Какие функции выполняет приводной механизм стартера

Обновлено: 06.07.2024

На автомобильных, тракторных и транспортных двигателях используются предназначенные только для пуска электрические двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением - электростартеры. Крутящий момент с вала электростартера предается на коленчатый вал двигателя посредством шестерни, которая во время пуска вводится в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя.

Стартеры бывают с дистанционным приводом и с не дистанционным.

Устройство

Основными частями стартера (рис.1) являются: корпус, якорь с обмотками и коллектором, две крышки, щетки и щеткодержатели.

В связи с потреблением стартером значительной силы тока (до 900 А) обмотки возбуждения и якоря выполнены из толстого провода. Четыре секции обмотки возбуждения включены последовательно обмоткам якоря двумя параллельными ветвями по две обмотки возбуждения в каждой. Щетки для лучшей проводимости сделаны меднографитными. Две щетки соединены с массой, а две - с обмотками возбуждения. Закрепленные в щеткодержателе щетки прижимаются к коллектору пружинами. Для приведения во вращение коленчатого вала двигателя стартер оборудован приводом, соединяющим вал стартера с зубчатым венцом маховика. Стартер включают при помощи выключателя зажигания. Работа стартера основана на взаимодействии магнитных полей обмоток возбуждения и якоря при прохождении по ним электрического тока.

Привод стартера должен обеспечивать соединение шестерни стартера с венцом маховика только на время пуска двигателя. После пуска вал стартера должен немедленно отключаться, в противном случае венец маховика будет вращать якорь стартера с очень большой частотой и витки обмотки якоря могут под действием центробежной силы выйти из пазов.

Рис. 1 Детали стартера

На изучаемых автомобилях применяют стартер с дистанционным управлением и электромагнитным включением ( рис.2). Привод состоит из реле включения, тягового реле с двумя обмотками - втягивающей и удерживающей, рычага с вилкой, кольца, пружины, шлицованной втулки и муфты. Втягивающая обмотка включена последовательно обмотке якоря, а удерживающая - параллельно.

Муфта свободного хода состоит (рис.3) из ведущей обоймы, перемещающейся на шлицах вала, и ведомой обоймы с шестерней и четырьмя клинообразными выемками. В клинообразных выемках помещены ролики с пружинами. Вращение ведущей обоймы вызывает перемещение роликов в узкую часть выемки и заклинивание ведомой обоймы на ведущей. Если вращать по ходу ведомую обойму относительно ведущей, то ролики перемещаются в более широкую часть выемок и ведомая обойма будет свободно вращаться на ведущей.

Работа

Для включения стартера необходимо повернуть ключ зажигания вправо до отказа, при этом замыкается цепь обмотки реле включения. Созданное обмоткой реле магнитное поле проводит к замыканию контактов реле, в результате втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле включаются в электрическую цепь. Под действием магнитного поля обмоток втягивается сердечник тягового реле и рычагом, связанным с ним, вводит в зацепление шестерню привода с венцом маховика. Одновременно медный контактный диск на другом конце стержня после включения шестерни замкнет силовую электрическую цепь стартера.

При повороте ключа зажигания в исходное положение цепь удерживающей обмотки размыкается, и сердечник тягового реле, а с ним рычаг и медный диск включения вернутся в исходное положение, стартер выключится.

Рис.2 Схема включения стартера.

Рис.3 б - Муфта свободного хода; в - ролики и толкатели; г - работа муфты свободного хода.

Стартер – это устройство относительно маленьких размеров, которое, в силу своей конструкции, преобразовывает электрический поток энергии в механический. Из самого названия следует, что служит деталь для запуска двигателя.

Визуально, стартер – это небольшой мотор постоянного тока, который имеет механический привод. Он запускает первичное движение коленвала с частотой, необходимой для запуска ДВС и является обязательно составляющей электрического оборудования транспортного средства.

