Багатьом автолюбителям відомі труднощі зимового запуску двигуна. Для полегшення цієї задачі промисловість виробляє спеціальні комбіновані зарядні пристрої з додатковою пусковий функцією. Такі зарядно-пускові прилади, як правило, при запуску двигуна підключають відповідно-паралельно акумуляторної батареї.
Автор даної статті вважає такий спосіб запуску холодного двигуна неоптимальним і пропонує користуватися потужним запускає пристроєм, не вимагає підключення батареї.
Як показує практика, запускати двигун автомобіля в зимовий час з допомогою зарядно-пускового пристрою часто доводиться в два етапи: спочатку підзаряджати батарею протягом 10...20 с, а потім спільно з пусковим пристроєм розкручувати колінчастий вал до початку самостійної роботи двигуна. Прийнятна частота обертання ротора стартера при цьому зберігалася зазвичай в протягом 3...5 с від моменту включення, після чого зменшувалася до значень, що не обіцяють запуску.
Якщо двигун не вдалося запустити з першої спроби, весь процес припадає повторювати спочатку, і, може бути, не один раз. Все це не тільки втомлює, але і пов'язане з перегріванням обмоток стартера та його зносом, зі зменшенням терміну служби акумуляторної батареї.
Уникнути багатьох неприємностей допоможе потужний пусковий пристрій, здатне самостійно - без допомоги батареї - розкручувати з необхідною частотою обертання колінчастий вал двигуна. Яку ж потужність навантаження повинно забезпечувати пусковий пристрій?
В [1] зазначено, що робочий струм Ір.б батареї в стартерному режимі дорівнює Ір.б = 3Сб, де Рб - її номінальна ємність в ампер-годинах при нормальній температурі. Робоча напруга Up двенадцативольтной батареї в цьому режимі одно 10,5 В (1,75 В "банку"). Звідси потужність Рст, що підводиться до стартеру легкового автомобіля з батареєю 6СТ-60 ємністю 60 Ач,
Рст = 10,5-3-60 = 1890 Вт. Виняток із сказаного - батарея 6СТ-55, у якій робочий стартерныи струм дорівнює 255 А і потужність досягає Рст = 2677,5 Вт.
У таблицю зведена інформація про типи і потужності стартерів і батарей найбільш поширених вітчизняних автомобілів [2].
Порівнюючи розрахункову потужність Рст стартера з номінальною Рст ном, легко бачити, що Рст для легкових автомобілів більш Рстном в 2...2,5 рази, а для вантажних - ще більше. Як показав досвід, габаритна потужність мережевого трансформатора пускового пристрою, розрахованого для роботи з легковими автомобілями, не повинна бути менше 3,5 кВт.
Як магнітопровода для мережевого трансформатора такого пускового пристрої я використовував набір статорних пластин від згорілого асинхронного електродвигуна потужністю 5 кВт. Перетин цього тороїдального магнітопроводу SM = 27 см2. Число витків на вольт
Тому мережева обмотка повинна містити
nI = 1,11 -220=244 витка, а вторинна на вихідна напруга 16
nII = 1,11-2-16=36 витків з відведенням від середини. Для первинної обмотки підійде ізольований провід перетином 3,6...6 мм2, а вторинної - 25...40 мм2.
Схема пускового пристрою показана на малюнку. Вимикач SA1 повинен бути розрахований на струм не менше 15 А й мати теплове захисний пристрій (наприклад, АЕ-1031).
При необхідності розрахувати мережевий понижуючий трансформатор з іншими параметрами можна скористатися методиками, викладеними в [1,3].
Кілька порад з виготовлення трансформатора. Магнітопровід електромотора звільняють від залишків обмотки і від сталевої або алюмінієвої обичайки (корпусу). Молотком і острозаточенным зрубують зубилом зубці магнітопровода, виступаючі всередину. Ця операція не представляє труднощі, слід тільки дотримуватися обережності - працювати в захисних окулярах і в рукавицях.
Покривають магнітопровід шаром епоксидної смоли і обмотують двома шарами склотканини, просоченої смолою. Після затвердіння смоли приступають до намотуванні. Для первинної обмотки слід застосовувати провід з підвищеною міцністю ізоляції - ПЕВ-2, ПЭТВЛ-2, ПЭЛР-2, ПЕВТ та ін. Якщо немає одиночного проводу необхідного перерізу, припустимо мотати в два, три і навіть чотири дроти.
