Что значит включить стартер
Обновлено: 30.06.2024
В отличие от других видов двигателей, двигатель внутреннего сгорания не может быть запущен мгновенно. Сперва нужно привести в движение его детали и механизмы, сформировать требуемое давление в цилиндрах, активировать работу электрооборудования и системы питания. Эти задачи выполняет электрический стартер – он вращает маховик, который, в свою очередь, приводит в движение коленчатый вал двигателя. В статье мы расскажем, на чём основан принцип работы стартера, и из чего состоит это устройство.
Устройство
Стартер выглядит как два соединённых цилиндра и, как правило, крепится к картеру двигателя двумя болтами. Отвинтив их и отсоединив клеммы проводов, можно легко снять деталь с автомобиля. В цилиндре меньшего размера расположены:
- Контактный пятак, замыкающий электрическую цепь стартера;
- Втягивающее реле, приводящее в движение шток вилки;
- Верхняя часть вилки стартера, шарнирно соединённая со штоком реле.
В цилиндре большего размера находятся компоненты электродвигателя и механические детали, а именно:
- Подшипник качения или втулка – необходимы для фиксации вала шестерни;
- Шестерня бендикса, передающая крутящий момент от электродвигателя к зубчатому венцу маховика;
- Собственно бендикс, роликово-пружинная муфта, необходимая для соединения и разъединения стартера с маховиком;
- Обмотка статора, формирующая электромагнитное поле, в котором вращается якорь;
- Якорь, играющий роль ротора электродвигателя;
- Щёточный узел с щётками, передающими ток обмотке якоря.
Автомобильный стартер, по своей сути, является электродвигателем, поэтому основными его компонентами являются ротор и статор
Во внешнем строении стартера выделяют корпус электродвигателя с капюшоном шестерни и корпус втягивающего реле с контактными болтами.
Как работает стартер
Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания, электрический ток поступает на обмотку втягивающего реле, которое приводит в движение контактный пятак и вилку. Пятак замыкает основную цепь стартера, пуская ток в щёточные узлы и в обмотку статора, а вилка воздействует на бендикс, соединяя его шестерню с зубчатым венцом маховика. Якорь начинает вращаться, передавая через бендикс крутящий момент на КШМ двигателя внутреннего сгорания.
При повороте ключа в замке зажигания на контакт втягивающего реле подаётся напряжение
В момент пуска ДВС горючая смесь воспламеняется в цилиндрах, толкая их и вращая коленвал. Крутящий момент на маховике многократно возрастает, равно как и частота вращения шестерни бендикса – этому способствует большое передаточное число. Бендикс отключается, предохраняя стартер от перегрузки. На этом функция стартера выполнена, и водитель отпускает ключ, отключая втягивающее реле, а значит – и стартер.
Схема работы стартера: 1 — аккумулятор; 2 — генератор; 3 — стартер; 4 — замок зажигания
Видео: электродвигатель в автомобиле
Электрический стартер является одной из ключевых деталей автомобиля. До его изобретения машины запускали раскручивая коленвал вручную или просто толкая автомобиль со включённой передачей. Стоит ли говорить, насколько это было сложно и неудобно? Поэтому важно не забывать о стартере во время диагностики и обслуживания автомобиля – тогда устройство будет работать долго и эффективно.
Чтобы ответить на данный вопрос, необходимо разобраться с терминами.
Начнём со слова "стартер". Стартер - это электромеханическое устройство, которое преобразует электрический ток в механическую работу. Стартер является неотъемлемой частью современного автомобиля. Главной и, пожалуй, единственной его функцией является запуск двигателя. Или, по-другому, старт двигателя. Собственно, отсюда и название.
Как работает стартер? Корпус стартера является "массой", то есть соединяется с минусовой клеммой аккумулятора. Условно стартер можно разделить на две части: электромотор и втягивающее реле, на котором располагается плюсовой контакт стартера. При повороте ключа зажигания в положение "start" на плюсовой контакт втягивающего реле подаётся электрический ток от аккумуляторной батареи. Под воздействием тока втягивающее реле осуществляет подачу рабочей шестерни стартера (бендикса) в зацепление с венцом маховика и одновременно подаёт ток на контактные щётки статора. Вследствие подачи тока ротор стартера приходит во вращение. Таким образом стартер осуществляет проворот коленчатого вала двигателя, и мотор запускается.
