Электростартерная система пуска

ПЛАН открытого урока по предмету "Автомобили"

Тема урока: "Электростартерная система пуска"

Цель урока:

• Образовательная – изучить назначение и принципиальную схему работы электростартерной системы пуска. Объяснить устройство и состав электростартерной системы пуска;

• Развивающая – выработать умение определять основные элементы системы электростартерного пуска из общей системы электрооборудования автомобиля;

• Воспитательная – разъяснить важность знания устройства электростартерной системы пуска, для проведения технического обслуживания.

Вид занятия: комбинированный урок.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный.

Используемые технологии:

• информационно-развивающие (изложение преподавателем учебной информации);

• деятельностные (решение тематических заданий).

Средства обучения:

• учебно-наглядные пособия (плакаты, схемы, технические оборудования);

• технические средства обучения (компьютер, мультимедийный проектор, проекционный экран).

Форма обучения: групповая

Межпредметные связи:

• физика;

• элементы механики;

• химия.

Организация урока

I. Организационный момент (2 мин.)

• Приветствие

• Проверка учебных принадлежностей к уроку

II. Мотивация студентов к обучению. (3 мин.)

Преподаватель: В наше время количество автомобилей на дорогах постоянно увеличивается. Но никто не задумывался, что является источником этого движения, другими словами, благодаря чему в автомобиль заводится. И причиной этому первоначальному импульсу является система пуска, именно она заставляет «сердце» автомобиля – его двигатель биться. Как видите значение этой системы огромно. Ее необходимо поддерживать в исправном состоянии. И сегодня мы с вами разберем устройство данной системы. Изучение данного материала необходимо в дальнейшем для изучения дисциплин «Техническое обслуживание», «Ремонт автомобиля».

III. Актуализация знаний. Повторение опорных понятий (5 мин.):

  Преподаватель: Для усвоения и понимания нового материала Вам необходимо вспомнить несколько опорных понятий. Это мы сделаем с помощью определений, в которые необходимо вставить пропущенные слова.

Вставить пропущенные слова в предложения:

1.__АКБ__, предназначена для питания электроэнергией всех потребителей тока при не работающем двигателе или работающем на малой частоте вращения коленчатого вала, когда напряжение генератора не достигло порога регулируемого значения.

2.___Генератор___ обеспечивает питанием электропотребители, включенные в бортовую сеть автомобиля, и заряжает его аккумуляторную батарею при работающем двигателе.

3. Поддержание заданного напряжения генератора независимо от частоты вращения, нагрузки генератора осуществляется ___ регулятор напряжения ___.

4. Генератор преобразует механическую энергию в __переменный __ электрический ток.

5. В бортовой сети автомобиля протекает __ постоянный __ электрический ток.

IV. Изложение нового материала (30 мин.)

Преподаватель: Электростартерная система пуска предназначена для вращения коленчатого вала с пусковой частотой, при которой обеспечиваются условия для смесеобразования, воспламенения и горения рабочей смеси.

Электростартерная система пуска состоит:

1. АКБ

2. Стартер

3. Средства облегчения пуска

4. Цепь (Коммутирующие устройства и провода)

1. АКБ

Преподаватель: Источником энергии в системах электростартерного пуска является стартерная свинцовая аккумуляторная батарея - химический источник тока.

Преподаватель: Какое превращение энергии происходит в АКБ.

Студент: Химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

Преподаватель: Посредством чего химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

Студент: Посредством химических реакций.

Преподаватель: Какой род тока вырабатывает АКБ.

Студент: Постоянный.

Электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Особенности режима работы на «электростартер» выделяют автомобильные аккумуляторные батареи в особый класс стартерных батарей. Высокая электродвижущая сила и малое внутреннее сопротивление обусловили широкое применение на автомобилях стартерных свинцовых аккумуляторных батарей.

2. Стартер

Преподаватель: Стартер является основной частью системы пуска и преобразует электрическую энергию в механическую энергию.

Преподаватель: Сейчас вы самостоятельно проведете исследовательскую работу. Перед вами макет и раздаточный материал, в котором приведено описание основных элементов стартера. Вам предстоит указать на рисунке основные элементы стартера.

1. Служит опорами для вала якоря.

2. По нему передвигается шестерня привода.

3. Передает крутящий момент в одном направлении.

4. Передает усилие от тягового реле к поводковой муфте.

5. К ним подходит ток от замка зажигания.

6. Часть тягового реле, которая передвигается во время его включения.

7. Соединяет контактные болты во время перемещения якоря тягового реле.

8. Выполнены из меди, к ним подходит ток от АКБ.

9. Заставляют вал стартера вращаться.

10. Намотана на якорь.

11. Вращается при пуске двигателя.

12. Соединяется с шестерней привода во время пуска.

Преподаватель: А теперь проверьте свои результаты с правильными ответами.

1 - корпус стартера;

2 - вал якоря стартера;

3 - шестерня привода с муфтой свободного хода;

4 - рычаг привода шестерни;

5 - обмотки тягового реле;

6 - якорь тягового реле;

7 - контактная пластина;

8 - контактные болты;

9 - обмотки возбуждения;

10 – обмотка якоря;

11 – коленчатый вал;

12 – маховик.

