AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
A bels égés motoros járm vek megjelenését követ en még évekig az izomer volt az egyetlen lehet ség a járm vek indítására. Az 1900-as évek elején a kor mérnökei sokféle trükkel próbálkoztak az indítás megkönnyítésére (lendkerekes, s rített leveg s, rugós indítás), azonban az igazi áttörést a villamos indítómotorok megjelenése hozta. Ehhez azonban el ször szükség volt olyan akkumulátorokra, amelyek az indításhoz szükséges teljesítményt képesek voltak szolgáltatni. Az ólomakkumulátorok az 1910-es évek elejére érték el az ehhez szükséges a m szaki színvonalat. Kezdetben az indítómotorok állandó mechanikai kapcsolatban álltak a f tengellyel, és így az indítást követ en a generátor feladatát is el tudták látni. A bels égés motorok (BÉM) méreteinek növekedésével azonban mind nagyobb nyomatékot igényelt az indítás, így az áttétel oly mérték növelésére volt szükség, amely a BÉM normál üzemében már túlzott mechanikai igénybevételeket okozott volna az indítómotorban. Ezzel az indítómotor és a generátor funkció szétvált, az indítómotor tengelyét csak az indítás idejére kapcsolják össze ma is a f tengellyel. Az összekapcsolás kezdetben kézzel vagy lábbal történt mechanikus mozgatással. Az 1950-es évek elejére azonban már széles körben elterjedtek az elektromágneses (behúzó-)tekercsek. Ezzel kialakult az indítómotorok maihoz nagyon hasonló formája, ami durván 30 éven keresztül alig változott. Az 1980-as években jelentek meg az els állandómágneses változatok (ferrit), amelyek a személyautókban egy évtized alatt kiszorították a drágább és nehezebben gyártható gerjeszt tekercses változatot. A nagyobb teljesítmény indítókban megjelentek a bels bolygóm ves áttételek is a további tömeg és méretcsökkentés érdekében. A haszongépjárm vekben azonban ma is többnyire gerjeszt tekercses megoldásokkal találkozhatunk. Napjainkban az autók villamos teljesítmény-igényének növekedése, illetve a villamos gépekkel elérhet egye nagyobb fordulatszámok az indítómotor és a generátor funkciók közeledését hozza magával, ezért újra felmerült a két gép integrálása. Ma els sorban olyan járm vekben találkozunk integrált indítómotor generátorral (IIG) (az angol terminológiában az integrated starter generator (ISG) illetve az integrated starter alternator (ISA) használatos), amelyeknél az integrálásból adódó extra funkciók (nyomaték rásegítés (motor assistance), csillapítás, automatikus start-stop, fedélzeti 230 V stb.) lényegesek. Ilyenek a legkorszer bb környezetkímél illetve luxus járm vek. Egyes hibrid változatokban pedig kiemelked szerepe van az IIG-nek a bels égés motor munkapontjának beállításában.
A bels égés motorok indítása Bels égés motorok indításának alapvet feltétele, hogy az indítómotor által kifejtett nyomaték nagyobb legyen, mint a BÉM kompressziója, a súrlódás, és a f tengelyr l hajtott egyéb eszközök (pl. generátor) veszteségei által okozott fékez nyomaték. A súrlódás er sen h mérsékletfügg az olaj viszkozitásának változása miatt, így alacsony h mérsékleten a szükséges indítónyomaték jelent sen nagyobb. Ehhez társul az akkumulátor kapocsfeszültségének szintén jelent s h mérséklet függése, ami azt eredményezi, hogy hideg id ben, amikor éppen nagy indítónyomatékra volna szükség, a rendelkezésre álló feszültség a szokásosnál kisebb, az akkumulátor bels ellenállása nagyobb.
–1–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
A fenti problémák miatt az indítómotor és az akkumulátor közös üzemének vizsgálata kiemelked en fontos. Az 1-1. ábra a BÉM-ok méretének függvényében mutatja a szükséges indítónyomatékot (csak adott h mérséklet és ken anyag mellett értelmezhet ).
1-1. ábra Indítónyomaték szükséglet a BÉM méretének függvényében Személyautókba 0,75-2,5 kW teljesítménytartományban építenek be indítómotorokat, haszongépjárm vek esetén a teljesítmény elérheti a 9-10 kW-ot is a motormérett l függ en. (Az utóbbi legnagyobb érték egy kb. 25 l-es dízel motor esetében szükséges) Dízelmotorok esetében jelent sen nagyobb teljesítmény indítómotorra van szükség az üzemanyag viszkozitása és a magasabb indítási fordulatszám miatt.
