Budowa i działanie rozrusznika (VAZ-1111)

Dane techniczne:

• Moc nominalna, kW — 0,9
• Pobór prądu przy mocy znamionowej, A — 230
• Kierunek obrotu (od strony przekładni) - Lewy
• Masa startowa, kg — 5

Obrócić wał korbowy silnika do prędkości, przy której silnik zacznie pracować (tj. uruchomić silnik), zastosowano rozrusznik typu 39.3708. Obraca wał korbowy za pomocą koła zębatego na pierścieniu koła zamachowego. Rozrusznik jest zamontowany po lewej stronie silnika (w kierunku ruchu pojazdu) i jest przymocowany do obudowy sprzęgła z jednej strony nakrętką, a z drugiej śrubą. Ponadto śruba przechodzi przez obudowę sprzęgła i jest wkręcona w blok cylindrów silnika.

Można również stosować wymienne rozruszniki 1111-3708010-05 produkowane na Białorusi i AZE-1517 produkowane w Słowenii. Ale tutaj opisany jest tylko rozrusznik 39.3708, jako główny dla samochodów Oka.

Rozrusznik 39.3708 to czterobiegunowy silnik elektryczny prądu stałego o mieszanym wzbudzeniu, ze zdalnym przełączaniem elektromagnetycznym i sprzęgłem rolkowym wolnobiegowym. Składa się z następujących głównych części: obudowy 32 (stojana), kotwicy ze sprzęgłem jednokierunkowym i kołem napędowym 3, dwóch pokryw 7 i 29 oraz przekaźnika trakcyjnego. Korpus i pokrywy z obudową 28 połączone są ze sobą dwoma śrubami ściągającymi.

Korpus rozrusznika 32 wykonany jest z miękkiej taśmy stalowej, zwiniętej w pierścień i zespawanej w miejscu łączenia. Wewnątrz obudowy za pomocą śrub zamocowano cztery stalowe słupy 33 z cewkami uzwojenia wzbudzenia. Obudowa z biegunami i uzwojeniem przedstawia stojan rozrusznika. Trzy cewki uzwojenia (szeregowe) są połączone szeregowo z uzwojeniem wirnika, a jedna (bocznik) jest połączona równolegle. Dlatego wzbudzenie rozrusznika nazywane jest mieszanym. Umożliwia uzyskanie dużego momentu obrotowego w stanie hamowania i stosunkowo niskiej częstotliwości obrotów kotwicy na biegu jałowym, co zmniejsza zużycie panewek łożyskowych i poprawia warunki pracy sprzęgła jednokierunkowego.


Przez szeregowe cewki stojana płynie taki sam prąd, jaki płynie przez uzwojenie wirnika, czyli taki sam prąd główny pobierany przez rozrusznik. W trudnych warunkach początkowych natężenie prądu może osiągnąć 310 A. Dlatego cewki szeregowe nawijane są taśmą miedzianą o dużym przekroju. Przez cewkę bocznikową przepływa stosunkowo niewielki prąd. Dlatego też nawija się go drutem miedzianym w izolacji emaliowanej. Cewki są oplecione taśmą bawełnianą i impregnowane lakierem.

Kotwica, zamontowana na wale 1, obraca się między biegunami stojana. Rdzeń kotwicy 31 składa się z elektrycznych płyt stalowych dociśniętych do środkowej części wału. Wzdłuż obwodu rdzenia znajdują się rowki podłużne, izolowane tekturą, w których umieszczone jest uzwojenie wirnika wykonane z taśmy miedzianej. Końce uzwojenia przylutowane są do płytek kolektora 22.

Cechą szczególną rozrusznika 39.3708 jest kolektor końcowy 22, wciśnięty na tylną część wału wirnika. Taki kolektor ma kształt dysku z sektorami stykowymi, do których dociskane są szczotki w kierunku osi rozrusznika. Kolektor końcowy zapewnia stabilniejszą i dłuższą pracę styku szczotkowego. Ponadto zastosowanie takiego kolektora pozwoliło na zmniejszenie długości i masy rozrusznika, a także zmniejszenie zużycia deficytowej miedzi.