Стартер состоит:

1. Электродвигатель;

2. Электромагнитное тяговое реле;

3. Механизм привода.

Преподаватель: В каком из этих элементов происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Студент: В электродвигателе.

2.1.Электродвигатель

Электродвигатель стартера постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением. Такие двигатели обладают падающей механической характеристикой, которая наиболее подходит для пуска ДВС.

Преподаватель: Что создает сопротивление вращению коленчатого вала.

Студент: Силы трения в КШМ, сопротивление, создаваемое приводом узлов и агрегатов.

Преподаватель: В какое время года сопротивление вращению максимальное и почему.

Студент: Зимой, т.к. повышается вязкость моторного масла.

Преподаватель: При полном торможении такой двигатель развивает максимальный крутящий момент, что и необходимо для раскрутки коленчатого вала в начальный период пуска. При отсутствии нагрузки такие двигатели развивают значительные обороты холостого хода, которые могут привести к разносу и разрушению якоря.

2.2. Тяговое реле

Преподаватель: Управляемые дистанционно тяговые реле обеспечивают ввод шестерни в зацепление с венцом маховика и подключают стартерный электродвигатель к аккумуляторной батарее.

Преподаватель: Как вы думаете, что должно происходить ранее включение электродвигателя или ввод шестерни в зацепление. Ответ обоснуйте.

Студент: Сначала должно происходить введение шестерни в зацепление, а затем должен включатся электродвигатель. В противном случае будет происходить повышенный износ шестерни привода, сопровождаемый повышенным шумом.

Преподаватель: Реле может иметь одну или две обмотки, намотанные на латунную втулку в которой свободно перемещается стальной якорь, воздействующий на шток с подвижным контактным диском. Два неподвижных контакта в виде контактных болтов закрепляют в пластмассовой крышке. В двух обмоточном реле удерживающая обмотка, рассчитана только на удержание якоря реле в притянутом к сердечнику состоянии, намотана проводом меньшего сечения и имеет прямой выход на «массу». Втягивающая обмотка подключена параллельно контактам реле. При включении реле она действует согласно с удерживающей обмоткой и создает необходимую силу притяжения, когда зазор между якорем и сердечником максимален. Во время работы стартерного электродвигателя замкнутые контакты тягового реле шунтируют втягивающую обмотку и выключают ее из работы.

2.3. Механизм привода стартера

Преподаватель: Механизм привода обеспечивает перемещение шестерни привода в зацепление с маховиком и предотвращает передачу крутящего момента с маховика на вал якоря стартера.

Преподаватель: Если передаточное отношение маховика и шестерни привода стартера 10-16, с какой частотой будет вращаться шестерня привода, если маховик вращается с частотой 1000 об/мин.

Студент: С частотой 10000-16000 об/мин.

Преподаватель: Чем опасна столь большая частота вращения шестерни привода, а следовательно и вращение якоря стартера.

Студент: Возможен разнос и разрушение якоря и обмоток возбуждения.

Преподаватель: Приводные механизмы электростартеров с принудительным перемещением шестерни имеют:

1. Роликовые муфты свободного хода;

2. Храповые муфты свободного хода.

Данные механизмы передают вращающий момент от вала стартера к коленчатому валу ДВС во время пуска и, работая в режиме обгона, автоматически разъединяют стартер и ДВС после пуска.

Преподаватель: Наибольшее распространение получили приводные механизмы с роликовыми муфтами свободного хода, в которых заклинивание роликов происходит благодаря возникновению сил трения в сопряженных деталях. Они бесшумны в работе, способны при малых размерах передавать большие крутящие моменты, не требуют обслуживания в процессе эксплуатации.

Преподаватель: Механизм привода стартера с храповой муфтой свободного хода обеспечивает более полное разъединение вала электродвигателя и коленчатого вала двигателя при значительно меньших нагрузках на силовые элементы муфты.

3. Устройство для облегчения пуска

Преподаватель: Устройства для облегчения пуска, воздействуя на отдельные системы двигателя, температурное состояние его деталей и эксплуатационных материалов, снижают моменты сопротивления вращению коленчатого вала, улучшают условия образования и воспламенения топливо-воздушной смесей.

Преподаватель: Как влияет на пусковую частоту температурное состояние моторного масла.

Студент: С уменьшением температуры увеличивается вязкость масла и сопротивление проворачиванию коленчатого масла, что увеличивает пусковую частоту.

Преподаватель: Как влияет на пусковую частоту температура охлаждающей жидкости.

Студент: С уменьшением температуры охлаждающей жидкости уменьшается температура в камере сгорания, а следовательно ухудшаются условия смесеобразования и пусковая частота повышается.

Преподаватель: Как влияет температура впускного воздуха на пусковую частоту.

Студент: С уменьшением температуры впускного воздуха уменьшается температура в конце такта сжатия, ухудшается испаряемость топлива, а следовательно пусковая частота увеличивается.

