшие данную систему, руководствовались следующими задачами:

• Увеличение топливной экономичности.
• Уменьшение выбросов СО в атмосферу.
• Снижение уровня шума авто.

С внедрением системы старт-стоп двигатель стал выполнять работу только тогда, когда это нужно. Особо актуальной она становится в мегаполисах, когда автомобиль много времени проводит в пробках.

Как она работает?

Суть технологии «старт-стоп» заключается в остановке работы ДВС при долгом (относительно) простое автомобиля и последующем запуске при выжиме сцепления. Если авто с АКПП, ДВС запускается, когда водитель отпускает тормоз. Система объединяет в себе:

• Узел, осуществляющий запуск ДВС.
• Электронные элементы управления.

Что требуется для многократного пуска ДВС? Производители используют для этого:

• Усиленный стартер (рассчитанный на более частый запуск мотора).
• Стартер-генератор.
• Технологию впрыска горючего и воспламенения смеси.

В основе лежит усиленный стартер, рассчитанный на большее количество запусков ДВС. Механизм имеет малошумный привод. Запуск двигателя осуществляется максимально бесшумно и быстро. При этом электроника контролирует заряд АКБ. Система не будет работать, если батарея имеет низкое напряжение. Для отслеживания и корректировки всех параметров в системе имеются:

• Входные датчики.
• Исполнительные устройства.
• Электронный блок управления (ним является прошитый штатный ЭБУ двигателя, но может быть установлен и отдельный блок).

К первым можно отнести датчики:

• Педали сцепления (на АКПП – педали тормоза).
• АБС (участвуют в измерении частоты вращения колес).
• Коленвала.
• Рычага трансмиссии (для машин с МКПП).
• Состояния АКБ.

Система «Бош» не имеет собственный электронный блок (в отличие от STARS, но о ней немного позже). Узел использует ЭБУ двигателя, где прописывается соответствующее ПО. В качестве исполнительных устройств используются:

• Форсунки или инжектор.
• Стартер.
• Катушки зажигания (на бензиновых авто).

Прекращение работы двигателя осуществляется при двух условиях:

1. Полная остановка машины (также есть системы, позволяющие отключить двигатель еще до остановки).
2. Нажатая педаль тормоза АКПП или перевод рычага МКПП в положение «нейтраль» (сцепление при этом не задействуется).

При этом учитываются такие параметры:

• Частота вращения коленвала (должна быть в районе тысячи оборотов в минуту).
• Уровень напряжения АКБ (если он ниже нормы, система не работает).
• Температура ДВС.
• Режим работы кондиционера и акустики.

Почему учитывается последний фактор? После отключения ДВС, питание на кондиционер и акустику подается от батареи.

Когда водитель нажимает на сцепление или отпускает тормоз (на МКПП и АКПП соответственно), система автоматически подает сигнал на стартер и выполняет запуск ДВС. Данный цикл повторяется при последующей остановке автомобиля.

В случае недостаточного напряжения АКБ, система не работает. Также водитель может ее принудительно отключить посредством специальной кнопки на панели.

Модернизированные версии «старт-стоп»

Система нового поколения позволяет отключить ДВС еще до полной остановки авто. Таким образом экономится еще больше топлива. Процесс остановки машины анализируется блоком по определенным параметрам:

• Скорости движения авто в данный момент.
• Скорости машины до начала торможения.
• Уровню уклона дороги и возможности маневрирования.

В случае, если параметр движения не соответствует хотя бы одному из требований, система будет работать только тогда, когда автомобиль полностью остановится.

На автомобилях «Киа» используется схожая технология – Idle Stop&Go. Но в отличие от предыдущей, здесь задействуется генератор. При высокой нагрузке на ДВС, данный узел отключается (с целью экономии топлива). А при торможении генератор снова включается и выполняет подзарядку АКБ. Вредит ли данная система? Работает она только в случае, если батарея заряжена не ниже, чем на 75 процентов. Если величина разряда более четверти, система автоматически отключается. Также технология не работает, если в автомобиле включен кондиционер.

Компания «Валео» выпустила систему STARS. Ее можно встретить на автомобилях «Ситроен» и «Мерседес». В конструкции используется реверсивный генератор. По данным производителя, он позволяет снизить расход на 10 процентов. Генератор являет собой электрический узел переменного тока. В зависимости от текущих условий, механизм действует как генератор, либо стартер. Рабоатет узел бесшумно, время запуска составляет 0,4 секунды, что вдвое меньше, чем у обычного стартера. Управляет технологией отдельный ЭБУ. Он взаимодействует с ЭБУ двигателя. Набор датчиков аналогичен классической системе «Бош».

