PROIECT DE SPECIALITATE - INSTALATIA DE PORNIRE ELECTRICA

PROIECT DE SPECIALITATE

TEMA LUCRARII

INSTALATIA DE PORNIRE ELECTRICA

MEMORIU JUSTIFICATIV

Am abordat aceasta tema deoarece „Instalatia de pornire electrica” la masina prezinta o importanta deosebita in angrenarea celorlalte piese ale masinii.

Interesul pentru aceasta tema mi s-a dezvoltat datorita faptului ca in familie exista o traditie in aceasta meserie si cu siguranta voi continua si eu sa lucrez in aceasta meserie.

CAP. I

NOTIUNI GENERALE

Fig. 2 Sistemul de actionare directa si alimentare a releului

prin periile dinamului

 

Fig. 3 Mecanisme de cuplare prin inertie

Ø      Principiul de functionare – demaroarele cu cuplare prin inertie cunoscute si sub denumirea de demaroare cu Bendix, au constructia cea mai simpla. Un astfel de sistem se foloseste la demaroarele tip D1,2/12 ce echipeaza motoarele SR-207, SR-211, ARO 220, autoutilitare TV. La aceste demaroare odata cu rotirea arborelui se produce deplasarea axiala a pinionului, datorita unei contragreutati care ii mareste momentul de inertie proprie, prin rotirea pe o bucsa filetata, montata pe arbore. Demaroarele cu cuplare prin inertie pot fi: cu actionare directa (fig. 1a si 1b ).

Ø      Parti componente – arborele 1 al rotorului, arcul spiral 3 de preluare a socurilor la pornire, fixat la o extremitate pe arbore printr-o bucsa fixa 2, iar la cealalta extremitate in legatura cu bucsa filetata 4, pe care se poate deplasa liber pinionul 5. bucsa filetata se poate roti pe arbore, iar la exterior are un filet dreptunghiular. La randul sau, pinionul este prevazut in interior cu filet cea ce-i permite deplasarea prin insurubare. Pinionul are o contragreutate care ii mareste momentul de inertie si un stift cu arc care il tine departat de volant cand nu se face pornirea.

Ø      Functionarea dispozitivului de cuplare prin inertie – la conectarea demarorului pinionul datorita inertiei sale la rotire fata de bucsa filetata, se deplaseaza axial spre coroana volantului cu care se angreneaza, iar miscarea de rotatie se transmite de la arbore prin arcul elicoidal, bucsa filetata, pinion la volanta.

Ø      Particularitati – aceste dispozitive se folosesc pentru demaroare de putere mica sub 1,5 CP. Avantajul e ca sunt foarte simple, nu necesita mecanism cupla – roata libera si au o angrenare usoara. Dezavantajul e ca nu pot transmite cupluri mari, produc uzura dintilor pinionului si produc zgomot.

Ø     

2. Demaroare cu cuplare mecanica ( fortata )

Ø      Principiul de functionare – la aceste demaroare numite si demaroare cu pedala, deplasarea axiala a pinionului spre coroana se realizeaza prin miscarea unui levier cu furca care este actionat mecanic de la o pedala de catre sofer.

Ø      Parti componente ( fig. 4 ) – arborele cu caneluri 1, levierul cu furca 2, bucsa cu degajare inelara 3, bucsa cu caneluri 4, arcul elicoidal 5, mecanismul cu roata libera 6, intrerupatorul 7.

Principiul de functionare - la demaroarele cu electromagnet, levierul furcii (de deplasare a pinionului) este actionat de tija unui electromagnet montat pe carcasa electromotorului (fig. 4b ). In afara pieselor mentionate la demarorul cu pedala, demarorul cu electromagnetul mai cuprinde: tija miezului piesa de reglare 12, arcul tijei 13, arcul miezului 14, miezul electromagnetului 15, carcasa 16. Infasurarile electromagnetului 17, contactul mobil 18 si contactele fixe cu borne 19.

Electromotorul se alimenteaza de la bateria de acumulatoare direct prin intreruptorul de pornire (fig. 1e ) sau prin intermediul uimi releu auxiliar RA (fig. 1f ).

Ø  Functionarea – exceptand actionarea electromagnetica, functionarea dispozitivului de cuplare este principial asemanatoare cu a celui cu pedala, in sensul ca mai intai se realizeaza cuplarea pinioanelor, dupa care se reali­zeaza conectarea (alimentarea) electromotorului : in cazul cand, in timpul cuplarii, un dinte al pinionului este oprit de un dinte al coroanei, arcul elicoidal al dispozitivului de cuplare se comprima si permite deplasarea in continuare a levierului cu furca si a miezului care determina inchiderea contactelor si, ca urinare, rotirea pinionului care faciliteaza angrenarea.

Arcul elicoidal al dispozitivului de cuplare amortizeaza socurile la cuplare cu coroana, iar arcul tijei de antrenare mentine in repaus dispo­zitivul de cuplare departat de coroana in timpul deplasarii automobilului. Arcul miezului este destinat pentru readucerea furcii, dupa ce motorul a pornit si s-a intrerupt contactul electric. Pinionul se decupleaza ca urmare a efectului arcului miezului si a canelurilor elicoidale. Arcul mie­zului se alege mai puternic decat arcul tijei.

