Стартер и генератор: ядро электрической системы транспортного средства
В электрических системах инженерных транспортных средств, таких как экскаваторы, вилочные погрузчики, грузовые автомобили и легковые автомобили, стартеры и генераторы являются двумя основными компонентами. Они похожи на « золотых партнеров», каждый из которых выполняет свои обязанности и работает вместе, чтобы совместно гарантировать полный процесс спроса на электроэнергию транспортных средств от запуска до эксплуатации. Первый является « пионером зажигания», который пробуждает двигатель, а второй является « энергетическим центром » непрерывного питания, оба из которых дополняют друг друга и незаменимы. Эта статья будет из структуры, принципа, применения, неисправности и других аспектов, с вашим всесторонним анализом этой пары электрических систем « основной двойной самц».
I. Стартер: "Стартовый ключ" двигателя
Стартовый двигатель является ключевым устройством для реализации двигателя от статического до рабочего, по сути, мощный двигатель с последовательным возбуждением постоянного тока, который управляет вращением коленчатого вала двигателя путем мгновенного высвобождения большого крутящего момента для завершения процесса запуска.
(i) Основной структурный состав
Конструкция стартера может показаться простой, но содержит несколько деталей с точным сочетанием, состоящих в основном из четырех модулей:
- электродвигатель постоянного тока:: Основной источник энергии, состоящий из корпуса, магнитного полюса, якоря, коллектора и щетки. Магнитный полюс генерирует магнитное поле, якорь генерирует электромагнитный крутящий момент, разрезая магнитную индуктивную линию обмоткой, а коллектор обеспечивает непрерывное одностороннее вращение якоря, щетка тесно контактирует с коллектором через пружинное давление от 11,7 до 14,7n для достижения передачи тока.
- Электромагнитный выключатель:: "Управляющий центр" стартера, состоящий из фиксированного сердечника, подвижного сердечника, катушки притяжения, удерживающей катушки и пружины сброса. Его роль заключается в управлении выключением основной цепи, когда электричество включено, притягивающая катушка и поддерживающая катушка создают супермагнитную силу, толкая контактный диск к закрытию основной цепи; При отключении электричества магнитная компенсация, возвратная пружина приводит к сбросу части и отключению цепи.
- приводной механизм:: Ключевые компоненты, соединяющие двигатель с коленчатым валом двигателя, ядром которого является одностороннее сцепление и приводная шестерня. При запуске приводная шестерня зацепляется с зубчатым кольцом маховика двигателя и передает момент вращения; После запуска двигателя одностороннее сцепление автоматически отключается, чтобы предотвратить повреждение стартера приводом высокоскоростного вращающегося маховика.
- Устройство управления:: Включая пусковое реле и цепь управления, реле состоит из электромагнитного механизма и контакта в сборе, через переключатель зажигания управляет прохождением катушки, а затем реализует косвенное управление электромагнитным переключателем, избегая переключателя зажигания, непосредственно подверженного большому току.
(2) Принцип работы и время работы
Работа стартера следует логике преобразования энергии « электрическая энергия → механическая энергия»: когда водитель подключает переключатель зажигания (или нажимает кнопку пуска), аккумулятор выводит большой ток (обычно сотни ампер), запускает электромагнитный переключатель через пусковое реле, притягивает катушку и удерживает катушку, чтобы магнитно толкать подвижный сердечник, так что приводная шестерня зацепляется с зубчатой катушкой маховика, одновременно включая основную цепь двигателя. Электрический двигатель под действием сильного тока создает огромный крутящий момент, через приводной механизм приводит к вращению коленчатого вала, так что двигатель завершает цикл всасывания, сжатия, работы и выхлопа, реализует запуск.
Сроки его работы имеют отличительные особенности: работа только в момент запуска двигателя, продолжительность чрезвычайно короткая (обычно не более 10 секунд, предел непрерывной работы 15 секунд), отключение и остановка работы двигателя сразу же после работы, чтобы избежать повреждения от перегрузки.
(3) Различия в требованиях к производительности различных моделей
Из - за различий в размерах моделей, объемах двигателя и сценариях использования параметры производительности стартера значительно различаются:
- легковой автомобиль: Выпуск двигателя 1.0 - 3.0L, требования к крутящему моменту 10 - 30N · m, мощность 1 - 3 кВт, подчеркивая небольшой объем и высокую надежность, среднее количество безотказных пусков должно достигать десятков тысяч и более.
- SUV: Объем двигателя 1.5 - 5.0L, крутящий момент 30 - 80N · m, мощность 3 - 6 кВт, необходимо адаптироваться к внедорожникам, дальним расстояниям и другим сложным сценариям, с вибрационной стойкостью, высокой температурой и низкотемпературными характеристиками.