Если разбирать структуру стартера более детально, то можно понять, что он выглядит как четырехполюсный двигатель. Питает такой мотор аккумулятор автомобиля – сразу после поворота ключа зажигания, на клемму реле поступает ток. Мощность у элемента бывает разная, но производители предусматривают для большинства бензиновых ДВС стартеры на 3кВт. Напряжение от АКБ автомобиля значительно усиливает работу электромотора.

Поскольку, в идеале, стартер – единственный способ завести двигатель, автомобильные производители изобретают массу дополнительных функций и блокирующие механизмы для повышения безопасности при запуске двигателя и снижения риска угона.

Виды стартеров

Среди всего спектра автомобильных деталей выделяют только два типа стартеров двигателя:

Без редуктора. Не имея редуктора, такие детали обладают возможностью прямого воздействия на шестерню. Кроме того, после момента получения тока на контроллер, стартер обеспечивает более быстрое зажигание, за счет мгновенной цепкости шестерни и маховика. Такие устройства имеют большое преимущество в виде простой конструкции, легкой возможности ремонта и очень низкой вероятности поломки из-за влияния электричества. Однако среди недостатков автомобилисты выделяют иногда перебойную работу в условиях низкой температуры.
С редуктором. Казалось бы, после большого списка преимуществ безредукторного стартера, выбор можно остановить, но нет. Большинство специалистов настаивают на эксплуатации стартера с редуктором. За счет последнего эффективная работа возможна, даже если заряд АКБ на исходе. Сниженная потребность тока усиливается наличием постоянных магнитов. Подобный тандем снижает вероятность проблем с обмоткой практически к нулю. С другой стороны, продолжительная эксплуатация такого устройства чревата поломками основной шестерни. Хотя чаще к этому приводит производственный брак.

Конструкция стартера

Деталь представляет собой небольшой четырехполосный электромотор. Он обеспечивает начальное вращение коленвала, чтобы задать необходимые обороты двигателю. В большинстве случаев для работоспособности узла достаточно мощности в 3…4 кВт. Электродвигатель потребляет постоянное напряжение, питаясь от автомобильного аккумулятора. Подпитка происходит через несколько щеток.

Принято выделять две разновидности аппаратов:

Со встроенным редуктором. Большинство специалистов рекомендует применять именно этот вид, так как работает стартер такой со сниженной потребностью тока, при большей эффективности. Данная конструкция запускает вращение коленчатого вала даже при сниженном заряде аккумуляторной батареи. Присутствие магнитов постоянного действия позволяет свести возможные проблемы с обмоткой к минимуму. Однако, во время долгого прокручивания появляется риск выхода из строя ведущей шестеренки. Это случается в большинстве случаев по причине производственного брака.
Без редуктора. Отсутствие промежуточного узла в виде редуктора обеспечивает передачу вращения напрямую от стартера к коленвалу. Принцип работы стартера данной конструкции схож с предыдущим, но за счет простоты комплектации имеет повышенную ремонтопригодность. Необходимо отметить, что в такой конструкции во время подачи напряжения на узлы осуществляется мгновенное сцепление шестерен, что приводит к более быстрому зажиганию. Такие стартеры имеют большую выносливость, при этом выход из строя их происходит реже, чем редукторных аппаратов. Отрицательной старой является слабая работоспособность при низких температурах.

Одним из прогрессивных новшеств конструкции является наличие планетарного редуктора Джеймса. Он обеспечивает старт легковых бензиновых силовых установок до 4,5…5,0 л, дизельных моторов до 1,8…2,0 л, а также небольших современных грузовиков. При этом общая масса узла снижена в отдельных моделях до 40%.

Внутреннее устройство

ДВС генерирует энергию для работы при помощи оборотов коленвала. Другие электрические системы транспортного средства работают от этой же энергии. Чтобы запустить ТС с неподвижной точки необходимо правильное взаимодействие электродвигателя и внешнего источника – аккумулятора.