Wał kotwiczny obraca się w dwóch tulejach metalowo-ceramicznych. Tylna tuleja* 24 wciskana jest w pokrywę 29, a przednia umieszczona jest w obudowie sprzęgła i przedni koniec wałka wirnika wchodzi do niej po zamontowaniu rozrusznika w gnieździe obudowy sprzęgła. Wał kotwiczny zabezpieczony jest przed przesunięciem osiowym za pomocą podkładki zabezpieczającej 25, która jest umieszczona w rowku na tylnym końcu wału.

Na przednim końcu wału kotwicznego znajduje się sprzęgło jednokierunkowe z 3-biegową przekładnią napędową. Zadaniem sprzęgła jest przeniesienie momentu obrotowego z wałka wirnika rozrusznika na koło zamachowe podczas uruchamiania silnika oraz rozłączenie wałka wirnika i koła napędowego po uruchomieniu silnika, ponieważ po uruchomieniu silnika wałek wirnika zaczyna obracać się z dużą częstotliwością i może go uszkodzić.

Sprzęgło jednokierunkowe składa się z piasty 6 z kołnierzem napędowym i pierścieniem napędzanym, który jest integralną częścią koła zębatego 3. W kołnierzu napędowym znajdują się trzy rowki, wyprofilowane wzdłuż promienia, w których umieszczone są hartowane rolki stalowe 4. W szerokiej części rowka rolki mogą się swobodnie obracać, a w wąskiej części są zaklinowane między kołnierzem napędowym a pierścieniem napędzanym. Sprężyny 39 poprzez popychacze w kształcie litery L 38 dociskają rolki w kierunku wąskiej części rowka. Drugi koniec sprężyny opiera się o wygięte płatki płytki 5. Dwa półpierścienie oporowe 40 utrzymują pierścień napędzany wewnątrz kołnierza napędowego. Półpierścienie 40 wraz z płytką 5 i kołnierzem prowadzącym 6 są zwinięte w obudowie stalowej 37.

Na piaście sprzęgła zamontowane są dwa pierścienie - dociskowy 35 i ograniczający 34, dociskane sprężyną buforową 36 do pierścienia ustalającego na piaście. Pomiędzy pierścieniami 35 i 34 znajdują się palce dźwigni napędowej 10. Piasta sprzęgła ma wewnętrzne wielowypusty śrubowe i poprzez obrót może przesuwać się wzdłuż wielowypustów śrubowych wału wirnika, jednocześnie przesuwając koło napędowe 3 na przednim końcu wału wirnika.

Pokrywy 7 i 29 wykonane są ze stopu aluminium. W pokrywie 7, na osi 8, zamocowana jest tłoczona stalowa dźwignia napędowa 10, przenosząca siłę pociągową z kotwicy 12 przekaźnika do pierścienia dociskowego 35. Do pokrywy 29 zamocowany jest plastikowy uchwyt szczotki 23 z czterema szczotkami miedziano-grafitowymi. Zaciski obu szczotek są podłączone do pokrywy (tj. z masą). Są to pędzle "negatywne". Wyjście szeregowych cewek uzwojenia stojana jest połączone z pozostałymi dwoma szczotkami. Są to szczotki "dodatnie", poprzez które prąd jest dostarczany do uzwojenia wirnika. Z zewnątrz pokrywa 29 zamknięta jest tłoczoną obudową stalową 28.

Przekaźnik trakcyjny mocowany jest do pokrywy nr 7 za pomocą dwóch śrub. Służy do zdalnego sterowania rozrusznikiem. Przekaźnik zamyka obwód zasilania uzwojeń wirnika i stojana i poprzez dźwignię 10 zazębia koło zębate 3 z wieńcem zębatym koła zamachowego. Przekaźnik jest dwuuzwojeniowy, z uzwojeniem wciągającym 16 i podtrzymującym 15, nawiniętymi w jednym kierunku. Początki uzwojeń przylutowane są do wtyku "50" na obudowie przekaźnika. Koniec uzwojenia trzymającego jest przyspawany do kołnierza przekaźnika (tj. podłączony do uziemienia), a koniec wciągania jest podłączony do dolnego sworznia stykowego przekaźnika.

