Стартер с цилиндрическим редуктором

Стартер

В целях снижения общей массы и уменьшения расход такого дорогостоящего материала как медь, началось применение стартеров с понижающими редукторами.

Редукторы, встраиваемые в стартеры, разделяются на три основных типа: цилиндрический с внешним зацеплением, цилиндрический с внутренним зацеплением и плане­тарный. Редукторы выполняются одноступенчатыми с прямозубы­ми шестернями.

Конструкция стартеров с цилиндрическими редукторами с внеш­ним зацеплением представлена на рис. 7.13. Редуктор расположен в корпусе 23. Преимуществом цилиндрического редуктора с внешним зацеплением является технологичность изготовления его зубчатых колес. К недостаткам относится увеличение высоты стартера по сравнению со стартерами без редуктора из-за смещения осей стартерного электродвигателя и привода на 30…50 мм. Появление ради­альной нагрузки на якорь электродвигателя требует применения подшипников качения.

В стартерах с цилиндрическими редукторами, имеющими внут­реннее зацепление, смещение осей электродвигателя и привода меньше, что облегчает компоновку стартера на двигателе. Недос­татки – повышенная сложность изготовления зубчатых колес, на­личие радиальной нагрузки на вал электродвигателя.

Рис. 7.13. Стартер со встроенным цилиндрическим редуктором с внешним зацеплением:

1, 14 – пружинные шайбы; 2 – стяжной болт; 3– крышка со стороны коллек­тора; 4, 15 – гайки; 5 – стопорная шайба; 6, 25 – подшипники; 7– якорь в сборе; 8– корпус; 9– перемычка; 10 – гайка контактного болта тягового ре­ле; 11 – тяговое реле; 12 – шайба; 13, 22, 27, 30– уплотнительные кольца; 16 – рычаг в сборе; 17– ось рычага; 18 – шестерня привода; 19 – упорная шайба; 20 – регулировочная шайба; 21,26 – винты; 23 – корпус редуктора в сборе; 24 – кольцо; 28 – регулировочная прокладка; 29 – крышка подшипника

7.3.2. Стартер с планетарным редуктором

Работы в области совершенствования электродвигателей позволили соз­дать простую и достаточно легкую конструкцию стартера с возбуждением постоянными магнитами и с понижаю­щей передачей.

На рис. 7.14 показан якорь и понижающая передача стартера Вosсh DW. Понижающая передача представляет собой планетарный ряд, солнечная (центральная) шестерня которого закреплена на валу якоря, а выходная мощность снимается с водила, на осях которого установлены свободно вращающиеся сателлиты. Шестерни планетарной передачи с наружными зубьями изготовлены из стали, а эпициклическая шестерня (с внутренними зубьями) - полиамидного компаунда с минеральными добавками или методом порошковой металлургии для повышения износостойкости.

7.14. Стартерный электродвигатель с понижающей передачей:

1 – вал водила планетарной передачи с косыми шлицами; 2 – эпицикл планетарной передачи; 3 – сателлиты; 4 – солнечная шестерня, закрепленная на валу; 5 – якорь; 6 – коллектор

На рис. 7.15 показано схематичное исполнение стартера.

Рис. 7.15. Схема стартера Вosсh DW с постоянными магнитами и понижающей передачей:

1 – шестерня; 2 – венец маховика; 3 – обгонная муфта; 4 – управляющий рычаг; 5 – планетарная передача; 6 – постоянный магнит; 7 – якорь; 8 – коллектор с графитовыми щетками; 9 – электромагнитный привод с втягивающей и удерживающими обмотками; 10 – включатель стартера; 11 – аккумулятор

Сателлиты, прессованные из порошка, вращаются на осях в подшипниках скольжения или игольчатых подшипниках. Последние предпочтительнее, так как обеспечивают больший КПД редуктора. Ось сателлита одновременно является внутренней обоймой игольчатого подшипника. Это предъявляет высокие требования к материалу и точности осей. Центральное зубчатое колесо выполняется как одно целое с валом якоря или может быть съемным. Для получения минимальных ме­ханических потерь и обеспечения высокого срока службы предъяв­ляются повышенные требования к точности изготовления зубчатых колес и других деталей редуктора. С той же целью применяют высококачественные смазочные материалы. Передаточное отноше­ние редуктора обычно составляет 3...5.

Якорь стартера с редуктором имеет конструктивные особенно­сти. Обмотка якоря пропитана компаундом, уменьшающим веро­ятность его разноса. В связи с повышенной частотой вращения якорь обязательно подвергается динамической балансировке. Для снижения потерь на гистерезис и вихревые токи пакет якоря соби­рают из пластин тонколистовой (толщина 0,5 мм) электротехниче­ской стали.

В связи с уменьшенной металлоемкостью и повышенной удель­ной мощностью стартеры с редуктором обладают большей тепло­вой напряженностью по сравнению со стартерами без редуктора.

Наиболее ответственным в стартерах с редуктором является щеточно-коллекторный узел. Плотность тока под щетками в режи­ме максимальной мощности в 1,5...2,5 раза превышает плотность тока у обычных стартеров. В таких условиях требуется применение специальных щеток, имеющих на сбегающем крае повышенное содержание графита. Это увеличивает сопротивление коммути­руемой цепи, улучшает коммутацию. Кроме того, применяется сдвиг щеток против направления вращения на 0,3...0,5 коллектор­ного деления. В итоге обеспечивается снижение интенсивности изнашивания щеток и коллектора до уровня стартеров без редук­торов.

В качестве магнитов используются постоянные магниты из феррита стронция, которые имеют повышенную коэрцитивную силу по сравнению с магнитами из феррита бария. Повышенная коэрцитивная сила увеличивает стойкость магнитов против раз­магничивания реакцией якоря в момент включения стартера, когда действует ток короткого замыкания. Для повышения стойкости к размагничиванию применяют специальную обработку сбегающего участка магнита, приводящую к дополнительному местному повы­шению коэрцитивной силы, а также увеличивают число полюсов.

Такой стартер на 40% легче стартера обычного исполнения и рассчитан на применение с двигателями объемом до 5 литров.