Technische leergang

BOSCH

Startmotoren

StartmotorenWe hebben er veel over nagedacht , omvan het ` aanzetten ' van de motor invroegere tijden , toen nog met de slinger,to komen tot het gemakkel i j ke en be-trouwbare ` starten ' met behulp van eenmoderne startinstallatie .Met een draai aan de sleutel .Zo eenvoudig i s het nu voor U.Achter i edere keer starten i s het verloopvan een keten van technische processenverborgen , van het aanzetten van destartmotor , de controle van het i nsporenvan het startmotorrondsel i n de start-krans aan het vliegwiel van de motor toten met de beveiligingsschakeling , opdatde startmotor niet op de reeds draaiendemotor kan i ngrijpen .Zorgvuldig op elkaar afgestemde com-ponenten moeten gedurende een l angetij d storingsvri j werken en gedeeltel i j keen enorm aantal startprocessen ver-werken . Bij een i n het stadsverkeer ge-bru i kte personenauto i s dat bi j een ge-m i ddeld 15.000 km ri jweg alti jd nog on-geveer het 2000 maal per jaar starten vande motor. Wilt U dus nog meer weten vande startinstallatie en zijn componenten ,dan l eert U dat uit dit boekje.I nhoud1 Verbrandingsmotoren 21.1 Ottomotor 21.2 Dieselmotor

2

2 Startinstallaties 22.1 Overzicht 22.2 Startvoorwaarden 42.2.1 Nominale spanning'van de

startinstallatie 52.2.2 Nominaal vermogen 52.3 Startinstallaties voor perso-

nenauto's

62.3.1 Startinstallaties voor perso-

nenauto's met ottomotor

62.3.2 Startinstallaties voor perso-

nenauto's met dieselmotor

72.3.3 Stop-start-installatie

7

2.4 Startinstallaties voorbedrijfsmotorvoertuigen

82.4.1 Startinstallaties met

batterijomschakelingl2/24 V 82.4.2 Startinstallaties met start-

sper-inrichting

92.5 Speciale startinstallaties

1 02.5.1 Startinstallaties met start-

herhaalinrichting

1 02.5.2 Startinstallaties (12 of 24 V)

met dubbel startrelais voorparallelbedrijf

1 02.5.3 Startinstallaties ( 50 tot en

met 110 V) met schakel -relais voor parallelbedrijf

11

3

Startmotor - basisopbouw 123.1

Elektrische motor van destartmotor

1 2

3.1.1 Principe 123.1.2 Technische uitvoering 123.2 Shuntmotoren 123.3 Motoren met permanente

bekrachtiging 133.4 Seriemotoren 133.5 Gecombineerde shunt- en

seriemotoren (compound-motoren ) 13

3.6 Opkomrelais 143.7 I nsporingsdrijfwerk 143.7.1 Rondsel 143.7.2 I nsporingsaandrijving 153.7.3 Vrijloop 173.8 Ankerafremming

4

Startmotortypen

184.1

Overzicht

184.2 Startmotor met schuifbaar-

en schroefdraad rondselzonder overbrenging

204.3 Startmotor met schuifbaar -

en schroefdraad rondselmet overbrenging

224.3.1 Type EV met seriemotor

224.3.2 Type DW met motor met

permanente bekrachtiging 234.4 Startmotor met schuifbare

en mechanische rondsel-verdraaiing

244.4.1 Type KE met seriemotor

244.5 Startmotor met schuifbaar

rondsel met elektromotori-sche rondselverdraaiing

264.5.1 Type KB/QB met

compoundmotor

264.5.2 Type TB/TF met

compoundmotor

28

5

Inbouwen van de start-i nstallatie 30

5.1 Montage van de startmotor 305.2 Startmotor-hoofdleiding 305.3 Startschakelaar 315.3.1 Startschakelaar met een

functie

315.3.2 Ontstekings- en startscha -

kelaar voor voertuigen metottomotor

315.3.3 Gloeistartschakelaar voor

voertuigen met dieselmotor 315.4 Relais 325.4.1 Batterijomschakelrelais 325.4.2 Start-sper-relais 325.4.3 Startherhaalrelais 325.4.4 Startherhaalrelais met

stuurrelais 325.4.5 Relais voor houdschakeling 325.4.6 Dubbelstartrelais 325.4.7 Schakelrelais voor

parallelbedrijf

335.4.8 Batterijrelais (batterij -

hoofdschakelaar) 335.5 Startmotorbatterij 345.5.1 Opbouw 345.5.2 Kenmerken van de start-

motorbatterij

345.5.3 Eisen gesteld aan de start-

motorbatterij

35

6

Bediening

366.1

Onderhoud , service

36

2

1 Verbrandingsmotoren

Verbrandingsmotoren zijn warmte-krachtmachines, die door verbrandingvan brandstoffen bruikbare energieafleveren. Daartoe worden gerekendslagzuiger-, wentelzuiger- en turbine-motoren.De brandstof wordt gasvormig toege-voerd en moet eerst verstoven en dangoed met lucht vermengd worden.opdat daarna een zoveel mogelijkvolledige verbranding kan plaatsvin-den. In de verbrandingskamer wordtdan het brandbare lucht-brandstof-mengsel gecomprimeerd, ontstokenen verbrand. De hoge druk, die bij deverbranding ontstaat. levert via dedelen van het drijfwerk mechanischearbeid. Bij zuigermotoren worden deverbrande gassen na elke arbeidsslagvervangen door een vers l ucht-brand-stofmengsel, terwijl bij gasturbines ditproces continu plaatsvindt.Bij de algemeen toegepaste slagzui-germotoren wordt in principe onder-scheid gemaakt tussen otto- en die-selmotoren.

1.1. Ottomotor

De ottomotor is een verbandingsmo-tor, waarbij de bran dstofhoeveelheld,ofwel door een carburateur (carbura-teurmotor) of door een inspuitinstal-

Fig. 1 Schematische voorstelling van het motorvoertuignet, waarin de startinstallatiei s geintegreerd. Het functionele verloop gebeurt in de richting van de piji.

bestuurder

ril- otwelstartschakelaar

battery

r ----I

I-*I relals II IL-T -JI$

startinstallatie

Igloelstart-Imstallat l e

startmotor

Elektrische verbruikersb,v koplampen. radio,ventilator, ruitewisseretC

Startinstalla ties

l atie bepaald wordt, of waaraan voorde vorming van het mengsel direct eengasvormige brandstof wordt toege-voerd (gasmotor). De verbranding vanhet gecomprimeerde l ucht-brand-stofmengsel wordt door periodiek ge-stuurde ontstekingsvonken van debougie (indirecte ontsteking) opge-wekt. Het vanzelf blijven lopen en hetleveren van vermogen is pas na hetbereiken van een minimaal toerentalmogelijk.Door deze eigenschap kan men nietbuiten een aparte startinstallatie.

1.2 Dieselmotor

De dieselmotor is een verbrandings-motor, waarbij alleen lucht in de ver-brandingskamer wordt aangezogen endat sterk gecomprimeerd wordt. Dezel ucht wordt bij de compressie zo sterkverhit, dat de daarna ingespotenvloeibare brandstof vanzelf ontsteekt.De dieselmotor werkt zodoende metzelfontsteking. Vanzelf lopen en afle-veren van vermogen is - zoals bij deottomotor - pas na het bereiken vanhet starttoerental mogelijk, wat voorhet aanzuigen en comprimeren van del ucht en daarbij voor het bereiken vande nodige ontstekingstemperatuurvereist is.

verhrandlngs-motor

dynamo

regulateur

2 Startinstallaties

2.1 Overzicht

Verbrandingsmotoren moeten dooreen bijzondere inrichting gestartworden, omdat ze niet zoals elektro-motoren of stoommachines op eigenkracht kunnen aanlopen. Daarbijmoeten de aanzienlijke weerstandenvan compressie. zuigerwrijving en la-gerwrijving (plakwrijving) overwonnenworden, die sterk afhankelijk zijn vande bouwsoort en het aantal cilindersvan de motor en bovendien van desmeermiddeleigenschappen en demotortemperatuur. De wrijvingsweer-standen zijn bij lage temperaturen hetgrootst. Opdat ook bij ongunstigeomstandigheden het bij de ottomotorvoor het vanzelf lopen noodzakelijkelucht-brandstofmengsel gevormdwordt ofwel bij de dieselmotor dezelfontstekingstemperatuur kan wor-den bereikt. moet de startmotor deverbrandingsmotor met een minimaaltoerental (starttoerental) ronddraaienen na de eerste ontstekingen bij hetaanlopen tot bij het minimum toerentalvoor vanzelf lopen ondersteunen. Voorhet starten van verbrandingsmotorenworden elektromotoren (gelijk-, wis-sel- en draaistroom motoren) maar ookhydraulische- of pneumatische moto-ren gebruikt.De elektrische gel ijkstroom-seriemo-tor is vooral als startmotor geschikt,omdat hij het vereiste hoge begin-koppel voor het overwinnen van deaandraaiweerstanden en voor de ver-snelling van de drijfwerkmassa's ont-wikkelt. Het koppel wordt hoofdzake-Iijk via een rondsel en een startkransop het vliegwiel aan de krukas van deverbrandingsmotor overgedragen, ge-deeltelijk echter ook door v-snaren,tandsnaren. kettingen of direct op dekrukas. Vanwege de grote overbren-ging tussen startmotorrondsel entandkrans van het motorvliegwiel kanhet 'rondsel-startmotor' voor l aagkoppel bij hoge toerentallen ontwik-keld worden. Daardoor is het mogelijk.afmetingen en gewicht van de start-motor klein to houden.Een verder voordeel is, dat de voor hetstartverloop benodigde energie uitdezelfde batterij kan worden betrok-ken, die gewoonlijk ook voor de an-dere verbruikers van het voertuignetter beschikking moet staan.De startmotor moet derhalve niet af-zonderlijk op zichzelf worden be-schouwd, maar als deel van de heleinstallatle.

Fig. 2 Principiele opbouw van een startinstallatie.

1 startmotor. 2 battery. 3 startschakelaar, 4 een of meerdere relais (in de regel alleen bijgrote startinstallaties) en (bil dieselmotoren) aanvullende starthulpmiddelen.

Fig. 3 Voordat het vanzelf lopen van een verbrandingsmotor kan beginnen, moet aan verschillendestartvoorwaarden voldaan zrjn.

Startvoorwaarden bij de ver-brandingsmotor

ottomotor

mengselvorming

lontsteekbaar

l ucht- brandstotmengsel

compressreslag

Ti ndirecteontsteking

dieselmotor

compressie-slag

verstuiving

zelfontstekingstemperatuuran het l uchtbrandstofmengsel

1zelf ontsteking

Startinstallaties

3

vanzelf lopen van deverbrand i ngsmotor

Startvoorwaarden bij destartmotor

De omvang van startmotor en batterijzijn zodanig bepaald, dat ook onderongunstige bedrijfsomstandighedenhet voor het starten vereiste vermogenvoldoende lang ter beschikking staat.Omdat de startmotor de grootsteelektrische verbruiker van een motor-voertuig is, bepaalt hij vaak het ont-werp van de batterij. Aan de startmotorzelf worden de volgende eisen gesteld:•

Voortdurend beschikbaar voorstarten;

•

voldoende startvermogen bij ver-schillende temperaturen:

•

lange levensduur, die een grootaantal startprocessen mogelijkmaakt (met korte ritten is destartfrequentie uitzonderlijk groot):

•

robuuste constructie, die opgewas-sen is tegen belasting bij het in-sporen, aandraaien, trillingen, cor-rosie-inwerkingen door vochtig-heid en strooizout. vervuiling. tern-peratuurswisseling i n de motor-ruimte enzovoort;

•

gering gewicht en geschikte afme-tingen voor montage:

•

zoveel mogelijk onderhoudsvrij be-drijf.

Omdat de voorwaarden voor hetstarten verschillend zijn en vooral dei nvloed van de temperatuur erg grooti s, moet de startmotor met de andereonderdelen van de startinstallatie enzijn eigenschappen alsook op de be-treffende verbrandingsmotor nauw-keurig afgestemd zijn.

startmotor

begmkoppel

minirnaalstarttoerenIal

F- batteril

4

2.2 Startvoorwaarden

Naast de belangrijkste motorgegevensmoeten bij het bepalen van eenstartinstallatie vooral de startvoor-waarden in aanmerking genomenworden.Daartoe behoren:•

Startgrenstemperatuur, dat wit zeg-gen laagste temperatuur van demotor en de batterij waarbij startennog mogelijk moet zijn:

•

aandraaiweerstand van de motor,equivalent met het vereiste koppelaan de krukas bij de startgrens-temperatuur (inclusief alle niet losto koppelen aanvullende aggrega-ten):

•

vereist minimaal toerental van demotor bij startgrenstemperatuur:

•

mogelijke opvoering van het over-brengingselement startmotor-kruk-as;

•

nominate spanning van de startin-stallatie;

Fig. 4 Startgrenstemperatuur voorstartmotor type EV met een 2 liter-diesel-motort

Imin I

80

startgrens-temperatuur

40_ . -

- I -

-

1-25 -23

-20

-15 °C

a) Toerentat van de startmotor: daalt bijdalende temperatuur vanwege toenamevan de inwendige batterijweerstand.b) Minimaal vereist begintoerental van deverbrandingsmotor: stijgt met dalendetemperatuur vanwege toenemende aan-loopweerstanden.Het snijpunt van beide curven levert destartgrenstemperatuur op (hier -23°C). Netis de laagste temperatuur, waarbij de motoronder de gegeven voorwaarden nog beslisttot zelf lopen komt.Het vereiste starttoerental is boven detemperatuur getekend. Hoe kouder demotor is. des to hoger moet het begin-toerental liggen. om hem to starten. Omaan dit tempera tuursgedrag van de motorto voldoen, moest het startmotortoerentalbij dalende temperatuur stijgen. In werke-lijkheid gaat echter het tegendeel op:omdat de startmotor van de energiever-zorging van de batterij afhangt. daalt bijafnemende temperatuur het toerental vande startmotor vanwege de toename van deinwendige weerstand van de batterij zelfsmeer dan l meair. Uit het snijpunt van beidecurven volgt de startgrenstemperatuurvoor i edere startinstallatie,

Startinstalla ties

•

eigenschappen van de (startmo-tor)batterij:

•

l engte ofwel weerstand van detoevoerleiding tussen batterij enstartmotor (spanningsval):

•

koppel, toerental en vermogen vande startmotor (startmotorcurve),enzovoort.

Speciale betekenis heeft daarbij destartgrenstemperatuur, de laagstetemperatuur, waarbij een verbran-dingsmotor bij gegeven elektrischei nstallatie met gedefinieerde l aadtoe-stand van de aanwezige batterij enbepaalde olieviscositeit nog betrouw-baar tot zelfstandig aanlopen komt.De laagste temperatuur, waarbij nogstarten mogelijk moet zijn, wordt be-paald door de klimatologische om-standigheden van het gebied voorgebruik en door de bedrijfsvoorwaar-den, maar ook door economischeoverwegingen (benodigd vermogen enkosten voor een startinstallatie stijgensterk met afnemende buitenluchttem-peratuur). Bij het aangehaalde voor-

1

23

4

A

beeld is voor de startgrenstempera-tuur van -23° C de startmotor EV2,2 kW samen met de batterij 12 V90 Ah, 450 A nodig. Daarbij wordt debatterij met zo'n 20% van zijn nomi-nate capaciteit ontladen. Start- en aan-draaitests als deze worden bij Boscherg vaak in de vrieskamers van hetTechnisch Centrum Auto-electro ge-daan.I n Europa worden de startinstallatiesin het algemeen voor de volgendestartgrenstemperaturen ontwikkeld:

Fig. 6 Motorkoppels (ronddraaiweerstanden) en startmotorkoppels.

Nm

200maa0Y

100,.

1

\\

- 25°C-18°C-- -- '~

0 t 1 _

-.0

50

100

mintmotortoerental n M

Theoretisch motorkoppel, vooropge-steld regelmatige verbranding.Startmotorkoppel.Theoretisch totale koppel door optellingvan motor- en startmotorkoppel.Werkelijk totaal koppel tengevolge vanonregelmatige verbranding.Verbrandingen beginnen onregelmatig.

B Regelmatige loop van de motor.C Zelfstandige loop van de motor.In de grafiek is het startverloop weerge-geven. Terwijl de verbrandingsmotor bij hetoverschrijden van het minimaal starttoe-rental met de eerste ontstekingen begint enten slotte in zelfstandig lopen overgaat,stijgt het koppel continu (curve 1, vereen-voudigd als gelijkmatige lijn). Het over/aptdaarbij het dalende koppel van de start-motor (curve 2). In deze overgangsfaseondersteunt de startmotor enkel nog hetaanlopen van de verbrandingsmotor, tot hijdoor deze wordt 'ingehaald'. Uit de som-matie van beide koppelcurven resulteerteen theoretisch totaalkoppel (curve 3gestippeld). Feitelitk wordt deze curvetengevolge van de onregelmatige verbrandingen. die het eerst in punt A optreden,slechts met pieken bereikt, tot in punt B regelmatrgerlopen van de motor en in puntC zelfstandig lopen van de motor na uitschakelen van de startmotor volgt.

M y Startmotorkoppels bit verschillendetemperaturen (betrokken op de motoras).MM Koppel van een 3-liter-ottomotor bijverschillende temperaturen. Het snijpuntvan de bijbehorende curven bepaalt hettoerental, waarmee de motor bij 25°C.-18°C en -10°C rondgedraaid wordt.Motorkoppels (ronddraaiweerstanden) vaneon 3 liter ottomotor en startmotordraai-koppels bij een rond 20% ontladen 55 Ahbatterij bij verschillende temperaturenathankelijk van het toerental. In het alge-meen neemt de gemiddelde weerstand bijottomotoren met toenemend toerental toe(bij dieselmotoren daarentegen kan deweerstand na een maximum bij een motor-toerental van 80 tot 100 min I vanwegeterugwinnen van de in verhouding hogecompressiearbeid weer afnemen). Het snij-punt van de bijbehorende motor- en start-motorcurven bepaalt telkens het toerental,waarmee de motor bij de betreffende tem-peratuur wordt rondgedraaid.