Konstrukcja przekaźnika jest nierozłączna. Cewka z uzwojeniami i rdzeń z kołnierzem przekaźnika są zwinięte w stalową obudowę 14. Styki przekaźnika wykonane są w postaci dwóch mocnych śrub miedzianych 21, zabezpieczonych nakrętkami na plastikowej osłonie 20. Zaciski uzwojenia stojana są połączone z dolną śrubą stykową, a przewód z akumulatora jest podłączony do górnej. Sworznie stykowe zamykane są miedzianą tarczą stykową 19.

Działanie rozrusznika

Rozrusznik włącza się za pomocą przekaźnika pomocniczego 44 typu 113.3747-10, zamontowanego po lewej stronie pod deską rozdzielczą w pobliżu skrzynki bezpieczników. Urządzenie przekaźnikowe opisane jest na karcie 35. Odciąża ono styki "30" i "50" wyłącznika zapłonu od dużego prądu pobieranego przez uzwojenia przekaźnika trakcyjnego. Zwiększa to niezawodność wyłącznika zapłonu i wydłuża jego trwałość.

Po przekręceniu kluczyka do pozycji II ("Rozrusznik") styki "30" i "50" wyłącznika zapłonu 45 zostają zamknięte, a przez uzwojenie przekaźnika pomocniczego 44 zaczyna płynąć prąd, który działa w obwodzie: "plus" akumulatora - wtyk "30" przekaźnika pomocniczego - zamknięte styki "30" i "50" wyłącznika zapłonu - wtyk "85", uzwojenie i wtyk "86" przekaźnika pomocniczego 44 - masa.

Styki przekaźnika pomocniczego zamykają się pod wpływem prądu płynącego przez jego zacisk, a prąd przepływa przez nie do uzwojeń przekaźnika trakcyjnego rozrusznika wzdłuż obwodu: "plus" akumulatora - styki wtyku "30" i wtyk "87" przekaźnika pomocniczego - wtyk "50" rozrusznika. W tym miejscu ścieżka rozgałęzia się na dwie równoległe odnogi. Jeden przechodzi przez uzwojenie podtrzymujące 15 przekaźnika trakcyjnego i do uziemienia, a drugi przechodzi przez uzwojenie wciągające 16, przez uzwojenia stojana i wirnika, również do uziemienia.

Pod wpływem prądu płynącego przez uzwojenia przekaźnika trakcyjnego powstaje siła magnetyczna (około 10 kgf), wciągając kotwicę 12 przekaźnika aż do zetknięcia się z rdzeniem 18. Kotwica jest wciągana i popycha pręt 17 z tarczą stykową 19, co zamyka sworznie stykowe 21. Wymiary pręta są dobrane tak, aby zamknięcie sworzni stykowych nastąpiło jeszcze zanim kotwica przekaźnika zetknie się z rdzeniem, a przy dalszym ruchu kotwicy sprężyna tarczy stykowej jest ściskana, dociskając ją mocniej do sworzni stykowych.

Jednocześnie kotwica przekaźnikowa z dźwignią 10 przesuwa sprzęgło jednokierunkowe z biegiem 3 do przodu. Podczas ruchu piasta sprzęgła obraca się na wielowypustach śrubowych wału kotwicy i obraca bieg 3. Dzięki obrotowi koła zębatego i fazowaniu na jego zębach, a także przeniesieniu siły przez sprężynę buforową 36, uderzenie koła zębatego o pierścień koła zamachowego jest zmiękczone i jego zazębienie jest ułatwione. Wymiary przekaźnika i elementów napędowych obliczono w taki sposób, że sworznie stykowe zamykają się, gdy koło zębate 3 tylko częściowo zazębi się z kołem koronowym koła zamachowego.