Alimentarea electromagnetului - exista constructii (fig. 1f si fig. 1g) cu o singura infasurare (exemplu: demaroarele CT-221), sau cu doua infasurari (exemplu: demaroarele CT-4, CT-21). in ultimul caz (fig. e), infasurarea serie Wi, numita si infasurare de atractie, este conectata in paralel cu contactele principali si, deci, in serie cu infasurarile demarorului, iar infasurarea derivatie Wu, numita si infasurare de mentinere este conectata intre borna „50' de alimentare a electromagnetului si masa.

La pornire, infasurarea de excitatie si rotorul demarorului sunt alimen­tate prin intermediul infasurarii serie. Aceasta face ca rotorul demarorului sa se roteasca lent si, in acelasi timp, sa fie atras lent miezul electromag­netului, ceea ce determina o buna angrenare a pinioanelor.

Dupa inchiderea contactelor electromagnetului, infasurarea de atractie este scurtcircuitata, astfel incat intreaga tensiune se aplica asupra infasurarii de excitatie a demarorului si rotorul se va roti mai rapid. Miezul electromagnetului continua sa fie atras de infasurarea de mentinere Wu, intrucat este necesara o forta mai mica de atractie. Cand se intrerupe 'circuitul de alimentare a electromagnetului prin intreruptorul de pornire, infasurarile de atractie si de mentinere dau campuri inverse si miezul revine in pozitia initiala, intrerupand contactele electromagnetului.

La demaroarele la care deplasarea pinionului se realizeaza elicoidal atat arborele cat si bucsa de conducere sunt prevazute cu caneluri elicoidale, sau inclinate (fig. 4c ), asigurandu-se prin aceasta o mai buna angrenare a pinionului cu coroana volantului. Miscarea elicoidala (de insurubare) la inaintarea pinionului se poate obtine si prin functionarea demarorului cu cuplare electromagnetica in doua trepte, utilizandu-se un electromagnet cu doua infasurari (fig. 1e ).

Demaroarele cu deplasare elicoidala se executa pentru puteri de 0,4 - 3,0 CP pentru motoarele cu carburator cu capacitatea cilindrica pana la 10 l, si pentru motoare cu injectie pana la 4 l.

Demaroarele cu cuplare fortata cu deplasarea rectilinie se executa de obicei de 0,3—0,5 CP pentru motoare cu carburator, cu capacitatea cilindrica pana la l litru.

Demaroarele cu cuplare electromagnetica in trepte, la care initial rotorul este deplasat axial fata de stator. Deoarece in timp apar uzuri inevitabile ale filetelor elicoidale, care conduc la imprecizia cursei de angrenare, in cazul angrenarii fortate se produce uzarea frontala prematura a pinionului si a coroanei (dintii, pinionului lovesc dintii coroanei). Acest neajuns se evita prin cuplarea in trepte, sistem folosit, de exemplu la motoarele de autocamion, ROMAN (v. fig. 13). La conectarea demarorului, intregul ansamblu al rotorului se depla­seaza axial pana in dreptul statorului, imprimand pinionului, in prima faza, o miscare lenta de insurubare care faciliteaza angrenarea cu coroana volantului. In prima faza, alimentarea demarorului se face numai prin infasura­rile de excitatie auxiliare serie 2 si derivatie 3 (fig. 1g ). Dupa realizarea angrenarii, este alimentata infasurarea serie principala 1, care scurtcircui­teaza infasurarea serie auxiliara, permitand demarorului sa-si mareasca turatia si sa dezvolte intreaga putere. Infasurarea auxiliara derivatie ser­veste pentru tractiunea axiala, pentru limitarea turatiei de mers in gol. Dupa intreruperea contactelor intrerupatorului de pornire, arcul de readucere aduce rotorul in pozitia de repaus.

In locul cuplei tip roata libera se utilizeaza mecanisme cu ambreiaj care au rolul de a asigura cuplarea clasica de pornire, decuplarea dupa pornirea motorului si protectia impotriva socurilor in cazul mersului neuniform al motorului.

CAP. II

FACTORII CARE INFLUENTEAZA PORNIREA MOTOARELOR

Factorii cei mai importanti, legati de demaror, care influenteaza pornirea motoarelor cu combustie interna sunt:

Turatia de pornire

Cuplul de pornire

Puterea demaroarelor

1. TURATIA DE PORNIRE

Turatia minima necesara - cu cat turatia de pornire este mai mare, cu atat durata procesului de pornire este mai mica. Durata necesara pentru pornire la o turatie suficienta este, de obicei 3 - 8 s.

Turatia minima necesara pentru pornire depinde in mare masura de tipul motorului termic. In cazul motoarelor cu

Fig. 5 Diagrama duratei procesului de pornire

aprindere prin scanteie, turatia necesara pentru pornire de­pinde de: caracteristicile sistemului de aprin­dere ( calitatea scanteii intre electrozii bujiei, punerea la punct a aprinderii etc.), caracte­risticile pompei de benzina ( valoarea debi­tului si presiunii, lipsa neetanseitatilor etc,), caracteristicile carburatorului (functionarea corecta a tuturor sistemelor si, in special, a sistemelor de pornire si de mers in gol etc.) precum si de temperatura motorului in timpul pornirii. Limita inferioara a turatiei de pornire, in conditii medii de pornire si la temperatura mediului ambient de 0 – 5⁰ C se poate considera n_p = 40 – 70 rot/min. Pentru asigurarea si imbunatatirea pornirii, demaroarele auto relizeaza turatii de pornire de 100 – 160 rot/min.