Az indítómotorok felépítése és m ködése Az indítómotorok ma még egyenáramú motorok. Az állórészen személyautók esetén állandómágnesek, haszongépjárm vek esetén pedig gerjeszt tekercselés található. Mindkét esetben a feladat egy id ben állandó mágneses mez létrehozása, amely a forgórész vezet iben folyó áramokkal nyomatékot képez. A forgórész lemezelt, hornyolt vastestének hornyaiban egyenáramú tekercselés vezet it helyezik el. A tekercselés szakadás nélkül körbefut a forgórészen, és helyenként a kommutátornak nevezett mechanikai egyenirányító réz szeleteire van kivezetve. A kommutátorhoz kefék csatlakoznak (szénrudak), amelyeken keresztül az áram bevezethet a forgórészbe. A kefék helyes beállítása mellett az állórész által keltett mágneses mez északi pólusai alatti hornyokban elhelyezett vezet kben mindig adott, azonos el jel és nagyságú áramok folynak, míg a déli pólus alatti hornyokban az el bbiekkel ellentétes el jel , de szintén azonos nagyságú áramok folynak. Ezzel a nyomatékok összeadódnak. Amennyiben egy horony a forgás miatt északi pólus alól déli alá kerül át vagy fordítva, úgy az áramirány is megfordul benne hiszen ekkor a hozzá tartozó kommutátor szeletek a kefék alatt elhaladva e korábbival ellentétes feszültséget kapnak. Az 1-2. ábra a személyautókban szinte kizárólagosan használt csúszófogaskerekes indítómotor tipikus felépítését mutatja.
–2–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
1-2. ábra Csúszófogaskerekes indítómotor hosszmetszete (bels áttétellel rendelkez változat) Az 1-3. ábran pedig a kommutátor m ködése követhet végig egy tekercselési példa segítségével. Az ábrán a vastag vonallal jelölt vezet hurokban (és az azonos horonyban elhelyezked másik tekercsben is) éppen áramirány-váltás történik, hiszen a vezet egyik mágneses pólus alól a másik alá érkezik. A tekercselésen jól végigkövethet ek az áramutak, látható, hogy két párhuzamos ágon folyik az áram, valamint, hogy az azonos mágneses pólus (téglalappal jelölve) alatt fekv vezet k azonos irányú áramot vezetnek.
1-3. ábra Kétpólusú, 10 horonnyal rendelkez forgórész hurkos egyenáramú tekercselése Az egyenáramú gépek egyszer villamos helyettesít képét az 1-4. ábra mutatja. Ez a forgórészre vonatkozik. (Mivel egyenáramú gépek esetén ebben indukálódik feszültség, így ezt hívjuk armatúrának). Az állórész szerepe az indukált feszültség (úgynevezett bels feszültség) létrehozásához szükséges fluxus (pólusfluxus) megteremése.
1-4. ábra Egyenáramú gép egyszer villamos helyettesít képe
–3–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
A gép három alapegyenlete a következ : U b = kφ pωM , (a bels feszültség és a fordulatszám közötti összefüggés) M = kφ p I a , (a nyomaték és az áram közötti összefüggés) U k = Ra I a + U b , (a helyettesít képre felírt hurokegyenlet)
ahol U k , U b a kapocsfeszültség illetve a bels pólusfluxus,
ωM
a
tengely
szögsebessége
feszültség, φ p az állórész által létrehozott (mechanikai
szögsebesség),
Ia
az
armatúraáram (a keféken át a forgórészbe befolyó áram). A k gépállandó értéke a gép felépítését l függ, ez üzem közben nem változtatható.
Az indítómotorok gerjesztésének módjai
Állandómágneses gerjesztés Korábban már említettem, hogy az állórész kialakítása többféle lehet. Állandómágneses kialakítás esetén az állandómágnesek által létrehozott mágneses tér állandó, így a pólusfluxus állandó lesz. Ekkor a gép mechanikai jelleggöbéjét (fordulatszám nyomaték karakterisztikáját) a következ egyenlet írja le (egyszer en levezethet a korábbi három alapegyenlet segítségével): (kφ p )2 ω kφ M = p Uk − M Ra Ra Állandó feszültségr l táplálva a gépet kifejezhetjük az áram függvényében a nyomatékot, a fordulatszámot, a felvett és a leadott teljesítményt is. Az egyenletek alapján adódó elméleti eredményeket mutatja az 1-5. ábra, míg egy régi Delco Remy katalógusból származó diagramot mutat az 1-6. ábra. A katalógusadatok egy feltételezett akkumulátor és kábel ellenállással számolnak, ami az áram növekedésével a kapocsfeszültség csökkenését eredményezi. Ez a feszültségcsökkenés a gyakorlatban jelent s (akár 4-8 V is lehet az áramtól és az ellenállás viszonyoktól függ en).
