Электродвигатель стартера (рис. 23) состоит из стального корпуса
8, полюсов с обмоткой возбуждения 7, которая выполняется из
неизолированного медного провода прямоугольного сечения. Витки
обмотки при ее укладке изолируют один от другого бумагой, а
собранную катушку обматывают тафтяной лентой. Якорь 6 стартера
состоит из наборного сердечника с пазами, в которые укладывается
обмотка.
Концы обмотки якоря выведены на коллектор 11 и через щетки 10,
помещенные в щеткодержателе с пружинами, соединяются с обмоткой
возбуждения. Коллектор и щеточный аппарат закрыты стяжной лентой 9.
Вал 12 якоря вращается в медно-графитовых подшипниках,
установленных в крышках. Крышки стягивают болтами.
Через выключатель 13 стартер подключается к аккумуляторной батарее.
Принудительное механическое включение шестерни стартера с зубчатым
венцом маховика двигателя осуществляется специальным рычагом.
Для включения стартера нажимают на рычаг 14. Внутренним концом рычаг
перемещает поводковую муфту 5, которая через пружину 4 и втулку 3
перемещает в том же направлении шестерню 2 с муфтой свободного хода
1. Если зуб шестерни стартера не вошел в
зацепление с зубчатым венцом маховика, а упирается боковой
поверхностью в зуб венца, то рычаг 14 продолжает перемещать
поводковую втулку и сжимать пружину 4. Наконечник рычага нажимает на
кнопку выключателя 13 стартера, якорь начинает вращаться вместе с
шестерней и в момент, когда зуб шестерни окажется в промежутке между
зубьями венца маховика, сжатая спиральная пружина введет шестерню в
зацепление.
После того как двигатель начнет работать самостоятельно и ведущим
звеном в паре шестерня стартера - зубчатый венец маховика станет
венец, муфта свободного хода прекратит передачу вращения от маховика
двигателя к якорю стартера и предохранит якорь от чрезмерно большого
числа оборотов. Выключается стартер при отпускании рычага 14 под
действием возвратной пружины 4.
В стартерах применяют муфту свободного хода
роликового типа, которая состоит из фигурного фланца 1 (рис. 24) с
роликами 3 и толкателями 2. Толкатели нагружены пружинами 6. При
пуске двигателя вращающий момент передается от шестерни 5 стартера к
венцу маховика. При этом ролики 3 заклиниваются между поверхностью
ведомой втулки 4 и внутренней поверхностью фигурного фланца 1. Когда
двигатель начнет работать и маховик увлечет за собой шестерню
стартера, ролики отходят в расширенную часть клиновой канавки и
муфта свободного хода будет проскальзывать, предохраняя якорь
стартера от больших чисел оборотов.
Включают иногда стартер не нажатием на педаль или рычаг, а с помощью
включающего электромагнита, расположенного на корпусе стартера.
Мощность стартеров с принудительным механическим включением шестерни
и непосредственным включением тока не превышает обычно 2-2,5 л. с.
При большей мощности включение стартера становится затруднительным,
так как приходится применять очень сильную пружину для ввода
шестерни в зацепление с зубчатым венцом маховика.
Стартер с инерционным включением шестерни не обладает этим
недостатком. Как и в стартере с механическим включением, вал
стартера с инерционным включением вращается в бронзо-графитовых
подшипниках 1 (рис. 25). На валу 3 якоря размещена шестерня 6 с
механизмом привода, состоящим из неподвижного кольца 9, пружины 8,
втулки 2 и груза 7. Кольцо 9 закреплено на валу стопорным болтом и
шпонкой.
Втулка 2 имеет винтовую резьбу, на которую
навинчена шестерня 6. Неподвижное кольцо и втулка связаны между
собой пружиной 8. При включении стартера втулка 2 будет вращаться с
большим ускорением, а шестерня 6 с грузом 7 вследствие инерции будет
отставать от скорости вращения втулки и передвигаться по втулке на
ее резьбе. Во время движения шестерня войдет в зацепление с зубчатым
венцом маховика 5. При полном зацеплении зубьев шестерня упрется в
заплечик упорной гайки 4 и ее осевое перемещение прекратится. С
этого момента усилие от стартера будет передаваться маховику.
Жесткий удар между шестернями стартера и венцом маховика в начальный
момент вращения смягчается в результате закручивания пружины 8.
После пуска двигателя шестерня по резьбе втулки будет перемещаться в
обратном направлении и произойдет расцепление венца маховика с
шестерней стартера. В исходном положении шестерня фиксируется
пружинящим штифтом.
Стартеры с инерционным приводом имеют
ограниченное применение, несмотря на низкую стоимость и простоту
конструкции. Мощность стартеров также ограничена, так как жесткое
включение шестерни требует повышенного запаса прочности деталей
привода и при увеличении мощности стартера их вес и размеры сильно
возрастают.
