COLEGIUL TEHNIC DE TRANSPORTURI ,,TRANSILVANIA"

CLUJ-NAPOCA

PROIECT

SPECIALITATEA: MECANIC AUTO

INTRETINEREA SI REPARAREA

ELECTROMOTORULUI DE PORNIRE

INTRODUCERE

Sistemele de pornire au rolul de a antrena motoarele cu combustie interna cu o anumita turatie si cuplu din starea de repaus pana in momentul aprinderii amestecului carburant ,resprectiv punerii in functiune a acestuia .Exista diferite sisteme de pornire si anume : pornirea cu ajutoru motoarelor de pornire cu benzina , pornirea cu dispozitive cu aer comprimat si pornirea electrica . La motoarele de automobile , pornirea electrica este cea mai raspandita .

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca pornirea electrica sunt : - asigurarea turatiei si cuplului necesar pentru conditiile cele mai grele de pornire ;

functionare sigura intre anumite limite de temperatura ( de exp de la -20C la +60C )

decuplarea automata a demarolului dupa pornirea motorului cu ardere interna ;

masinile si aparatele ce fac parte din instalatia de pornirea este necesar sa prezinte dimensiuni reduse ,greutatea mica , prêt de cost redus si o intretinere simpla si usoara in exploatare .

INSTALATIA DE PORNIRE ELECTRICA LA AUTOMOBILE DE CONSTRUCTIE RECENTA ESTE FORMATA DIN : motorul electric de current continuu sau pe scurt demarolul,prevazut cu un electromagnet sau releu de cuplare RC cu dispozitiv pentru cuplarea elastica si decuplarea automata a pinionului demarolului cu coroana dintata a volantului motorului, baterie de acumulatoare, intrerupatorul de pornire si conductoarele de legatura.

Electromotorul de pornire este un motor electric de current continuu, care serveste la rotirea arborelui cotit pentru pornirea motorului automobilului, transformand energia electrica in energie mecanica.Acest electromotor se poate gasi si sub alte denumiri exp: demaror, motor electric de pornire.

Bibliografie

Arama C,-instalati de alimentare a combustibilului a motoarelor cu ardere interna

Parizescu V,-Diagonosticarea automobilelor

Mateevici V, Bogdan D.-Automobile Roman cu motoare disel

Freilfeld H,-intretinerea autmobiluli auto

Verslgora B.A.-Avtomobili jiguli

1.3 Verificarea motorului electric de pornire stand

Pentru asigurarea eficacitati functionarii electromotorului este necesar sa se efectueze o serie de verificari din punct de vedere al functionarii sale,al parametrilor sai electrici mecanici,respectandu-se o serie de perscripti asa cum se vor arata in continuare.

Conductoarele de legatura trebuie sa aiba lungimea si sectiunea egala cu cea a condesantoarelor folosite pe automobile ,astfel ca valoarea maxima a caderii de tensiune in sarcina ,datorita rezistentei lor sau sa depaseasca 0,2-0,3 V.

Cu cat caderea de tensiune este mai mare,cu atat teniunea care ramane disponibila la bornele motorului electric de pornire este mai mica si puterea lui scade iar contactele sau conducatoarele electrice se incalzesc .

Alimentarea motorlui electric se face cu ajutorul bateriei de acumulatoare de capacitate corespunzatoare si complet incarcata in scopul evitari caderilor actentuate de tensiune in cursul verificarii.

Gradul de incarcare si starea tehnica a bateriei au o mare influenta asupra masuratorilor,in sens ca un current absorbit prea mare presupune un scurt circuit inspre spire sau bacteria foarte incarcata cu motorul electric in buna stare .

Probe de franare in sarcina

-se realizeaza montajul din fig.3: franarea coroanei este partiala astfel ca raportul sa poata roti.

-masurile trebuie facute repede,iar citirile simultane este indicat sa se faca de mai multe persoane.Verificarea functionarii motorului electric la pornire se face temperature cuprinse intr-e:25-30C.

-daca nu se respecta aceste conditii masuratorile effectuate vor inregistra erori,cu exeptia datelor relative referitoare cla cuplul motor,in sensul acesta vor fi inregistrate cu oarecare aproximatie.

Cuplul de pornire:

-in ceea ce priveste valoarea cuplului pentru pornire MP,acesta este determinat de cuplul rezistent al morului termic,care depinde de doua component importante :

-o componenta datorita gradului de compresie MC

-o componenta datorita frecarilor interne ale motorului MF.