Exemplu: motoarelor diesel, turatia necesara pentru pornire depinde de constructia pompei de injectie, de temperatura din interiorul cilindrilor in momentul injectarii combustibilului si de temperatura ambianta..

Astfel, la turatii scazute, presiunea produsa de pompa de injectie poate sa fie insuficienta pentru a determina pulverizarea combustibilului injectat. De asemenea, daca turatia este mica la pornire, aerul comprimat se va raci prin conductibilitatea cilindrilor, si nu va ajunge la temperatura de autoaprindere a amestecului Carburant, iar pornirea motorului va fi ingre­unata. Temperatura aerului comprimat depinde de turatie. Pentru ridi­carea temperaturii din cilindri, unele motoare diesel utilizeaza bujii de incalzire sau incandescente. Cu cat temperatura mediului ambiant este mai cazuta, cu atat este necesara o turatie de pornire mai mare, iar cand temperatura scade sub zero grade, pornirea este mult ingreunata.

Metode de favorizare a pornirii motoarelor termice pe timpul rece

Formarea si aprinderea amestecului carburant la motoarele termice sunt ingreunate pe timpul rece, pentru ameliorare se impune folosirea unor metode speciale, mai ales la MAC. Ele vor fi prezentate in cele ce ur­ineaza.

Preincalzi rea generala a motorului, se realizeaza incalzirea prealabila
a apei din instalatia de racire a motorului si apoi se conecteaza contactul cu cheie pentru pornire. Pe timp friguros, operatia de alimentare cu apa calda a motorului termic se repeta de 2—3 ori apoi se cupleaza demarorul. Prin aceasta, componentele motorului se incalzesc si usureaza pornirea motorului, incalzirea apei se face fie prin instalatii speciale, fie cu aju­torul aburului introdus in radiator printr-un racord special. .
Metoda preincalzirii uleiului din baia motorului - in regiuni cu temperaturi foarte scazute, sub2°C, se folosesc modificand vascozitatea si .deci micsorand rezistenta pe care o opune la pornire si riscul de gripare. Preincalzirea se face prin instalatii speciale,formate dintr-un rezistor montat in interiorul baii de ulei,alimentare de la bateria de acumulatoare, timp de l - 2 minute. Uleiul, devine fluid si usureaza antrenarea motorului termic de catre demaror _f .

Preincalzirea aerului aspirat (la MAC), folosind fie bujiile incan­descente, fie instalatia cu tcrmostarter instalatia cu bujii. incandescente este formata din sursa de curent, contactul cu cheie, indicatorul de bord si bujiile incandescente, al caror
numar este .egal. cu cel al numarului de cilindri ai motorului. Sursa decurent este bateria de acumulatoare, care furnizeaza energia electrica la conectarea contactului cu cheie; acesta, in prima pozitie, introduce in circuit rezistorul si aprinde becul de control de la bord, care se stinge dupa cea 30 secunde, indicand incalzirea bujiilor.

Bujiile incandescente sunt asemanatoare bujiilor de la instalatia de aprindere cu deosebirea ca cei doi electrozi sunt. reuniti sub forma unui rezistor in spirala, care devine incandescent, la conectarea contactului cu cheie in prima treapta. Ele se monteaza la fiecare cilindru in parte, de obicei in „poarta' supapei de admisii, in camerele de ardere ale cilindrilor, fiind inseriate si conectate la contactul cu cheie. Dupa ce se preincalzesc, bujiile incandescente, se trece cheia contactului in pozitia a II-a cuplandu-se demarorul. Acesta antreneaza motorul termic si datorita bujiilor se preincalzeste aerul aspirat, ceea ce ajuta la omogenizarea amestecului carburant cu motorina injectata si deci favorizeaza aprinderea acestuia. Aceasta instalatie se intalneste de exemplu, la autocamioanele SKODA, MERCEDES si la unele autoturisme ARO.

Instalatia cu termostarter se foloseste la motoarele D 797-05 si D 2156 HMN8. Aceasta este formata din sursa de curent (bateria de acumula­toare), contactul cu cheie-si termostarterul montat in galeria de admisie a motorului termic (la D 2156 se gasesc doua termostartere, datorita capacitatii mai mari a motorului).

Termostarterul este alimentat cu motorina prin racordul sau. de la rezervorul termostarterului si este conectat in circuitul electric prin con­tactul cu cheie.

L-a conectarea contactului cu cheie, in pozitia I, rezistenta termostar­terului devine incandescenta in circa 30 de secunde si becul de control de la bord se stinge. Trecand cheia de contact in pozitia a Il-a, se cu­pleaza demarorul si termostarterul preincalzeste aerul aspirat in cilindrii motorului termic, realizand un amestec mai omogen cu motorina injectata si deci usureaza pornirea.

La conectarea termostarterului (pozitia I a contactului cu cheie) rezistenta acestuia devine incandescenta, deplaseaza stiftul cu bila si permite accesul motorinei care in contact cu rezistorul se evapora si se aprinde, preincalzind aerul aspirat in cilindrii motorului termic ceea ce usureaza pornirea. Dupa deconectare, rezistorul nu mai este alimentat, se contracta si bila impinsa de^stift inchide accesul motorinei.