Маховик автомобиля через сцепление соединяется с первичным валом коробки переключения передач, после которой крутящий момент подаётся на колёса. Если коробку передач забыли поставить на нейтральную передачу и вместе с этим активировали стартер, то автомобиль может сдвинуться с места. Однако бывают ситуации, когда это имеет положительный момент.
Например: у автомобиля в пробке закончился бензин и двигатель заглох. Чтобы не мешать другим водителям двигаться его необходимо каким-то образом переместить на обочину. Если это автомобиль Ока, а водитель, например, Николай Валуев, то проблем не возникнет. Лёгким движением руки машина перекатится на обочину. А если это, например, КАМАЗ, а водитель имеет средние силовые данные, то есть не является пауэр-лифтером, тогда перемещение машины на обочину посредством толкания невозможно.
И вот как раз в этом случае применяется осознанная и контролируемая езда на стартере. Выжимается сцепление, включается 1-я передача и ключ зажигания поворачивается в положение "start". За счёт вращающегося стартера двигатель приводится во вращение, и для того, чтобы это вращение передать на колёса и заставить автомобиль плавно двигаться, необходимо плавно отпустить педаль сцепления. Таким образом, стартер будет осуществлять функцию движителя для двигателя, что позволит откатить машину на обочину.
Стоит отметить, что подобный способ передвигания автомобиля резко негативно сказывается на ресурсе стартера, поэтому злоупотреблять подобным способом без крайней нужды не рекомендуется.
История появления стартера
И значально автомобиль был рожден без стартера — двигатели запускались заводной рукояткой, и это считалось нормой. Собственно, у машин зари автомобилизации хватало других, более насущных проблем, на фоне которых вращение ручки перед поездкой было не самой существенной. Однако тяжелый и небезопасный запуск мотора вручную был все же очевидным узким местом первых самобеглых повозок, и в 1911 году американский инженер-механик Чарльз Кеттеринг предложил конструкцию электрического стартера. А уже в 1912 году был выпущен первый автомобиль, заводящийся изобретением Кеттеринга – Cadillac Model 30.
Впрочем, несмотря на это, технической революции не произошло – что можно проследить хотя бы по знаменитому Ford T, который, выпускаясь миллионными тиражами, заводился ручкой вплоть до 1919 года… Собственно, причина заключалась в немалой степени в том, что Чарльз Кеттеринг, коронованный как изобретатель стартера, предложил компании Cadillac совсем не ту конструкцию, что применяется повсеместно в наши дни!
На фото: Чарльз Кеттеринг
Его конструкция была сложна и ненадежна, поскольку стартер после запуска мотора не отсоединялся от коленвала, а переключался в режим генератора, и ведущие американские автоконцерны той эпохи отнеслись к идее прохладно. Причина же поддержки изобретения Кеттеринга Кадиллаком крылась в личности основателя фирмы Генри Лиланда, чей близкий друг в 1910 году был серьезно травмирован обратным рывком заводной рукоятки при слишком раннем зажигании и в результате скончался.
Конструкция стартера
Все автомобильные стартеры очень похожи друг на друга. Разобрался в устройстве любого – считай, разберешься во всех. Хоть Матиза, хоть Камаза…
Наглядная 3D-анимация конструкции стартера
Более заметные отличия одной модели стартера от другой заключаются в конструкции передней опоры ротора. Классическое устройство – это когда ось ротора установлена в стартере на двух подшипниках – опорных втулках из бронзо-графитного сплава. Втулки эти находятся, соответственно, в передней и задней крышках стартера.
В этом случае передней опорой становится картер сцепления двигателя или картер КПП, куда запрессована опорная втулка. Стартер устанавливается на свое место в машине – и вал опирается на две втулки, как и дóлжно. Как правило, такое решение применяют с целью уменьшения габаритов узлов, и в принципе, пока все исправно, оно ничуть не хуже классического. Но если передняя опорная втулка в картере КПП разбивается, её замену произвести уже гораздо сложнее – делается это на машине и порой в весьма неудобных условиях. Тогда как в двухопорном стартере втулки меняются на верстаке, где все на виду и легкодоступно.
Еще один принципиальный конструктивный момент, отличающий модели стартеров друг от друга – редуктор. Вернее, его отсутствие или наличие, а в случае наличия – тип. Дело в том, что передача крутящего момента с ротора стартера на маховик мотора может осуществляться напрямую или через редуктор, встроенный в стартер.
