Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Порой слишком поздно приходит осознание важности освоения устройства автомобиля. Оказавшись вдалеке от сервисных автоцентров и опытных знакомых, один на один с недвижимым автомобилем, мы начинаем жалеть о том, что были недостаточно внимательны на занятиях в автошколе.
Рядовому автолюбителю нет необходимости досконально изучать устройство каждого своего автомобиля, тем более многие умудряются менять несколько машин в год. Уважающий себя водитель, конечно, старается быть в курсе всего, что происходит с его любимым средством передвижения.
Прочные знания помогают быстро разобраться в поломке и даже, если её не удаётся устранить самому, то в разговоре с работниками ремонтной мастерской мы не выглядим глупо, да и проконтролировать устранение неисправностей на СТО можем, как минимум.
Первое, что следует осваивать начинающему автолюбителю – это устройство . Во-первых, с этого узла начинается движение любого автомобиля. Во-вторых, зная, как работает стартер, водитель может завести мотор правильно и быстро разобраться в причинах плохого пуска.
Устройство стартера автомобиля
Для того, чтобы иметь возможность самостоятельно провести ремонт стартера своей машины, совершенно не обязательно искать специальную литературу, посвященную конкретной модификации.
Стартеры всех автомобилей имеют одинаковое устройство и отличаются друг от друга незначительно, конструктивными особенностями, но не принципом работы. Если вы уже знаете, из чего состоит стартер одного автомобиля, то разобраться в особенностях другого совершенно не составит труда.
Любой из стартеров имеет от 40 до 60 отдельных деталей, которые составляют главные его части, а именно:
- электрический двигатель постоянного тока;
- тяговое (втягивающее) реле;
- бендикс.
Каждый водитель, как минимум, должен знать, какова схема стартера и какую функцию выполняет каждая из его частей. Основной узел – это электродвигатель, вал которого после включения через шестерни передаёт вращение на коленчатый вал мотора.
Вспомогательными устройствами является и бендикс. Втягивающее реле выполняет двойную функцию:
- с продольным перемещением якоря через рычаг вдоль вала электромотора стартера передвигается бендикс с рабочей шестернёй;
- замыкание контактов электромотора после зацепления шестерни и венца маховика.
Самый маленький, но не менее важный элемент – это бендикс. Непривычное название узла - это фамилия американского изобретателя Винсента Бендикса, который его создал. Задача бендикса: обеспечить временное соединение вала стартера и венца маховика для вращения коленвала.
Принцип работы стартера автомобиля
Стартер представляет собой электромеханическое устройство. Это говорит о том, что принцип работы стартера заключается в использовании электрической энергии и преобразовании её в механическую.
Для того, чтобы двигатель автомобиля имел возможность завестись, в его недрах происходят такие процессы:
- после замыкания контактов в замке зажигания, ток направляется через реле стартера на втягивающую обмотку тягового реле;
- якорь втягивающего реле, передвигаясь внутрь корпуса, выдвигает бендикс из корпуса и вводит в зацепление его шестерню с венцом маховика;
- когда якорь втягивающего реле достигает конечной точки, происходит замыкание контактов и ток поступает на удерживающую обмотку реле и обмотку электромотора стартера;
- вращение вала стартера приводит к запуску мотора машины. После того, как скорость вращения маховика превышает скорость вращения вала стартера, бендикс выходит из зацепления с венцом и с помощью возвратной пружины устанавливается в исходное положение;
- когда ключ в замке зажигания с пуском мотора возвращается в первое положение, подача электроэнергии на стартер прекращается.
Принцип действия стартера, после пошагового разбора уже не кажется таким сложным. Первый самостоятельный ремонт стартера является для водителя последним этапом в освоении его устройства.
Пройдя долгий путь своего становления и развития, современные транспортные средства имеют массу усовершенствованных систем и механизмов, к деталям которых предъявляются все большие и большие требования. Вот, например, автомобильный стартер…Все знают об его исключительной важности в плане полноценного функционирования автомобиля, поэтому, именно он часто является предметом особой заботы автовладельца, особенно если тот, счастливый обладатель последней модели с встроенной АКПП (в случае выхода из строя стартера, воспользоваться заводной рукояткой для запуска двигателя, как это делают владельцы устаревших марок, уже не получится). Исходя из особой важности вопроса, мы посчитали нужным более детально рассмотреть виды стартеров, устройство и принципы их действия, а также возможные неисправности и пути их устранения.
Виды и назначение стартера
Автомобильный стартер представлен в виде небольшого четирехполосного электродвигателя, обеспечивающего начальное вращение коленвала. Он нужен для поддержания необходимой частоты вращения , что самым прямым образом влияет на дальнейший запуск ДВС. Зачастую, запуск бензинового двигателя среднего объема цилиндров, требует присутствия стартера, обладающего примерно 3 кВт электроэнергии. Стартер можно назвать мотором постоянного тока, который получает энергию от батареи аккумулятора. Взятое у нее напряжение, с помощью четырех щеток (неотъемлемая часть любого стартера), существенно увеличивает мощность самого электродвигателя. Все существующие сегодня электромагнитные двигатели такого рода, разделяют на две основных группы: имеющие редуктор и те, у которых он отсутствует.