Motoren voor startgrens-t emperatuur

personenmotorvoertuig -18 ... 25°Cvrachtauto enautobussen

-15 ... -20° C

trekker -12... -1' Caandrijvings- enaggregaatmotoren bijschepen

- 5°C

diesellocomotieven 5'C

De aandraaiweerstand, dat wil zeggenhet voor het ronddraaien van de motorvereiste koppel, hangt in de eersteplaats of van het slagvolume van demotor en van de viscositeit van demotorolie (maat voor de inwendigewrijving van de motorolie). Verderhebben nog bouwsoort en aantal ci-linders van de motor, verhouding vanslag tot poort, compressieverhouding.toerental, massa van de bewegendedrijfwerkgedeelten en hun lageringalsook aanvullende sleeplasten doorkoppeling, aandrijfwerk enz. i nvloed.Het minimale starttoerental i s, afhan-kelijk van het motortype en de i n-stallatie, voor de mengselvorming ergverschillend. Bij dieselmotoren is ookhet aanwezig zijn van aparte start-hulpmiddelen van betekenis. De hier-na volgende lijst i n fig. 7 geeft enkelemarkante ervaringscijfers.2.2.1 Nominale spanning van destartinstallatieStartinstallaties zijn er voor verschil-

Fig. 7 Ervaringswaarden voor minimalestarttoerentalien,

Vereiste starttoerentallen bij 20'C

otto-slagzuigermotortoerental min t

60 ... 90otto-wentelzuigermotor

150...180dieselmotor met directei nspuitingzonder starthulp 80... 200met starthulp 60... 140(b.v. gloeibougie)voor- en wervelkamer-dieselmotorenzonder starthulp 100... 200met gloeibougie

I 60 ... 100 als starthulp

l ende nominale spanningen:Personenmotorvoertuigen hebben te-genwoordig i n het algemeen een 12 Vi nstallatie.Bij trekkers alsook kleine aggregaat-en bootmotoren (dieselmotoren totmax. 8 liter slagvolume) is evenzo de12 V installatie gangbaar. In afzon-derlijke gevallen en bij speciale mo-torvoertuigen wordt de installatie voor24 V ontworpen.Vrachtauto's en autobussen hebbenzowel 12 V alsook 24 V installaties. Bijgrote voertuigen is doorgaans eenstartmotor-nominale spanning van24 V gangbaar, omdat door een gun-stiger spanningsval de bouwgroottebij een vereist startmotorvermogengeringer kan worden gehouden.Bij trein-, scheeps- en stationaire in-stallaties met grote dieselmotoren i s erwat betreft de keuze van een hogerespanning grotere keuzemogelijkheiddan bij motorvoertuigen. Een hogerespanning is hier alleen al vanwege degrotere afstand tussen batterij en

Startinstalla ties

startmotor doelmatig. Deze startmoto-ren voor grote motoren van circa 20 tot80 liter (bij parallelbedrijf van tweestartmotoren 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 Nominaal vermogenNaast de nominale spanning is hetnominaal vermogen verder een be-langrijk kenmerk van een startmotoren derhalve ook een deel van de type-aanduiding. Het nominaal vermogen iseen exact gedefineerde en op deproefopstelling verkregen karakteris-tieke grootheid; ze heeft betrekking opeen voor deze startmotor maximaaltoelaatbare batterij, die bij een tem-peratuur van -20° C de laadtoestand'20% ontladen' aantoont alsook opeen weerstand van de toevoerleidin-gen van 1 mit. Daarmee is de werkingvan de startmotor zelfs bij ongunstigevoorwaarden gewaarborgd. Het dan inde betreffende bedrijfstoestand wer-kelijk op het rondsel van de startmotor

Het geleverde vermogen van een start-motor hangtessentieel at van de weerstandvan de toevoerleiding Rt , i nwendigeweerstand van de batteni RB en van der nwendige weerstand van de startmotor Rs .

1 battery. 2 toevoerleiding. 3 startmotor

Fig. 8 Principeschakeling van eenstartinstallatie.afgegeven vermogen komt overeenmet het opgenomen inwendig vermo-gen, verminderd met de ijzer-, koper-en wrijvingsverliezen.Het vermogen van een startmotorhangt dus heel essentieel of van detoevoerleidingsweerstand en i nwendi-ge weerstand van de batterij. Hoekleiner de inwendige weerstand van debatterij des to groter is het startmo-torvermogen.

5

Fig. 9 In vrieskamers kan men arctischevoorwaarden voor de test van de motor-voertuiguitrusting simuleren.

6

2.3 Startinstallaties voor per-sonenauto's

Onder personenmotorvoertuigen ver-staat men alle motorvoertuigen, dievoor het vervoer van maximaal 9personen inclusief hun bagage ge-schikt zijn.Personenauto-startinstallaties zijn inde regel met startmotoren metschuifbaar- en schroefdraadrondseluitgerust.Als nominate spanning is in het alge-meen 12 V naar voren gekomen.Daarmee kunnen ottomotoren tot cir-ca 7 liter, en dieselmotoren tot circa 3liter slagvolume gestart worden. Hetbenodigde startvermogen hangt sterkof van het verbrandingsprocede. Bijgelijk motorslagvolume heeft een die-selmotor een startmotor met grotervermogen nodig clan een ottomotor.De schakeling van personenauto-startinstallaties i s meestal erg een-voudig opgebouwd.De verbrandingsmotor bevindt zich inde buurt van de bestuurder, diedaardoor het startverloop zondermoeilijkheden meestal akoestisch kanvolgen. Nadat het starten gebeurd is, ishet l open van de motor hoorbaar,zodat een ongewenste tweede keeri nschakelen van de startmotor en heti nsporen van het startmotorrondsel i nde reeds ronddraaiende motorstart-krans niet waarschijnlijk is. Derhalvezijn gewoonlijk bij personenauto 'sgeen speciale beveiligings- en bewa-kingsapparaten voor het startverloopvereist. Bij veel personenautomodel-l en is een ontsteek- en startschakelaarmet toegevoegde startherhaalverhin-dering ingebouwd, om iedere moge-l ijkheid van een ongewenste startmo-torbediening uit to sluiten.

2.3.1 Startinstalaties voor personen-auto's met ottomotorDe startinstallatie komt overeen metde basisschakeling van fig. 10. Viameestal een meerstaps-ontstekings-en startschakelaar wordt onder anderede startinstallatie aangestuurd. Voorde startstand 'starten' wordt echter deontstekingsinstallatie i ngeschakeld,omdat zonder zijn medewerking hetstarten en het zelfstandig l open van deottomotor niet mogelijk is. Het ont-stekingsverloop zet zich na het af-schakelen van de startmotor continuvoort en maakt het zelf l open van deottomotor mogelijk.Bij installaties met contactgestuurdebobines en voorgeschakelde weer-stand kan het starten van de motordoor de zogenaamde startspannings-verhoging gunstiger gemaakt worden,waarbij de bobinespoel-voorschakel-weerstand wordt kortgesloten. Daar-voor zijn startmotoren vereist, die een

Startinstalla ties

1-

Hohe Startkraft auch bei klirrender K''-'-'-

Fig. 10 Schakeling van een personenauto-startinstallatie met ottomotor.

Schakelstappen:1 Ontsteking in2 Startmotorin3 Startmotor uita) StartinstallatieI Batterij

2 Startmotor3 Ontstekings- en startschakelaarb) On Istokingsfristalla tie:4 Voorschakelweerstand (niet

universeel gemonteerd, start-motor met klem 15a vereist).

5 Bobine6 Verdeler7 Bougies

I Fig. 11 Schakeling van een startinstallatie met stop-start-inrichting.c +>

De stop-start-inrichting maaktbrands to fbesparmg mogelilk bgeen stilstaand voertuig. bijvoor-beeld by files enzovoort Metbehulp van een elektronischebesturing wordt de motor bitvoertuigstilstand door het in-drukken van een knop uitgescha-keld en bij ingedrukte koppe-lings- en gaspedaal weer gestart.Do elektromca begrenst. om debatterij en startmotor to sparende schakeltgd voor het startver-loop op de daarvoor beslistvereiste duur

------ -- ------H

Ii

I

I

12 Fig. 12 Schakeling van een personenauto-startinstallatie voor voertuigen metdieselmotor ( moderne versie).

Schak,a

b

1 Gloeistartinstallatie i n30

2 Indicatielampje duidtversch l

bereidhmd tot starten aanlende

3 Startmotor inverbruikers 4 Start- en voorgloei-rnstal-latie uit by zellstandiglopen van de motor

a) Starbnstallatie:I Batteril2 Startmoror3 Glowsrartschake/aarb) Voorgloei-installatie4 Gloertyd-bestur ngs-

apparaat5 Indicatielampje (doolt bij

beeindigde voorgloeltijd)6 G l oeis tiftbougies

Startinstalla ties

aanvullende aansluitklem (15a) heb-ben.2.3.2 Startinstallaties voor perso-nenauto's met dieselmotorFig. 12 toont de basisschakeling vaneen moderne startinstallatie voor die-selmotoren. Voordat het startproceskan beginnen, moet de voorgloei-in-stallatie ingeschakeld worden. Nieuwepersonenauto voorgloei-installatieshebben meestal een gecombineerderij-gloeistartschakelaar, die na beein-digde gloeitijd - aangegeven door hetcloven van een i ndicatielampje -directvoor het starten verder geschakeld kanworden. Bij conventionele diesel-startinstallaties zijn rijschakelaar engloeistartschakelaar nog gescheidenvan elkaar i ngebouwd.Zodra de oppervlakte van de gloei-bougie zover verhit is, dat de diesel-brandstof daaraan kan ontsteken, ishet starten van de dieselmotor moge-lijk. I n tegenstelling tot de ontste-kingsinstallatie van de ottomotorwordt de voorgloei-installatie van dedieselmotor bij het beeindigen van hetstartproces samen met de startmotoruitgeschakeld.

2.3.3 Stop-start-installatieI n de lijn van het streven naar brand-stofbesparing hebben verschillendepersonenmotorvoertuigen naast an-

7dere uitrust i ngsonderdelen die hetverbruik beperken, een zogenaamdestop-start-installatie (fig. 11).De stop-start-installatie client ervoor,om de verbrandingsmotor bij steedsterugkerende wachtpauzen bij ver-keerslichten, voor gesloten overweg-bomen, in files enzovoort, eerst uit toschakelen en i ndien nodig weer sneldoor een schakelautomatiek to star-ten. De stop-start-installatie bestaathoofdzakelijk uit de volgende afzon-derlijke componenten:•

Stopdrukknop:•

koppelingspedaalschakelaar;•

gaspedaalschakelaar;•

stop-start-besturingsapparaat;•

toerentalgever.Het uitzetten van de motor gebeurtdoor het bedienen van de stopdruk-knop. Daarbij wordt eerst de mag-neetklep voor stationair lopen van decarburateur en dan de ontstekinguitgeschakeld. Dit functionele verloopi s echter alleen mogelijk wanneer be-neden de snelheid van 2 km/h geko-men wordt (toerentalgever). De motorwordt zonder bediening van de ont-stekingssleutel bij reeds ingeschakel-de le versnelling direct automatischweer gestart, wanneer het koppe-lingspedaal volledig ingedrukt (kop-pelingspedaalschakelaar) en het gas-pedaal verder dan een bepaald scha-kelpunt (gaspedaalschakelaar) wordtdoorgedrukt.De stop-start-installatie beeindigt hetstartproces, doordat de stroomtoevoernaar de startmotor bij het bereiken vanhet toerental van 500 min 1 automa-tisch onderbroken wordt. Ze verhin-dert bovendien ook een ongecontro-l eerd i nsporen van de startmotor in del opende motor bij een toerental datboven 30 min I ligt.Door deze inrichting kan brandstofworden bezuinigd, onnodig uitlaatgasworden vermeden en bovendien eenvoortdurend gereed zijn voor rijdenworden gewaarborgd.

13

8

2.4 Startinstallaties voorbed rijfsmotorvoertuigenBedrijfsmotorvoertuigen ziln voertui-gen, die voor het vervoer van meer dan9 personen, goederen en/of voor hettrek ken van aanhangers geschikt zijn.Deze voertuigcategorie omvat i n prin-cipe de volgende groepen.•

Autobussen (bijvoorbeeld kleinebussen, lijndienstbussen, reisbus-sen, speciale bussen);

•

vrachtauto s van verschillendeg rootte:

•

speciale vrachtauto's (bijvoorbeeldtankauto's, brandweervoertuigen,sleepauto's, vuilnisvoertuigen);

•

trekkermachines (straat- en truck-machines en trekkers).

Overeenkomstig de verscheidenheidvan deze bedrijfsmotorvoertuigenworden ook de startinstallaties aan-gepast aan het toepassingsdoel, demontage en de verbrandingsmotor vanhet afzonderlijke voertuig.

Lichte bedrijfsvoertuigen zoals be-steiwagens en kleine busjes met otto-of dieselmotor, maar ook trekkers. zijnmeestal met eenvoudige 12 V startin-stallaties uitgerust, die - afgezien vanhet hogere startvermogen - zoveelmogelijk overeenkomen met de onge-compliceerde opbouw van gangbarepersonenauto-startinstallaties. Speci-

Startinstalla ties

ale omschakel- of beveiligingsrelaiszijn. om een storingsvrij startverloop togaranderen, niet vereist. Bedrijfsvoer-tuigen van middelmatige omvang metottomotoren tot circa 20 liter slagvo-l ume hebben in de regel 12 V startin-stallaties, terwijl vergelijkbare voer-tuigen met dieselmotoren tot circa 12liter slagvolume start instal l aties met12 V of 24 V nominale spanning heb-ben.Bij zware bedrijfsvoertuigen met die-selmotoren tot circa 24 liter slagvolu-me komen alleen nog 24 V startin-stallaties voor, die door twee 12 Vbatterijen gevoed worden. Vooral bijgrotere afstand tussen batterij enstartmotor zijn 24 V installaties in hetvoordeel: spanningsverliezen hebbenminder nadelige werking, zodat bij ge-l i j ke batterijen gunstiger startomstan-digheden optreden. Bovendien hangtdaarvan het beoogd startvermogen af.Om deze reden zijn er ook gedeeltelijk'gemengde' 12/24 V installaties met12 V netspanning en 24 V startmotor-spanning.De volgende voorbeelden behandelenenkele karakteristieke schakelingenvan Startinstallaties voor bedrijfsvoer-tuigen.

2.4.1 Startinstallaties met batterij-omschakeling 12/24 VVerschillende zwaardere bedrijfsmo-torvoertuigen - hoofdzakelijk vracht-

;ti

IM

.

Oldw

auto's

hebben een gemengde12/24 V installatie (fig. 17). In dezeinstallaties zijn alle elektrische ver-bruikers (met uitzondering van destartmotor) en de dynamo als span-ningsopwekker voor de nominalespanning van 12 V ontworpen. In te-genstelling hiermee wordt de start-motor met een nominate spanning van24 V aangedreven. Daarmee kan devermogensafname mogelijk gemaaktworden, die voor het starten van gro-tere dieselmotoren vereist is.Voor dit doel zijn 12/24 V installatiesmet een batterij-omschakelrelais uit-gerust. De beide 12 V batterijen van hetvoertuignet worden bij normaal rijbe-drijf of bij stilstaande motor voor deverzorging van de verbruikers parallelgeschakeld en zorgen daarmee vooreen spanning van 12 V. Na indrukkenvan de startschakelaar schakelt hetbatterij-omschakelrelais automatischde beide batterijen voor het startver-l oop tijdelijk achter elkaar, zodat op destartklemmen een spanning van 24 Vstaat. Alle andere verbruikers wordennog steeds met 12 V verzorgd. Na hetl oslaten van de startschakelaar wor-den de startmotor uit- en de batterijenweer parallel geschakeld.Gedurende het in bedrijf zijn van deverbrandingsmotor, worden de batte-rijen weer door de 12 V-dynamo op-geladen.

14

2.4.2 Startinstallaties met start-sper-i nrichtingStartinstallaties, waarbij het startver-l oop niet duidelijk akoestisch waarge-nomen kan worden (bijvoorbeeld au-tobussen met achtermotor) vereiseneen groter aantal schakelmiddelen:want ze hebben een efficiente bevei-liging nodig voor startmotor en start-krans van de verbrandingsmotor. Fig.16 toont een startinstallatie voor be-drijfsvoertuigen met elektronischstart-sper-relais. Deze schakeling be-schermt de startinstallatie in velerleiopzichten:•

Afschakelen nadat de start volgde;•

verhindering tot starten bij reedsl opende motor:

•

verhindering tot starten bij noguitlopende motor:

•

verhindering tot starten na slechtestart, wanneer dus geen zelfstandigl open van de motor tot stand komt.

Om in de beide laatste gevallen een tovroeg ondernomen hernieuwde start-poging to verhinderen, moet eerst eeni n het relais geintegreerde spertijdaflopen.

Fig. 13, 14, 15 Startinstallaties voorbedrijfsvoertuigen zijn aan hat toepas-singsdoel, de opbouw en de verbran-dingsmotor van het betreffende voertuigaangepast.

Startinstalla ties

9

Fig. 16 Schakeling van een startinstallatie met elektronisch start-sper-relais.Bedrljfsvoertuig-startinstallaties, waarbil het startverloop niet direct door de bestuurderkan worden bewaakt (bilvoorbeeld bus met achtermotor). zijn ter beveiliging tegenverkeerd starten bij reeds of nog lopende motor met een start-sper-relais uttgerust

1 Batterij2 Batterijschakelaar3 Rllschakelaar4 Startschakelaar5 Dynamocontrolelample6 Draaistroom-dynamo7 Elektronisch start-

sper-relais8 Startmotor

Fig. 17 Schakeling van een startinstallatie met batterijomschakelrelais.Startinstalla ties met 24 V startmotor, die in bedrijfsvoertuigen met 12 V voertuignet-spanning ingebouwd zijn hebben een batterijomschakelrelais nodig

a1 12 V batterij l2 12 V batterij 113 Batterllomschakelrelais4 Startschakelaar

1 5 24 V startmotor

a) In do basisschakeling. dusbq urtgeschakelde startmotor,zijn t wee 12 V batterijen voor deverzorging van het 12 V voer-tuignet parallel geschakeldIn dezelfde schakelstand wor-den de batterijen ook door oen12 V dynamo bil zelfstandiglopen van de verbrandings-motor opgeladen.

b) Na i ndrukken van do start-schakelaar worden de bafte-rijen tildelgk door het batterij-omschakelrelais achter elkaargeschakeld. zodat op de start-motorklemmen een spanningvan 24 V staat.

b

10

2.5 Speciale startinstallaties

Speciale startinstallaties kan men niettot een bepaald toepassingsbereik ofvoertuigtype beperken. Ze zijn, ge-deeltelijk met i ndividuele modificaties,i n grote bedrijfsmotorvoertuigen (bij-voorbeeld grote vakantiereisbussenmet achtermotor of speciale voertui-gen met motor onder de vloer), die-selmotorlocomotief van spoorweg-voertuigen, schepen (al naar gelang degrootte van het schip voor hoofd- ofhulpdieselmotoren) en stationaire ag-gregaatmotoren(bijvoorbeeld pomp-of noodstroomaggregaten, dynamo-aandnjvingen, enzovoort) to vinden.De verschillende bedrijfsomstandig-heden vereisen vaak omvangrijkestartinstallaties met speciaal daaropafgestemde en op verschillende wijzemet elkaar gecombineerde beveili-gings- en bewakingsrelais. Deze relaisbesturen het startverloop, verhindereneen beschadiging van startmotor enstartkrans bij verkeerd schakelen enmaken ook het gelijktijdig aanlopen bijparallelbedrijf van twee startmotorenmogelijk.Meestal zijn de to starten verbran-dingsmotoren zover van de bestuurderverwijderd, dat het startverloop nochoptisch noch akoestisch kan wordenbewaakt. In veel toepassingsgevallenwordt derhalve ook met afstandsbe-diening of volautomatisch ( bijvoor-beeld noodstroomaggregaten, warm-tepompen met dieselmotor, enzo-voort), gestart.Bij alle grotere elektrische installatiesvan bedrijfsvoertuigen is aanvullendeen batterij-hoofdschakelaar voorge-schreven, met behulp waarvan bijmotorstilstand het voertuignet om

Startinstallaties

Fig. 18, 19 Grote voertuigen met dieselmotor en grote stationairedieselmotoren hebben speciale startinstallaties nodig. die op hunspeciale, door de bouwvorm bepaalde voorwaarden en toepas-singsomstandigheden afgestemd zijn. Terwijl in het onderstevermogensbereik tot circa 201 motorslagruimte nog de nominalespanning van 12 ofwel 24 V gebruikelijk is. worden speciale start-

veiligheidsredenen van de batterij ge-scheiden kan worden (bij afzetfasen.onderhoudswerkzaamheden of geval-len van schade). Omdat er erg ver-schillende speciale startinstallatieszijn, kunnen niet alle mogelijkhedenworden behandeld. De volgendevoorbeelden zijn derhalve tot enkelemarkante schakelingen beperkt.