Після того як первинна обмотка буде намотана, її підключають до мережі, вимірюють струм холостого ходу майбутнього трансформатора. Струм не повинен бути більше 3,5 А. Якщо він перевищує зазначену межу, необхідно домотать кілька витків, щоб це умову було виконано. З'єднання проводів має бути механічно міцним і обов'язково пропаянным, краще тугоплавким припоєм.
Покривають первинну обмотку двома-трьома шарами склотканини, просоченої епоксидною смолою, і після її затвердіння приступають до намотуванні вторинної обмотки. При укладанні витків використовують дерев'яний молоток, яким вирівнюють та ущільнюють їх, розподіляючи рівномірно по довжині магнітопровода.
Для вторинної обмотки підійде будь-мідний провід міцної теплостійкою ізоляції, лише б його можна було намотати на магнітопровід. В крайньому випадку допустимо використовувати кабель у гумовій ізоляції, наприклад, ПВКВ. Зовні обмотку слід обмотати фіксуючою стрічкою з лакотканини.
Готовий трансформатор доцільно встановити на підставці, виготовленої з дощок (або зварюванням із сталевого кутового прокату). До підставці прикріплюють товсту дюралюминиевую або сталеву пластину зі змонтованими на ній діодами і мінусовим вихідним зажимом у вигляді різьбовий шпильки М12. Такої ж конструкції плюсовій затискач монтують на міцній ізоляційної пластини. До підставці і кріплять вимикач SA1.
Підставку можна оснастити ручками для перенесення трансформатора удвох або в поодинці. Слід заздалегідь продумати всю конструкцію і процес виготовлення пристрої з тим, щоб ні в якому разі ніякі його елементи не утворювали замкнутих витків навколо магнітопровода.
До проводів, що з'єднують пусковий пристрій зі стартером автомобіля, слід поставитися не менш серйозно. Вони повинні бути якомога коротшими (у всякому випадку, не довше 1,5 м), гнучкими, мати надійну ізоляцію і перетин по міді не менше 100 мм2. Всі з'єднання повинні бути виконані "під гайку". Будь-яка недбалість тут може обійтися дуже дорого - від опіків обличчя та рук до пожежі. Роз'ємне з'єднання зі стартером слід виконувати спеціальними потужними затискачами, що виключають самовільний поділ. Дроти обов'язково чітко розмічають по полярності так, щоб не переплутати їх навіть при слабкому освітленні.
Режим роботи пускового пристрою - короткочасний, перебування його ввімкненим під навантаженням зазвичай не перевищує 10 с. Після цього пристрій необхідно відключити від мережі і переконатися, що відсутній перегрівання магнітопровода, обмоток, з'єднань, діодів та інших елементів. Це особливо важливо на перших порах експлуатації пристрою.
Якщо для живлення пускового пристрою скористатися трифазною мережею, його потужність може бути істотно підвищена, що дасть можливість запускати двигуни потужних вантажних автомобілів, а також тракторів Т-16, Т-25, Т-30, Т-40, МТЗ-80 та ін Для виготовлення такого пускового пристрою слід застосовувати готові трансформатори промислового виготовлення ТСПК-20А, ТМОБ-63 та ін., підключаються до мережі напругою 380/220 В і мають вторинне напруга 36...50 Ст.
Знайомство з цією технікою необхідно починати з вивчення відповідної літератури.
На закінчення - кілька міркувань загального характеру.
Застосування для трансформатора тороїдального магнітопроводу зовсім не обов'язково. Воно продиктоване лише його кращими масо-габаритними показниками і тим, що придбати "згорілий" електродвигун часто буває зовсім неважко. Потужність такого тороїдального трансформатора можна вважати рівною потужності електродвигуна, йдеться зазвичай на його корпусі.
Слід прагнути так розрахувати перетин дроту обмоток, щоб вікно магнітопровода було використано повністю. Як показує практика, на частку первинної обмотки припадає близько 55 % заповненої площі вікна, а на частку вторинної - 45 %.
При запуску двигуна акумуляторну батарею можна і не відключати від стартера. В цьому випадку пусковий пристрій можна приєднувати до виводів батареї. Щоб уникнути її перезарядки, пристрій треба вимикати негайно після запуску двигуна.
Описаний пристрій споживає від мережі більшу потужність, його експлуатація пов'язана з підвищеною небезпекою. Тому при користуванні ним дотримуйтесь правил техніки безпеки, не довіряйте роботу з пристроєм малодосвідченим і випадковим особам.
Література
Автор: С. Гуров, с. Іллінка Ростовської обл.