Многие специалисты, советуют применять стартер с редуктором, что аргументируется его сниженной потребностью в токе.
Другими словами, устройства этого вида смогут обеспечить эффективное вращение коленчатого вала даже при низком заряде аккумуляторной батареи. Еще одним плюсом использования стартера с редуктором есть наличие в его конструкции постоянных магнитов, которые существенно снижают возможность возникновения проблем с обмоткой устройства. Правда, если посмотреть с другой стороны, то вероятность поломки вращающей шестерни наоборот увеличивается. Как правило, такой вариант развития событий, чаще всего, встречается при заводском браке или в случае низкокачественного производства.
Стартеры без редуктора, оказывают прямое воздействие на вращение шестерни. В данном случае, владельцы транспортных средств с такой системой, выигрывают за счет простоты конструкции устройства, благодаря которой они лучше поддаются ремонтным действиям. Кроме того, сразу после подачи тока на электромагнитный выключатель, шестерня моментально соединяется с маховиком, что обеспечивает довольно быстрое зажигание. Также, не стоит забывать о высокой выносливости таких стартеров, тем более, что вероятность поломки из-за влияния электричества практически сводится к нулю. Однако, в работе стартеров, не имеющих редуктор, не все так безупречно и существует вероятность рабочих сбоев при низких температурах.
Как устроен стартер?
На самом деле, конструкция стартера не отличается особой сложностью, а главными составляющими элементами выступают электродвигатель, якорь, втягивающее реле, обгонная муфта (бендикс), щеткодержатели.
Корпус
(электродвигатель) представлен в виде стальной детали цилиндрической формы. К его внутренней стенке крепятся обмотки возбуждения (как правило, их четыре) и сердечники (полюсы). Крепление осуществляется посредством винтового соединения, при котором винт вкручивается в сердечник, а тот, в свою очередь, прижимает обмотку к стенке. Также, в корпусе присутствуют резьбовые технологические отверстия, при помощи которых осуществляется крепление передней части, где происходит движение обгонной муфты.
Якорь – деталь выполнена из легированной стали и имеющая вид оси. На ней запрессован сердечник и коллекторные пластины. В конструкции сердечника присутствуют специальные пазы, предназначенные для укладки обмоток якоря, концы которых надежно прикреплены к пластинам коллектора. Коллекторные пластины, в круговом порядке, установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника и внутренний диаметр корпуса (вместе с обмотками) напрямую связаны друг с другом. Крепление якоря в передней и в задней крышке стартера, выполняется при помощи латунных (реже медных) втулок, одновременно выполняющими и роль подшипников.
Втягивающее (или тяговое) реле
используется для передачи питания от замка зажигания к электродвигателю стартера, выполняя при этом еще одну немаловажную задачу – выталкивание обгонной муфты. В задней части корпуса втягивающего реле размещаются силовые контакты, именуемые «пятаками», а также выполненный из мягких материалов подвижный контакт-перемычка.
«Пятаки» - это обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовой крышке тягового реле. С помощью гаек, к ним присоединяются силовые провода, идущие от аккумулятора и «плюсовых» щеток стартера. Сердечник тягового реле и обгонная муфта (более известная как «бендикс») соединяются между собой посредством подвижного «коромысла».
Обгонная муфта (бендикс) является подвижным роликовым механизмом, закрепленным на валу якоря. Одной из основных его задач, есть передача крутящего момента на венец маховика, с использованием для этих целей специальной шестерни зацепления. После осуществления запуска двигателя он рассоединяет венец маховика и приводную шестерню, тем самым обеспечивая стабильную работу и сохранность стартера. Вся конструкция собрана таким образом, что при передаче крутящего момента к бендиксу в одну сторону, находящиеся в сепараторе ролики, выходят из пазов и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. Когда же происходит вращение в противоположную сторону, ролики «прячутся» в сепаратор и шестерня может вращаться вне зависимости от наружной обоймы.
Щеткодержатели и щетки
обеспечивают подачу рабочего напряжения на коллекторные пластины якоря. Щеткодержатель представлен в виде диэлектрической обоймы, имеющей металлические вставки, с расположенными внутри С помощью точечной сварки, контакты щеток приварены к полюсным пластинам, которыми, как правило, являются «хвосты» обмоток возбуждения. Выполняя основной рабочий цикл стартера, щеткодержатели повышают мощность электродвигателя.
Конструкции большинства стартеров похожи между собой и обязательно включают все вышеперечисленные компоненты. Если встречаются отличия, то они малозначительные и, чаще всего, касаются механизма автоматического размыкания шестеренок. Также, стартер автомобилей с автоматическими трансмиссиями, имеет дополнительные удерживающие обмотки, предназначенные для предотвращения запуска мотора в случаях установки селектора в любое из ходовых положений. Разница между различными моделями стартеров кроется и в их размерах, мощности и подаваемом напряжении. Так, к примеру, если для работы стартера легкового автомобиля хватит питания от 12 В-го аккумулятора, то для стартера тяжелых грузовых машин - этого будет недостаточно и нужно задействовать 24 В.