2.5.1 Startinstallaties met starther-haalinrichtingStartinstallaties met afstandbedieningof indirecte startmotorbekrachtiging(bijvoorbeeld stationaire i nstallaties,dieselmotorwagen, in sommige ge-vallen ook in bed rijfsmotorvoertuigenmet achtermotor) worden in bepaaldegevallen met een startherhaalrelaisuitgebreid. Dit is vooral het geval,wanneer vanwege de afstand tot deverbrandingsmotor niet kan wordenvastgesteld, of de startpoging eigenlijkresultaat heeft gehad. De schakeling iszo afgestemd, dat het startherhaalre-l ais bij normaal i nsporen van hetstartmotorrondsel niet aanspreekt.Om bij een valse start (blindschake-l i ng) een thermische overbelasting vande startmotor to vermijden, onder-breekt echter het stuurherhaalrelaishet niet gelukte startverloop en her-haalt dit automatisch. Dit verloop kanmeerdere keren aflopen, en wel, tot hetstartmotorrondsel in de startkrans kani nsporen en ten slotte het contact voorde startmotorstroom ingeschakeld is(fig. 20). Het eveneens in het scha-kelschema opgenomen startsperrelaisbeschermt de startmotor bovendiennog tegen het per vergissing starten bijreeds of nog l opende motor.Deze soort schakeling wordt uitslui-tend voor startmotoren met schuifbaar

rondsel met elektrisch tweetraps in-schakelmechaniek (K-, 0- of T-start-motor) met de bijgevoegde aansluit-klem 48 toegepast.

2.5.2 Startinstallaties (12 of 24 V) metdubbel startrelais voor parallelbedrijfVoor het starten van zeer grote ver-brandingsmotoren zouden, i ndien af-zonderlijk in bedrijf, zeer grote start-motoren vereist zijn. Om redenen vanplaatsgebrek is het derhalve gunstigerom i n de plaats van een grote start-motor twee kleinere startmotoren togebruiken. Opdat de motor zijn vereiststarttoerental kan bereiken. moetenechter beide startmotoren in parallel-bedrijf tegelijkertijd de startkransaandrijven.Vooropgesteld, dat de stroomverzor-ging beveiligd is. verkrijgt men bijparallelschakeling van twee startmo-toren ongeveer het dubbele startmo-torvermogen van de afzonderlijke ap-paraten. Bij parallelstartinstallatiesmet lagere spanning (12 of 24 V) wordtnaast het startsperrelais en het start-herhaalrelais met de reeds beschrevenfuncties een zogenaamd dubbelstart-relais (fig. 21) bij de startinstallatiegeschakeld. Met behulp van dit dub-belstartrelais wordt bereikt, dat de enestartmotor na de andere in de start-krans van de verbrandingsmotor in-spoort. Pas na het volledige i nsporenvan de tweede startmotor wordt devoile startmotorstroom i ngeschakeld.Daarmee ontwikkelen beide startmo-toren tegelijkertijd hun volledig koppelen geen van beide startmotoren wordtoverbelast.Startmotoren, die voor dit parallelbe-drijf geschikt zijn, bezitten daarvooraanvullende aansluitklemmen.

installa ties voor dieselmotoren boven 20 I slagruimte met 24.50.72of 110 V nominale spanning aangedreven. Hot aantal en decombinatie van de voor de toepassing geschikte relais wordtbepaald door hot toepassingsgeval (bijvoorbeeld startmotorinstal-laties met afstandbediening, parallel bedrijf van twee startmotorenenzovoort).

t

101 I•I I•I --

I.

-IL

I-1

1• El 1 •1

-- 1-1

I 1I

1212

2.5.3 Startinstallaties (50 tot en met110 V) met schakelrelais voor paral-

l elbedrijfI n parallel-startinstallaties met hogerespanning (50 t/m 110 V) wordt naasteen startherhaalrelais met stuurrelaisen een frequentiegestuurd startsper-relais een speciaal parallel-schakelre-lais gebruikt. Het parallelschakelrelaisschakelt enerzijds de hoofdstroomvoor de tweede startmotor in.Anderzijds moet het er door passendebesturing voor zorgen, dat de start-motoren na elkaar insporen en pas nahet volledige insporen tegelijkertijd

10

n motor

Startinstalla ties

Fig. 20

1 Batteril2 Batterijschakelaar3 Rilschakelaar4 Startschakelaar5 Startsperrelais6 Startherhaal-

('lars7 SG1rtmotor

Fig. 22

3 Startschakelaar4 Relais voor

pompmotor5 Motor voor oliepomp6 Oliedrukschakelaar7 Bewakingstoestellen8 Relais voor houd-

schakeling9 Startsperrelais

( met toerentat-invoer van dynamoof gever)

1 0 Startherhaalrelais11 Parallelschakel-

relaisStartmotor I

Batteryschakelaar 13 Sfartmotor II

hoofdstroom voor het starten krijgen.Figuur 22 toont een startinstallatie metparallelschakeling voor voertuigen.die indirect of automatisch gestartworden. bijvoorbeeld bij het bereikenvan een bepaalde oliedruk of eenbepaalde temperatuur. In motorwa-gens, locomotieven, bij grotere statio-naire motoren enzovoort. vindt menvaak bewakingstoestellen voorsmeerolie. temperatuur en bewakingvan de waterstand, die na korte tijdafvallen en daarbij de startmotorbe-sturingsleiding kunnen onderbreken.Opdat het bij dit verloop niet tot het

Batterij

12

I Battery2 Batterijschakelaar3 Rijschakelaar4 Startschakelaar5 Startsperrelais6 Startherhaal-

relais7 Dubbelstart-

relais8 Sfartmotor I9 Sfartmotor 11

11

Schakeling van een 12 ofwel 24 V start-i nstallatie met afzonderlilk bedryf vaneen startmotor met schuifbaar rondseltype KB of OB alsook startsper- en start-herhaalrelais De gebruikte relais zilnvoor startinstallaties met afstandsbe-diening vereist of. wanneer het start-proces met door een bedienings-persoon kan worden bewaakt (bilvoor-beeld bit dieselmotorwagen, auto-bussen met achtermotor. stationaireaggregaatmotoren). Op deze mamerwordt enerzilds starten per vergissmg bijreeds of nog l opende motor uitgeslotenen anderzyds is een onderbrekmg enautomatische herhaling van hot start-proces bil blindschakeling mogelilk,

Schakeling van een 12 ofwel 24 V start-installatie voor parallelbodrilf van tweestartmotoren met schuifbaar rondseltype KB voor het starten van zeer groteverbrandingsmotoren. Parallelstartin-stallaties met lagere spanning gaannaast startsper- ofwel startherhaalrelaisbovendien van een dubbelstartrelaisuit, dat gelijkt ydig mschakelen van beidestartmotoren na het insporen waarborgt.

Schakeling van een 50 t1m 110 V start-i nstallatie voor parallelbedrijf van tweestartmotoren met schuifbaar rondseltype TB (met thermoschakelaar) voor herstarten van zeer grote verbrandings-motoren Parallelstartinstallaties methogere spanning vereisen naast constartsper- of wel startherhaalrelaisbovendien eon parallelschakelrelais.dat gelilktydig mschakelen van beidestartmotoren na her insporen waarborgtOmdat op do startmotorstuurleiding ooknog bewakingstoestellen zijn aange-sloten. Is bovendien een relais voorhoudschakeling ter bescherming tegendaaruit resulterende onderbrekingenvan het startproces aanwezig.

vastlassen van de contactbrug in hetopkomrelais kan komen, verhinderteen relais voor houdschakeling. dat destartmotor tijdens het startverloopdoor deze bewakingstoestellen onno-dig in- en uitgeschakeld wordt.Terwijl bil installaties met lagerespanning het stuurrelais zich in destartmotor met schuifbaar rondsel be-vindt. is het bij i nstallaties met hogerespanning met het startherhaalrelais i neen bouweenheid samengesteld.Daardoor wordt een verhoogde be-trouwbaarheid van de schakelpro-cessen behaald

12

Startmotoren bestaan in de regel uit devolgende units:1 Elektrische motor van de

startmotor. gedeeltelijk met onder-steuningsdrijfwerk:

2 opkomrelais met elektrische aan-sluitingen, gedeeltelijk met toege-voegd stuurrelais;

3 insporingsdrijfwerk.

3.1 Elektrische motor vande startmotor

3.1.1 PrincipeI n de elektromotor wordt elektrischestroom gebruikt om er een draaibe-weging mee to laten ontstaan. Daarbijwordt elektrische energie in mecha-nische energie omgezet.Dit berust op het feit, dat op eenstroomvoerende geleider in een mag-netisch veld een kracht wordt uitge-oefend. De grootte van de kracht isevenredig met de sterkte van hetmagnetisch veld en de stroomsterkteen is dan het grootst, wanneer mag-netisch veld en stroom loodrecht opelkaar staan.Doelbewust wordt de geleider als eeni n het magnetisch veld vrij draaibarel us uitgevoerd. Wanneer er stroomdoor vloeit, dan gaat deze gewoonlijkl oodrecht op het magnetisch veldstaan en wordt daar door de magne-tische kracht vastgehouden. Wordtechter in dit Bode punt de stroom-richting in de geleiderlus omgekeerd,kan het stilstaan verhinderd worden.Het koppel heeft dan steeds dezelfdedraairichting en maakt een ononder-broken rotatie van de geleiderlus mo-gelijk. Dit omkeren van de stroomwordt verzorgd door een commutator(stroomwisselaar), die in het geval vandit model uit twee halfringvormige. vanelkaar geisoleerde segmenten bestaat,waaraan de beide leidingseinden vande lus aangesloten ziln. Twee kool-borstels zijn met de spanningsbronverbonden en daardoor vloeit door deafzonderlijke leidingslussen stroom(fig. 23, links boven).Om een gelijkmatig koppel to berei-ken. wordt het aantal geleiderlussenverhoogd. Hun afzonderlijke koppelsresulteren samen in een essentieelhoger en uniform totaalkoppel Fig. 23toont bovendien drie symmetrisch ge-plaatste lussen, waarvan de commu-tator dus dientengevolge zes segmen-ten, ook lamellen genoemd. vertoont.I n werkelijkheid is het aantal lussennog i?!s groter. waarmee onder anderehet tc,~ale koppel kan worden ver-hoogd.

Startmotor-basisopbouw

Het magnetisch veld kan door per-manente magneten of door elektro-magneten (elektromagneet-pool metbekrachtigingswikkeling) opgewektworden. Afhankelijk van de schakelingvan de bekrachtigingwikkeling wordttussen shunt-, serie- en compound-motoren onderscheid gemaakt.

3.1.2 Technische uitvoeringBij elektrische motoren voor startmo-toren bestaat de elektromagneet uiteen buisvormige poolbehuizing,waarin binnenin in het algemeen vierpoolschoenen (poolmagneten) beves-tigd zijn.Deze poolschoenen hebben - in zo-verre het niet gaat zoals bij het type DWom permanente magneten - een zo-genaamde bekrachtigingswikkelingwaardoor stroom voor de bekrachti-ging van het magnetisch veld vloeit.Opdat de veldlijnen steeds in eenrichting wijzen (namelijk steeds van denoord- naar de zuidpolen), wordt debekrachtigingswikkeling met gelijk-spanning gevoed. Omdat magnetischeveldlijnen altijd gesloten zijn en in ijzerbijzonder geed geleiden, wordenpoolbehuizing en poolschoenen uiti j zer vervaardigd (nauwkeuriger ge-zegd uit een staal met bijzonder gun-stige magnetische eigenschappen).Het anker komt overeen met de in hetmagnetisch veld draaiende geleider-l ussen, echter met een toegevoegdei j zeren kern. Bij stroomdoorvoerwordtook i n de ijzeren kern van het ankereen magnetisch veld met noord- enzuidpolen gevormd. De drawing vanhet anker berust erop. dat de gelilk-namige polen van anker en poolbe-huizing tegenover elkaar staan enelkaar onderling afstoten. De ijzerenkern van het anker bestaat ter ver-

mindering van magnetiseringsverlie-zen uit afzonderlijke bliklamellen, dievan elkaar geisoleerd en tot eenI pakket' op de ankeras samengeperstzijn. In de gleuven van deze ijzerenkern Iiggen de lussen ofwel windingenvan de ankerwikkeling. die aan deafzonderlijke lamellen van de com-mutator aangesloten zijn. De commu-tator is direct op de ankeras bevestigd.Op de commutator slepen vanwege degunstigere stroomovergang meestalvier koolborstels, die paarsgewijs aande pluspool en minpool van de batterij(ofwel massa) aangesloten zijn. Decommutator zorgt er door voortdu-rende stroomwisseling voor. dat depolariteit in het anker op tijd wisselt,terwijl de magneetpolen in de pool-behuizing hun polariteit onveranderdbehouden.I n het anker van een elektromotorwordt een spanning geinduceerd ( op-gewekt), die de aan het anker aange-legde spanning tegenwerkt. Hoesneller de motor draait. des to groter isdeze tegenspanning en des to geringerde stroomsterkte. Wordt daarentegende motor belast. doordat hij arbeidmoet verrichten, gaat met afnemendtoerental ook de tegenspanning om-laag en de stroomsterkte neemt toe.De stroomsterkte en daardoor ook hetkoppel is het grootst, wanneer demotor vanuit stilstand onder belastingmoet aanlopen. De elektromotor pastzijn stroom derhalve vanzelf aan demechanische belasting aan!

3.2 ShuntmotorenBij shuntmotoren ligt de bekrachti-gingswikkeling parallel aan het anker.Bij voeding met constante spanning isderhalve de bekrachtiging en ook het

toerental bijna onafhankelijk van hetkoppel. wat voor het startmotorbedrijfongunstig zou zijn. De spanningsvalvan de batterij door de hoge start-motorstroom l eidt echter tot een voorde start geschikte curve, soortgelijk alsbij seriemotoren.

3.3 Motoren met permanentebekrachtigingMotoren met permanente bekrachti-ging blinken uit door eenvoudige op-bouw en geringe grootte. Omdat hetmagnetisch veld door permanentemagneten wordt veroorzaakt, i s debekrachtiging voor iedere bedrijfstoe-stand altijd gelijk (permanent). Door-dat er geen bekrachtigingswikkelingaanwezig is. vervalt de bekrachti-gingsstroom ofwel de ohmse weer-stand in het bekrachtigingscircuit, zo-dat een geringere totale weerstand vande elektromotor het gevolg is. Ge-bruikt als motoren voor startmotorenSch,muu,sche albee,tding eleknomoto,+ 1

a

a1 koolborstels, 2 magneet.3 commutator4 geleiderlusa met eon geleiderlusb met dire geleiderlussenScbnkcIschema van ,v n 5lilrtmolo , , potcompoundmotor

b

a

Fig. 23

Startmotor-basisopbouw

aan batterijspanning tonen permanentbekrachtigde motoren een gedrag alsseriemotoren.

3.4 Seriemotoren

Bij seriemotoren zijn bekrachtigings-en ankerwikkeling i n serie achter el-kaar geschakeld. De bekrachtigings-stroom wordt niet afgetakt, maar deankerstroom vloeit ook door de be-krachtigingswikkeling. Omdat bij hetaanlopen van de belaste motor dezeankerstroom bijzonder groot is. wekthill een sterk magnetisch veld op.Seriemotoren ontwikkelen derhalveeen hoog aanloopkoppel, dat mettoenemen toerental snel afneemt.Door deze eigenschappen is de se-riemotor vooral als motor voor destartmotor geschlkt. Bij kleine start-motoren wordt de seriemotor vrijwelonmiddellijk tijdens het inspoorver-loop i ngeschakeld. zodat direct hetvoile koppel kan werken.

03MSchakelschema vaneen shunt-gelilk-stroommotor

Schakelschema vaneon gelijkstroom-motor met perma-nente bekrachtiging

---i Schakelschemavan een serie-gelijkstroommotor

1 Seriewikkellng, 2 shun twik-kelinga voor-stand. Alleen seriewikkeling in serie geschakeld (begrensde ankerstroom)b hoofd-stand, Shuntwikkehng parallel. seriewikkeling in serie geschakeld

(volledige ankerstroom)Fig. 24 De belangrijkste onderdelen van de elektromotor (onderdelen uit eenstartmotor met schuifbaar en schroefdraad rondsel).

I Ankeras 2 ankerw/kkelmg 3 ankerpakket ( blok/amellen), 4 commutator, 5 poolschoen.6 bekrachtlgrngswikkelmg. 7 koo/borstels. 8 borstelhouders

1

2

3 4

3.5 Gecombineerde shunt-en seriemotoren (compound-motoren)

Grote startmotoren hebben een com-poundmotor met een shunt en eenseriewikkeling. die in twee standenkan worden geschakeld. In de voor-stand wordt de ankerstroom begrensd,waarbij eerst alleen de als voorscha-kelweerstand werkende shuntwikke-ling in serie met het anker wordt ge-schakeld. Daarbij kan het ankerslechts een klein koppel voor het in-sporen opbrengen. In de hoofdstandvloeit de totale stroom in de motor vande startmotor, die daarmee zijn volle-dig koppel ontwikkelt. De shuntwik-keling is nu parallel en de seriewik-keling bovendien in serie met het an-ker geschakeld (fig. 23. links onder).Keert het rondsel in zijn uitgangspo-sitie terug. clan zorgt het shuntveldvoor de snelle stilstand van het anker.

5

1 Shuntmotor 3 compound-bij cons tan-

motor.to spanning

hoold-2 motor met stand'

permanente 4 serie-bekrachtiging' motor'

6 7

13

aan batterijspanning

8

14

Relais dienen ervoor om een grotestroom met een betrekkelijk lagestuurstroom to schakelen. De start-motorstroom bedraagt bijvoorbeeldbil personenmotorvoertuigen zeker1 000A, bij bedrijfsvoertuigen circa2600A. Voor het inschakelen van delagere stuurstroom voldoet zodoendeeen mechanische schakelaar (start-schakelaar, ontsteek- en startschake-laar. rijschakelaar).Het in de startmotor ingebouwde 'op-komrelais' is de combinatie van eenopkommagneet met een relais. Hetvervult een dubbele functie:•

Vooruitschuiven van het rondselvoor het insporen in de startkransvan de verbrandingsmotor en

•

sluiten van de contactbrug voor hetinschakelen van de startmotor-hoofdstroom.

De opbouw van een opkomrelais wordtuit fig. 27 duidelijk. De met de be-huizing vast verbonden magneetkernsteekt aan de ene kant in het inwen-dige van de magneetwikkeling. hetbeweeglijke relaisanker aan de anderekant. De afstand tussen magneetkernen relaisanker komt overeen met det otale slag van het anker.Magneetbehuizing, magneetkern enrelaisanker bepalen samen het mag-netisch circuit.De wikkeling van het relais bestaat bijveel uitvoeringen uit een opkom- eneen houdwikkeling. Deze inrichting isi n verband met de thermische be-lastbaarheid en de to verkrilgen mag-netische krachten erg gunstig. Tijdenshet opkomen ontstaat er in het begineen verhoogde magnetische krachtvoor het overwinnen van de opkom-

Fig. 27 Opkomrelais van een startmotormet schuifbaar en schroefdraad rondseli n doorsnede (schema)Hi'l opkomrelais heeft een dubbele funchef e vervullen voorurtschuiven van hetrondsel voor het i nsporen in de startkransen sluiten van de contactbrug om destartmotor-hoofdstroom I n to schakelen

Startmotor-basisopbouw

weerstanden. Nadat het stroomcircuitvan de startmotor gesloten is, werktalleen de houdwikkeling, want de op-komwikkeling is kortgesloten. De letsgunstiger magnetische kracht van dehoudwikkeling voldoet geheel aan dewens om het relaisanker tot het her-nieuwd openen van de startschakelaarvast to houden. Onder invloed van dena het inschakelen veroorzaaktemagneetkracht wordt het relaisankerin de wikkeling naar binnen getrokken.Deze ankerbeweging wordt enerzijdsvoor de axiale verschuiving van hetrondsel gebruikt. anderzijds voor hetaandrukken van de contactbrug tegende hoofdstroom contacten. Terugstel-veren tussen de afzonderlijke onder-delen zorgen er voor, dat na het uit-schakelen de contacten geopendworden en het relaisanker weer in zijnuitgangspositie terugkeert. Met hetopkomrelais samen zijn doelbewust deelektrische aansluitingen tot eenmontage-eenheid samengevat. Bij

Fig. 26 Montage-eenheid' opkomrelaismet elektrischeaansluitingen"(en de motormet schuif-baar- enschroefdraad-rondsel)

Fig. 27

- ills

I Anker 7 Elektnsche2 Opkom- aansluiting

wikkeling 8 Contact-3 Houdwikkeling

bruggen4 Magneetkern 9 Schakelas5 Contactmer (gedeeld)6Contacten 1 0 Terugstelveer

grotere startmotoren is overigensgeen opkomrelais ingebouwd, maarde opkommagneet voor het vooruit-schuiven van het rondsel en hetstuurrelais voor de elektrische scha-kelstanden zijn van elkaar gescheiden.