Mp=Mc+Mf

Cuplul rezistent datorita compresiei Mc la moptoarele diesel este aproximativ dublu fata de cele cu carburetor de compresie,respective 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 reszistent datorita frecarilor frecarilor Mf depinde in special de frecarile pistoanelor pe pereti cilindrilor in lagarele arborelui cotiti si bielei precum si sistemele auxiliare.Cuplul de frecare este in functie de turatia si temperatura pentru un anumit ulei.In general pe masura cresteri vitezei de rotatie frecarea si cuplul rezistent cresc

MOTORUL ELECTRIC DE PORNIRE

Sistemele de pornire au rolul de a antrena motoarele cu combustie interna cu o anumita turatie si cuplu din starea de repaus pana in momentul aprinderii amestecului carburant ,resprectiv punerii in functiune a acestuia .Exista diferite sisteme de pornire si anume : pornirea cu ajutoru motoarelor de pornire cu benzina , pornirea cu dispozitive cu aer comprimat si pornirea electrica . La motoarele de automobile , pornirea electrica este cea mai raspandita .

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca pornirea electrica sunt : - asigurarea turatiei si cuplului necesar pentru conditiile cele mai grele de pornire ;

functionare sigura intre anumite limite de temperatura ( de exp de la -20C la +60C )

decuplarea automata a demarolului dupa pornirea motorului cu ardere interna ;

masinile si aparatele ce fac parte din instalatia de pornirea este necesar sa prezinte dimensiuni reduse ,greutatea mica , prêt de cost redus si o intretinere simpla si usoara in exploatare .

INSTALATIA DE PORNIRE ELECTRICA LA AUTOMOBILE DE CONSTRUCTIE RECENTA ESTE FORMATA DIN : motorul electric de current continuu sau pe scurt demarolul,prevazut cu un electromagnet sau releu de cuplare RC cu dispozitiv pentru cuplarea elastica si decuplarea automata a pinionului demarolului cu coroana dintata a volantului motorului, baterie de acumulatoare, intrerupatorul de pornire si conductoarele de legatura.

Electromotorul de pornire este un motor electric de current continuu, care serveste la rotirea arborelui cotit pentru pornirea motorului automobilului, transformand energia electrica in energie mecanica.Acest electromotor se poate gasi si sub alte denumiri exp: demaror, motor electric de pornire.

ROLUL SI PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL MOTOARELOR ELECTRICE DE PORNIRE

A Pornirea electrica a motoarelor de automobile

Echipamentul de pornire a motorului de automobile se compune dintr-un motor electric cu excitatie serie (demaror electric) care este alimentat direct de la o baterie de acumulatore de 6,12 sau 24 v , conductoarele de legatura spre alimentarea cu o sectiune foarte mare , pentru a permite trecerea curentilor de pornire , care sunt relativ mari (de ordinal sutelor de amperi ), din mecanismul de cuplare la roata dintata a volantului motorului si din mecanismul de comanda , adica intrerupatorul ciruitului de alimentare de la tabloul de bord (cabina soferului ) , care se poate face : direct sau de la distanta .

Functionarea motorului electric de pornire are urmatoarele particularitati :

Alimentarea motorului electric de pornire se face de la o baterie de acumulatoare care este de putere limitata , cu o anumita capacitate , astefel ca tensiunea la bornenele ei nu ramane constanta , ci scade foarte mult in sarcina , cand se dezvolta cuplul de pornire.

Durata de functionare a motorului electric de pornire este foarte scurta (nu intrece cateva secunde) ,astefel ca aceasta nu are timp sa se incalzeasca . La puteri mari, el nare dimensiuni foarte mici si desi curentul absorbit de la bateria acumulatoare este foarte mare , se poate allege o sectiune o sectiune a conductoarelor si a periilor nu prea mare pentru ca se admit densitati foarte mari de curent .

Motorul electric de pornire trece intr-un timp foarte scurt prin regimuri de functionare foarte variate si anume :

in scurtcircuit, in momentul pornirii cand acesta este vranat total vranat motorul cu combustie interna , dar dezvolta cuplul maxim pentru a porni .

in sarcina, cand motorul incepe sa fie rotit si cuplul resistant de pornire scade .

in gol ,dup ce motorul a pornit si functioneaza singur , momentul in care motorul electric de pornire nu maid a nici un cuplu iar turatia lui atinge cele mai mari valoti periculoase , moment in care trebuie sa se faca automat decuplarea , intrucat se produce iesirea conductoarelor din crestaturile sau a lamelor de collector din cauza fortelor centrifuge .

Puterea motorului electric de pornire este determinata de :

Turatia minima pe care acesta o imprima arborelui cotit al motorului pentru a asigura aprinderea amestecului carburant din cilindrii denumita turatia minima de pornire .

