Стартеры автомобилей: открытый урок по электрооборудованию

Уральский колледж информационных технологий

«Согласовано» «Утверждаю»

Зам. директора по УМР Зам. директора по УР

_________Ильясова Ж.Р. __________Бисалиева Ж.Е.

«____»__________2019 г. «____»___________2019 г.

Открытый урок по дисциплине: «Электрооборудование автомобилей»

Тема: «Стартеры»

Группа № 25

Специальность: 1201000 «Техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация автомобильного транспорта»

Квалификация: «Слесарь по ремонту автомобилей»

Преподаватель: Имангалиев С.Ж.

Рассмотрено на заседании ПЦК

«Автомобильная техника и КИП и А»

Протокол № ____от «_____»_______2019г.

Председатель ПЦК __________Матвеев В.П.

Уральск - 2019 г.

ЦЕЛЬ УРОКА:

образовательная: Изучить назначение, принцип работы и общее устройство электростартера;

развивающая: Развивать логическое мышление, реакцию на ситуативность, умения формулирования и конкретизации ответов на вопросы;

воспитательная: Воспитывать познавательный интерес, объективность в самооценке, стремление к самоутверждению личности.

ТИП УРОКА: комбинированный

МЕТОД ОБУЧЕНИЯ: объяснительно-иллюстративный

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: Якорь, статор, сердечник тягового реле, втягивающая и удерживающая обмотка, контактная пластина, коллектор, щетки, узел щеточный.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ УРОКА: Мультимедийное оборудование, презентация, видеоматериал, стартер в разрезе и разобранном виде.

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ: физика, устройство автомобиля, техническое обслуживание и ремонт автомобилей.

ЛИТЕРАТУРА: «Электрооборудование автомобилей» автор Акимов С.В., Чижков Ю.П.

ХОД УРОКА

I. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

Проверка готовности к уроку кабинета. Проверка присутствия учащихся по списку. Сообщение темы и целей урока.

Разминка по пройденным темам в игровой форме «Дерево знаний»

II. ПОВТОРЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО МАТЕРИАЛА

Прежде чем начнем новую тему повторим пройденную материал на тему: «Устройства облегчения пуска двигателя»

III. СООБЩЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Тема открытого урока: «Стартеры». Когда и кем был придуман стартер?

На раннем этапе двигатели автомобиля запускались вручную. Для этого использовалась особая заводная рукоятка, которая вставлялась в специальное отверстие, после чего водитель самостоятельно проворачивал коленчатый вал.

В дальнейшем появилась система электрического пуска, которая в самом начале была не совсем надежной. По этой причине на многих моделях электрический пуск комбинировали с возможностью ручного запуска, что давало возможность запустить двигатель в случае возникновения проблем с электрозапуском. Затем от такой схемы полностью отказались, так как общая надежность электрических систем значительно возросла.

Система запуска часто называется стартерная система пуска двигателя состоит из механических и электрических узлов и агрегатов.

Основными элементами в схеме электрического пуска двигателя выступают:

стартерная цепь;

стартер;

аккумулятор;

Стартерная цепь фактически является электроцепью, по которой электрический ток подается от АКБ к стартеру. В такую цепь входит провод, который соединяет аккумулятор и стартер, «масса» на кузов автомобиля, а также различные клеммы и соединения, по которым идет пусковой ток.

Стартер представляет собой электромотор. На валу стартера установлена шестерня, которая после подачи напряжения на стартер входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя. Так реализована передача крутящего момента от стартера на коленвал двигателя.

Что касается аккумулятора, основной задачей является обеспечение необходимого напряжения для работы стартера. Важно, чтобы АКБ имела нужную емкость и уровень заряда не ниже 70%, что позволяет стартеру прокручивать коленвал ДВС с необходимой для запуска частотой.

Стартер потребляет большой пусковой ток. При этом для включения и выключения стартера используется слаботочный переключатель, более известный как замок зажигания. Данный элемент осуществляет управление специальным реле, а также блокировочными выключателями стартера (при наличии).