Пример ремонта стартера
От теории перейдем к реальному агрегату, требующему ремонта. В нашем случае симптомы неисправности были такими – стартер стал вращать мотор очень вяло, вне зависимости от степени заряженности батареи. При этом, будучи демонтированным с двигателя и подключенным пусковыми проводами к батарее, вращался бодро. Отлаженный мотор худо-бедно умудрялся запускаться даже при столь вялом вращении, но в какой-то момент стартер встал окончательно и испустил дымок.
После продувки всех деталей сжатым воздухом и промывки в бензине стало видно, что щетки изношены практически полностью, а их останки почти закорочены графитовым порошком. Сила пружин, прижимающих остатки щеток, ослабла, сопротивление контакта возросло, произошел разогрев щеткодержателей и пружин до посинения, оплавления, смыкания витков и зависания щеток.
Берем в руки щеточный узел, как образец, и отправляемся в ближайшую контору по ремонту стартеров и генераторов, где просим подобрать аналогичную деталь. Обходится нам щеточный узел в сборе в 400 рублей, что при стоимости нового стартера от 4 до 5 тысяч совсем недорого!
Очищаем ротор и оцениваем состояние коллектора – контактного кольца, по которому работают щетки. Износ заметен невооруженным глазом (на фото показан стрелками), но коллектор способен еще поработать после замены щеток. Обходимся без проточки, зачищая его мелкой наждачной бумагой – этого достаточно.
Вообще же, износ коллектора ротора – серьезная проблема. В принципе, при нормальных условиях коллектор любого стартера способен сменить пару комплектов щеток, но если его контактные ламели сильно истончились – ротор идет в утиль. Деталь эта дорогая, приобрести её отдельно непросто, да и менять рационально разве что на халяву – если подвернется аналогичный стартер с живым ротором из старых запасов автохлама у себя или у друзей… Ибо при напрочь убитом коллекторе на стартере обычно уже живого места нет.
Поскольку ротор извлечен, попутно оцениваем состояние планетарного редуктора. Вынимаем шестерни, промываем бензином, осматриваем. Все в порядке, претензий к редуктору нет. Наносим на шестерни и их подшипники легкий слой смазки ШРУС.
Теперь предстоит работа похитрее. Неразумно будет не оценить состояние контактов втягивающего реле, раз стартер снят и распотрошен. Но если для разборки стартера нам потребовались лишь ключи на 8, на 10, и крестовая отвертка, то открыть тяговое реле удастся лишь 100-ваттным паяльником. Из реле выходят провода, проходят насквозь через контактные пистоны в крышке, и пропаиваются снаружи. Поэтому после отворачивания двух крестовых винтиков крышки, поднять её удастся, только разогрев поочередно припой на двух контактах, показанных на фото стрелками. На самом деле это несложная процедура, и её можно проделывать при необходимости многократно.
Кстати, серьезной ошибкой автовладельцев, проводящих ремонт и профилактику стартера своими руками, является смазка сердечника втягивающего реле. В этом узле смазка не нужна совсем – максимум, можно слегка мазануть сердечник и его гнездо моторным маслом и протереть почти насухо – чисто ради уменьшения вероятности коррозии. А любые консистентные смазки в этом узле противопоказаны – на морозе даже самые лучшие и холодостойкие из них способны заклинить сердечник. В зазоре втягивающего реле должно быть чисто и сухо!
Собираем стартер в обратном порядке, не забыв смазать (тоже без фанатизма!) заднюю втулку ротора. Можно устанавливать агрегат на машину? Можно, но сперва проделаем еще одну штуку!
Дело в том, что в новоприобретенном щеточном узле щетки – ровные параллелепипеды. А коллектор – цилиндрический, да еще и приобретший от износа форму не совсем правильного цилиндра. И, по-хорошему, рабочие грани щеток должны иметь полукруглые выборки для увеличения площади контакта, плюс должны притереться к реальному профилю коллектора.
Вот теперь – все. Ставим стартер на двигатель и наслаждаемся быстрым и уверенным запуском.
как видно из картинки выше, в устройство входят:
Две крышки: передняя и задняя. Описывать их предназначение, думаю, не нужно.
Бендикс – это не просто шестерня, которая входит в зацепление с маховиком, он также является обгонной муфтой. Обгонная муфта нужна в момент, когда двигатель начинает работать, а стартер ещё находится в рабочем положении. Дело в том, что обороты двигателя намного больше, чем обороты стартера, и обгонная муфта позволяет вращаться стартеру со скоростью маховика без его повреждений.
Редуктор в стартере нужен для увеличения числа оборотов. То есть во время работы, бендикс вращается быстрее, чем якорь за счёт этого редуктора. Благодаря редуктору стартер имеет маленький размер и большое число оборотов.
