Способ диагностирования стартера Советский патент 1992 года по МПК G01R31/00 

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для диагностирования стартера непосредственно на объекте, например автомобиле или тракторе.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля стартера.

На фиг.1 представлена относительная скоростная характеристика стартера v (К); на фиг.2 изображен график, поясняющий определение области допустимых значений тока полного торможения для реальных условий диагностирования стартера.

Сущность способа заключается в том, что прокручивают коленчатый вал двигателя, измеряют напряжение U на клеммах стартера,ток I потребляемый стартером, и частоту rig вращения коленчатого вала двигателя и по результатам измерения определяют диагностический параметр - ток IT полного торможения стартера. Между током полного торможения и измеренными

величинами U, I, ng существует связь, которая определяется следующим образом.

Скоростную характеристику стартера (фиг.1) можно представить в системе относительных единиц, для которой приняты следующие обозначения:

относительная частота вращения якоря П

v П Рт

(D

относительный ток (кратность потребляемого тока)

где n, I - текущие значения частоты вращения якоря и тока стартера;

npm - частота вращения якоря при максимуме электромагнитной мощности стартера;

IT - ток полного торможения.

Причем для относительной характеристики за единицы приняты ток полного торможения и частота вращения якоря при

СО

с

VJ ю GJ ел со VI

максимуме электромагнитной мощности стартера.

Если представить кривую намагничивания стартера в виде уравнения гиперболы, то уравнение относительной скоростной ха- рактеристики стартера примет вид

г.- (1-К)(А+ВК)

П9 I

UH -U I )

(8)

+ Ь

5

где i - передаточное число привода стартера.

Подставляя выражение (8) в уравнение (4), получим выражение для тока полного торможения стартера

Изобретение относится к области диагностирования пусковых систем,. Цель изобретения - повышение достоверности контроля стартеров. В режиме прокручивания коленчатого вала измеряют напряжение на клеммах стартера и ток, потребляемый им, определяют ток торможения и граничное значение области его допустимых значений и сравнивают с эталонным информативным параметром. 2 ил.

где А,В - коэффициенты аппроксимации относительной скоростной характеристики стартера.

Отсюда кратность потребляемого тока стартера15

V

К

vO+A-Bf+4AB - (v + А - В ) 2 В

(4)

Для конкретного типа стартера связь между частотой вращения якоря при максимуме электромагнитной мощности стартера и суммарным эквивалентным сопротивлением аккумуляторной батареи и цепи пита- ния стартера Рб.ц выражается линейной зависимостью

npm aR6.4+b,(5)

где а,Ь - постоянные коэффициенты для

конкретного типа стартера.

Коэффициенты а,Ь определяют, используя номинальную и пусковую характеристики стартера, которые приводятся в технических условиях завода-изготовителя стартера..

Выражая суммарное эквивалентное сопротивлении батареи и цепи питания стартера через измеренные в режиме прокручивания коленчатого вала двигателя напряжение U и ток I

Вб.ц

UH -U

зависимость /5/ записывают в виде

Прт

a() +b,(7)

где UH - номинальное напряжение аккуму- ляторной батареи.

Так как частота вращения якоря стартера связана с частотой прокручивания коленчатого вала двигателя передаточным числом привода n ngi, то с учетом выражения (7) относительную частоту вращения якоря можно представить следующим образом:

15

20

25

30

35

40

45

50

5510

ГГ:

№)«

+4А8-Г- -uli+ А-Я

J1а/.

&)

Полученное по выражению (9) значение тока полного торможения сравнивают с областью допустимых значений, граничные значения которой определяются с учетом допустимого разброса падения напряжения на внутреннем сопротивлении стартера

AUc1.2 Д1)щ1,2+ I Rc1,2 ,(10)

где AUci,2, Д1)щ1,2, Rci,2 - максимально и минимально допустимые значения соответственно падения напряжения на внутреннем сопротивлении стартера, падения напряжения в щеточно-коллекторном узле и внутреннего сопротивления исправного стартера.

Так как величина тока полного торможения зависит не только от технического состояния стартера, но и от состояния аккумуляторной батареи и электрической цепи питания, то необходимо скорректировать область допустимых значений тока пол- ного торможения с учетом реального состояния батареи и цепи в условиях диагностирования.

