СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СТАРТЕРА
STARTER DIAGNOSTICS METHOD

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для определения технического состояния стартера непосредственно на объекте, например автомобиле. Цель изобретения - повышение достоверности контроля технического состояния стартера, снижение трудоемкости при проведении работ по диагностированию. Сущность изобретения заключается в том, что исключают подачу топлива в цилиндры двигателя, тем самым обеспечивают невозможность пуска двигателя в период выполнения работ по диагностированию, аккумуляторная батарея заряжена, температура окружающей среды не менее 15°С для исключения возможности понижения вязкости моторного масла, прокручивают стартером коленчатый вал двигателя в течение 10 сек, при этом определяют ток потребления реле стартера, напряжение стартера и ток потребления на холостом ходу, частоту вращения якоря стартера для дальнейшего непосредственного сравнения полученных значений с эталонными для диагностируемого стартера, делают перерыв в течение 7 мин для полного восстановления аккумуляторной батареи, включают прямую передачу в коробке передач, двигатель затормаживают стояночным и рабочим тормозом, под колеса автомобиля подкладывают специальные упоры, определяют ЭДС аккумуляторной батареи, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя в течение 3-5 сек, пуска двигателя не произойдет, при этом шестерня стартера входит в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и пытается его провернуть, через стартер будет протекать ток полного торможения, который регистрируют вместе с напряжением на стартере, по полученным результатам определяют максимальную электромагнитную мощность стартера, сравнивают полученные данные тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера, ЭДС, тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера с эталонными для диагностируемого стартера и делают заключение о его техническом состоянии.
Известна диагностика стартера (патент на изобретение РФ №2604659 МПК F02N 11/10 (2006.01), опубл. 10.12.2016 г., бюл. №34) [1], выполняемая посредством измерительных элементов, которые измеряют напряжение питания на стартере и число оборотов в минуту двигателя внутреннего сгорания. На основании измеренных параметров процессор определяет индикатор состояния, который обеспечивает качественный показатель для рабочей характеристики стартера. Запоминающий элемент сохраняет соответствующее значение индикатора состояния в связи с множеством запусков электростартера в последовательности данных. Процессор анализирует последовательность данных и на основании этого определяет, является ли работа электростартера приемлемой, и, если работа не определяется как приемлемая, формирует код ошибки.
Недостатком данного изобретения является недостаточная достоверность и качество контроля технического состояния стартера так как электромеханическими (рабочими) характеристиками стартера является, прежде всего, совокупность зависимостей основных параметров: напряжения на выводах стартера, полезной мощности, полезного момента на валу стартера, частоты вращения, угловой скорости, КПД от тока стартера, высокая трудоемкость по причине использования множества пусков электростартера, сложности выполняемых операций, обязательное наличие для использования при диагностировании большого количества дорогостоящего дополнительного оборудования: измерительных элементов, процессора, запоминающего элемента.
Известен стенд контрольно-измерительный Э250М (руководство по эксплуатации Э 250 М.00.00.000 РЭ объединенное с паспортом, производитель ООО «ЦИНУС завода ГАРО») [2], предназначенный для измерения силы постоянного тока, напряжения постоянного и переменного тока, частоты вращения, крутящего момента и электрического сопротивления постоянному току при контроле технического состояния и регулировки снятого с транспортного средства электрооборудования. Стенд позволяет проверять стартеры мощностью до 9 кВт двумя способами: в режиме холостого хода и режиме полного торможения; стартеры до 13 кВт в режиме холостого хода.
Недостатком использования стенда является высокая трудоемкость при проведении работ по диагностированию связанная с обязательным снятием диагностируемого стартера с транспортного средства для выполнения работ и последующей его установкой на штатное место, что неизбежно ведет к износу резьбовых и электрических соединений.
Известен способ диагностирования стартера (авторское свидетельство на изобретение СССР №1723537 МПК G01R 31/00, опубл. 30.03.1992 г., бюл. №12) [3], при котором прокручивают коленчатый вал двигателя, измеряют напряжение на клеммах стартера, ток потребляемый стартером, и частоту вращения коленчатого вала двигателя, определяют диагностический параметр и сравнивают его значение с областью допустимых значений, по результатам сравнения судят о техническом состоянии стартера, с целью повышения достоверности контроля, предварительно для данного типа стартера устанавливают максимально и минимально допустимые значения падения напряжения в щеточно-коллекторном узле и внутреннего сопротивления стартера, в качестве диагностического параметра принимают ток полного торможения, определяемого по формуле.