Принцип работы стартера
Весь рабочий процесс автомобильного электростартера условно разделяют на три этапа:
на первом – приводная шестерня соединяется с венцом маховика; на втором – происходит запуск стартера, а третий этап предусматривает рассоединение приводной шестерни и маховика.
Работа стартера кратковременная, так как после выполнения основной функции (передачи крутящего момента на двигатель) он больше никак не участвует в дальнейшем движении автомобиля. Подробный принцип работы стартера выглядит так:
когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания до пускового положения, ток с аккумуляторной батареи передается на замок зажигания, а затем на тяговое реле.
После этого, приводная шестерня бендикса (обгонной муфты) перемещается и соединяется с маховиком, что способствует замыканию цепи и последующей подачи напряжения на электромотор. В следствии описанных действий, происходит запуск автомобильного двигателя, а после того, как его обороты начинают превышать обороты самого стартера, обгонная муфта отсоединяет приводную шестерню от вала электромотора. Все, до следующего запуска силового агрегата, стартер может не напрягаться.
Возможные неисправности стартера
Как и любой другой механизм в конструкции автомобиля, стартер не может все время исправно работать. Конечно, на него оказывается куда меньшая нагрузка, чем, скажем, на тот же ДВС, однако, полностью избегать поломок ему не удается. Причин каждой отдельной неисправности может быть несколько и что бы детально разобраться в возникшей проблеме, без основательной диагностики никак не обойтись. О ремонте стартера мы поговорим чуть позже, ну а сейчас давайте более конкретно рассмотрим все возможные неисправности этого важного устройства.
И так, для начала, стартер может просто не включится. Причинами данного явления могут быть:
- поломка реле стартера (обрыв обмотки, вклинивание, смещение контактного диска);
Нарушение контакта цепи питания (возможно из-за слабой затяжки проводов или внутренней коррозии); - короткое замыкание обмотки;
Отсутствие контакта в механизме, отвечающем за включение зажигания.
Также, проблемой в работе считается медленное вращение коленчатого вала, пусть даже стартер запустился. Наличие этой неисправности может быть связано с повышенной вязкостью залитого масла, которое не соответствует сезону; проблемами с аккумуляторной батареей (ее поломкой или разрядкой); окислением выводов аккумуляторных проводов, слабой затяжкой наконечников или нарушением контакта щеток.
Иногда случается и так, что якорь вроде бы вращается, но коленвал почему-то не прокручивается. В этом случае, причины неисправности могут скрываться в буксировке муфты свободного хода привода или в трудности перемещения привода по винтовой нарезке вала.
Еще одной неисправностью, часто встречающейся в работе стартера, является скрежет шестерни, которая не может попасть в зацепление.
Такое случается в результате образования забоев в зубцах венца маховика, или же в следствии неправильной регулировки момента замыкания контактов включателя и шестерни привода. Также, одним из вариантов возможных причин есть ослабление буферной пружины привода.
Конечно, отсутствие запуска стартера – это проблема, но неисправностью, также считается и слишком продолжительная его работа, когда двигатель уже запустился, а стартер все еще продолжает вращаться. В таком случае, можно предположить наличие проблемы в замке зажигания (заедает); замыкании обмотки реле или в заедании привода, размещенного на валу якоря. Кроме того, к подобной неисправности приводят и спекшиеся контакты тягового реле.
Если в процессе работы стартера, Вы заметили повышенный уровень шума, то это может быть следствием следующих неисправностей:
- шестерня привода с запозданием выходит из зацепления с зубчатым венцом;
Крепления стартера существенно ослабились;
Снизилась плотность крепления полюса стартера и якорь начал его цеплять.
Ремонт стартера
И так, представим, что Вы обнаружили один из названных выше признаков неисправности стартера. Естественно, первым шагом на пути к его устранению будет проведение полной диагностики, с целью определения точного места поломки. Для начала, стоит проверить проводку, а точнее провода идущие от аккумуляторной батареи к стартеру и провод, проходящий через реле от замка зажигания. Возможно, именно в этой детали и кроется неисправность. Если с проводами и с реле все в порядке, тогда придется демонтировать сам стартер.
В каждой отдельной модели автомобиля описываемая деталь может отличаться размером, способом крепления или месторасположением, но несмотря на это, принцип работы у них всех практически одинаковый.
Обратите внимание! Для проведения детального осмотра и последующих ремонтных работ, демонтаж стартера должен выполняться в обязательном порядке. Пошаговая инструкция снятия стартера имеет следующий вид:
1. Отсоедините аккумулятор (до этого момента к стартеру прикасаться нельзя, так как это может вызвать замыкание);
2. Открутите токоподводящие электрические кабеля с клемм стартера и шпилек тягового реле; Снимите защиту двигателя;
3. Открутите болты крепления стартера;
4. Демонтируйте стартер поднятием вверх.
