Пускови устройства и видове ДВГ
Модератор: Общи модератори
2 мнения
• Страница 1 от 1
Пускови устройства и видове ДВГ
от M6 » 01 Май 2006, 15:49
Построяването на само-движеща се кола е една от най-старите мечти на човека. Първите сведения в тази област датират от преди повече от две хиляди години. Летописците отбелязват , че още александриецът Херон се е занимавал с тази мисъл, но той не е успял да усъвършенства своята идея поради липсата на необходимите за тази цел материали. Осъществяването на този стремеж е свързано с дългогодишната история на техниката и с продължилите повече от сто години опити , пълни с постижения и несполуки, които позволиха от мъгливия свят на хипотезите чрез целесъобразно приложение на теорията, материалите и конструкциите да се създаде само-движеща се кола, да се построи автомобилът. Историята на автомобила бележи редица важни етапи в своето развитие. Холанският часовникар Стевинус построил около 1600 г. Задвижвана от ветроходни платна кола, с която е достигнал скорост от 30 км/ч. Пътувайки край брега на морето с двама пътника.През 1763г. Ползунов открил парната машина.Французинът Кюно през 1769г. Построил първият задвижван с пара автомобил. Този автомобил бил с три колела и се движел със скорост 3км/ч. При едно пробно пътуване автомобилът се блъснал в една стена и Кюно се отказал от следващи изпитания. В 1814г. Англичанинът Стефенсон изобретил парният локомотив. Около 1830г, в Англия са се движили парни автомобили. В1860г, Леонар открил “експлозивният “ двигател, който се задвижвал със светлинна газ.Този експлозивен двигател имал малка мощност и малък КПД , за това не бил използван за автомобилен двигател. Германският изобретател Ото през 1877г, подобрил двигателя на Леонар и конструирал първият експлозивен двигател с големи обороти ( 800 оборота за минута). Германският инженер Готлиб Даймлер през 1855г, построил първият мотоциклет при който обаче за да стартира двигателя Готлиб Даймлер е трябвало първоначално да подгрее самата горелка, а след това нагревната тръбичка , предизвикваща запалването на горивната смес в камерата на цилиндъра. През 1866г, Германският техник Карл Бенц вече демонстрирал автомобил , който се движил с бензинов двигател който имал следния вид фиг.1. Двигателя бил поставен в задната част на автомобила ,който по своят външен вид много приличал на файтон. През1888г,Ирланският ветиринарен лекар Дънлоп, изобретил гуменото колело. Германският инженер Дизел в 1897г, патентовал двигател работещ с газьол който по-късно бил наречен на негово име – Дизелов двигател. Разходът на гориво на този двигател бил по-малък в сравнение с бензиновият затова неговото приложение се е предпочело особено при по-големите возила ( товарни автомобили , кораби и др.) През 1905г, бензиновият автомобил бил окончателно възприет, а опитите с парни машини били преустановени. Външният вид на автомобилите се променял непрекъснато. Вместо наподобяващи файтон автомобили започнали да се правят автомобилни каросерии върху шаси. Конструкцията на автомобилът се усъвършенствала не само по отношение на сигурността при управлението но и по отношение на удобствата при пътуване. В този ред на мисли се пренасяме в нашето време където ярките звезди на автомобилният колизеум в световен мащаб са хора като : Фердинант Пиех известен с прозвището си “ Автомобилният гуру от Волфсбург”( шеф на Фолксваген), Джак Насър наречен още “автомобилният мъж” ( това е човекът който ръководи и планира стратегията на империята основана от великия Хенри Форд ).В дългият списък следват още много имена на изключителни автомобилни” гений” които са новите Ото и Дизел на нашето време. Колите и двигателите конструирани от тях ни прехвърлят в нови хипер пространства откриващи се пред автомобилостроенето фиг.2. През всичките тези години на развитие и усъвършенстване на автомобилите , тракторите и карите един от важните възли в тях си остава двигателя с вътрешно горене. Той представлява източник на енергия , благодарение на която тракторът и автомобилът се движат и извършват работа. С други думи двигателят с вътрешно горене представлява машина , която превръща топлинната енергия на изгарящата гориво въздушна смес в механична работа. Работата на двигателя с вътрешно горене се основава на свойствата на газовете да увеличават налягането си при сгъстяване и нагряване. В цилиндърът който е затворен е поместено плътно буталото което може да се движи нагоре и надолу . Над буталото се намира въздух или някакъв газ. Когато буталото се движи нагоре частиците от които е изграден газът започват да се доближават, газът се сгъстява. Ако се освободи изведнъж буталото то сгъстеният газ ще го изтласка , при което ще се разшири. При изтласкването на буталото газът извършва работа , която е почти същата каквато се е изразходвала при сгъстяването му. Колкото повече се сгъстява газа толкова повече работа ще извърши той при разширяването си. Ако газът се сгъстява няколко кратно цилиндърът ще започне да се затопля. Това показва , че при сгъстяването си газовете отделят топлина, в следствие на хаотичното движение на молекулите и доближаването им. Например при напомпване на велосипедни или автомобилни гуми помпата се загрява. Ако цилиндърът се запълни донякъде със газ и се загрее със бензинова лампа ще се установи ,че буталото ще се изтласка от разширяващия се газ.Причината е топлината, която сгъстения газ е получил от пламъка на лампата , предаваща се от стените на цилиндъра. Топлината е придала ускорено хаотично движение на молекулите на газа. Ускореното движение на молекулите от своя страна е причина за повишаване на налягането на газа върху цилиндъра и буталото и неговото придвижване. Ако цилиндъра се запълни с гориво примесено с въздух (горивна смес) и след което се сгъсти и възпламени , буталото ще се изтласка с по-голяма сила, отколкото при загряването с лампа. Това се дължи на по-голямото количество топлина , която се получава при изгарянето на горивната смес , а оттук и повишаване на налягането . Именно този принцип се използва в двигателя с вътрешно горене, където процесите за пълнене , сгъстяване , възпламеняване, изгаряне, разширяване и изпускане се редуват непрекъснато. Обикновено съвременните двигатели с вътрешно горене използват течно гориво – бензин и дизелово гориво.
Видове двигатели с вътрешно горене
Според броя на тактовете , които влизат в работния цикъл , двигателите с вътрешно горене се делят на :
1 Четиритактови двигатели – при тези двигатели за четири хода на буталото (два оборота на коляновия вал) се извършва целият работен процес на двигателя.
2 Двутактови двигатели -при тези двигатели за два хода на буталото (един оборот на коляновия вал) се извършва пълен работен цикъл на двигателя.
Според начина на смесообразуване на горивната смес и нейното възпламеняване двигателите се делят на :
1 Карбораторни двигатели (с външно смесообразуване) - при които горивото се смесва със въздух извън двигателя в специален друга разновидност при бензиновите двигатели това е инжекционната система при която впръскването на горивото стова директно в цилиндъра Горивната смес при тези двигатели се възпламенява чрез електрическа искра
.
2 Дизелови двигатели (с външно смесообразуване) – пр и тях горивната смес се образува в цилиндъра на двигателя и се самовзпламенява.
Според броя на цилиндрите двигателите биват :
1 Едно-цилиндрови
2 Дву-цилиндрови
Известен е също така и Ванкел двигателя за който особеното е, че той е със роторно (въртящо) се бутало.
3 Многоцилиндрови
Според разположението на цилиндрите двигателите могат да бъдат : Вертикални(редови), хоризонтални(боксерни), наклонени, веобразни и звездообразни.
Работен процес на двутактовия карбораторен двигател
Работния процес на двутактовия двигател се извършва за два такта . При двутактовия двигател за всеки оборот на коляновия вал се извършва един работен такт тоест един цикъл. При двутактовия двигател изпускането и всмукването се извършват от буталото, затова при него липсва разпределителния механизъм. По стените на цилиндъра има отвърстия , които буталото при движението си отваря и затваря в определен момент.
Двутактовия двигател извършва работния процес за два такта , защото работния процес протича в цилиндъра не само от едната страна на буталото , а от двете му страни. На фиг. 3 може да се проследи работата на двутактовия двигател. При първия такт движещото се нагоре бутало предизвиква разреждане в картера, след което отваря смукателното отвърстие и от карборатора се всмуква горивна смес в картера. В същото време се извършва и сгъстяване на сместа в цилиндъра на буталото. При втория такт буталото се движи надолу под действието на налягането от разширяващите се газове. Това е работния такт (разширяването). Междувременно под буталото в картер започва да се сгъстява навлязлата горивна смес. Буталото отваря изпускателното отвърстие около долна мъртва точка, след което изгорелите газове излизат навън, а на тяхно място навлиза през отвърстието на преливния канал предварително сгъстената горивна смес от картера. Да проследим какво става с всмуканата горивна смес до изпускане на изгорелите газове от цилиндъра. Всмукателната тръба на която е поставен карбуратора , е отведена под буталото в картера . Движещото се нагоре бутало до известно време увеличава пространството на картера и с това създава разреждане под буталото. Когато долният край на буталото достигне всмукателното отвърстие , същото започва да се отваря и през него навлиза горивна смес в картера. Буталото продължава да се движи нагоре и да създава разреждане в картера до завършване на всмукването. Двигателя всмуква през картера горивна смес от карбуратора. Необходимо е да се всмуква повече горивна смес , за да бъде пълненето на цилиндъра по – голямо. При движението си надолу буталото затваря смукателното отвърстие и започва сгъстяването на всмуканата горивна смес. Полученото от предварителното сгъстяване налягане(около1,5атс.) е необходимо , за да може сместа от картера да премине над буталото , като същевременно буталото се движи към горна мъртва точка. През време на работа , когато буталото се движи нагоре, в двигателя се извършват два работни процеса :
- Сгъстяване над буталото и всмукване под буталото.
В цилиндъра се извършва бързо сгъстяване на сместа, в следствие на което тя се нагрява до около 300 градуса. С температурата се повишава и налягането, така че, когато буталото сгъсти работната смес на една-шеста част от първоначалният и обем, налягането се увеличава на около 8 атс. През време на сгъстяването бензиновите частици се приближават и поради това в момента на запалването горенето е по-бързо, приличащо на експлозия.В края на сгъстяването около горна мъртва точка сместа се запалва от прескачащата между електродите на свеща искра. В началото на горенето температурата от 300 се повишава на 2400 градуса, а налягането около 8атс. Се увеличава към края на сгъстяването до 25-35атс. Поради създаденото налягане от възпламенената смес буталото започва да се движи към долна мъртва точка. Този такт се нарича работен такт. Достигнатото при горенето налягане 25-35атс. При разширяването пада на 3-5атс. При работния такт поради разширяването се понижава температурата и на изгорелите газове. Докато в цилиндъра става разширяване на изгорелите газове, долния край на буталото затваря всмукателното отвърстие и започва предварителното сгъстяване. Преди буталото да е достигнало долна мъртва точка, последното отваря изпускателното отвърстие, през което изгорелите газове под действие на съществуващото налягане напускат цилиндъра през изпускателната тръба. Когато по-голямата част от изгорелите газове вече е изпусната, тогава буталото затваря преливното отвърстие. Изпускателното отвърстие естествено се отваря винаги по-рано, защото ако беше обратното, изгорелите газове биха навлезли в картера, тъй като налягането им е по-голямо от това на намиращата се в картера горивна смес.
Какви системи автомобилни двутактови двигатели се изработват? Съвременна технология.
При двутактови двигатели, на които всмукателните и изпускателните отвърстия са едно срещу друго и когато са едновременно отворени съществува опасност от изпускането на прясна горивна смес през изпускателното отвърстие, а също така от оставането на изгорели газове в цилиндъра. За отстраняването на тази опасност се използвал един от най старите начини , при който челото на буталото се отлива се отлива с разпределящ издатък, който насочва прясната горивна смес нагоре. От друга страна от буталото пък се изтласкват изгорелите газове към изпускателното отвърстие. Буталото обаче така трябва да се постави в цилиндъра , че стръмната страна на издатъка да бъде към смукателното отвърстие , за да направлява нагоре горивната смес, а плоската страна да бъде откъм изпускателното отвърстие. Горивната смес и изгорелите газове се смесват до определена степен вътре в цилиндъра. Така , че една малка част от горивната смес излиза през изпускателната тръба , а друга малка част от изгорелите газове остават в цилиндъра. Поради това разхода на гориво при двутактовите двигатели е по-голям. Разпределителния издатък на челото на буталото сега се използва много рядко. Челото на буталото се прави плоско или слабо изпъкнало, като цилиндърът се продухва с въздух. Изпускателното и всмукателното отвърстия не се поставят вече едно срещу друго. Преливното отвърстие се поставя в страни от изпускателното отвърстие, като обикновено се правят две или повече преливни отвърстия. По този начин горивната смес изтича от двете страни и след като се смеси, протича нагоре към камерата на горенето. Работния процес на такъв двигател е същия като при двигателите с разпределителен издатък, само че той има повече преливни отвърстия и на челото на буталото няма разпределителен издатък. Повечето изработвани сега автомобилни и мотоциклетни двигатели са от този вид.
Клапанни двутактови двигатели се използват само при дизеловите автомобилни двигатели. С работата на такива двигатели ще се запознаем при двутактовите дизелови двигатели.
Как работи двутактовият дизелов двигател?
Според начина на продухване на цилиндрите двутактовите дизелови двигатели биват : с картерно или с компресорно продухване.
Първи такт
Буталото се движи към главата на цилиндъра при което в картера се всмуква въздух, а в същото време намиращия се над буталото въздух се сгъстява. Въздухът се всмуква през отвора на въздушната клапа, обаче впръскването на газьола не започва в края на сгъстяването поради ниското налягане в цилиндъра, а малко след започване на сгъстяването.
Втори такт
Буталото се движи към картера, защото го избутва налягането на горящите газове. В цилиндъра се извършва работен такт, а в картера – предварително сгъстяване. Педи да достигне долна мъртва точка, буталото отваря най напред изпускателния канал след това преливния канал.
Напоследък намират все по-широко приложение двутактовите клапанни дизелови двигатели. При тези двигатели, въздухът не се всмуква от буталото, а се вкарва в цилиндъра под налягане от компресор. Компресорът се състои от два трилопатести ротора, които се въртят в картера на двигателя задвижвани от две зъбни колела. Между лопатките и стените има малка хлабина. Компресорът нагнетява въздуха във въздушната камера, която обгръща двигателя, откъдето въздуха постъпва в цилиндрите. Буталото в долна мъртва точка отваря страничните прозорчета и компресорът напълва цилиндъра с въздух , който има налягане, по-високо с няколко десети от атмосферното. Нагнетения въздух избутва изгорелите газове през отворите на изпускателните клапани вън от цилиндрите. Няма всмукателен клапан, а има най-малко два изпускателни клапана. Движещото се нагоре бутало най напред затваря страничните прозорчета, непосредствено след това се затварят и отворите на изпускателните клапани и започва сгъстяването на нагнетения в цилиндъра въздух. Към края на сгъстяването започва впръскването. Впръскания газьол изгаря и газовете избутват буталото с голямо налягане надолу. При работния такт буталото се движи надолу и много преди да достигне долна мъртва точка се отварят изпускателните клапани след това буталото отваря страничните прозорчета, през които се нагнетява въздух, и избутва останалите в цилиндъра изгорели газове.
Пускови устройства. Общи понятия за пускане на двигателите.
При пускане на двигателите с вътрешно горене е необходимо да се създадат условия за образуване, запалване и изгаряне на работната смес. Тези условия могат да се създадат само при завъртане на коляновия вал на двигателя с необходимата скорост чрез външен източник на енергия. По този начин се задвижват буталата и всички останали движещи се части на двигателя, засмуква се горивна смес, компресира се, подава се ел.искра и сместа се запалва. При запалването се получава работен газ,който по-нататък задвижва буталата и останалите части, а от предадената им енергия процесите се повтарят така, че двигателя заработва самостоятелно. От всичко това ни става ясно , че към двигателя трябва да има някакво устройство, с което да се завърта коляновият вал на двигателя при първоначално пускане.
Такова устройство се нарича пусково.
От съвършенството на пусковото устройство и от неговата изправност зависят до голяма степен износването на двигателя и икономичността му. Много често, за да не се затрудни при пускането на двигателя, при временно спиране на машината водачът не спира двигателя, а го оставя да работи продължително време на тихи обороти. Това води до излишен разход на гориво и до износване на частите поради влошени условия на работа –кондензация на горивото и лошото смазване. При пускане на двигателя с неизправно пусково устройство много често се прибягва до непозволени начини за привеждане на двигателя в ход като непосредствено подгряване на маслото в картера, подаване на пламък от запален факел всмукван в цилиндрите при теглене на буксир от друг трактор. При такива условия за пускане се губи и много време. При завъртане на двигателя за първоначално пускане се изразходва известно количество енергия, която се разпределя така: за предаване ускорение на частите, за преодоляване на съпротивлението на сместа при компресирането и за преодоляване на триенето между движещите се части. При по-големите двигатели, където частите са с по-голямо тегло и триеща се площ и съпротивлението на газа при триене са по-големи се извършва повече работа.
При дизеловите двигатели в сравнение с карбораторните се извършва също повече работа за изпускане поради по-голямата масивност на частите и поради по-голямата компресия. За да стане добро смесообразуване и за да се получи необходимото налягане на газа през време на компресията при пускане на двигателя е необходимо буталата да се движат с известна скорост. При малка скорост на движение на буталата смесообразуването е лошо. При карбураторните двигатели при бавно движение на буталото през време на компресията горивната смес остава по – продължително време в допир с по-голяма част от стените на студените цилиндри, при което е възможно част от горивните пари да се кондензират и сместа да стане по-бедна, а пропуските край пръстените да се увеличават. Към края на компресията налягането е не достатъчно високо. При такива условия горивната смес не може да се възпламени.
При дизеловите двигатели поради същите причини компресирания въздух е с недостатъчна температура и впръсканото в него гориво не може да се запали. Скоростта на движение на буталата зависи от скоростта, с която се върти коляновият вал, или от неговите обороти.
При карбураторните двигатели пусковите обороти са 30-60 в минута, а при дизеловите 200-300 в минута.
Стартери. Устройство.
Автомобилният двигател се пуска в ход, когато се завърти коляновият му вал. При превъртането на коляновия вал буталата всмукват и сгъстяват горивна смес и след такта на сгъстяването следващия работен процес започва да задвижва двигателя.Завъртането на коляновият вал при пускането на двигателя в ход или ръчно посредством манивела, която има зъбчат накрайник, или с пусков електромотор. Електромоторът получава от акумулатора постоянен ток. Той е свързан последователно , за да може да завърти с по-голяма сила коляновият вал на двигателя при пускането му.
Частите на пусковият електромотор са : Неподвижна част(тяло) и въртяща се част(ротор).В тялото се намират четири полюса с възбудителни намотки. Намотките на полюсите и на котвата са дебели и с по-малко навивки за да се получи по-силен ток във възбудителната намотка и по-силно магнитно поле. Колектора има четири графитни четки, които получават ток от намотките на ротора. Монтираното зъбно колело на края на вала на ротора се зацепва със зъбете на маховика само при пускане на двигателя и с това превърта коляновия вал на двигателя. При включване на пусковият електромотор токът от акумулатора протича най първо през възбудителните намотки, след това през едните магнитни четки преминава в ротора и през съединението на останалите четки с масата токовата верига се затваря. Под действието на възбудителните намотки полюсите стават електромагнити. Освен създаденото около полюсите магнитно силово поле се образува силово поле и около намотките на котвата, защото и през тях протича ток. Под въздействието на привличането и отблъскването на създадените две магнитни силови полета от магнитното поле се отблъсква съответната намотка на ротора. В неподвижното силово поле попада винаги тази намотка на ротора, на която четките подават ток, така че въртенето е непрекъснато. Зъбното колело на пусковият електромотор най първо се зацепва в зъбите на маховика и чак след това започва да го върти. Обаче след пускането на двигателя зъбното колело на пусковия електромотор се върти свободно от ротора му. Освобождаването на зъбното колело от ротора се налага, защото маховикът и зъбното колело на пусковият електромотор продължават да се въртят заедно и след пускането на двигателя. Големите обороти, с които се върти коляновият вал на двигателя, могат да разрушат ротора и затова зъбното му колело своевременно се отделя.
Работен процес при пусковият електромотор с принудително механично включване.
Електрическия двигател се намира върху тялото на пусковият електромотор, като постъпващия от акумулатора ток се включва от ръчно или от крачно устройство. На вала на ротора е поставена втулка на която е закрепена муфа за свободен ход. На муфата, която има шлицево съединение с вала, е поставено зъбно колело. С помоща на двураменен лост муфата се премества надлъжно по вала. При пускане двураменния лост избутва муфата към маховика и зъбното колело се зацепва в зъбите на венеца на маховика. След зацепване на зъбите при по нататъшнотоно натискане върху педала външното рамо на лоста натиска включвателя, който включва пусковият електромотор в токовата верига, и той почва да се върти, като върти маховика, а с него и коляновият вал на двигателя. Зъбното колело заедно с муфата за свободен ход са поставени на вала на пусковият електромотор. Муфата за свободен ход позволява на пусковият електромотор да върти маховика, но не допуска след пускане на двигателя в ход маховика да върти ротора на електромотора. При обратно въртене двете зъбни колела се въртят заедно, обаче зъбното колело на пусковият електромотор се върти свободно върху вала и не задвижва ротора. Пусковият електромотор с принудително механично включване може да се пуска ръчно, с крак или електромагнит чрез натискане на бутон. При отпускане на включвателя (когато двигателя вече работи) най напред се прекъсва токовата верига, след това една пружина връща двураменния лост в първоначалното му положение, а той от своя страна избутва муфата в дясно и зъбните колела се отделят едно от друго. Устройството на муфата за свободен ход на пусков електромотор с механично включване се вижда добре на фиг. 4.
Как работи пусковият електромотор с плъзгаща се котва.
При спиране на пусковият електромотор една пружина избутва котвата извън магнитното силово поле и с това едновременно отделя зъбното колело(бендикса) от зъбния венец на маховика. При включване на пусковият електромотор(като се натиска бутон) електромагнитите му получават ток и включват/-/ образен контакт. Последният се включва най-напред само с горното си по дълго рамо и дава ток на тънките възбудителни намотки, както и през четките на намотките на котвата. Възбудителните намотки се правят от два вида (тънки и дебели) проводници, защото при пускане само тънкия проводник получава ток и след като образува магнитно поле, изтегля котвата.Когато котвата застане между полюсите, зъбното колело(бендикса) се включва в зъбния венец на маховика. С включването на зъбното колело ел.магнитът на пусковият електромотор изтегля и долния край на контакта(който дотогава е бил задържан от един палец), тъй като плъзгащата се котва с намиращия се на колектора и фланец е повдигнала и отлепила палеца. Същевременно долния край на контакта (който е бил задържан от палеца) включва дебелите намотки на ел.магнита в токовата верига на акумулатора и с нова пусковият електромотор започва с голяма сила да върти коляновия вал на двигателя. След пускането в ход на двигателя натискането на бутона се прекратява, ел.магнитите не получават ток, изключват се и намотките на пусковия електромотор. Магнитните полета изчезват и издърпващата пружина връща котвата с зъбното колело в първоначалното и положение. Пусковите електромотори на леките автомобили имат зъбни колела, поставени върху втулка, която е нахлузена свободно върху вала на котвата, за да не може след пускане в ход на двигателя маховикът да върти и котвата на пусковият електромотор. При дизеловите двигатели зъбното колело на пусковият електромотор се съединява с вала на котвата посредством триещ се съединител. Многодисковият съединител при включването не включва с удар. Което би причинило счупване, а постепенно. След пускането в ход на дизеловият двигател дисковете на многтодисковият съединител се разделят и зъбното колело на пусковият електромотор започва да се върти свободно. Пусковият електромотор на дизеловия двигател освен тънките и дебелите навивки на възбудителната намотка има една трета навивка която се свързва непосредствено с масата, а не през котвата. Тази отделна намотка има специално предназначение. Тъй като при пускане мощността н пусковия електромотор се колебае(защото пусковия електромотор след сгъстяването в дизеловият двигател консумира по-малко ток) и се създава по-слабо магнитно силово поле, което не може да попречи пружината да не изтегли котвата и да не се отелят зъбните колела.Малката помощна намотка осигурява външно силово поле, за да остане котвата включена, докато не се освободи бутонът за включване на пусковият електромотор.
Как работи пусковият електромотор с бендикс
(с инерционно включване)
На вала на котвата на пусковият електромотор е поставена втулка, която в единият си край е оформена като винт с висока стъпка. Втулката се съединява с вала посредством силна пружина. Върху винта като гайка с винтообразен канал е поставено пусковото зъбно колело (бендиксът), което от едната си страна е по тежко. При пускане протича ток през възбудителните намотки на електромотора и намотките на котвата, която започва бързо да се върти. Зъбното колело (което от едната си страна има противотежест) поради инерцията не може да следва бързото въртене на котвата и по винтообразния канал на втулката се премества в хоризонтална посока и се включва в зъбите на венеца на маховика. Зъбното колело на пусковият електромотор се зацепва в зъбите на маховика, когато е достигнало до опорната шайба на втулката и не може да се мести по- нататък. След това то заедно с котвата започва да върти маховика. Предназначението на пружината, която е еластична връзка между втулката и вала на котвата, е да облекчи пускането при зацепването на зъбните колела и да предотврати ударите след отделянето им. След пускането в ход на двигателя поради по-голямата кръгова скорост на маховика зъбното колело на пусковият електромотор започва да се върти по-бързо в сравнение с вала на котвата и поради това то се изтласква по винта в първоначалното си положение. Пусковият електромотор с бендикс на фиг.5. след като двигателя започне да работи, се изключва автоматично и затова не се нуждае от муфа за свободен ход.Пусковият електромотор с бендикс все повече измества принудителното механично включване при леките автомобили и включването с плъзгаща се котва при по-големите автомобили. Недостатък на включването с бендикс е, че бендиксът се включва изведнъж в зъбния венец на маховика. Зъбния венец се подбива и по-късно зъбното колело започва да заяжда. При пусковият електромотор с бендикс ел.ток се включва, с крак или с включвател задвижван от силен електромагнит.
Обслужване на пусковият електромотор
Периодически трябва да се грижим за мазането на втулките или лагерите на вала на котвата. Ако пусковият електромотор се включва трудно, трябва да се почисти нагарът от контактите на включвателя.При пусковия ел.мотор с плъзгаща се котва трябва да се следи разстоянието на която се монтира от маховика. Тя не трябва да бъде нито много близо, нито много далеко от маховика, тъй като в първия случай ел.магнитът няма да включи и котвата няма да се завърти. Ако пък е много далече, зъбното колело на пусковия ел.мотор започва да се върти преди да се е зацепило с зъбния венец. В случай на заяждане на зъбите при пусковия ел.мотор с бендикс завъртаме с ключ излизащия навън четириъгълен край на вала на котвата, за да се разделят зъбите. Когато краят на валът е така оформен, че няма такава възможност, включваме на първа скорост и автомобилът се бута напред-назад, докато се разделят зъбните колела. Предпазването на пусковият ел.мотор и на акумулатора изисква да не си върти непрекъснато ел.моторът повече от 10-15 сек. Ако след три или четирикратно последователно въртене двигателя не се задвижва, тогава трябва да се потърси неизправността.
Неизправности в стартера.
1. Неизправности в ел.двигателя и начини за отстраняването им.
Всяка неизправност в стартера води до намаляване на мощността му и въртящият момент и по трудно пускане на двигателя.Главните неизправности на стартера се предизвикват от нарушаване на контакта между четките и колектора. Към тези неизправности се отнасят защипването или окисляването на колектора, неравномерно износване на колектора, непълно прилягане на четките към колектора. Зацапаният колектор се почиства със парцалче, натопено във неетилизиран бензин. Ако колекторът е окислен той се зачиства до снемане на окисления слой(с шкурка на струг и др.). Неравномерното износване на колектора предизвиква силно изкрене, интензивно износване на четките, а вътре в тялото на стартера се натрупва голямо количество прах от четките. Колекторът на такъв стартер трябва да се престърже на струг или на специален станок. Не пълното прилягане на четките може да бъде предизвикано от износването им, от заяждане на четкодържателите или от отслабване или счупване на пружините притискащи четките към колектора. Признак за тази неизправност е спадането на мощността на стартера. Износените четки трябва да се пасват към колектора. При износване на повече от половината на четката тя трябва да се смени с нова, и новата четка да се пасва. В случай, че заядът четкодържателите те трябва да се измиват с петрол или с бензин, като предварително от тях се извадят четките. Счупените, загубилите еластичност пружини на четкодържателите се подменят.
2. Неизправности в включвателното устройство и начини за отстраняването им.
Нарушението на регулировката на момента на включване на стартера довежда до това, че стартера започва да работи по-рано, преди зъбното колело да зацепи зъбния венец на маховика или обратно-стартерът не се включва при подаден контакт. Тази неизправност се отстранява чрез регулиране механизма на задвижването. Причини за отказ на стартера да работи често биват и неизправностите на ел.проводниците или на акумолаторната батерия. С установяване на причините на неизправностите се препоръчва да се включи някоя от осветителните лампи в, например лампичките за осветление на купето и след това да се включи стартера. По изменението на светлината на лампата може да се определи неизправността на стартера. Освен изброените дотук неизправности другите са най често причинени от проводниците и тяхната не добра маса.
При наличието на нови конструктивни решения във пусковите електромотори са вградени някой нови елементи, а някой електромотори са заменени с напълно нови.
Нови конструктивни решения при стартер-генераторите.
Едно от тези решения е вакуумния пуков включвател. Ако при спрян двигател се натисне педала на включвателя, лостът се включва в гърбична ролка в изрязания вал и го задвижва, като натиска контактите на един гърбичен вал, и така токът от акумолаторът отива в пусковият електромотор. Ако педалът се натисне когато двигателят работи, включвателя не може да се включи, защото образувалото се в смукателната тръба подналягане е изтеглило заедно с мембраната изрязаният вал и така гърбичната ролка напразно се върти, ел.контактите не затварят. Този начин има предимство, че при движение на двигателя не може да се включи пусковият електромотор. Той се прилага при пусков електромотор с бендикс или за задвижване на един изтеглящ магнит, който се използва за включване на зъбните колела. Карбураторът се съединява с оста на дроселовата клапа. Ако при спрян двигател се натисне напълно педала за газта, полукръглия край на газта на дроселовата клапа натиска една съчма към малкото бутало на включвателя. Буталото при преместването си затваря контактите на късо и токът от акумолатора отива в намотките на релето. Когато двигателя започне да работи, образуваното подналягане повдига малката съчма, в следствие на което релето не може вече да получава ток, даже ида се натиска педалът за газта, защото малкото буталце е долу (малката спирална пружина е разтворила контактите) и ток не може да протече в пусковият електромотор. Едно от най новите конструктивни решения в сферата на пусковите електромотори е стартергенераторът от ново поколение CSG.
CSG – едно обзначение от близкото бъдеще.
Автомобилният двигател много скоро ще стартира почти безшумно и безпороблемно за части от секундата. Новият стартер генератор CSG, свързан директно с оста на коляновият вал(Cranksft Start Generator), ще обезсмисли сегашният стартерен електромотор, с който са свързани много от неприятните емоции на собствениците на леки автомобили. Класическият стартер обикновенно работи в кратък интервал от време , но издава достатъчно неприятен шум. И това е в случеят , когато двигателят е в пълна изправност , а околната температура е в рамките на нормалната . След като запалите вие го разхождате със себе си като излишен баласт, докато не ви се наложи да стартирате дигателя си . За сега не можете да минете без него , въпреки че ви е необходим сумарно за няколко часа от живота на вашия автомобил. Учудва фактът , че от създаването му преди около 80 год. До днес стартерът не е претърпял съществени конструктивни промени. Всичко това много скоро ще се промени. Магическата формула за предстоящата революция се съдържа в съкращението CSG.
Неговото действие се основава на следния принцип. Когато завъртим стартерния ключ или натиснем стартерния бутон на нашия автомобил бордовият компютър изпраща съответния сигнал към изпълнителният орган който отваря пътя на токовата верига т.е. пропуска ток от акумолаторната батерея към възбудителните намотки на статора.Под действието на възбудителните намотки полюсите стават електромагнити. Освен създаденото около полюсите магнитно силово поле се образува и окло намотките на ротора, защото и през тях протича ток. Под дийствие на привличането и отблъскването на създадените две магнитни силови полета от магнитното поле се отблъсква съответната намотка на ротора. В неподвижното силово поле винаги попада онази намотка на ротора на която се подава ток така , че въртенето е непрекъснато . За сега съкращението CSG е познато само на експертите и зад него стои нов тип стартер – генератор , свързан директно към оста на коляновият вал. Прототипът му е показан за първи път от фирмата BMW на Женевският автосалон през 1998год.Развивайки мощен въртящ момент , от порядъка на 180 – 400 Нм новото устройство развърта коляновият вал на двигателя до стойност 600 об/мин за интервал 0,2 – 0,4 сек. В зависимост от вида на двигателя. След като последният заработи , той започва да произвежда ел.енергия , равна на три обикновенни генератора. Новият стартер – генератор който се очаква да влезе в масово производство през първото десетилетие на 2000-та година притежава много предимства. Изключително бързият старт на двигателя предизвиква почти едновременно възрламеняване на горивото във всичките му цилиндри в резултат на което се минимизира времето за достигане на оптимален режим на празен ход. Резултатът е рязко намаляване на вредните газове при стартиране. Тъй като двигателя започва да работи почти безшумно и бързо , става въможна безпроблемната му експлатация в т.н. старт стопов режим. Когато автомобилът е спрял на кръстовище на червен сфетофар двигателят се изключва автоматично тъй като не се подава команден сигнал от педала на газта към бордовият компютър и той изключва автоматично двигателя но остава в режим на готовност , за да може да стартира двигателя за части от секундата при подаване на газ.С това се намаляват рязко както замърсяването на въздухът така и разхода на гориво.Предполагаемата икономия и в двете области според експертите възлиза на около 20%. Същесвена икономия се постига и по време на движение. Новият старт генератор на фиг.6 монтиран на оста на коляновият вал , произвежда три пъти повече електроенергия от обикновенния при много по ниски ениргийни загуби.Вместо от нормалното постижение от30-70% в зависимост от скоростта , К.П.Д. на новото устройство в генераторен режим достига стойности до 80% в целият скоростен обхват на автомобила , т.е чувствително по – малко количесво гориво за получаването на необходимата електрическа мощност. Не е без значение фактът , че у-вото CSG подобрява “мекотата” на двигателя и увеличава пътният комфорт. Известно е , че неравномерното ускорение на коляновият вал причинявано от противоположното движение на бутлата , е източник на ротационни вибрации. С буферното си противодеиствие старт- генератора успешно убива тези вибрации така, че двигателят работи като добре балансирана турбина.
В Мюнхенският развойно технически център на BMW са особенно доволни от изобилието на електрическа енергия получавана от новият генератор. С вграждането на все повече аудио визуална и комуникационна и компютърна техника в съвременният автомобил нейната консумация нараства с невероятно бързи темпове . В една лимузина от седма серия (на BMW) вече работят над 60 процесора и около 60 ел. Мотора , като броят им се очаква да разте непрекъснато . Функциите на старт генератора няма да останат на нивото надежден доставчик на текущо електричество . Върховите технологии скоро ще предоставят качествено нови възможности за съхраняване на генерираната свръх ел, енергия в супер кондензатори за целите на новите хибридни вариянти на задвижване. Въпреки прастото си устройство което се състои от : Ротор , статор с намотки и охлаждащ кужух според Алфред Крапел който отговаря за ел.системите в разработката на новите двигатели на BMW при наличието на подобни акумолиращи блокове стартер-генератора ще може да изпълнява функциите на помощен двигател при преодоляване на критични ситуации от всякакъв характер.Когато се налага бърза експлотация при критично задминаване, той може да удвои стойността на въртящия момент на коляновият вал.Пред нас казва той се открива възможността един среден тип лимузина да добие силовите възможности,присъщи на спортния автомобил.
След описаните предимства на това у-во естествен е въпросът защо досега то все още е само екпериментален образец в лабораториите на много водещи фирми.За това не могат да се винят кунструкторите,най малко тези на BMW които още през 1934г. Са разработили четирицилиндров двигател със стартергенераторен блок , свързан към коляновия вал с двоен v-образен земък.В края на 50-те години на пазара се появил модела BMW700 с комбинирана система Дайнастарт,която вече била свързана директно към коляновият вал.След довеждането на двигателя с мощност 30к.с. до нормален режим на празен ход ,той превключвал автоматично в генераторен режим.
Практиката показва ,че взаимноизключващите се функции на стартера и генератора до сега са били компромисно съвместявани само при двигатели с относително малка мощност.Освен очевидните скоростни разлики,стойностите на тока и напрежението при двете функции също силно се различават.Съвместяването и взаимното адаптиране на тези функции станаха възможни след появята на съвременните високо-волтови компоненти на силовата електротехника.Новият стартер генератор създава реални възможности за появата на нормален битов контакт в автомобила,което означава,че когато излезете на пикник,ще можете да топлите обяда си на микровълнова печка.
Пусков двигател.Устройство и действие
Пусковият двигател се състои от следните части:
1.Корпус.Корпусът на пусковият двигател е образуван от картер,цилиндър и цилиндрова глава.Картерът е изработен от две половини,центрирани с щифтове,притегнати с болтове. В отворите на картера са поставени лагерите на коляновият вал към които по канали се подава масло.В предната част на картера,покрита с претпазител са поставени зъбните колела.Летия цилиндър на двигателя е закрепен с болтове към горната повърхност на картера.Двойните стени на цилиндъра образуват водната риза за охлаждане,където през тръба,закрепена за фланец постъпва водата.Към цилиндъра е закрепена и цилиндровата глава с четири шпилки.Съединителните повърхности между съединителната глава са уплътнени с азбестова гарнитура,в която са направени прорези за каналите,съединяващи водната риза и главата.Водата се отвежда в охладителната система на основният двигател по тръба закрепена към главата с два болта през водоотвеждащата тръба и през горният корпус на термостата.Газо-разпределителните отвори извеждат на вътрешната повърхност на цилиндъра,горивната смес от карбуратора,която постъпва през всмукателният канал и всмукателните отвори в картера.Двата продухващи отвора свързани посредством вертикални канали са предназначени за продухване и за подаване на горивна смес в цилиндъра.Изпускателните отвори са свързани със тръбата на шумозаглушителя.Фазите на газоразпределението са осигурени посредством разположението на отворите по височина на цилиндърът.В централният отвор на главата е навита свеща,а на страничната наклонена повърхност –кранът за наливане на бензин в цилиндъра преди пускане на двигателя.
Пусковият двигател по принципа си надействие се отнася към двутактовите едноцилиндрови карбураторни бензинови двигатели с картерно продухвРаботния процес на такъв двигател протича по следният начин:
Буталото,движейки се от до лна към горна мъртва точка затваря отначало продухващия отвор ,след това изпуснателния и започва да нагнетява постъпилата по рано в цилиндъра горивн смес.В същото време в картера се създава разреждане и когато долният ръб на направляващата част на буталото отвори всмукателния отвор от карбуратора се засмуква горивна смес,минава през всмукателния отвор и постъпва в картера.Малко преди горна мъртва точка сгъстената работна смес се възпламенява от електрическата искра на свеща.Сместа изгаря и под рязкото нарастване на налягането на газовете буталото се премества към долна мъртва точка.Непосредствено след затварянето на всмукателния отвор от буталото,в картера започва на по рано постъпилата горивна смес.
Източник
Видове двигатели с вътрешно горене
Според броя на тактовете , които влизат в работния цикъл , двигателите с вътрешно горене се делят на :
1 Четиритактови двигатели – при тези двигатели за четири хода на буталото (два оборота на коляновия вал) се извършва целият работен процес на двигателя.
2 Двутактови двигатели -при тези двигатели за два хода на буталото (един оборот на коляновия вал) се извършва пълен работен цикъл на двигателя.
Според начина на смесообразуване на горивната смес и нейното възпламеняване двигателите се делят на :
1 Карбораторни двигатели (с външно смесообразуване) - при които горивото се смесва със въздух извън двигателя в специален друга разновидност при бензиновите двигатели това е инжекционната система при която впръскването на горивото стова директно в цилиндъра Горивната смес при тези двигатели се възпламенява чрез електрическа искра
.
2 Дизелови двигатели (с външно смесообразуване) – пр и тях горивната смес се образува в цилиндъра на двигателя и се самовзпламенява.
Според броя на цилиндрите двигателите биват :
1 Едно-цилиндрови
2 Дву-цилиндрови
Известен е също така и Ванкел двигателя за който особеното е, че той е със роторно (въртящо) се бутало.
3 Многоцилиндрови
Според разположението на цилиндрите двигателите могат да бъдат : Вертикални(редови), хоризонтални(боксерни), наклонени, веобразни и звездообразни.
Работен процес на двутактовия карбораторен двигател
Работния процес на двутактовия двигател се извършва за два такта . При двутактовия двигател за всеки оборот на коляновия вал се извършва един работен такт тоест един цикъл. При двутактовия двигател изпускането и всмукването се извършват от буталото, затова при него липсва разпределителния механизъм. По стените на цилиндъра има отвърстия , които буталото при движението си отваря и затваря в определен момент.
Двутактовия двигател извършва работния процес за два такта , защото работния процес протича в цилиндъра не само от едната страна на буталото , а от двете му страни. На фиг. 3 може да се проследи работата на двутактовия двигател. При първия такт движещото се нагоре бутало предизвиква разреждане в картера, след което отваря смукателното отвърстие и от карборатора се всмуква горивна смес в картера. В същото време се извършва и сгъстяване на сместа в цилиндъра на буталото. При втория такт буталото се движи надолу под действието на налягането от разширяващите се газове. Това е работния такт (разширяването). Междувременно под буталото в картер започва да се сгъстява навлязлата горивна смес. Буталото отваря изпускателното отвърстие около долна мъртва точка, след което изгорелите газове излизат навън, а на тяхно място навлиза през отвърстието на преливния канал предварително сгъстената горивна смес от картера. Да проследим какво става с всмуканата горивна смес до изпускане на изгорелите газове от цилиндъра. Всмукателната тръба на която е поставен карбуратора , е отведена под буталото в картера . Движещото се нагоре бутало до известно време увеличава пространството на картера и с това създава разреждане под буталото. Когато долният край на буталото достигне всмукателното отвърстие , същото започва да се отваря и през него навлиза горивна смес в картера. Буталото продължава да се движи нагоре и да създава разреждане в картера до завършване на всмукването. Двигателя всмуква през картера горивна смес от карбуратора. Необходимо е да се всмуква повече горивна смес , за да бъде пълненето на цилиндъра по – голямо. При движението си надолу буталото затваря смукателното отвърстие и започва сгъстяването на всмуканата горивна смес. Полученото от предварителното сгъстяване налягане(около1,5атс.) е необходимо , за да може сместа от картера да премине над буталото , като същевременно буталото се движи към горна мъртва точка. През време на работа , когато буталото се движи нагоре, в двигателя се извършват два работни процеса :
- Сгъстяване над буталото и всмукване под буталото.
В цилиндъра се извършва бързо сгъстяване на сместа, в следствие на което тя се нагрява до около 300 градуса. С температурата се повишава и налягането, така че, когато буталото сгъсти работната смес на една-шеста част от първоначалният и обем, налягането се увеличава на около 8 атс. През време на сгъстяването бензиновите частици се приближават и поради това в момента на запалването горенето е по-бързо, приличащо на експлозия.В края на сгъстяването около горна мъртва точка сместа се запалва от прескачащата между електродите на свеща искра. В началото на горенето температурата от 300 се повишава на 2400 градуса, а налягането около 8атс. Се увеличава към края на сгъстяването до 25-35атс. Поради създаденото налягане от възпламенената смес буталото започва да се движи към долна мъртва точка. Този такт се нарича работен такт. Достигнатото при горенето налягане 25-35атс. При разширяването пада на 3-5атс. При работния такт поради разширяването се понижава температурата и на изгорелите газове. Докато в цилиндъра става разширяване на изгорелите газове, долния край на буталото затваря всмукателното отвърстие и започва предварителното сгъстяване. Преди буталото да е достигнало долна мъртва точка, последното отваря изпускателното отвърстие, през което изгорелите газове под действие на съществуващото налягане напускат цилиндъра през изпускателната тръба. Когато по-голямата част от изгорелите газове вече е изпусната, тогава буталото затваря преливното отвърстие. Изпускателното отвърстие естествено се отваря винаги по-рано, защото ако беше обратното, изгорелите газове биха навлезли в картера, тъй като налягането им е по-голямо от това на намиращата се в картера горивна смес.
Какви системи автомобилни двутактови двигатели се изработват? Съвременна технология.
При двутактови двигатели, на които всмукателните и изпускателните отвърстия са едно срещу друго и когато са едновременно отворени съществува опасност от изпускането на прясна горивна смес през изпускателното отвърстие, а също така от оставането на изгорели газове в цилиндъра. За отстраняването на тази опасност се използвал един от най старите начини , при който челото на буталото се отлива се отлива с разпределящ издатък, който насочва прясната горивна смес нагоре. От друга страна от буталото пък се изтласкват изгорелите газове към изпускателното отвърстие. Буталото обаче така трябва да се постави в цилиндъра , че стръмната страна на издатъка да бъде към смукателното отвърстие , за да направлява нагоре горивната смес, а плоската страна да бъде откъм изпускателното отвърстие. Горивната смес и изгорелите газове се смесват до определена степен вътре в цилиндъра. Така , че една малка част от горивната смес излиза през изпускателната тръба , а друга малка част от изгорелите газове остават в цилиндъра. Поради това разхода на гориво при двутактовите двигатели е по-голям. Разпределителния издатък на челото на буталото сега се използва много рядко. Челото на буталото се прави плоско или слабо изпъкнало, като цилиндърът се продухва с въздух. Изпускателното и всмукателното отвърстия не се поставят вече едно срещу друго. Преливното отвърстие се поставя в страни от изпускателното отвърстие, като обикновено се правят две или повече преливни отвърстия. По този начин горивната смес изтича от двете страни и след като се смеси, протича нагоре към камерата на горенето. Работния процес на такъв двигател е същия като при двигателите с разпределителен издатък, само че той има повече преливни отвърстия и на челото на буталото няма разпределителен издатък. Повечето изработвани сега автомобилни и мотоциклетни двигатели са от този вид.
