Вопрос. Назначение, схема системы электростартерного пуска и основные требования к ней.

Система пуска двигателя предназначена для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной (пусковой) частоты вращения n_min. Тип системы пуска определяется видом используемой энергии и конструкцией основного пускового устройства (стартера). В практике автомобилестроения используются инерционные, пневматические и гидропневматические системы пуска. Однако наибольшее распространение получила электростартерная система пуска, обладающая рядом положительных качеств.

К этим положительным качествам можно отнести:

· возможность автоматизации процесса пуска с помощью несложных электротехнических и электронных устройств.

Схемы систем электростартерного пуска отличаются между собой незначительно. В системах управления электростартером предусмотрены электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле, реле блокировки, обеспечивающее дистанци­онное включение, автома­тическое отключение стартера от аккумуляторной батареи после пуска двига­теля и предотвращение включения стартера при работающем двигателе. Блок – схема типовой системы электростартерного пуска представлена на рис. 2.1.

Источником энергии в системах электростартерного пуска является стартерная свинцовая аккумуля­торная батарея. Поэто­му в электростартерах используют электродвигате­ли постоянного тока. Характеристики стартерного электропривода с электро­двигателями постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения хорошо согласуются со сложным характером нагрузки, создаваемой поршневым двигателем при пуске.

Питание стартерного электродвигателя осуществляется от аккумуля­торной батареи через замкнутые контакты (рис. 2.2) тягового электромаг­нитного реле.

Рис.2.1. Блок – схема системы электростартерного пуска представлена.

Рис. 2.2. Схема управления электростартером: 1 – контактные болты; 2 – подвижная контактная пластина; 3, 4 – соответственно втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле; 5 – якорь тягового реле; 6 – шток; 7 – рычаг механизма привода; 8 – поводковая муфта; 9 – муфта свободного хода; 10 – шестерня привода; 11 – зубчатый венец маховика; 12 – электростартер.

При замыкании контактов выключателя 5 приборов и стартера, дополнительного реле и реле блокировки втягивающая 3 и удерживающая 4 обмотки тягового реле подключаются к аккумулятор­ной батарее. Якорь 5 тягового реле притягивается к магнитопроводу электромагнита и с помощью штока б и рычага 7 механизма привода вводит шестерню 10 в зацепление с зубчатым венцом 11 маховика двигателя.

В конце хода якоря 5 контактная пластина 2 замыкает силовые контактные болты 1 и стартерный электродвигатель приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

После пуска двигателя муфта 9 свободного хода предотвращает передачу вращающего момента от маховика к валу якоря электродвигате­ля. Шестерня привода из зацепления с венцом маховика не выходит до тех пор, пока замкнуты контактные болты 1. При размыкании выключателя 5 втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле подсоединяются к аккумуляторной батарее последовательно через силовые контактные болты 1. Так как число витков у обеих обмоток одинаково и по ним при последовательном соединении проходит ток одной и той же силы, обмотки при разомкнутом выключателе Ѕ создают два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Магнитопровод электромагнита размагничивается, и возвратная пружина перемещает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. При этом размыкаются и силовые контактные болты 1.

Недостатком систем электостартерного пуска с дистанционным управлением являются большое число элементов и необходимость применения сложных конструкций стартеров. Однако их использование позволяет уменьшить длину силовых электроцепей стартерного электродвигателя и тягового реле, продолжительность пуска, расход энергии на пуск и тем самым увеличить срок службы аккумуляторной батареи и стартера.

Требования к системам электостартерного пуска определяются особенностями ее эксплуатации.

Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 1806 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Структурная схема системы управления электростартерного пуска

Тип системы пуска определяют используемая энергия и конструкция основного пускового устройства — стартера. Для пуска автомо­бильных и тракторных двигателей используют системы электростартерного пуска. Они надежны в работе, обеспечивают дистанционное управление и возможность автоматизации процесса пуска двигателей с помощью электротехнических устройств.

Структурные схемы систем управления электростартерного пуска автомобильных и тракторных двигателей отличаются между собой не­значительно. В системах управления стартером предусмот­рены электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле и реле блокировки, обеспечивающие дистанционное включение, автомати­ческое отключение стартера от аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращение включения стартера при работающем двигателе. Источником энергии в системах электростартерного пуска являет­ся стартерная свинцовая аккумуляторная батарея (химический источник постоянного тока, поэтому в электростартерах используют элек­тродвигатели постоянного тока).