После того, как устройство оказалось в Ваших руках, следует проверить его работоспособность. Для проведения данной операции Вам понадобится заряженный аккумулятор:
массу нужно подключить к корпусу, а положительный провод – к контактному болту
Если реле исправное, бендикс (обгонная муфта) окажется выдвинутым в перед. В случае, когда после подключения стартер так и не заработал, можно смело говорить о неисправности щеток или сгоревшей обмотке, но, обычно, дело все-таки в щетках.
Следующим этапом на пути к устранению проблемы есть разборка устройства. Что бы осуществить задуманное, необходимо открутить два болта крепления, после чего корпус вместе с якорем и щетками снимается. Заодно можно осмотреть и редуктор: для этого снимаем защитную крышку и провидим визуальную диагностику. Если все хорошо – смазываем шестерни смазкой, закрываем крышку и откладываем все это в сторону.
Теперь возьмите в руки электрическую часть стартера, которая по результатам предварительного осмотра нуждается в ремонте, вытащите из корпуса щетки и якорь. Что бы изъять их, просто надавите пальцем на ось и так как она держится только посредством магнитного поля, должна выйти без проблем. Затем, с помощью крестовой отвертки, выкрутите два винта и снимите верхнюю крышку (под ней размещены шайба и стопорное кольцо).
После того, как все уже раскручено, нужно снять и заднюю крышку, осмотрев находящуюся там втулку – она, также, часто является уязвимым местом в стартере. Когда втулка изнашивается, ось перекашивается и стартеру сложно прокручивать мотор, или же он вообще его не крутит. При каждом техническом обслуживании или ремонте, специалисты рекомендуют менять все втулки.
Важной частью конструкции стартера есть щетки и если они сильно стираются – устройство точно не будет работать.
Поэтому, при разборке стартера, обязательно уделите им внимание, и если осмотр подтвердит предварительный диагноз, то лучше заменить сломанные детали новыми. Восстановить такие щетки очень сложно (требуется очень сильный паяльник), поэтому проще купить новый блок.
Обратите внимание!
Внутри блока щеток находится пластмассовая втулка, при помощи которой щетки держаться в сжатом состоянии. Ее ни в коем случае нельзя вытягивать, иначе Вы осложните последующую процедуру одевания блока на якорь.
Теперь перейдем к осмотру ротора (якоря) стартера. Если в его пазах Вы заметили грязь или какой-либо другой мусор, их можно прочистить при помощи пилки по металлу или плоской тонкой отвертки. Прилегающую к щеткам поверхность лучше зачистить и выровнять мелкой наждачной бумагой. После того как все указанный этапы работы уже позади, соберите стартер в обратной последовательности и проверьте его работоспособность: работает – значит устанавливаем обратно на транспортное средство.
В процессе обратной сборки стартера, не забудьте обработать смазочным материалом все его подвижные части (редуктор, втулки). Помните! Для того, что бы стартер не вышел из строя в самый неподходящий для Вас момент, необходимо хотя бы раз в год проводить его технический осмотр с последующим обслуживанием. Техобслуживание состоит из всех вышеперечисленных мероприятий, после проведения которых, возрастает мощность стартера и снижается количество потребляемого для работы тока. В результате, существенно облегчается запуск двигателя в холодное время года.
Подписывайтесь на наши ленты в
Время, требующееся начинающему автолюбителю чтобы пройти расстояние от обыкновенной езды до самостоятельного выполнения ремонтно-восстановительных работ на своем автомобиле, как правило, невелико. И готовиться к этому моменту лучше заранее. Однако сразу возникает вопрос: «С чего начать?». Опытные автовладельцы в большинстве своем единодушны в ответе на этот вопрос. С изучения устройства стартера. Почему? Все очень просто.
Стартер автомобиля – агрегат, от надежного функционирования которого зависит устойчивый пуск силового агрегата, без чего движение автомобиля в принципе невозможно. Кроме того, знания конструктивных особенностей такого важного агрегата, каковым является стартер транспортного средства, позволит не только технически грамотно выполнять процедуру пуска, но и легко устанавливать источники возникающих проблем, а, значит и своевременно их устранять.
Устройство стартера автомобиля
На рисунке 1, в начале статьи, обозначены основные элементы стартера.
Любой автомобильный стартер, являющийся по сути своей электрическим двигателем, состоит из довольно большого количества конструктивных элементов (от четырех до шести десятков), входящих в его основные узлы:
- Собственно электродвигатель.
- Обгонную муфту, или бендикс (последнее название, являющееся фамилией изобретателя, наиболее распространено в среде автолюбителей).
- Втягивающее, или тяговое реле (далее по тексту ВР).
Понимание устройства стартера, как агрегата, лежит в плоскости знания функционального назначения каждого из узлов, степени его приоритетности, эксплуатационных возможностях и т.д.
Электрический двигатель, являющийся основным узлом, функционально предназначен для передачи вращающего момента со своего вала на коленчатый вал силовой установки.
