We van
'
`
,
tot
to
`
3.1.1 Principe 3.1.2 3.2 met 3.3
, over van de motor in met de en bevan ' met
)
.
de is
U.
4 4 .1 4.2
i s s
van va n
van va n , van , de
18 18
van de
en met 4.3.1 Type 4.3.2 Type
van
de startvan de motor tot
4.4.1 Type 4.5
.
4.5.1 Type
24 24
met met met met
26
met
en
28
5
i n n
s i s
15.000 km 2000 per de motor. Wilt U en de U
1. 1 1.2
2 2 4 de
31 5.3.3
,
met
.
V8 met
2.4.2
9 1 0
2.5 2.5.1
5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4
32 32 32 33
5.4.8
met
2.5.2
(12 of 24 V)
met 1
6
met
5.4.5 5.4.6 5.4.7
0
(
)
1 0
2.5.3
31 32 32 32 32
met
2.4.1
5 5
-
- en
met
8 1
5.5 5.5.1 5.5.2
33 34 34
van de start34
( 50 tot en met 110 V) met -
5.5.3
de start35
11
2.3.1
6
2.3.2
met
30 30 30 31
31 5.3.2
2.4
2 2 2
van de start-
Montage van de 5 .1 5 .2 5.3 met 5.3.1
onvan va n van
j
m
met
22 22
met met motor met
26
-
-
2.3.3
-
en
op de reeds
j
2.2.2 2.3
met
met
4.5.2 Type
2 2. 1 2.2 2.2.1
-
23
4.4
,
op
.
met
20
4.3
in
ti
13 14 14 14 15 17
en
van
en met de de motor
shunt- en (compound-
3.6 3.7 3.7.1 3.7.2 3.7.3 3.8
.
Met
13 13
3.4 3.5
,
12 12 12
7 7
3 3. 1
-
12
motor van de 1 2
6 6 .1
, service
36 36
We van
'
`
,
tot
to
`
3.1.1 Principe 3.1.2 3.2 met 3.3
, over van de motor in met de en bevan ' met
)
.
de is
U.
4 4 .1 4.2
i s s
van va n
van va n , van , de
18 18
van de
en met 4.3.1 Type 4.3.2 Type
van
de startvan de motor tot
4.4.1 Type 4.5
.
4.5.1 Type
24 24
met met met met
26
met
en
28
5
i n n
s i s
15.000 km 2000 per de motor. Wilt U en de U
1. 1 1.2
2 2 4 de
31 5.3.3
,
met
.
V8 met
2.4.2
9 1 0
2.5 2.5.1
5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4
32 32 32 33
5.4.8
met
2.5.2
(12 of 24 V)
met 1
6
met
5.4.5 5.4.6 5.4.7
0
(
)
1 0
2.5.3
31 32 32 32 32
met
2.4.1
5 5
-
- en
met
8 1
5.5 5.5.1 5.5.2
33 34 34
van de start34
( 50 tot en met 110 V) met -
5.5.3
de start35
11
2.3.1
6
2.3.2
met
30 30 30 31
31 5.3.2
2.4
2 2 2
van de start-
Montage van de 5 .1 5 .2 5.3 met 5.3.1
onvan va n van
j
m
met
22 22
met met motor met
26
-
-
2.3.3
-
en
op de reeds
j
2.2.2 2.3
met
met
4.5.2 Type
2 2. 1 2.2 2.2.1
-
23
4.4
,
op
.
met
20
4.3
in
ti
13 14 14 14 15 17
en
van
en met de de motor
shunt- en (compound-
3.6 3.7 3.7.1 3.7.2 3.7.3 3.8
.
Met
13 13
3.4 3.5
,
12 12 12
7 7
3 3. 1
-
12
motor van de 1 2
6 6 .1
, service
36 36
2
ties
2 Startinstallaties
Verbrandingsmotoren
1
Verbrandingsmotoren zijn die door verbranding van brandstoffen bruikbare energie afleveren. Daartoe worden gerekend en turbineslagzuiger-, motoren. De brandstof wordt gasvormig toegevoerd en moet eerst verstoven en dan goed met vermengd worden. opdat daarna een zoveel mogelijk volledige verbranding kan plaatsvinden. In de verbrandingskamer wordt dan het brandbare gecomprimeerd, ontstoken en verbrand. De hoge druk, die bij de verbranding ontstaat. levert via de delen van het mechanische arbeid. Bij zuigermotoren worden de verbrande gassen na elke arbeidsslag vervangen door een vers bij gasturbines dit proces continu plaatsvindt. Bij de algemeen toegepaste slagzuigermotoren wordt in principe onderscheid gemaakt tussen otto- en die-
selmotoren.
1.1.
Ottomotor
i s een verbandingsmoDe tor, waarbij de bran ofwel door een carburateur carburateur (carbura( carburateurmotor) teurmotor) of door een inspuitinstal-
l atie bepaald of waaraan voor de van het direct een gasvormige brandstof wordt toeget oegevoerd (gasmotor). De verbranding van het l ucht-brandstofmengsel wordt door periodiek gestuurde ontstekingsvonken van de
bougie (indirecte ontsteking) opgewekt. Het vanzelf blijven lopen en het l everen van vermogen is pas na het bereiken van een minimaal toerental mogelijk. Door deze eigenschap kan men niet
een aparte startinstallatie.
1.2 Dieselmotor De dieselmotor is een verbrandingsmotor, waarbij alleen lucht in de en sterk gecomprimeerd wordt. Deze l ucht wordt bij de zo sterk verhit, dat de daarna ingespoten vloeibare brandstof vanzelf ontsteekt. De werkt zodoende met zelfontsteking. Vanzelf lopen en afleveren van vermogen is - zoals bij de ottomotor - pas na het bereiken van het starttoerental mogelijk, mogelijk, wat voor het aanzuigen en comprimeren van de l ucht en daarbij voor het bereiken van de nodige nodige ontste ontstekin kings gstem temperatu peratuur
vereist is.
voorstelling van het waarin de startinstallatie Het functionele verloop gebeurt in de richting van de
Fig. 1 i s s
2.1
Overzicht
moeten door een bijzondere bijzondere inrichting i nrichting gestart worden, ze niet zoals of stoommachines op kracht kunnen aanlopen. Daarbij moeten de aanzienlijke weerstanden van compressie. zuigerwrijving en lagerwrijving (plakwrijving) overwonnen worden, die sterk afhankelijk zijn van de bouwsoort en het aantal cilinders
van de motor en bovendien van de smeermiddeleigenschappen e n d e motortempera motortemperatuur. tuur. De wrijvingsweerwrij vingsweerbij temperaturen het standen grootst. Opdat ook bij ongunstige het bij de ottomotor voor het vanzelf lopen noodzakelijke gevormd l ucht-brandstofmengsel wordt ofwel bij de dieselmotor de zelfontstekingstemperatuur kan worden bereikt. moet de startmotor de verbrandingsmotor met een minimaal toerental (starttoerental) ronddraaien en na de eerste ontstekingen bij het aanlopen tot bij het minimum toerental voor vanzelf v anzelf lopen ondersteunen. ondersteunen. Voor het starten van verbrandingsmotoren worden elektromotoren elektromotoren (gelijk-, (gelij k-,
en hydraulische- of pneumatische motoren gebruikt.
De elektrische gel i s vooral als startmotor geschikt, omdat omdat hij het vereiste hoge beginkoppel voor het overwinnen van de aandraaiweerstanden en voor de versnelling van de drijfwerkmassa's ontwikkelt. Het koppel wordt hoofdzakeIijk via een rondsel en een startkrans op het vliegwiel aan de krukas van de verbrandingsmotor overgedragen, ge-
startinstallati
deeltelijk echter ook door v-snaren, tandsnaren. tandsnaren. kettingen of direct dir ect op de krukas. Vanwege de grote overbrenging tussen startmotorrondsel en tandkrans van het motorvliegwiel kan het 'rondsel-startmotor' voor koppel bij hoge toerentallen ontwik-
e
r-
otwel
I
I I I
I I
$ battery
keld worden. Daardoor is het mogelijk. mogelijk. startmotor
dynamo Elektrische Elektrische verbruikers koplampen. radio, ventilator,
regulateur
afmetingen en gewicht van de startto houden. motor Een verder voordeel is, dat de voor het startverloop benodigde energie uit dezelfde batterij kan worden betrokken, die gewoonlijk ook voor de andere verbruikers van het ter beschikking moet staan. De startmotor moet derhalve niet op zichzelf worden beschouwd, maar als deel van de hele
3
Fig. 2 Principiele opbouw van een startinstallatie. 1 startmotor. 2 battery. 3 en grote
alleen bij
4 een of meerdere relais (in de dieselmotoren)
De omvang van startmotor en batterij zijn zodanig bepaald, dat ook onder ongunstige bedrijfsomstandigheden het voor het starten vereiste vermogen voldoende lang ter beschikking staat. Omdat de startmotor de grootste elektrische verbruiker van een motorvoertuig is, bepaalt hij vaak het ontwerp van de batterij. Aan de startmotor worden de volgende eisen gesteld: Voortdurend beschikbaar voor starten; • voldoende startvermogen bij verschillende temperaturen: • l ange levensduur, die een groot aantal startprocessen mogelijk •
maakt (met korte ritten is de
startfrequentie uitzonderlijk robuuste constructie, die opgewassen is tegen belasting bij het insporen, trillingen, corrosie-inwerkingen door vochtigheid en strooizout. vervuiling. i n de motorruimte • gering gewicht en geschikte afmetingen voor montage: • zoveel mogelijk onderhoudsvrij •
Om dat de voorwaarden voor het starten verschillend zijn en vooral de
van de temperatuur erg groot i s, moet de startmotor met de andere onderdelen van de startinstallatie en zijn eigenschappen alsook op de betreffende verbrandingsmotor
afgestemd zijn. Fig. 3 Voordat het vanzelf
van een verbrandingsmotor kan beginnen, moet aan verschillende
startvoorwaarden voldaan Startvoorwaarden bij de startmotor
bij de verbrandingsmotor
startmotor
dieselmotor
mengselvorming
an het i ndirecte
ontsteking
vanzelf
van de
ties
4
• eigenschappen vande
2.2
• Naast de belangrijkste motorgegevens
moeten bij het bepalen van een de startvoorwaarden in aanmerking genomen startinstallatie vooral
worden. Daartoe behoren: wit zeg• Startgrenstemperatuur, gen laagste temperatuur van de motor en de batterij waarbij starten nog mogelijk moet zijn: • aandraaiweerstand van de motor, equivalent met het vereiste koppel aan de krukas bij de startgrenstemperatuur (inclusief alle niet los aggregato koppelen
ten):
• vereist
toerental van de motor bij startgrenstemperatuur:
ofwel weerstand van de toevoerleiding tussen batterij en startmotor (spanningsval): • koppel, toerental en vermogen van de startmotor enzovoort. Speciale betekenis heeft daarbij de
startgrenstemperatuur, de laagste temperatuur, waarbij eenverbrandingsm otor bij gegevenelektrische l aadtoemet
beeld is voor de startgrenstemperatuur van -23° C de startmotor EV samen met de batterij 12 V 2,2 90 Ah, 450 A nodig. Daarbij wordt de 20% van zijn nomibatterij me t nate capaciteit ontladen. Start- en aandraaitests als deze worden bij Bosch erg vaak in de vrieskamers van het Technisch Centrum Auto-electro n Europa worden de i n het algemeen voor de volgende startgrenstemperaturen ontwikkeld: I
stand van de aanwezige batterij en
bepaalde olieviscositeit nog betrouwbaar tot zelfstandig aanlopen komt. De laagste temperatuur, waarbij nog wordt bestarten mogelijk moet paald door deklim atologische om standigheden van het gebied voor
gebruik en door de
• mogelijke opvoering van het over-
m aar ook door econom ische
brengingselement startmotor-krukas; • nominate spanning van de startinstallatie;
( benodigd vermogen en kosten voor een startinstallatie stijgen
Motoren voor
startgrenst emperatuur
personenmotorvoertuig
-18 ...
vrachtauto en autobussen
-15 ... -20° C
trekker
-12... -1' C
en aggregaatmotoren bij schepen
- 5°C
sterk met afnemende buitenluchttemperatuur). Bij het aangehaalde voor-
Fig. 4 Startgrenstemperatuur voor startmotor type EV met een 2
Fig. 6 Motorkoppels (ronddraaiweerstan den) en startmotorkoppels. Nm
m in I
20 0 m a a 0 Y
\ \
- 25°C 100,.
80
40
25°C
.
startgrenstemperatuur
-25 -23
-
-20
-
-
-15
0
t
° C
0
1_
50
mint
100
motortoerental
a) van de startmotor: bij dalende temperatuur vanwege toename van de inwendige batterijweerstand. vereist begintoerental van de b) verbrandingsmotor: stijgt met dalende temperatuur vanwege aanloopweerstanden. Het snijpunt van beide curven levert de startgrenstemperatuur op -23°C). Net de motor is de laagste temperatuur, onder de gegeven voorwaarden nog tot zelf lopen komt. is boven de vereiste Hoe kouder de temperatuur motor is. des to hoger moet het beginom hem to starten. Om toerental van de motor aan dit tempera moest het to bij dalende temperatuur In werkelijkheid gaat echter het tegendeel op: omdat de startmotor van de energieverzorging van de batterij afhangt. daalt bij toerental van afnemende temperatuur de startmotor vanwege de toename van de inwendige weerstand van de batterij dan snijpunt van beide curven volgt de startgrenstemperatuur voor
1
2 3 4
Theoretisch motorkoppel, vooropgesteld regelmatige verbranding. Startmotorkoppel. Theoretisch totale koppel door van motor- en totaal koppel tengevolge van onregelmatige verbranding. beginnen onregelmatig.
Startmotorkoppels bit verschillende temperaturen (betrokken op de M M Koppel van een 3-liter-ottomotor bij snijpunt verschillende temperaturen. van de bijbehorende curven bepaalt het toerental, waarmee de motor bij 25°C. -18°C en rondgedraaid wordt. Motorkoppels van eon 3 liter ottomotor en bij een rond 20% ontladen 55 Ah batterij bij verschillende temperaturen toerental. In van neemt de gemiddelde weerstand bij met toenemend toerental toe (bij dieselmotoren daarentegen kan de weerstand na een maximum bij een motortoerental van 80 tot 100 min vanwege hoge van de in weer afnemen). Het snij punt van de bijbehorende motor- en toerental, bepaalt telkens de motor bij de tem peratuur wordt rondgedraaid.