3.7 InsporingsdrijfwerkHet startmotoraandrijf lager bestaat inprincipe uit het i nsporingsdrijfwerkmet rondsel, vrijloop (inhaalkoppe-l ing), opkomelement ( vorkhefboom ofi nspoorstang voor de insporingsslag)en inspoorveer. I n deze startmotor-montage-eenheid worden de schuif-bewegingen van het opkomrelais ende draaibewegingen van de elektri-sche motor van de startmotor opdoelmatige wijze verenigd en op hetrondsel overgedragen.

3.7.1 RondselDe startmotor grijpt met een klein, in-en uittrekbaar tandwiel - het zoge-naamde 'rondsel in een startkransop het motorvliegwiel. Een groteoverbrenging (gewoonlijk tussen 10:1en 15:1) maakt het mogelijk, de hogeaandraaiweerstand van de verbran-dingsmotor met een betrekkelijk klei-ne, maar snel draaiende startmotor tooverwinnen. Daardoor i s het mogelijk.afmetingen en gewicht van de start-motor klein to houden. Opdat hetstartmotorrondsel tijdens het startver-loop aan de startkrans optimaal kaninsporen, het vereiste koppel kanoverdragen en ten slotte op het juistetijdstip weer kan uitsporen, heeft devertanding zeer bepaalde eigenschap-pen:•

voor de rondselvertanding wordt

Fig. 28 Montage-eenheid'insporings-drijfwerk'(in de motormet schuif-baar- enschroefdraad-

~~rondsel)

Jhet inspoorgunstige evolventen-profiel gebruikt:

•

de tanden van het rondsel, en af-hankelijk van de startmotorcon-structie ook die van de startkrans.zijn aan de voorkant van eenschuine kant voorzien:

•

i n tegenstelling tot tandwielen dievoortdurend in aangrijping zijn. i sde asafstand tussen rondsel enstartkrans vergroot, om de speel-ruimte aan de tandflanken grootgenoeg to houden:

•

het voorkantvlak van het rondselmoet in de ruststand een minimaleafstand tot het voorkantvlak van destartkrans hebben en

• in het belang van een lange le-vensduur zijn rondsel- en start-kransmaterialen en hun hardheids-gedrag op elkaar afgestemd.

Zodra de verbrandingsmotor ' aanslaat' en uit eigen kracht clan verderhet starttoerental versnelt, moet hetrondsel omwille van bescherming vande startmotor automatisch uitsporen.ofwel de verbinding tussen startmo-toras en motorvliegwiel moet auto-matisch verbroken worden. Derhalvezijn startmotoren ook nog met eenvrijloop en een insporings- en terug-voermechaniek uitgerust.

3.7.2 InsporingsaandrijvingDe insponngsaandrijving moet in iedergeval zo uitgevoerd ziln. dat deschuifbewegingen van het opkomre-lais en de draaibewegingen van deelektrische motor van de startmotor bijiedere denkbare inspoorsituatieechter onafhankelijk van elkaar - el-kaar kunnen overlappen. De omvangvan de verschiliende startmotoren be-paalt echter het onderscheid in detechnische uitvoering van de inspo-ringsaandrijving. Het onderscheidwordt door de benoeming van destartmotorconstructie getypeerd.

Aandrijving met schuifbaar- enschroefdraadrondselI n startmotoren met schuifbaarschroefdraadrondsel wordt de schuif-beweging van het aangemonteerdeopkomrelais op de meenemer (metrondsel) overgedragen. die op eenschroefdraad met grove spoed van deankeras geleid wordt, Daaruit resul-teert een schuif-schroefbeweging. diehet insporen van het rondsel aan-merkelijk vergemakkelijkt.

Fig. 30 Insporingsdrijfwerk van eenstartmotor met schuifbaar- en schrodraadrondsel.

1

2

34

56

Startmotor-basisopbouw

Aandrijving met schuifbaar rondsel,elektromotorische rondselverdraai-i ngI n startmotoren met schuifbaar rond-sel met opkommagneet i n de verlen-ging van de ankeras wordt het rondselvia een door de holle ankeras stekendeinspoorstang rechtlijnig naar vorengeschoven. Gelijktildig begint het an-ker in eerste instantie langzaam todraaien om het insporingsverloop ge-makkelijker to maken. Na het insporenvloeit in de tweede stand de volledigehoofdstroom voor het ronddraaien vande verbrandingsmotor.

Aandrijving met schuifbaar rondsel,mechanische rondselverdraaiingI n startmotoren met schuifbaar rond-sel met aangemonteerd opkomrelaiswordt in de eerste stand het totaledrijfwerk met rondsel rechtlijnig naarvoren geschoven. Wanneer een directi nsporen niet mogelijk is. treedt detweede mechanische stand met eenaanvullend verdraaien van het rondseli n functie.

3.7.3 VrijloopBij alle startmotoruitvoeringen wordtde draaibeweging via een vrijloop (in-haalkoppeling) overgedragen. De vrij-

Fig. 31 Rollenvrijloop.Btl aandnlvende ankeras worden de rol+cr?n de zich vernauwende ruimte vastge-klemd en veroorzaken daardoor een doorkracht harde verbinding. Bij omkering vande kracht door de sneller wordende ver-brandingsmotor komen de rollen weer los'en worden tegen de veerkracht i n i n debwilder wordende ruimle geschovenDaardoor wordtde door kracht hardeverbinding tussen anker en startmotor-rondselop-

geheven.1

4

15

l oop zorgt er voor, dat bij aandrijvendeankeras het rondsel meegenomenwordt, dat daarentegen bij sneller lo-pend rondsel ('inhalen' van de ver-brandingsmotor) de verbinding tussenrondsel en ankeras verbroken wordt.Bij de beschreven startmotoren zijndrie verschillende versies in gebruik:•

Rollenvrijloop.•

l amellenvrijloop:•

vrijloop met voorkantvertanding.De vrijloop is tussen startmotor enstartmotorrondsel geplaatst en voor-komt, dat het anker van de startmotorbij snel aanlopen ( aanslaan) van deverbrandingsmotor op ontoelaatbaarhoge toerentallen wordt versneld.

Fig. 29 Rechts. startmotorrondsel (kleinediameter) in de startkrans van het motor-vliegwiel (grotere diameter) volledigi ngespoord.Orn hit i nsporen to vergemakkelyken, nlnde tanden van het rondsel van een schumekanl voorzien,

I Aandnlllager 5 Rollen- 1 Rollenvrijloop 5 Rol2 Vorkheloom vollOOp 2 Rondsei 6 Rondselsteel3 Inspoorveer 6 Rondsel 3 Vrilloopring 7 Schroelveer4 Meenemer 7 Ankeras 4 Rollengli curve 8 Koppelen

16

RollenvrijloopStartmotoren met schuifbaar- enschroefdraadrondsel worden, om ze tobeschermen, met een rollenvrijloopuitgerust (fig. 31, blad 15). Het be-l angrijkste element is daarbij eenvrilloopring met rollenglilcurve. dieeen deel van de meenemer is endaarmee door een schroefdraad metgrove spoed met de ankeras is ver-bonden. De door kracht harde kop-peling (ook wel genoemd de doorkracht vaste koppeling) tussen debinnen liggende as van het rondsel ende buitenom lopende vrijloopring vande meenemer wordt door rollen totstand gebracht, die zich op de glij-curve kunnen bewegen.In do rusttoestand drukken schroef-veren de rollen in het nauwer wor-dende gedeelte van de ruimte tussende glijcurve van de vrijloopring en hetcilindrische deel van de rondselas,zodat bij aanlopende startmotor hetrondsel betrouwbaar met de ankeraswordt gekoppeld.Bij aandrijvende startmotor-ankerasworden de rollen in de nauwer wor-dende ruimte vastgeklemd.Wordt bij het aanslaan van de ver-brandingsmotor het startmotorrond-sel met groter toerental als het sta-tionaire toerental van het startmotor-anker aangedreven, dan komen derollen los to zitten en worden - tegende veerkracht van de schroefveren inin het wilder wordende deel van deruimte verschoven. Daarmee is dedoor kracht harde verbinding tussenrondsel en anker opgeheven.Voordelig voor het gebruik van dezevrijloop is, dat slechts geringe massa'sto versnellen zijn en het werkzameinhaalmoment van de verbrandings-motor betrekkelijk klein is.

Fig. 32 Insporingsdrijtwerk met lamellenvrijloop

1 Aandri,flager2 Aanslagrand3 Schotelveer4 Druklamel5 Buiten- en blnnenlarnellen6 Meenemertlens7 Anker8 Rondsel9 Aandnjtspil

10 Schroefdraad met grove spoed11 Aanslagring12 Poolbehuizing

Startmotor-basisopbou w

LamellenvrijloopDe lamellenvrijloop wordt bil groterestartmotoren met schuifbaar rondseltoegepast. Komt bij het aanslaan vande verbrandingsmotor het toerentalvan het startmotorrondsel boven dievan hot startmotoranker. dan ver-breekt de lamellenvrijloop de doorkracht harde verbinding tussen start-motorrondsel en startmotoranker. Eenschroefdraad met grove spoed op deaandrijfspil zorgt voor deze scheiding.Daardoor wordt verhinderd, dat destartmotor tot ontoelaatbaar hogetoerentallen wordt versneld.De lamellenvrijloop heeft bovendiende taak als overbelastbaar koppel hetvan de ankeras op het rondsel over todragen koppel to begrenzen.Essentieel bij de constructie van dezevrijloop i s, dat de afzonderlijke l a-mellen, die de totale krachten moetenoverdragen, weliswaar in de asrichtingverschuifbaar in de meenemerflens ofop het koppelingsgedeelte geplaatstzijn, maar radiaal niet verdraaid kun-nen worden. Afwisselend staan zenamelijk door meenemernokken aande buitendiameter met de meene-merflens (buitenlamellen) en aan debinnendiameter met het koppelings-gedeelte (binnenlamellen) in aangrij-ping. De buitenliggende meenemer-flens is vast met de ankeras verbon-den. Het koppelingsgedeelte zit daar-entegen schroefvormig verdraaibaarop de schroefdraad met grove spoedvan de aandrijfspil (fig. 32).

Harde krachtkoppelingVoorwaarde, dat de lamellenvrijloopdoor wrijving een door kracht hardekoppelrng kan worden. is een zekeredruk tussen de lamellen. In de rust-

8 9 10

11

stand wordt het lamellenpakket dooreen geringe voorgespannen veer-kracht zo samengedrukt. dat door deaanwezige wrijving het meenemen vanhet koppelingsgedeelte veilig gesteldi s (fig. 33).Heeft het rondsel na het i nsporen zilneindstand bereikt, dan moet de volle-dige harde krachtkoppeling voor hetstarten werkzaam worden. Het kop-pelingsgedeelte beweegt op deschroefdraad met grove spoed bijvastgehouden rondsel en ronddraai-ende ankeras naar buiten tegen deschotelveer, waardoor de druk tussende lamellen verder verhoogd wordt. Dedrukverhoging blijft aanwezig tot dewrijving tussen de lamellen voor deoverdracht van het telkens vereistestartkoppel voldoende is.De harde krachtkoppeling verlooptdaarbij als volgt:Ankeras - meenemerflens buitenla-mellen - binnenlamellen - koppe-lingsgedeelte aandrijfspil - rondsel(fig. 34).

KoppelbegrenzingDe door de schroefwerking van hetkoppelingsdeel toenemende lamellen-druk en daarmee het overdraagbarekoppel wordt begrensd doordat bij hetbereiken van de toelatbare grootstebelasting het koppelingsgedeelte bin-nen tegen de schotelveer aanloopt.Het drukt daarbij met zijn voorvlak deschotelveer tegen de aanslagrand vande aandrijfspil. Daarmee heerst eenevenwicht van krachten. De lamellen-druk kan niet meer verder wordenverhoogd. De l amellenvrij loop werkt i ndit geval als overbelastbare koppelmgomdat de lamellen bij de ingesteldemaximale kracht en het daaruit re-

sulterende maximale koppel over el- tweestanden i nsporingsaandrijvingvooral bij de startmotoren metschuifbaar rondsel type KE inge-bouwd. Zodra het inhaalproces begint.drijft de startkrans van de verbran-dingsmotor volgens figuur 38 hetrondsel (1) aan. dat door een voor-kantvertanding met het koppelingsge-deelte (4) gekoppeld is. Het koppe-li ngsgedeelte schuift op de schroef-draad met grove spoed naar binnen inde richting van de motor van destartmotor. Het drukt daarbij de veer( 5) samen. die later het terugstellenvan het koppelingsgedeelte verzorgt.De scheiding van de aan de voorkantvertande koppelingselementen (rond-sel en koppelingsgedeelte) van devrijloop met voorkantvertanding wordtdoor diverse centrifugale gewichten( 2) ondersteund, omdat die via eenconisch gedraaide ring (3) een krachti n de langsrichting opwekken. Dekoppelingsschok bij hernieuwd mee-nemen van de koppelingselementenwordt door een rubberpakket (6) ge-dempt.

kaar heen glijden (fig. 35).

I nhalenBij versnelling van het motorvliegwieldoor ontstekingsimpulsen of bij hetaanslaan van de motor gaat hetrondsel de startmotor inhalen . Dezeverandering van krachtrichting zorgtervoor, dat het koppelingsgedeelte opde schroefdraad met grove spoed totaan de aanslagring tegen het inwen-dige van de startmotor wordt ge-schroefd. De schotelveer ontspantzich daarbij volledig: ze kan geen drukmeer uitoefenen. De lamellen komenlos van de druk en zitten vrij naastelkaar. Deze vrtlloop heft de hardekrachtkoppeling op zodat geen ge-vaarlijke versnellingen op het startan-ker kunnen worden overgedragen (fig.36).

Vrijloop met voorkantvertandingDe vrijloop met voorkantvertanding isi n samenhang met de mechanische

Fig. 33 Lamellenvrijloopi n ruststand.

ri r

11 L

fh--

Voorgosparnen veer drukI lamellenpaMMetsamen zodal meename van het koppe-l ingsgedeelte door wnlnngswerkmgbefrouwbaar work?.

Fig. 37 I nsporings-aandrijving met vrijloop met voorkant-vertanding in uitgangsstand.

I- ,

Fig. 34 Harde kracht-koppeling.

Rondselmgespoord Koppehngsgedeeltekoml naar voren tegen do scnotoNeer onzor9lvOOrdrukverhoging I. amellenpak-koRen volledlg /n harde krachlkoppelmg

1

6

I Rondsel met voor-

4 Koppehngsgedeelte metkantvertandlng ('zaagtanden l

voorkantvertanding2 Centrlfugalegcwichten

5 Veer3 Conische druknnq

6 Rubberpakket

Startmotor-basisopbouw

Fig. 35 Koppelbegrenzing.

Koppellngsg0000Ito loop? 10900 deschotelveer en druM doze m Kracn(seven.w/CM fusion kop;K.'bngsgedee/le enScho101Vper Maxima/, mgesleldo waardeIs beroilrI, lamellen glgdon over elkaar

3.8 AnkerafremmingSours is een herhaling van hot start-proces vereist. Van to voren most hotstartmotoranker weer snel tot stilstandworden gebracht. Bif startmotoren metschuifbaar- en schroefdraadrondselgebeurt dat eenvoudigweg doordat deterugstelveer na hot afschakelen vande i nsporingsaandrijving of anker te-gen een aanloop- ofwel remschijfdrukten door de wrijvingswerkmg afremtBij permanents bekrachtiging komteen aanvullende remwerkmg (als ge-nerator) erbij tijdens hot uitlopen. Bijstartmotoren met schuifbaar rondselzorgt hot shuntveld voor een begrensdstationair toerental, zodat hot start-motoranker zo snel mogelijk tot stil-stand komt. Andere uitvoeringen zijndaarentegen met een speciaal ge-schakelde remwikkeling uitgevoerd.die pas na hot uitschakelen van destartmotor parallel aan hot nog rond-draaiende startanker wordt gescha-keld en als stroomrem werkt.

Fig. 36 I nhalen.

i t

Rondsel door vlregwMl eersneIdl KoppeIvpsgedeelte loop? 10900 aanslagnng enonllas?schotelveer LamellenvrgloophondIn Working

Fig. 38 Vrijloop met voorkantvertanding in gescheidentoestand.

17

Zodra hot i ngespoorde rondsel door de startkrans wordsaangedreven (inhaalproces). schuift hot aan de voorkantvertande koppelingsgedeelte naar binnen en heft do verblndlngtussen de motor van de startmotor en rondsel op.

18

4 Startmotortypen

4.1 OverzichtVerbrandingsmotoren en elektrischevoertuiginstallaties zijn er in velerleiuitvoeringen. Hiermee komen ook deveelzijdige bedrijfsomstandighedenovereen, die voor de constructie vanelektrische start instal l aties en de ge-schikte startmotoren doorslaggevendzijn. Deze voorwaarden zorgen er voordat een produktieprogramma met een

startmotortypen vereist

kenmerken ter onder-

Startmotortypen

De draairichting wordt door dedraairichting van de verbrandingsmo-tor en de montagerichting van destartmotor wordt vooraf bepaald.De startmotorgrootte volgt uit hetvereiste nominale vermogen van destartmotor. De constructiesoort hangtsamen met het i nsporingsprincipe, datuiteindelijk weer met de startmotor-grootte ofwel startmotorvermogen sa-menhangt.

veelvoud vani s.Belangrijkstesteuning zijn:•

Nominale spanning.•

nominaal vermogen;•

draairichting;•

startmotoromvang (poolbehui-zingsdiameter van de startmotor): 39 FFig. 39 Voorbeeld van een•

constructiesoort:•

constructievorm.Daarbij wordt de nominale spanningbepaald door het toepassingsgebiedvan een startmotor. Er zijn kleinerestartmotoren voor 12V. midelmatigestartmotoren voor 12 en 24 V en grotestartmotoren, afhankelijk van het ge-bruik in diverse stapgrootten. tussen24 V en 110 V nominale spanning. Hetnominale vermogen wordt bepaalddoor het felt, of de startmotor voor eenotto- of dieselmotor bestemd i s ( ver-schillende behoefte aan startmotor-vermogen) en welk slagvolume dezemotor heeft.

De constructievorm ten slotte wordtbepaald door inbouwomstandighe-den, montagesoort en bedrijfsomstan-digheden.

Type-coderingDe typecodering dient als eerste

Nominate spanning in V

B, D, E, F, G = constructieve kenmerkenDraarrrchhnq igezren fegen de kanr vankrachtafgllte frondselkantl

•

of H kloknchtrnqof( tegen kloknchonq

G

orientatie en wordt bij de technischegegevens van de startmotor samenmet het bestellingsnummer aangege-ven.