Preincalzirea eu lichide de pornire (MAC) - se utilizeaza la   motoa­rele autocamioanelor ROMAN. Lichidul, un amestec de eter etilic, aldehide, etil, nitrati si alte substante, este usor inflamabil (la cea 200 °C). Instalatia este formata dintr-o pompa pneumatica, montata la bord, care este actionata manual. L-a actionarea pompei, lichidul din suportul pentru capsula cu lichid, montat in cabina automobilului, printr-o conducta de legatura cu cele doua pulverizatoare de pe galeria de admisie, va fi pompat in stare pulverizata, se amesteca cu aerul care este aspirat in cilindrii motorului, si, datorita inflamabilitatii sale, realizeaza aprinderea usoara a amestecului carburant.

Aceasta metoda, favorizeaza pornirea motorului termic la turatia de actionare de 100 rot / min, timp de 4—6 secunde, la temperatura de -30 °C.

CUPLUL DE PORNIRE

Valoarea cuplului pentru pornire . ^:

Aceasta este determinata de cuplul rezistent al motorului termic, care are doua componente importante: o componenta datorata gradului (rapor­tului) de compresie M_c si o componenta datorata frecarilor interne ale motorului M_f . >

M_p =M_e + M_f. ^

Cuplul rezistent determinat de compresie M_c este aproximativ dublu la motoarele diesel fata de cele cu carburator, intrucat raportul de compresie, respectiv compresia functionala a acestora este mult mai mare. Cuplul rezistent variaza in timpul unei rotatii a arborelui cotit, fiind maxim la sfarsitul cursei de compresie si nu depinde de temperatura.

Cuplul rezistent datorita frecarilor, M_f, depinde in special de frecarile pistoanelor pe peretii cilindrilor, in lagarele arborelui cotit si bielei, precum si in sistemele auxiliare (pompe, distributi etc.).

Cuplul de frecare este functie de turatie si de temperatura pentru un anumit ulei. In general, pe masura cresterii vitezei de rotatie, frecarea si cuplul rezistent cresc. De asemenea, pentru o anumita turatie, cuplul rezistent la frecare creste cand temperatura scade, iar la temperaturi sub zero grade cuplul rezistent creste foarte mult.

De obicei, in cazul motoarelor cu carburator se prescriu temperaturi minime de pornire de la -10 ÷ -18°C. In cazul motoarelor cu injectie, limita de pornire fara preincalzire este cuprinsá intre -5 si 0°C. Costul instalatiei de pornire ( demaror plus baterie ) pentru -18 °C este cu aproximativ 50 % mai mare decat costul instalatiei pentru -10 °C.

3. DETERMINAREA PUTERII SI RAPORTULUI DE TRANSMISIE AL DEMARORULUI

t

Cunoscandu-se valorile cuplului M_pd (in daNm) si turatiei n_pd (in rot / min ), demarorului, se poate determina puterea Ia pornirea demarorului, Ppd, in CP, conform relatiei:

P_pd = ( M_pd * n_pd ) / 716,2

J

Se obisnuieste ca, pentru alegerea demarorului si a bateriei sa se utili­zeze diagrame cu domenii ale turatiilor in functie de cuplu, pentru diferite , tipuri de demaroare si capacitati ale bateriilor. Astfel, diagramele din figura 6 sunt stabilite pentru o temperatura a mediului ambiant de -10° C pentru o stare de incarcare a bateriei de 75% si pentru o cadere de ten­siune de-a lungul conductoarelor de 4%, corespunzatoare curentului de scurt circuit.

Alegerea demarorului se mai poate face cu ajutorul puterii necesare la pornire, tinandu-se seama de urmatoarele recomandari:

Ø      pentru motoarele cu carburator pana la 0,600 l, se folosesc dinam-demaroarele de 12 V, pana la 5 l - demaroare cu cuplare prin inertie, sau cuplare fortata de 12 V ; peste 5 l - demaroare cu cuplare fortata sau cu cuplare electromagnetica de 12 V si peste 10 l - demaroare cu cuplare electromagnetica sau demaroare speciale de 24 V.

Ø      pentru motoarele diesel pana la 51, se folosesc demaroare cu cuplare fortata si cuplare electromagnetica de 12 V, iar peste 51-demaroare cu cuplare electromagnetica sau demaroare speciale de 24 V.

Raportul de transmisie optim, Kd, corespunde raportului dintre turatia demarorului la puterea maxima n_dmax, (determinata de caracteristicile demarorului) si turatia de pornire minima a motorului n_p conform relatiei:

K_d = n_dmax / n_p

L-a demaroarele de puteri mari, la care nu se admite sa lucreze la puterea maxima (datorita soli­citatilor termice excesive), raportul optim se determina din cu pulul rezistent la pornire al motorului M_p, raportat la cuplul admis la pornire al demarorului, M_pdadm, conform relatiei:

K_d = M_p / M_pdadm

In practica, din motive constructive (numarul dintilor), diametrul pinionului si al coroanei etc.), fata de raportul optim de transmisie, se admit abateri de 20%, compensate prin marirea capacitatii bateriei.