- Коммерческие автомобили (грузовые автомобили, автобусы):: Выпуск двигателя 2,0 л или более, тяжелый коммерческий автомобиль с крутящим моментом до 100Нм или более, мощность 6 - 20 кВт, уделяя особое внимание характеристикам охлаждения и долговечности для удовлетворения потребностей в непрерывной работе высокой интенсивности.
- электромобили:: Пусковые двигатели чистых электрических моделей используются для запуска низковольтных электроприборов с крутящим моментом 5 - 15н.м, мощностью 0,5 - 2кВт; гибридные модели должны учитывать запуск двигателя, параметры между чистым электричеством и традиционным топливным автомобилем.
(4) Общие неисправности и методы обнаружения
Отказ стартера непосредственно приводит к тому, что автомобиль не может быть запущен, общие проблемы и идеи расследования заключаются в следующем:
- Запуск не вращается.:: Это может быть потеря питания аккумулятора, ослабление проводов, абляция контакта электромагнитного переключателя или короткое замыкание обмотки. При обследовании сначала измерить напряжение аккумулятора, а затем коротко подключить провод к электромагнитному переключателю « аккумулятор» и « магнитной» соединительной колонне, если загрузчик работает, необходимо отремонтировать переключатель или реле.
- Слабость в работе:: В основном из - за низкого напряжения аккумулятора или серьезного износа щетки, через мультиметр для измерения напряжения, проверить степень износа щетки можно определить.
- явление холостого хода:: Показывается как вращение стартера, но двигатель не запускается из - за скольжения шестерни, повреждения зубчатого кольца маховика или отказа подшипника качения, необходимо проверить зубчатую поверхность шестерни и состояние подшипника.
- Без остановки после запуска.:: Из - за короткого замыкания катушки электромагнитного переключателя или невозможности возврата пружины необходимо измерить сопротивление катушки и вручную проверить сброс пружины.
II. Генераторы: "Мобильные станции электропитания" для транспортных средств
Генератор является основным оборудованием питания во время работы транспортного средства, его основной функцией является преобразование механической энергии двигателя в электрическую энергию, как для питания всего автомобильного электрического оборудования, так и для пополнения аккумулятора, чтобы обеспечить непрерывную и стабильную работу электрической системы.
(i) Основной структурный состав
Генераторы в основном в форме генераторов переменного тока, структура относительно сложная, основные компоненты включают:
- Статор:: Фиксированные компоненты, генерирующие индукционную электродвижущую силу, состоящие из железа, сложенного из силиконовой стали, и трехфазной обмотки, встроенной в канавку, являются « основной позицией», создаваемой электрической энергией.
- Ротор:: Компонент, создающий вращающееся магнитное поле, состоит из сердечника ротора, обмотки возбуждения и скользящего кольца. После того, как обмотка возбуждения входит в постоянный ток, она создает магнитное поле, образуя вращающееся магнитное поле с вращением двигателя, а обмотка статора режется, чтобы генерировать электрическую энергию.
- Выпрямитель:: Ключевое устройство для преобразования переменного тока, генерируемого статором, в постоянный ток, состоящее из нескольких выпрямительных диодов, закрепленных на радиаторе для обеспечения охлаждения и обеспечения стабильного выхода оборудования для подачи электроэнергии постоянного тока.
- Регулятор:: Основные компоненты, управляющие выходным напряжением, состоящие из электронных элементов и интегральных схем, стабилизируют выходное напряжение генератора в номинальном диапазоне путем регулирования размера тока возбуждения (обычно 13,5 - 14,5 В), избегая чрезмерного повреждения электроприбора или слишком низкого напряжения, что приводит к недостаточному питанию.
- Вспомогательные компоненты: Включая концевую крышку, подшипник, вентилятор и так далее, концевая крышка фиксированный статор и ротор, подшипник уменьшает трение вращения, вентилятор обеспечивает эффект охлаждения.
(2) Принцип работы и время работы
Генератор следует логике преобразования энергии « механическая энергия → электрическая энергия», и его рабочий процесс можно разделить на три этапа:
- При работе двигателя ротор генератора вращается через шкив;
- обмотка возбуждения входит в постоянный ток для создания магнитного поля, вращающееся магнитное поле режет обмотку статора, в соответствии с принципом электромагнитной индукции в обмотке статора генерирует трехфазный переменный ток;
- Переменный ток преобразуется выпрямителем в постоянный ток, а затем стабилизирует напряжение через регулятор, снабжает свет, кондиционер, центральное управление и другое электрическое оборудование, а другой путь заряжает аккумулятор.