Startmotor-opschriftHet opschrift van de startmotor (in-gegraveerd in de behuizing) verenigtbestellingsnummer• draairichting ennominale spanning. Voorbeeld vaneen startmotor-opschrift:0 001 314 002

1 2V

(R)

12 V

0,8 k Wtype-coderingHerkennrngslettervow poolhehurzrng

pooloehu4rnq. ' rnm

O 65 t/m 79E 80 t/m 99G 1 00 t/m 109J 1 10 Um 1 19K 1 20 t/m 139a 140 t1m 169T 170 t/m 199

I

Fig. 40 StartmotorconstructiesoortenOverzicht

Startmotortypen

U

75kW

r T 11 5kW

20 kW

Fig. 42 Startmotorbouwsoorten, keuze

Type OB.Type KB.Type JD.Type JF.Type EB.Type GF.Type EF.

r onufsel vrr1 urtlopendrondsel vol uitlopendrondselaandnlvfng met buitenlagerrondselaandnlving met buitenlagerrondsel vril uttlopendrondselaandrgving met buitenlagerrondselaandnlving met buitenlager

19

I ns po,i nys-drilfwerk

tunctie overbren-ging

opbou E mspo-veoson h welkMmotor

RrearsbescnrevengmoenlNile

bitsoon-gelgkerypen

nmotor

met schulf- Schroefvormrg voorwtschu ven zondrr

R L

EF 20GB. GF

baar- en schroef- tegen de startkrans en msporendoor opkomrelais I nsporen i s _.

. M 1F, JD sene-motor

draadrondsel gemakkenlker door schroefdraad met EV 22grove spoed Op a nde relaiswegvolgt i nschakeion van de voilestartmotorstroom

met DW 23

met mechanmsche rondsoiver. KE 24met schuif- verdmannq t sene-baar rondsel Rechtlolnig voorurtschurven

tegen do startkrans en msporendoor opkomreiais Insporengernakkelr/k door mechanischetweestandenInsporingsaan-drgvmq Na vonedrg msporenvoigt rnschakeien van de voilestart motorstroom

zondrr

M motor

met elektromotormschorondsel-_`

KB 26 OB com-verdraannq∎

~70nde,

1© MNo

poundrechthlmy voorudschuiven tegende startkrans on ~nsporen door motoropkommagnect. Tegelgkertl1d

ge TB 28t

wanme msporenmotor om sporon o verge-makkelllken IelektrISChe voor- 13

,~

Mstandl VIA voor het elnde vande sChwtweg voigt I nschakeienvan de voile startmotorstroom TF

M28 op TB-

( hooldstand 1jj

basis

Fig. 41.Typeseries gebruik startmotor. typesene

TBTF

en gebruikvan start-motoren

acn,.,no, QBKEKB1D1F

EV ∎ 1 ) VEV Un~o,eimnrr,~ GF

DBEFEB

DWOwDINDW

∎∎1

V

mao+r.~wOF DW I

1 2V i

rnominaal Ivermogen

20

4.2 Startmotor met schuif-baar- en schroefdraadrond-sel zonder overbrenging

1

2

3----

4

5

6 --

7

8

9 --

10

11

12

Wezenlijke kenmerken voor startmo-toren met schuifbaar- en schroef-draadrondsel zonder overbrengingzijn de elektromotor met directe aan-drijving, het opgebouwde opkomre-l ais, het insporingsdrijfwerk voor deschuif- en schroefweg en de rollen-vrijloop.

Type EF met seriemotorDe volgende beschrijving is bij voor-keur gerelateerd aan het type EF.Opbouw en werking van de typen DF,EB, GB, GF, I F en ID is soortgelijk.

OpbouwOpbouw en i nwendige schakeling vanstartmotoren met schuifbaar- enschroefdraadrondsel zonder over-brenging volgt uit de figuren 43 t/m 45.

Motor van de startmotorAls motor voor de startmotor is eengel i j kstroomseriemotor i ngebouwd,waarbij de bekrachtigings- en anker-wikkeling in serie achter elkaar ge-schakeld zijn. Het motortoerentalwordt direct op het insporingsdrijf-werk overgedragen. De verlengde an-keras i s van een schroefdraad metgrove spoed voorzien, waarop demeenemer van het insporingsdrijfwerkgeleid wordt.

OpkomrelaisStartmotoren met schuifbaar- enschroefdraadrondsel zonder over-brenging worden via een erop ge-monteerd opkomrelais met opkom- enhoudwikkeling ingeschakeld. Het re-

Startmotortypen

Fig. 43 Doorsnede van een startmotormet schuifbaar- en schroefdraadrondseltype EF.

I Houdwikkelmg. 2 opkomwikkeling. 3 te-rugstelveer. 4 vorkhetboom, 5 inspoorveer.6 meenemer, 7 rollenvrilloop. 8 rondsel.9 ankeras, 10 aanslagring. 11 schroefdraadmet grove spoed. 12 geleidingsring,13 elektrische aansluitlng, 14 contact,15 contactatschakelveer. 16 contactbrug,1 7 opkomrelais, 1 8 commutatorlager,19 borstelhouder. 20 koolborstels.

21 commutator, 22 poolschoen. 23 anker,24poolbehuizing. 25 bekrachtigingswikke-ling.

laisanker heeft op zijn uitstekendeinde een gleuf, waarin de pin van devorkhefboom met een bepaaldespeelruimte de dode weg - ingrijpt.Deze dode weg maakt het mogelijk,dat de terugstelveer, voor het uit-schakelen van het starten. het re-l aisanker tegen de uitgangspositie kanbewegen en de contactbrug snel vande contacten kan tillen. Dat is nood-zakelijk, opdat de startmotor na eenvalse start weer snel kan worden af-geschakeld.

InsporingsdrijfwerkDe meenemer, die schroefvormig opde schroefdraad met grove spoed vande ankeras wordt geleid, is zelf weervia een rollenvrijloop met het rondselgekoppeld. De spoedrichting van deschroefdraad is zo gekozen, dat hetvastgehouden rondsel bij ronddraai-end startmotoranker in de startkransgeschoven wordt. Op de meenemerzitten twee geleidingsringen ofwel

13

14

15

-

16

17

18

19

20

- 21

22

23

24

25

-schijven, waarin het vorkvormigeeinde van de vorkhefboom ingrijpt ende schuifbeweging in asrichtingoverdraagt.Tussen geleidingsring en meenemerzit de insporingsveer als elastisch deel,zodat de vorkhefboom principieel totzijn eindstand beweegt en de start-motorstroom steeds wordt gescha-keld, ook wanneer een rondseltandeen tand van de startkrans treft (deschakelaarcontacten sluiten kort voorde eindstand van de vorkhefboom).Meenemer en daarmee ook rondselworden door de vorkhefboom in as-richting geschoven en draaien daarbijgelijktijdig door de schroefwerkingvan de schroefdraad met grove spoednaar voren, tot het rondsel tegen deaanslag komt. De schroefdraad metgrove spoed zorgt er zodoende voor,dat pas na volledig insporen van hetrondsel een koppel op de to startenmotor kan worden overgedragen. Devrijloopkoppeling waarborgt na heti nsporen de door kracht harde kop-peling tussen startmotoranker en mo-torvliegwiel en verbreekt de bestaandeharde krachtkoppeling zodra het mo-tortoerental hoger is als het startmo-tortoerental.

WerkingBij de startmotor met schuifbaar- enschroefdraadrondsel wordt de geheleinsporingsweg samengesteld uit deschuifweg en de schroefweg.

SchuifwegMet het bekrachtigen van de start-

1 Ontstekings-

5 Vorkhefboomofwel rijschakelaar 6 Rollenvrllloop

2 Opkomrelais

7 Rondsel3 Terugstelveer

8 Batterij4 Bekrachtigings-

9 Ankerwikkeling,seriewikkeling

ofwel ontstekingstartschakelaar wor-den ook opkom- en houdwikkeling vanhet opkomrelais ingeschakeld. Het re-l aisanker trekt tegen de veerkracht vaneen terugstelveer de vorkhefboomaan. Deze schuift zelf weer via gelei-dingsringen en inspoorveer de mee-nemer met het rondsel tegen destartkrans van het motorvliegwiel.waarbij zich deze delen vanwege dewerking van de schroefdraad metgrove spoed gelijktijdig verdraaien.Het anker van de startmotor draait indeze fase nog niet, omdat de hoofd-stroom voor de bekrachtigings- enankerwikkeling nog niet is ingescha-keld.Bij gunstige stand van rondsel tenopzichte van startkrans komt een tanddirect op een tandopening. In dit gevalspoort het rondsel zover in, tot heteinde van de schuifweg bereikt is en decontactbrug van het opkomrelais te-gen de relaiscontacten ligt. De motorvan de startmotor is nu ingeschakeld.Bij ongunstige stand van het rondselstoot een rondseltand op een tand vande startkrans. In deze situatie kan hetrondsel natuurlijk niet direct insporen.Als gevolg daarvan wordt de inspo-ringsveer via vorkhefboom en gelei-dingsringen zover samengedrukt, totde contactbrug tegen de relaiscon-tacten ligt. De startmotor is nu inge-schakeld en begint to draaien. Daarbijwordt het rondsel langs het voorviakvan de tanden gedraaid. Bij deeerstvolgende mogelijkheid sporen derondseltanden onder de druk, die uitde gespannen schroefveer en vooraluit de schroefwerking resulteert, in destartkransopening.

SchroefwegOp het einde van de relaisweg sluiten -onafhankelijk van de rondselstand - ini eder geval de contacten van het op-

Startmotortypen

Tand treft op opening

i

1

komrelais en schakelen de startmo-torstroom in. Het nu ronddraaiendestartmotoranker schroeft door dewerking van de schroefdraad metgrove spoed het in de startkrans tegenverdraaiing vastgehouden rondsel nogverder in de startkrans, tot het tegen deaanslagring van de ankeras stoot.Met het sluiten van het startmotor-stroomcircuit wordt tegelijkertijd ookde opkomwikkeling kortgesloten. Nuwerkt slechts de houdwikkeling,waarvan de magnetische kracht vol-doende is, om het relais-anker tot debeeindiging van het startproces in dei ngetrokken stand vast to houden.

UitsporenNadat bij het aanslaan van de ver-brandingsmotor het toerental van hetstartmotorrondsel boven het statio-naire toerental van de motor van destartmotor gekomen is, verbreekt dereeds uitvoeriger beschreven rollen-vrijloop de harde krachtkoppelingtussen rondsel en ankeras. • O p dezemanier wordt het anker tegen to hogetoerentallen, en daarmee tegen scha-de, beschermd. Het rondsel blijft inaangrijping, zolang de vorkhefboom i nde inschakelstand wordt vastgehou-den. Pas wanneer de startschakelaaruitgeschakeld wordt, gaan vorkhef-boom, meenemer en rondsel door de

Tand treft op tand

I Rufnland.tinnnmkrOs

2 Ounstlge /nfpoorstfd,In.o~, !v.-Q ~QeSCnakeaHnnOSledana,,e',OP sfd•IV •ansopcn,npecnnnna~.ecnn 1OOSrand&OItvOO,"SCMkwnn an de nOOM.sr•nnrv

rondsN unge

3 Moellgke InfpoontandHumls,.dand I.err op claw, •.,nvandVunnrrnnom lemdclann mspunpesi

engenrukr OpkOmw,MMNmq L OOfl"0'HppPOS?•o omv?OMLanke• Qfr

d!aaiM HOndseizooMrIandOpemrp4 Eindabnd.Vprknerooom 0omnsland ,pholnw-A-!ng-SI!o mroos Hoornslroom.roedu ndsel vofled,g mgesPnnrd Moan won Ito mlgenraam

Fig. 44 Schematische voorstelling van debelangrilkste arbeidsfasen van een start-motor met schuifbaar- en schroefdraad-rondsel

werking van de terugstelveer in deruststand terug. Deze veer zorgt er ookvoor, dat het rondsel ondanks trillin-gen door de lopende motor tot hetvolgende startproces in de ruststandwordt vastgehouden.

Fig. 45 Schakellngen in inwendige vanatarlmolor m.I aohullbun an aNUOeI-dreadronsel.

WMA

kFE

WAM

a Baslsschakohngb Toogovoogd met klem 15a zoorleldlngen

voor do bobme-voorschakelweorstand.Doze wordt ti)dens her startproces -wanneer de battergspannlng alneemt -ter verhogmg van de ontsreklngspan-ning kortgeslotenI Opkomrolals

E opkomwikkellngH houdwikkohng

2 Bekrachtlglngswikkeling(in serte cangesloten)

I

21

22

4.3 Startmotor met schuif-baar- en schroefdraadrond-sel met overbrenging

1

Startmotortypen

2

Fig. 46 Anker en planeetdrijfwerk(overbrenging) van een startmotormet overbrenging type DW.

1 Planeet-draagas voorzien vanschroefdraad met grove spoed.

2 Hol wlel (tan dkrans) tegelifkertyd aIs "" 1!•s.tussenlager ujtgevoerd.

3 Planeetwieten.4 Zonnewiel op ankeras.5 Anker.6 Commutator.

Startmotoren met overbrenging ko-men wat opbouw en werking betreft 47verreweg overeen met startmotorenmet schuifbaar- en schroefdraadrond-sel, die op conventionele wijze hetmotortoerental direct op het inspo-ringsdrijfwerk overdragen.Wezenlijk kenmerk ter onderscheidingvan deze nieuwe startmotorgeneratieis een planeetdrijfwerk dat aanvullendtussen poolbehuizing en aandrijflageris ingebouwd. Het draagt het koppelover van het anker, vrij van dwars-krachten, op het rondsel. Terwijl deplaneetwielen van staal zijn vervaar-digd, bestaat de startkrans uit eenhoogwaardige polyamideverbindingmet minerale vulstoffen ter verhogingvan de materiaalbestendigheid tegenslijtage.Deze technische oplossing maakt hettoepassen van kleinere en l i chterestartmotoren mogelijk, zodat de totalegewichtsbesparing in vergelijking metde gangbare aggregaten afhankelijkvan de uitvoering toch nog circa 35 tot40% bedraagt. Minder gewicht bete-kent uiteindelijk echter ook verlagingvan het brandstofverbruik bij het rijdenmet een motorvoertuig.

4.3.1 Type EV met seriemotorDe startmotor type EV i s voor mo-torvoertuigen met dieselmotoren van1.8 tot 3 liter slagvolume bestemd.

OpbouwDe opbouw van de startmotor metschuifbaar- en schroefdraadrondseltype EV volgt uit de figuren 47 en 48.

Starmofor met overbrengingAls motor voor deze startmotor is eengelijkstroom-seriemotor ingebouwd,

3 4

Fig. 47 Startmotor met overbrenging type EV met seriemotor in doorsnede.1

2

3

4

1 Aandnlt-lager

2 Rondsel3 Opkomrelars4 Elekr

aanslurtrng5 Commutator-

lager

13 126 Borstelhou-

derplaat metkoolborstels

7 Commutator

118 Anker9 Permanente

magneetIO Poolbehulzing

10I

i9

8

711 Plancetaan-

drgvmq

1 3 Insponngsloverbrenyury)

drglwerk12 Vorkhelboom

Fig. 48 Principe voorstelling van de opbouw en de elektrische schakeling van eenstartmotor met overbrenging type EV.

6

6

5

I Rondel2 Startkrans3 Rollenvnjloop4 Vorkhefboom5 Planeolaandrrj-

vmg6 Poolschoen7 Bekrachtrgrngs-

wrkkelrng8 Anker9 Commutator mel

koolborstels1 0 Opkomrelars met

opkom en houd-wrkkellnq

II Startschakelaar12 Battcol

waarbij bekrachtigings- en ankerwik-keling in serie achter elkaar zijn ge-schakeld. Het toerental van de elek-tromotor met hoog toerental wordtdoor het pleneetdrijfwerk (overbren-ging) verkleind en op het insporings-drijfwerk overgedragen. In dezelfdeverhouding wordt het koppel ver-hoogd. De as van het holle wiel is vaneen schroefdraad met grove spoedvoorzien. waarop de meenemer vanhet insporingsdrijfwerk wordt geleid.OpkomrelaisStartmotoren met schuifbaar- enschroefdraadrondsel met overbren-ging worden net als startmotorenzonder overbrenging door een op-komrelais met opkom- en houdwikke-l i ng ingeschakeld. Het is op de start-motor gemonteerd. De schuifbewe-ging wordt op dezelfde manier door devorkhefboom op de ankeras overge-dragen.InsporingsdrijfwerkI n de opbouw zijn er geen noemens-waardige verschillen ten opzichte vanhet insporingsdrijfwerk van de reedsFig. 49 Startmotor met overbrenging type DW met motor met permanente

1

2bekrachtiging in doorsnede. 3

4

Fig. 50 Principe voorstelling van de opbouw en elektrische schakeling van eenstartmotor met overbrenging type DW.

50

Startmotortypen

beschreven startmotor met schuif-baar- en schroefdraadrondsel zonderoverbrenging.

WerkingDe samenstelling en opeenvolging vande verschillende startstanden komtovereen met de beschreven werking inhet voorgaande hoofdstuk 'startmotormet schuifbaar- en schroefdraadrond-sel zonder overbrenging'. Derhalve isnoamaals een beschrijving op dezeplaats niet nodig.

4.3.2 Type DW met motor met per-manente bekrachtigingDe motor met overbrenging type DWmet permanent veld is voor de toe-passing in personenauto's met otto-motoren tot 5 liter slagvolume ofweldieselmotoren tot 1,6 liter slagvolumeontworpen. Hij biedt in vergelijkingmet de dusver gang bare startmotorenonder dezelfde voorwaarden een wel40°%o lager gewicht en belangrijkkleinere inbouwafmetingen bij gelijkof zelfs hoger startvermogen.

5

1 Rondsel2 Sfartkrans3 Rollenvnlloop4 Vorkhelboom5 Planeefaandnlving6 Permanence magnet7 Anker8 Commutator met

koolborstels9 Opkomrela,s met

opkom en houdw,k-ke6nq

10 SlartschakelaarII Rafterq

I

OpbouwDe opbouw van de startmotor metschuifbaar- en schroefdraadrondseltype DW volgt uit de figuren 49 t/m 51Startmotor met overbrengingAls startmotor is een gelijkstroommo-t or met permanente bekrachtiging in-gebouwd. In plaats van de elektro-magneten (poolschoenen met be-krachtigingswikkeling) i n het bekrach-tigingscircuit worden alleen perma-nente magneten toegepast.Anker en permanente magneten zijngerangschikt afhankelijk van het ver-mogen van de motor (van de start-motor) qua lengte. Dit motorontwerpmaakt het mogelijk. het bouwvolumevan de startmotor en daarmee van degehele startmotor essentieel to verla-gen en een waardevolle gewichtsre-ductie to bereiken. Bovendien wordtzoals bij het type EV het hoge mo-tortoerental door een overbrenging ophet geschikte startmotortoerentaI te-ruggebracht en tegelijkertijd het ver-eiste hoge startmotorkoppel bereikt.

Fig. 51 Inwendige schakeling van destartmotor type DW met permanentebekrachtiging.

50. 1 15a? ?30I Oj-,mrei,s

WA WAE OpkOn?-, prigH Houdw,k-

kebng2 Permanente

magneten

OpkomrelaisZoals bij alle andere startmotoren metschuifbaar- en schroefdraadrondsel ishet opkomrelais voor het schakelenvan de i nspoorslag en de startmotor-stroom op de startmotor gemonteerden draagt de slagbeweging via devorkhefboom over op de ankeras. Alletypevarianten van de startmotor DWzijn met hetzelfde opkomrelais uitge-rust.InsporingsdrijfwerkHet insporingsdrijfwerk met rollen-vrllloop komt wat betreft opbouw enfunctie met de beschreven uitvoeringvan andere startmotoren met schuif-baar- en schroefdraadrondsel overeenen wordt voor de verschillende type-varianten uniform gebruikt.