1-5. ábra Állandómágneses egyenáramú 1-6. ábra Állandómágneses egyenáramú indítómotor számított jellemz i indítómotor katalógus adatai Mindkét ábrán jól látható, hogy a gép indításkor (nulla fordulatszám mellett) veszi fel a legnagyobb áramot (akár néhány száz ampert mérett l függ en), és ekkor a legnagyobb a nyomatéka is. Az indítási folyamat jellege miatt ez nagyon el nyös,
–4–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
hiszen a legnehezebb megmozdítani a BÉM-et, a gyorsítás során az olaj javuló viszkozitása miatt egyre kisebb a terhel nyomaték.
Soros gerjesztés Ebben az esetben az állórészen elhelyezett gerjeszt tekercsben folyó áramok állítják el a m ködéshez szükséges pólusfluxust. A fluxus az áramok nagyságának függvénye lesz (amennyiben a telítést l eltekintünk, úgy a kapcsolat lineáris). Soros gerjesztés esetén az állórész tekercsek a keféken keresztül sorba vannak kötve a forgórésszel, így az állórészben folyó gerjeszt áram, és a forgórészben folyó armatúraáram megegyezik. A gép helyettesít képében most az állórész ellenállás megjelenik az armatúra-ellenállással sorba kapcsolva, valamint a pólusfluxus is az armatúraáram függvényévé válik. Amennyiben a mágneses kör telítését nem vesszük figyelembe, úgy a pólusfluxus az armatúraárammal arányos lesz ( φ p = L*ia ). A mechanikai jelleggörbe ezzel a következ : kL* M= U k2 2 * Ra + kL ωM Ez alapján látható, hogy most is indításkor lesz a legnagyobb nyomaték, ilyenkor a legnagyobb ugyanis az armatúra áram és a pólusfluxus is, a fordulatszám növekedésével ez azonban meredeken esik. A motor terhelés nélküli fordulatszáma elvben a végtelenbe tart, azonban a bels súrlódások megfelel en korlátozzák a fordulatszámot. E gépek tervezése emiatt a gyakorlati tervezés során különleges odafigyelést igényel. A soros gerjesztés megoldást alkalmazzák kisebb teljesítmény haszongépjárm indítómotorokban. Fontos megjegyezni, hogy a fenti egyenletnek a telítés miatt csak korlátozottan érvényes. Igen nagy áramoknál a telítés miatt a pólusfluxus csak alig képes n ni, így ezen a szakaszon a valódi jelleggörbe inkább az állandómágneses gerjesztés gépekéhez hasonlít. Az áram csökkenésével a telítés megsz nik és a fenti egyenlet lép érvénybe.
(
)
Párhuzamos gerjesztés Ebben az esetben a kapocsfeszültség megegyezik a gerjeszt feszültséggel. Amennyiben ez állandó, úgy a motor karakterisztikái jellegre az állandómágneses változatéval egyeznek meg. A gyakorlatban a terhelés hatására az akkumulátor feszültsége csökken, így az állandómágneses változathoz képes a nyomaték nagyobb terhelések mellett kisebb lesz. A 1-7. ábra a soros illetve párhuzamos gerjesztés egyenáramú gépek mechanikai jelleggörbéit mutatja jellegre helyesen.
–5–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
1-7. ábra Soros és párhuzamos gerjesztés gép mechanikai jelleggörbéi
Vegyes gerjesztés Ebben az esetben az indítómotor soros és párhuzamos gerjeszt tekerccsel is rendelkezik. A párhuzamos gerjeszt tekercs a keféken keresztül forgórész kapcsaira (a forgórésszel párhuzamosan) van kötve, így azon állandó kapocsfeszültség esetén állandó áram fog folyni, ami állandó mágneses mez t kelt. Emellett soros gerjeszt tekercs az el bbieknek megfelel en egy az armatúráram nagyságától függ mez t fog létrehozni. A m ködés tehát a soros motoréhoz hasonló lesz azzal a különbséggel, hogy az állandó mágneses térkomponens miatt a maximális fordulatszám er sebben korlátozott, nem kell a tervez nek a súrlódásra hagyatkoznia. Nagyobb teljesítmény indítómotorok esetén a biztonságos üzem miatt ezt a megoldást alkalmazzák, de a két gerjeszt tekercset a m ködtetésben másra is kihasználják.