A B Regelmatige loop van de motor. C Zelfstandige loop van de m o t o r . is het startverloop In de de verbrandingsmotor bij overschrijden van het starttoeen rental m et de eerste ontstekingen in zelfstandig lopen overgaat, te n koppel continu (curve 1, stijgt lijn). het dalende koppel van de startmotor 2). In deze overgangsfase ondersteunt de startmotor enkel nog het aanlopen van de verbrandingsmotor, to t Uit de door deze wordt resulteert van beide een theoretisch totaalkoppel (curve 3 wordt deze curve gestippeld). die het eerst i n punt A tengevolge van de onregelmatige van de motor en slechts met pieken bereikt, tot in punt B C zelfstandig lopen van de motor na uitschakelen van de startmotor
punt
5
ties De aandraaiweerstand, dat wil zeggen het voor het ronddraaien van de motor vereiste koppel, hangt in de eerste plaats of van het slagvolume van de motor en van de viscositeit van de motorolie (maat voor de inwendige wrijving van de motorolie). Verder hebben nog bouwsoort en aantal cili nders van de motor, verhouding van compressieverhouding. slag tot toerental, massa van de drijfwerkgedeelten en hun lagering sleeplasten door alsook i nvloed. koppeling, aandrijfwerk Het minimale starttoerental i s, afhankelijk van het motortype en de voor de mengselvorming erg verschillend. Bij dieselmotoren is ook het aanwezig zijn van aparte starthulpmiddelen van betekenis. De hierna i n fig. 7 geeft enkele markante ervaringscijfers. 2.2.1 Nominale spanning van de startinstallatie
Startinstallaties zijn er voor verschil-
startmotor doelmatig. Deze startmotoren voor grote motoren van circa 20 tot 80 liter (bij parallelbedrijf van twee startmotoren van circa 40 tot 160 liter) slagvolume zijn er voor 24, 32. 36. 50. 64, 72, 96 of 110 V nominale spanning. 2.2.2 vermogen Naast de nominale spanning is het nominaal vermogen verder een bel angrijk kenmerk van een startmotor en derhalve ook een deel van de Het nominaal vermogen is een exact gedefineerde en op de verkregen karakterisze heeft betrekking op tieke een voor deze startmotor maximaal toelaatbare batterij, die bij een temperatuur van -20° C de laadtoestand ' 20% ontladen' aantoont alsook op een weerstand van de toevoerleidingen van Daarmee is de werking van de startmotor zelfs bij ongunstige voorwaarden gewaarborgd. Het dan in bedrijfstoestand werde kelijk op het rondsel van de startmotor
Het vermogen van een startmotor hangt essentieel at van de weerstand , van de weerstand van de en van de weerstand van de startmotor 1 battery. 2 3 startmotor
Fig. 8 Principeschakeling van een startinstallatie.
afgegeven vermogen komt overeen met het opgenomen inwendig verminderd met de ijzer-, koperen wrijvingsverliezen. Het vermogen van een startmotor hangt dus heel essentieel of van de toevoerleidingsweerstand en weerstand van de batterij. Hoe kleiner de inwendige weerstand van de batterij des to groter is het startmotorvermogen.
Fig. 7 Ervaringswaarden voor minimale starttoerentalien,
starttoerentallen b ij 20'C
toere nta l m in
t
60 ... 90 150...180
me t
zonder starthulp met starthulp gloeibougie) voor- en w ervelkamerdieselmotoren starthulp met gloeibougie als st arthulp
80... 60...
200 140
100... 200 60 ... 100
nominale spanningen: Personenmotorvoertuigen hebben
i n het algemeen een 12 V i nstallatie. Bij trekkers alsook kleine aggregaaten bootmotoren (dieselmotoren tot
max. 8 liter slagvolume) is evenzo de 12 V installatie gangbaar. In afzonderlijke gevallen en bij speciale motorvoertuigen wordt de installatie voor 24 V ontworpen. en autobussen hebben zowel 12 V alsook 24 V installaties. Bij een grote voertuigen is startmotor-nominale spanning van 24 V omdat door een gunstiger spanningsval de bouwgrootte bij een vereist startmotorvermogen geringer kan worden gehouden. Bij trein-, scheeps- en stationaire installaties met grote dieselmotoren i s er
wat betreft de keuze van een hogere spanning grotere keuzemogelijkheid dan bij motorvoertuigen. Een hogere spanning is hier alleen al vanwege de grotere afstand tussen batterij en
Fig. 9 In vrieskamers kan men arctische voorwaarden voor de test van de motorvoertuiguitrusting simuleren.
ties
6
2.3 Startinstallaties voor personenauto's Onder personenmotorvoertuigen verstaat men alle motorvoertuigen, die voor het vervoer van maximaal 9 personen inclusief hun bagage geschikt zijn. Personenauto-startinstallaties zijn in met deregel met startmotoren schuifbaar- en uitgerust. Als nominate spanning is in het algemeen 12 V naar voren gekomen. Daarmee kunnen ottomotoren tot cirtot circa 3 ca 7 liter, en liter slagvolume gestart worden. Het benodigde startvermogen hangt sterk Bij of van het gelijk motorslagvolume heeft een dieselmotor een startmotor met groter vermogen nodig clan een ottomotor. De schakeling van i s meestal erg eenvoudig opgebouwd. De verbrandingsmotor bevindt zich in die debuurt van de het startverloop zonder moeilijkheden meestal akoestisch kan volgen. Nadat het starten gebeurd is, is van de motor hoorbaar, het zodat een ongewenste tweede keer i nschakelen van de startmotor en het i nsporen van het i n de reeds ronddraaiende motorstartkrans niet waarschijnlijk is. Derhalve bij personenauto 's zijn geen speciale beveiligings- en bewakingsapparaten voor het startverloop vereist. Bij veel personenautomodell en is een ontsteek- en startschakelaar met toegevoegde startherhaalverhindering ingebouwd, om iedere mogel ij kheid van een ongewenste uit to sluiten. 2.3.1 Startinstalaties voor personenauto's met ottomotor
Startkraft auch bei klirrender
10 Schakeling van een personenauto-startinstallatie met ottomotor. Schakelstappen: 1 Ontsteking 2 Startmotorin 3 a) I Batterij 2 en startschakelaar 3 tie: b) On 4 Voorschakelweerstand startmotor met 15a 5 Bobine 6 7 Bougies
De startinstallatie komt overeen met de basisschakeling van fig. 10. Via meestal een meerstaps-ontstekingsen startschakelaar wordt onder andere Voor de startinstallatie de startstand 'starten' wordt echter de I Fig. 1 1 Schakeling van een startinstallatie met stop-start-inrichting. i ngeschakeld, ontstekingsinstallatie c + > omdat zonder zijn medewerking het I De starten en het van de brands to voertuig. een ottomotor niet mogelijk is. Het ontby files enzovoort Met stekingsverloop zet zich na het van een van de startmotor continu wordt de motor door het van de voort en maakt het zelf van een knop ottomotor mogelijk. en bij Bij installaties met contactgestuurde en weer gestart. bobines en voorgeschakelde weerstand kan het starten van de motor startspanningsdoor de verhoging gunstiger gemaakt worden, waarbij de bobinespoel-voorschakel-
weerstand wordt kortgesloten. Daarvereist, die een voor zijn
Do
om de en startmotor to sparen startverde voor loop op de daarvoor beslist vereiste duur H
------ -- -----
7
ties aansluitklem (15a) hebben. 2.3.2 Startinstallaties voor personenauto's met dieselmotor Fig. 12 toont de basisschakeling van een moderne startinstallatie voor dieselmotoren. Voordat het startproces kan moet de voorgloei-installatie ingeschakeld worden. personenauto voorgloei-installaties hebben meestal een gecombineerde rij-gloeistartschakelaar, die na gloeitijd - aangegeven door het cloven van een -direct voor het starten verder geschakeld kan worden. Bij conventionele dieselstartinstallaties zijn rijschakelaar en gloeistartschakelaar nog gescheiden van elkaar Zodra de van de gloeibougie zover verhit is, dat de dieselbrandstof kan ontsteken, is het starten van de dieselmotor mogelijk. I n tegenstelling tot de ontstekingsinstallatie van de ottomotor wordt de voorgloei-installatie van de dieselmotor bij het van het startproces samen met de startmotor uitgeschakeld. 2.3.3 Stop-start-installatie I n de lijn van het streven naar brandstofbesparing hebben verschillende personenmotorvoertuigen naast an-
12
Fig. 12 S chakeling van een personenauto-startinstallatie voor voertuigen met dieselmotor versie). a
1
b
l
2 3 4 Start- en
tot starten aan in
by lopen van de motor
a) I 2 3 b) 4
5 6
bij
die het dere verbruik beperken, een zogenaamde stop-start-installatie (fig. 11). De stop-start-installatie client de verbrandingsmotor bij steeds terugkerende wachtpauzen bij verkeerslichten, voor gesloten overwegbomen, in files enzovoort, eerst uit to nodig weer snel schakelen en door een to starten. De stop-start-installatie bestaat hoofdzakelijk uit de volgende afzonderlijke componenten: • Stopdrukknop: • • •
gaspedaalschakelaar; stop-start-besturingsapparaat; toerentalgever. Het uitzetten van de motor gebeurt door het bedienen van de stopdrukknop. Daarbij wordt eerst de magneetklep voor stationair lopen van de carburateur en dan de ontsteking uitgeschakeld. Dit functionele verloop i s echter alleen mogelijk wanneer beneden de snelheid van 2 km/h gekomen wordt (toerentalgever). De motor wordt zonder van de ontstekingssleutel bij reeds ingeschakelde le versnelling direct weer gestart, wanneer het koppeli ngspedaal volledig ingedrukt en het gaspedaal verder dan een bepaald schakelpunt (gaspedaalschakelaar) wordt
•
het De stop-start-installatie startproces, doordat de naar de startmotor bij het bereiken van het toerental van 500 min automatisch onderbroken wordt. Ze verhindert bovendien ook een i nsporen van de startmotor in de motor bij een toerental dat boven 30 min Door deze inrichting kan brandstof worden bezuinigd, onnodig uitlaatgas worden vermeden en bovendien een voortdurend gereed zijn voor rijden worden gewaarborgd.
ties
8
2.4 Startinstallaties voor bed voertuiBedrijfsmotorvoertuigen gen, die voor het vervoer van meer dan 9 personen, goederen en/of voor het trek ken van aanhangers geschikt zijn. i n prinDeze voertuigcategorie cipe de volgende • Autobussen (bijvoorbeeld kleine reisbusbussen, sen, speciale bussen); • van verschillende s g ( bijvoorbeeld • speciale
•
trekkermachines (straat- en truckmachines en trekkers).
de verscheidenheid bedrijfsmotorvoertuigen worden ook de startinstallaties aande gepast aan het montage en de verbrandingsmotor van het afzonderlijke voertuig. van
deze
Lichte
zoals en kleine busjes met ottomaar ook trekkers. zijn of 12 V startinmeestal met stallaties die - afgezien van het hogere startvermogen - zoveel overeenkomen met de opbouw van gangbare personenauto-startinstallaties.
of beveiligingsrelais ale zijn. om een storingsvrij startverloop to niet vereist. Bedrijfsvoermet tuigen van middelmatige tot circa 20 liter slagvol ume hebben in de regel 12 V startinstallaties, terwijl vergelijkbare voertuigen met dieselmotoren tot circa 12 met slagvolume start instal 12 V of 24 V nominale spanning hebben. Bij zware bedrijfsvoertuigen met dieselmotoren tot circa 24 liter slagvolume komen alleen nog 24 V startinstallaties voor, die door twee 12 V batterijen gevoed worden. Vooral bij grotere afstand tussen batterij en startmotor zijn 24 V installaties in het voordeel: spanningsverliezen hebben minder nadelige werking, zodat bij gel i j ke batterijen gunstiger startomstanhangt digheden optreden. daarvan het beoogd startvermogen af. deze reden zijn er ook gedeeltelijk ' gemengde' 12/24 V installaties met 12 V netspanning en 24 V startmotorspanning. De volgende voorbeelden behandelen enkele karakteristieke schakelingen van Startinstallaties voor bedrijfsvoertuigen. 2.4.1 Startinstallaties met 12/24 V zwaardere bedrijfsmo-
torvoertuigen - hoofdzakelijk
13
M
.
Old w
hebben een gemengde auto's 12/24 V installatie (fig. 17). In deze i nstallaties zijn alle elektrische verbruikers (met uitzondering van de startmotor) en de dynamo als spanningsopwekker voor de nominale spanning van 12 V ontworpen. In tegenstelling hiermee wordt de startmotor met een nominate spanning van 24 V aangedreven. Daarmee kan de vermogensafname mogelijk gemaakt worden, die voor het starten van grotere dieselmotoren vereist is. Voor dit doel zijn 12/24 V installaties met een batterij-omschakelrelais uitgerust. De beide 12 V batterijen van het voertuignet worden bij normaal rijbedrijf of bij motor voor de verzorging van de verbruikers parallel voor geschakeld en zorgen een spanning van 12 V. Na indrukken van de startschakelaar schakelt het batterij-omschakelrelais de beide batterijen voor het startverl oop tijdelijk achter elkaar, zodat op de een spanning van 24 V staat. Alle andere verbruikers worden nog steeds met 12 V verzorgd. Na het l oslaten van de startschakelaar worden de startmotor uit- en de batterijen weer parallel geschakeld. het in bedrijf zijn van de worden de batterijen weer door de 12 V-dynamo opgeladen.
9
ties
2.4.2 Startinstallaties met start-speri nrichting Startinstallaties, waarbij het startverl oop niet duidelijk akoestisch waargenomen kan worden (bijvoorbeeld autobussen met achtermotor) vereisen een groter aantal beveiwant ze hebben een li ging nodig voor startmotor en startkrans van de verbrandingsmotor. Fig. 16 toont een startinstallatie voor bemet drijfsvoertuigen elektronisch start-sper-relais. Deze schakeling beschermt de startinstallatie in velerlei opzichten: • Afschakelen nadat de start volgde; • verhindering tot starten bij reeds l opende motor:
Fig. 1 6 Sch akeling van een startinstallatie met elektronisch start-sper-relais. direct door de bestuurder
kan worden bewaakt
bus met
zijn ter beveiliging tegen
verkeerd starten bij reeds of nog lopende motor met een start-sper-relais
Batterij
1
2 Batterijschakelaar
3 4 Startschakelaar 5
6 7 Elektronisch 8
• verhindering tot starten bij no g
uitlopende motor: • verhindering tot starten na slechte
start, wanneer dus geen zelfstandig l open van de motor tot stand komt. Om in de beide laatste gevallen een to vroeg ondernomen hernieuwde startpoging to verhinderen, moet eerst een spertijd i n het relais aflopen.
Fig. 13 , 14, 15 S tartinstallaties voor bedrijfsvoertuigen zijn aan h at de opbouw en de verbranvoertuig dingsmotor van h et aangepast. 14
Fig. 17 Sch akeling van een startinstallatie met batterijomschakelrelais. ties met 24 V startmotor, die in bedrijfsvoertuigen met 12 V
ingebouwd zijn hebben een
1
12 V batterij l
a
2 12 V batterij 11 3 4 24 V startmotor a) In do
dus startmotor, voor de t wee 12 V van 12 V parallel geschakeld In worden de batterijen ook door 12 V dynamo lopen van de opgeladen.
b
b) Na
van do worden de door achter geschakeld. zodat op de een van 24 V
10
Startinstallaties
2.5 Speciale startinstallaties
veiligheidsredenen van de batterij gescheiden kan worden (bij afzetfasen. onderhoudswerkzaamheden of gevall en van schade). Omdat er erg speciale startinstallaties zijn, kunnen niet alle worden behandeld. De voorbeelden zijn derhalve tot enkele markante schakelingen beperkt.