Рис. Схема управления электростартером:
1 — контакты; 2 — подвижный контактный диск; 3, 4 — втягивающая и удерживаю­щая обмотки тягового реле соответственно; 5 — якорь тягового реле; 6 — шток; 7 — рычаг привода; 8 — поводковая муфта; 9 — муфта свободного хода; 10 — шестерня; 11 — зубчатый венец маховика; 12 — электростартер

Напряжение на стартерный электродвигатель подается от аккуму­ляторной батареи через замкнутые контакты 1 тягового электромагнитного реле. При замыкании контактов выключателя приборов и стартера, дополнительного реле или реле блокировки втя­гивающая 3 и удерживающая 4 обмотки тягового реле подключаются к аккумуляторной батарее GB. Якорь 5 тягового реле притягивается к магнитопроводу электромагнита. С помощью штока 6 и рычага 7 при­вода шестерня 10 входит в зацепление с зубчатым венцом 11 маховика двигателя.

В конце хода якоря 5 тягового реле контактная пластина замыкает силовые контактные болты, и стартерный электродвигатель приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

После пуска двигателя муфта 9 свободного хода предотвращает пе­редачу вращающего момента от маховика к валу якоря электродвига­теля. Шестерня привода не выходит из зацепления с венцом маховика. До тех пор, пока замкнуты контакты 1. При размыкании контактов выключателя S втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле подсоединяются к аккумуляторной батарее последовательно через си­ловые контакты.

Система электростартерного пуска

Лекция

Автомобильный стартер

Система электростартерного пуска

Система электростартерного пуска, частью которой является стартер, предназначена для пуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) автомобиля. Стартер должен обеспечить необходимые для пуска ДВС обороты его коленвала. Требованиями по холодному пуску для двигателей автомобилей ВАЗ принята температура минус 27º С. Минимальные пусковые обороты, которые должна обеспечить система пуска для карбюраторных двигателей автомобилей ВАЗ 60 мин –1 , для двигателей с системой ЭСУД – 80 мин –1 . Кроме того, величина оборотов, при которых двигатель запустится при указанной температуре, зависит от многих факторов: применяемого сорта масла, марки бензина, состояния системы зажигания и т.д.

Электрическая схема системы управления электростартерным пуском, применяемой на автомобилях ВАЗ, приведена на рис. 3.1. После поворота ключа замка зажигания в пусковое положение его контакты 2 замыкаются и подключают обмотки 3 и 4 тягового реле стартера к аккумуляторной батарее 1. Под действием намагничивающей силы втягивающей 3 и удерживающей 4 обмоток якорь реле втягивается и при помощи рычажного механизма вводит шестерню привода в зацепление с венцом маховика двигателя внутреннего сгорания (ДВС). В конце хода якоря замыкаются силовые контакты 5 реле и включают цепь питания стартерного электродвигателя 6. Силовые контакты 5 замыкаются прежде, чем шестерня привода полностью до упора на валу якоря войдет в зацепление. Однако, как только якорь электродвигателя начнет вращаться и привод передавать вращающий момент коленчатому валу ДВС, в винтовых шлицах вала якоря и шлицевой втулке привода возникает осевое усилие, которое перемещает шестерню до упора и удерживает ее во включенном состоянии до тех пор, пока она является ведущей.

Наиболее тяжелым для работы тягового реле является случай, когда зуб шестерни 1 (рис. 3.2) упирается в зуб венца маховика ДВС. Реле в этом случае изгибает пружинный рычаг 2, используемый в качестве пружины привода стартера, и замыкает силовые контакты 3. Якорь электродвигателя 4 стартера совместно с приводом 5 начинает вращаться и шестерня 1 под действием пружинного рычага входит в зацепление в тот момент, когда зуб шестерни находится против впадины зубчатого венца маховика ДВС. Применение винтовых шлицев в сопряжении вал якоря – направляющая втулка привода позволяют уменьшить усилие и ход якоря реле. Это способствует сокращению его габаритов и массы. Шлицевое соединение вала якоря электродвигателя стартера с приводом упрощает выход шестерни из зацепления. Когда маховик работающего двигателя становится ведущим, направление осевого усилия в шлицах меняется и шестерня отжимается от маховика. Однако осевое усилие в шлицах недостаточно для преодоления силы притяжения якоря электромагнита тягового реле. Поэтому шестерня
остается в зацеплении до тех пор, пока водитель не отключит тяговое реле от источника питания.