Другие два узла – вспомогательные, и их функциональное предназначение заключается:
Продольное перемещение обгонной муфты, обеспечивающее в свою очередь перемещение ее рабочей шестерни, вызываемое движением якоря реле;
Замыкание контактов электрического двигателя в момент зацепления зубьев венца маховика с зубьями рабочей шестерни;
- . Обеспечение надежного соединения вала электродвигателя с венцом маховика.
Схема стартера
Принципиальная схема обеспечения пуска силового агрегата, в которой участвует стартер (поз.3) выглядит так, как показано на рис.2, а ее основными элементами служат: аккумуляторная батарея (поз.1), генератор (поз.2) и выключатель (замок) зажигания (поз.4).
Кроме того, в данном разделе статьи мы посчитали уместным разместить еще одну схему, позволяющие произвести достаточно эффективную проверку работоспособности стартера.
Для проверки (на стенде) механических и электрических параметров стартера собирают несложную схему, приведенную на рисунке 3. Ее элементами являются:
- сам стартер (поз.1);
- цифровой или стрелочный вольтметр, предел шкалы которого составляет не менее 15 Вольт (поз.2);
- ползунковый реостат, примерно на 800 Ампер (поз.3);
- цифровой или стрелочный амперметр, величина шунта которого составляет 1000 Ампер (поз.4);
- выключатель (поз.5);
- автомобильная АКБ емкостью 55 А/час (поз.6).
- соединительные провода сечением 16,0 миллиметров квадратных и более.
Принцип работы стартера
Как уже упоминалось выше, стартер, являющийся электромеханическим прибором, имеет принцип действия, основанный на использовании электрической энергии, получаемой от АКБ автомобиля, и преобразовании ее в энергию механическую, то есть энергию двигателя автомобиля.
При этом внутри стартера и других элементов схемы (смотри рис.2) происходит следующее:
- Через замкнутые контакты включателя зажигания (поз.4) ток поступает на контакты реле стартера (поз.3), а затем на клеммы втягивающей обмотки ВР.
- Якорь ВР, выполняя поступательное движение внутри его (ВР) корпуса, перемещает обгонную муфту до зацепления зубьев ее рабочей шестерни с зубьями венца маховика.
- Достижение якорем ВР конечного положения вызывает замыкание контактов, что, в свою очередь, вызывает поступление тока на обмотку электродвигателя и обмотку (удерживающую) реле.
- Вал стартера, передавая вращающий момент коленчатому валу двигателя (через маховик) обеспечивает пуск силовой установки.
- Достижение маховиком скорости вращения, превышающей скорость вращения вала двигателя стартера, выводит зубья рабочей шестерни бендикса из зацепления с зубьями венца, а возвратная пружина обеспечит возвращение обгонной муфты в первоначальное (до пуска) положение.
- Возврат ключа в выключателе зажигания прекращает подачу тока на контакты стартера от АКБ, и дальнейшая работа силовой установки происходит без его (стартера) участия.
Резюмируя вышесказанное, отметим, что наряду со знанием устройства и принципа действия стартера, новичку-автолюбителю совершенно необходимо знать такие характеристики стартера, как: номинальная мощность, номинальное напряжение питания, величина потребляемого тока, частота вращения вала, значение крутящего момента и т.д.
Видео - Устройство и работа стартера
Что такое стартер и для чего он присутствует в автомобиле знает, пожалуй, каждый мальчишка. Он является одним из главных элементов для запуска двигателя внутреннего сгорания, и любые нарушения в его нормальной работе сделают этот процесс практически невозможным. Несмотря на то, что устройство этого узла не отличается сложностью и схоже для большинства современных автомобилей, мало кто из автовладельцев сумеет самостоятельно продиагностировать стартер или провести какие-либо ремонтные работы.
Если в черте города все это могут сделать мастера из ближайшего автосервиса, то на безлюдной трассе, да еще в зимнее время, поломка этого узла может привести к печальным последствиям. Несмотря на все это, мало кто из курсантов автошкол во время своего обучения уделяют должное внимание устройству двигателя автомобиля в целом, и стартера в частности. Если говорить об этом узле транспортного средства совсем просто, то он представляет собой мощный электрический мотор с шестерней, посредством которой осуществляется вращение коленвала в момент поворота ключа зажигания.
Устройство стартера - просто о сложном
Небольшой по размеру агрегат, состоит из множества деталей, среди которых главными являются всего несколько.
Большинство стартеров, выпускаемых сегодня, устроены идентично друг другу. Конечно, существуют и небольшие отличия. К примеру, может отличаться принцип работы данного узла, устанавливаемого на автомобили с автоматической трансмиссией. Так, здесь обязательно присутствуют удерживающие обмотки, предназначенные для невозможности случайного пуска мотора, когда селектор коробки передач занимает любое ходовое положение. Кроме того, могут отличаться механизмы автоматического разъединения шестеренок.
Принцип работы стандартного автомобильного стартера
Чтобы понять, как работает стартер, весь процесс можно разделить на три основных этапа:
- соединение шестерни стартера с маховиком коленвала;
- запуск стартера;
- разъединение маховика коленвала и шестерни стартера.
После удачного запуска двигателя автомобиля, подача электропитания на электромотор прекращается, и в дальнейшей работе мотора он участия не принимает. Если представить его работу более подробно, то она будет выглядеть следующим образом.