Speciale startinstallaties kan men niet tot een bepaald toepassingsbereik of voertuigtype beperken. Ze zijn, gemodificaties, deeltelijk met i n grote bedrijfsmotorvoertuigen (bijvoorbeeld grote vakantiereisbussen met achtermotor of speciale voertuigen met motor onder de vloer), dieselmotorlocomotief van schepen (al naar gelang de grootte van het schip voor hoofd- of en stationaire aggregaatmotoren(bijvoorbeeld pompof noodstroomaggregaten, enzovoort) to vinden. De verschillende b edrijfsomstandigheden vereisen vaak omvangrijke startinstallaties met speciaal wijze afgestemde en op met elkaar gecombineerde beveiligings- en bewakingsrelais. Deze relais verhinderen besturen het een beschadiging van startmotor en startkrans bij verkeerd schakelen en maken ook het gelijktijdig aanlopen bij parallelbedrijf van twee startmotoren mogelijk. Meestal zijn de to starten zover van de bestuurder dat het startverloop noch optisch noch akoestisch kan worden bewaakt. In veel toepassingsgevallen wordt derhalve ook met ( bijvoorof beeld noodstroomaggregaten, warmtepompen met dieselmotor, enzovoort), gestart. Bij alle grotere elektrische installaties van bedrijfsvoertuigen is aanvullend een batterij-hoofdschakelaar voorgewaarvan bij schreven, met motorstilstand het voertuignet
2.5.1 Startinstallaties met startherhaalinrichting
Startinstallaties met afstandbediening of indirecte startmotorb ekrachtiging ( bijvoorbeeld stationaire dieselmotorwagen, in sommige ook in bed met achtermotor) worden in bepaalde gevallen met een startherhaalrelais uitgebreid. Dit is vooral het wanneer vanwege de afstand tot de verbrandingsmotor niet kan worden vastgesteld, of de resultaat heeft gehad. De schakeling is zo afgestemd, dat het bij i nsporen van het startmotorrondsel niet aanspreekt. Om bij een valse start (blindschakel i ng) een thermische overbelasting van onderde startmotor to breekt echter het s tuurherhaalrelais het niet gelukte startverloop en herhaalt dit automatisch. Dit verloop kan meerdere keren aflopen, en tot het startmotorrondsel in de startkrans kan i nsporen en ten slotte het contact voor de startmotorstroom ingeschakeld is (fig. 20). Het eveneens in het schakelschema opgenomen startsperrelais beschermt de startmotor nog tegen het per starten bij reeds of nog motor. Deze soort schakeling wordt uitsluitend voor startmotoren met schuifbaar
met dieselmotor en stationaire Fig. 18, 19 Grote hebben speciale startinstallaties nodig. die op hun voorwaarden en door de afgestemd zijn. in het onderste nog de nominale vermogensbereik tot circa 201 worden speciale startspanning van 12 24 V is.
rondsel met elektrisch tweetraps inschakelmechaniek (K-, 0- of T-startmotor) met de bijgevoegde 48 toegepast. 2.5.2 Startinstallaties (12 of 24 V) met dubbel startrelais voor parallelbedrijf Voor het starten van zeer i ndien afstartzonderlijk in bedrijf, zeer motoren vereist zijn. Om redenen van plaatsgebrek is het derhalve gunstiger i n de plaats van een startmotor twee kleinere startmotoren to gebruiken. Opdat de motor zijn vereist kan bereiken. moeten echter beide startmotoren in parallelbedrijf tegelijkertijd de startkrans aandrijven. de beveiligd is. verkrijgt men bij van twee startmot oren het dubbele van de apparaten. Bij parallelstartinstallaties met lagere spanning (12 of 24 V) wordt naast het startsperrelais en het startherhaalrelais met de reeds beschreven functies een zogenaamd (fig. 21) bij de geschakeld. Met behulp van dit de ene wordt bereikt, startmotor na de andere in de startkrans van de verbrandingsmotor ini nsporen spoort. Pas na het van de tweede startmotor de i ngeschakeld. voile Daarmee beide startmotoren hun en geen van beide startmotoren overbelast. Startmotoren, die voor dit parallelbedrijf geschikt zijn, bezitten daarvoor aanvullende aansluitklemmen.
ties voor dieselmotoren boven 20 I slagruimte met 24.50.72 en de of 110 V nominale spanning aangedreven. Hot van de voor de toepassing geschikte wordt bepaald door hot met afstandbediening, parallel bedrijf van twee startmotoren enzovoort).
ties
Fig. 20
1
2 Batterijschakelaar 3 4 Startschakelaar 5 Startsperrelais 6 7
11
Schakeling van een 12 ofwel 24 V met van rondsel een startmotor met type KB of OB alsook startsper- en startherhaalrelais De gebruikte relais met afstandsbevoor diening vereist of. wanneer het start proces door een kan worden bewaakt autobit bussen met achtermotor.
Op deze starten per bij wordt motor uitgesloten reeds of nog i s een en en van ho t start proces bil
I Battery 2 Batterijschakelaar 3 4 Startschakelaar 5 Startsperrelais 6 7
8 Sfartmotor I 9 Sfartmotor 11
Fig. 22
n motor
3 Startschakelaar 4 Relais voor 5 Motor voor 6 7 Bewakingstoestellen 8 Relais voor houdschakeling 9 Startsperrelais ( met van dynamo of gever) 1 0 Startherhaalrelais 11
10
12 1
2
2.5.3 Startinstallaties (50 tot en met 11 0 V) met voor parall elbedrijf I n parallel-startinstallaties met hogere spanning (50 t/m 110 V) wordt naast een startherhaalrelais met stuurrelais startsperen een relais een speciaal Het parallelschakelrelais schakelt enerzijds de hoofdstroom voor de tweede startmotor in. moet het er door passende besturing voor dat de startmotoren na elkaar insporen en pas na het volledige insporen tegelijkertijd
12 I 13 Sfartmotor II
hoofdstroom voor het starten Figuur 22 toont een startinstallatie met parallelschakeling voor gestart of worden. bijvoorbeeld bij het bereiken
van een bepaalde oliedruk of een bepaalde temperatuur. In motorwabij grotere statiogens, naire motoren enzovoort. vindt men voor vaak bewakingstoestellen smeerolie. temperatuur en bewaking van de waterstand, die na korte tijd de startmotorbeafvallen en sturingsleiding kunnen onderbreken. verloop tot het Opdat het
Schakeling van een 12 24 V van twee voor rondsel startmotoren met type KB voor het starten van zeer grote met lagere spanning gaan naast startsperstartherhaalrelais bovendien van een uit, dat mschakelen van beide startmotoren na het insporen waarborgt.
van een 50 110 V voor van twee startmotoren met schuifbaar rondsel type TB (met voor her starten van zeer grote verbrandingsmet motoren hogere spanning con startherhaalrelais startsper- of bovendien eon parallelschakelrelais. van dat waarborgt startmotoren na Omdat op do nog bewakingstoestellen Is bovendien een relais voor houdschakeling ter bescherming tegen daaruit van het startproces aanwezig.
vastlassen van de contactbrug in het opkomrelais kan dat de een relais voor startverloop startmotor tijdens door deze bewakingstoestellen onnodig in- en uitgeschakeld met lagere Terwijl zich in de spanning het rondsel bestartmotor met met hogere vindt. is bij spanning met het startherhaalrelais i n samengesteld. een bouweenheid Daardoor wordt een verhoogde betrouwbaarheid van de schakelprocessen
Startmotor-basisopbouw
12
Startmotoren bestaan in de regel uit de units: van 1 Elektrische motor de startmotor. gedeeltelijk met
2 opkomrelais met elektrische aansluitingen, gedeeltelijk met toegevoegd stuurrelais; 3 insporingsdrijfwerk.
3.1 Elektrische motor van de startmotor 3.1.1 Principe I n de elektromotor wordt elektrische stroom gebruikt om er een mee to laten ontstaan. Daarbij wordt elektrische energie in energie omgezet. Dit berust op het feit, op een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld een kracht wordt De grootte van de kracht is
met de sterkte van het magnetisch veld en de stroomsterkte en is dan het grootst, wanneer magnetisch veld en stroom loodrecht op elkaar staan. Doelbewust wordt de geleider als een i n het magnetisch veld vrij draaibare l us uitgevoerd. Wanneer er stroom door vloeit, dan gaat deze gewoonlijk l oodrecht op het magnetisch veld staan en wordt door de magnetische kracht vastgehouden. Wordt echter in dit Bode punt de stroomrichting in de geleiderlus omgekeerd, kan het stilstaan verhinderd worden. Het koppel heeft dan steeds dezelfde draairichting en maakt een ononderbroken rotatie van de geleiderlus D it omkeren van de stroom wordt verzorgd door een commutator
die in het geval van dit model uit twee halfringvormige. van elkaar geisoleerde segmenten va n waaraan de beide Twee koolde lus aangesloten borstels zijn met de spanningsbron verbonden en daardoor vloeit door de afzonderlijke leidingslussen stroom
(fig. 23, links boven). Om een gelijkmatig koppel to bereiken. wordt het aantal geleiderlussen verhoogd. Hun koppels resulteren samen in een essentieel hoger en uniform totaalkoppel Fig. 23 getoont drie plaatste lussen, waarvan de commuzes segmentator ten, ook lamellen genoemd. vertoont. I n werkelijkheid is het aantal lussen nog groter. waarmee onder andere koppel kan worden verhet hoogd.
Het magnetisch veld kan door magneten of door elektromagneten (elektromagneet-pool met bekrachtigingswikkeling) opgewekt worden. Afhankelijk van de schakeling van de bekrachtigingwikkeling wordt tussen shunt-, serie- en compoundmotoren onderscheid gemaakt.
mindering van magnetiseringsverliezen uit afzonderlijke bliklamellen, die en tot een van elkaar op de ankeras samengeperst zijn. In de gleuven van deze ijzeren kern de lussen ofwel van de ankerwikkeling. die aan de afzonderlijke lamellen van de c ommutator aangesloten zijn. De commu-
3.1.2 Technische uitvoering Bij elektrische motoren voor startmotoren bestaat de elektromagneet uit een poolbehuizing, buisvormige waarin binnenin in het algemeen vier poolschoenen (poolmagneten) bevestigd zijn. Deze poolschoenen hebben - in zoverre niet gaat zoals bij het type DW om permanente magneten - een bekrachtigingswikkeling stroom voor de bekrachtiging van magnetisch veld vloeit. Opdat de veldlijnen steeds in een wijzen (namelijk steeds van de noord- naar de zuidpolen), wordt de bekrachtigingswikkeling met
tator is direct op de ankeras bevestigd.
gevoed. Omdat magnetische veldlijnen altijd gesloten zijn en in ijzer bijzonder geed worden
Op de commutator slepen vanwege de gunstigere stroomovergang meestal vier koolborstels, die paarsgewijs aan de pluspool en minpool van de batterij ( ofwel massa) aangesloten zijn. De
commutator zorgt er door voortdurende stroomwisseling voor. dat de wisselt, polariteit in anker op terwijl de magneetpolen in de poolbehuizing hun polariteit onveranderd behouden. anker van een elektromotor I n ( op wordt een spanning gewekt), die de aan anker aangel egde spanning tegenwerkt. Ho e sneller de mo tor draait. des to gro ter is en des to geringer deze de stroomsterkte. Wordt daarentegen de motor belast. doordat hij arbeid moet gaat met toerental ook de tegenspanning en de stroomsterkte neemt toe. oo k De stroomsterkte en grootst, wanneer de koppel is
poolbehuizing en uit i j zer vervaardigd (nauwkeuriger gezegd uit een staal met bijzonder gunstige magnetische Het anker komt overeen met de in magnetisch veld draaiende geleidermotor vanuit stilstand onder belasting l ussen, echter met een toegevoegde moet aanlopen. De elektromotor past i j zeren kern. Bij stroomdoorvoerwordt zijn stroom derhalve vanzelf aan de anker mechanische belasting aan! de ijzeren kern van ook een veld met noord- en zuidpolen De drawing van 3.2 Shuntmotoren het anker berust erop. de shuntmotoren ligt de bekrachtipolen van anker en poolbehuizing tegenover elkaar staan en anker. gingswikkeling parallel aan elkaar onderling afstoten. De ijzeren Bij voeding met constante spanning is anker bestaat ter ver- derhalve de bekrachtiging en ook kern van
13 toerental bijna onafhankelijk van het koppel. wat voor het ongunstig zou zijn. De spanningsval van de batterij door de hoge startechter tot een voor motorstroom de start geschikte curve, bij seriemotoren.
Motoren met permanente bekrachtiging
3 .3
Motoren met permanente bekrachtiging blinken uit door opbouw en geringe Omdat het magnetisch veld door permanente magneten wordt i s de bekrachtiging voor iedere bedrijfstoestand altijd gelijk (permanent). er geen bekrachtigingswikkeling aanwezig is. de ofwel de ohmse weerstand in het bekrachtigingscircuit, een geringere totale weerstand van de elektromotor het gevolg is. motoren voor startmotoren Fig. 23
ding + 1
aan batterijspanning tonen permanent bekrachtigde motoren een gedrag als seriemotoren.
3.4 Seriemotoren Bij seriemotoren zijn bekrachtigingsi n serie achter elen kaar geschakeld. De bekrachtigingsstroom wordt niet maar de door de beankerstroom vloeit krachtigingswikkeling. Omdat bij het van de belaste motor deze ankerstroom bijzonder groot is. wekt hill een sterk magnetisch op. Seriemotoren derhalve met een hoog toenemen toerental snel afneemt. Door deze eigenschappen is de vooral
motor voor de
startmotor Bij startmotoren wordt de seriemotor vrijwel onmiddellijk tijdens het inspoorverl oop zodat direct het
3.5 Gecombineerde shunten seriemotoren (compound-
motoren) Grote startmotoren hebben een met een shunt en een seriewikkeling. die in twee standen kan worden geschakeld. In de voor-
stand wordt de ankerstroom begrensd, waarbij eerst alleen de als shuntwikkeli ng in serie met het anker wordt geschakeld. Daarbij kan het anker slechts een klein koppel voor het insporen opbrengen. In de hoofdstand vloeit de totale stroom in de motor van de startmotor, die zijn koppel ontwikkelt. De shuntwikkeling is nu parallel en de seriewiki n serie met het ankeling ker geschakeld (fig. 23. links onder). Keert het rondsel in zijn uitgangspositie terug. clan zorgt het shuntveld
voor de snelle stilstand van het anker.
voile koppel kan werken.