CAP. III

CONSTRUCTIA MOTOARELOR ELECTRICE DE

PORNIRE

Demaroarele pentru automobile, se aseamana intre ele in ceea ce pri­veste partea de motor electric propriu-zis si difera in ceea ce priveste dis­pozitivul de cuplare. Motoarele electrice de pornire sunt de curent continuu, functioneaza la solicitari si curenti mari, in regim de scurta durata si au, in general. dimensiuni si greutati mici.

DEMARORUL TIP CT—221 (FIAT)

In continuare se va prezenta demarorul tip CT-221, construit dupa licenta FIAT, avand puterea de 1,3 k W (1,77 CP) si tensiunea nominala de 12 V, care echipeaza autoturismele LADA FIAT-124, 1300, 1500 etc. Demarorul CT-221 este prevazut cu patru poli magnetici si^patru perii, cu excitatie mixta si cuplare electromagnetica, avand sensul de rotatie spre dreapta (privit dinspre pinion). El este montat in partea dreapta a motorului si este fixat prin intermediul flansei sale de carterul ambreiajului prin trei suruburi. -

Principalele parti componente ale demarorului (fig. 7) sunt: carcasa (corpul) 34, cu polii si infasurarile de excitatie, rotorul cu arborele, pachetul de tole, infasurarea rotorica si colectorul, scutul dinspre colector 57 cu bucsa lagar si suportul de perii si scutul din partea antrenarii 12 cu lagarul res­pectiv. L-a acestea se adauga dispozitivul de cuplare cu pinion si cupla tip roata libera si electromagnetul sau releul de pornire.

Statorul

Carcasa 34 de forma cilindrica, executata din tabla groasa de otel roluita si imbinata prin sudura, este prevazuta cu patru mase polare din otel 33, fixate prin suruburi cu cap inecat. Pe masele polare se afla bobinele infasurarilor statorice. Carcasa impreuna cu masele polare si infasu­rarile respective, formeaza statorul electromotorului. Doua bobine auxiliare 31 ale infasurarilor sunt legate intre ele in serie (fig. 7 si fig. 8), iar doua bobine principale 49 - in derivatie ( sunt ). Din aceasta cauza exci­tatia statorului se numeste mixta si asigura viteze de rotatie ale rotorului, foarte scazute la mersul in gol fara sarcina; acest lucru micsoreaza socu­rile si uzura bucselor paliere, limitand uzura rotorului la pornire.

Cele doua bobine principale se leaga intre ele in derivatie, dar cu infasurarea rotorului - in serie. Prin ele trece curentul de baza folosit de electromotor. Valoarea lui este mare si depinde de momentul de franare al arborelui rotorului, in sensul ca pe masura cresterii momentului, creste si valoarea curentului, infasurarea bobinelor se executa din banda de cupru cu sectiunea dreptunghiulara. ^N

Cele doua bobine auxiliare sunt legate intre ele in serie, dar cu infa­surarea rotorului in derivatie. Prin ele trece un» curent relativ mic, care depinde in principal de tensiunea bateriei de acumulatoare.

Toate bobinele statorului sunt infasurate cu banda din material textil si sunt imbibate in lac. Izolatia intre spire* se realizeaza din benzi din prespan sau leteroid.

Rotorul

Rotorul se compune din arborele 29 din otel, pachetul de tole 32 cu infasurarea 35 si colectorul 25.

Arborele rotorului se roteste in doua bucse 7 si 28 din materiale poroase metaloceramice, presate in scuturile paliere si imbibate in lubrifiant. Jocul axial al arborelui se regleaza cu ajutorul saibelor 2 (de 0,2 si 0,3 mm grosime) si trebuie sa fie cuprins intre 0,07 si 0,7 mm.

Tolele rotorului

Sunt din tabla de otel electrotehnic cu grosimea de l mm, sunt presate pe portiunea de la mijlocul arborelui. Pe suprafata exterioara a pachetului de tole sunt practicate treizeci si una de crestaturi ( canale ) de forma semianchisa, in care se introduce infasurarea ondulata a rotorului din banda de cupru, in fiecare crestatura se afla doi conductori izolati atat intre ei, cat si fata de peretii crestaturilor cu ajutorul leteroidului sau cartonului electrotehnic. Pasul de bobinare la rotor este de 1 - 8, iar pasul .la colector de l - 15. Capetele infasurarilor sectiilor care ies din crestaturi sunt stranse in bandaje ce protejeaza astfel conductoarele infasurarii impotriva desprinderii lor datorita fortei centrifuge la turati mari ale rotorului. Bandajele se executa din sarma de cupru infasurata pe garnituri de carton electroizolant. La unele electromotoare bandajul se pune numai spre partea de actionare a pinionului, el fiind executat din fibra de capron. .Capetele conductoarelor sunt cositorite la stegulet de lame­lelor colectoare 25, presate pe arbore. Numarul de sectii este egal cu numarul de crestaturi si cu numarul de lamele colectoare, respectiv treizeci si una.