Вредит ли? Плюсы, минусы

Мы уже знаем, что такое система старт-стоп в авто, как она работает. Из главных достоинств можно выделить только экономию топлива. Шум и экология отходят на второй план. Но стоит ли игра свеч? Для примера возьмем классический двухлитровый автомобиль. Как показывает практика, на каждые 100 километров система экономит 0,3 литра топлива. Средний пробег автомобиля – 30 тысяч в год. То есть всего за год мы экономим 80 литров (да и то, если будем ездить часто в пробках). При частой езде по трассе эта система бесполезна. Экономия будет в пределах погрешности.

Теперь о минусах. Так как двигатель постоянно глушится и запускается, оказывается серьезная нагрузка на АКБ и стартер. Да, производитель учитывал этот фактор, а потому на таких авто стоит АКБ увеличенной емкости и усиленный стартер. Но это не защищает батарею и стартер от постоянных нагрузок. Вдобавок, эти узлы более дорогие, нежели штатные, устанавливаемые на авто без данной функции. Это касается и генератора системы Idle.

Подводим итоги

Судя по отзывам водителей, многие относят систему старт-стоп к ненужной функции. Без нее автомобиль не станет прожорливым. Экономия тщетна. А за установку данной опции нужно заплатить немало денег. Если говорить объективно, «старт-стоп» — это низкоэффективная и дорогая «игрушка» для автовладельцев. Поэтому не стоит переплачивать за данную опцию и уж тем более устанавливать систему внештатно.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

Автоматы защиты двигателей

2021-02-13 Промышленное 8 комментариев

Автоматы защиты двигателей, или по другому мотор-автоматы, предназначены в первую очередь для защиты электродвигателей от перегрева и последствий короткого замыкания, а также могут использоваться в качестве основного или аварийного выключателя. То есть по сути они совмещают в одном корпусе два устройства — автоматический выключатель и тепловое реле.

Ранее, до того как стали повсеместно применяться мотор-автоматы, для защиты двигателей использовались тепловые реле в паре с контактором.

По такой схеме тепловое реле, при превышении двигателем потребляемого тока нагрузки, размыкает цепь катушки контактора, отключая его силовые контакты и таким образом защищая двигатель. Схема рабочая, проверенная, но не лишенная недостатков. В первую очередь к ним стоит отнести неспособность тепловых реле защитить от КЗ, поэтому необходимо дополнительно использовать автоматические выключатели. Да и габариты такой конструкции из контактора и теплового реле получаются достаточно большими.

Поэтому с появлением автоматов защиты двигателей, тепловые реле стали отходить на второй план и на данный момент, их применение довольно ограничено.

Стоит сразу сказать, что по своим характеристикам, автоматы защиты двигателей несколько отличаются от обычных автоматических выключателей. В первую очередь тем, что:

1. Учитываются время-токовые характеристики. При запуске двигателя пусковой ток может значительно превышать номинальный ток двигателя. Если точнее, то пусковой ток можно рассчитать, зная номинальный ток двигателя и величину кратности пускового тока Кп ( коэффициент кратности пускового тока к номинальному значению — Iпуск/Iном). Данная характеристика указывается в технических характеристиках, на шильде двигателя она отсутствует. I пуск = Iн х Кп. Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока 6, пусковой ток будет составлять 120 А. При таком токе обычный автоматический выключатель с время-токовой характеристикой B (ток отключения электромагнитной защиты от 3·In до 5·In, где In — номинальный ток) или С (от 5·In до 10·In) может отключится по электромагнитной защите. Автоматы защиты двигателей имеют уставку срабатывания электромагнитного расцепителя в зависимости от номинала, составляющую от 7,5 до 17,5 In.
2. Все мотор-автоматы имеют температурную компенсацию (примерно от -25 до +60 °C) для того, чтобы исключить влияние внешней температуры на работу автомата, так как при изменении окружающей температуры может изменятся уставка теплового расцепителя, что может в свою очередь привести к ложным срабатываниям.
3. Предельная отключающая способность (максимальный ток КЗ, при котором аппарат способен отключить нагрузку) автоматов защиты двигателя значительно выше (25-100кА), чем у стандартных автоматических выключателей — 4,5 — 6кА.
4. Регулируемая настройка теплового расцепителя, в зависимости от номинала двигателя.