Schakelschema van
een
a
b
a 2
1
Schakelschema van
eo n met permanente bekrachtiging
3 commutator
4 geleiderlus a met b met dire van ,v n
a
, pot
Schakelschema van een Shuntmotor bij cons tanto spanning 2 motor met 1
1 2 shun seriewikkeling in serie geschakeld (begrensde ankerstroom) a voor-stand. i n serie geschakeld parallel. b ankerstroom) Fig. 24 De belangrijkste onderdelen van de elektromotor (onderdelen uit een startmotor met schuifbaar en schroefdraad rondsel). I 2 3 4 5 6 7 8 4 2 3 1
3 compoundmotor. hooldstand' 4 motor' aan batterijspanning
5
6
7
8
14 grotere startmotoren is geen opkomrelais ingebouwd, maar de opkommagneet voor het
van het rondsel en stuurrelais voor de scha-
kelstanden zijn van elkaar gescheiden.
3.7 Insporingsdrijfwerk l ager bestaat in Het principe uit het met rondsel, vrijloop (inhaalkoppel i ng), opkomelement of
Relais dienen ervoor een grote stroom met een betrekkelijk lage stuurstroom to schakelen. De startmotorstroom bedraagt personenmotorvoertuigen zeker circa 1 000A, bij 2600A. Voor het inschakelen van de l agere stuurstroom voldoet een mechanische schakelaar (startschakelaar, ontsteek- en rijschakelaar). Het in de startmotor ingebouwde 'opkomrelais' is de combinatie van een opkommagneet met een relais. Het vervult een dubbele • Vooruitschuiven van het rondsel voor het insporen in de startkrans van de verbrandingsmotor en • sluiten van de contactbrug voor het i nschakelen van de startmotorhoofdstroom. De opbouw van een opkomrelais wordt uit fig. 27 duidelijk. De met de behuizing vast verbonden magneetkern steekt aan de ene kant in het inwen-
dige van de magneetwikkeling. het beweeglijke relaisanker aan de andere kant. De afstand tussen magneetkern en relaisanker komt overeen met de
otale slag van het anker. magneetkern en relaisanker bepalen samen het t
circuit. bestaat bij De wikkeling van veel uitvoeringen uit een opkom- en een houdwikkeling. Deze inrichting is verband met de bel astbaarheid en de to magnetische krachten erg gunstig. Tijdens het opkomen ontstaat er in het begin
weerstanden. Nadat het van de startmotor gesloten is, werkt alleen de houdwikkeling, want de opkomwikkeling is kortgesloten. De lets magnetische kracht van de houdwikkeling voldoet geheel aan de wens om het relaisanker tot het hernieuwd openen van de startschakelaar vast to houden. Onder invloed van de i nschakelen veroorzaakte na het magneetkracht wordt het relaisanker i n de wikkeling naar binnen getrokken. Deze ankerbeweging wordt enerzijds voor de axiale verschuiving van rondsel gebruikt. anderzijds voor het aandrukken van de contactbrug tegen de hoof Terugstelveren tussen de afzonderlijke onderdelen zorgen er voor, uitna schakelen de contacten geopend worden en relaisanker weer in zijn terugkeert. Met het
samen zijn doelbewust de een Bi j
elektrische aansluitingen tot montage-eenheid samengevat.
Fig. 26 M o n t a g e - e e n h e i d ' o p k o m r e l a is met elektrische aansluitingen"
l
(en de motor
met en
-
i ls
doorsnede opkomrelais
rondsel voor en
van de
i nsporen in de startkrans de I n to schakelen
en uittrekbaar tandwiel - het zogenaamde 'rondsel in een startkrans op het Een overbrenging (gewoonlijk tussen 10:1 en 15:1) maakt mogelijk, de hoge aandraaiweerstand van de verbran-
dingsmotor met een betrekkelijk maar snel draaiende startmotor to i s mogelijk. overwinnen. afmetingen en gewicht van de startmotor klein to houden. Opdat het startmotorrondsel tijdens het startverl oop aan de startkrans optimaal kan i nsporen, vereiste koppel kan overdragen en ten slotte op het juiste de tijdstip weer kan vertanding zeer bepaalde eigenschappen:
• voor de
wordt
Fig. 28 (in de motor met en
rondsel)
zijn
7
I
2 Opkom-
een dubbele van
De startmotor grijpt met een klein, in-
J
die van de startkrans.
Fig. 27 Opkomrelais van een startmotor in
3.7.1 Rondsel
het inspoorgunstige evolventenprofiel • de tanden van het rondsel, en van de
Fig. 27
een verhoogde magnetische kracht voor het van de opkom-
met schuifbaar en schroefdraad rondsel
i nspoorstang voor de insporingsslag) I n deze startmotoren montage-eenheid worden de schuifbewegingen van het opkomrelais en de draaibewegingen van de elektrische motor van de startmotor op doelmatige wijze verenigd en op het rondsel overgedragen.
8 Contact-
bruggen
3 4 5 6
9 Schakelas 1
0
aan de voorkant van een
schuine kant • i n tegenstelling tot tandwielen die is voortdurend in aangrijping de asafstand tussen rondsel en startkrans vergroot, om de speelruimte aan de tandflanken genoeg to • het voorkantvlak van het rondsel moet in de ruststand een afstand tot het voorkantvlak van de startkrans hebben en
15
Startmotor-basisopbouw • in het belang van een lange levensduur zijn rondsel- en startkransmaterialen en hun hardheidsgedrag op elkaar afgestemd. Zodra de verbrandingsmotor kracht clan en uit het starttoerental versnelt, moet het rondsel omwille van bescherming van de startmotor de verbinding tussen startmooras en motorvliegwiel moet autot matisch verbroken worden. Derhalve zijn startmotoren ook nog met een vrijloop en een insporings- en
3.7.2 De geval
moet in ieder da t de
zo
van het opkomrel ais en de draaibewegingen van de elektrische motor van de startmotor bij denkbare inspoorsituatie echter onafhankelijk van elkaar - elkaar kunnen overlappen. De omvang van de startmotoren bepaalt echter het onderscheid in de technische uitvoering van de Het onderscheid
Aandrijving met schuifbaar rondsel, elektromotorische rondselverdraaii ng rondI n startmotoren met de verlensel met opkommagneet ging van de ankeras wordt het rondsel via een door de holle ankeras rechtlijnig naar voren begint het angeschoven.
to ker in eerste instantie draaien om het insporingsverloop gemakkelijker to Na het insporen vloeit in de tweede stand de voor het ronddraaien van de verbrandingsmotor. Aandrijving met schuifbaar rondsel, mechanische rondselverdraaiing I n startmotoren met schuifbaar rondse l met aangemonteerd wordt in de eerste stand het totale met rondsel rechtlijnig naar voren geschoven. Wanneer een direct i nsporen niet mogelijk is. treedt de t weede mechanische stand met een aanvullend verdraaien van het rondsel in
l oop zorgt er voor, dat bij ankeras het rondsel meegenomen bij sneller lopend rondsel van de tussen de rondsel en ankeras verbroken wordt. Bij de beschreven startmotoren zijn versies in gebruik: drie
• • • vrijloop met voorkantvertanding. De vrijloop is tussen startmotor en startmotorrondsel geplaatst en het anker van de startmotor bij snel aanlopen van de verbrandingsmotor op ontoelaatbaar hoge toerentallen wordt versneld.
wordt door de benoeming van de startmotorconstructie getypeerd.
en schuifbaarAandrijving met schroefdraadrondsel met I n startmotoren schuifbaar wordt de van het opkomrelais op de meenemer (met rondsel) overgedragen. die op een schroefdraad met grove spoed van de ankeras geleid wordt, Daaruit resulteert een schuif-schroefbeweging. die het insporen van het rondsel aanmerkelijk vergemakkelijkt.
Fig. 30 Insporingsdrijfwerk van een startmotor met schuifbaar- en schro draadrondsel.
3.7.3 Vrijloop Bij alle startmotoruitvoeringen wordt de draaibeweging via een vrijloop overgedragen. De
31 Rollenvrijloop. worden de n de en daardoor een door kracht harde verbinding. van wordende verde kracht door de weer brandingsmotor komen de i n en worden tegen de wilder wordende geschoven Daardoor door anker en verbinding
1
2 3
4 5
4
1
6
I 2 3 4
5 6 Rondsel 7 Ankeras
2 3 4
curve
5 Rol 6 7 8
Fig. 29 Rechts. startmotorrondsel (kleine diameter) in de startkrans van het (grotere diameter) volledig i ngespoord. de
van
to rondsel van een
w
16
Rollenvrijloop Startmotoren met schuifbaar- en ze to worden, met een uitgerust (fig. 31, blad 15). Het element is daarbij een m et die een deel van de meenemer is en daarmee door een schroefdraad met grove spoed met de ankeras is verbonden. De door kracht harde kopwel genoemd de door peling kracht vaste koppeling) tussen de binnen liggende as van het rondsel en de buitenom lopende vrijloopring van de meenemer wordt door rollen tot die zich op de glijstand curve kunnen bewegen. In do rusttoestand drukken schroefveren de rollen in het nauwer wordende gedeelte van de ruimte tussen de glijcurve van de vrijloopring en het
cilindrische deel van de rondselas, zodat bij aanlopende startmotor het rondsel betrouwbaar met de ankeras wordt gekoppeld. aandrijvende worden de rollen in de nauwer wordende ruimte vastgeklemd. Wordt bij het aanslaan van de verbrandingsmotor het startmotorrondsel met groter toerental als het stationaire toerental van het startmotordan komen de anker rollen los to zitten en worden - tegen de veerkracht van de schroefveren in i n het wilder wordende deel van de
ruimte verschoven. Daarmee is de door kracht harde verbinding tussen rondsel en anker opgeheven. Voordelig voor het gebruik van deze vrijloop is, dat slechts geringe to versnellen zijn en het werkzame i nhaalmoment van de verbrandingsmotor betrekkelijk klein is. Fig. 32
Lamellenvrijloop De lamellenvrijloop wordt grotere rondsel startmotoren met het aanslaan van t oegepast. Komt de verbrandingsmotor het toerental van het startmotorrondsel boven die van hot startmotoranker. dan verbreekt de lamellenvrijloop de door kracht harde verbinding tussen startmotorrondsel en startmotoranker. Een schroefdraad met grove spoed op de aandrijfspil zorgt voor deze Daardoor wordt verhinderd, dat de startmotor tot ontoelaatbaar hoge toerentallen wordt versneld. De lamellenvrijloop heeft bovendien de taak als overbelastbaar koppel van de ankeras op het rondsel over to dragen koppel to begrenzen. Essentieel bij de constructie van deze dat de die de totale krachten moeten overdragen, weliswaar in de asrichting verschuifbaar in de meenemerflens of op het koppelingsgedeelte geplaatst zijn, maar radiaal niet verdraaid kunnen worden. Afwisselend staan ze namelijk door meenemernokken aan de buitendiameter met de meenemerflens (buitenlamellen) en aan de met het koppelingsgedeelte (binnenlamellen) in aangrijping. De buitenliggende meenemerflens is vast met de ankeras verbonden. Het koppelingsgedeelte zit daarverdraaibaar entegen op de schroefdraad met grove spoed
van de aandrijfspil (fig. 32). Harde krachtkoppeling Voorwaarde, dat de lamellenvrijloop door wrijving een door kracht harde kan worden. is een zekere druk tussen de lamellen. In de rust-
met lamellenvrijloop
1
2 3 Schotelveer 4 5 en 6 7 Anker 8 Rondsel 9 10 Schroefdraad met grove spoed 11 12
8
9
10
11
stand wordt het lamellenpakket door een geringe voorgespannen veerkracht zo samengedrukt. dat door de aanwezige wrijving het meenemen van het koppelingsgedeelte veilig gesteld i s (fig. 33). Heeft rondsel na het de dan harde voor het starten werkzaam worden. Het koppelingsgedeelte op de beweegt schroefdraad met grove spoed bij vastgehouden rondsel en ronddraaiende ankeras naar buiten tegen de schotelveer, waardoor de druk tussen de lamellen verder verhoogd wordt. De drukverhoging blijft aanwezig tot de wrijving tussen de lamellen voor de overdracht van telkens vereiste startkoppel voldoende is. De harde verloopt daarbij als volgt: Ankeras - meenemerflens buitenlamellen - binnenlamellen - koppeli ngsgedeelte aandrijfspil - rondsel (fig. 34).
Koppelbegrenzing De door de schroefwerking van het t oenemende lamellendruk en daarmee overdraagbare koppel wordt begrensd doordat bij het bereiken van de toelatbare grootste belasting koppelingsgedeelte tegen de schotelveer aanloopt. Het drukt de met zijn schotelveer tegen de aanslagrand van de aandrijfspil. Daarmee heerst een evenwicht van krachten. De lamellendruk kan niet meer verder worden l oop in verhoogd. De dit geval als omdat de lamellen bij de ingestelde maximale kracht en het re -
17
maximale koppel over el-
3.8
t weestanden de bij vooral
kaar heen glijden (fig. 35).
met startmotoren schuifbaar rondsel type KE inge-
kantvertanding met het koppelingsgedeelte (4) gekoppeld is. Het koppeli ngsgedeelte schuift op de schroefdraad met grove spoed naar binnen in
ervoor, dat het koppelingsgedeelte op de schroefdraad met grove spoed tot aan de aanslagring tegen het inwen-
de richting van de motor van de
dige van de startmotor wordt De schotelveer ontspant
startmotor. Het drukt daarbij de veer ( 5) samen. die later het terugstellen van het koppelingsgedeelte verzorgt. De scheiding van de aan de voorkant vertande koppelingselementen (rondse l en koppelingsgedeelte) van de vrijloop met voorkantvertanding wordt door diverse centrifugale gewichten ( 2) ondersteund, omdat die via een conisch gedraaide ring (3) een kracht opwekken. De i n de koppelingsschok bij hernieuwd meenemen van de wordt door een rubberpakket (6) gedempt.
zich daarbij volledig: ze kan geen druk meer uitoefenen. De lamellen komen l os van de druk en zitten vrij naast
heft de harde elkaar. Deze krachtkoppeling op zodat geen gevaarlijke versnellingen op het startanker kunnen worden overgedragen (fig. 36). Vrijloop met voorkantvertanding met voorkantvertanding is De i n samenhang met de mechanische
Fig. 34 Harde krachtkoppeling.
Fig. 33 Lamellenvrijloop i n ruststand.
Van to voren most hot t ot
dingsmotor volgens figuur 38 het rondsel (1) aan. dat door een voor-
aanslaan van de motor gaat het rondsel de startmotor inhalen . Deze verandering van krachtrichting zorgt
van hot
Sours is een
bouwd. Zodra het inhaalproces begint. drijft de startkrans van de verbran-
nhalen Bij versnelling van het motorvliegwiel door ontstekingsimpulsen of bij het I
startmotoren met
worden schuifbaar- en
de van
ho t of
de
een en door de Bij permanents
een ge Bij hot nerator) startmotoren met schuifbaar rondsel voor een ho t ho t tot met een
die pas ho t startmotor parallel aan hot
van de
en
Fig. 36
Fig. 35
r r
veer samen l ingsgedeelte door
l oop? koppe-
van
naar voren
do
on
en
de
Rondsel door loop?
doze m
en
en
work?.