Colectorul

este format dintr-o bucsa de material plastic armata cu doua inele de otel, in care sunt incorporate lamelele de cupru ale colecto­rului, izolate intre ele si fata de arbore. L-a unele constructii materialul plastic este turnat pe o bucsa de otel

Scutul palier ,

Scutul palier 57 (fig.9) spre colector este turnat din aliaj de alu­miniu. Pe el sunt fixate prin nituri patru portperii din otel, in care se afla periile din cupru grafitat. Doua portperii 55 diametral opuse sunt izolate de scut atat la partea interioara, cat si la cea exterioara, prin intermediul garniturilor din material plastic 53. Aceste portperii sunt destinate susti­nerii si ghidarii periilor pozitive. La ele se racordeaza capetele 54 ale bobinelor serie ( principale ). Celelalte doua portperii 51 ( diametral opuse si aflate la 90° fata de primele ) sunt fixate prin nituri direct pe scutul 57. avand legatura directa la masa. Aceste portperii sunt destinate sustinerii periilor negative sau de masa. La una dintre aceste portperii se racordeaza capatul 52 al bobinelor sunt (auxiliare). Periile sunt apasate pe colector cu ajutorul arcurilor spirale 58.

Fig. 9 Scutul palier anterior cu portperii

Dispozitivul de cuplare

cuplare (fig. 7), format din cupla tip „roata libera' cu role si pinionul 43. Rolul rotii libere este de a transmite, la pornirea motorului, momentul rotitor de la arborele si pinionul rotorului la coroana volantului, iar dupa pornire - de a decupla arborele si pinionul de cuplare ( antrenare ), deoa­rece dupa pornirea motorului volantul acestuia incepe sa roteasca cu o turatie foarte mare rotorul electromotorului, fapt care poate sa conduca la deteriorarea acestuia. Cupla tip „roata libera' se compune din butucul 39, inelul exterior 7 cu rolele 2, plonjoarele 40, tijele 41, cu arcuri si inelul interior care face corp comun cu pinionul 43 de cuplare prevazut cu 11 dinti. El se executa din otel aliat si tratat termic, fiind piesa cea mai solicitata. Pe butucul 39 al rotii libere se afla discul de centrare din material plastic, cu inelul de antrenare 38 din otel, si discul limitator ( opritor ) 37 din material plastic, acestea fiind presate de arcul elicoidal spre inelul opritor de pe butuc. Butucul 39 este prevazut la partea interioara cu caneluri elicoidale. Astfel, el poate sa se roteasca in timpul deplasarii longitudinale pe canelurile elicoidale corespunzatoare ale arborelui rotorului, realizand o miscare de insurubare. La partea posterioara a butucului - in interiorul acestuia - este presat lagarul 6 metaloceramic imbibat in lubrifiant si care aluneca pe partea cilindrica ( rotunda ) a arborelui roto­rului. De flansa butucului este fixat prin intermediul a trei nituri, inelul exterior 7 a rotii libere, in care se afla trei role 42 si trei plonjoare cilindrice 40, cu arcurile si tijele ghidate 41. Detaliile respective sunt mentinute cu ajutorul carcasei 7 din tabla de otel. Locasul in care se afla rolele are un profil variabil ca marime in lungime, iar arcurile mentin rolele in zona ingusta a locasului. Cu ajutorul carcasei 8 se mai fixeaza doua semiinele de sprijin 5, care patrund in degajarea inelara practicata in pinionul 43.

Pinionul

Este prevazut la partea interioara cu o bucsa de bronz grafitat, permitand atat rotirea, cat si deplasarea longitudinala a acestuia
pe suprafata cilindrica a arborelui.

Scutul din partea de antrenare

Scutul (capacul) 12 din partea de antrenare a electromotorului este turnat din fonta, deoarece prin intermediul flansei sale electromotorul se fixeaza, de carcasa ambreiajului.

Releul de pornire

De scutul 12 se fixeaza electromagnetul sau releul de cuplare-decuplare, cu ajutorul caruia se realizeaza cuplarea pinionului 43 cu coroana volantei 4. Pe carcasa cilindrica din alama, flancata prin doua discuri de carton, este dispusa infasurarea 17 in zece straturi. Un capat al infasurarii se racordeaza la borna 23, avand simbolul ,,50', iar celalalt capat se racordeaza la flansa 20, respectiv se leaga la masa.

Flansele din hotel 15 si 20, impreuna cu jugul 16 formeaza sistemul magnetic al releului. De flansa 20 este sudat miezul (armatura) fix 19. In partea opusa acestuia se afla armatura mobila 14, care prin intermediul unui bolt se articuleaza cu furca 11, iar la partea anterioara este prevazuta cu tija 18 care patrunde printr-un orificiu practicat in miezul fix. La capatul tijei 18 se monteaza placa de contact 21 din cupru, prin inter­ mediul unui arc. Pentru obtinerea unei culisari fara intepeniri (blocari),atat armatura mobila 14, cat si tija 18, sunt imbracate in bucse din mate­rial plastic poliamidic. La cuplarea electromagnetului (releului), placa de contact 21 conecteaza (scurtcircuiteaza) cele doua contacte, fixe, confectionate din cupru,sub forma de suruburi (24) si fixate cu piulite de capacul 22 din material plastic. La surubul inferior se racordeaza capatul infasurarilor statorului,iar la cel superior, cablul bateriei de acumulatoare. Forta de tractiune a releului se transmite, la dispozitivul de cuplare al motorului electric prin intermediul furcii 11, confectionate din mate­rial plastic, care 3e fixeaza de capacul 12 cu ajutorul boltului 2. in ori­ficiile de la partea inferioara a furcii patrund iesindurile inelului de antre­nare 38.