Стартер с тяговым реле представляет собой электродвигатель постоянного тока. Стартер состоит из статора, который является корпусом, ротора (якорь), а также щеток со щеткодержателем, тягового реле и механизма привода.

Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера, а также позволяет работать механизму привода. Указанное тяговое реле включает в себя обмотку, якорь, контактную пластину. Электрический ток подается на тяговое реле через специальные контактные болты.

Механизм привода нужен для передачи крутящего момента от стартера на коленвал. Основными элементами конструкции является рычаг привода или вилка, которая имеет поводковую муфту, демпферная пружина, а также обгонная муфта и ведущая шестерня. Ведущая шестерня входит в зацепление с зубчатым венцом маховика, который установлен на коленвалу. Замок зажигания после поворота ключа в положение «старт» отвечает за подачу постоянного тока от АКБ на тяговое реле стартера.

Принцип работы системы электрического запуска ДВС

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

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

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

После запуска двигателя обороты коленвала увеличиваются. В этот момент срабатывает обгонная муфта, отсоединяющая стартер от двигателя, при этом стартер еще продолжает свое вращение.

Передаточное число от вала стартера к валу основного двигателя (отношение числа зубьев венца маховика к числу зубьев зубчатого колеса стартера) составляет 10—15. Это обеспечивает необходимую пусковую частоту вращения коленчатого вала. Но после пуска двигателя частота вращения коленчатого вала составляет 800— 1200 мин-1, и в этом случае уже двигатель вращает стартер. Частота вращения вала стартера пст = (800—1200) • 15 = 12000—18000 мин-1. На такую частоту вращения стартер не рассчитан — он выйдет из строя.

После пуска водитель, поворачивая ключ зажигания, разрывает контакты, реле обесточивается, пружина отодвигает сердечник вправо, зубчатое колесо выводится из зацепления с венцом маховика.

Различные штатные блокировки стартера при запуске двигателя, такие решения встречаются, однако не на всех моделях авто. Основной задачей является повышение комфорта эксплуатации и безопасности. Стартер не будет работать, пока водитель не выжмет сцепление или не включит нейтральную передачу перед запуском двигателя.

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

В начальный момент трогания двигателя для создания высокого момента стартер потребляет ток 100-500 А. Обеспечить такой режим может стартерная аккумуляторная батарея. При работе системы электроснабжения (во время движения автомобиля) батарея работает циклически: то заряжается, то разряжается. Токи зарядки обычно не превышают (0,5—0,7)С20. При пуске двигателя батарея разряжается с силой тока (2—5)С20. Развиваемая батареей мощность должна быть соизмерима с мощностью стартера. В условиях эксплуатации система пуска работает с большой нагрузкой. Так, например, средняя частота

Схема стартера (а) и его характеристики (б)

Рис. 1. Схема стартера (а) и его характеристики (б):

7 — аккумуляторная батарея; 2 — контакты включателя; 3 — обмотка электромагнита и тягового реле; 4 — сердечник реле; 5 — пружина; 6 — рычаг; 7 — зубчатое ведущее колесо; 8 — вал; 9 — венец маховика; 10 — электродвигатель; 11 — контакты; 12 — контактный диск; М, N, п — соответственно момент, мощность и частота вращения вала стартера

Нужно иметь в виду, что характеристики стартеров во многом зависят от характеристик аккумуляторов. С изменением их параметров меняются параметры стартера, что показано на совместной характеристике стартера и аккумуляторной батареи. При температуре -25 °С характеристика стартера (кривые II) более пологая по сравнению с характеристикой при 25 °С (кривая Г), а мощность, которую он может развивать, почти в 1,5 раза ниже.

Для разъединения стартера и основного двигателя устанавливают муфты свободного хода (МСХ) и выполняют левую ходовую винтовую нарезку на валу.