WerkingDe werking van de startmotor metoverbrenging type DW onderscheidtzich niet van de andere startmotorenmet schuifbaar- en schroefdraadrond-sel. De beschrijving daarvoor kan menonder het hoofdstuk'startmotoren metschuifbaar- en schroefdraadrondselzonder overbrenging' vinden.Enkel de elektrische schakeling wijktof van de gangbare versie, omdat degewoonlijk i n serie geschakelde be-krachtigingswikkeling niet aanwezigi s. Bij het schakelen van het startmo-torstroomcircult vloeit de stroom di-rect naar de koolborstels en het anker.

wr

23

I Aandnll

4 Elekfr

derv .tat

itlager

aanslu,bnq

rnet koot- g2 Rondscl

5 Commutafor- borslels3 Opkom

lager

10

i'uatbehwtvmdekracnt,-gurgsw,kke,lngPoolschoen

I?13

aarulrgwng(overbrenq,nglVorkhelboomInsponngs-

rela,.s

6 Rorslellrou

7 Commutafor

1 t Planeet- rlrill werk

24

4.4 Startmotor met schuifba-re en mechanische rondsel-verdraaiing

1

2

Karakteristiek voor startmotoren metschuifbare en mechanische rondsel-verdraaiing is het erop gemonteerdeopkomrelais, het in twee standenwerkende insporingsdrijfwerk en devrijloop met voorkantvertanding, die inhet insporingsdrijfwerk gefntegreerdi s.

4.4.1 Type KE met seriemotorDe uitvoeringen van het type KE zijnvoor zware bedrijfsvoertuigen metdieselmotoren tot 21 liter slagvolumebestemd, die voor de moeilijkste om-standigheden ingezet worden.Bijzondere eigenschappen zijn:•

Onderhoudsvrij voor een voertuig-rijvermogen tot 800.000 km;

•

geschikt voor de hoogste trillings-eisen:

• waterdicht en aan de aandrijfzijdeafgedicht voor oliedruk voor het ge-bruik bij motoren met natte kop-peling of oliebadkoppelomzetter:

• i n hoge mate ongevoelig tegenthermische overbelastingen doortemperatuurbestendige isolatiema-terialen.

OpbouwDe opbouw en de inwendige schake-li ng van deze startmotoren volgt uit defiguren 52 t/m 54.

Motor van de startmotorAls motor voor de startmotor is eengelijkstroom-seriemotor i ngebouwd,waarbij de bekrachtigings- en anker-wikkeling achter elkaar zijn gescha-keld.De rondselvormig verlengde ankerasi s van een rechte vertanding voorzien.waarop de meenemer voor het inspo-ringsdrijfwerk geleid wordt.

Startmotortypen

4

Ruststand

51

6 7 8

OpkomrelaisHet opkomrelais is op de startmotorgemonteerd en schuift het inspo-ringsdrijfwerk met het rondsel via devorkhefboom naar voren.Het anker van het opkomrelais heeftop zijn uitstekend einde een zoge-naamde ' draadklos'. waarin de vorkvan de vorkhefboom met een bepaaldespeelruimte aangrijpt. Voor aanvullen-

seriewikkeling6 Vorkhefboom7 Insporings-

drijfwerk8 Rondsel9 Batterij

10 Anker

I Ontsteking-ofwel rijscha-kelaar

2 Opkomretais3 Terugstelveer4 Houdveer5 Bekrachh-

gingswikkelingFig. 53 Schematische voorstelling van debelangrijkste arbeidsfasen van eenstartmotor met schuifbaar rondsel metmechanische rondselverdraaiing, type KE

de speelruimte - dode weg genoemdtussen de glijblokken van de vork-hefboom en de geleidingswegen vande vorkhefboom is gezorgd.Daardoor wordt het mogelijk. voor deterugstelveer van het opkomrelais omhet relaisanker over de waarde van dedode weg to bewegen en daarmee decontactbrug snel genoeg van de con-tacten to tillen.

9

Fig. 52 Doorsnede van een startmotormet schuifbaar rondsel type KE.

1 Rondsel, 2 vorkhefboom, 3 'draadklos'.4 uitschakelveer, 5 terugstelveer, 6 op-komrelais, 7 houdwikkeling. 8 opkomwik-keling. 9 contactbrug, 10 elektrische aan-sluiting, 1 1 contact, 12 borstelveer,13 commutator, 14 koolborstel, 15 pool-schoen. 1 6 poolbehuizing. 17 anker.

1 8 bekrachtigingswikkeling. 19 remschijt.20 schroefdraad met grove spoed, 21 in-spoorveer, 22 aandnltlager

O Tand treft op opening50 ,

10

Motor wordt rondgedraaid50- --,

30

ice 1 1-l ;

11

12

13

14

Onder bepaalde voorwaarden, bij-voorbeeld bij het i nsporen in een ge-blokkeerde startkrans. kan deze dodeweg echter nut zifn. Voor dit geval i seen aanvullende afschakelveer inge-bouwd. Afschakelveer en terugstel-veer zijn door hun veerkarakteristiekzodanig op elkaar afgestemd. dat inrusttoestand de kracht van de af-schakelveer en i n opgekomen toe-stand - de kracht van de terugstelveeroverheerst. Dode weg en afschakel-veer zijn nodig, om in ieder geval hetafschakelen van de startmotor towaarborgen.

InsporingsdrillwerkStartmotoren met schuifbaar rondseltype KE werken om rondsel en start-krans to ontzien met een mechanischetweestanden i nsporingsaandrijving.De meenemer van het insporings-drijfwerk wordt op de rechte vertan-ding van de ankeras geleid en is dooreen koppelingsgedeelte en de 'zaag-tanden' van de geintegreerde vrijloopmet voorkantvertanding met hetrondsel verbonden. De vorkhefboomverschuift het i nsporingsdrijfwerkaxiaal in de richting startkrans.

Werking

Eerste insporingsstandNa het i nschakelen van de startscha-kelaar wordt eerst de vorkhefboom

0 Tand treft op tand.50

~r 30

-- J ti

I

1 Ruststand.Srdrtnnrfr , rrr-,r;m;rn; r . ,j ,%-sr rrrrl2 Gunstige insporingsstand.Recht4,nrq ' rnr,p~rre'q' . rdq ., •r ••5 1•

. , ,, ;: n;tintSNLdrrIOpkont- en houtlwtkkeiutq t ngrrschakcldRondselfand troll op tandopomnq, rondserspoorf(hre •r am Inesrdrrdknrtvnnr,nschakeier,

i) rlr

a

,r , ...3 Moeiliike i nsporingsstand.Rechlhpugo nprQmsrag l enr :h' r "SDOrnulr.stand) Opkrun rn houdwtkkehnq rnge-schaheld Ror , dse)iand troll op startkransland Sehr,,,'l,t,aad met grove spoon /nrrTvoorrond%elverdraaungItweedernsnr,tingssfandl l nspoorveer samengedruktrondsellookf tandopemnq en spoors in

Startmotortypendoor het opkomrelais tegen de terug-stelveer in bewogen. voordat be-krachtigings- en ankerwikkeling pashelemaal ingeschakeld worden. Devorkhefboom schuift het totale drijf-werk over de recht vertande gelei-dingsbaan rechtlijnig tegen de start-krans. Raakt daarbij het rondsel in eentandopening van de startkransvertan-ding, dan kan het zover insporen, alshet zwaaibereik van de vorkhefboomtoelaat. Het rondsel heeft dan devolledige schuifweg afgelegd.

Tweede insporingsstandKomt bij het vooruitschuiven hetrondsel tegen een tand, dan worden deoverige drijfwerkgedeelten rechtlijnigi n de richting startkrans verder ge-schoven. De schroefdraad met grovespoed van het vlakvertande koppe-l ingsgedeelte zorgt ervoor, dat hetrondsel in werkrichting wordt ver-draaid. Daarbij wordt gelijktijdig deveer van het insporingsdrijfwerk ge-spannen. De rondseltand glijdt t angsde startkranstand tot bij de eerstvol-gende opening, waarin het rondseldan onder druk van de gespannen veerhelemaal inspoort. Tildens dit verloopdraait het aan de voorkant vertandekoppelingsgedeelte in inhaalrichting.

Verder bestaat nog de mogeltjkheid.dat het rondsel in een beschadigdekerf van de startkrans komt en derhal-ve niet kan draaien. In dit geval draait.

4 Geen i nsporen mogelijk.

, cna.c,o Runds, • tra^c n' rl r,p.r van destarikrans on wordt geblokkoerd Schroet-draadmet grove spoed lolgf voor ankeavordraartnq logcn do werkrrchhng t ol hooldstroom filet gescnakeldl, tnspoor-veer samengedrukt verbrektnq van hetstartproces Bel ontspanrnnq van domspoo^vcev rnrgl r nndsetverdraanng i ntnhaairr •_ r:hrr q I • r / Ir n.gkeernaar do rust-t oes'tdnrl 1-i, , r i 41'.Vde startpogtnq

5 EindstandVorkhethn

•d stand Opkomwtkke-ltngstroor„rurrs rr-ordsrroomvloen • ondsetvollediq rngespoord Motor wordt aangedreven

terwijl het drijfwerk door de vorkhef-boom verschoven wordt, het startmo-toranker over de schroefdraad metgrove spoed, van het koppelingsge-deelte met voorkantvertanding, tegende werkrichting in en de veer wordtgespannen. Drijfwerk- en relaiswegzijn zo op elkaar afgestemd. dat doordit bewegingsverloop de hoofdstroomniet wordt ingeschakeld. In dit stadiummoet de startpoging verbroken wor-den ( blinde schakeling). Na het at-schakelen van de startschakelaarontspant de veer zich weer, het rondseldraait daardoor in inhaalrichting enkrilgt zo een gunstige uitgangsstandvoor een hernieuwde startpoging.

StartfaseNa het volledig insporen schakelt hetopkomrelais, afhankelijk van zijn at-gelegde weg, de hoofdstroom. die opde klem 30 staat. Daarbij werkt slechtsde houdwikkeling. De elektromotorvan de startmotor kan zifn volledigkoppel op de startkrans van de tostarten motor overdragen.

Inhaal- en uitsporingsverloopZodra door de sneller draaiende ver-brandingsmotor een inhaalwerkingoptreedt, wordt het rondsel door destartkrans aangedreven. Het brengtdaarbij het door de voorkantvertan-ding verbonden koppelingsgedeeltevia de schroefdraad met grove spoednaar achteren en spant gelijktijdig deveer van de vrijloop.De scheiding van de vrijloopdelen metvoorkantvertanding wordt aanvullendnog door diverse centrifugale gewich-ten ondersteund, die via een conischering een kracht in de langsrichtinguitoefenen. Daardoor wordt de motorvan de startmotor goed beschermdtegen ontoelaatbaar hoog toerentaal.Pas wanneer de startmotorschakelaaruitgeschakeld wordt. gaan vorkhef-boom en drijfwerk onder druk van deterugstelveer terug. Daarbij wordt hetnog draaiende anker door een me-chanische remschijf snel t ot stilstandgebracht. De terugstelveer houdt hetdrijfwerk vast in de rusttoestand.

54 Inwendige schakeling van startmoto-ren met schuifbaar rondsel en mechani-sche rondselverdraaiing. type KE.1 Opkomrelats

E OpkomwtkkelinqH Houdwikkeling

2 Bekrachtigingswikkel/ngF5o .

I_I

3

J T

25

26

Startmotortypen

4.5 Startmotor met schuif-baar rondsel met elektromo-torische rondselverdraaiing

Startmotoren met schuifbaar rondselen elektromotorische rondselverdraai-i ng worden voor het starten van groteverbrandingsmotoren gebruikt; zewerken voor het ontzien van rondselen startkrans met een elektrischtweestanden i nsporingsdrijfwerk.De eerste schakelstand ondersteuntenkel het i nsporen van het startmo-torrondsel. De verbrandingsmotorwordt daarbij nog niet rondgedraaid.Pas in de tweede stand wordt directvoor het einde van de rondselin-spoorweg de volledige bekrachti-gings- en ankerstroorn ingeschakeld.Startmotoren van deze constructieworden gekenmerkt door het felt datde opkommagneet samen met de an-dere onderdelen coaxiaal, dus in eenasrichting, geplaatst is. Tot deze con-structiesoort worden gerekend:KB/QB-startmotoren enTB/TF-startmotoren.

Motor van de startmotorHet anker van de motor van destartmotor is in het aandrijf- encommutatorlager gelagerd; hij heefteen holle ankeras, die tot aan hetaandrijflager als meenemerflens voorde lamellenvrijloop uitgevoerd is. Dezemeenemerflens is door een dekselafgesloten, waarop een glijlager voorde lagering van het startankermotor inhet aandrijflager zit. Aan de commu-tatorkant is het startmotoranker in eenglijlager gelagerd.Uit de schakeling van het inwendige(fig. 58) volgt, dat naast de seriewik-keling nog een shuntwikkeling voorhet opwekken van het veld client. Dezeshuntwikkeling blijft bij verschillendeuitvoeringen van het startmotortypeKB principieel in beide schakelstan-den parallel aan de motor van destartmotor geschakeld. Bij verdere(andere) uitvoeringen wordt deshuntwikkeling in de vborstand alsvoorschakelweerstand in serie met demotor van de startmotor geschakeld.om door begrenzing van de anker-stroom aan een langzamere anker-verdraaiing bij to dragen. In de

4.5.1 Type KB/QB met compound- hoofdstand staat ze parallel aan demotor van de startmotor en zorgt vooreen begrenzing van het maximalestartmotortoerental. Bij QB-startmoto-ren wordt ter verhoging van het koppelvan de voorstand nog aanvullend eenhulpwikkeling gebruikt.

Fig. 55 Doorsnede door een startmotor met schuifbaar rondsel, type KB met elektrischweestanden insporingsaandrijving. Men herkent in het achterste deel de via denspoorstang op het rondsel werkende opkommagneet, in het voorste deel de

l amellenkoppeling1

2

3

5

8 9 10 11I

motor

OpbouwDe doorsnede (fig. 55) toont de op-bouw van een KB-startmotor.

1 Houdbeugelvoor hot t e-genhoudenvan de relais-contactbrug

2 Pal3 Relaiswikkeling

Fig. 57 Opkommagneet van eenKB-start of

2

3

Opkommagneet en stuurrelaisOp het commutatorlager zijn een op-kommagneet voor het rondsel en eenstuurrelais voor de beide schakelstan-den geflensd. Deze plaatsing van deopkommagneet maakt het nodig, dathet rondsel via een inspoorstang. diedoor de holle ankeras l eidt, naar vorenwordt geschoven. Bovendien heeft deopkommagneet de taak via ontkop-pelhefboom, pal en aanslagplaatje decontactbrug van het stuurrelais vrij togeven.

lnsporingsdrijtwerkDe aandrijfspil. waarvan op deschroefdraad met grove spoed de la-mellenvrijloop zit, is in een rollenlagerin de aandrijfslagerbehuizing en in eennaaldlager van de ankeras gelagerd.Het rondsel is met de drijfwerkspildoor een pasveer verbonden. Dekrachtkoppeling tussen startmotoran-ker en startmotorrondsel wordt, af-hankelijk van de arbeidsfase, door dereeds uitvoerig beschreven lamellen-vrijloop verzorgd of onderbroken.

WerkingDe afbeeldingen en de beschrijvingvan de werking bij het in- en uitsporenzijn afgestemd op het type KB.

1. Schakelsta rid (voorstand)Na het i nschakelen van de startscha-

Fig. 58 Schakeling van hat inwendige vaneen startmotor met schuilbaar rondseltype KB (24V 5.6 kW) met omschakelaarvoor de shuntwikkeling.

1 Stuurrelais2a Pal2 Opkommagneel

E Opkomwikkel,ngH Houdwikkeling

3 Serieschakehng4 Shuntwikkelng5 Omschakelaar voor

shuntwikkeling

Fig. 59 Schakeling van het inwendige vaneen startmotor met schuitbaar rondsel.type OB.I - 50

31I Stuurrelaisla Pal

OpkommagneetE OpkomwikkelingH HoudwikkelingHoudwikkelingSeriewikkelingShuntwikkeling

I Aandriil.spd2 Aandnlllager3 Lamellenvnlloop4 Anker4 Elektrische

aanslubng

1I Magneet-anker

2 Magneol-heugel 33 Opkom-onhood wik- 4keling 5

kelaar vloeit stroom door de wikkelingvan het stuurrelais en door de houd-wikkeling van de elektromagneet. Tengevolge daarvan sluit het stuurrelaisdan direct ook het stroomcircuit vande opkomwikkeling van de opkom-magneet. Het magneetanker schuiftnu via i nspoorstang en aandrijfspil hetrondsel tegen de startkrans van deverbrandingsmotor. Tegelijkertijdwordt de met het startmotoranker inserie geschakelde shuntwikkelingbekrachtigd. Ze werkt samen met deopkomwikkeling van de opkommag-neet als voorschakelweerstand voorde startmotor-ankerwikkeling (bij QB-startmotoren bovendien nog de hulp-wikkeling). Daardoor wordt de anker-stroom zo sterk begrensd, dat hetstartmotoranker slechts een geringkoppel kan ontwikkelen en derhalveook maar zeer langzaam draait. In de 1eschakelstand wordt dus het startmo-torrondsel i n axiale richting naar vorengeschoven en tegelijkertijd langzaamrondgedraaid. om een soepel insporenmogelijk to maken. De verbrandings-motor daarentegen wordt nog nietrondgedraaid, omdat het geringestartmotorkoppel hiervoor niet vol-doende i s. I ndien het startmotorrond-sel ten gevolge van ongunstige standniet direct kan insporen, wordt hetl angs de voorkant van het vlak mettanden van het startkrans-vliegwiel

Ruststand.Ontstekmg olwelr lschakelaar

2 Pal 3of3 Ontkoppelhelboom

',114 Stuurrelais5 Contactbrug

I6 Aanslag

107 Opkommagneet

tE OpkomwikkelrnqH Houdwikkelmg

8 Anker9 Bekrachtigingswikkeling

N ShuntwikkelingR Seriewikkeling

I 0 Rondsel1 1 Batteril1 2 Lamellenvnlloop

1 Ruststand.Startmotor stroomloos. Veer van het stuur-relais drukt contactbrug in ruststand2 Gunstige inspoorstand.RlIschakelaar mgeschakeld Aanslaq zirtegen pal Stuurrelais. opkommagneet enshuntwikkeling ziln mgeschakeld. Rondselwordt naar voren geschoven. Anker draaitlangzaam (schakelstand 1) met geringkoppel. Rondseltand treft op tandopeningen spoort in de startkrans i n.3 Geen insporen mogelijk.Riischakelaar mgeschakeld. Aanslaq zittegen pal. Stuurrelais, opkommagneet enshuntwikkehng ziln ingeschakeld Rondselwordt naar voren goschoven. Rondseltandtreft op startkranstand en kan nietinsporen.Startpoging moet herhaald worden

f

1

Startmotortypen

rondgedraaid. tot de rondseltand i n denaburige tandkransopening i nspoort.Bij een blinde schakeling tengevolgevan een tand-op-tand of kant-op-kantstand kan het rondsel echter niet in-sporen. In dit geval moet het start-verloop direct onderbroken en daarnaweer herhaald worden.

2. Schakelstand (hoofdstand)Direct voor het einde van de rondsel-i nspoorweg bedient een ontkoppel-hefboom een pal, zodat de contact-brug van het stuurrelais vrijgegevenwordt. Onder de werking van eengespannen veer wordt de contactbrugmet een slag tegen de contacten ge-drukt. Ze schakelt de hoofdstroom in,die dan door seriewikkeling en ankervloeit. Bij verschillende startmotoruit-voeringen schakelt bovendien eenwisselschakelaar van de opkommag-neet de shuntwikkeling parallel, zodatde seriefunctie, tot dusver werkzaam,wordt omgeschakeld (fig. 58). De mo-tor van de startmotor krijgt nu devolledige stroom en draait door middelvan de l amellenvriiloop de verbran-dingsmotor met het volledige koppelrond.

Inhaal- en uitsporingsprocesKomt bij het aanslaan van deverbrandingsmotor het startmotor-rondsel-toerental boven het stationai-

2 Tand treft op opening. 30

d 1

4 Motor wordt rondgedraaid.

27

re toerental van het startmotoranker.dan treedt een verandering van derichting van de kracht op. Door me-dewerking van de schroefdraad metgrove spoed in de lamellenvrijloopwordt de harde krachtkoppeling tus-sen startmotorrondsel en startmotor-anker onderbroken en hiermee wordtverhinderd. dat de motor van destartmotor versneld wordt tot to hogetoerentallen.Het rondsel zelf blijft echter nog inaangrijping zolang de startschakelaarwordt bediend. Pas wanneer destartschakelaar losgelaten en daar-mee de startmotor uitgeschakeldwordt, i s de stroomtoevoer voor dewikkeling van het stuurrelais van deopkomamgneet voorkomen. Hetstuurrelais onderbreekt daarna hethoofdstroomcircuit, waardoor hetdrijfwerk met het rondsel door eenterugstelveer, die zich binnenin deholle ankeras bevindt, ook weer in deruststand kan worden gebracht. Hetrondsel spoort uit en keert in zijnuitgangsstand terug.De genoemde terugstelveer heeft ookde taak, de aandrijfspil ondanks detrillingen door de lopende motor tothet volgende startproces in de rust-stand vast to houden. Bij het uitsporenwordt ook de door de veer belaste palvan het stuurrelais weer in de sper-stand gedrukt, zodat het volgendestartproces weer in twee standen kangebeuren.

Fig. 60 Schematische voorstelling van de belangrijkste arbeids-fasen van een startmotor met schuifbaar rondsel type KB.

NOa- ,

I

4 Eindstand.Pal wordt door ontkoppelhetboomopgetild. Contactbrug schakelt bovendienhoofdstroom voor seriewikkehng in(schakelstand 2)Startmotor heeft volledtg koppel Motorwordt rondgedraaid

28

4.5.2 Type TB/TF met compoundmo-tor

17

18 1 22 23

25

OpbouwDe principiele opbouw van de T-startmotor komt grotendeels overeenmet de startmotoren KB/QB. Onbe-duidende verschillen komen voor in devorm van de behuizing, de lagering enin het elektrisch bereik van de start-motoren.Zo is bijvoorbeeld de meenemerflensvan het startmotoranker niet in eenglijlager, maar in een antifrictielagervan de aandrijflagerbehuizing gela-gerd. Ter bescherming tegen binnen-dringen van olie, vuil of stof in heti nwendige van de startmotor zijn ver-schillende onderdelen speciaal afge-sloten.

Motor van de startmotorHet anker van de motor van destartmotor heeft net zoals het type KB/QB een holle as, die tot aan hetaandrijflager als meenemerflens voorde lamellenvrijloop is uitgevoerd. Bijuitvoeringen tot 36 V zit naast de se-riewikkeling bovendien nog een rem-wikkeling op de poolschoenen. Dezewerkt niet, zolang de startmotor inbedrijf is. Na het uitschakelen van destartmotor wordt de remwikkelingdoor een contact van het stuurrelaisparallel aan het nog l opende start-motoranker geschakeld en werktdaardoor als stroomrem, die het ankerin de kortst mogelijke tijd stilzet (fig.62). Bij uitvoeringen vanaf 50 V is geenremwikkeling. maar een shuntwikke-l i ng aanwezig.

Opkommagneet en stuurrelaisDe elektrische aansluitingen en hetstuurrelais zijn samen met de opkom-magneet in een cilindrische commu-

Startmotortypen

8

Fig. 61 Doorsnede van startmotoren van de type serie T.Startmotoren zonder overbrenging dragen de aanduiding TB, startmotoren metoverbrenging de aanduiding TF. Passingstuk voor motorflens. 2 lamellenvrijloop, 3 in-spoorstang, 4 anker, 5 koolborstel. 6 borstelhouder. 7 elektrische aansluiting. 8 rondsel,9 schroefdraad met grove spoed. 10 poolbehuizing, 11 poolschoen. 12 bekrachtigings-wikkeling, 13 commutator, 14 uitschakelveer, 15 opkommagneet, 16 stuurrelais, 17 tus-senbehuizing. 18 bovenste vork. 19 geleidingsring, 20 opkomhefboom. 21 schakelring,22 onderste vork, 23 overbrengingsas, 24 overbrengingswielen, 25 aandrijflager.

"14A 1.IIIIII1:...,11111ll_.. ;I..'

4

5

6

IIIII~'!..,i1111U1`- '

11

12 13

tatorlagerbehuizing ondergebracht.dus niet in een uitstulping zoals bij hettype KB en OB. Het rondsel wordtechter op dezelfde manier door deopkommagneet via een inspoorstangnaar voren geschoven, die door deholle ankeras l eidt. I n de opkommag-neet bevindt zich bovendien nog eentegenwikkeling, die als voorschakel-weerstand voor het bepalen van hetstartmotorkoppel bij het i nsporendient.

ThermoschakelaarVoor startinstallaties. waarbij met bij-zonder lang starten en steeds weerherhaald schakelen moet worden ge-rekend (bijvoorbeeld bij geringe bat-terijspanning, beschadigde start-kranstariden of storingen aan de ver-brandingsmotor), worden T-startmo-toren met twee ingebouwde thermo-schakelaars ter bescherming tegeneen thermische overbelasting van hetschakelen in de eerste en tweedeschakelstand gebruikt. Deze thermo-schakelaars zijn in serie geschakeld eni n de koolborstels of in verbindings-geleidingen ingebouwd. Komt de tem-peratuur in de wikkelingen van deopkommagneet onder invloed vanblinde schakelingen of door tempera-turen van andere stroomvoerende de-l en boven bepaalde waarden, danonderbreken de thermoschakelaarsde startmotorleiding 50 en schakelende startmotor af. Na ongeveer 20minuten is de startmotor zover afge-koeld dat weer kan worden gestart. Deschakelingen van het i nwendige vanzulke startmotoren kunnen afhankelijkvan de nominale spanning onbedui-dend van elkaar afwijken. Ter voor-

62 I nwendige schakeling van een start-motor met schuifbaar rondsel type TB 24V.

2a Pal1 Stuurrelais

3 Seriewikke-2 Opkommagneet

ling•

Opkomwikkeling 4 Remwikkeling•

Tegenwikkeling 5 Thermoscha-•

Houdwikkeling kelaar

koming van vonken i s bij startmotorenvan hogere spanning parallel aan dethermoschakelaars nog een conden-sator geschakeld.

E

lnpsoringsdrijfwerkHet i nsporingsdrijfwerk bestaat zoalsbij bet type KB/QB uit l amellenvrij l oop,aandrijfspil met schroefdraad metgrove spoed en rondsel. De startmotortype TF onderscheidt zich van bet typeTB principieel door een overbrenging(fig. 61). Bij de TF-startmotoren i s betrondsel ten aanzien van bet ankerverschoven. Door de zo bepaalde ex-centrische aandrijving kunnen bij demontage van de startmotor aan deverbrandingsmotor vaak gunstigerruimteproporties verkregen worden.De overbrengingsas met rondsel is inbet overbrengingslager veschuifbaari n draai- en l angsrichting gelagerd.Een i n de tussenbehuizing zittendevorkhefboom draagt de schuifbewe-ging van de inspoorstang over op deoverbrengingsas met rondsel. Bij bet

insporen verloopt de beweging alsvolgt:Anker van de opkommagneet - in-spoorstang - geleidingsring -- boven-ste vork schakelring - overbren-gingsas rondsel.Voor het starten van zeer grote mo-toren voldoet een startmotor alleenniet meer. Er zijn derhalve startmoto-ren met aanvullende elektrische aan-sluitingen voor parallelbedrijf.

WerkingAfgezien van bepaalde schakeltech-nische bijzonderheden stemt de wer-king van startmotoren van de typenTB/TF en KB/QB ongeveer overeen.le schakelstand (voorstand)Bij het bedienen van de startschake-l aar vloeit stroom via klem 50 door dehoudwikkeling van het stuurrelais.Tengevolge hiervan opent het stuur-relais de contacten voor de remwik-keling en schakelt de opkomwikkelingen tegenwikkeling van de opkom-magneet in. Het magneetanker schuiftmet behulp van de inspoorstang deaandrijfspil met het rondsel tegen de

(~ Ruststand.

1 Onstekings- enstart - ofwelrijschakelaar

2 Pal3 Ontkoppelhefboom4 Stuurrelais5 Contactbrug6 Aanslag7 Opkommagneet

Fig. 63 Schematische voorstelling van debelangrijkste arbeidsfasen van een start-motor met schuifbaar rondsel (typeTB 24V.1 Ruststand.

2 Gunstige inspoorstand.

.

JkeRyu ~"

3 Geen insporen mogelijk.

j10

i -{

l 5

„

,1--

, 1 6z

•-

T 2

~~

3Anker

a.^nw wwoo~g

.., ^,. .,°~yalena

, w 1bN .n^7e4c^aeern Rordtc'Cwoal!c,,e..rr.~,CSCho,e^ an.e,panr'Mytae^'.v,. .-Bscnaaes,wd pwater-op tent-ua,M iaa ror,o^ase. e. ^:e•ner,OfpWM $rarlpo9oga.peleerpaa.bwp ,pM

4 Eindstand.,.,

~,.,,,^

vnnoBwomopgm~,~",•n nmenn,o^„,~w,aMo,.e g ,es ^a-

re.a sr ,

o. ~e voren,gwon-uer s ve,c, oeery.f.^oe,, wo.ar,oea9e-Waa e

5 Uitsporen.^,scaakereo

.

,

n t

89 Bekrachtigings

wikkeling(remwikkeling enseriewikkeling)

10 Rondsel11 Batterij12 Lamellen-

vrijloop

Startmotortypen

startkrans.Tegelijkertijd krijgt de seriewikkeling(hoofdwikkeling) een geringe stroomvia de als voorschakelweerstand die-nende opkom- en tegenwikkeling,waardoor het startmotoranker lang-zaam gaat draaien. De startmotorontwikkelt in deze eerste schakelstandnog niet zijn volledig koppel. Nog v66rhet einde van de inspoorweg wordt decontactbrug van de opkommagneettegengehouden, doordat een aanslag-plaatje tegen een pal stoot. Het mag-neetanker beweegt echter nog verder.Het rondsel wordt dus tegelijkertijdnaar voren geschoven en langzaamgedraaid. om een soepel insporenmogelijk to maken. Komt tand tegentand, dan wordt het rondsel langs devoorkant van de startkrans gedraaid,zodat het gemakkelijk de weg in devolgende tandopening kan vinden.Zelfs wanneer het rondsel zonderproblemen i nspoort, wordt de motornog niet rondgedraaid. Het ontwik-kelde koppel van de startmotor isdaarvoor in deze schakelstand nog togering.

t

O Tand treft op opening.

I

O Motor wordt rondgedraaid.

5Uitsporen en afreme .

Ji m

1

Kan het rondsel vanwege kant-op-kant-stand niet i nsporen, dan moeteen hernieuwde startpoging wordenondernomen.

2e Schakelstand (hoofdstand)Vlak voor het einde van de inspoorwegtilt een ontkoppelhefboom de pal op.om de tweede schakelstand in tol eiden. Ze geeft het aanslagplaatje vrij.waardoor een veer, die zich tijdens hetinsporen had voorgespannen. weerkan ontspannen. Daardoor wordt decontactbrug met een klap tegen decontactgeleiders gedrukt, wat eeneventueel vastlassen van de contact-brug bij vertraagd insporen verhinderten bijdraagt tot een essentieel langerel evensduur van de contacten. Tege-lijkertijd worden weliswaar de opkom-en tegenwikkeling van de opkom-magneet kortgesloten, het magneet-anker wordt echter door de stroom-voerende houdwikkeling in de i n-schakeistand gehouden. De startmo-tor krijgt nu de volledige stroom.ontwikkelt zijn volledig koppel endraait door middel van de door kracht

O Tand treft op tand of kant.

rS i

'~}h am

;I

J

29

hard gesloten lamellenvrijloop de mo-tor aan.

lnhaal- en uitspoorverloopZodra het toerental van de aanlopendeverbrandingsmotor toeneemt, ver-breekt de vrijloop, zodat geen ge-vaarlijke versnellingen op het start-motoranker kunnen worden overge-dragen. Het rondsel is echter nog inaangrijping, zolang de startschakelaarbediend wordt. Pas bij het uitschake-l en van de startschakelaar worden dewikkeling van het stuurrelais en dehoudwikkeling van de opkommagneetstroomloos. Het stuurrelais onder-breekt het stroomcircuit van de op-komwikkeling en schakelt de remwik-keling in. Een afschakelveer drukt hetmagneetanker in zijn ruststand terug.Daarmee wordt ook het hoofdstroom-circuit onderbroken.

30

5 I nbouwen van de startinstallatie

5.1 Montage van de start-motor

Startmotoren worden ofwel door hetvliegwiel naast de krukasbehuizing ofachter het vliegwiel naast de ver-snelling bevestigd - afhankelijk van deuitvoering met flens of op een zadel,elektrisch goed geleidend met demotormassa verbonden. Kleinere enmiddelmatige startmotoren worden bijflensbevestiging meestal met een flensmet twee gaten gemonteerd, terwijlgrotere startmotoren een SAE-flens(genoemd naar de Society of Auto-motive Engineers) hebben. Verschil-l ende voertuigtypen zijn van een aan-vullende steun voorzien, om de tril-l ingsbelasting van de startmotor toverminderen. Bij zadelbevestigingworden stevige klembeugels of eenspanplaat gebruikt.De montagestand is in het algemeenhorizontaal, waarbij elektrische aan-sluitingen en opkomrelais boven l i g-gen. Startmotoren. waarvan de lagersvanwege bijzondere bedrijfsvoorwaar-den (stof, vuil) vaker nagesmeerdmoeten worden, vereisen vrij toegan-kelijke smeerpunten.Een inpassingsstuk aan de startmotordient voor het centreren en aanhoudenvan de Land-flank speelruimte. Boven-dien kan daarmee de vliegwielbehui-zing tegen het binnendringen van vuil,olie en spatwater in de startmotorafgedicht worden.

Inbouwen van de startinstallatie

5.2 Startmotor-hoofdleidingBij een blik onder de motorkap van eenpersonenauto kan men zich ervanovertuigen, dat de van de batterij naarde startmotor lopende hoofdleidingeen opvallend grote doorsnede heeft.Bovendien is de afstand tussen batterijen startmotor en zodoende ook del eidinglengte zo kort mogelijk gehou-den. Dat wijst erop, welke betekenisaan deze startmotor-hoofdleiding toe-gekend moet worden. De doorsnedevan een elektrische leiding hangtsteeds van de aangesloten verbruikersaf. De grootste verbruiker in hetvoertuig is - ook i ndien maar kort-stondig voor het startproces - in iedergeval de startmotor. De grootte van debatterij wordt door hem bepaald en dedimensionering van de startmotor-hoofdleiding ook.Tussen batterij en startmotor vloeientijdens het startproces zeer grotestromen. Bij toerental '0' en inge-spoord rondsel kan afhankelijk van degrootte van de startmotor kortstondigeen kortsluitstroom van 335 A (typeDF) tot 3250 A (type KB/TF) vloeien.Onder deze voorwaarden moet dehoofdstroomleiding een zo klein mo-gelijke weerstand hebben, opdat geento hoog spanningsverlies optreedt.Terwijl de weerstand (aanvoer- en te-rugvoerleiding) niet boven 1 mil moetkomen, is het toelaatbare spannings-verlies bij 12 V nominale spanning op0,5 V en bij 24 V nominale spanning op1 V begrensd. De hoofdleiding van destartmotor moet dus zo kort mogelijkworden gehouden en een voldoendegrote doorsnede hebben.

! Fig. 65 Startmotor met aanvullendesteun.

I Flensbevestiging2 Steun 2

Voorbeeld:De startmotor type EF 12 V 0,85 kWvoor ottomotoren tot 2 liter slagvolumeneemt, wanneer hij aan een batterijmet nominale capaciteit van 55 Ahaangesloten is, een kortsluitstroomvan 427 A op. Wanneer rekening wordtgehouden met leidingverwarming enspan ningsverlies moet een 1,9 m langestartmotorhoofdleiding minstens eendoorsnede hebben van circa 30 mm 2

( afgerond op de eerstvolgende ge-normaliseerde

doorsnede

van35 mm 2 ).De stroomterugvoer gebeurt i n de re-gel via de startmotor- en motormassa.Dit wordt mogelijk gemaakt door eengoede massaverbinding van de start-motor en optimale massaterugvoer-leiding tot aan de batterij. Als eengeisoleerde terugvoerleiding aanwe-zig is, kan deze massaverbindingvervallen. De elektrische aansluitingenworden met rubberen hulzen of rub-beren kappen beschermd.De vereiste doorsnede van een start-motor-hoofdleiding hangt van de vol-gende i nvloedsgrootheden af:•

Stroomopname van de startmotorbij kortsluiting (toerental '0') en methet oog op de verwarming kort-stondig toelaatbare belasting vande l eiding;

•

materiaal van de toevoerleiding enzijn soortelijke elektrische weer-stand (vanwege de gunstige mate-riaaleigenschappen zijn gewoonlijkkoperleidingen gebruikelijk):

•

l eidinglengte:•

nominale spanning van de startin-stallatie en toelaatbaar spannings-verlies bij kortsluitstroom.

Fig. 66 Startmotor met zadelbevestiging.1 Klembeugels omsluiten de startmotor-

behuizing

5.3 Startschakelaar

Bij schakelaars, die voor startinstalla-ties van belang zijn. gaat het meestalom mechanische handschakelaars. Zedienen ofwel voor het direct schakelenvan kleinere startmotoren of voor hetindirect schakelen van grotere start-motoren via een aanvullend vereisterelais.5.3.1 Startschakelaar met een functieDe drukknop is als normale schakelaarmet een functie met i n-uit-schakel-functie de eenvoudigste soon start-schaketaar. De drukknop gaat auto-matisch in de uitgangsstand terug.5.3.2 Ontstekings- en startschake-l aar voor voertuigen met ottomotorOntstekings- en startschakelaars metingebouwd veiligheidsslot zijn scha-kelaars met meervoudige functie voorbatterij-ontstekingsinstallaties. Hier-mee wordt de stroom voor het grootstegedeelte van de verbruikers, inclusiefde ontsteking, ingeschakeld en hetstarten uitgevoerd. De schakelaaruit-voeringen onderscheiden zich doorhet aantal schakelstanden of ook weldoor het felt of een startherhaalver-hindering ingebouwd is of niet. Degebruikelijke schakeistanden ' uit-in-starten' kunnen bovendien met destanden 'parkeerlicht. en/of 'radioaangevuld zijn. Vanuit de laatsteschakelstand 'starten' gaat de sleutelautomatisch in de basisstand 'in' te-rug.5.3.3 Gloeistartschakelaar

voorvoertuigen met dieselmotorVoor het starten van dieselmotorenworden gloeistartschakelaars in devorm van trek-, draai- of sleutelscha-kelaars gebruikt.Gangbare startinstallaties hebbentrek- of draaischakelaars, die uitslui-tend voor het voorgloeien en startengeschikt zijn. Deze gloeistartschake-l aars met de drie schakeistanden ' uit-voorgloeien-starten' veronderstelleneen aanvullende rijschakelaar. waar-mee van to voren de elektrische in-stallatie i ngeschakeld wordt. Na heti nschakelen van de algemene rijscha-kelaar wordt de schakelknop van detrekschakelaar i n stappen in devoorgloei- en startstand getrokken endaar voor de duur van het gloei- enstartproces vastgehouden. Bij hetloslaten gaat de schakelknop auto-matisch in de basisstand ' uit' terug. Bijdraaischakelaars wordt hetzelfdestartproces door een draaibare scha-kelingreep mogelijk gemaakt.Sleutelschakelaars hebben een com-binatie van gloeistart- en rijschake-laars. Ze vervullen met de veer (of vijf)schakeistanden '(parkeerlicht)-uit-in-voorgloeien-starten'

alle

vereisteschakelfuncties en maken zodoendeeen rijschakelaar overbodig.