2. Functionarea demarorului

Prin rasucirea cheii in pozitia „STARTER' (fig. 8), se conecteaza contactele „30' si „50' ale cheii de contact, iar infasurarea releului de tractiune este parcurs de curent. Acest curent da nastere unui camp magnetic (de 10-12 kGs) care trage armatura mobila 14 (fig. 7) spre miezul fix 19 al releului. Totodata, placa de contact 21 inchide (conec­teaza) contactele 24. Dimensiunile tijei 18 ale miezului sunt astfel alese incat conectarea contactelor sa aiba loc inainte ca armatura mobila sa se sprijine pe miezul fix. Prin deplasarea in continuare a tijei, forta de apasare a placii de contact pe cele doua contacte fixe creste, datorita comprimarii arcului din spatele placii de contact.

In acelasi timp, prin deplasarea armaturii mobile, aceasta, prin intermediul furcii 11, deplaseaza roata libera cu pinionul de cuplare (antrenare). Butucului si pinionului li se imprima o miscare de rotatie datorita canelurilor elicoidale, de pe arborele 29 al electromotorului, fapt care contribuie la usurarea angrenarii pinionului cu coroana volantului. Dimensiunile elementelor releului si cele ale .dispozitivului de cuplare sunt astfel calculate, incat conectarea contactelor sa se produca in momentul cand pinionul 43 a inceput sa angreneze cu coroana volantului.

Dupa conectarea contactelor releului, prin infasurarile statorului si rotorului trece curent. Ca urmare a interactiunii campurilor magnetice ce iau nastere, rotorul incepe, sa se roteasca. Rotirea rotorului - prin intermediul canelurilor elicoidale - se transmite butucului canelat 30 si ine­lului exterior 7 al rotii libere.

Atat timp cat rolele 42 sunt apasate de arcuri spre partea ingusta a locasurilor lor din inelul exterior, iar pinionul este franat de coroana volantului, rolele se impaneaza (caleaza) (fig. 7) intre inelul exterior si interior al rotii libere se momentul de rotatie se transmite de la arborele rotorului prin roata libera si pinion la coroana volantului, in acelasi timp si totodata ca urmare a franarii pinionului si rotirii rotorului, butucului canelat 39 i se imprima si o miscare de transla­tie de catre canelurile elicoidale ale arborelui, iar pinionul este impins spre inelul opritor 3, intrand complet in angrenare cu coroana volantului. Dupa pornirea motorului, viteza de rotatie a pinionului incepe sa depaseasca viteza de rotatie a motorului electric. Inelul interior al rotii libere (care face corp comun cu pinionul) antreneaza rolele in spatiul larg al locasului lor din inelul exterior 7, comprimand arcurile plonjoarelor. In aceasta portiune a locasului rolele se rotesc liber, respectiv nu mai impaneaza cele doua inele, iar momentul de rotatie nu se mai trans­mite de la volantul motorului la arborele rotorului electromotorului.

La intoarcerea cheii in pozitia APRINDERE, curentul in infasurarea releului de tractiune se intrerupe, armatura mobila sub actiunea arcu­lui 13 este adusa in pozitia initiala, deconectand contactele 24, iar roata libera cu pinionul sunt aduse de asemenea in pozitia initiala. Sub actiunea arcului 13, prin intermediul furcii 11, discul 37 si opritorul 36 al arborelui se deplaseaza, spre scutul anterior 57, apasand discul de franare
din otel, pe discul de franare 26 din material plastic, montat pe scut, oprind astfel rotirea in gol a rotorului.

3. ALTE TIPURI DE DEMAROARE

In fig. 10 este prezentat motorul electric de pornire al automobilului Dacia1300.

Fig. 10 Motorul electric de pornire al autoturismului Dacia 1300

CAP. IV

VERIFICAREA, INTRE’INEREA SI REPARAREA SISTEMELOR DE PORNIRE PE AUTOMOBIL

1. VERIFICAREA SISTEMELOR DE PORNIRE PE AUTOMOBIL

APARATURA Sl SCHEMA UTILIZATA

Incercarile sistemelor de pornire pe automobil sau pe motor au drept scop de a verifica parametrii in conditii de exploatare pentru a putea aprecia daca functioneaza corect sau prezinta defectiuni. In acest scop se foloseste de regula aparatura portabila, care cuprinde un tester volfampermetnc electronic (Bosch, Sun etc.), prevazut cu dispo­zitiv pentru masurarea indirecta a curentilor mari, de peste 600 A, absor­biti de motor. Schema utilizata pentru masurari este prezentata in figura

VERIFICARI PREALABILE

Verificarea functionarii elementelor din sistemul de pornire se exe­cuta de obicei in timpul pornirii motorului la temperatura ambianta. Operatia se executa mai usor cu a doua persoana, care sa citeasca repede indicatiile aparatelor. Verificarile la pornire se fac actionand, motorul cu demarorul, in timp ce fisa centrala este scoasa de la bobina d e inductie.

Fig. 11 Testerul voltampermetrului tip Bosch

Pentru a .nu genera erori de masurare; clestele dispozitivului trebuie sa fie bine inchide in jurul conductorului. Dispozitivele se alimenteaza de la baterie.

Deoarece performantele demarorului depinde de starea bateriei, este indicat ca inainte de efectuarea verificarilor asupra demarorului, sa se verifice, starea tehnica si de incarcare a bateriei. Este cunoscut faptul ca la curenti mari absorbiti de demaror, faza mare, claxoane etc., chiar la. rezistente de trecere relativ mici apar caderi de tensiune importante, care pot influenta puterea si functionarea acestora.