Рис. 1. Электрическая схема системы управления электростартерным пуском

После пуска ДВС может быстро развить большие обороты. Роликовая муфта свободного хода (привод стартера) 5 передает момент только в одну сторону, только когда стартер прокручивает двигатель, тем самым устраняет возможность раскручивания якоря электродвигателя стартера после пуска ДВС до недопустимо больших оборотов до тех пор, пока шестерня не выйдет из зацепления; таким образом, предотвращается разрушение якоря центробежными силами.

Рис. 2. Общий вид

После размыкания контактов замка зажигания ток проходит от плюса АБ (Кл.30) через замкнутые силовые контакты тягового реле по втягивающей и удерживающей обмоткам на массу. Т.к. число витков обмоток реле (втягивающей и удерживающей) одинаково, а включены они встречно и последовательно (величина проходящего тока по втягивающей и удерживающей обмоткам одно и то же), создаваемые намагничивающие силы равны и направлены встречно. В результате магнитный поток создаваемый обмотками равен нулю, удерживающее усилие равно нулю, якорь возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины тягового реле, силовые контакты размыкаются и шестерня привода связанная с якорем реле рычагом выходит из зацепления с венцом маховика ДВС.

До настоящего времени наиболее часто применялись в основном электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, поскольку они обеспечивают большой крутящий момент, необходимый для пуска ДВС. Высокая частота вращения таких электродвигателей на холостом ходу, «помогает» двигателю развить обороты до оборотов холостого хода.

Однако достигнутый ныне уровень технологии магнитных материалов позволяет использовать для стартеров мощностью до 2 кВт, устанавливаемых на легковых автомобилях, постоянные магниты. Правда, из экономических соображений для изделий крупносерийного производства, которыми являются стартеры, речь может идти только о ферритовых магнитах, которые имеют относительно невысокую цену.

Дополнительный встроенный редуктор, в основном выполняется в виде планетарной передачи. Встроенный редуктор позволяет применить электродвигатель стартера с повышенными оборотами, которые затем понижаются редуктором и на выходном валу стартера получить нужный крутящий момент. Чем выше скорость вращения якоря электродвигателя, тем меньше его габариты и масса. Таким образом, применение электродвигателя с повышенными оборотами и встроенным редуктором, за счет усложнения конструкции можно получить стартер меньших габаритов и массы, что очень важно, как для экономии материалов, так и снижения массы автомобиля, что позволяет уменьшить расход топлива.

На легковых автомобилях, малотоннажных грузовиках и микроавтобусах в стартерах применяется привод, содержащий механизм свободного хода, выполняемый в виде роликовой муфты. На более тяжелых грузовиках и автобусах в качестве механизма свободного хода используется многодисковая муфта или храповая муфта с торцевыми зубьями. На всех современных стартерах включение электродвигателя и ввод шестерни в зацепление с венцом маховика ДВС производится тяговым реле.

Внешние факторы, которые могут быть весьма неблагоприятными:

— – вибрация с большими, от 50 g до 60 g, ускорениями;

— – нагрев до высокой, от 150 °С до 180 °С, температуры из–за близости выхлопной трубы;

— – коррозия под действием воды, грязи, масла, соли. В связи о этим иногда стартеры проектируют с узлами усиленной конструкции, рассчитанными на усложненные условия работы.

Спецтехника

Тип системы пуска определяет используемая энергия и конструкция основного пускового устройства — стартера. Для пуска тракторных дизелей используют системы электростартерного пуска и пусковые бензиновые двигатели, пуск которых также может осуществляться электростартерами.

Система электростартерного пуска надежна в работе, обеспечивает дистанционное управление и возможность автоматизации процесса пуска двигателя с помощью электротехнических устройств.

Источником энергии в системах электростартерного пуска является стартерная свинцовая аккумуляторная батарея. В электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Характеристики стартерного электропривода с электродвигателями постоянного тока последовательного, смешанного возбуждения и с возбуждением от постоянных магнитов хорошо согласуются со сложным характером нагрузки, создаваемой поршневым двигателем при пуске.

Типовая схема системы электростартерного пуска с дистанционным управлением приведена на рис. 1.