Преподаватель: Теперь рассмотрим устройства для облегчения пуска, только как состав электростартерной системы пуска. Работу данных устройств мы рассмотрим на следующих занятиях.

Устройство для облегчения пуска:

1. Свечи накаливания.

2. Свечи подогрева воздуха во впускном коллекторе

3. Электрофакельные подогреватели.

Принцип действия электрофакельного устройства: 1 – впускной трубопровод двигателя; 2 – свеча факельная

Электро факельное устройство состоит:

1. Две факельные штифтовые свечи;

2. Электромагнитный топливный клапан;

3. Добавочный резистор с термореле;

4. Кнопочный выключатель;

5. Реле электрофакельного устройства;

6. Реле отключения обмотки возбуждения генератора.

7 . Контрольная лампа.

Схема подключения электрофакельного устройства к системе питания двигателя: 1 - форсунка; 2 - перепускной клапан топливного насоса высокого давления; 3 - фильтр тонкой очистки топлива; 4 - клапан-жиклер фильтра тонкой очист ки топлива; 5 - факельные штифтовые свечи; 6 -электромагнитный клапан; 7 - топливный насос высокого давления; 8 - топливный бак; 9 - фильтр грубой очистки топлива; 10 - топливоподкачивающий насос

4. Устройства для подачи пусковой жидкости.

Аэрозольное пусковое приспособление с электромагнитным приводом: 1 – регулировочный винт; 2 – нажимной подпятник; 3 – складывающиеся дужки; 4 – ось дужек; 5 – кронштейн крепления; 6 – эмульсионная трубка; 7 – электромагнит; 8 сердечник; 9 – пластинчатый клапан; 10 – трубопровод; 11 – форсунка; 12 – резиновый уплотнитель; 13 – аэрозольный баллон.

5. Электрические подогреватели.

6. Предпусковые подогреватели.

Двигатель может быть оборудован индивидуальным предпусковым, подогревателем. Подогрев картерного масла, блока цилиндров и подшипников коленчатого вала перед пуском позволяет уменьшить вязкость моторного масла, облегчить его прокачиваемость по смазочной системе и, тем самым, уменьшить момент сопротивления вращению и износ деталей двигателя при пуске. С другой стороны, подогрев головки и стенок блока цилиндров и впускного трубопровода улучшает условия смесеобразования и воспламенения топлива и способствует снижению минимальной пусковой частоты вращения.

Преподаватель: Рассмотрим с вами таблицу. В ней прослеживается следующая закономерность. Чем больше число цилиндров двигателя, тем ниже его пусковая частота, т.е. его легче пустить. Почему?

Студент: В 4-ех цилиндровом двигателе за один оборот коленчатого вала совершается один рабочий ход, а в 8-ми цилиндровом за один оборот коленчатого вала происходит два рабочих хода, следовательно пуск наиболее вероятен.

Преподаватель: Из таблицы видно, что пусковая частота дизельного двигателя при прочих равных больше чем и бензиновых. С чем это связано?

Студент: У дизельного двигателя давление в конце такта сжатия больше, а следовательно сопротивление проворачиванию коленчатого вала он создает больше, что и вызывает увеличение пусковой частоты.

V. Закрепление

Преподаватель: Для закрепления и более глубокого изложения материала предлагаю посмотреть видео материал о электростартерной системы пуска.

VI. Проверка уровня усвоения нового материала

Тест

1. Как называется устройство, предназначенное для предохранения якоря стартера от разрушения

1. Тяговое реле стартера
2. Муфта свободного хода
3. Реле включения стартера
4. Поводковая муфта

2. В стартерных электродвигателях с увеличением частоты вращения вала якоря крутящий момент

1. Увеличивается

2. Уменьшается

3. Не изменяется

4. Крутящий момент всегда прямо пропорционален частоте вращения вала якоря

3. Электродвигатели, с каким видом соединения обмотки возбуждения и обмотки якоря не используются на стартерах

1. Последовательное

2. Параллельное

3. Смешанное

4. От постоянных магнитов

4. Как называется устройство, которое создает усилие для ввода шестерни привода в зацепление с маховиком

1. Поводковая муфта

2. Муфта свободного хода

3. Тяговое реле

4. Вильчатый рычаг

5. В каких случаях при пуске двигателя внутреннего сгорания увеличивается и уменьшается частота вращения вала стартера

1. Увеличивается в такте сжатия, уменьшается в рабочем ходе.
2. Увеличивается в рабочем ходе, уменьшается в такте сжатия.
3. Увеличивается в такте впуска, уменьшается в такте выпуска.
4. Увеличивается в такте выпуска, уменьшается в такте впуска.

VII. Подведение итогов (2 мин.)

По результатам теста вы можете посмотреть уровень усвоения своих знаний. Количество правильных ответов соответствует оценке по пятибалльной шкале. Хочу обратить внимание на пятый вопрос. Он отличается тем, что знания данного урока должны согласовываться с знаниями полученными по другим темам этой дисциплины.

Большое спасибо за внимание. До свидания.