I n
/ n
Is
Fig. 37 vertanding in uitgangsstand.
over
Fig. 38
met vrijloop met voorkant-
met voorkantvertanding in
f
L
6
1
I
Rondsel met voor-
4
l 2 3
voorkantvertanding 5 Veer 6
me t
ho t
rondsel door de (inhaalproces). schuift hot aan de
naar
words
en heft do
de motor van de startmotor en rondsel op.
Startmotortypen
18
4 Startmotortypen
4 .1
Overzicht
en elektrische zijn er in velerlei Hiermee komen ook de bedrijfsomstandigheden veelzijdige overeen, die voor de constructie van en de geelektrische start instal schikte startmotoren zijn. Deze voorwaarden zorgen er voor dat een produktieprogramma met een veelvoud van startmotortypen vereist i s . Belangrijkste kenmerken ter ondersteuning zijn: • Nominale spanning. • nominaal vermogen; • •
startmotoromvang ( poolbehuizingsdiameter van de startmotor): 39
•
constructievorm. Daarbij wordt de nominale spanning bepaald door het toepassingsgebied van een startmotor. Er zijn kleinere startmotoren voor 12V. midelmatige startmotoren voor 12 en 24 V en grote startmotoren, afhankelijk van het gebruik in diverse stapgrootten. tussen 24 V en 110 V nominale spanning. Het vermogen wordt bepaald door het felt, of de startmotor voor een otto- of dieselmotor i s behoefte aan startmotorvermogen) en welk slagvolume deze motor heeft.
De draairichting wordt door de draairichting van de verbrandingsmotor en de montagerichting van de startmotor wordt vooraf bepaald. h et De startmotorgrootte volgt
vereiste nominale vermogen van de startmotor. De constructiesoort hangt samen met het uiteindelijk weer met de ofwel startmotorvermogen samenhangt. De constructievorm ten slotte wordt bepaald door inbouwomstandigheden, montagesoort en
en wordt bij de technische gegevens van de startmotor samen met het bestellingsnummer
Het opschrift van de startmotor (ingegraveerd in de behuizing) verenigt bestellingsnummer• draairichting en nominale spanning. Voorbeeld van een startmotor-opschrift: 0 001 314 002 1 2V
Type-codering De typecodering dient als eerste 39 Voorbeeld van een type-codering
G
•
vow
O E G
65 t/m 79 80 t/m 99
00 t/m 109 1 10 Um 1 19 1 20 t/m 139 14 0 16 9 170 t/m 199 1
J K
a T
B , D , E , F , G =
kenmerken de
•
of H of(
tegen
Nominate spanning in V
van
(R)
12 V
0,8 k W
19
Startmotortypen
Fig. 40 Startmotorconstructiesoorten Overzicht I ns met schulfbaar- en schroefdraadrondsel
m et
h
de startkrans en i s door door grove spoed Op a van de voile startmotorstroom
zondrr
Rrears RL
.
N ile
m et
22 23
m et
m et rondsel
b it
20
M
n m o to r
GB.
1F, JD
24
motor
M
tegen do startkrans en msporen door door msporen Na v a n d e v o i le start motorstroom m et tegen de startkrans on door m e m s p o r en w a n to van V IA de van de startmotorstroom
KB N
_`
26 pound motor
M
o
TB
28
M
28
M
1
Fig. 41. Typeseries en gebruik van startmotoren
soon-
E
op basis
startmotor. TB TF
KE KB 1D 1F ~
V
EV
GF
DW
EF
D IN
EB OF
Ow
nominaal
~ ~
1
V
I
1 2 V
r
7
r
T
1
20 kW Fig. 42 Startmotorbouwsoorten, keuze
Type OB. Type KB. Type JD. Type Type Type GF. Type EF.
rondsel
m et rondselaandnlving met rondsel met rondselaandnlving met
Startmotortypen
20 4.2 Startmotor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel zonder overbrenging
13
1
14
2
15
-
3----
16
4
17
5
18
6
19
-
7
20
8
- 2 1
9 --
22
23
10
24
11
25
12
Wezenlijke kenmerken voor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel zonder overbrenging zijn de elektromotor met directe het opgebouwde opkomrel ais, het insporingsdrijfwerk voor de schuif- en schroefweg en de
Fig. 43 Doorsnede van een startmotor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel
type EF. 2 opkomwikkeling. 3
I
4
5 8 rondsel. 6 meenemer, 7 10 aanslagring. 11 schroefdraad 9 met grove spoed. 12
13
14 contact, 16
15
Type EF met De volgende beschrijving is bij voorkeur gerelateerd aan het type EF. Opbouw en werking van de typen I F en ID is soortgelijk. EB, GB, Opbouw schakeling van Opbouw en startmotoren met schuifbaar- en zonder overschroefdraadrondsel 43 t/m 45. brenging volgt uit de Motor van de startmotor Als motor voor de startmotor is een gel i ngebouwd, waarbij de bekrachtigings- en ankerwikkeling in serie achter elkaar geschakeld zijn. Het motortoerental wordt direct op het insporingsdrijfwerk overgedragen. De verlengde anvan een s chroefdraad met keras grove spoed voorzien, waarop de meenemer van het insporingsdrijfwerk geleid wordt.
Startmotoren met schuifbaar- en schroefdraadrondsel zonder overbrenging worden via een erop gemonteerd opkomrelais met opkom- en houdwikkeling ingeschakeld. Het re-
1
7
1 8
19 21
20 22
24
25
23
l aisanker heeft op zijn uitstekend einde een gleuf, waarin de pin van de met een bepaalde
speelruimte de dode weg - ingrijpt. Deze dode weg maakt het mogelijk, dat de terugstelveer, voor het uitschakelen van het starten. het rel aisanker tegen de uitgangspositie kan bewegen en de contactbrug snel van de contacten kan tillen. Dat is opdat de startmotor na een valse start weer snel kan worden
Insporingsdrijfwerk De meenemer, die schroefvormig op de schroefdraad met grove spoed van de ankeras wordt geleid, is zelf weer via een rollenvrijloop met het rondsel gekoppeld. De spoedrichting van de schroefdraad is zo gekozen, dat het vastgehouden rondsel bij ronddraaiend startmotoranker in de startkrans geschoven wordt. Op de meenemer zitten twee
-schijven, waarin het vorkvormige einde van de vorkhefboom ingrijpt en de schuifbeweging in asrichting overdraagt. Tussen geleidingsring en meenemer zit de insporingsveer als elastisch deel, zodat de vorkhefboom principieel tot zijn eindstand beweegt en de startmotorstroom steeds wordt ook wanneer een rondseltand een tand van de startkrans treft (de schakelaarcontacten sluiten kort voor de eindstand van de vorkhefboom). Meenemer en daarmee ook rondsel worden door de vorkhefboom in asrichting geschoven en draaien daarbij gelijktijdig door de schroefwerking van de schroefdraad met grove spoed naar voren, tot het rondsel tegen de aanslag komt. De schroefdraad met voor, grove spoed zorgt er dat pas na volledig insporen van het rondsel een koppel op de to starten motor kan worden overgedragen. De waarborgt na het i nsporen de door kracht harde koppeling tussen startmotoranker en motorvliegwiel en verbreekt de bestaande harde krachtkoppeling zodra het hoger is als het startmot ortoerental.
Bij de startmotor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel wordt de gehele i nsporingsweg samengesteld uit de schuifweg en de schroefweg.
Met het bekrachtigen van de start-
21
Startmotortypen
I
2
de
1
2 3 4
Ontstekings-
5 6 7 Rondsel 8 9 Anker
Tand
Tand treft op opening
op
3 op claw,
ofwel ontstekingstartschakelaar woren houdwikkeling van den ook het opkomrelais ingeschakeld. Het rel aisanker trekt tegen de veerkracht van
4
won
een terugstelveer devorkhefboom weer via aan. Deze schuift
1 I
en inspoorveer de meenem er met het rondsel tegen de startkrans van het motorvliegwiel. waarbij zich deze delen vanwege de werking van de schroefdraad m et
grove spoed Het anker van de startmotor draait in deze fase nog niet, omdat de hoofd-
Fig.
44
van de van een start-
motor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel
komrelais en schakelen de startmo-
werking van de terugstelveer in de
ronddraaiende torstroomin. Het startmotoranker schroeft door de
ruststand terug. Deze veer zorgt er ook voor, dat het rondsel ondanks trillin-
ankerwikkeling nog niet is ingeschakeld. Bij gunstige stand van rondsel ten opzichte van startkrans komt een tand direct op een tandopening. In dit geval
werking van deschroefdraad m et grove spoed het in de startkrans tegen verdraaiing vastgehouden rondsel nog verder in de startkrans, tot de
gen door de lopende m otor tot het
spoort het rondsel zover in, tot het
Met het sluiten vanhet startm otor-
einde van de schuifweg bereikt is en de contactbrug van het opkomrelais tegen de relaiscontacten De motor van de startmotor is nu ingeschakeld. Bij ongunstige stand van het rondsel stoot een rondseltand op een tand van de startkrans. In deze situatie kan het rondsel natuurlijk niet direct insporen. daarvan wordt de inspo Als ringsveer via vorkhefboom en geleidingsringen zover samengedrukt, tot
stroomcircuit wordt tegelijkertijd ook de opkomwikkeling kortgesloten. Nu werkt slechts de waarvan de magnetische kracht voldoende is, om het relais-anker tot de van het startproces in de i ngetrokken stand vast to houden.
stroomvoor de bekrachtigings- en
de contactbrug tegen de relaiscon-
volgende startproces in de ruststand wordt vastgehouden.
van de ankeras stoot. Fig. 45
in
van
an
Uitsporen van de verbrandingsmotor het toerental van het Nadat bij het
De startmotor is nu ingetacten schakeld en begint to draaien. Daarbij wordt het rondsel langs het van de tanden gedraaid. Bij de eerstvolgende mogelijkheid sporen de rondseltanden onder de druk, die uit de gespannen schroefveer en vooral uit de schroefwerking resulteert, in de startkransopening.
startm otorrondsel boven het statio-
Schroefweg Op het einde van de relaisweg sluiten onafhankelijk van de - in i eder geval de contacten van het op-
de inschakelstand wordt vastgehouden. Pas wanneer de startschakelaar uitgeschakeld wordt, gaan vorkhefboom, meenemer en rondsel door de
naire toerental van de motor van de startmotor gekomen is, verbreekt de reeds uitvoeriger beschreven rollenvrijloop deharde krachtkoppeling tussen rondsel en ankeras. • O p deze manier wordt het anker tegen to hoge toerentallen, en daarmee tegen scha-
a b
15 a
met
do Doze
de, beschermd. Het rondsel blijft in i n aangrijping, zolang de
her startproces -
de
-
van de kortgesloten
I E
H 2 (in
Startmotortypen
22 4.3 Startmotor met en schroefdraadrondsel met overbrenging 1
2
3
4
6
Fig. 46 Anker en planeetdrijfwerk (overbrenging) van een startmotor met overbrenging type voorzien van 1 schroefdraad met grove spoed. 2 Hol (tan
3 4 op ankeras. 5 Anker. 6 Commutator. Startmotoren met overbrenging koFig. 47 Startmotor met overbrenging type EV met seriemotor in d o o r s n e d e . 47 men wat opbouw en werking 5 3 4 2 1 verreweg overeen met startmotoren met schuifbaar- en schroefdraadrondsel, die op conventionele wijze het motortoerental direct op het insporingsdrijfwerk overdragen. kenmerk van deze nieuwe startmotorgeneratie i s een planeetdrijfwerk dat aanvullend tussen poolbehuizing en aandrijflager i s ingebouwd. Het draagt het koppel vrij van dwarsover van het krachten, op het rondsel. Terwijl de planeetwielen van staal zijn vervaardigd, bestaat de startkrans uit een hoogwaardige ter verhoging met minerale van de materiaalbestendigheid tegen slijtage. 1 Deze technische oplossing maakt het 2 Rondsel I toepassen van kleinere en 11 10 9 8 7 6 13 12 3 startmotoren mogelijk, zodat de totale 11 4 6 8 Anker 1 3 9 Permanente met gewichtsbesparing in vergelijking met magneet koolborstels 5 Commutatorde gangbare aggregaten afhankelijk 12 7 Commutator lager circa 35 tot van de uitvoering toch 40% bedraagt. Minder gewicht betekent uiteindelijk echter ook verlaging Fig. 48 Principe voorstelling van de opbouw en de elektrische schakeling van een van het brandstofverbruik bij het rijden startmotor met overbrenging type EV. met een motorvoertuig.
4.3.1 Type EV met seriemotor De startmotor type EV voor mova n torvoertuigen met
I Rondel 2 3 4 5
1.8 tot 3 liter slagvolume bestemd.
6
Opbouw De opbouw van de startmotor met schuifbaar- en type EV volgt uit de figuren 47 en 48.
8 Anker 9 Commutator
met overbrenging Als motor voor deze startmotor is een gelijkstroom-seriemotor
7
met
opkom en II 12
23
Startmotortypen bekrachtigings- en ankerwikkeling in serie achter elkaar zijn geschakeld. Het toerental van de elek-
beschreven startmotor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel zonder overbrenging.
type DWvolgt uit de figuren 49 t/m 51
tromotor m et hoog toerental wordt
door het pleneetdrijfwerk (overbrenging) verkleind en op het insporingsdrijfwerk overgedragen. In dezelfde verhouding wordt het koppel verhoogd. De as van het holle wiel is van een schroefdraad met grove spoed voorzien. waarop de meenemer van het insporingsdrijfwerk wordt geleid.
Opkomrelais Startmotoren met schuifbaar- en schroefdraadrondsel met overbrenging worden net als startmotoren zonder overbrenging door een opkomrelais met opkom- en houdwikkel i ng ingeschakeld. Het is op de startmotor gemonteerd. De schuifbeweging wordt op dezelfde manier door de vorkhefboom op de ankeras overgedragen. Insporingsdrijfwerk I n de opbouw zijn er geen noemenswaardige verschillen ten opzichte van het insporingsdrijfwerk van de reeds
Opbouw De opbouw van de startmotor met schuifbaar- en schroefdraadrondsel
Werking De samenstelling en opeenvolging van de verschillende startstanden komt overeen met de beschreven werking in hoofdstuk 'startmotor het met schuifbaar- en schroefdraadrondsel zonder overbrenging'. Derhalve is noamaals een beschrijving op deze plaats niet nodig.
4.3.2 Type DW met motor met permanente bekrachtiging De motor met overbrenging type DW met permanent veld is voor de toepassing in met ottomotoren tot 5 liter slagvolume ofwel dieselmotoren tot 1,6 liter slagvolume ontworpen. Hij biedt in vergelijking met de dusver gang bare startmotoren onder dezelfde voorwaarden een wel l ager gewicht en kleinere inbouwafmetingen bij gelijk of zelfs hoger startvermogen.