Momentul rezistent care trebuie sa fie invins la rotirea arborelui cotit al motorului .

B Principiul de functionare a motoarelor electrice de pornire

Motorul electric de pornire transforma energia electrica , primita de la bateria de acumulatoare , in energie mecanica necesara pentru rotirea si pornirea motorului automobilului .

Constructia mototrului si a generatorului electric este identical , aceeasi masina electrica putand fi motor sau generator , dupa cum primeste energia electrica si cedeaza energie mecanica si invers .

Pentru automobile se construiesc si masini electrice folosite in ambele scopuri , cum sunt dinamometrele sau dinastarele .In timpul mersului ele sunt antrenate de motor si servesc la incarcarea bateriei de acumulatoare , sunt folosite ca motoare electrice de pornire(demaroare ).

Principiul de functionare a unui motor electric se bazeaza pe urmatorul fenomen - daca intr-un camp magnetic este dispus un conducator care nu este asezat parallel cu directia campului magnetic si daca el este parcurs de un curent , care vine de la bateria de acumulatoare , ia nastere o forta care tinde sa-l scoata din camp . Conductorul parcurs de curent electric este inconjurat de un camp magnetic al carui sens este bine determinat . Daca sensul curentului , se schimba si sensul campului magnetic . Din suprapunerea celor 2 campuri rezulta o indesire a liniilor campului pe una din parti si o racier a liniilor campului in parte opusa si conductorul este supus unei forte , care functioneaza dinspre campul devenit mai puternic spre cel mai slab incat se va deplasa .

Sensul de deplasare se determina dupa regula mainii stangi astfel : Daca aratatorul indica sensul campul sensului curentului , atunci degetul cel mare va indica sensul in care forta va tinde sa deplaseze conductorul . In locul unui singur conductor , se poate lua o spira si daca se introduce in campul magnetic si este alimentata de la bateria de acumulatoare , atunci curentul intr-un brat are sensul de ducere , iar in celalalt brat curentul de intoarcere . Sensul campurilor magnetice rezultante in jurul conductorului de ducere este invers ca cel in jurul conductorului de intoarcere . Prin suprapunerea campurilor magnetice , rezultate in jurul conductorului de ducere si de intoarcere , cu campul magnetic in care se gaseste spira , vor rezulta forte care tind sa deplaseze bratele spirei in sensuri inverse si spira se va roti .

Curentul fiind acelasi prin bratele spirei (ele gasindu-se in acelasi camp magnetic ) si fortele care actioneaza asupra lor vor fie gale , dar de sens contrar , astfel ca formeaza un cuplu de rotire a spirei . Aceste forte care actioneaza asupra conductelor , sunt proportionale cu intensitate I a curentului care trece prin conductoare , cu valoarea inductiei magnetice B si cu lungimea conductoarelor respective l conform relati este F= I x B x l (kgf) unde kgf

ei :

Excitatia motorului serie . Motoarele de curent continuu au o infatisare de excitatie asemanastoare cu cea de la generatoare , ea putant fi conectata in serie sau in parallel fata de circuitul infasurarii de pe rotor .

Motoarele electrice pentru pornire , insa , sunt intotdeauna cu excitatie conectata in serie , avand caracteristicile de a putea dezvolta un cuplu maxim de pornire , ceea ce este foarte iondicat pentru pornirea motoarelor care necesita un cuplu foarte mare de pornire .

Curentul este acelasi prin infasurarea de excitatie si prin infasurarea rotorului . La pornire , curentul ajunge la cateva sute de ampere . Dupa pornire , cand motorul merge singur , curentul scade la cateva zeci de ampere . Ca sic la generator polii de excitatie sunt montati pe o carcasa prin care se inchide circuitul fluxului magnetic . Infasurarea de excitatie trebuie in asa fel bobinata incat fluxul sa iasa dintr-un pol sis a intre in celalalt pol , adica intr-un sens pe polul nord si in sens contrar pe polul sud .

C Caracteristica de functionare a motoarelor electrice de pornire

Motorul electric de pornire , fiind excitat in serie reprezinta in functionarea caracteristicilor dependente de curentul consumat de la bateria de acumulatoare .

Caracteristicile tensiunii la bornele motorului electric de pornire UM in functie de curentul consumat Im : Um =f(Im)

Sursa de energie electrica fiind bateria de acumulatoare , care este de capacitate limitata , tensiunea la bornele motorului electric de pornire va fi cu fi atat mai mica cu cat curentul consumat este mai mare , pentru ca din valoarea tensiunii electromotorului in gol a bateriei de acumulatoare Ebo se scad urmatoarele caderi de tensiune :

Valoarea cuplului util este proportionala , in mare cu valoarea curentului ridicata la patrat .