Принцип работы автомата защиты двигателей

Электромагнитный расцепитель выполнен в виде катушки соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник с возвратной пружиной. Под действием электрического тока короткого замыкания сердечник втягивается в катушку, преодолевая сопротивление пружины и воздействует на механизм расцепления, в следствии чего контакты размыкаются.

Принцип работы тепловых расцепителей автомата такой же, как у тепловых реле. Имеется биметаллическая пластина, состоящая из двух пластин, которые сделаны из материалов с разными коэффициентами теплового расширения. Под воздействием высокой температуры, возникающей в следствии прохождения тока, превышающего номинальный, пластина начинает изгибаться, давить на механизм расцепителя и под действием пружины происходит размыкание контактов, тем самым обесточивается цепь.

Сразу после срабатывания защиты, вновь включить автомат не получится, таким образом обеспечивается выдержка времени для охлаждения двигателя после его аварийного останова.

Уставка срабатывания задается при помощи поворотного регулятора на лицевой части.

Необходимый ток уставки выставляется вращением регулятора до совмещения нужного значения тока на шкале с риской на корпусе.

Схема подключения автомата защиты двигателей

Автоматический выключатель следует устанавливать перед другими аппаратами в цепи. Это позволяет защитить не только сам двигатель, но и например, контактор от повреждения в случае перегрузки или короткого замыкания. Также, как и в случае автоматических выключателей, автомат защиты двигателей можно дополнительно оснастить вспомогательными контактами (контакты состояния, аварийный контакт), которые можно задействовать, например, для индикации состояния.

В случае подключения трехфазной нагрузки схема подключения стандартная и не вызывает вопросов, а вот в случае однофазной нагрузки (стоит отметить, что все мотор автоматы выпускаются только в трехполюсном исполнении), иногда встречаюсь с подключением, когда просто задействуют один силовой контакт автомата защиты. Но такое подключение неправильное, необходимо, как на рисунке ниже слева, задействовать все три контакта.

Кстати, обратите внимание, что автомат защиты двигателя имеет свое условно-графическое обозначение в схемах, отличающееся от обозначения обычных автоматических выключателей. А вот буквенное обозначение у них идентично.

Основные функции защиты

• Защита от токов короткого замыкания в цепи питания или внутри электродвигателя;
• Защита от длительных перегрузок, связанных с превышением механической нагрузки на валу двигателя;
• Защита от асимметрии фаз и обрыва фазного провода;
• Тепловая защита от перегрева двигателя;
• Обеспечение выдержки времени для охлаждения двигателя после его аварийной остановки после перегрева;
• Индикация режимов работы и аварийных состояний;

Выбор автомата защиты

В случае прямого запуска, когда двигатель включается в работу с помощью мотор-автомата и контактора, необходимо в первую очередь знать его мощность. Эту информацию можно найти либо в технических характеристиках на двигатель, либо в паспортных данных, которые указаны на шильде.

Следующим шагом подбираем автомат, исходя из номинальной мощности двигателя. У различных фирм-производителей можно найти таблицы характеристик, где указаны номинальный рабочий ток и диапазон регулировки автоматов защиты в зависимости от мощности двигателя. В частности, на рисунке ниже приведена таблица соответствия автоматов защиты двигателей компании Allen Bradley.

И последним этапом выставляем необходимый ток отключения при помощи регулятора диапазона. Обычно указывается, что он должен быть больше или равен номинальному току электродвигателя. Но желательно, чтобы ток срабатывания защиты превышал на 10-20% номинальный ток двигателя.

То есть в случае, если номинальный ток двигателя составляет например 10 А, умножаем это значение на 1,1. Получаем 11 А. Это значение тока и выставляем регулятором.

И еще хотел сказать пару слов о конструктивном исполнении мотор автоматов. В первую очередь следует отметить, что по способу управления существует два типа автоматов — кнопочные и с поворотным выключателем. Также клеммы могут быть либо винтовые, либо с пружинным контактом ( применяются для двигателей, мощностью до 2 кВт). Можно еще отметить наличие кнопки Тест на лицевой стороне корпуса, позволяющей имитировать срабатывание защиты автомата для проверки его работоспособности.

И в заключении хотел отметить, что эксплуатация двигателей без защитных устройств часто приводит к их выходу из строя, в следствии перегрузки, обрыва фазы, скачков напряжения и т.д. А это в свою очередь приводит к финансовым затратам, простою оборудования. Поэтому автоматы защиты двигателей являются необходимым элементом и не стоит на них экономить, тем более, что цены на них на данный момент вполне приемлемые.