На этом работа этого узла прекращается, и до момента следующего запуска мотора в работе автомобиля он участия не принимает. Несмотря на столь кратковременную работу, назначение стартера для автомобиля сложно переоценить, а любые неисправности приведут к полной невозможности штатно запустить двигатель.
Другие конструкции автомобильного стартера
Несмотря на принципиальную схожесть основной части стартеров, имеется одно существенное отличие в конструкции. На современные автомобили с дизельными двигателями, а также на моторы высокой мощности, как правило, монтируется роторный стартер, или устройство с редуктором. Он имеет под основным корпусом специальный планетарный редуктор, который благодаря своей конструкции позволяет многократно усиливать пропускаемое через себя напряжение и, соответственно, увеличивать крутящий момент. Это особенно важно именно для мощных моторов. Кроме этого, такая схема стартера имеет и другие преимущества:
Справедливости ради, стоит отметить, что и простые модификации обладают немалыми достоинствами, к числу которых следует отнести:
- предельно простая конструкция, позволяющая осуществлять ремонт любой сложности своими руками;
- привод стартера моментально схватывается с приводом коленвала, за счет чего запуск мотора осуществляется практически мгновенно;
О том, как работает стартер и как он устроен показано на видео:
Можно ли продлить жизнь стартеру
Вне зависимости от своей конструкции, автомобильный стартер является достаточно дорогостоящим узлом, и его внезапный выход из строя неизбежно повлечет за собой непредвиденные материальные расходы. Поэтому при эксплуатации автомобиля работоспособности этого элемента следует уделять максимум внимания, кроме этого, продлить срок его безаварийной работы помогут и соблюдение элементарных правил:
Чтобы не допустить критического момента, когда стартер потребует замены либо дорогостоящего и длительного ремонта в сервисе, следует обращать внимание на любые изменения в его привычной работе. К числу наиболее распространенных предвестников близкой поломки можно отнести несколько признаков.
- Появившаяся при повороте ключа зажигания задержка в работе, что служит сигналом, чтобы был оперативно проверен втягивающий стартера.
- В теплое время года, при нормальной вязкости масла отмечается крайне трудное вращение коленвала - в данном случае немедленно проверяется состояние подшипников или щеток устройства.
- Затрудненный выход шестерни стартера из зацепления с венцом коленвала, который часто и является причиной такого явления.
- При повороте ключа зажигания слышен характерный для запуска мотора звук, но сам пуск не происходит.
- При подтвержденном поступлении к устройству электропитания - его вращение полностью отсутствует.
- После запуска и начала самостоятельной работы двигателя, стартер не отключается, продолжая вращение и потребление огромного количества электричества.
Диагностика - лучше довериться профессионалу
Любая из вышеприведенных неисправностей, сама по себе не является критичной, но, если вовремя ее не устранить, она может привести к полному выходу устройства из строя. Несмотря на то, что место, где находится стартер не отличается трудным доступом, и его проверка возможна своими руками, для этого требуется определенный опыт. Тем более, если стартер новый или с небольшим сроком эксплуатации, гораздо проще отдать его на профессиональную диагностику.
Она проводится на специальном стенде, позволяющим выявить абсолютно все нарушения в нормальной его работе. При недостатке опыта и знаний, самостоятельный съем этого узла и его ремонт могут закончится необходимостью его замены, да и при осуществлении обратной установки устройства схема подключения стартера может быть нарушена. Если исключить механические неисправности, которые связаны с износом его основных частей, главные неисправности и неполадки в работе стартера относятся к электрической части:
- обрыв электрической цепи;
- замыкания внутри корпуса устройства;
- обгорание самого механизма в тех местах, где происходит контакт рабочих элементов и электрического тока большого напряжения.
Отдельно стоит упомянуть про износ щеток. При несвоевременном контроле и замене этого расходного элемента, мощность устройства резко падает, и даже при полностью заряженной аккумуляторной батарее пуск мотора осуществить достаточно сложно.
Большинство систем пуска двигателей внутреннего сгорания содержат электродвигатель постоянного тока (двигатель стартера) с питанием от аккумуляторной батареи автомобиля, механизм включения, устройство управления и соответствующую электропроводку. Так как частота вращения коленчатого вала двигателя, необходимая для его пуска (для бензиновых двигателей около 60-100 мин -1 , для дизельных двигателей около 80-200 мин -1 , намного ниже, чем частота вращения двигателя стартера, привод от стартера к двигателю осуществляется посредством пары шестерен (шестерня на валу стартера и зубчатый венец маховика двигателя) с передаточным отношением от 10:1 до 20:1.
Влияющие переменные
Величина крутящего момента на коленчатом валу двигателя и минимальная частота его вращения, необходимые для пуска двигателя, зависят от типа двигателя, его рабочего объема, числа цилиндров, степени сжатия, потерь на трение, дополнительных нагрузок, создаваемых при работе двигателя, системы управления подачей топлива, сорта используемого масла и температуры двигателя.