Pentru valori mici ale curentului absorbit, cuplul variaza cu patratul valorii curentului iar pentru valori mari ale acestuia numai proportional cu valoarea lui . Cuplul este maxim la pornire Mp ( in momentul curentului maxim de scurtcircuit ) si scade pe masura ce turatia motorului electric de pornire scade . Valoarea cuplului util scade odata cu cu capacitatea bateriei de acumulatoare si cu cresterea rezistentelor din circuit . Caracteristica mecanica a turatiei in functie de cuplul util n=f (Mu) . La turati mari cand curentul consumat de motorul electric de pornire este foarte mis , cuplul scade foarte mult .Cu cat puterea motorului electric este mai , mare cu atat cuplul de mers in gol are o valoare mai mica, iar turatia in gol este mai mare. Pentru acest motiv , la motoarele mare , motorul electric se prevad cu o inafasurare suplimentara in derivatie ,care limiteaza turatia de mers in gol .

La turatie nula se obtine cuplul maxim de pornire Mp .

La alimentarea de la bateria de acumulatoare , tensiunea nu poate fi mentinuta constanta .Nici rezistenta bateriei nu poate fi considerata constanta , pentru ca ea creste cu marirea curentului .Rezistenta interioara a bateriei de acumulatoare , inseamna ca si caract. Cuplului este dependenta de capacitatea bateriei de acumulatoare , astfel ca, pentru acelasi cuplu util , motorul electric alimentat de la o baterie ci capacitatea mai mare are o turatie mai mare .

I.1.TURATIA DE PORNIRE

Turatia de antrenare a arborelui cotit al motorului este unul din factori de baza de care depinde reusita porniri motorului .

Turatia minima necesara pentru producerea prinmelor aprinderi ale amestecului se numeste turatia de pornire .

Turatia de pornire trebuie sa fie suficient de mare , pentru a asigura depresiunea necesara formari amestecului carburant (care depinde de viteza pistonului ) , sau presiunea de injectie a motorinei ( care este influentata de viteza pistonului pompei de injectie ) .

La m.a.s. , turatia de pornire este redusa datorita volatillitati si inflamabilitati ridicate ale benzinei , inbogatiri amestecului cu dispozitivele de pornire ale carburatorului si declansari scanteii .

Ca urmare la 0g C , turatia de pornire ajunge la 35-40rot/min.

La m.a.c. , turatia de pornire este mai ridicata deoarece gradul de comprimare a aerului scade sensibil la turatii joase , intr-un cat cresc pierderile de caldura datorita timpului mai indelungat de contact al incarcaturii proaspete cu peretii si a teperaturii a acestora la pornirea motorului rece ,precum si datorita imperfectiuni etansietati cilindrului , datorita reduceri rezistentelor la scurgere , prin jocuri .

Datorita acestor cause , la finele comprimari nu se atinge temperatura de autoaprindere .

Vaporizarea si autoaprinderea combustibilului sunt afectate , in plus , de imposibilitatea incalziri aerului proaspat , de inrautatirea pulverizari din cauza vitezei reduse a pistonului pompei de injectie , precum si de vascozitatea ridicata a combustibilului .

Ca urmare , turatia de pornire la m.a.c. este la 0g C intre 100 - 200 rot/min .

Intre turatia de pornire si duarata porniri exista o stransa dependenta si anume : durata porniri va fi cu atat mai mica ,cu cat turatia de pornire va fi mai mare .

In mod normal , durata porniri este de 3-8 s .

2. INFLUENTA UNOR FACTORI ASUPRA PORNIRII

Dintre factorii care au o influenta importanta supra porniri se pot : tipul instalatiei de racire , natura combustibilului , tipul camerei de ardere , avansul la injectie .

Tipul instalatiei de racire . Motoarele racite cu aer pornesc mai usor , deoarece , in cursa de comprimare , pierderile de caldura scad din intensitate si se atinge mai repede temperatura de regim .

Experimental sa constat ca , la motoarele racite cu aer , timpul de pornire este de 3 ori mai redus decat la motoarele racite cu lichid .

Natura combustibilului . Pornirea motorului mai ales pet imp rece este influentata de prezenta fractiunilor usoare din combustibil .

La m.a.s. temperature mediului ambient la care porneste motorul depinde direct de temperatura de distilare a primelor fractiuni ( 10 % ).

La m.a.c. compozitia fractionate si cifra cetanica a motorinei influenteaza sensibil calitatile de pornire .