Рис. 1. Типовая схема управления электростартером: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — контактный болт; 3 — контактный подвижный диск; 4 — выключатель стартера; 5 — втягивающая обмотка тягового реле; 6 — удерживающая обмотка тягового реле; 7 — якорь тягового реле; 8 — шток; 9 — рычаг привода; 10 — поводковая муфта; 11 — муфта свободного хода; 12 — шестерня привода; 13 — зубчатый венец маховика; 14 — стартерный электродвигатель; 15 — якорь стартерного электродвигателя; 16 — последовательная обмотка возбуждения; 17- параллельная обмотка возбуждения

Стартерный электродвигатель 14 получает питание от аккумуляторной батареи 1 через замкнутые контакты тягового электромагнитного реле. Тяговое реле, дополнительное реле и реле блокировки обеспечивают дистанционное включение, автоматическое отключение стартера от аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращают включение стартера при работающем двигателе.

При замыкании контактов выключателя 4 стартера, дополнительного реле или реле блокировки втягивающая 5 и удерживающая 6 обмотки тяговою реле подключаются к аккумуляторной батарее 1. Якорь 7 тягового реле притягивается к сердечнику электромагнита и с помощью штока 8 и рычага 9 механизма привода вводит шестерню 12 в зацепление зубчатым венцом 13 маховика двигателя.

В конце хода якоря 7 контактный диск 3 замыкает силовые контактные болты 2 и стартерный электродвигатель 14, получая питание от аккумуляторной батареи, приводит во вращение коленчатый вал двигателя.

После пуска двигателя муфта свободного хода 11 предотвращает передачу вращающею момент от маховика к валу якоря электродвигателя. Шестерня привода из зацепления с венцом маховика не выходит до тех пор, пока замкнуты контакты выключателя 4. При размыкании контактов выключателя 4 втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле подключается к аккумуляторной батарее последовательно через силовые контакты 2. Так как число витков у обеих обмоток одинаковое и по ним при последовательном соединении проходит один и тот же ток, обмотки при разомкнутых контактах выключателя 4 создают два равных, по противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается и возвратная пружина перемещает якорь 7 реле в исходное нерабочее положение и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. При этом размыкаются и силовые контакты. При непосредственном управлении стартер включается трактористом с помощью рычага.

Конструкция стартера. Основными узлами и деталями электростартера (рис. 2.) являются якорь 39 с обмоткой 43 и коллектором 2, механизм привода с муфтой свободного хода 27 и шестерней 31, тяговое электромагнитное реле 15, корпус 42 с полюсами 41 и ка¬тушками 40, щеточный узел с щеткодержателями 45, щетками 47 и щеточными пружинами 46.

Рис. 2. Электростартер: 1 — крышка со стороны коллектора; 2 — коллектор на пластмассе; 3 — защитный кожух; 4 — изоляционная втулка; 5 — вывод стартерного электродвигателя; 6 — соединительная пластина; 7 — контактный болт; 6 и 20 — возвратные пружины; 9 — крышка тягового реле; 10 — изоляционная шайба; 11 — контактный подвижный диск; 12 — изоляционная втулка; 13 — пружина; 14 — шток; 15 — тяговое реле; 16 — удерживающая обмотка; 17 — втягивающая обмотка; 18 — якорь реле; 19 — латунная втулка; 21 — упорная шайба; 22 — тяга; 23 — основание реле; 24 — рычаг привода; 25 — ось рычага; 26 — крышка со стороны привода; 27 — муфта свободного хода; 28 — обойма ведущая; 29 — обойма ведомая; 30 — ролик; 31 — шестерня привода; 32 — упорное кольцо; 33 — вкладыш подшипника; 54 — направляющая шлицевая втулка ведущей обоймы; 35 — буферная пружина; 36 — поводковая муфта; 37 — запорное кольцо; 38 — промежуточная опора; 39 — якорь; 40 — катушка возбуждения; 41 — полюс; 42 — корпус; 43 — обмотка якоря; 44 — бандаж; 45 — щеткодержатель; 46 — пружина щеткодержателя: 47 щетка; 48 — вал якоря

Якорь стартерного электродвигателя представляет собой пакет стальных пластин (шихтованный сердечник) с пазами для размещения обмотки. Применение шихтованного сердечника позволяет уменьшить потери на вихревые токи. Пакет якоря напрессован на участок вала с продольной накаткой. Вал вращается в двух или трех бронзографитовых подшипниках или подшипниках из порошкового материала. Подшипники скольжения размещены в крышках со стороны привода, коллектора и в промежуточной опоре.