Inbouwen van de startinstallatie

Van het aanzetten tot het starten

I n de heeinjaren van de autunuohieIkon de motor van heI motor tenure

sleehts met cen handslinger'aange/et'worden. I )it proces. het'aanslingeren',

wars erg vcrmueiend cn vanwcge i c-rugslagen to nu en (fail door vour-

ontsteking l urk tells nog gevaarlijk.

De eigenliIke onus ikkeline %an denicest serschillende startnurtorssstc-

men veer motor\oertureen ksvam ont-strecks I %5 opeane. l och do tocn-

nialigc automohiclcluh san FrankrijkCell svedstrijd OrgiffliSCMIC. (tic Cell

startinricbting i n plaats van de hand-stinger verlangdc.

Reeds in het par 1 91 2 hcgon Robertf3osch met de house san een clektrrschaangedresen cent rilugalc-kracht start-

motor (lange Ii j d ' starter' genocmd)waarvan bet principe in de derticer

lawn na do i nvocring van dieselnwto-ren i n motorvocrtuigen nogntaals aan-gcpakt wcrd. Fen par l ater wcrd cen

clektro-startmotor ontwikkcid. (tic itsaandrijving een sneldraaicnde clcktro-

motor kreeg. Door cen planectaan-drijving. die erachter wcrd eeschakeld.wcrd het s'erciste huge koppcl hereikt.

Dc aandrijving van de vcrhrandings-m otor gcheurde via cen ketUn.eaiin-

drilving en cen speciale vrijloopkop-peling, die de hardc krachtkoppcling

7_ t •.1,

_j:1 , I nletj, rldfriving

na do start san de motor ophiel.

Door het verkrijgen , an Anicrikaansepatenten in bet jaar 1 914 wcrd dovcrdcrc ontsvikkehng-eerst dic van dostartnxttor met schuithaar rondscli ngeleid. Aan hem vuoruitstckendecinde van het ankcr was nu ccn klcinrondsel he'estigd. dat met hct vcrtandetic,-,stel %an de motor i n aangrijping

ksvam, todra bet gehele anker hij hetinschakelen van de startmotor door tiltmagiletisclt vcld uit zijn ruststandaxiaal verschoven wcrd. I let insporenen starten maakt men niogelijk doorcen vuctschakelaar met dric schakel-standen. Fen ankerterugzetveerzorg-de veer bet t eruetetten i n de ruststand.

I n de daarop solgendc tiid I ciddens erdcrc onts i kkclingsstappen. underandere door cconumischc rnotieven,tot wezenli j ke verhetcringcn enverecnvoudigingen i n de ophouw en defunctie van do startmotor. %o wcrd in1 9226 door over name san ccn licenticvan de startmotor met schnteldraad-rondscl. i n 1 93( de startmotor metschuithaar rondsel, en nugntaals circaIt) jaren later de startmotor metschuithaar- en schroeldraadrondsel i n-gevucrd. I let hasisprincipc van dctcstart niotorcn i s t ot 111.1 t oe g0landlMaldgchlcvcn.

31

' Bosch-starter' uit het jaar 1913met planeetaandrijving en vrijloopkoppeting.

1

32

5.4 RelaisRelais worden hoofdzakelilk voor gro-tere startmotoren gebruikt en hebbenafhankelijk van het bestemmingsdoelverschillende taken to vervullen:•

Schakelen van de hoge startmotor-hoofdstromen:

•

omschakelen van de stroomcir-cuits;

•

bescherming voor schade aan destartmotor en startkrans;

•

startherhaling bij valse start;•

parallelschakelen van startmoto-ren.

5.4.1 Batterij-omschakelrelaisHet

batterijom-schakelrelais wordti n gemengde 12/24

0 V-installaties (12 V31a 30a 50aj voertuignetspan-ning en 24 V startmotorspanning) ge-bruikt. Na indrukken van de startscha-kelaar krijgt het schakelrelais in hetbatterij-omschakelrelais via klem 50astroom. Het parallel schakelt daarbijde contacten zoom dat de beide van tovoren parallel geschakelde 12 V-batte-rijen voor het startproces tijdelijk ach-ter elkaar geschakeld worden en op destartmotor een spanning van 24 Vstaat.

5.4.2 Start-sper-relaisHet start-sper-relais wordt pas dangebruikt, wanneer het startproces nietoptimaal kan worden bewaakt. Hetdient ter beveiliging van de startmotor,het rondsel en de motorstartkrans inbedrijfsauto's met motor onder devloer, of achtermotor, start instal l atiesmet afstandsbediening en volautoma-tisch startende installaties (bijvoor-beeld noodstroomaggregaten, warm-tepompen met dieselmotor enzo-voort). In i eder geval moeten de vol-gende functies vervuld worden:•

Uitschakelen na geslaagde start;•

verhindering tot starten bij draai-ende motor:

•

verhindering tot starten bij uitlo-pende motor;

•

verhindering tot starten na valsestart (geen zelfstandig lopen van demotor), waarbij bij de laatste tweefuncties pas een hernieuwde startmogelijk is, nadat de geintegreerdespertijd afgelopen is.

Het start-sper-relais werkt afhankelijkvan de spanning van de dynamo of vaneen toerentalgever. Daarbij is de soortspanningsstijging (spanningsverlooptussen nul V en nominale spanning,gemeten op de klemmen D + en Dvan de koude en warme dynamo) bijhet starten in samenhang met het overto brengen toerental van de krukas tenopzichte van het dynamotoerentalmaatgevend.

Inbouwen van de startinstallatie

2 [e15

IVA

i

n

4

Elektromechanisch start-sper-relais

n contacten respec-Lof 31 _

_] tievelijk verbreek-en wisselcontacten, waarmee het op-kom- ofwel stuurrelais in de startmotorstroom krijgt en verder een schakel-relais II met maakcontact, waarovereen aan de buitenkant van het start-sper-relais gemonteerde condensatoropgeladen wordt. De condensatordient om het relais I met verbreek-contacten nog enkele seconden geo-pend to houden en daarmee hetschakelverloop to verhinderen, indiende motor bij het eerste starten niet opgang komt of na het eerste rond-draaien afslaat. Bij lopende motorwordt, door de door de dynamo op-gewekte spanning, het verbreekcon-tact van relais III geopend en hetmaakcontact van relais II geslotengehouden, opdat bij onmiddellijkherhaald inschakelen van de start-schakelaar het startproces verhinderdwordt en het rondsel niet in de nogdraaiende startkrans kan insporen( gevaar van beschadiging).Elektronisch start-sper-relais

Het elektronischstart-sper-relaisheeft het voordeelvan het geringe ge-wicht en het gerin-ge aantal slijtage-

D+ 31

- 50fJ delen, want inwen-dig is nog maar slechts een scha-kelrelais ingebouwd. Verder heeft deanders vaak zeer lange startmotorlei-ding (bijvoorbeeld bij bussen metachtermotor) geen ongunstige uit-working meer, omdat de klem 50 vande startmotor niet door de ver ver-wijderde rijschakelaar, maar directdoor klem 30 via het start-sper-relaiswordt gevoed. Verder is een beterestabiliteit van de i ngestelde waarden(zoals bijvoorbeeld uitschakelspan-ning of tijdconstante) aanwezig.

301

MCWA

5.4.3 Startherhaal+

relaisG Het startherhaalre-

l ais dient ter be-scherming van hetstartmotoropkom-Loh 31

relais in voertuigen,waarin het aanlopen van de motorniet door de bestuurder is to horen(bijvoorbeeld bedrijfsmotovoertuigmet achtermotor, dieselmotorwagen),bij parallelbedrijf van twee startmoto-ren alsook bij stationaire installatiesmet afstandsbediening.Het i s uitsluitend ontworpen voorstartmotoren met elektrische of me-chanische tweestanden manier van

6

i nschakeler (K-, Q- en T-startmoto-

niet in de t-ldopening terecht. volgtondanks i rgeschakeld opkomrelaisgeen leveri g van hoofdstroom overde contacts .Het starther aalrelais dient ook als be-veiliging vo - het opkomrelais.Dat gebeur met behulp van een ver-traagd vert--ekrelais.

5.4.4 Startlrhaalrelais met stuurre-laisTerwijl bij martinstallaties met lagerespanning (t 36 V) zich het stuurrelaisvoor de stE motorhoofdstroom in destartmotor avindt, is het bij installa-ties met here spanningen (50 t/m110 V) met et startherhaalrelais ver-enigd. Daar-oor wordt een verhoogdebetrouwbaa heid van de schakelpro-cessen verlgen.

5.4.55 30151

0

f

Relai voor houdschakeling

d ru k-,L_87 tuur-standbewahg zijn vaakapparaten ikunnen afv.aanstuurleiHet relaishindert, dastartprocesparaten onwordt, watschakelbrul eiden.

--I I n installaties vanmotorwagens, l o-comotieven en gro-te stationaire moto-ren met smeerolie-

tempera-en water-bewaki ngs-

gebouwd, die kortstondigl en en dan de startmotor-ng onderbreken.)or houdschakeling ver-de startmotor tijdens hetloor deze bewakingsap-)dig i n- en uitgeschakeldof het vastlassen van de

in het opkomrelais kan

5.4.6 Dubb startrelais~30f 30f 50h1 Voor het starten

van zeer grote ver-brandingsmotorenziin twee gelijktijdigaandrijvende start-motoren

met3i schuifbaar rondsel

voor paral l bedrijf nodig: bij eenovereenkorrnde vergroting van debatterijcap< i teit resulteert met dezeparallelstar 'istallaties ongeveer hetdubbele s rtmotorvermogen. Voorparallelstar istallaties met l agerespanning Qt 36V) is een dubbel-startrelais ' reist. Dit zorgt ervoor. datbij beide s...lrtmotoren - pas na hetvolledig in: oren van de beide start-motor-ron cls - gelijktijdig dehoofdstroo wordt ingeschakeld.Beide start- r otoren draaien dan ge-meenschap elijk de motor aan.

I n elektromechani- ren). die da&-4oor de bijgevoegde klemsche start-sper-re- 48 nodig he yen. Bij normaal insporenl ais bevinden zich van de sta-rotor spreekt het start-het schakelrelais I herhaalrela niet aan. Komt heten III met verbreek- rondsel bij )linde schakeling echter

~o 0311 een schakelrelaisvoor parallelbedrijf gebruikt. Dehoofdstroom voor startmotor I wordtdaarbij door het startherhaalrelais metstuurrelais, de hoofdstroom voorstartmotor II daarentegen door hetschakelrelais voor parallelbedrijf ge-schakeld: dit I aatste zorgt bovendienvoor het insporen van beide startmo-toren.

5.4.8Batterijrelais (batterijhoofd-8 F-31

_1 schakelaar)

I Bij elektrische in-stallaties in bussen,motorwagens,tankauto's

enzo-voort is een hoofd-schakelaar voorge-schreven, waarmee

het voertuignet van de batterij kanworden gescheiden. Daardoor kunnenzowel kortsluitingen (bijvoorbeeld bijreparaties, ongelukken door botsing)alsook door kruipstromen veroorzaak-te ontledingsverschijnselen aan span-ningsvoerende delen, die aan inwer-king van zouthoudend spatwater(winterbedrijf) blootgesteld zijn, ver-meden worden.Bij installaties met wisselstroom-dyna-mo i s een elektromagnetische batte-rijhoofdschakelaar nodig. Hij verhin-dert, dat de dynamo bij lopende motorvan de batterij kan worden geschei-den.

IFSO MI

5.4.7 Schakelrelais voor parallelbedrijf7 T 30h 11 501 50ki I n parallelstartin-

I30 hl 30 f 50011

stallaties met hoge-pf ~- wal re spanning (50 t/m

110 V) wordt naasthet startherhaalre-l ais met stuurrelais

Inbouwen van de startinstallatie

Fig. 67 Schakelingsvoorbeeld.Twee startmotoren type KB (12 otwel 24 V) in parallelbedrijf met start-sper-relais, starther-haalrelais en dubbelstartrelais.

batterij-schake-l aar

L_batterij

Startmotor II

WA I-I

30f i

i 3 f

i50h

50b1 + 4°31 --Jdubbelstart- startherhaal-

relais

relais

L Jrijschakelaar startschake-

van del aar

dynamo

750 g'

startmotor I

°D+

50estart-sper-relais

33

34

5.5 Startmotorbatterij

Bij het starten moet de verbrandings-motor in enkele seconden vanuitstilstand in beweging gebracht wor-den. Daartoe is een groot koppel eneen bepaald minimaal toerental ver-eist.De daarvoor i n de batterij opgeslagenchemische energie moet derhalve inzo kort mogelijke tijd in elektrischeenergie omgezet worden. Dit geldtvooral ook bij lage temperaturen.Startmotorbatterijen zijn aan dezevoorwaarden aangepast.

5.5.1 Opbouwl edere startmotorbatterij bestaat uitmeerdere cellen. Loodbatterijen, hier-toe worden ook startmotorbatterijengerekend, l everen per cel ongeveer 2 V(voor 12 V-batterijen dus 6 cellen).De afzonderlijke cel heeft een plaat-blok, dat samengesteld is uit positieveen negatieve platen en de tussenge-voegde scheiders. De platen bestaanuit corrosievaste hardloden roostersmet hierop aangebrachte 'actievemassa'. Looddioxide bij de geladenplus-platen. verdikt lood bij de geladenmin-platen. Platen van dezelfde op-bouw zijn met elkaar door een pla-tenverbinder verbonden. Hoe meerplaten van gelijke polariteit parallelgeschakeld zijn, des to hoger is destroom, die men kortstondig kan af-nemen. Naburige cellen zijn door in-wendige verbindingen, die de cellendirect met elkaar verbinden, verbon-den. Scheiders van zuurvast, voor debatterijzuren (verdund zwavelzuur)doorlaatbaar microporeus materiaalverhinderen kortsluiting door onder-l i nge aanraking van de platen vanverschillende polariteit. Alle cellen zijndoor een gemeenschappelijk dekselzuurbestendig vastgelast. Voor hetvullen van het batterijzuur heeft hetdeksel per cel een opening. die meteen stop afgesloten is. De stop laat in-en uitlaat van gas toe, maar verhindertook het binnendringen van vuil enwater en het naar buiten komen vanzuur en zuurdamp.Onderhoudsvrije batterijen hebbengeen afsluitingsstoppen meer, omdatde zure vulling voor de gehele le-vensduur voldoet. Een opening onderhet deksel client voor de in- en uitlaatvan gas.Om een verwisselen van de klemmento vermijden, zijn de polen verschillendgevormd en door ingegraveerde + en- aangeduid.

5.5.2 Kenmerken van de startmotor-batterijAlle in Duitsland vervaardigde start-motorbatterijen zijn naast de apartegegevens van de fabrikant ook aan-geduid met het volgende opschrift, diei n de DIN-Norm 72311 vastgelegd is.

Inbouwen van de startinstallatie

Voorbeeld: 12 V 88 Ah 395 A. dat wilzeggen:•

Nominale spanning in V (12 V)•

nominale capaciteit in ampere-uren( 88 Ah);

•

koude-teststroom i n ampere( 395 A):

De nominale spanning U, van start-motorbatterijen bedraagt in het alge-meen 12 V. De feitelijke klemspanningUs van de batterij neemt echter mettoenemende belastingstroom of van-wege de inwendige batterijweerstandR. tot beneden de nominale spanning.Deze weerstand blijft niet steeds het-zelfde maar is onder meer afhankelijkvan temperatuur en laadtoestand vande batterij: hoe lager de temperatuuren hoe slechter de laadtoestand van debatterij, des to hoger is de inwendigeweerstand van de batterij en des tolager de klemspanning U, van debatterij.De aan de klemmen van de startmotorbeschikbare spanning U., is ten slottenog met de waarde van het span-ningsverlies in de toevoerleiding (U,I RL ) kleiner dan de batterijspanning.Voor de startmotorspanning geldt zo-doende

U,; =U,,-I(Re + R L )

US Startmotorspanning:U,, rustspanning van de batterij;I

belastingstroom:Fig. 68 Opbouw van een Bosch startmotorbatterij.1 Blokdekse/

4 Directe cel-2 Eindpool

lenverbinding3 Merk zuur-

5 Afsluitstophoogte

6 Poolbruggen

R B batterij-inwendige weerstand:R, weerstand van de (heen- en te-

rugleiding).Belangrijk is, dat de spanningsvaltussen batterij en startmotor zoveelmogelijk gering blijft.De nominale capaciteit zegt iets overde in de batterij opgeslagen energie.Ze hangt van de hoeveelheid van debeschikbare actieve massa en hetaanbod van zuur af. De nominale ca-paciteit is een produkt van stroom entijd (I t). waarbij de stroom als basisgebruikt wordt, die een 12 V batterij bij+27'C gedurende een tijdsbestek van

20 uren kan leveren, zonder dat deklemspanning beneden 10,5 V daalt.Voorbeeld: Een 88-Ah-batterij kan dusminstens 20 uur met een stroom van4.4 A ontladen worden (88 Ah : 20 h -4,4 A), tot de uiteindelijke ontlaad-spanning van 10,5 V bereikt is. Daar-mee is de nominale capaciteit eenbelangrijke vermelding voor de con-ttnue-verbruikers van het motorvoer-tuignet.

Voor een voertuigbatterij, die deelektrische energie voor de startmotormoet l everen. is het startvermogen bijkoud weer vaak nog belangrijker dande capaciteit. Een mast voor hetstartvermogen is de koude-test-stroom: deze heeft betrekking op eenkortstondige stroomafname bij lagetemperatuur.

7 Blokhuis8 Rand van de vloer9 Plus- en min-platen

10 Kunststof-scheiders

36

Bediening en onderhoud

6 Bediening

Bij gunstige temperatuursomstandig-heden en in orde zijnde installatie is 74het startproces gewoonlijk erg kort.Maar zelfs bij lage temperaturen,waarbij de bereidheid tot starten vande motor lager is, moet men destartmotor vanwege zijn hoge stroom-afname zoveel mogelijk niet langerdan 10 seconden onafgebroken inge-schakeld laten. Na een tevergeefsestartpoging is een pauze van 30 tot 60seconden vereist, opdat de startmotorkan afkoelen en de batterij zich kanherstellen.

6.1 Onderhoud, serviceDe ervaring heeft geleerd, dat start-motoren in personenauto's geen spe-ciaal onderhoud in het kader vanvoertuiginspectie nodig hebben, inzoverre er niet uitzonderlijk vaak aan-spraak op wordt gemaakt of aan bij-zonder zware bedrijfsomstandighedenblootgesteld worden. Ze bereiken in deregel ongeveer dezelfde gemiddeldel evensduur als de voertuigmotoren,waarop ze gemonteerd zijn. Bij zeerhoge eisen, vooral bij commercieelvoertuiggebruik met talrijke starts, isechter een herhaalde controle van hetstartsysteem op zijn plaats.Want bij jaarlijks 15.000 km rijweghoofdzakelijk in stedelijk verkeer startde motor in ditzelfde tijdsbestek altijdnog 2000 keer. Daarbij treden in del oop van de tijd slijtageverschijnselenop. die het starten l angzamerhandkunnen beinvloeden.Bij de bedrijfsvoertuigen, die ten op-zichte van personenauto's vaak eenmeervoudige looptijd to verdurenhebben, wordt van to voren in eencontrole van de startmotor in bepaaldeonderhoudsintervallen voorzien.

Fig. 74 De garages van de Bosch ser-vicediensten zijn voor het vakkundigtesten van de startinstallatie met hoog-waardige apparaten uitgerust.Met de afgebeelde startmotor-test bank dievoor een koppel van 10 t1m 200 Nm ont-worpen is, kunnen startmotoren tot 15 kWvermogen getest worden.

Fig. 75 Combinatietestbank voor het tes-ten van startmotoren, dynamo's met re-gulateurs, dioden, verdelers en bobines.Fig. 76 Vervangings-startmotor met kwa-liteit en garantie zoals bij nieuwe pro-dukten maken snelle en voordeligevoertuigreparaties mogelijk.

75 76