Устройство воздушной системы запуска двигателя

Главное меню

Судовые двигатели

Наиболее распространенным способом пуска стационарных дви­гателей в ход является пуск сжатым воздухом.

Сжатый воздух при­готовляется воздушными компрессорами, работающими или непосредственно от двигателя (навешенный компрессор), или от посторон­него источника энергии (например, от электродвигателя).

Обычно давление пускового воздуха в двигателях принимается до 30 кГ/см 2 .

Иногда вместо сжатого воздуха для пуска используют сжатый газ из рабочего цилиндра, отбираемый во время работы двигателя на холостом ходу.

На фиг. 134 показана одна из схем пуска двигателя сжатым воздухом. Из пускового баллона 1 сжатый воздух направляется через вентиль 2 и пусковой вентиль 3 , который служит для того, чтобы в нужный момент воздух из пускового баллона подавать к воздухораспределителю 4. Воздухораспределитель предназначен для правильного чередования подвода воздуха к отдельным цилинд­рам двигателя. Воздух подводится к цилиндрам через обратные пусковые клапаны 5, которые, помимо этого, служат для разоб­щения полости цилиндра и пускового трубопровода после окон­чания подачи пускового воздуха.

Стальные баллоны для газов выпускаются промышленностью по ГОСТу 949-57, емкостью до 55 л. Баллон 5 (фиг. 135) имеет гор­ловину, на которую навернут и приварен фланец 3 . К фланцу бол­тами прикреплен корпус 6 головки. В нем располагается необходи­мая арматура: манометр для контроля давления; приемный клапан, через который производится наполнение баллона; запорный клапан, который сообщает баллон с пусковой магистралью; игольчатый кла­пан для продувки из баллона воды и масла, накопившихся в нижней его части; предохранительный клапан.

На фиг. 136 дана схема воздухораспределителя золотникового типа с пусковым клапаном. Количество золотников должно соответствовать числу цилиндров, причем они располагаются или в ряд вдоль распределительного вала или звездообразно вокруг вала (фиг. 137). В первом случае золотники приводятся от отдельных кулачков, а во втором — только от одного. При пуске двигателя после открытия пускового вентиля сжатый воздух направляется к пусковым клапанам в полость 1 (фиг. 136) и к золотникам в полость 2. Так как пружина 3 прижимает клапан к седлу, то у тех клапанов, которые находятся в таком положении, воздух в цилиндры не пойдет. Однако тот клапан, который соединен с золотником и у которого плунжер 4 расположен против впадины кулачка 5 , откроется, как это показано на фиг. 136, и впустит сжатый воздух в цилиндр. Клапан откроется потому, что плунжер золотника, опустившись, откроет доступ воздуху к приводному поршеньку 6 пускового клапана.

Другие же, клапаны, плунжеры золотников которых располо­жены против выступа кулачка, будут закрыты, так как в этом слу­чае золотник вдвигается кулачком вверх в положение, при котором доступ воздуха к приводным поршенькам 6 будет перекрыт. При поворачивании кулачка произойдет чередований моментов работы отдельных пусковых клапанов. Эти моменты устанавливают так, чтобы открытие клапанов начиналось у тихоходных двигателей в в.м.т., а у быстроходных за 5—15° угла поворота коленчатого вала до в.м.т. во время такта сжатия. Закрытие же клапанов происходит у тихоходных двигателей после в.м.т. через 70—80°, а у быстроходных дви­гателей через 60—70°. По окончании пуска и закрытия пускового клапана плунжеры золотников отходят от ку­лачков под воздействием пружин 7.

На фиг. 138 показано устройство пускового клапана быстроходного двигателя. При таком устройстве весь пусковой воздух должен пройти через воздухораспределитель.

На фиг. 139 представлена схема, а на фиг. 140 устройство воздухораспределителя дискового типа, через который может пройти весь пусковой воздух. Через корпус воздухораспределителя проходит валик, соединенный с распределительным валом. Па шлицах валика надет плоский золотник в виде диска 5 (фиг. 139), который прижи­мается к опорной поверхности корпуса сжатым воздухом, впускае­мым через штуцер 6 . В корпусе распределителя имеются каналы 1 , соединенные с соответствующим пусковым клапаном. Число каналов равно числу пусковых клапанов. Золотник имеет единственное сквоз­ное отверстие 7 . Кроме того, в золотнике имеется канавка 4, а в торце корпуса — кольцевая канавка 8, сообщающаяся с атмосферой через канал 2 .

Действует воздухораспределитель так. Отверстие 7 золотника всегда совпадает с одним из отверстий в корпусе. Как только откроется пусковой вентиль и сжатый воздух через штуцер 6 попадает в камеру, он устремится к соответствующему пусковому клапану, открывает его, преодолевая натяжение пружины (см. фиг. 138), и входит в цилиндр. Под действием сжатого воздуха поршень, а следовательно, и коленчатый вал двигателя начнет поворачиваться. Вместе с ним будет проворачиваться и золотник распределителя, который при этом поочередно через отверстие 7 (фиг. 139) будет сообщать полость камеры с пусковыми клапанами. Когда двигатель пущен и пусковой вентиль закрыт, то при помощи системы каналов 4, 8 и 2 и отвер­стия 3 происходит выпуск воздуха, оставшегося в пространстве над пусковым клапаном и в трубопроводе, соединяющем клапан с распределителем.

Для того чтобы упростить систему пуска и уменьшить расход пускового воздуха, в стационарных двигателях часто пусковые клапаны устанавливают не на всех цилиндрах. В этом случае дви­гатель нужно ставить в пусковое положение, при котором мотыль коленчатого вала цилиндра, имеющего пусковой клапан, должен находиться в положении, соответствующем повороту на 20—30° после в.м.т. в такте расширения.

Пуск двигателя сжатым воздухом может .быть осуществлен и без воздухораспределителя. В этом случае двигатель снабжается пусковыми клапанами, управляемыми посредством кулачков, наса­женных на распределительный вал. Однако эта система пуска в настоящее время встречается редко.

Система воздушного пуска двигателя

Система воздушного пуска предназначена для прокручивания коленчатого вала при пуске двигателя сжатым воздухом (основной способ пуска).

Система представляет собой часть общей системы пневмооборудования машины.

Давление воздуха в баллоне 150 кгс/см 2

Минимальное давление воздуха в баллоне,

при котором обеспечивается надежный

— летом не менее 45 кгс/см 2

— зимой 80 кгс/см 2

Максимальное давление в баллоне 165 кгс/см 2

Система воздушного пуска двигателя (рис 2.54) состоит из:

Воздушный баллон служит для обеспечения запаса сжатого воздуха (Р = 150кгс/см 2 ). Емкость баллона 5 л.

Воздушный баллон установлен в отделении управления, у левого борта, и крепится двумя хомутами к днищу машины.

В горловину корпуса баллона ввернут вентиль, открывающийся вращением маховичка против часовой стрелки. При запуске двигателя вентиль должен быть открыт, при остановке двигателя на время более 2-х часов – закрыт. Заправка баллона сжатым воздухом осушествляется при работающем двигателе компрессором, по мере снижения давления до 130 кгс/см 2 .

В машине предусмотрена возможность заправки баллона от внешнего источника сжатым воздухом через штуцер, расположенный в отделении управления, над шитком приборов, в правом верхнем углу. На корпусе баллона выбиты цифры даты проверки его котлонадзором (месяц и год проверки). Срок очередной проверки через 5 лет.

Рис. 2.54. Система воздушного пуска двигателя:

1 — редукторы пневмосистемы; 2 — воздушный фильтр; 3 — распределительная коробка; 4 — пусковые клапаны; 5 — перегородка силового отделения; 6 — спускная пробка маслоотстойника; 7 — воздушный баллон; 8 — вентиль; 9 — электропневмоклапан; 10 — распределительная коробка; 11 — отстойник; 12 — воздухораспределитель; 13 — обратный клапан на трубопроводе к воздухораспределителю; 14 — обратный клапан на трубопроводе к электропневмоклапану; 15 — кран ручного запуска.

При открытом вентиле воздух из баллона поступает в редуктор снижения давления ИЛ611-150-65-К и под давлением 70 кгс/см 2 поступает в электропневмоклапан.

Электропневмоклапан ЭК-48 (рис. 2.55) служит для дистанционного управления подачей сжатого воздуха из баллона к воздухораспределителю. Он установлен в отделении управления, на левом борту (верхний электропневмоклапан).

Электропневмоклапан представляет собой цилиндрический корпус, в который ввернуты два штуцера: впускной (торцевой) и выпускной (боковой). В корпусе помещен клапан, перекрывающий впускное отверстие. К корпусу крепится электромагнит, сердечник которого соединен с клапаном. При включении электромагнита (нажатии на кнопку «ПУСК ВОЗД.») сердечник втягивается, перемещая клапан. При этом впускное и выпускное отверстия соединяются между собой и воздух поступает в маслоотстойник. Клапан может открыться вручную рычагом на корпусе электропневмоклапана.

Рис.2.55. Электропневмоклапан ЭК-48:

1 — электромагнит; 2 — пружина; 3 — рычаг; 4 — поршень; 5 — выпускной клапан; 6 — выпускной штуцер; 7 — сервоклапан; 8 — впускной клапан; 9 — впускной штуцер.

Маслоотстойник предназначен для улавливания конденсата влаги и капель масла, содержащихся в воздухе, поступающем из компрессора. Он крепится к стойке на перегородке силового отделения. Маслоотстойник представляет собой полый цилиндр, в верхней части имеется два штуцера (подвода и отвода воздуха), а между ними внутри приварена планка. Воздух, проходя от входного к выходному штуцеру, огибает планку, меняя направление движения. При этом частицы масла центробежной силой отбрасываются на стенки корпуса и стекают на дно его. Для слива отстоя в нижней части корпуса имеется отверстие, закрываемое пробкой. Очищенный от масла воздух проходит обратный клапан и поступает в воздухораспределитель.

Обратный клапан предназначен для предотвращения попадания отработавших газов в трубопроводы и приборы пневмосистемы во время работы двигателя в случае зависания одного или нескольких пусковых клапанов, а также для предотвращения попадания масла в систему пневмооборудования из воздухораспределителя двигателя.

Воздухораспределитель (рис. 2.56) служит для распределения воздуха по цилиндрам двигателя в порядке их работы. Он установлен на левом блоке цилиндров со стороны маховика.

Воздухораспределитель состоит из алюминиевого корпуса, в котором просверлено 6 отверстий, соединенных трубопроводами с цилиндрами двигателя. Спереди к корпусу крепится колпак, имеющий входное отверстие для подвода сжатого воздуха. В корпусе установлен распределительный диск, имеющий серповидное отверстие (окно). Диск валиком соединен с шестерней механизма передач двигателя. Окно в любом положении диска совпадает с одним из каналов корпуса.

Сжатый воздух, поступая в полость колпака, через окно диска в корпусе поступает в один из цилиндров. При действии воздуха на поршень

Рис. 2.56. Воздухораспределитель:

1 — распределительный диск; 2 — регулировочная муфта; 3 — тарелка; 4 — гайка; 5 — шайба; 6 — штуцер; 7 — колпак; 8 — кольцо стопорное; 9 — пружина; 10 — валик воздухораспределителя.

происходит проворот коленчатого вала. При этом диск, поворачиваясь, последовательно сообщает окно с каждым из цилиндров, в порядке их работы, чем достигается непрерывное вращение коленчатого вала.

Пусковые клапаны (рис. 2.57) служат для впуска сжатого воздуха в цилиндры при пуске и предотвращают проход отработавших газов в систему воздушного запуска. Они ввернуты в головки блоков цилиндров под впускными коллекторами и соединены трубопроводами с каналами воздухораспределителя. От каждого гнезда клапана просверлен сквозной канал в камеру сгорания. Пусковой клапан представляет собой цилиндрический корпус, в котором установлен обратный клапан тарельчатого типа.

Рис. 2.57. Пусковой клапан:

1 — тарельчатый клапан; 2 — корпус; 3 — уплотнительные кольца; 4 — колпачок; 5 — пружина; 6 — гайка; 7 — стержень клапана; а — радиальное отверстие.

Воздушные трубопроводы изготовлены из стальных цельнотянутых трубок, на концах которых приварены поворотные угольники. Трубки объединены в две группы – по три трубки в каждой. Каждая группа стянута хомутами, которыми крепится к верхней части блок-картера. Концы трубок с одной стороны зажимами присоединяются к воздухораспределителю, с другой – к пусковым клапанам.

Работа системы

При открытии вентиля баллона сжатый воздух под давлением 150 кгс/см 2 из баллона поступает в распределительную коробку, проходит через войлочный фильтр в редукторы, где давление снижается до 70 кгс/см 2 , и далее через распределительную коробку подходит к электропневмоклапану.

При нажатии на кнопку «ПУСК ВОЗД.» или на рычожок элект-ропневмоклапана клапан открывается и воздух через маслоотстойник, обратный клапан поступает в воздухораспределитель. Из воздухораспределителя воздух попадает через пусковые клапаны в цилиндры двигателя, обеспечивая раскрутку коленчатого вала. При оборотах коленчатого вала 100-I50 об/мин происходит пуск двигателя.

При неисправности системы воздушного пуска применяется пуск двигателя электростартером (вспомогательный способ запуска).

Дата добавления: 2016-10-26 ; просмотров: 14242 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Устройство и принцип работы системы запуска двигателя

Система запуска двигателя обеспечивает первоначальное проворачивание коленчатого вала ДВС, благодаря чему в цилиндрах происходит воспламенение топливовоздушной смеси и мотор начинает работать самостоятельно. В эту систему входят несколько ключевых элементов и узлов, работу которых мы рассмотрим далее в статье.

Что представляет собой

В современных автомобилях реализована электрическая система пуска двигателя. Также ее часто называют стартерной системой пуска. Одновременно с вращением коленвала в работу включается система ГРМ, зажигания и топливоподачи. Происходит сгорание топливовоздушной смеси в камерах сгорания и поршни проворачивают коленвал. После достижения определенных оборотов коленчатого вала двигатель начинает работать самостоятельно, по инерции.

Запуск двигателя

Чтобы запустить двигатель, нужно достичь определенной частоты вращения коленчатого вала. Для разных типов двигателей это значение отличается. Для бензинового мотора минимально необходимо 40-70 об/мин, для дизельного – 100-200 об/мин.

На начальном этапе автомобилестроения активно использовалась механическая система пуска с помощью заводной рукоятки. Это было ненадежно и неудобно. Сейчас от таких решений отказались в пользу электрической системы запуска.

Устройство системы запуска двигателя

В систему пуска двигателя входят следующие ключевые элементы:

• механизмы управления (замок зажигания, дистанционный запуск, система Старт-Стоп);
• аккумуляторная батарея;
• стартер;
• провода определенного сечения.

Схема запуска двигателя

Ключевым элементом системы является стартер, который, в свою очередь, питается от аккумуляторной батареи. Это электродвигатель постоянного тока. Он создает крутящий момент, который передается маховику и коленчатому валу.

Как работает запуск двигателя

После поворота ключа в замке зажигания в положение «запуск» замыкается электрическая цепь. Ток по плюсовой цепи от аккумулятора поступает на обмотку тягового реле стартера. Затем по обмотке возбуждения ток проходит к плюсовой щетке, затем по обмотке якоря на минусовую щетку. Так срабатывает тяговое реле. Подвижный сердечник втягивается и замыкает силовые пятаки. При движении сердечника выдвигается вилка, которая толкает приводной механизм (бендикс).

После замыкания силовых пятаков от аккумулятора подается пусковой ток по плюсовому проводу на статор, щетки и ротор (якорь) стартера. Вокруг обмоток возникает магнитное поле, которое приводит в движение якорь. Таким образом электрическая энергия от аккумулятора преобразуется в механическую энергию.

Работа выключенного и включенного стартера

Как уже было сказано, вилка, во время движения втягивающего реле, выталкивает бендикс к венцу маховика. Так происходит зацепление. Якорь вращается и приводит в движение маховик, который передает это движение коленчатому валу. После запуска двигателя маховик раскручивается до больших оборотов. Чтобы не повредить стартер, срабатывает обгонная муфта бендикса. При определенной частоте бендикс вращается независимо от якоря.

После запуска двигателя и отключения зажигания от положения «запуск» бендикс принимает исходное положение, а двигатель работает самостоятельно.

Особенности работы аккумуляторной батареи

От состояния и мощности аккумулятора будет зависеть успешный запуск двигателя. Многие знают, что для АКБ важны такие показатели, как емкость и ток холодной прокрутки. Эти параметры указываются на маркировке, например, 60/450А. Емкость измеряется в Ампер-часах. Аккумулятор имеет малое внутренне сопротивление, поэтому он может кратковременно отдавать большие токи, в несколько раз превышающие его емкость. Указанный ток холодной прокрутки 450А, но при соблюдении определенных условий: +18С° в течение не более 10 секунд.

Однако, подаваемый ток на стартер все равно будет меньше указанных значений, так как не учитывается сопротивление самого стартера и силовых проводов. Этот ток и называется пусковым током.

Справка. Внутреннее сопротивление аккумулятора в среднем составляет 2-9 мОм. Сопротивление стартера бензинового мотора в среднем 20-30 мОм. Как видно, для правильной работы необходимо, чтобы сопротивление стартера и проводов в несколько раз превышало сопротивление аккумулятора, иначе внутреннее напряжение аккумулятора при пуске будет проседать ниже 7-9 вольт, а этого допускать нельзя. В момент подачи тока напряжение исправного АКБ проседает в среднем до 10,8В в течение нескольких секунд, а затем вновь восстанавливается до 12В или чуть выше.

Аккумулятор отдает пусковой ток на стартер в течение 5-10 секунд. Затем нужно сделать паузу 5-10 секунд, чтобы аккумулятор «набрался сил».

Если после попытки запуска напряжение в бортовой сети резко падает или стартер прокручивается наполовину, то это свидетельствует о глубоком разряде АКБ. Если стартер выдает характерные щелчки, то аккумулятор окончательно сел. Среди других причин может быть поломка стартера.

Сила тока при старте

Стартеры для бензинового и дизельного мотора будут отличаться по мощности. Для бензиновых ДВС используются стартеры мощностью 0,8-1,4 кВт, для дизельных – 2 кВт и выше. Что это значит? Это значит, что стартеру с дизельным мотором нужно больше мощности, чтобы прокрутить коленвал на сжатие. Стартер мощностью 1 кВт потребляет 80А, 2 кВт потребляет 160А. Больше всего энергии уходит на начальную прокрутку коленчатого вала.

Среднее значение пускового тока для бензинового двигателя – 255А для успешной прокрутки коленвала, но это с учетом плюсовой температуры 18С° или выше. При минусовой температуре стартеру нужно крутить коленвал в загустевшем масле, что повышает сопротивление.

Особенности запуска двигателя в зимних условиях

В зимнее время бывает трудно запустить двигатель. Масло густеет, а значит провернуть его труднее. Также часто подводит аккумулятор.

При минусовой температуре внутреннее сопротивление аккумулятора повышается, батарея садится быстрее, также неохотно отдает нужный пусковой ток. Для успешного пуска двигателя зимой АКБ должна быть полностью заряжена и не должна быть замерзшей. Дополнительно нужно следить за контактами на клеммах.

Вот несколько советов, которые помогут запустить двигатель зимой:

1. Перед включением стартера на холодную включите дальний свет на несколько секунд. Это запустит химические процессы в батарее, так сказать, «разбудит» аккумулятор.
2. Не крутите стартер больше 10 секунд. Так батарея быстро садится, особенно на морозе.
3. Выжмите полностью педаль сцепления, чтобы стартеру не нужно было крутить дополнительные шестерни в вязком трансмиссионном масле.
4. Иногда могут помочь специальные аэрозоли или «стартерные жидкости», которые впрыскивают в воздухозаборник. При исправном состоянии мотор заведется.

Тысячи водителей ежедневно заводят свои моторы и едут по делам. Начало движения возможно благодаря слаженной работе системы запуска двигателя. Зная ее устройство, можно не только запускать двигатель в самых разных условиях, но и подобрать нужные компоненты в соответствии с требованиями именно к вашему автомобилю.