В стартерных электродвигателях применяют простые волновые обмотки, которые выполняют в виде одно- и двухвитковых секций. Секция представляет собой часть обмотки, расположенную между следующими друг за другом по ходу обмотки коллекторными пластинами (ламелями). Концы одной секции и начало следующей присоединяются к одной коллекторной пластине.

Концы секций укладывают в прорези петушков коллекторных пластин и для лучшего крепления чеканят и пропаивают. Число коллекторных пластин равно числу пазов. В четырех полюсных электрических машинах с волновой обмоткой якоря число пазов должно быть нечетным и в тракторных стартерах находится в пределах от 19 до 29.

Одновитковые секции волновых обмоток выполняют из прямоугольного неизолированного медного провода. Для изоляции проводников в полузакрытых прямоугольных пазах друг от друга и от пакета якоря применяют электроизоляционный картон. Преимуществом прямоугольного паза является высокий коэффициент заполнения его прямоугольным проводом. Однако зубцы пакета якоря при такой форме паза имеют сложную конфигурацию и неравномерное распределение магнитной индукции по высоте. В полузакрытые пазы секции закладывают с торца пакета якоря.

Двухвитковые секции имеют стартеры малой мощности, устанавливаемые на пусковых бензиновых двигателях. Обмотки с двухвитковыми секциями наматывают круглым изолированным проводом.

На лобовые части обмотки якоря накладывают бандажи. Бандаж состоит из картонной прокладки, на которую намотана проволока или хлопчатобумажный шнур. Витки бандажа скрепляют пайкой или скобами, укладываемыми на прокладку перед намоткой проволоки или шнура. Лобовые части секции одна от другой изолируют пластмассовыми трубками или электроизоляционным картоном.

На тракторных стартерах применяют коллекторы: цилиндрические сборные, цилиндрические с пластмассовым корпусом и торцовые на пластмассе.

Сборный цилиндрический коллектор набирают из отдельных медных пластин (ламелей) и изолирующих прокладок и закрепляют металлическими и миканитовыми конусными кольцами по боковым опорным поверхностям при помощи гайки. От стальной втулки медные пластины изолирует миканитовая цилиндрическая втулка.

Цилиндрические коллекторы с пластмассовым корпусом также набирают в виде пакета медных пластин и в специальной форме запрессовывают в пластмассу. Пластмассовый корпус плотно охватывает сопряженные поверхности пакета коллекторных пластин, обеспечивая высокую прочность конструкции.

Рабочая поверхность торцового коллектора находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения якоря. При использовании торцового коллектора уменьшается расход меди и осевая длина стартера.

Коллекторы так же, как и пакеты якорей напрессовываются на участок вала с продольной накаткой или насечкой.

Корпуса электростартеров изготовляют из трубы или стальной полосы, которую сворачивают в трубу с последующей сваркой в месте стыка. Корпус является частью магнитной системы электродвигателя. К корпусу одним или двумя винтами крепят четыре полюса. Накаждом полюсе располагают одну (параллельную или последовательную) катушку возбуждения.

Стартеры смешанного возбуждения имеют по три катушки в последовательной обмотке и по одной — в параллельной обмотке (рис. 3. а-в). Катушки последовательной обмотки соединены между со¬бой последовательно. В более мощных стартерах (рис. 3. г и д) с последовательным возбуждением катушки соединены попарно — параллельно.

Рис. 3. Схемы внутренних соединений в тракторных стартерах: а, б и в — смешанного возбуждения; г и д — последовательного возбуждения

Катушки последовательной обмотки возбуждения имеют несколько витков. Витки катушки разделены электроизоляционным картоном толщиной 0,2…0,4 мм. Для намотки катушек параллельной обмотки возбуждения в стартерах смешанного возбуждения используют круглый изолированный провод с эмалевой изоляцией. Внешняя изоляция может быть выполнена из хлопчатобумажной ленты с последующей пропиткой лаком или из полимерных материалов.