Потребные значения крутящего момента и частоты вращения для пуска двигателя возрастают при снижении температуры, что ведет к необходимости повышения мощности стартера. Минимальная температура, при которой обеспечивается пуск двигателя, является основным фактором, определяющим потребную мощность при пуске.
Стартеры
Стартер состоит из электродвигателя, шестеренчатого привода, обгонной муфты (муфты свободного хода).
1 - соленоид и пусковое реле; 2 - рычаг включения стартера; 3 - обгонная муфта с ведущей шестерней; 4 - шестеренчатый редуктор (планетарная передача); 5 - якорь; 6 - постоянные магниты
Шестерня на валу электродвигателя стартера сначала начинает взаимодействовать с зубчатым венцом маховика двигателя. После пуска двигателя частота вращения шестерни стартера становится выше частоты вращения вала электродвигателя стартера, что может привести к выходу стартера из строя из-за возникающего центробежного усилия. Для предотвращения этого нежелательного явления между шестерней стартера и его якорем устанавливается обгонная муфта, которая отключает стартер от двигателя, как только частота вращения коленчатого вала начинает превышать частоту вращения вала стартера.
Электродвигатель стартера
В большинстве случаев в стартере применяется электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, характеризуемый высокой частотой вращения без нагрузки, что поддерживает необходимую частоту вращения коленчатого вала двигателя во время его пуска. Прогресс, достигнутый в сфере технологии производства ферритов, позволяет использовать в стартерах электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов, стойких к размагничиванию. Стартеры с якорями, вращающимися с более высокими скоростями, но развивающими меньший крутящий момент, имеют меньшие размер и массу. Для них становится возможным увеличение передаточного отношения между двигателем и якорем стартера. Диаметр зубчатого венца маховика не может быть увеличен и поэтому увеличение этого передаточного отношения осуществляется путем использования дополнительной передаточной ступени (стартеры с шестеренчатым редуктором).
Виды стартерных приводов
Инерционный привод, применяемый, например, в газонокосилках, является самой простой формой шестеренчатого привода. Обгонная муфта перемещается на валу якоря на спиральных шлицах при вращении этого якоря. При включении стартера ненагруженный якорь начинает свободно вращаться. При этом шестерня стартера и обгонная муфта еще не вращаются из-за своей инерции и выталкиваются вперед по шлицам. Как только шестерня входит в зацепление с зубчатым венцом маховика, она удерживается от вращения и проталкивается вперед еще дальше до контакта со стопорным кольцом. В это время крутящий момент от якоря электродвигателя стартера передается на двигатель через обгонную муфту, шестерню стартера и зубчатый венец маховика.
Как только коленчатый вал начинает вращать шестерню стартера со скоростью, превышающей скорость вращения якоря стартера, обгонная муфта прерывает передачу усилия от двигателя на эту шестерню и препятствует ускорению вращения якоря. При этом обгонная муфта и шестерня стартера перемещаются по спиральным шлицам вала назад. Этот процесс разъединения шестерни стартера и зубчатого венца маховика усиливается посредством возвратной пружины, которая обеспечивает удержание шестерни в положение разъединения от двигателя при неработающем стартере.
Стартер с приводом предварительного включения:
1 - выключатель стартера; 2 - пусковое реле; 3 - обмотка возбуждения; 4 - возвратная пружина; 5 - рычаг включения; 6 - зубчатый венец маховика двигателя; 7 - шестерня стартера с обгонной муфтой; 8 - буферная пружина; 9 - спиральные шлицы; 10 - якорь; 11 - аккумуляторная батарея; Е, Н - обмотки
В стартерах такого типа зацепление шестерни стартера с зубчатым венцом маховика двигателя обеспечивает соленоид, имеющий контакты включения стартерного тока. При замыкании выключателя стартера ток поступает в обмотку Н (см. рис. внизу), течет по цепи с последовательно включенными в нее втягивающей обмоткой Е и электродвигателем стартера. Соленоид захватывает обгонную муфту и шестерню и перемещает их вперед посредством рычага включения и буферной пружины.
Если зубья шестерни оптимально входят во впадины между зубьями венца маховика, контактный мостик пускового реле замыкает контакты и на электродвигатель стартера начинает поступать полное напряжение. Если зубья шестерни не сразу входят во впадины между зубьями венца маховика, рычаг включения сжимает буферную пружину, контакты реле замыкаются и электродвигатель проворачивает шестерню до тех пор, пока ее зубья не войдут в зацепление с зубьями венца маховика и буферная пружина не сместит шестерню и обгонную муфту вперед.
При прекращении подачи тока к обмотке соленоида возвратная пружина перемещает сердечник соленоида и шестерню вместе с обгонной муфтой в их первоначальное положение.