Время его работы противоположно стартеру: до тех пор, пока двигатель работает (скорость вращения достигает определенного значения, обычно 1000 р / мин выше), генератор продолжает работать до тех пор, пока двигатель не выключится.
(3) Основные параметры производительности и сценарии применения
Производительность генератора определяется номинальной мощностью, выходным напряжением, частотой и другими параметрами:
- Номинальная мощность: легковой автомобиль обычно 1 - 3 кВт, коммерческий автомобиль до 5 кВт или более, должен соответствовать общей мощности электрического оборудования транспортного средства (например, кондиционер воздуха, звук, бортовые электроприборы и т. Д.);
- Выходное напряжение: стабилизировано на уровне 13,5 - 14,5В, избегая перезарядки аккумулятора или низкого напряжения в электрическом оборудовании;
- Частота: связана со скоростью вращения двигателя, контролируется около 50 Гц через регулятор и систему регулирования скорости, чтобы обеспечить нормальную работу потребляющего оборудования.
Сценарий его применения охватывает все эксплуатационные состояния транспортного средства: при холостом ходу для питания базовых электроприборов, при высокоскоростном движении или включении мощного оборудования (кондиционер, теплый ветер) необходимо одновременно удовлетворять потребности оборудования в электричестве и заряде аккумулятора, особенно в коммерческих транспортных средствах, инженерных транспортных средствах, необходимо иметь дело с длительными сценариями питания с высокой нагрузкой.
(4) Частые неисправности и решения
Отказ генератора может привести к отказу электрического оборудования транспортного средства, потере энергии аккумулятора, общие проблемы и решения заключаются в следующем:
- Невозможно запустить:: Помимо проблем с аккумуляторами и схемами, это может быть неисправность топливной системы (например, засорение фильтра) или механическая неисправность двигателя (например, блокировка коленчатого вала), которая требует проверки подачи топлива и состояния механических компонентов.
- аномалия выходного напряжения：
- Слишком высокое напряжение: из - за слишком большого тока возбуждения или слишком высокой скорости вращения двигателя необходимо отремонтировать регулятор возбуждения или отрегулировать систему регулирования скорости;
- Слишком низкое напряжение: может быть недостаточный ток возбуждения, перегрузка нагрузки или короткое замыкание обмотки статора, необходимо проверить контур возбуждения, разумно распределить нагрузку или отремонтировать обмотку.
- Аномалия выходной частоты:: Чрезмерно высокая или слишком низкая частота связана со скоростью двигателя, необходимо проверить систему регулирования скорости и нагрузку, чтобы убедиться, что скорость стабильна в номинальном диапазоне.
- Гипертермия и вибрация.:: нагревание в основном из - за перегрузки или плохого охлаждения, необходимо уменьшить нагрузку, очистить канал охлаждения; Вибрация может быть неравномерным ротором или неправильной муфтой, которая требует коррекции баланса движения или регулировки положения установки.
Основные различия и синергия между стартером и генератором
(i) Сводная информация об основных отклонениях
(ii) Логика совместной работы
Стартер и генератор обеспечивают работу транспортного средства через « эстафетную кооперацию»: пусковой этап, стартер потребляет аккумуляторную электрическую энергию для пробуждения двигателя; После того, как двигатель работает, стартер отключается, генератор немедленно берет на себя работу, питает весь автомобиль и пополняет аккумулятор, чтобы аккумулятор вернулся к уровню заряда до запуска, чтобы подготовиться к следующему запуску. Оба образуют замкнутое кольцо « Запуск - подача - хранение энергии», незаменимо.
IV. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Хотя стартер и генератор имеют разные функции, структура различна, но все они являются « основной опорой» электрической системы транспортного средства. Для таких профессиональных производителей, как Ningbo Nyvide Electric Co., Ltd. в соответствии с требованиями к производительности различных моделей, необходимо точно соответствовать крутящему моменту стартера, параметрам мощности, оптимизировать стабильность и долговечность генератора, а также обеспечить надежность продукта с помощью строгого контроля качества (например, сертификация TS / ISO16949).
Понимание принципа работы стартера и генератора и методов обнаружения неисправностей может не только помочь пользователям быстро определить проблему транспортного средства, но и обеспечить научную основу для выбора оборудования, обслуживания и обслуживания. На фоне быстрого развития новых энергетических транспортных средств эти два компонента также становятся миниатюрными, эффективными и интеллектуальными обновлениями, продолжая обеспечивать основную поддержку для повышения производительности транспортных средств.