Fig. 49 Startmotor met overbrenging type DW met motor met permanente 4 bekrachtiging in doorsnede. 3 1
5
2
Startmotor met overbrenging Als startmotor is een gelijkstroommot or met permanente bekrachtiging ingebouwd. In plaats van de elektromagneten (poolschoenen met in bekrachtigingscircuit worden alleen permanente magneten toegepast. Anker en permanente magneten zijn gerangschikt van het vermogen van de motor (van de startmotor) qua lengte. Dit motorontwerp maakt het mogelijk. het bouwvolume van de van de startmotor en gehele startmotor essentieel to verlagen en een waardevolle gewichtsreductie to bereiken. Bovendien wordt hoge mozoals bij het type EV tortoerental door een overbrenging op geschikte start teruggebracht en hoge startmotorkoppel
Fig. 51 Inwendige schakeling van de startmotor type DW met permanente 50 1 bekrachtiging.
.
WA WA E
,
H 2 Permanente
Opkomrelais Zoals bij andere startmotoren met schuifbaar- en schroefdraadrondsel is opkomrelais voor schakelen en de startmotorvan de stroom op de startmotor gemonteerd
en draagt de slagbeweging via de vorkhefboom over op de ankeras. Alle typevarianten van de startmotor DW zijn met hetzelfde opkomrelais uitge-
rust.
I
derv
4
it
lager 2 3 Opkom
I? Vorkhelboom 13
5
lager 6
7
10 1 t
van de opbouw en elektrische schakeling van een Fig. 50 Principe startmotor met overbrenging type DW. 50
1
2 3 4 Vorkhelboom 5 6 Permanence magnet 7 Anker 8 Commutator met koolborstels 9 met
en 10 II
Het insporingsdrijfwerk met komt wat betreft opbouw en f unctie met de beschreven uitvoering van andere startmotoren met schuifbaar- en schroefdraadrondsel overeen en wordt voor de verschillende uniform Werking De werking van de startmotor met overbrenging type DW zich niet van de andere startmotoren met schuifbaar- en schroefdraadrondsel. De kan men hoof met onder schuifbaar- en schroefdraadrondsel zonder overbrenging' Enkel de elektrische schakeling wijkt of van de gangbare versie, de i n serie geschakelde bekrachtigingswikkeling niet aanwezig i s . schakelen van de stroom dianker. rect naar de koolborstels en
Startmotortypen
24
4.4 Startmotor met schuifbare en mechanische 1
4
2
5
6
7
8
9
1
10
11
12 13
14
Fig. 52 Doorsnede van een startmotor
Karakteristiek voor startmotoren met schuifbare en mechanische rondselverdraaiing is het erop gemonteerde opkomrelais, het in twee standen werkende insporingsdrijfwerk en de die in vrijloop met het insporingsdrijfwerk i s. 4.4.1 Type KE met seriemotor
met schuifbaar rondsel type KE. Het opkomrelais is op de startmotor gemonteerd en schuift het insporingsdrijfwerk met het rondsel via de vorkhefboom naar voren. Het anker van het opkomrelais heeft op zijn uitstekend einde een zogewaarin de naamde van de boom met een bepaalde Voor aanvullenspeelruimte
De uitvoeringen van het type KE zijn met voor zware dieselmotoren tot 21 liter slagvolume bestemd, die voor de moeilijkste omstandigheden ingezet worden. Bijzondere eigenschappen zijn: • Onderhoudsvrij voor een voertuigrijvermogen tot 800.000 km; • geschikt voor de hoogste •
•
waterdicht en aan de aandrijfzijde afgedicht voor oliedruk voor het gebruik bij motoren met natte koppeling of i n hoge mate ongevoelig tegen thermische overbelastingen door temperatuurbestendige isolatiematerialen.
I Ontstekingofwel
seriewikkeling 6 Vorkhefboom
5 terugstelveer, 6 8 opkomwik7 keling. 9 contactbrug, 10 elektrische
13
1 1 contact, 12 borstelveer, 15 14
17 anker. 1 6 19 8 20 schroefdraad met grove spoed, 21 22 1
O
Tand treft op opening 50
,
7
2 3 4 Houdveer 5
8 Rondsel
9 Batterij 10 Anker
Fig. 53 voorstelling van de belangrijkste arbeidsfasen van een startmotor met schuifbaar rondsel met
Motor van de startmotor
de speelruimte - dode weg genoemd tussen de glijblokken van de vorkhefboom en de geleidingswegen van boom is gezorgd. de Daardoor wordt het mogelijk. voor de terugstelveer van het opkomrelais om het relaisanker over de waarde van de dode weg to bewegen en daarmee de contactbrug snel genoeg van de contacten to tillen.
waarbij de bekrachtigings- en ankerwikkeling achter e lkaar zijn geschakeld. De rondselvormig verlengde ankeras i s van een rechte vertanding voorzien. waarop de meenemer voor het insporingsdrijfwerk geleid
4
Ruststand
Opbouw De opbouw en de inwendige schakeli ng van deze startmotoren volgt uit de figuren 52 t/m 54.
Als motor voor de startmotor is een gelijkstroom-seriemotor
1 Rondsel, 2 vorkhefboom, 3 'draadklos'.
mechan ische rondselverdraaiing, type KE Motor wordt rondgedraaid
;
Startmotortypen Onder bepaalde voorwaarden, biji nsporen in een gevoorbeeld bij blokkeerde startkrans. kan deze dode weg echter nut zifn. Voor geval een aanvullende afschakelveer ingebouwd. Afschakelveer en terugsteldoor hun veerkarakteristiek veer op elkaar afgestemd. dat in rusttoestand de kracht van de afi n opgekomen toeschakelveer en stand - de kracht van de terugstelveer overheerst. Dode weg en afschakelveer zijn nodig, om in ieder geval afschakelen van de startmotor to waarborgen.
25
door opkomrelais tegen de terugstelveer in bewogen. voordat en ankerwikkeling pas helemaal worden. De vorkhefboom totale drijfwerk over de recht vertande geleidingsbaan rechtlijnig tegen de startkrans. Raakt daarbij rondsel in een tandopening van de startkransvertanding, dan kan zover insporen, als zwaaibereik van de vorkhefboom toelaat. Het rondsel heeft dan de volledige schuifweg afgelegd. Tweede
in s p o rin g s s t a n d
het een tand, dan worden de rondsel overige drijfwerkgedeelten rechtlijnig i n de richting startkrans verder geschoven. De schroefdraad met grove vlakvertande spoed van zorgt ervoor, dat rondsel in werkrichting wordt verdraaid. Daarbij wordt gelijktijdig de i nsporingsdrijfwerk geveer van spannen. De t angs de startkranstand tot bij de eerstvolgende rondsel waarin dan onder druk van de gespannen veer dit verloop helemaal draait aan de voorkant vertande koppelingsgedeelte in inhaalrichting.
Komt bij
Startmotoren met schuifbaar rondsel type KE werken om rondsel en startkrans to ontzien met een mechanische t weestanden De meenemer van het insporingsdrijfwerk wordt op de rechte vertanding van de ankeras geleid en is door een koppelingsgedeelte en de vrijloop van de het met met voorkantvertanding rondsel verbonden. De vorkhefboom i nsporingsdrijfwerk verschuift axiaal in de startkrans.
Werking Eerste insporingsstand i nschakelen van de Na
wordt eerst de vorkhefboom
Verder bestaat nog de dat rondsel in een beschadigde kerf van de startkrans komt en niet kan draaien. In dit geval draait.
het drijfwerk door de vorkhefstartmoboom verschoven wordt, t oranker over de schroefdraad met grove spoed, van koppelingsgedeelte met voorkantvertanding, tegen de werkrichting in en de veer wordt en relaisweg gespannen. zo op elkaar afgestemd. dat door dit bewegingsverloop de hoofdstroom niet wordt ingeschakeld. In dit stadium moet de startpoging verbroken wora tden schakeling). Na
schakelen van de startschakelaar ontspant de veer zich weer, rondsel daardoor in inhaalrichting en zo een gunstige uitgangsstand voor een startpoging.
volledig insporen schakelt Na opkomrelais, van zijn atgelegde weg, de hoofdstroom. die op
de klem 30 staat. Daarbij werkt slechts de houdwikkeling. De elektromotor van de startmotor kan volledig koppel op de startkrans van de to motor overdragen. In h a a l- en Zodra door de sneller draaiende verbrandingsmotor een inhaalwerking rondsel door de optreedt, wordt startkrans aangedreven. Het brengt het door de voorkantvertanding v erbonden koppelingsgedeelte via de schroefdraad met grove spoed naar achteren en spant gelijktijdig de
veer van de vrijloop. met De scheiding van de voorkantvertanding wordt aanvullend nog door diverse centrifugale gewichten ondersteund, die via een conische ring een kracht in de Daardoor wordt de motor van de startmotor goed beschermd tegen ontoelaatbaar hoog toerentaal. Pas wanneer de startmotorschakelaar wordt. gaan vorkhefboom en drijfwerk onder druk van de Daarbij wordt terugstelveer nog draaiende anker door een mechanische remschijf snel t ot stilstand De terugstelveer houdt
op 50
30
-- J
drijfwerk vast in de rusttoestand.
T
3 1 Ruststand.
54 Inwendige schakeling van startmotoren met schuifbaar rondsel en mechanische rondselverdraaiing. type K E.
4 Geen i nsporen mogelijk.
1
2 Gunstige insp oringsstand. . , • • •5 •. , , , r
1
en op a
3
, r , ...
on grove spoed do filet samengedrukt
i nsporingsstand. :h' troll op
met grove spoon
en spoors in
t o
van van do do
5 Eindstand Motor
E
de
H
2
i n
q r
stand) land
van
26
Startmotortypen
4.5 Startmotor met schuif-
Motor van de startmotor
baar rondsel met elektromotorische
Het anker van de motor van de startmotor is in het aandrijf- en
Startmotoren met schuifbaar rondsel en elektromotorische rondselverdraaii ng worden voor het starten van grote verb gebruikt; ze werken voor het ontzien van rondsel en startkrans met een elektrisch t weestanden ondersteunt De eerste i nsporen van het startmoenkel torrondsel. De verbrandingsmotor wordt daarbij nog niet rondgedraaid. Pas in de tweede stand wordt direct voor het van de de bekrachtii ngeschakeld. gings- en Startmotoren van deze constructie worden gekenmerkt door het felt dat de opkommagneet samen met de andere onderdelen coaxiaal, dus in een asrichting, geplaatst is. Tot deze constructiesoort worden gerekend: KB/QB-startmotoren en TB/TF-startmotoren.
4.5.1 Type KB/QB met compoundmotor Opbouw De doorsnede (fig. 55) toont de opbouw van een KB-startmotor.
commutatorlager gelagerd; heeft een holle ankeras, die tot aan het aandrijflager als meenemerflens voor de lamellenvrijloop uitgevoerd is. Deze meenemerflens is door een deksel afgesloten, waarop een glijlager voor de lagering van het startankermotor in het aandrijflager zit. Aan de commutatorkant is het startmotoranker in een glijlager gelagerd. de schakeling van het inwendige (fig. 58) volgt, dat naast de seriewikkeling nog een shuntwikkeling voor opwekken van het veld client. Deze shuntwikkeling blijft bij uitvoeringen van het startmotortype KB principieel in beide schakelstan-
den parallel aan de motor van de startmotor geschakeld. Bij verdere de (andere) uitvoeringen wordt als shuntwikkeling in de voorschakelweerstand in serie met de motor van de startmotor geschakeld. om door begrenzing van de ankerstroom aan een langzamere ankerverdraaiing bij to dragen. In de
hoofdstand staat ze parallel aan de motor van de startmotor en zorgt voor een begrenzing van maximale startmotortoerental. Bij koppel wordt ter verhoging van nog aanvullend een van de hulpwikkeling gebruikt.
Fig. 55 Doorsnede door een startmotor met schuifbaar rondsel, type KB met elektrisch Men herkent in het achterste deel de via de weestanden nspoorstang op het rondsel werkende opkommagneet, in het voorste deel de l amellenkoppeling 1
2
3
5
en stuurrelais Op commutatorlager zijn een opkommagneet voor het rondsel en een stuurrelais voor de beide schakelstanDeze plaatsing van de de n opkommagneet maakt rondsel via een inspoorstang. die naar voren door de holle ankeras heeft de wordt geschoven. opkommagneet de taak via ontkoppelhefboom, pal en aanslagplaatje de contactbrug van stuurrelais vrij to geven.
waarvan De aandrijfspil. op de schroefdraad met grove spoed de lamellenvrijloop zit, is in een rollenlager i n de aandrijfslagerbehuizing en in een naaldlager van de ankeras gelagerd. Het rondsel is met de drijfwerkspil door een pasveer verbonden. De krachtkoppeling tussen startmotoranwordt, ker en van de arbeidsfase, door de reeds uitvoerig beschreven lamellenvrijloop verzorgd of onderbroken.
Werking De afbeeldingen en de beschrijving i n- en uitsporen van de werking bij type KB. zijn afgestemd op 1.
rid
Na
van de startscha-
Fig. 58 Schakeling van hat inwendige van een startmotor met rondsel
type KB (24V 5.6 kW) met voor de shuntwikkeling.
8 9 10 11
1
S tuurrelais
2aPal 2
E H Houdwikkeling
3 4 5
voor
Fig. 59 Schakeling van het inwendige van een m et schuitbaar rondsel. type
50
I 2 3 4 Anker 4
31
Fig. 57 Opkommagneet van een KB-start of 2 1
I
hot 3
Magneetanker
1
E H Houdwikkeling
2
van de 3 Opkom-on
2 Pal 3
Stuurrelais la Pal I
3 5
Houdwikkeling
Startmotortypen kelaar vloeit stroom door de wikkeling van het stuurrelais en door de houdwikkeling van de elektromagneet. Ten gevolge daarvan sluit het stuurrelais dan direct ook het stroomcircuit van de opkomwikkeling van de opkommagneet. Het magneetanker schuift nu via en aandrijfspil het rondsel tegen de startkrans van de Tegelijkertijd verbrandingsmotor. wordt de met het startmotoranker in serie geschakelde shuntwikkeling bekrachtigd. Ze werkt samen met de opkomwikkeling van de opkommagneet als voorschakelweerstand voor de startmotor-ankerwikkeling (bij bovendien nog de hulpwikkeling). Daardoor wordt de ankerhet stroom zo sterk startmotoranker slechts een gering koppel kan ontwikkelen en derhalve
ook maar zeer langzaam draait. In de schakelstand wordt het i n axiale richting naar voren geschoven en tegelijkertijd langzaam rondgedraaid. om een soepel insporen mogelijk to maken. De verbrandingsmotor wordt nog niet rondgedraaid, omdat het geringe startmotorkoppel hiervoor niet i s. het startmotorrondsel ten gevolge van ongunstige stand niet direct kan insporen, wordt het l angs de voorkant van het vlak met tanden van het startkrans-vliegwiel
2 7
i n de
rondgedraaid. tot de
i nspoort. Bij een blinde schakeling tengevolge van een tand-op-tand of kant-op-kant stand kan het rondsel echter niet insporen. In dit geval moet het startverloop direct onderbroken en daarna weer herhaald worden. 2. Schakelstand (hoofdstand) Direct voor het einde van de rondseleen ontkoppeli nspoorweg hefboom een pal, zodat de contactbrug van het stuurrelais vrijgegeven wordt. Onder de werking van een gespannen veer wordt de contactbrug met een slag tegen de contacten gedrukt. Ze schakelt de hoofdstroom in, die dan door seriewikkeling en anker vloeit. Bij startmotoruitvoeringen schakelt bovendien een wisselschakelaar van de opkommagneet de shuntwikkeling parallel, zodat de seriefunctie, tot dusver werkzaam, (fig. 58). De mowordt nu de tor van de startmotor stroom en door middel van de de met het volledige koppel
Inhaal- en uitsporingsproces Kom t bij het aanslaan van de
verbrandingsmotor het boven het stationai-
re toerental van het startmotoranker. dan treedt een verandering van de
richting van de kracht op. Door van de schroefdraad met grove spoed in de wordt de harde krachtkoppeling tussen startmotorrondsel en startmotoranker onderbroken en hiermee wordt de motor van de verhinderd. startmotor versneld wordt tot to hoge t oerentallen. Het rondsel zelf blijft echter nog in aangrijping zolang de startschakelaar wordt bediend. Pas wanneer de startschakelaar losgelaten en de startmotor uitgeschakeld i s de voor de wikkeling van het stuurrelais van de voorkomen. Het opkomamgneet stuurrelais onderbreekt daarna het hoof het drijfwerk met het rondsel door een terugstelveer, die zich binnenin de holle ankeras bevindt, ook weer in de ruststand kan worden gebracht. Het rondsel spoort uit en keert in zijn uitgangsstand terug. De genoemde terugstelveer heeft ook de taak, de aandrijfspil de trillingen door de motor tot volgende startproces in de ruststand vast to houden. Bij het uitsporen wordt ook de door de veer belaste pal van het stuurrelais weer in de sperstand gedrukt, zodat het volgende startproces weer in twee standen kan
Ruststand.
f
1
r 2 Pal 3
',1 1
4 Stuurrelais
5 Contactbrug 6 Aanslag 7
1 0
t
E H 8 Anker 9 Bekrachtigingswikkeling N R I 0 Rondsel
Fig. 60 voorstelling van de belangrijkste arbeidsfasen van ee n startmotor met schuifbaar rondsel type K B.