Az indítás lépései Az indításhoz nagy nyomaték szükséges. A villamos gépek aktív térfogata a gép nyomatékával egyenesen arányos, így az indítómotorok méretének és tömegének csökkentésének igazán hatékony módja a nagy áttétel beépítése. Az áttétel jellemz en 10-15 közötti (10-12 fog található az indítómotor fogaskerekén). A nagy áttétel miatt az indítómotor nem állhat folyamatos kapcsolatban a f tengellyel, hiszen egy viszonylag alacsony 2000-es BÉM fordulatszám esetén is már 20,000 1/min felett lenne a fordulatszám, ami igen nagy mechanikai igénybevételeket okozna, és jelent sen csökkentené a kommutátor és a kefék élettartamát (intenzív kopás). Emiatt az indítást megel z en hozzák csak létre a kapcsolatot a fogaskerekek között, a forgórész lassú (csökkentett feszültségr l történ ) forgatása mellett. Az összekapcsolódást segíti a fogak egyoldali lesarkítása, illetve egy beépített rugó, amely össze tud nyomódni, ha fog találkozik foggal, majd a megfelel elfordulás után a helyükre löki a fogakat. Az összekapcsolódás után teljes feszültséget kap az indítómotor, és gyorsítani kezdi a BÉM-t. Az úgynevezett gyújtási fordulatszám elérésekor (Ottó motoroknál 60-100 1/min, Dízel motoroknál 60-180 1/min) a BÉM gyújtást kap, és megjelenik az önálló nyomatéka. Ezt követ en egy ideig együtt gyorsítják a forgó tömegeket, miközben az indítómotor
–6–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
árama a nullához közelít. Az áram megsz nése után a BÉM kezdené hajtani az indítómotort, azonban ezt meg kell akadályozni az el bb említett túl magas fordulatszámok elkerülése érdekében. Általában egy görg s szabadonfutót építenek a fogaskerék és az indítómotor tengelye közé, amely a visszahajtást megakadályozza. Ennek felépítése az 1-8. ábran látható.
1-8. ábra Görg s szabadonfutó keresztmetszete Az indítást követ en az indítómotor áramköreit kikapcsolják, a rugók alaphelyzetbe húzzák a fogaskereket, a forgórészt pedig mechanikus és esetenként ezt kiegészít villamos fék állítja meg. Fékezésre els sorban azért van szükség, hogy egy sikertelen indítást követ következ próbánál az indítómotor fogaskereke lassú és ne gyors forgás mellett kapcsolódhasson a lendkerék fogaskoszorújával. Összefoglalva tehát a lépések: Összekapcsolódás lassú forgás mellett, csökkentett feszültségr l táplálva Gyorsítás teljes feszültséggel Sikeres indítás esetén rövid idej együtt-, majd szabadonfutás Az indítás befejeztével mechanikai (és villamos) fékezés
Az indítómotorok gyakorlati kialakítása, az indítás lépéseinek megvalósítása Az indítómotorok leggyakrabban alkalmazott típusai a csúszófogaskerekes és a tolófogaskerekes indítómotor. Az el bbieket kb. 2,2 kW-ig alkalmazzák bels áttétel nélkül, és 4 kW-ig bels áttétellel, míg a tolófogaskerekes változatot els sorban haszongépjárm vekben használják 4 kW felett. E típusok mellett használatosak a csúszórmatúrás, a bendix és a lendkerekes indítók. Utóbbiakat els sorban repül gépeken használják, míg a bendix rendszer indítómotorok kisteljesítmény ek, jellemz en hajó- és csónakmotorok illetve motorkerékpárok indítójaként használatosak.
Csúszófogaskerekes indítómotorok Csúszófogaskerekes indítómotorok felépítése az 1-2. ábran volt látható. E motorok többnyire négypólusúak. A fogaskerék a tengely bordáin vagy meredek emelkedés csavarmeneten tolódik a lendkerék fogaskoszorújába. A m ködtet kapcsolási vázlatot az 1-9. ábra mutatja.
–7–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
1-9. ábra Csúszófogaskerekes indítómotor m ködtet kapcsolása Az indítókapcsoló (kulccsal vagy nyomógombbal) történ zárása után a m ködtet relé tartó- és behúzó tekercsére is rákapcsolódik az akkumulátor feszültsége. A behúzótekerccsel a motor sorba van kötve, így az ezen es jelent s feszültség miatt csak lassú fordulatú forgás kezd dik. A fogaskerekek kb. 60-70 %-os kapcsolódásakor a behúzótekercs rövidre záródik, a relét a továbbiakban a tartótekercs tartja behúzva. A rövidzár miatt a motoron a teljes akkumulátor feszültség megjelenik, így nagy árammal és nyomatékkal gyorsítani kezdi a bels égés motort. Sikeres indítást követ en a túlfutást a szabadonfutó megakadályozza. Az indítókapcsoló kikapcsolását követ en a tartótekercs feszültsége lecsökken, így a motor az akkumulátorról lekapcsolódik. A korábban említett rugók a fogaskereket a kezdeti pozíciójába rántják vissza. Ezzel megkezd dik a mechanikus fékezés, amit a gép bels feszültsége által létrehozott, a soros gerjeszt tekercsen, a behúzótekercsen a tartótekercsen és a testen záródó áram villamos fékezéssel is kiegészít. Amennyiben a gép állandómágneses változatban készül, úgy a soros gerjeszt tekercs elmarad, de a csökkentett feszültséget ugyanúgy a behúzótekercs soros beiktatásával valósítják meg.
Tolófogaskerekes indítómotorok Ennél a konstrukciónál a fogaskereket a motor üreges tengelyében elhelyezett tolórúd segítségével tolják a fogaskoszorúba. Ilyen felépítést mutat az 1-10. ábra.
1-10. ábra Tolófogaskerekes indítómotor felépítése
–8–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
A m ködést soros és párhuzamos gerjeszt tekerccsel is rendelkez mutatom be. Erre vonatkozó kapcsolási vázlatot mutat az 1-11. ábra.
konstrukcióra
1-11. ábra Tolófogaskerekes indítómotor m ködtet kapcsolása
Az indítókapcsoló zárását követ en egy segédrelé kapcsolódik be, ami egy három érintkez s mágneskapcsolót mozgat. Szintén feszültséget kap a tolórúd tartótekercse, ami azonban önmagában nem képes a rudat elmozdítani. Az els fokozat záródásakor az akkumulátor feszültsége megjelenik a motor párhuzamos gerjeszt tekercsén, valamint a tolórúd behúzótekercsével sorba kapcsolódva csökkentett feszültséget kap a motor forgórésze. Ezzel lassú forgás indul meg, és a fogaskerék is elkezd betolódni a fogaskoszorúba. A fogaskerekek kb. 6070 %-os záródásakor egy kilincsm kiold, és lehet vé teszi, hogy a segédrelé a 2. fokozatba húzza az érintkez jét. Ezzel a behúzótekerccsel párhuzamosan kapcsolódik a sokkal kisebb ellenállású soros gerjeszt tekercs, így a motorra megnövekedett feszültség jut, nagy árammal, nagy nyomatékkal gyorsítani kezdi a f tengelyt. A továbbiakban a m ködés azonos a csúszófogaskerekes változatéval. Az indítókapcsoló kikapcsolását követ en a segédrelé old, a fogaskerekek visszakerülnek a kiindulási helyzetükbe, mechanikai fékezés kezd dik, amelyet itt is kiegészít villamos fék. Ebben az esetben az áramút a behúzótekercsen és a párhuzamos gerjeszt tekercsen keresztül vezet, és szintén a testen át záródik.
Bendix indítómotorok Fokozat nélküli indítómotorok, amelyek a fogaskeréken elhelyezett tömeg tehetetlenségét használják fel a m ködés során. Az indítómotor bekapcsoláskor rögtön teljes feszültséget kap, a fogaskerék a tehetetlenség miatt azonban nem kezd el forogni, hanem a tengely meredek emelkedés menetei csavarodnak ki bel le, így halad a fogaskoszorú felé. Ha tovább már nem haladhat (pl fog fognak ütközött vagy a helyére ért), akkor forogni kezd, és a létrejött kapcsolaton keresztül gyorsítani kezdi a BÉM-t. Sikeres indítást követ en a BÉM gyorsabban kezd forogni, mint az indítómotor, így a fogaskereket visszapörgeti a csavarmeneten a helyére.
Lendkerekes indítómotorok Az indításhoz szükséges nagy nyomatékra csak rövid ideig van szükség, maga az indítási folyamat kis energiát, de rövid ideje miatt nagy teljesítményt és nyomatékot –9–
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
igényel. A feladat úgy is megoldható, hogy viszonylag kis teljesítménnyel mechanikai energiát halmozunk fel egy tárolóban (lendkerék), majd azt gyorsan rásütjük a f tengelyre. Ezt a módszert követik a lendkerekes indítók. Jellemz en lamellás tengelykapcsolóval készülnek, és a lendkereket bolygóm ves áttételen keresztül pörgeti fel az indítómotor. A lendkerék tömege 2 kg körüli, 10,000-15,000 1/min fordulatszámig pörgetik fel. Ilyen elrendezés hosszmetszete látható az 1-12. ábran.
1-12. ábra Lendkerekes indítómotor hosszmetszete
Az indítómotor és az akkumulátor üzeme Korábban már említettem, hogy az indítómotor - különösen az indítási folyamat összekapcsolást követ kezdeti szakaszában – igen nagy (száz amperes nagyságrend ) áramot vesz fel. Ez az akkumulátor számára jelent s terhelést jelent (pl. egy 55 Ah-s akkumulátor 100 A terhelés mellett 10-15 perc alatt teljesen kisülne!). Emiatt az indítási folyamat vizsgálata során az akkumulátor tulajdonságait is figyelembe kell venni. A használatos legegyszer bb modell (1-13. ábra) szerint az akkumulátort Thevenin generátoros helyettesít képpel vesszük figyelembe. Az akkumulátort és az indítómotort összeköt kábeleket és kontaktusokat egy ellenállás modellezi, az indítómotort pedig az 1-4. ábra szerinti helyettesít kép.
1-13. ábra Indítómotor és akkumulátor közös üzeme
Ennek megfelel en, figyelembe véve természetesen a gerjesztés módját is, az 1-5. ábra és az 1-6. ábra által mutatott karakterisztikákat kapjuk. A kapocsfeszültség helyett most az akkumulátor bels feszültsége lesz állandó. Az áramkörben szerepl ellenállások következtében az indítómotorra jutó feszültség és így a nyomaték is csökken. A BÉM fordulatszámának függvényében ábrázolva az indítómotor áramát, kapocsfeszültségét, nyomatékát és leadott teljesítményét, az 1-14. ábran látható – 10 –
V1.0 2009 BME VIK
AUTÓVILLAMOSSÁG
11. INDÍTÓMOTOROK
görbéket kapjuk. Ebbe belerajzoltuk a bels égés motor adott fordulatszámon történ forgatásához szüksége nyomatékot is.
1-14. ábra Indítási jellemz k a BÉM fordulatszámának függvényében az akkumulátor tulajdonságainak figyelembe vételével
Az ábra alapján láthatóak a különböz m ködési tartományok. Az indítómotor legfeljebb addig a fordulatszámig képes gyorsítani a bels égés motort, amíg az általa szolgáltatott nyomaték nagyobb, mint BÉM forgatásához szükséges nyomaték. A két nyomatékgörbe metszéspontja tehát az indítási fordulatszám fölött kell, hogy legyen. Ha eddig a pontig sikeresen elindul a BÉM, akkor ezt követ en együtt gyorsulnak mindaddig, amíg az indítómotornak a nyomatéka még pozitív. Ezt követ en a szabadonfutó old, a BÉM tovább gyorsul, miközben az indítómotor az indítókapcsoló kikapcsolásáig üresen jár. A kikapcsolást követ en a fogaskerék a kiindulási helyzetébe tér vissza (rugóer ), mechanikai és villamos fékezés mellett az indítómotor megáll. Sikertelen indítás esetén a két nyomatékgörbe metszéspontjához tartozó fordulatszámmal fog forogni a BÉM, hiszen az indítómotor ennél tovább nem képes gyorsítani. A h mérsékletet is figyelembe véve azt tapasztaljuk, hogy a h mérséklet csökkenésével az akkumulátor bels ellenállása növekszik, így az indítómotor nyomatéka csökken. Emellett a bels égés motor indításához szükséges nyomaték a ken anyagok viszkozitásának romlása miatt egyre növekszik. Személyautókban az indítómotort, az akkumulátort úgy méretezik, hogy a BÉM -18 ˚C--28 ˚C küls h mérsékletig képes legyen elindulni.
– 11 –
V1.0 2009 BME VIK