Недостатком данного изобретения является недостаточная достоверность контроля технического состояния стартера и высокая трудоемкость, так как значение диагностического параметра, в качестве которого выбран ток полного торможения стартера, не измеряется как таковое при выполнении работ по диагностированию, а определяется с использованием аналитических зависимостей, так же как и граничные значения области допустимых значений тока полного торможения, применение которых является трудоемким процессом, требует определенного специального уровня подготовки и наличие вычислительной техники.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для диагностирования приборов системы питания, электростартерного пуска, информационно-измерительной системы дизеля (патент РФ на полезную модель №124801 МПК G01M 15/00 опубл 10.02. 2013 г., бюл. №4) в описании работы которого, в части касающегося диагностирования приборов системы электростартерного пуска дизеля, раскрыто техническое решение, заключающееся в том, что двигатель при включении прямой передачи в коробке передач затормаживается стояночным и рабочим тормозом, под колеса автомобиля подкладываются специальные упоры, при подключении устройства вольтметр показывает ЭДС батареи. Включив выключатель приборов и стартера автомобиля и пуская дизель через стартер протекает ток полного торможения, который регистрируется амперметром, вольтметр в этом случае показывает напряжение на стартере. По полученным результатам оцениваются максимальная электромагнитная мощность стартера, полное сопротивление цепи и строится вольтамперная характеристика аккумуляторной батареи по двум точкам, которая позволяет определить ток короткого замыкания батареи и ее внутреннее сопротивление. По полученным результатам делается заключение о техническом состоянии стартера и стартерной цепи.
Недостатком в работе данного устройства для диагностирования приборов системы питания, электростартерного пуска, информационно-измерительной системы дизеля является недостаточная достоверность контроля технического состояния стартера, высокая вероятность наступления отказа элементов стартера, двигателя и трансмиссии автомобиля в процессе диагностирования, так как для определения технического состояния стартера определяется недостаточное количество диагностируемых параметров которые не могут дать полную оценку технического состояния стартера, а пуск двигателя с включенной прямой передачей в коробке передач, заторможенного стояночным и рабочим тормозом, под колесами автомобиля, на котором установлен диагностируемый двигатель, подложены специальные упоры, может привести к отказам элементов стартера, двигателя и трансмиссии автомобиля.
Настоящее изобретение направлено на повышение достоверности контроля технического состояния стартера посредством расширения количества диагностируемых параметров, исключение возможности наступления отказа элементов стартера, двигателя и трансмиссии автомобиля в процессе диагностирования.
Решение поставленной задачи достигается тем, что исключают подачу топлива в цилиндры двигателя, тем самым обеспечивают невозможность пуска двигателя в период выполнения работ по диагностированию, аккумуляторная батарея заряжена, температура окружающей среды не менее 15°С для исключения возможности понижения вязкости моторного масла, прокручивают стартером коленчатый вал двигателя в течение 10 сек, при этом определяют ток потребления реле стартера, напряжение стартера и ток потребления на холостом ходу, частоту вращения якоря стартера для дальнейшего непосредственного сравнения полученных значений с эталонными для диагностируемого стартера, делают перерыв в течение 7 мин для полного восстановления аккумуляторной батареи, включают прямую передачу в коробке передач, двигатель затормаживают стояночным и рабочим тормозом, под колеса автомобиля подкладывают специальные упоры, определяют ЭДС аккумуляторной батареи, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя в течение 3-5 сек, пуска двигателя не произойдет, при этом шестерня стартера входит в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и пытается его провернуть, через стартер будет протекать ток полного торможения, который регистрируют вместе с напряжением на стартере, по полученным результатам определяют максимальную электромагнитную мощность стартера, сравнивают полученные данные тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера, ЭДС, тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера с эталонными для диагностируемого стартера и делают заключение о его техническом состоянии.
Определение максимальной электромагнитной мощности проводятся по формуле:
Увеличение тока потребления стартером на холостом ходу и уменьшение частоты вращения якоря стартера будет являться следствием межвиткового замыкания обмотки якоря стартера, а межвитковое замыкание обмотки возбуждения повысит частоту вращения якоря стартера.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что исключают подачу топлива в цилиндры двигателя, тем самым обеспечивают невозможность пуска двигателя в период выполнения работ по диагностированию, аккумуляторная батарея заряжена, температура окружающей среды не менее 15°С для исключения возможности понижения вязкости моторного масла, прокручивают стартером коленчатый вал двигателя в течение 10 сек, при этом определяют ток потребления реле стартера, напряжение стартера и ток потребления на холостом ходу, частоту вращения якоря стартера для дальнейшего непосредственного сравнения полученных значений с эталонными для диагностируемого стартера, делают перерыв в течение 7 мин для полного восстановления аккумуляторной батареи, для определения тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера включают выключатель приборов и стартера автомобиля в положение пуска двигателя в течение 3-5 сек, пуска двигателя не произойдет, при этом шестерня стартера входит в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и пытается его провернуть, сравнивают полученные данные тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера, ЭДС, тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера с эталонными для диагностируемого стартера и делают заключение о его техническом состоянии.