2 Tand treft op opening.
1 1 1
2
1 Ruststand. Startmotor stroomloos. Veer van het stuurrelais in
2 Gunstige inspoorstand. mgeschakeld Aanslaq tegen pal opkommagneet en mgeschakeld. Rondsel wordt naar voren geschoven. Anker draait (schakelstand 1) met gering koppel. Rondseltand op tandopening en in de startkrans
3 Geen insporen tegen pal. shuntwikkehng wordt naar voren treft op i nsporen. Startpoging moet
Aanslaq zit opkommagneet en Rondsel
en kan worden
d
1
NO
I
4 Motor wordt rondgedraaid.
4 Eindstand. Pal door Contactbrug schakelt voor i n (schakelstand 2) Startmotor heeft koppel Motor
Startmotortypen
2 8
4.5.2 Type TB/TF met compoundmotor 5
4
17
6
25
8
11
12
13
Fig. 61 Doorsnede van startmotoren van de type serie T.
8
1
22
23
Opbouw opbouw van de TDe startmotor komt grotendeels overeen met de startmotoren KB/QB. verschillen komen voor in de vorm van de behuizing, de lagering en i n het elektrisch bereik van de startmotoren. Zo is bijvoorbeeld de meenemerflens van het startmotoranker niet in een maar in een antifrictielager van de aandrijflagerbehuizing gelagerd. Ter bescherming tegen binnendringen van olie, vuil of stof in i nwendige van de startmotor zijn verschillende onderdelen speciaal afgesloten.
zonder overbrenging dragen de aanduiding TB, startmotoren met 2 lamellenvrijloop, 3 inoverbrenging de aanduiding TF. Passingstuk voor spoorstang, 4 anker, 5 koolbors tel. 6 borstelhouder. 7 elektrische a ansluiting. 8 rondsel, 11 poolschoen. 12 bekrachtigings9 schroefdraad met grove spoed. 10 wikkeling, 13 commutator, 14 uitschakelveer, 15 opkommagneet, 16 stuurrelais, 17 tus21 senbehuizing. 18 bovenste vork. 19 geleidingsring, 20 22 onderste vork, 23 ov erbrengingsas, 24 overbrengingswielen, 25 aandrijflager.
tatorlagerbehuizing ondergebracht. niet in een uitstulping zoals bij type KB en OB. Het rondsel wordt door de op dezelfde opkommagneet via een inspoorstang naar voren die door de I n de ankeras bevindt zich bovendien nog een tegenwikkeling, die als bepalen van voor i nsporen startmotorkoppel bij dient.
Thermoschakelaar Voor startinstallaties. waarbij met bijzonder lang starten en steeds weer herhaald schakelen moet worden gerekend (bijvoorbeeld bij geringe batbeschadigde terijspanning, Motor van de startmotor of storingen aan de Het anker van de motor van de worden T-startmostartmotor heeft net zoals het type KB/ toren met twee ingebouwde thermoQB een holle as, die tot aan voor schakelaars ter bescherming tegen aandrijflager als de lamellenvrijloop is uitgevoerd. Bij een thermische overbelasting van schakelen in de eerste en tweede uitvoeringen tot 36 V zit naast de segebruikt. Deze thermoriewikkeling bovendien nog een remschakelaars zijn in serie geschakeld en wikkeling op de poolschoenen. Deze i n de koolborstels of in verbindingswerkt niet, zolang de startmotor in geleidingen ingebouwd. Komt de tembedrijf is. Na het uitschakelen van de van de wordt de remwikkeling peratuur in de startmotor opkommagneet onder invloed van door een contact van het stuurrelais start- blinde schakelingen of door temperaparallel aan nog demotoranker geschakeld en werkt turen van andere die anker l en boven bepaalde waarden, dan daardoor als onderbreken de thermoschakelaars i n de kortst mogelijke tijd stilzet (fig. 62). Bij uitvoeringen vanaf 50 V is geen de startmotorleiding 50 en schakelen remwikkeling. maar ee n shuntwikke- de startmotor af. Na ongeveer 20 minuten is de startmotor zover afgel i ng aanwezig. koeld dat weer kan worden gestart. De i nwendige van schakelingen van Opkommagneet en stuurrelais zulke startmotoren kunnen afhankelijk De elektrische aansluitingen en van de nominale spanning onb eduistuurrelais zijn samen met de opkomTer voormagneet in een cilindrische commu- dend van elkaar
E
62
motor met V.
v a n e e n s t a r trondsel type TB 24 2 a Pal
1
3
•
4
•
5
i s bij startmotoren van van spanning parallel aan de thermoschakelaars nog een
bij bet type
l oop, met met en rondsel. De startmotor grove zich van bet type type door een overbrenging TB (fig. 61). Bij de i s bet
rondsel ten Door de
van bet anker bepaalde kunnen bij de
montage van de startmotor aan de
worden. De overbrengingsas met rondsel is in bet en i n i n de de van de inspoorstang over op de overbrengingsas met rondsel. Bij bet
Startmotortypen i nsporen verloopt de beweging als volgt: Anker van de opkommagneet - in-
spoorstang - geleidingsring -- bovenschakelring - overbrenste gingsas rondsel. Voor het starten van zeer grote motoren voldoet een startmotor alleen niet Er zijn derhalve startmotoren met aanvullende elektrische aansluitingen voor parallelbedrijf. Werking
Afgezien van bepaalde schakeltechde wernische bijzonderheden king van startmotoren van de typen TB/TF en KB/QB ongeveer overeen. schakelstand
Bij het bedienen van de startschakel aar vloeit stroom via klem 50 door de houdwikkeling van het stuurrelais. Tengevolge hiervan opent het stuurrelais de contacten voor de remwikkeling en schakelt de opkomwikkeling en tegenwikkeling van de opkommagneet in. Het magneetanker schuift met behulp van de inspoorstang de aandrijfspil met het rondsel tegen de
29
startkrans. Tegelijkertijd krijgt de seriewikkeling (hoof een geringe stroom via de als voorschakelweerstand dienende opkom- en tegenwikkeling, waardoor het startmotoranker langzaam gaat draaien. De startmotor schakelstand ontwikkelt in deze nog niet zijn volledig koppel. Nog het einde van de inspoorweg wordt de contactbrug van de opkommagneet tegengehouden, doordat een aanslagplaatje tegen een pal stoot. Het magneetanker beweegt echter nog verder. Het rondsel wordt dus tegelijkertijd naar voren geschoven en langzaam gedraaid. om een soepel insporen mogelijk to maken. Komt tand tegen tand, dan wordt het rondsel langs de voorkant van de startkrans zodat het gemakkelijk de weg in de volgende tandopening kan vinden. Zelfs wanneer het rondsel zonder wordt de motor problemen nog niet rondgedraaid. Het ontwikkelde koppel van de startmotor is daarvoor in deze schakelstand nog to gering.
Kan het rondsel vanwege kant-opkant-stand niet i nsporen, dan moet een hernieuwde startpoging worden ondernomen. 2e
(hoofdstand)
voor het einde van de inspoorweg tilt een de pal op. de tweede schakelstand in to l eiden. Ze geeft het aanslagplaatje vrij. waardoor een veer, die zich tijdens het i nsporen had voorgespannen. weer kan ontspannen. Daardoor wordt de contactbrug met een klap tegen de contactgeleiders ge drukt, wat een eventueel vastlassen van de contactbrug bij vertraagd insporen ver hindert en bijdraagt tot een essentieel langere l evensduur van de contacten. Tegelijkertijd worden weliswaar de opkomen tegenwikkeling van de opkommagneet kortgesloten, het magneetanker wordt echter door de stroomvoerende houdwikkeling in de gehouden. De startmode volledige stroom. t or krijgt ontwikkelt zijn volledig koppel en draait door middel van de door kracht
Ruststand. ,
10
5
j
, z
1
„
6 2
3
8 Anker 9 Bekrachtigings wikkeling (remwikkeling en
1
Onstekings- en start ri 2 Pal 3 4 5 Contactbrug 6 Aanslag 7 Opkommagneet
Tand treft op tand of kant.
Tand treft op opening.
r
10 Rondsel 11 Batterij 12
Fig. 63 S chematische voorstelling van de belangrijkste arbeidsfasen van een startmotor met schuifbaar rondsel (type TB 24V.
I
hard gesloten lamellenvrijloop de mot or aan.
O Motor w ordt rondgedraaid.
Ruststand.
1
en uitspoorverloop ^ ,. .,°
2 Gunstige insp oorstand.
1
.
3
Geen
mogelijk. .n
w
,
p
Uitsporen en 5
^:e •
4 Eindstand. ,., ,
e
t
5 Uitsporen. .
e .
Zodra het toerental van de aanlopende ververbrandingsmotor breekt de vrijloop, zodat geen gevaarlijke versnellingen op het startmotoranker kunnen worden overgedragen. Het rondsel is echter nog in zolang de startschakelaar bediend wordt. Pas bij het uitschakel en van de startschakelaar worden de wikkeling van het stuurrelais en de houdwikkeling van de opkommagneet Het stuurrelais onderbreekt het stroomcircuit van de opkomwikkeling en schakelt de remwikkeling in. Een afschakelveer drukt het magneetanker in zijn ruststand terug. Daarmee wordt ook het hoofdstroomcircuit onderbroken.
Inbouwen van de startinstallatie
30
van de startinstallatie
5
5 .1
Montage van de start-
5.2 Startmotor-hoofdleiding
motor
Bij een blik onder de motorkap van een personenauto kan men zich ervan overtuigen, dat de van de batterij naar Startmotoren worden ofwel door het vliegwiel naast de krukasbehuizing of de startmotor lopende hoofdleiding naast de ver- een opvallend grote doorsnede heeft. achter Bovendien is de afstand tussen batterij snelling bevestigd - afhankelijk van de en startmotor en zodoende ook de uitvoering met flens of op een zadel, elektrisch goed geleidend met de l eidinglengte zo kort mogelijk gehoumotormassa verbonden. Kleinere en den. Dat wijst erop, welke betekenis middelmatige startmotoren worden bij aan deze startmotor-hoofdleiding toeflensbevestiging meestal met een gekend moet worden. De doorsnede met twee gaten gemonteerd, van een elektrische leiding hangt startmotoren een SAE-flens steeds van de aangesloten verbruikers ( genoemd naar de Society of Auto- af. De grootste verbruiker in het motive Engineers) hebben. Verschil- voertuig is - ook maar kortl ende voertuigtypen zijn van een aanstondig voor het startproces - in ieder vullende steun voorzien, om de trilgeval de startmotor. De grootte van de l i ngsbelasting van de startmotor to batterij wordt door hem bepaald en de Bij zadelbevestiging verminderen. dimensionering van de startmotorworden stevige klembeugels of een hoofdleiding ook. gebruikt. Tussen batterij en startmotor vloeien De montagestand is in het algemeen startproces zeer grote tijdens waarbij elektrische aan- stromen. Bij toerental '0' en ingesluitingen en opkomrelais boven spoord rondsel kan afhankelijk van de grootte van de startmotor kortstondig Startmotoren. waarvan de lagers vanwege bijzondere een kortsluitstroom van 335 A (type ( stof, vuil) vaker nagesmeerd DF) tot 3250 A (type KB/TF) vloeien. de moeten worden, vereisen vrij toegan- Onder deze voorwaarden een zo mohoof kelijke smeerpunten. Een inpassingsstuk aan de startmotor gelijke weerstand hebben, opdat geen dient voor het centreren en aanhouden to hoog spanningsverlies optreedt. van de Land-flank speelruimte. de weerstand (aanvoer- en tekan de rugvoerleiding) niet boven 1 mil moet tegen het binnendringen van vuil, komen, is toelaatbare spanningsolie en spatwater in de startmotor verlies bij 12 V nominale spanning op afgedicht worden. 0,5 V en bij 24 V nominale spanning op 1 V begrensd. De hoofdleiding van de startmotor moet dus zo kort mogelijk worden gehouden en een voldoende grote doorsnede hebben.
65 Startmotor met
steun. Flensbevestiging 2 Steun 2 I
Voorbeeld: De startmotor type EF 12 V 0,85 voor tot 2 liter slagvolume wanneer hij aan een batterij met nominale capaciteit van 55 Ah aangesloten is, een kortsluitstroom van 427 A op. Wanneer rekening gehouden met leidingverwarming en span ningsverlies moet een 1,9 m lange startmotorhoofdleiding minstens een doorsnede hebben van circa 30 mm 2 ( afgerond op de eerstvolgende gedoorsnede van normaliseerde 35 mm 2 ). i n de reDe stroomterugvoer gel via de startmotor- en motormassa. Dit wordt mogelijk gemaakt door een goede massaverbinding van de startmotor en optimale massaterugvoerl eiding tot aan de batterij. Als een terugvoerleiding aanwezig is, kan deze vervallen. De elektrische aansluitingen worden met rubberen hulzen of rubberen kappen De vereiste doorsnede van een startmotor-hoofdleiding hangt van de volaf: gende • Stroomopname van de startmotor bij kortsluiting (toerental '0') en met oog op de verwarming toelaatbare belasting van de • materiaal van de toevoerleiding en zijn soortelijke elektrische weerstand (vanwege de gunstige materiaaleigenschappen zijn koperleidingen • •
nominale spanning van de startinstallatie en toelaatbaar spanningsverlies bij kortsluitstroom.