Клапанни двутактови двигатели се използват само при дизеловите автомобилни двигатели. С работата на такива двигатели ще се запознаем при двутактовите дизелови двигатели.
Как работи двутактовият дизелов двигател?
Според начина на продухване на цилиндрите двутактовите дизелови двигатели биват : с картерно или с компресорно продухване.
Първи такт
Буталото се движи към главата на цилиндъра при което в картера се всмуква въздух, а в същото време намиращия се над буталото въздух се сгъстява. Въздухът се всмуква през отвора на въздушната клапа, обаче впръскването на газьола не започва в края на сгъстяването поради ниското налягане в цилиндъра, а малко след започване на сгъстяването.
Втори такт
Буталото се движи към картера, защото го избутва налягането на горящите газове. В цилиндъра се извършва работен такт, а в картера – предварително сгъстяване. Педи да достигне долна мъртва точка, буталото отваря най напред изпускателния канал след това преливния канал.
Напоследък намират все по-широко приложение двутактовите клапанни дизелови двигатели. При тези двигатели, въздухът не се всмуква от буталото, а се вкарва в цилиндъра под налягане от компресор. Компресорът се състои от два трилопатести ротора, които се въртят в картера на двигателя задвижвани от две зъбни колела. Между лопатките и стените има малка хлабина. Компресорът нагнетява въздуха във въздушната камера, която обгръща двигателя, откъдето въздуха постъпва в цилиндрите. Буталото в долна мъртва точка отваря страничните прозорчета и компресорът напълва цилиндъра с въздух , който има налягане, по-високо с няколко десети от атмосферното. Нагнетения въздух избутва изгорелите газове през отворите на изпускателните клапани вън от цилиндрите. Няма всмукателен клапан, а има най-малко два изпускателни клапана. Движещото се нагоре бутало най напред затваря страничните прозорчета, непосредствено след това се затварят и отворите на изпускателните клапани и започва сгъстяването на нагнетения в цилиндъра въздух. Към края на сгъстяването започва впръскването. Впръскания газьол изгаря и газовете избутват буталото с голямо налягане надолу. При работния такт буталото се движи надолу и много преди да достигне долна мъртва точка се отварят изпускателните клапани след това буталото отваря страничните прозорчета, през които се нагнетява въздух, и избутва останалите в цилиндъра изгорели газове.
Пускови устройства. Общи понятия за пускане на двигателите.
При пускане на двигателите с вътрешно горене е необходимо да се създадат условия за образуване, запалване и изгаряне на работната смес. Тези условия могат да се създадат само при завъртане на коляновия вал на двигателя с необходимата скорост чрез външен източник на енергия. По този начин се задвижват буталата и всички останали движещи се части на двигателя, засмуква се горивна смес, компресира се, подава се ел.искра и сместа се запалва. При запалването се получава работен газ,който по-нататък задвижва буталата и останалите части, а от предадената им енергия процесите се повтарят така, че двигателя заработва самостоятелно. От всичко това ни става ясно , че към двигателя трябва да има някакво устройство, с което да се завърта коляновият вал на двигателя при първоначално пускане.
Такова устройство се нарича пусково.
От съвършенството на пусковото устройство и от неговата изправност зависят до голяма степен износването на двигателя и икономичността му. Много често, за да не се затрудни при пускането на двигателя, при временно спиране на машината водачът не спира двигателя, а го оставя да работи продължително време на тихи обороти. Това води до излишен разход на гориво и до износване на частите поради влошени условия на работа –кондензация на горивото и лошото смазване. При пускане на двигателя с неизправно пусково устройство много често се прибягва до непозволени начини за привеждане на двигателя в ход като непосредствено подгряване на маслото в картера, подаване на пламък от запален факел всмукван в цилиндрите при теглене на буксир от друг трактор. При такива условия за пускане се губи и много време. При завъртане на двигателя за първоначално пускане се изразходва известно количество енергия, която се разпределя така: за предаване ускорение на частите, за преодоляване на съпротивлението на сместа при компресирането и за преодоляване на триенето между движещите се части. При по-големите двигатели, където частите са с по-голямо тегло и триеща се площ и съпротивлението на газа при триене са по-големи се извършва повече работа.
При дизеловите двигатели в сравнение с карбораторните се извършва също повече работа за изпускане поради по-голямата масивност на частите и поради по-голямата компресия. За да стане добро смесообразуване и за да се получи необходимото налягане на газа през време на компресията при пускане на двигателя е необходимо буталата да се движат с известна скорост. При малка скорост на движение на буталата смесообразуването е лошо. При карбураторните двигатели при бавно движение на буталото през време на компресията горивната смес остава по – продължително време в допир с по-голяма част от стените на студените цилиндри, при което е възможно част от горивните пари да се кондензират и сместа да стане по-бедна, а пропуските край пръстените да се увеличават. Към края на компресията налягането е не достатъчно високо. При такива условия горивната смес не може да се възпламени.
При дизеловите двигатели поради същите причини компресирания въздух е с недостатъчна температура и впръсканото в него гориво не може да се запали. Скоростта на движение на буталата зависи от скоростта, с която се върти коляновият вал, или от неговите обороти.
При карбураторните двигатели пусковите обороти са 30-60 в минута, а при дизеловите 200-300 в минута.
Стартери. Устройство.
Автомобилният двигател се пуска в ход, когато се завърти коляновият му вал. При превъртането на коляновия вал буталата всмукват и сгъстяват горивна смес и след такта на сгъстяването следващия работен процес започва да задвижва двигателя.Завъртането на коляновият вал при пускането на двигателя в ход или ръчно посредством манивела, която има зъбчат накрайник, или с пусков електромотор. Електромоторът получава от акумулатора постоянен ток. Той е свързан последователно , за да може да завърти с по-голяма сила коляновият вал на двигателя при пускането му.
Частите на пусковият електромотор са : Неподвижна част(тяло) и въртяща се част(ротор).В тялото се намират четири полюса с възбудителни намотки. Намотките на полюсите и на котвата са дебели и с по-малко навивки за да се получи по-силен ток във възбудителната намотка и по-силно магнитно поле. Колектора има четири графитни четки, които получават ток от намотките на ротора. Монтираното зъбно колело на края на вала на ротора се зацепва със зъбете на маховика само при пускане на двигателя и с това превърта коляновия вал на двигателя. При включване на пусковият електромотор токът от акумулатора протича най първо през възбудителните намотки, след това през едните магнитни четки преминава в ротора и през съединението на останалите четки с масата токовата верига се затваря. Под действието на възбудителните намотки полюсите стават електромагнити. Освен създаденото около полюсите магнитно силово поле се образува силово поле и около намотките на котвата, защото и през тях протича ток. Под въздействието на привличането и отблъскването на създадените две магнитни силови полета от магнитното поле се отблъсква съответната намотка на ротора. В неподвижното силово поле попада винаги тази намотка на ротора, на която четките подават ток, така че въртенето е непрекъснато. Зъбното колело на пусковият електромотор най първо се зацепва в зъбите на маховика и чак след това започва да го върти. Обаче след пускането на двигателя зъбното колело на пусковия електромотор се върти свободно от ротора му. Освобождаването на зъбното колело от ротора се налага, защото маховикът и зъбното колело на пусковият електромотор продължават да се въртят заедно и след пускането на двигателя. Големите обороти, с които се върти коляновият вал на двигателя, могат да разрушат ротора и затова зъбното му колело своевременно се отделя.
Работен процес при пусковият електромотор с принудително механично включване.
Електрическия двигател се намира върху тялото на пусковият електромотор, като постъпващия от акумулатора ток се включва от ръчно или от крачно устройство. На вала на ротора е поставена втулка на която е закрепена муфа за свободен ход. На муфата, която има шлицево съединение с вала, е поставено зъбно колело. С помоща на двураменен лост муфата се премества надлъжно по вала. При пускане двураменния лост избутва муфата към маховика и зъбното колело се зацепва в зъбите на венеца на маховика. След зацепване на зъбите при по нататъшнотоно натискане върху педала външното рамо на лоста натиска включвателя, който включва пусковият електромотор в токовата верига, и той почва да се върти, като върти маховика, а с него и коляновият вал на двигателя. Зъбното колело заедно с муфата за свободен ход са поставени на вала на пусковият електромотор. Муфата за свободен ход позволява на пусковият електромотор да върти маховика, но не допуска след пускане на двигателя в ход маховика да върти ротора на електромотора. При обратно въртене двете зъбни колела се въртят заедно, обаче зъбното колело на пусковият електромотор се върти свободно върху вала и не задвижва ротора. Пусковият електромотор с принудително механично включване може да се пуска ръчно, с крак или електромагнит чрез натискане на бутон. При отпускане на включвателя (когато двигателя вече работи) най напред се прекъсва токовата верига, след това една пружина връща двураменния лост в първоначалното му положение, а той от своя страна избутва муфата в дясно и зъбните колела се отделят едно от друго. Устройството на муфата за свободен ход на пусков електромотор с механично включване се вижда добре на фиг. 4.
