Многим автолюбителям известны трудности зимнего запуска двигателя. Для облегчения этой задачи промышленность производит специальные комбинированные зарядные устройства с дополнительной пусковой функцией. Такие зарядно-пусковые приборы, как правило, при запуске двигателя подключают согласно-параллельно аккумуляторной батарее.

Автор данной статьи считает такой способ запуска холодного двигателя неоптимальным и предлагает пользоваться мощным запускающим устройством, не требующим подключения батареи.

Как показывает практика, запускать двигатель автомобиля в зимнее время с помощью зарядно-пускового устройства часто приходится в два этапа: сначала подзаряжать батарею в течение 10...20 с, а затем совместно с пусковым устройством раскручивать коленчатый вал до начала самостоятельной работы двигателя. Приемлемая частота вращения ротора стартера при этом сохранялась обычно в течение 3...5 с от момента включения, после чего уменьшалась до значений, не обещающих запуска.

Если двигатель не удалось запустить с первой попытки, весь процесс приходится повторять сначала, и, может быть, не один раз. Все это не только утомительно, но и сопряжено с перегреванием обмоток стартера и его износом, с уменьшением срока службы аккумуляторной батареи.

Избежать многих неприятностей поможет мощное пусковое устройство, способное самостоятельно - без помощи батареи - раскручивать с необходимой частотой вращения коленчатый вал двигателя. Какую же мощность нагрузки должно обеспечивать пусковое устройство?

В [1] указано, что рабочий ток Iр.б батареи в стартерном режиме равен Iр.б = 3Сб, где Сб - ее номинальная емкость в ампер-часах при нормальной температуре. Рабочее напряжение Up двенадцативольтной батареи в этом режиме равно 10,5 В (1,75 В "на банку"). Отсюда мощность Рст, подводимая к стартеру легкового автомобиля с батареей 6СТ-60 емкостью 60 Ач,

Рст = 10,5-3-60 = 1890 Вт. Исключение из сказанного - батарея 6СТ-55, у которой рабочий стартерныи ток равен 255 А и мощность достигает Рст = 2677,5 Вт.

В таблицу сведена информация о типах и мощности стартеров и батарей наиболее распространенных отечественных автомобилей [2].

Сопоставляя расчетную мощность Рст стартера с номинальной Рст ном, легко видеть, что Рст для легковых автомобилей более Рcтном в 2...2,5 раза, а для грузовых - еще больше. Как показал опыт, габаритная мощность сетевого трансформатора пускового устройства, рассчитанного для работы с легковыми автомобилями, не должна быть менее 3,5 кВт.

В качестве магнитопровода для сетевого трансформатора такого пускового устройства я использовал набор статорных пластин от сгоревшего асинхронного электродвигателя мощностью 5 кВт. Сечение этого тороидального магнитопровода SM = 27 см2. Число витков на вольт

Поэтому сетевая обмотка должна содержать

nI = 1,11 -220=244 витка, а вторичная на выходное напряжение 16 В

nII = 1,11-2-16=36 витков с отводом от середины. Для первичной обмотки подойдет изолированный провод сечением 3,6...6 мм2, а вторичной - 25...40 мм2.

Схема пускового устройства показана на рисунке. Выключатель SA1 должен быть рассчитан на ток не менее 15 А и иметь тепловое защитное устройство (например, АЕ-1031).

При необходимости рассчитать сетевой понижающий трансформатор с другими параметрами можно воспользоваться методиками, изложенными в [1,3].

Несколько советов по изготовлению трансформатора. Магнитопровод электромотора освобождают от остатков обмотки и от стальной или алюминиевой обечайки (корпуса). Молотком и острозаточенным зубилом срубают зубцы магнитопровода, выступающие внутрь. Эта операция не представляет трудности, следует только соблюдать осторожность - работать в защитных очках и в рукавицах.

Покрывают магнитопровод слоем эпоксидной смолы и обматывают двумя слоями стеклоткани, пропитанной смолой. После затвердевания смолы приступают к намотке. Для первичной обмотки следует применять провод с повышенной прочностью изоляции - ПЭВ-2, ПЭТВЛ-2, ПЭЛР-2, ПЭВД и др. Если нет одиночного провода необходимого сечения, допустимо мотать в два, три и даже в четыре провода.