Fig. 66 Startmotor met zadelbevestiging. de startmotor-
1
behuizing
31
Inbouwen van de startinstallatie 5 .3S ta r ts c h a k e la a r
Bij schakelaars, die voor startinstallaties van belang zijn. gaat het meestal Ze om mechanische voor het direct schakelen dienen van kleinere startmotoren of voor het i ndirect schakelen van grotere startmotoren via een aanvullend vereiste relais.
5.3.1
m e t een functie
Van het aanzetten tot het starten n de van de de van met cen I )it wars erg to en (fail l urk tells nog
na do start
I
5.3.2 Ontstekings- en voor voertuigen met Ontstekings- en startschakelaars met i ngebouwd veiligheidsslot zijn schakelaars met meervoudige functie voor batterij-ontstekingsinstallaties. Hiermee wordt de stroom voor het grootste gedeelte van de verbruikers, inclusief de ontsteking, ingeschakeld en het starten uitgevoerd. De schakelaaruitvoeringen onderscheiden zich door het aantal schakelstanden of ook wel door het felt of een startherhaalverhindering ingebouwd is of niet. De gebruikelijke schakeistanden kunnen bovendien met de standen 'parkeerlicht. en/of 'radio aangevuld zijn. Vanuit de laatste ' starten' gaat de sleutel automatisch in de basisstand 'in' terug.
met schuithaar hem cinde van het ankcr was dat met %an de in be t hij van de door zijn ruststand axiaal wcrd. I let insporen en starten m en met dric cen
5.3.3 Gloeistartschakelaar voor voertuigen met dieselmotor Voor het starten van worden gloeistartschakelaars in de vorm van trek-, draai- of sleutelschakelaars gebruikt. hebben Gangbare startinstallaties trek- of draaischakelaars, die uitsluitend voor het voorgloeien en starten geschikt zijn. Deze gloeistartschakel aars met de drie schakeistanden veronderstellen een aanvullende rijschakelaar. waarmee van to voren de elektrische installatie wordt. Na het i nschakelen van de algemene rijschakelaar wordt de schakelknop van de trekschakelaar i n stappen in de voorgloei- en startstand getrokken en daar voor de duur van het gloei- en startproces vastgehouden. Bij he t l oslaten gaat de schakelknop autot erug. Bij matisch in de basisstand draaischakelaars wordt hetzelfde startproces door een draaibare schakelingreep mogelijk Sleutelschakelaars hebben een van gloeistart- en rijschake-
nicest och do
C e ll
Cell in
van de
Reeds in het par 1 9 1
2
be t
met de house een startcent motor (lange Ii ' starter' bet principe in de do van l awn in par wcrd. wcrd cen (tic een Door cen die wcrd huge Dc van de via cen en cen die de
I
in
ruststand.
n de
under
s
door
tot
en en de n de functie van do startmotor. %o wcrd in door over name van de startmotor met in de met en schuithaar circa It) jaren later de m et schuithaarI let va n start 111.1 i s t ot i
t • .
j,
l aars.
Ze vervullen met de veer (of vijf) schakeistanden vereiste schakelfuncties en maken zodoende een rijschakelaar overbodig.
do dic van do
patenten in bet jaar
%an de
l
, an
Door
De drukknop is als normale schakelaar
met een functie met de eenvoudigste soon De drukknop gaat automatisch in de uitgangsstand
de
' Bosch-starter' uit het jaar 1913 met planeetaandrijving en
Inbouwen van de startinstallatie
32
5.4 Relais
Elektromechanisch start-sper-relais I n elektromechani-
Relais worden voor grotere startmotoren gebruikt en hebben afhankelijk van het verschillende taken to • Schakelen van de hoge startmotorhoofdstromen: • omschakelen van de
sche start-sper-rel ais bevinden zich n I VA het schakelrelais I en III met n contacten 31 _] verbreekopen wisselcontacten, waarmee kom- ofwel stuurrelais in de startmotor stroom krijgt en verder een schakelrelais II met maakcontact, waarover een aan de buitenkant van het startsper-relais gemonteerde condensator wordt. De condensator het relais I met verbreekdient contacten nog enkele seconden to houden en daarmee schakelverloop to verhinderen, indien de motor bij eerste starten niet op gang komt of na eerste ronddraaien afslaat. Bij lopende motor wordt, door de door de dynamo opgewekte spanning, verbreekcontact van relais III geopend en maakcontact van relais II gesloten opdat bij onmiddellijk herhaald inschakelen van de startschakelaar het startproces verhinderd wordt en het rondsel niet in de nog draaiende startkrans kan insporen ( gevaar van beschadiging). Elektronisch start-sper-relais elektronisch start-sper-relais heeft het van het en aantal slijtageD+ 31 delen, want inwendig is nog maar slechts een schakelrelais ingebouwd. Verder heeft de anders vaak zeer lange startmotorleiding (bijvoorbeeld bij bussen met achtermotor) geen ongunstige uitworking omdat de klem 50 van de startmotor niet door de ver verwijderde rijschakelaar, maar direct start-sper-relais door 30 via wordt Verder is een betere stabiliteit van de waarden (zoals bijvoorbeeld aanwezig. of
• • •
bescherming voor schade aan de startmotor en startkrans; bij valse start; van startmotoren.
1
5.4.1 Batterijomschakelrelais Het
wordt i n gemengde 12/24 V-installaties (12 V 0 voertuignetspan31a 30a ning en 24 V startmotorspanning) gebruikt. Na indrukken van de startschakelaar krijgt het schakelrelais in het batterij-omschakelrelais via klem 50a stroom. parallel schakelt de contacten zoom dat de beide van to 12 V-battevoren parallel rijen voor het startproces tijdelijk achter elkaar geschakeld worden en op de startmotor een spanning van 24 V staat.
5.4.2 Start-sper-relais Het start-sper-relais wordt pas dan startproces niet optimaal kan worden bewaakt. van de dient ter het rondsel en de motorstartkrans in met motor onder de vloer, of achtermotor, start instal met afstandsbediening en volautomatisch startende installaties (bijvoorbeeld met enzovoort). In de volgende functies vervuld worden: start; • Uitschakelen • verhindering tot starten bij draaiende motor: • verhindering tot starten bij motor; • tot starten na start (geen zelfstandig lopen van de 4 motor), waarbij bij de laatste twee functies pas een hernieuwde start mogelijk is, nadat de spertijd afgelopen is. start-sper-relais werkt afhankelijk van de spanning van de dynamo of van een toerentalgever. Daarbij is de soort spanningsstijging (spanningsverloop tussen nul V en nominale spanning, gemeten op de klemmen D + en D van de koude en warme dynamo) bij over het starten in samenhang met van de krukas ten to brengen opzichte van maatgevend.
5.4.3 Startherhaal relais
+ G
ter van het 31
relais in aanlopen van de motor niet door de bestuurder is to horen bedrijfsmotovoertuig ( bijvoorbeeld met achtermotor, dieselmotorwagen), bij parallelbedrijf van twee
alsook bij stationaire installaties met uitsluitend ontworpen voor of mestartmotoren met chanische tweestanden manier van i s
i nschakeler (K-, Q- en T-startmotode klem ren). die Bij normaal insporen 48 nodig he het startvan de aan. Komt bij schakeling echter terecht. volgt niet in de opkomrelais ondanks
geen leveri g van hoofdstroom over de contacts . starther aalrelais dient ook als beopkomrelais. veiliging vo Dat gebeur met behulp van een vertraagd 5.4.4 l ais
met stuurre-
bi j met lagere stuurrelais spanning (t 36 V) zich voor de motorhoofdstroom in de startmotor avindt, is het bij installaties met here ( 50 t/m 110 V) met et startherhaalrelais verwordt een verhoogde enigd. van de schakelprocessen
5.4.5 5
voor houdschak eling -I I n installaties van motorwagens, en stationaire met d ru k-,
30151
f L_ 87 i
zijn vaak die kortstondig l en en dan de startmotor-
kunnen aanstuurlei ng relais houdschakeling verhindert, da de startmotor tijdens startproces deze i n- en paraten on vastlassen van de wat of schakelbru i n het opkomrelais kan l eiden.
6
5.4.6 Dubb startrelais Voor 30f van zeer
starten
twee gelijktijdig aandrijvende startmotoren met 0 3 schuifbaar rondsel nodig: bij een voor paral van de met deze parallelstar het dubbele s rtmotorvermogen. Voor met parallelstar spanning Qt 36V) is een reist. Dit zorgt ervoor. dat bij beide - pas na volledig in: oren van de beide de - gelijktijdig wordt ingeschakeld. hoofdstroo draaien dan Beide elijk de motor aan.
van de
7
5.4.7 Schakelrelais voor parallelbedrijf I n 50 30h 11 501 hl 30 f 50011 stallaties met re spanning (50 t/m 110 V) wordt naast het startherhaalrel ais met stuurrelais 0311 een schakelrelais voor parallelbedrijf gebruikt. De hoofdstroom voor startmotor I wordt daarbij door het startherhaalrelais met stuurrelais, de hoofdstroom voor startmotor II daarentegen door het schakelrelais voor parallelbedrijf dit zorgt bovendien voor het insporen van beide startmotoren.
5.4.8 8
_
33
Fig. 67 Schakelingsvoorbeeld.
Twee
type KB (12
II
30f
3f
startmotor I
50 g'
°31 startherhaalrelais
relais
enzovoorgeschreven, waarmee het voertuignet van de batterij kan worden gescheiden. Daardoor kunnen zowel kortsluitingen (bijvoorbeeld bij reparaties, ongelukken door botsing) alsook door kruipstromen veroorzaakte ontledingsverschijnselen aan spanningsvoerende delen, die aan inwerking van zouthoudend spatwater ( winterbedrijf) blootgesteld zijn, vermeden worden. Bij installaties met i s een elektromagnetische nodig. Hij verhindert, dat de dynamo bij lopende motor van de batterij kan worden gescheiden.
starther-
+4
(batterijhoofd1 schakelaar) Bij elektrische installaties in bussen,
voort is een
24 V) in parallelbedrijf met
haalrelais en
°D+
50e start-sperrelais
J
batterij
rijschakelaar
van de dynamo
34
Inbouwen van de startinstallatie
5.5
Voorbeeld: 12 V 88 Ah 395 A. dat wil zeggen: • Nominale spanning in V (12 V) • nominale capaciteit in ampere-uren ( 88 i n ampere • koude-teststroom ( 395 A): van startDe nominale spanning motorbatterijen bedraagt in het algemeen 12 V. De feitelijke klemspanning Us van de batterij neemt echter met toenemende belastingstroom of vanwege de inwendige batterijweerstand tot beneden de nominale spanning. Deze weerstand blijft niet steeds hetzelfde maar is onder meer afhankelijk van temperatuur en laadtoestand van de batterij: hoe lager de temperatuur en hoe slechter de laadtoestand van de batterij, des to hoger is de inwendige weerstand van de batterij en des to l ager de kl emspanning van de batterij. De aan de klemmen van de startmotor beschikbare spanning U., is ten slotte nog met de waarde van het spanningsverlies in de toevoerleiding (U, I kleiner dan de batterijspanning. Voor de startmotorspanning geldt
Bij het starten moet de verbrandingsvanuit motor in enkele stilstand in beweging gebracht worden. Daartoe is een groot koppel en een bepaald minimaal toerental vereist. i n de batterij opgeslagen De energie moet derhalve in zo kort mogelijke tijd in elektrische energie omgezet worden. Dit geldt vooral ook bij lage temperaturen. Startmotorbatterijen zijn aan deze voorwaarden aangepast. 5.5.1 Opbouw l edere startmotorbatterij bestaat hiermeerdere cellen.
toe worden ook startmotorbatterijen l everen per cel ongeveer 2 V ( voor 12 V-batterijen dus 6 cellen). De afzonderlijke cel heeft een plaatblok, samengesteld is uit positieve en negatieve platen en de tussengevoegde scheiders. De platen bestaan uit corrosievaste hardloden roosters met hierop aangebrachte 'actieve bij de geladen plus-platen. verdikt lood bij de geladen min-platen. Platen van dezelfde opbouw zijn met elkaar door een platenverbinder verbonden. Hoe meer platen van gelijke polariteit parallel geschakeld zijn, des to hoger is de kan afstroom, die men
nemen. Naburige cellen zijn door inwendige verbindingen, die de cellen direct met elkaar verbinden, Scheiders van voor de zwavelzuur) batterijzuren doorlaatbaar microporeus materiaal verhinderen kortsluiting door onderl i nge aanraking van de platen van verschillende polariteit. Alle cellen zijn door een gemeenschappelijk deksel zuurbestendig vastgelast. Voor het vullen van het batterijzuur heeft het
deksel per cel een opening. die met een stop afgesloten is. De stop laat inen uitlaat van gas toe, maar verhindert ook het binnendringen van vuil en water en het naar buiten komen van zuur en Onderhoudsvrije batterijen hebben geen afsluitingsstoppen meer, omdat de zure vulling voor de gehele levensduur voldoet. Een opening onder het deksel client voor de in- en uitlaat van gas. Om een verwisselen van de klemmen to vermijden, zijn de polen verschillend gevormd en door ingegraveerde + en - aangeduid. 5.5.2 Kenmerken van de startmotorbatterij Alle in Duitsland vervaardigde startmotorbatterijen zijn naast de aparte gegevens van de fabrikant ook aandie geduid met het i n de DIN-Norm 72311 vastgelegd is.
+
Startmotorspanning: rustspanning van de batterij; belastingstroom:
I
batterij-inwendige weerstand: R , weerstand van de (heen- en terugleiding). Belangrijk is, dat de spanningsval tussen batterij en startmotor zoveel mogelijk gering blijft. De nominale capaciteit zegt iets over de in de batterij opgeslagen energie. Ze hangt van de hoeveelheid van de beschikbare actieve massa en het aanbod van zuur af. De nominale capaciteit is een produkt van stroom en tijd (I t). waarbij de stroom als basis gebruikt wordt, die een 12 V batterij bij gedurende een tijdsbestek van 20 uren kan leveren, zonder dat de klemspanning beneden 10,5 V kan dus Voorbeeld: Een minstens 20 uur met een stroom van 4.4 A ontladen worden (88 Ah : 20 h 4,4 A), tot de uiteindelijke ontlaadspanning van 10,5 V ber eikt is. Daarmee is de nominale capaciteit een belangrijke vermelding voor de van het motorvoertuignet.
Voor een voertuigbatterij, die de elektrische energie voor de startmotor moet l everen. is het startvermogen bij koud weer vaak nog belangrijker dan de capaciteit. Een mast voor het startvermogen is de deze heeft betrekking op een bij lage temperatuur.
Fig. 68 Opbouw van een Bosch startmotorbatterij. 1
4 Directe
Eindpool 3 Merk zuurhoogte
5 Afsluitstop 6
7 8 Rand van de 9 Plus- en min-platen 10