Как видно на фиг.2, область допустимых значений тока полного торможения определяется пересечением вольт-амперной характеристики батареи U(l), приведенной к стартеру с учетом падения напряжения в цепи питания, с зависимостями падения напряжения на внутреннем сопротивлении стартера AUci,2(l), построенными с учетом допустимого разброса параметров исправного стартера. Вольт-амперная характеристика U(l) может быть построена по двум точкам (ин, 0) и (U, I), координаты второй точки являются результатами измерения напряжения на клеммах стартера и тока, потребляемого стартером, в режиме прокручивания коленчатого вала двигателя.

Аналитически граничные значения области допустимых значений тока полного торможения могут быть определены с учетом выражения (10) и (6)

. UH -AUmi 2

ТДОП1.

UH U , D . 1 +Rd,2

Стартер считают технически исправным, если определяемый по результатам измерения величин U, I и ng в режиме прокручивания вала двигателя с помощью выражения /9/ ток полного торможения лежит в области допустимых значений.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Предварительно для данного типа стартера устанавливают максимально и минимально допустимые значения падения напряжения в щеточно-коллекторном узле и внутреннего сопротивления стартера. Для этого снимают две функциональные зависимости между падением напряжения на внутреннем сопротивлении стартера и током для стартера с максимально допустимым износом щеток и новыми (неизношенными) щетками, и по этим зависимостям при токе, равном нулю, определяют максимально и минимально допустимые значения падения напряжения в щеточно-коллекторном узле исправного стартера.

Максимально и минимально допустимые значения внутреннего сопротивления стартера определяют с учетом заводских допусков на размеры обмоток стартера и удельное сопротивление материала обмоток.

Также предварительно определяют значения коэффициентов А,В аппроксимации относительной скоростной характеристики стартера. По данным ТУ завода-изготовителя, используя номинальную и пусковую характеристики конкретного типа стартера, устанавливают числовые значения постоянных а,Ь, которые являются коэффициентами аппроксимации функциональной зависимости между частотой вращения якоря при максимуме электромагнитной мощности стартера и суммарным эквивалентным сопротивлением батареи и цепи. До диагностирования известными параметрами являются также номинальное напряжение батареи и передаточное число привода стартера.

Диагностирование конкретного типа стартера проводят следующим образом.

Прокручивают коленчатый вал двигателя стартером и в процессе прокручивания измеряют напряжение на клеммах стартера, ток, потребляемый стартером, и частоту вращения коленчатого вала двигателя. По результатам измерения определяют диагностический параметр - ток полного торможения, используя выражение /9/.

Полученное по (9) значение тока полного торможения сравнивают с областью его допустимых значений, граничные значения которой определяют по формуле (11), и по

результату сравнения судят о техническом состоянии стартера.

Формула изобретения Способ диагностирования стартера, заключаюицийся в том, что 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 результату сравнения судят о техническом состоянии стартера, отличающий- с я тем, что, 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, определяемый по формуле

гв-1

f Гпг гг+л-в1г -МАВ1- А - в 1

|L. J1.,J

№)

где IT - ток полного торможения; U, I, ng - измеренные в режиме прокручивания коленчатого вала двигателя соответственно напряжение на клеммах стартера, ток, потребляемый стартером, и частота вращения коленчатого вала двигателя; UH - номинальное напряжение аккумуляторной батареи; i передаточное число привода стартера; А,В - коэффициенты аппроксимации относительной скоростной характеристики стартера; а,Ь - коэффициенты аппроксимации функциональной зависимости между частотой

вращения якоря при максимуме электромагнитной мощности стартера и суммарным эквивалентным сопротивлением батареи и цепи питания, которые определяют по данным, приводимых в технических условиях

завода-изготовителя конкретного типа стартера;

а граничные значения области допустимых значений определяют по формуле:

ин-дищ1,2

1тдоп1,2

UH -U

+ Rci,2

где 1т.доп1.2 - нижнее и верхнее граничные значения области допустимых значений тока полного торможения; Д 11щ1.2, RC1,2 - мак- симально и минимально допустимые значения соответственно падения напряжения в щеточно-коллекторном узле и внутреннего сопротивления исправного стартера.