Исключение подачи топлива в цилиндры двигателя, тем самым обеспечение невозможности пуска двигателя в период выполнения работ по диагностированию, заряженность аккумуляторной батареи, температура окружающей среды не менее 15°С для исключения возможности понижения вязкости моторного масла, прокручивание стартером коленчатого вала двигателя в течение 10 сек, определение тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера для дальнейшего непосредственного сравнения полученных значений с эталонными для диагностируемого стартера, перерыв в течение 7 мин для полного восстановления аккумуляторной батареи, включение выключателя приборов и стартера в положение пуска двигателя в течение 3-5 сек для определения тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера, исключение при этом пуска двигателя, вход шестерни стартера в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и попытка его провернуть, сравнение полученных данных тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера, ЭДС, тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера с эталонными для диагностируемого стартера и выполнение заключения о его техническом состоянии позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа диагностирования стартера критерию "существенные отличия".
На фиг. представлена схема подключения приборов при диагностировании стартера предлагаемым способом.
К системе электростартерного пуска со стартером 1 подключают амперметр 2, вольтметр постоянного тока 3 подключают параллельно аккумуляторной батареи 4 транспортного средства, тахометр 5.
Сущность предлагаемого способа диагностирования стартера состоит в следующем: исключают подачу топлива в цилиндры двигателя, тем самым обеспечивают невозможность пуска двигателя в период выполнения работ по диагностированию, аккумуляторная батарея заряжена, температура окружающей среды не менее 15°С для исключения возможности понижения вязкости моторного масла, прокручивают стартером коленчатый вал двигателя в течение 10 сек, при этом определяют ток потребления реле стартера, напряжение стартера и ток потребления на холостом ходу, частоту вращения якоря стартера для дальнейшего непосредственного сравнения полученных значений с эталонными для диагностируемого стартера, делают перерыв в течение 7 мин для полного восстановления аккумуляторной батареи, включают прямую передачу в коробке передач, двигатель затормаживают стояночным и рабочим тормозом, под колеса автомобиля подкладывают специальные упоры, определяют ЭДС аккумуляторной батареи, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя в течение 3-5 сек, пуска двигателя не произойдет, при этом шестерня стартера входит в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и пытается его провернуть, через стартер будет протекать ток полного торможения, который регистрируют вместе с напряжением на стартере, по полученным результатам определяют максимальную электромагнитную мощность стартера, сравнивают полученные данные тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера, ЭДС, тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера с эталонными для диагностируемого стартера и делают заключение о его техническом состоянии.
Таким образом, при диагностировании стартера исключают подачу топлива в цилиндры двигателя, тем самым обеспечивают невозможность пуска двигателя в период выполнения работ по диагностированию, аккумуляторная батарея заряжена, температура окружающей среды не менее 15°С для исключения возможности понижения вязкости моторного масла, прокручивают стартером коленчатый вал двигателя в течение 10 сек, при этом определяют ток потребления реле стартера, напряжение стартера и ток потребления на холостом ходу, частоту вращения якоря стартера для дальнейшего непосредственного сравнения полученных значений с эталонными для диагностируемого стартера, делают перерыв в течение 7 мин для полного восстановления аккумуляторной батареи, включают прямую передачу в коробке передач, двигатель затормаживают стояночным и рабочим тормозом, под колеса автомобиля подкладывают специальные упоры, определяют ЭДС аккумуляторной батареи, включают выключатель приборов и стартера в положение пуска двигателя в течение 3-5 сек, пуска двигателя не произойдет, при этом шестерня стартера входит в зацепление с зубьями венца маховика двигателя, который полностью заторможен через трансмиссию транспортного средства и пытается его провернуть, через стартер будет протекать ток полного торможения, который регистрируют вместе с напряжением на стартере, по полученным результатам определяют максимальную электромагнитную мощность стартера, сравнивают полученные данные тока потребления реле стартера, напряжения стартера и тока потребления на холостом ходу, частоты вращения якоря стартера, ЭДС, тока полного торможения и напряжения на стартере, максимальной электромагнитной мощности стартера с эталонными для диагностируемого стартера и делают заключение о его техническом состоянии, тем самым повышают достоверность контроля технического состояния стартера, так как количество диагностируемых параметров увеличивается, исключается возможность наступления отказа элементов стартера, двигателя и трансмиссии автомобиля в процессе диагностирования, так как пуск двигателя при диагностировании двигателя не осуществляется.