Как работи пусковият електромотор с плъзгаща се котва.
При спиране на пусковият електромотор една пружина избутва котвата извън магнитното силово поле и с това едновременно отделя зъбното колело(бендикса) от зъбния венец на маховика. При включване на пусковият електромотор(като се натиска бутон) електромагнитите му получават ток и включват/-/ образен контакт. Последният се включва най-напред само с горното си по дълго рамо и дава ток на тънките възбудителни намотки, както и през четките на намотките на котвата. Възбудителните намотки се правят от два вида (тънки и дебели) проводници, защото при пускане само тънкия проводник получава ток и след като образува магнитно поле, изтегля котвата.Когато котвата застане между полюсите, зъбното колело(бендикса) се включва в зъбния венец на маховика. С включването на зъбното колело ел.магнитът на пусковият електромотор изтегля и долния край на контакта(който дотогава е бил задържан от един палец), тъй като плъзгащата се котва с намиращия се на колектора и фланец е повдигнала и отлепила палеца. Същевременно долния край на контакта (който е бил задържан от палеца) включва дебелите намотки на ел.магнита в токовата верига на акумулатора и с нова пусковият електромотор започва с голяма сила да върти коляновия вал на двигателя. След пускането в ход на двигателя натискането на бутона се прекратява, ел.магнитите не получават ток, изключват се и намотките на пусковия електромотор. Магнитните полета изчезват и издърпващата пружина връща котвата с зъбното колело в първоначалното и положение. Пусковите електромотори на леките автомобили имат зъбни колела, поставени върху втулка, която е нахлузена свободно върху вала на котвата, за да не може след пускане в ход на двигателя маховикът да върти и котвата на пусковият електромотор. При дизеловите двигатели зъбното колело на пусковият електромотор се съединява с вала на котвата посредством триещ се съединител. Многодисковият съединител при включването не включва с удар. Което би причинило счупване, а постепенно. След пускането в ход на дизеловият двигател дисковете на многтодисковият съединител се разделят и зъбното колело на пусковият електромотор започва да се върти свободно. Пусковият електромотор на дизеловия двигател освен тънките и дебелите навивки на възбудителната намотка има една трета навивка която се свързва непосредствено с масата, а не през котвата. Тази отделна намотка има специално предназначение. Тъй като при пускане мощността н пусковия електромотор се колебае(защото пусковия електромотор след сгъстяването в дизеловият двигател консумира по-малко ток) и се създава по-слабо магнитно силово поле, което не може да попречи пружината да не изтегли котвата и да не се отелят зъбните колела.Малката помощна намотка осигурява външно силово поле, за да остане котвата включена, докато не се освободи бутонът за включване на пусковият електромотор.
Как работи пусковият електромотор с бендикс
(с инерционно включване)
На вала на котвата на пусковият електромотор е поставена втулка, която в единият си край е оформена като винт с висока стъпка. Втулката се съединява с вала посредством силна пружина. Върху винта като гайка с винтообразен канал е поставено пусковото зъбно колело (бендиксът), което от едната си страна е по тежко. При пускане протича ток през възбудителните намотки на електромотора и намотките на котвата, която започва бързо да се върти. Зъбното колело (което от едната си страна има противотежест) поради инерцията не може да следва бързото въртене на котвата и по винтообразния канал на втулката се премества в хоризонтална посока и се включва в зъбите на венеца на маховика. Зъбното колело на пусковият електромотор се зацепва в зъбите на маховика, когато е достигнало до опорната шайба на втулката и не може да се мести по- нататък. След това то заедно с котвата започва да върти маховика. Предназначението на пружината, която е еластична връзка между втулката и вала на котвата, е да облекчи пускането при зацепването на зъбните колела и да предотврати ударите след отделянето им. След пускането в ход на двигателя поради по-голямата кръгова скорост на маховика зъбното колело на пусковият електромотор започва да се върти по-бързо в сравнение с вала на котвата и поради това то се изтласква по винта в първоначалното си положение. Пусковият електромотор с бендикс на фиг.5. след като двигателя започне да работи, се изключва автоматично и затова не се нуждае от муфа за свободен ход.Пусковият електромотор с бендикс все повече измества принудителното механично включване при леките автомобили и включването с плъзгаща се котва при по-големите автомобили. Недостатък на включването с бендикс е, че бендиксът се включва изведнъж в зъбния венец на маховика. Зъбния венец се подбива и по-късно зъбното колело започва да заяжда. При пусковият електромотор с бендикс ел.ток се включва, с крак или с включвател задвижван от силен електромагнит.
Обслужване на пусковият електромотор
Периодически трябва да се грижим за мазането на втулките или лагерите на вала на котвата. Ако пусковият електромотор се включва трудно, трябва да се почисти нагарът от контактите на включвателя.При пусковия ел.мотор с плъзгаща се котва трябва да се следи разстоянието на която се монтира от маховика. Тя не трябва да бъде нито много близо, нито много далеко от маховика, тъй като в първия случай ел.магнитът няма да включи и котвата няма да се завърти. Ако пък е много далече, зъбното колело на пусковия ел.мотор започва да се върти преди да се е зацепило с зъбния венец. В случай на заяждане на зъбите при пусковия ел.мотор с бендикс завъртаме с ключ излизащия навън четириъгълен край на вала на котвата, за да се разделят зъбите. Когато краят на валът е така оформен, че няма такава възможност, включваме на първа скорост и автомобилът се бута напред-назад, докато се разделят зъбните колела. Предпазването на пусковият ел.мотор и на акумулатора изисква да не си върти непрекъснато ел.моторът повече от 10-15 сек. Ако след три или четирикратно последователно въртене двигателя не се задвижва, тогава трябва да се потърси неизправността.
Неизправности в стартера.
1. Неизправности в ел.двигателя и начини за отстраняването им.
Всяка неизправност в стартера води до намаляване на мощността му и въртящият момент и по трудно пускане на двигателя.Главните неизправности на стартера се предизвикват от нарушаване на контакта между четките и колектора. Към тези неизправности се отнасят защипването или окисляването на колектора, неравномерно износване на колектора, непълно прилягане на четките към колектора. Зацапаният колектор се почиства със парцалче, натопено във неетилизиран бензин. Ако колекторът е окислен той се зачиства до снемане на окисления слой(с шкурка на струг и др.). Неравномерното износване на колектора предизвиква силно изкрене, интензивно износване на четките, а вътре в тялото на стартера се натрупва голямо количество прах от четките. Колекторът на такъв стартер трябва да се престърже на струг или на специален станок. Не пълното прилягане на четките може да бъде предизвикано от износването им, от заяждане на четкодържателите или от отслабване или счупване на пружините притискащи четките към колектора. Признак за тази неизправност е спадането на мощността на стартера. Износените четки трябва да се пасват към колектора. При износване на повече от половината на четката тя трябва да се смени с нова, и новата четка да се пасва. В случай, че заядът четкодържателите те трябва да се измиват с петрол или с бензин, като предварително от тях се извадят четките. Счупените, загубилите еластичност пружини на четкодържателите се подменят.
2. Неизправности в включвателното устройство и начини за отстраняването им.
Нарушението на регулировката на момента на включване на стартера довежда до това, че стартера започва да работи по-рано, преди зъбното колело да зацепи зъбния венец на маховика или обратно-стартерът не се включва при подаден контакт. Тази неизправност се отстранява чрез регулиране механизма на задвижването. Причини за отказ на стартера да работи често биват и неизправностите на ел.проводниците или на акумолаторната батерия. С установяване на причините на неизправностите се препоръчва да се включи някоя от осветителните лампи в, например лампичките за осветление на купето и след това да се включи стартера. По изменението на светлината на лампата може да се определи неизправността на стартера. Освен изброените дотук неизправности другите са най често причинени от проводниците и тяхната не добра маса.
При наличието на нови конструктивни решения във пусковите електромотори са вградени някой нови елементи, а някой електромотори са заменени с напълно нови.
Нови конструктивни решения при стартер-генераторите.
Едно от тези решения е вакуумния пуков включвател. Ако при спрян двигател се натисне педала на включвателя, лостът се включва в гърбична ролка в изрязания вал и го задвижва, като натиска контактите на един гърбичен вал, и така токът от акумолаторът отива в пусковият електромотор. Ако педалът се натисне когато двигателят работи, включвателя не може да се включи, защото образувалото се в смукателната тръба подналягане е изтеглило заедно с мембраната изрязаният вал и така гърбичната ролка напразно се върти, ел.контактите не затварят. Този начин има предимство, че при движение на двигателя не може да се включи пусковият електромотор. Той се прилага при пусков електромотор с бендикс или за задвижване на един изтеглящ магнит, който се използва за включване на зъбните колела. Карбураторът се съединява с оста на дроселовата клапа. Ако при спрян двигател се натисне напълно педала за газта, полукръглия край на газта на дроселовата клапа натиска една съчма към малкото бутало на включвателя. Буталото при преместването си затваря контактите на късо и токът от акумолатора отива в намотките на релето. Когато двигателя започне да работи, образуваното подналягане повдига малката съчма, в следствие на което релето не може вече да получава ток, даже ида се натиска педалът за газта, защото малкото буталце е долу (малката спирална пружина е разтворила контактите) и ток не може да протече в пусковият електромотор. Едно от най новите конструктивни решения в сферата на пусковите електромотори е стартергенераторът от ново поколение CSG.