Tipul camerei de ardere . Camerele de ardere care au suprafete mai mari de racire fac ca pornirea sa fie greoaie .

M.a.c. prevazute camera separate de preardere pornesc la circa 200 rot/min , cele cu camera separata de turbulenta la circa 150 rot/min , iar cele cu camere unitare la circa 125 rot/min .

Avansul la injectie . La o valoare prea mare a avansului injectia combustibilului are loc intr-un mediu de presiune si de tempartura scazuta .

Daca avansul este prea mic , motorina nu are timp sa se evaporizeze pana la P.M.I. .

De aceea exista o valoare optima a avansului la care pornirea se realizeaza cel mai usor cea ce subliniaza necesitatea reglari corespunzatoare a sistemului de injectie .

3. Pornirea electrica a motoarelor de automobile

Echipamentul de pornire a motorului de automobile se compune dintr-un motor electric cu excitatie serie (demaror electric) care este alimentat direct de la o baterie de acumulatore de 6,12 sau 24 v , conductoarele de legatura spre alimentarea cu o sectiune foarte mare , pentru a permite trecerea curentilor de pornire , care sunt relativ mari (de ordinal sutelor de amperi ), din mecanismul de cuplare la roata dintata a volantului motorului si din mecanismul de comanda , adica intrerupatorul ciruitului de alimentare de la tabloul de bord (cabina soferului ) , care se poate face : direct sau de la distanta .

Functionarea motorului electric de pornire are urmatoarele particularitati :

Alimentarea motorului electric de pornire se face de la o baterie de acumulatoare care este de putere limitata , cu o anumita capacitate , astefel ca tensiunea la bornenele ei nu ramane constanta , ci scade foarte mult in sarcina , cand se dezvolta cuplul de pornire.

Durata de functionare a motorului electric de pornire este foarte scurta (nu intrece cateva secunde) ,astefel ca aceasta nu are timp sa se incalzeasca . La puteri mari, el nare dimensiuni foarte mici si desi curentul absorbit de la bateria acumulatoare este foarte mare , se poate allege o sectiune o sectiune a conductoarelor si a periilor nu prea mare pentru ca se admit densitati foarte mari de curent .

Motorul electric de pornire trece intr-un timp foarte scurt prin regimuri de functionare foarte variate si anume :

in scurtcircuit, in momentul pornirii cand acesta este vranat total vranat motorul cu combustie interna , dar dezvolta cuplul maxim pentru a porni .

in sarcina, cand motorul incepe sa fie rotit si cuplul resistant de pornire scade .

in gol ,dup ce motorul a pornit si functioneaza singur , momentul in care motorul electric de pornire nu maid a nici un cuplu iar turatia lui atinge cele mai mari valoti periculoase , moment in care trebuie sa se faca automat decuplarea , intrucat se produce iesirea conductoarelor din crestaturile sau a lamelor de collector din cauza fortelor centrifuge .

Puterea motorului electric de pornire este determinata de :

Turatia minima pe care acesta o imprima arborelui cotit al motorului pentru a asigura aprinderea amestecului carburant din cilindrii denumita turatia minima de pornire .

Momentul rezistent care trebuie sa fie invins la rotirea arborelui cotit al motorului .

2 PARTILE COMPONENTE ALE DEMARORULUI

STATORUL

ROTORUL (Indusul)

COLECTORUL

PERIILE

CARCASA

Statorul -reprezinta inductorul demarolului , este compus din carcasa din forma cilindrica , in interiorul caruia se afla montate 4 piese polare pe care se afla bobinaje ale infasurari de excitatie cu un numar redus de spire din cupru de sectiune dreptunghiulara .

Rotorul (indusul)- este format dintr-un ax pe care se gaseste fixat prin presare miezul din tole de otel .

In crestaturile miezului se gaseste infasurarea rotorului , executate din bare de cupru de sectiune dreptunghiulara .

La capatul exterior al axului rotorului se afla montat .

mecanismul de cuplare .

Colectorul - este confectionat din placi de cupru , izolate

intre ele si fixate rigid pe axul de care sunt isolate cu

mecanita.

De placile lui se leaga capetele sectiunilor infasurari

rotorului.

Carcasa - din otel moale , este inchisa cu scuturile ce se

fixeaza cu ajutorul tirantilor.

Periile-sunt fixatein suporturile portperii din scut .Periile   

Positive se leaga la masa , iar periile negative sunt legate la suporturile port perii izolate de masa .

Periile se confectioneaza din cupru grafitatcu un continut mare de cupru pentru a avea o rezistenta electrica.