Стартер со скользящей шестерней:
1 - выключатель стартера; 2 - управляющее реле: 3 - разобщающий рычаг; 4 - шестерня; 5 - зубчатый венец маховика; 6 - переключающий контакт; 7 - соленоид; 8 - сериесная обмотка; 9 - шунтовая обмотка; 10 - аккумуляторная батарея; Н, Е - обмотки
При замыкании контактов выключателя стартера напряжение аккумуляторной батареи поступает в цепь удерживающей обмотки Н (см. рис.) соленоида и управляющего реле. Реле начинает работать, но удерживается в первом контактном положении (первая стадия) посредством разобщающего рычага и фиксатора. Напряжение аккумуляторной батареи прикладывается к втягивающей обмотке Е соленоида и шунтовой обмотке электродвигателя, которые соединены между собой параллельно и последовательно с якорем. Стартер начинает вращаться, но развивает только небольшой крутящий момент из-за высоких сопротивлений в обмотках, соединенных последовательно с обмоткой якоря. Соленоид одновременно с этим смещает шестерню стартера в направлении зубчатого венца маховика и вскоре после окончания зацепления освобождается заблокированное управляющее реле, которое сразу же перемещается во второе контактное положение (вторая стадия). Пусковой ток начинает проходить через сериесную обмотку и якорь. Переключающий контакт на соленоиде соединяет шунтовую обмотку параллельно якорю и сериесной обмотке.
Виды обгонных муфт
Обгонная муфта роликового типа
Стартеры небольшого и среднего размеров обычно снабжаются обгонными муфтами, в которых ролики с помощью пружин отжимаются в клинообразные выемки между наружной обоймой муфты и ее внутренней обоймой (валом шестерни). Когда стартер начинает работать, крутящий момент усиливает эффект заклинивания роликов и это-момент передается от наружной обоймы на вал шестерни.
Когда крутящий момент меняет свой знак на противоположный, ролики выходят из клинообразных выемок, и шестерня начинает вращаться свободно.
Многодисковая обгонная муфта
1 - ведущий вал (соединен с шестерней стартера): 2 - нажимная пружина: 3 - ведущий элемент с наружными дисками; 4 - внутренняя муфта с внутренними дисками: 5 - спиральные шлицы; 6 - ведущий фланец (связан с якорем электродвигателя стартера)
Используется в стартерах грузовых автомобилей. Ведущий элемент с наружными дисками соединен с якорем стартера, вал и шестерня стартера принудительно соединены друг с другом. Внутренне диски размещены в направляющей внутренней муфты, которая может перемещаться в радиальном направлении п спиральным шлицам ведущего вала. В условиях отсутствия нагрузки диски ежи маются пружиной с небольшой силой, что позволяет передавать через муфту толь ко незначительный крутящий момент При увеличении нагрузки внутренняя муфта перемещается спиральными шлицами в направлении нажимной пружинь сжимая ее и обеспечивая одновременно этим более сильное сжатие дисков. Многодисковая обгонная муфта может пере давать повышенный крутящий момент при увеличении нагрузки стартера.
1 - шестерня стартера; 2 - сухарь; 3 - радиальные зубья; 4 - разъединяющее кольцо; 5 - гайка полумуфты; 6 - пружина; 7 - спиральные шлицы; 8 - резиновый буфер; 9 - втулка; 10 - шлицы
Применяется в стартерах грузовых автомобилей. Муфта соединена с валом якоря, перемещаясь в осевом направлении (операция зацепления) за счет взаимодействия шлицев вала и втулки. Наружная поверхность втулки выполнена со спиральными шлицами и обеспечивает передачу крутящего момента к гайке полумуфты, которая затем передает этот момент к шестерне стартера через зубья пилообразной формы. После начала работы двигателя шестерня стартера завинчивает гайку полумуфты в обратном направлении через мелкопрофильные зубья и прерывает передачу усилий. Разъединяющее кольцо при этом также сдвигается назад и удерживается в разъединяющем положении сухарями. Центробежное усилие, создаваемое сухарями при малых скоростях вращения шестерни стартера, недостаточно для удержания обгонной муфты в положении разъединения, и пружина снова обеспечивает введение полумуфты в зацепление.
Защита стартера
После продолжительной работы стартера, например, при пуске двигателя в условиях низких температур, он должен выключаться для охлаждения. В стартерах больших размеров используются термовыключатели (встраиваемые в угольные щетки электродвигателя). В стартерных системах с дистанционным управлением (на автобусах с задним расположением двигателя, электрогенераторах, используемых в аварийных ситуациях, дизельных двигателях тепловозов и т.п.) процесс пуска не может всегда контролироваться водителем автомобиля.
Ошибки при управлении такими операциями могут привести к повреждению стартера или зубчатого венца маховика двигателя.
Реле блокировки включения стартера. Это реле блокирует случайное включение стартера при уже работающем двигателе и предотвращает слишком продолжительное действие стартера после запуска двигателя. В качестве индикатора пуска двигателя используется напряжение генератора, которое при этом возрастает. После выключения зажигания генератор больше не создает нужного напряжения; в этом случае таймер, встроенный в реле, блокирует любые попытки повторного включения стартера в течение нескольких секунд.
Реле повторного включения. Это реле предотвращает выполнение операций по запуску двигателя, если шестерня все еще не вошла в зацепление с зубчатым венцом маховика, но стартер остается включенным. Реле прерывает поступление тока в обмотки.