CSG – едно обзначение от близкото бъдеще.
Автомобилният двигател много скоро ще стартира почти безшумно и безпороблемно за части от секундата. Новият стартер генератор CSG, свързан директно с оста на коляновият вал(Cranksft Start Generator), ще обезсмисли сегашният стартерен електромотор, с който са свързани много от неприятните емоции на собствениците на леки автомобили. Класическият стартер обикновенно работи в кратък интервал от време , но издава достатъчно неприятен шум. И това е в случеят , когато двигателят е в пълна изправност , а околната температура е в рамките на нормалната . След като запалите вие го разхождате със себе си като излишен баласт, докато не ви се наложи да стартирате дигателя си . За сега не можете да минете без него , въпреки че ви е необходим сумарно за няколко часа от живота на вашия автомобил. Учудва фактът , че от създаването му преди около 80 год. До днес стартерът не е претърпял съществени конструктивни промени. Всичко това много скоро ще се промени. Магическата формула за предстоящата революция се съдържа в съкращението CSG.
Неговото действие се основава на следния принцип. Когато завъртим стартерния ключ или натиснем стартерния бутон на нашия автомобил бордовият компютър изпраща съответния сигнал към изпълнителният орган който отваря пътя на токовата верига т.е. пропуска ток от акумолаторната батерея към възбудителните намотки на статора.Под действието на възбудителните намотки полюсите стават електромагнити. Освен създаденото около полюсите магнитно силово поле се образува и окло намотките на ротора, защото и през тях протича ток. Под дийствие на привличането и отблъскването на създадените две магнитни силови полета от магнитното поле се отблъсква съответната намотка на ротора. В неподвижното силово поле винаги попада онази намотка на ротора на която се подава ток така , че въртенето е непрекъснато . За сега съкращението CSG е познато само на експертите и зад него стои нов тип стартер – генератор , свързан директно към оста на коляновият вал. Прототипът му е показан за първи път от фирмата BMW на Женевският автосалон през 1998год.Развивайки мощен въртящ момент , от порядъка на 180 – 400 Нм новото устройство развърта коляновият вал на двигателя до стойност 600 об/мин за интервал 0,2 – 0,4 сек. В зависимост от вида на двигателя. След като последният заработи , той започва да произвежда ел.енергия , равна на три обикновенни генератора. Новият стартер – генератор който се очаква да влезе в масово производство през първото десетилетие на 2000-та година притежава много предимства. Изключително бързият старт на двигателя предизвиква почти едновременно възрламеняване на горивото във всичките му цилиндри в резултат на което се минимизира времето за достигане на оптимален режим на празен ход. Резултатът е рязко намаляване на вредните газове при стартиране. Тъй като двигателя започва да работи почти безшумно и бързо , става въможна безпроблемната му експлатация в т.н. старт стопов режим. Когато автомобилът е спрял на кръстовище на червен сфетофар двигателят се изключва автоматично тъй като не се подава команден сигнал от педала на газта към бордовият компютър и той изключва автоматично двигателя но остава в режим на готовност , за да може да стартира двигателя за части от секундата при подаване на газ.С това се намаляват рязко както замърсяването на въздухът така и разхода на гориво.Предполагаемата икономия и в двете области според експертите възлиза на около 20%. Същесвена икономия се постига и по време на движение. Новият старт генератор на фиг.6 монтиран на оста на коляновият вал , произвежда три пъти повече електроенергия от обикновенния при много по ниски ениргийни загуби.Вместо от нормалното постижение от30-70% в зависимост от скоростта , К.П.Д. на новото устройство в генераторен режим достига стойности до 80% в целият скоростен обхват на автомобила , т.е чувствително по – малко количесво гориво за получаването на необходимата електрическа мощност. Не е без значение фактът , че у-вото CSG подобрява “мекотата” на двигателя и увеличава пътният комфорт. Известно е , че неравномерното ускорение на коляновият вал причинявано от противоположното движение на бутлата , е източник на ротационни вибрации. С буферното си противодеиствие старт- генератора успешно убива тези вибрации така, че двигателят работи като добре балансирана турбина.
В Мюнхенският развойно технически център на BMW са особенно доволни от изобилието на електрическа енергия получавана от новият генератор. С вграждането на все повече аудио визуална и комуникационна и компютърна техника в съвременният автомобил нейната консумация нараства с невероятно бързи темпове . В една лимузина от седма серия (на BMW) вече работят над 60 процесора и около 60 ел. Мотора , като броят им се очаква да разте непрекъснато . Функциите на старт генератора няма да останат на нивото надежден доставчик на текущо електричество . Върховите технологии скоро ще предоставят качествено нови възможности за съхраняване на генерираната свръх ел, енергия в супер кондензатори за целите на новите хибридни вариянти на задвижване. Въпреки прастото си устройство което се състои от : Ротор , статор с намотки и охлаждащ кужух според Алфред Крапел който отговаря за ел.системите в разработката на новите двигатели на BMW при наличието на подобни акумолиращи блокове стартер-генератора ще може да изпълнява функциите на помощен двигател при преодоляване на критични ситуации от всякакъв характер.Когато се налага бърза експлотация при критично задминаване, той може да удвои стойността на въртящия момент на коляновият вал.Пред нас казва той се открива възможността един среден тип лимузина да добие силовите възможности,присъщи на спортния автомобил.
След описаните предимства на това у-во естествен е въпросът защо досега то все още е само екпериментален образец в лабораториите на много водещи фирми.За това не могат да се винят кунструкторите,най малко тези на BMW които още през 1934г. Са разработили четирицилиндров двигател със стартергенераторен блок , свързан към коляновия вал с двоен v-образен земък.В края на 50-те години на пазара се появил модела BMW700 с комбинирана система Дайнастарт,която вече била свързана директно към коляновият вал.След довеждането на двигателя с мощност 30к.с. до нормален режим на празен ход ,той превключвал автоматично в генераторен режим.
Практиката показва ,че взаимноизключващите се функции на стартера и генератора до сега са били компромисно съвместявани само при двигатели с относително малка мощност.Освен очевидните скоростни разлики,стойностите на тока и напрежението при двете функции също силно се различават.Съвместяването и взаимното адаптиране на тези функции станаха възможни след появята на съвременните високо-волтови компоненти на силовата електротехника.Новият стартер генератор създава реални възможности за появата на нормален битов контакт в автомобила,което означава,че когато излезете на пикник,ще можете да топлите обяда си на микровълнова печка.
Пусков двигател.Устройство и действие
Пусковият двигател се състои от следните части:
1.Корпус.Корпусът на пусковият двигател е образуван от картер,цилиндър и цилиндрова глава.Картерът е изработен от две половини,центрирани с щифтове,притегнати с болтове. В отворите на картера са поставени лагерите на коляновият вал към които по канали се подава масло.В предната част на картера,покрита с претпазител са поставени зъбните колела.Летия цилиндър на двигателя е закрепен с болтове към горната повърхност на картера.Двойните стени на цилиндъра образуват водната риза за охлаждане,където през тръба,закрепена за фланец постъпва водата.Към цилиндъра е закрепена и цилиндровата глава с четири шпилки.Съединителните повърхности между съединителната глава са уплътнени с азбестова гарнитура,в която са направени прорези за каналите,съединяващи водната риза и главата.Водата се отвежда в охладителната система на основният двигател по тръба закрепена към главата с два болта през водоотвеждащата тръба и през горният корпус на термостата.Газо-разпределителните отвори извеждат на вътрешната повърхност на цилиндъра,горивната смес от карбуратора,която постъпва през всмукателният канал и всмукателните отвори в картера.Двата продухващи отвора свързани посредством вертикални канали са предназначени за продухване и за подаване на горивна смес в цилиндъра.Изпускателните отвори са свързани със тръбата на шумозаглушителя.Фазите на газоразпределението са осигурени посредством разположението на отворите по височина на цилиндърът.В централният отвор на главата е навита свеща,а на страничната наклонена повърхност –кранът за наливане на бензин в цилиндъра преди пускане на двигателя.
Пусковият двигател по принципа си надействие се отнася към двутактовите едноцилиндрови карбураторни бензинови двигатели с картерно продухвРаботния процес на такъв двигател протича по следният начин:
Буталото,движейки се от до лна към горна мъртва точка затваря отначало продухващия отвор ,след това изпуснателния и започва да нагнетява постъпилата по рано в цилиндъра горивн смес.В същото време в картера се създава разреждане и когато долният ръб на направляващата част на буталото отвори всмукателния отвор от карбуратора се засмуква горивна смес,минава през всмукателния отвор и постъпва в картера.Малко преди горна мъртва точка сгъстената работна смес се възпламенява от електрическата искра на свеща.Сместа изгаря и под рязкото нарастване на налягането на газовете буталото се премества към долна мъртва точка.Непосредствено след затварянето на всмукателния отвор от буталото,в картера започва на по рано постъпилата горивна смес.
Източник
2 мнения
• Страница 1 от 1
Кой е на линия
Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани
Последни теми
Facebook