После того как первичная обмотка будет намотана, ее подключают к сети, измеряют ток холостого хода будущего трансформатора. Ток не должен быть более 3,5 А. Если он превышает указанную границу, необходимо домотать несколько витков, чтобы это условие было выполнено. Соединение проводов должно быть механически прочным и обязательно пропаянным, лучше тугоплавким припоем.

Покрывают первичную обмотку двумя-тремя слоями стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой, и после ее затвердевания приступают к намотке вторичной обмотки. При укладке витков используют деревянный молоток, которым выравнивают и уплотняют их, распределяя равномерно по длине магнитопровода.

Для вторичной обмотки подойдет любой медный провод в прочной теплостойкой изоляции, лишь бы его можно было намотать на магнитопровод. В крайнем случае допустимо использовать провод в резиновой изоляции, например, ПВКВ. Снаружи обмотку следует обмотать фиксирующей лентой из лакоткани.

Готовый трансформатор целесообразно установить на подставке, изготовленной из досок (или сваркой из стального уголкового проката). К подставке прикрепляют толстую дюралюминиевую или стальную пластину со смонтированными на ней диодами и минусовым выходным зажимом в виде резьбовой шпильки М12. Такой же конструкции плюсовой зажим монтируют на прочной изоляционной пластине. К подставке крепят и выключатель SA1.

Подставку можно оснастить ручками для переноски трансформатора вдвоем или в одиночку. Следует заранее продумать всю конструкцию и процесс изготовления устройства с тем, чтобы ни в коем случае никакие его элементы не образовывали замкнутых витков вокруг магнитопровода.

К проводам, соединяющим пусковое устройство со стартером автомобиля, следует отнестись не менее серьезно. Они должны быть возможно более короткими (во всяком случае, не длиннее 1,5 м), гибкими, иметь надежную изоляцию и сечение по меди не менее 100 мм2. Все соединения должны быть выполнены "под гайку". Любая небрежность здесь может обойтись очень дорого - от ожогов лица и рук до пожара. Разъемное соединение со стартером следует выполнять специальными мощными зажимами, исключающими самопроизвольное разделение. Провода обязательно четко размечают по полярности так, чтобы не перепутать их даже при слабом освещении.

Режим работы пускового устройства - кратковременный, пребывание его включенным под нагрузкой обычно не превышает 10 с. После этого устройство необходимо отключить от сети и убедиться, что отсутствует перегревание магнитопровода, обмоток, соединений, диодов и других элементов. Особенно важно это на первых порах эксплуатации устройства.

Если для питания пускового устройства воспользоваться трехфазной сетью, его мощность может быть существенно повышена, что даст возможность запускать двигатели мощных грузовых автомобилей, а также тракторов Т-16, Т-25, Т-30, Т-40, МТЗ-80 и др. Для изготовления такого пускового устройства следует применять готовые трансформаторы промышленного изготовления ТСПК-20А, ТМОБ-63 и др., подключаемые к сети напряжением 380/220 В и имеющие вторичное напряжение 36...50 В.

Знакомство с этой техникой необходимо начинать с изучения соответствующей литературы.

В заключение - несколько соображений общего характера.

Применение для трансформатора тороидального магнитопровода совершенно не обязательно. Оно продиктовано лишь его лучшими массо-габаритными показателями и тем, что приобрести "сгоревший" электродвигатель часто бывает совсем нетрудно. Мощность такого тороидального трансформатора можно считать равной мощности электродвигателя, указываемой обычно на его корпусе.

Следует стремиться так рассчитать сечение провода обмоток, чтобы окно магнитопровода было использовано полностью. Как показывает практика, на долю первичной обмотки приходится около 55 % заполненной площади окна, а на долю вторичной - 45 %.

При запуске двигателя аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае пусковое устройство можно подсоединять к выводам батареи. Чтобы избежать ее перезарядки, устройство надо выключать немедленно после запуска двигателя.

Описанное устройство потребляет от сети большую мощность, его эксплуатация сопряжена с повышенной опасностью. Поэтому при пользовании им соблюдайте правила техники безопасности, не доверяйте работу с устройством малоопытным и случайным лицам.

Автор: С.Гуров, с.Ильинка Ростовской обл.