Verificarea tensiunii bateriei se face cu voltmetru.

L-a un curent egal cu de trei ori capacitatea bateriei, tensiunea fie­carui element nu trebuie sa scada sub 1,6 V, respectiv la bornele bateriei sa existe 9,6 V la U_N = 12 V si 4,8 V la U_N = 6 V. Se masoara apoi tensiunea la bornele demarorului in aceleasi con­ditii, de mai sus (franat si alimentat), intre bornele bateriei si ale dema-rorului de pornire, caderea de tensiune nu trebuie sa depaseasca 0,5 V la V_H = 12 V si 0,26 la U_N = 6 V.

Daca se constata diferente mari, de mai multi volti, intre tensiunile masurate la baterie si la demaror, se procedeaza la masurarea, rezistente­lor de trecere, respectiv^la verificarea caderilor de tensiune pe legaturi.

Fig. 12 Masurarea caderi de tensiune

Verificarea caderilor de tensiune pe legaturile la borne (fig. 12). Masurarile incep de la bornele bateriei spre bornele demarorului, in ordi­nea numerelor si literelor specificate in figura 12. Masurarea se face cu milivoltmetrul numai intre doua numere sau litere invecinate, in timpul masurarii, demarorul (franat) se conecteaza scurt. Daca se constata cadere de tensiune mai mare de 100—200 m V, bornele respective se curata, se ung cu un strat subtire de vaselina, dupa care se fixeaza la loc.

Caderile de tensiune totale (pe conductoare, contacte si imbinari)pe circuitul dus-intors de la demaror la baterie nu trebuie sa depaseasca din tensiunea nominala, U_N (respectiv l V pentru U_N = 2,4 V; 0,5 V pentru U_N = 12 V si 0,25 V pentru U_N =6V).

2. VERIFICAREA DEMARORULUI

Verificarea la mersul in gol a demarorului pe automobil nu se poate face decat la demaroarele cu cuplare mecanica, iar datele obtinute in gol nu sunt suficiente pentru caracterizarea functionarii demarorului.

Incercarea in sarcina se poate efectua prin scoaterea fisei centrale pentru ca arborele cotit al motorului sa fie rotit fara ca acesta din urma sa porneasca. Aceasta masurare da indicatii doar asupra functionarii dema­rorului, ea fiind putin concludenta, deoarece este influentata de o serie de factori cum ar fi starea tehnica a motorului, compresia functionala, vascozitatea uleiului etc.

Incercarea in scurtcircuit (cu motorul blocat) da indicatiile cele mai concludente asupra demarorului, cu conditia sa se tina seama si de starea celorlalte aparate care formeaza sistemul de pornire electrica a automobilului.

Verificarea demarorului se face masurand curentul, absorbit de acesta si tensiunea la bornele lui in timpul pornirii. Daca pentru tensiunea prescrisa curentul depaseste valoarea admisa, este posibil sa existe scurt­circuite intre spire sau puneri la masa, sau chiar baterie foarte incarcata cu demarorul in buna stare, iar daca acest curent este prea mic, este posi­bil ca periile sa fie prea uzate, colectorul sa fie uzat sau murdar, presiunea periilor - prea mica sau bateria – prea descarcata; un curent normal poate aparea si cand exista scurtcircuit intre spire si bateria este foarte descarcata.

Astfel, de exemplu, demarorul tip CD 0,5/12 A de 0,5 CP si 12 V care echipeaza autoturismele FIAT-850, functionand cu baterie de acumu­latoare de 32 Ah, consuma la mersul in gol 20 - 25 A, la 11,4 V si turatia de 9-11 000 rot/min, iar in scurtcircuit la 240-250 A la 8,5 V. Datele sunt valabile la +20°C si bateria jumatate incarcata. La bateriile incarcate complet, curentii pot fi cu 20% mai mari, iar la temperaturi joase (iarna) cu 20% mai mici.

3. PRESCRIPTII DE INTRETINERE A DEMAROARELOR

Trebuie sa se tina seama ca intensitatea curentului la pornire atinge valori de sute de amperi, astfel ca cele mai miei rezistente suplimentare pot provoca caderi mari de tensiune, incalziri locale, pierderi de energie sau chiar intreruperi de curent. De aceea, contactele intreruptoarelor, contactoarelor si electromagnetilor de cuplare trebuie controlate, periodic, curatite si' indreptate sau slefuite; ele trebuie sa apese bine pe intreaga suprafata pentru a realiza un contact electric bun.

DEFECTE, CAUZE SI MODELE DE REMEDIERE

Cuprinsul

Memoriul justificativ

Cap. I

Notiuni generale

Clasificarea sistemelor electrice de pornire

Modul de deplasare al pinionului

Cap II

Factorii care influenteaza pornirea motorului

Turatia de pornire

Cuplul de pornire

Puterea de pornire

Cap III

Constructia motorului electric de pornire

Demarorul Tip CT – 2211

Functionarea demarorului

Alte tipuri de demaroare

Cap IV

Verificarea, intretinerea si repararea sistemului de pornire

Verificarea sistemului de pornire

Verificarea sistemului de pornire

Prescriptii de intretinere a demarorului

Defecte, cauzele si metodele de remediere