Корпус стартера служит несущей конструкцией для крышек, воспринимает крутящий момент и передает его элементам крепления стартера на двигателе. Крепление крышек к корпусу стартера осуществляется с помощью стяжных болтов. Для ввинчивания стяжных болтов в крышке со стороны привода предусмотрены приливы.
Алюминиевые или чугунные крышки со стороны привода имеют установочные фланцы с двумя или тремя отверстиями под болты крепления стартера на двигателе. В полости крышки располагают механизм привода с муфтой свободного хода. Отверстие в крышке позволяет шестерне привода входить в зацепление с венцом маховика.

В стартерах большой мощности крышка со стороны привода не имеет крепежного фланца и крепится к промежуточной опоре. Стартер закрепляют на специальном приливе двигателя с углублением под наружный диаметр.

Промежуточную опору обычно устанавливают в стартерах с диаметром корпуса 112 мм и более, что позволяет уменьшить прогиб вала и степень изнашивания подшипников.

В стартерах с цилиндрическими коллекторами на крышках со стороны коллектора закреплены четыре коробчатых щеткодержателя радиального типа с щетками и спиральными пружинами. В щеткодержателях щетки должны перемещаться свободно, но без значительных боковых колебаний. Щетки торцовых коллекторов размещают в пластмассовых или металлических траверсах и прижимают к рабочей поверхности коллектора витыми цилиндрическими пружинами.

В тракторных стартерах применяют меднографитовые щетки марок МГС01 (трапецеидальные) и МГСОЛ при номинальном напряжении 12 В.

Волновая обмотка якоря имеет две параллельных ветви независимо от числа полюсов и позволяет иметь только две щетки. Для уменьшения плотности тока в щетке в стартерах устанавливают число щеток, равное числу полюсов. С этой же целью в мощных стартерах устанавливают в каждом щеткодержателе по две щетки (всего восемь щеток).

Приводные механизмы имеют роликовые (3-5 роликов) бесплунжерные или храповые муфты свободного хода. Они обеспечивают ввод и удержание шестерни стартера в зацеплении с венцом маховика во время пуска двигателя, передачу необходимого вращающего момента коленчатому валу и предохранение якоря стартерного электродвигателя от разноса вращающимся маховиком работающего двигателя.

При передаче крутящего момента от стартера к двигателю ведущая обойма 12 (рис. 4.) роликовой муфты поворачивается относительно неподвижной ведомой обоймы 77 с шестерней, ролики 1 под действием прижимных пружин 3 и сил трения между обоймами и роликами перемещаются в узкую часть клиновидного пространства и муфта заклинивается. Надежный контакт роликов с рабочими поверхностями обойм в бесплунжерных муфтах свободного хода обеспечивается подпружиненными индивидуальными Г-образными толкателями 2.

Силовые контакты тягового реле замыкаются раньше, чем шестерня полностью войдет в зацепление с венцом маховика. Дальнейшее перемещение шестерни до упорного кольца на валу происходит под действием осевого усилия в винтовых шлицах вала якоря и направляющей втулки ведущей обоймы муфты свободного хода.

Рис. 4. Бесплунжерная четырехроликовая муфта свободного хода и детали приводного механизма: 1 — ролик; 2 — толкатель Г-образный; 3 — прижимная пружина; 4 и 7 — замковые кольца; 5 и 10 — опорные чашки; 6 пружина; 8 — поводковая муфта; 9 — буферная пружина; 11 — центрирующее кольцо; 12 — ведущая наружная обойма со шлицевой втулкой; 13 — держатель пружин; 14 — специальная шайба; 15 — войлочный уплотнитель; 16 — кожух муфты; 17 — ведомая обойма с шестерней; 18 — втулки

В случае, если зубья шестерни упираются в венец маховика, якорь тягового реле продолжает движение, сжимая буферную пружину, и замыкает силовые контакты. Якорь стартера вместе с приводом начинает вращаться и, как только зуб шестерни установится против впадины зубчатого венца маховика, шестерня под действием сжатой буферной пружины и осевого усилия в шлицах входит в зацепление с венцом маховика.

После пуска двигателя частота вращения ведомой обоймы с шестерней привода превышает частоту вращения ведущей обоймы. Ролики перемещаются в широкую часть клиновидного пространства между обоймами и муфта расклинивается.

Храповая муфта свободного хода (рис. 5.) обеспечивает более полное разъединение стартера и двигателя при меньших нагрузках на силовые элементы привода.