К недостаткам стартеров с инерционным приводом следует также отнести
преждевременный выход шестерни из зацепления в результате отдельных
сильных вспышек в цилиндрах и невыход шестерни из зацепления с
венцом маховика вследствие заедания.
Заедание шестерни стартера происходит в
углублениях зубьев венца маховика, появляющихся в процессе
эксплуатации вследствие жесткого удара при каждом включении шестерни.
Стартеры с механическим включением и самовыключением получили
наибольшее распространение. В таком стартере шестерня якоря стартера
вводится в зацепление не только под действием спиральной пружины,
как в стартерах с механическим включением, а также под действием
осевой силы, возникающей вследствие наличия резьбы с большим шагом
на валу якоря (рис. 26).
При подаче тока в обмотку тягового реле J
сердечник электромагнита, связанный с рычагом 4 привода, перемещает
поводковую муфту 12 вместе с муфтой свободного хода 10 и шестерней 9
вдоль оси якоря к зубчатому венцу маховика. При вводе шестерни и
венца в зацепление контакты на тяговом реле замыкают главную цепь
стартера. Шестерня считается введенной в зацепление, если она
соприкасается с упорным кольцом 7. Если при соприкосновении шестерни
стартера с венцом маховика зуб шестерни будет расположен против зуба
венца, спиральная пружина 11 под действием тягового реле будет сжата
и цепь стартера замкнется. Якорь начнет вращать шестерню, которая
будет введена в зацепление под действием сжатой пружины и осевой
силы.
После пуска двигателя и прекращения подачи
тока в тяговое реле шестерня будет перемещаться в исходное положение
по резьбе вала якоря.
Стартер с таким приводом требует незначительного усилия для
перемещения рычага привода, так как шестерня входит в зацепление под
действием осевой силы, возникающей из-за наличия винтовой резьбы с
большим шагом на валу якоря. Мощность стартеров с механическим
включением и самовыключением шестерни не превышает 1,5-2,0 л. с.
При больших мощностях, необходимых для пуска дизелей, введение
шестерни в зацепление с зубчатым венцом маховика сопровождается
чрезмерно сильным ударом. Поэтому для этих целей применяют стартеры
с включением двумя ступенями или специальным приводом, рассчитанным
на значительную мощность стартера (рис. 27).
На валу якоря стартера нарезана резьба с большим шагом, на которой
установлена ведущая гайка 2 и шестерня 9. Расстояние между выступами
ленточной нарезки 8 вала несколько больше ширины выступов внутренней
резьбы ступицы шестерни, поэтому шестерня может поворачиваться
примерно на один зуб без перемещения в осевом направлении по нарезке
вала якоря. Ведущая гайка навинчена на вал якоря без зазора и двумя
своими выступами заходит в пазы хвостовика шестерни. Пружина 1
прижимает шестерню плотно к резьбе вала. При подаче тока в тяговое
реле 6 его якорь через рычаг привода 7 и винтовой паз перемещает
стакан 3.
Вместе со стаканом в направлении зубчатого венца маховика подается
ведущая гайка и шестерня. При входе шестерни в зацепление с венцом
маховика на достаточную величину включается электродвигатель
стартера, а шестерня передвигается по резьбе вала до упорного кольца
10. Если при движении шестерни вдоль оси вала зацепления с венцом не
произойдет, а зуб шестерни окажется против зуба венца маховика и
движение шестерни приостановится, то ведущая гайка 2 будет
продолжать передвигаться вдоль оси и поворачиваться по резьбе вала,
сжимая пружину 1. При этом выступы гайки 2, которые заходят в пазы
хвостовика шестерни, повернут ее на некоторый угол, это обеспечит
зацепление шестерни 9 с венцом маховика под действием сжатой пружины
1.
После пуска двигателя шестерня автоматически выводится из зацепления,
независимо от положения рычага привода. Если рычаг привода будет
оставаться в положении, соответствующем включению стартера, вывод
шестерни из зацепления происходит вследствие поворота стакана по
винтовому пазу и перемещения его в исходное положение. При этом
стакан освобождает место шестерне, которая при достаточных числах
оборотов двигателя отбрасывается в исходное положение.
После разгрузки рычага привода возвратная пружина отводит рычаг в
исходное положение, а рычаг возвращает стакан.
Ниже приведена техническая характеристика стартеров.
Инерционные стартеры применяют при наличии в электрооборудовании
двигателя аккумуляторной батареи небольшой емкости или при
необходимости иметь несколько способов пуска. Кроме того,
инерционный стартер может приводиться в действие вручную либо от
постороннего источника тока.
В качестве привода в инерционном стартере используется
электродвигатель небольшой мощности, который через редуктор
раскручивает небольшой маховик. Накопленная вращающимся маховиком
кинетическая энергия расходуется в виде мощного короткого импульса
на прокручивание коленчатого вала двигателя.