Po zamknięciu sworzni stykowych uzwojenie wciągające przekaźnika jest odłączone od napięcia, ponieważ oba jego końce są podłączone do "plusa" akumulatora 43. Ponieważ jednak kotwica przekaźnika jest już wciągnięta, to aby utrzymać ją w tej pozycji, potrzebny jest stosunkowo niewielki strumień magnetyczny, który zapewnia jedno uzwojenie podtrzymujące 15.

Prąd przepływa przez zamknięte styki przekaźnika trakcyjnego, dostarczając energię do uzwojeń stojana i wirnika. Na skutek oddziaływania pól magnetycznych wytwarzanych przez ten prąd, wirnik rozrusznika zaczyna się obracać. Jego obrót przenoszony jest poprzez wielowypusty śrubowe na piastę i bieżnię prowadzącą 6 sprzęgła. Ponieważ rolki 4 są przesuwane sprężynami w wąskiej części rowka kołnierza napędowego, zostają one zaklinowane pomiędzy kołnierzem a pierścieniem napędowym sprzęgła. W związku z tym moment obrotowy z wału wirnika przekazywany jest poprzez sprzęgło i koło zębate do wieńca zębatego koła zamachowego. Jednocześnie w wyniku hamowania przekładni i obrotu kotwicy następuje odkręcenie piasty sprzęgła z wielowypustu wału kotwicznego, a przekładnia zostaje przesunięta do przodu, aż zatrzyma się w pierścieniu ograniczającym 42, całkowicie zazębiając się z pierścieniem koła zamachowego.

Po uruchomieniu silnika jego nadmiarowy moment obrotowy przyspiesza koło zamachowe, w wyniku czego częstotliwość obrotów koła zębatego 3 zaczyna przekraczać częstotliwość obrotów kotwicy rozrusznika. Pierścień napędzany sprzęgła (połączony z kołem zębatym) wciąga rolki do szerokiej części rowka kołnierza napędowego 6, ściskając sprężyny 39. W tej części rowka rolki obracają się swobodnie, bez zacięć, a moment obrotowy z koła zamachowego silnika nie jest przenoszony na wałek wirnika rozrusznika.

Po przekręceniu kluczyka do pozycji 1 ("Zapłon") przekaźnik pomocniczy 44 zostaje wyłączony. Jego styki otwierają się, a obwód zasilania przekaźnika trakcyjnego rozrusznika z przekaźnika pomocniczego zostaje przerwany. Teraz prąd płynie następującym obwodem: "plus" akumulatora - zwarte styki przekaźnika trakcyjnego - podciągające 16, a następnie podtrzymujące 15 uzwojeń przekaźnika trakcyjnego - masa. Ponieważ kierunek prądu w zwojach uzwojeń jest przeciwny, strumienie magnetyczne wytwarzane przez uzwojenia kompensują się, a rdzeń przekaźnika ulega rozmagnesowaniu. Kotwica przekaźnika zostaje dociśnięta do pierwotnej pozycji przez sprężyny powrotne, a styki przekaźnika otwierają się, rozłączając zasilanie kotwicy i uzwojeń stojana rozrusznika.

W tym samym czasie kotwica przekaźnika trakcyjnego, za pomocą dźwigni 10, przesuwa sprzęgło jednokierunkowe do tyłu i rozłącza koło zębate od wieńca zębatego koła zamachowego. Kotwica rozrusznika zostaje wyhamowana przez siły tarcia szczotek o kolektor i szybko się zatrzymuje.

Rozrusznik przeznaczony jest do pracy krótkotrwałej. Dlatego, aby zapobiec przegrzaniu uzwojenia przekaźnika trakcyjnego, podczas uruchamiania silnika zaleca się włączyć rozrusznik na czas nie dłuższy niż 10...15 s. Zazwyczaj silnik uruchamia się przy pierwszej próbie, lecz jeżeli tak się nie stanie, należy ponownie włączyć rozrusznik po upływie 20–30 sekund. Jeżeli silnik nie uruchomi się po trzykrotnym uruchomieniu, należy sprawdzić układ zasilania lub zapłonu i usunąć usterkę uniemożliwiającą uruchomienie silnika.