Рис. 5. Приводной механизм с храповой муфтой свободного хода: 1 — вкладыш; 2 — шестерня; 3 — сегмент (сухарик); 4 — направляющий штифт; 5 и 15 — замковые кольца; 6 — ведомый храповик; 7 — коническая втулка; 8 — ведущий храповик; 9 и 13 — шайбы; 10 — пружина; 11 — корпус; 12 — шлицевая направляющая втулка; 14 — буферное резиновое кольцо; 15 — замковое кольцо

При включении стартера рычаг привода через корпус 11 перемещает шлицевую направляющую втулку 12 вместе с ведущим 8 и ведомым 6 храповиками по шлицам вала и вводит шестерню в зацепление с венцом маховика. Во время работы стартера крутящий момент к венцу маховика передается через шлицевую втулку 12, ведущий 8 и ведомый 6 храповики и шестерню 2. Осевое усилие, возникающее в винтовых шлицах направляющей втулки 12 и ведущего храповика 8, воспринимается буферным резиновым кольцом 14.

Перемещение ведущего храповика 8 по винтовым птицам за счет сжатия пружины 10 обеспечивает поворот ведомого храповика 6 с шестерней на 15…30° и ввод шестерни в зацепление с венцом маховика двигателя.
Если частота вращения шестерни, ведомого и ведущего храповиков превышает частоту вращения направляющей втулки 12, ведущий храповик 8 за счет усилия в винтовых шлицах отходит от ведомого храповика 6 и шестерня вращается вхолостую. Одновременно пластмассовые сегменты 3 под действием центробежных сил перемещаются по направляющим штифтам 4 в радиальном направлении и удерживают храповой механизм в разомкнутом состоянии до тех пор, пока осевое усилие в клиновом соединении конических поверхностей сегментов и втулки 7, создаваемое центробежными силами, будет превышать усилие пружины 10.

Во время отдельных циклов сгорания топлива в цилиндрах двигателя шестерня остается в зацеплении с венцом маховика и может снова передавать крутящий момент от электродвигателя после выравнивая частот вращения ведущего и ведомого храповиков. Шестерня 2 выходит из зацепления только после выключения тягового реле стартера.

В стартерах с дополнительным встроенным редуктором (рис. 6) последний размещают между приводом и валом электродвигателя. Редуктор состоит из пластмассовой эпициклической шестерни, закрепленной в корпусе редуктора 9, в котором на подшипнике вращается водило 10 с шестерня мисателлитам и 11. Через шестерни-сателлиты и солнечную шестерню якоря электродвигателя момент от стартера передастся валу привода, а через него на маховик двигателя.

Электромагнитные тяговые реле крепятся на корпусе или приводной крышке непосредственно или с использованием дополнительных крепежных элементов. В двухобмоточных реле втягивающая обмотка вместе с удерживающей обмоткой обеспечивает необходимую притягивающую силу, когда зазор между якорем и сердечником реле максимальный. Втягивающая обмотка подключена параллельно силовым контактам. При замыкании контактных болтов подвижным диском втягивающая обмотка замыкается накоротко и выключается из работы. Удерживающая обмотка, рассчитанная лишь на удержание контактов реле в замкнутом состоянии, намотана проводом меньшего сечения и имеет непосредственный вывод на массу. Обмотки расположены на латунной втулке, в которой свободно перемещается якорь реле.

При разделенной контактной системе тягового реле стартера (см. рис. 2) шток 14, на котором установлен контактный диск 11, не соединен с якорем 18 реле. В контактной системе установлена пружина 13 прижатия подвижного диска 11 к контактам и возвратная пружина 8. Якорь реле перемещается в исходное нерабочее положение при отключении стартера возвратной пружиной 20 привода. С приводным механизмом тяговое реле связано рычагом 24. Два пальца нижней разветвленной части рычага соединены с поводковой муфтой 36.

Рис. 6. Электростартер с дополнительным встроенным редуктором: 1 — крышка со стороны коллектора; 2 — коллектор; 3 — щеткодержатель; 4 — корпус стартера; 5 — тяговое реле; 6 — рычаг включения привода; 7 — муфта свободного хода; 8 — крышка со стороны привода; 9 — корпус редуктора с эпициклической шестерней; 10 — водило; 11 — шестерни-сателлиты.
[Тракторы. Конструкция. Под общ. ред. И. П. Ксеневича, В. М. Шарипова.2001г.]