На обмотки статора и ротора поступает напряжение, и якорь начинает вращаться, тем самым прокручивая маховик двигателя.
Втягивающее реле, нужно для вытягивания бендикса его удержания в рабочем положении.
Щёточный узел важная часть, на нём размещаются щётки, на которые подаётся напряжение и передаётся на коллекторные пластины якоря.
Принцип работы автомобильного стартера:
Прежде, чем переходить к проверке стартера нужно убедиться в том, что аккумулятор заряжен. Если стартер крутит вяло, или при повороте ключа гаснет панель и щёлкает реле, значит, аккум улятор разряжен, имеется окисление на клеммах стартера или АКБ, а также могут быть повреждены провода.
Если при повороте ключа ничего не происходит, то тут скорей всего виновата контактная группа (находится в замке зажигания автомобиля и отвечает за замыкания нужных контактов при повороте ключа) или провода, идущие от аккумулятора к стартеру. Нужно при помощи тестера или лампочки "контрольки" проверить напряжение на проводах, подключенных к стартеру.
Стартер щёлкает, но не крутит двигатель
Виновником этой проблемы может быть втягивающее реле, возможно, произошло межвитковое замыкание, обрыв или замыкание на массу, а также заедание якоря.
Если слышен щелчок, но стартер не крутит, значит, износили или закисли щётки. Нужно разобрать стартер, проверить щёточный узел, в случае, если щётки просто закисли, то прочистить, немного смазать и поставить назад. Если щётки стёрлись, то тут поможет только замена.
Стартер крутит в холостую. Работает, но не крутит двигатель.
Опять же, в первую очередь, виновником может стать втягивающее реле, следует его заменить.
Может пробуксовывать муфта свободного хода (бендикс). Из-за чего реле притягивает муфту в зацепление с маховиком, но вращение от якоря на неё не передаётся.
Сломанный рычаг включения обгонной муфты также может стать причиной холостой работы стартера. В этом случае следует разобрать стартер и заменить рычаг.
Также, бывают случаи, когда ничего в стартере не сломалось, а просто попала грязь или отсутствует. Всё что надо, это разобрать стартер, промыть бензином, почистить и смазать, особенно места, по которым скользит муфта свободного хода.
Стартер трещит, слышен механический звук
Если из района стартера слышен механический звук, как стартер хочет зацепиться за маховик, но не получается, то тут два варианта поломки:
Стёрся венец маховика. Тут всё просто, нужно снять стартер и посмотреть через появившееся отверстие на зубцы маховика. Они должны быть чёткими и без сильного износа. Сильный износ будет заметен сразу, тут даже к специалисту ходить не надо.
Контактная группа. Возможно, в контактной группе произошло замыкание контактов или сломалась возвратная пружина.
Также могли замкнуть контакты втягивающего реле, из-за чего на него постоянно поступает ток.
Ослабли или сломались пружины муфты свободного хода или втягивающего реле стартера.
Стартер крутит, но вяло
Вялое вращение стартера не всегда указывает на его неисправность. В первую очередь нужно проверить аккумулятор, его клемы и провода, идущие на стартер. Возможно, плохой контакт или появилось окисление. Также нужно проверить "массовый" провод, идущий от минусовой клеммы аккумулятор на двигатель или КПП.
Если это наблюдается при низкой температуре окружающего воздуха, то виновником может быть масло, залитое не по сезону. Стартеру тяжело прокрутить двигатель, в котором залито густое масло. Всё что нужно при этом использовать масло по сезону.
В стартере может быть плохой контакт между щётками и якорем. Из-за чего и происходит вялое вращение. Либо щёткодержатели окислились, и их чистка исправит ситуацию, либо щётки стёрлись и нужно их заменить.
Как проверить стартер на работоспособность?
Для проверки стартера нужны будут аккумулятор и один хороший провод (или ключ). Стартер корпусом ставится на минусовую клемму аккумулятор, а провод подсоединённый к плюсовой клемме замыкается на выводы на тяговом реле, которые показаны на рисунке. Если хотите проверить работу втягивающего реле, то провод подсоединяется к первому выводу, а для проверки вращения стартера ко второму.
Вообще срок службы стартера колеблется в районе 70 – 200 тысяч километров и проблемы с ним возникают редко, ведь работает он не так уж и много.
Есть вопросы? Вы так и не решили проблему?
Приглашаю к обсуждению вашей проблемы в комментариях. Мы поможем вам решить вашу проблему с ремонтом автомобиля.
Читайте также: