Każdy nowoczesny samochód ma rozrusznik elektryczny, który zapewnia uruchomienie jednostki napędowej.Ważnym elementem rozrusznika jest zespół szczotek dostarczających prąd elektryczny do twornika.O szczotkach rozrusznika, ich przeznaczeniu i budowie oraz diagnostyce i wymianie przeczytasz w prezentowanym artykule.
Cel i rola szczotek w rozruszniku elektrycznym
W większości nowoczesnych pojazdów wyposażonych w silniki spalinowe zadanie uruchomienia zespołu napędowego rozwiązuje się za pomocą rozrusznika elektrycznego.W ciągu ostatniego półwiecza rozruszniki nie uległy znaczącym zmianom: podstawą konstrukcji jest kompaktowy i prosty silnik elektryczny prądu stałego, uzupełniony przekaźnikiem i mechanizmem napędowym.Rozrusznik składa się z trzech głównych elementów:
- Zespół korpusu ze stojanem;
-Kotwica;
- Zespół szczotek.
Stojan jest stałą częścią silnika elektrycznego.Najczęściej stosowane są stojany elektromagnetyczne, w których pole magnetyczne wytwarzane jest przez uzwojenia wzbudzenia.Ale można znaleźć także rozruszniki ze stojanami opartymi na konwencjonalnych magnesach trwałych.Twornik jest ruchomą częścią silnika elektrycznego, zawiera uzwojenia (z końcówkami biegunów), zespół kolektora i części napędowe (przekładnie).Obrót twornika zapewnia interakcja pól magnetycznych powstających wokół twornika i uzwojeń stojana, gdy przyłożony jest do nich prąd elektryczny.
Zespół szczotki jest zespołem silnika elektrycznego, który zapewnia kontakt ślizgowy z ruchomą zworą.Zespół szczotek składa się z kilku głównych części - szczotek oraz uchwytu szczotek, który utrzymuje szczotki w pozycji roboczej.Szczotki dociskane są do zespołu kolektora twornika (składa się on z szeregu miedzianych płytek stanowiących styki uzwojeń twornika), co zapewnia stały dopływ prądu do uzwojeń twornika podczas jego obrotu.
Szczotki rozrusznika są ważnymi i krytycznymi elementami, które należy opisać bardziej szczegółowo.
Rodzaje i konstrukcja łopatek rozruszników
Strukturalnie wszystkie szczotki startowe są zasadniczo takie same.Typowy pędzel składa się z dwóch głównych części:
- Formowane szczoteczką z miękkiego materiału przewodzącego;
- Elastyczny przewód (z zaciskiem lub bez) do dostarczania prądu.
Szczotka jest równoległościanem uformowanym ze specjalnego materiału przewodzącego na bazie grafitu.Obecnie szczotki startowe wykonane są z dwóch głównych materiałów:
- Elektrografit (EG) lub grafit sztuczny.Materiał otrzymywany przez prasowanie i prażenie koksu lub innych materiałów przewodzących na bazie spoiwa węglowego i węglowodorowego;
- Kompozyty na bazie grafitu i proszku metalicznego.Najczęściej stosowane szczotki miedziano-grafitowe tłoczone są z grafitu i proszku miedzi.
Najczęściej stosowane szczotki miedziano-grafitowe.Dzięki zawartości miedzi takie szczotki mają mniejszy opór elektryczny i są bardziej odporne na zużycie.Takie szczotki mają kilka wad, z których główną jest zwiększony efekt ścierny, co prowadzi do zwiększonego zużycia kolektora twornika.Jednak cykl pracy rozrusznika jest zwykle krótki (od kilkudziesięciu sekund do kilku minut dziennie), więc zużycie kolektora jest powolne.
W korpusie szczotki trwale zamocowany jest jeden lub dwa elastyczne przewodniki o dużym przekroju.Przewodniki są miedziane, splecione z kilku cienkich drutów (co zapewnia elastyczność).Na szczotkach do rozruszników małej mocy zwykle stosuje się tylko jeden przewód, na szczotkach do rozruszników dużej mocy dwa przewody są przymocowane po przeciwnych stronach szczotki (w celu równomiernego zasilania prądem).Montaż przewodu odbywa się zwykle za pomocą metalowej tulei (tłoka).Przewód może być goły lub izolowany - wszystko zależy od konstrukcji konkretnego rozrusznika.Dla ułatwienia instalacji na końcu przewodu można umieścić zacisk.Przewody muszą być elastyczne, co umożliwia zmianę położenia szczotki podczas zużycia i pracy rozrusznika, bez utraty kontaktu z kolektorem.
W rozruszniku zastosowano kilka szczotek, zwykle jest ich 4, 6 lub 8. W tym przypadku połowa szczotek jest podłączona do „masy”, a druga połowa do uzwojeń stojana.To połączenie zapewnia, że po włączeniu przekaźnika rozrusznika prąd jest jednocześnie doprowadzany do uzwojeń stojana i uzwojeń twornika.
Szczotki są ustawione w uchwycie szczotek w taki sposób, że w każdym momencie prąd jest doprowadzany do określonych uzwojeń twornika.Każda szczotka dociskana jest do kolektora za pomocą sprężyny.Uchwyt szczotek wraz ze szczotkami stanowi odrębną całość, którą w przypadku konieczności naprawy lub wymiany szczotek można zdemontować i łatwo zamontować na miejscu.
Ogólnie rzecz biorąc, szczotki startowe są bardzo proste, dzięki czemu są niezawodne i trwałe.Wymagają jednak również okresowej konserwacji i napraw.
Zagadnienia diagnostyki i naprawy szczotek rozrusznika
Podczas pracy szczotki rozrusznika podlegają ciągłemu zużyciu i znacznym obciążeniom elektrycznym (w momencie uruchomienia silnika przez szczotki przepływa prąd o natężeniu od 100 do 1000 amperów i więcej), dlatego z biegiem czasu zmniejszają się i zapadają.Może to doprowadzić do utraty kontaktu z kolektorem, co oznacza pogorszenie pracy całego rozrusznika.Jeśli rozrusznik z czasem zaczyna działać gorzej, nie zapewnia niezbędnej prędkości kątowej obrotu wału korbowego lub w ogóle się nie włącza, należy sprawdzić jego przekaźnik, stan styków elektrycznych i wreszcie szczotki.Jeśli z przekaźnikiem i stykami wszystko jest w porządku, a rozrusznik nie działa dobrze nawet po podłączeniu do akumulatora omijając przekaźnik, to problemu należy szukać w szczotkach.
Aby zdiagnozować i wymienić szczotki należy rozebrać i zdemontować rozrusznik, generalnie demontaż przeprowadza się w następujący sposób:
- Odkręcić śruby mocujące tylną pokrywę rozrusznika;
- Usuń osłonę;
- Usuń wszystkie uszczelki i zaciski (zwykle w rozruszniku znajdują się dwa O-ringi, obejma i uszczelka);
- Ostrożnie wyjmij uchwyt szczotki z kolektora twornika.W takim przypadku szczotki zostaną wypchnięte przez sprężyny, ale nic strasznego się nie stanie, ponieważ części są trzymane przez elastyczne przewody.
Teraz musisz dokonać oględzin szczotek, ocenić stopień zużycia i integralności.Jeżeli szczotki wykazują nadmierne zużycie (mają długość krótszą niż zalecana przez producenta), pęknięcia, załamania lub inne uszkodzenia, należy je wymienić.Co więcej, cały zestaw szczotek zmienia się natychmiast, ponieważ stare szczotki mogą wkrótce ulec awarii i konieczne będzie ponowne wykonanie naprawy.
Demontaż szczotek odbywa się w zależności od rodzaju ich mocowania.Jeśli przewody są po prostu lutowane, należy użyć lutownicy.Jeśli na przewodach znajdują się zaciski, demontaż i montaż sprowadzają się do odkręcania / wkręcania śrub lub wkrętów.Montaż nowych szczotek odbywa się w odwrotnej kolejności, przy czym konieczne jest monitorowanie niezawodności styków elektrycznych.
Po wymianie szczotek rozrusznik montuje się w odwrotnej kolejności, a całą jednostkę montuje się na swoim miejscu.Nowe szczotki mają płaską część roboczą, dzięki czemu będą „docierać” przez kilka dni, w tym czasie należy unikać rozrusznika przy zwiększonych obciążeniach.W przyszłości szczotki rozrusznika nie będą wymagały szczególnej pielęgnacji i konserwacji.
Czas publikacji: 27 sierpnia 2023 r