Общий тандем обеспечивается благодаря некоторым составляющим:

Якорь. Имеет запрессованный сердечник и несколько коллекторных пластин. Основа изготовляется из легированной стали.
Щетки и держатели. По ходу главного цикла, щетки способствую повышению мощности. В первую очередь, служат для подачи рабочего напряжения на набор пластин якоря.
Реле. Главное назначение втягивающего реле – подача питания от зажигания и выталкивание обгонной муфты. Производители предусмотрели в структуре несколько силовых контактов и специфичную перемычку.
Электромотор. Включает несколько сердечников и обмотки возбуждения; имеет форму цилиндра.
Бендикс и шестерня. Главный рабочий механизм стартера, который перенаправляет момент вращения на венец маховика ДВС через шестерню при помощи роликового механизма. После запуска система разрывает связь венца маховика и приводной шестерни, сохраняя работоспособность всего устройства.

Подобным образом устроено большинство автомобильных стартеров, хотя могут быть некоторые отличия. В целом, если разобрать элемент, можно насчитать порядка 50 различных составляющих компонентов.

Чаще всего отличия между разными устройствами заключаются в механизме рассоединения шестерен.

В автомобилях с АКПП стартер может иметь несколько дополнительных обмоток, чтобы предотвратить запуск мотора при ходовой позиции селектора.

Инерционный механизм стартера

1. Конец вала стартера имеет пологую резьбу, на которую навинчена пусковая шестерня. При включении стартера его вал начинает вращаться, а шестерня по инерции остается в покое, поэтому шестерня как бы свинчивается с вала и входит в зацепление с маховиком. Пока стартер вращает двигатель, шестерня находится в зацеплении. Когда двигатель заведется, его скорость становится выше скорости стартера и шестерня снова навинчивается на вал, выходя из зацепления (см. Рис. 4.16).

Рис. 4.16 Пример инерционной передачи

Скорость выхода шестерни из зацепления обычно очень велика, поскольку двигатель быстро набирает обороты, поэтому для смягчения удара на конец вала надета пружина.

2. В зависимости от назначения, в практике находят применение различные виды инерционных приводов. На Рис. 4.17 показан один из таких видов. Подвижная шестерня установлена на резьбовой втулке, имеющей шлицевое соединение с валом стартера. Втулка может перемещаться вдоль вала, упираясь в пружину, смягчающую удары.

Рис. 4.17. Привод типа “S”

Движение шестерни в одну сторону ограничено пружиной и жестким упором. Движение в другую сторону ограничено упором в основную пружину.

Ограничительная пружина шестерни, надетая на вал стартера, предназначена для предотвращения случайного входа шестерни в зацепление с маховиком из-за вибраций, возникающих при работе двигателя.

Стартер M45G фирмы Lucas (см. Рис. 4.18) имеет несколько иной тип инерционного привода, в котором шестерня для входа в зацепление движется по направлению к стартеру.

Диаметр: 114.3 мм

Применение: мощные бензиновые двигатели

Пусковой момент: 27 Нм при токе 460А

Число витков обмотки якоря: 37

Рис. 4.18 Стартер Lucas M45G

На Рис. 4.19 показан привод LucasEclipse, подобный американскому варианту Bendix.

Рис. 4.19 Привод Lucas Eclipse

Принцип работы

Автомобильный стартер относится к ряду электромеханических приспособлений ТС. В основе лежит преобразование природы одной энергии в другую, и чтобы в итоге завести двигатель, происходят следующие процессы:

Ток попадает на обмотку тягового реле после прохождения по реле стартера, исключительно после замыкания контакта замка зажигания.
Якорь взаимодействует с бендиксом. Через втягивающее реле внутри мотора бендикс заставляет венец маховика и шестерню сцепиться.
При достижении верхней точки, контакты взаимодействуют для передачи напряжения к обмотке стартера.
Движение вала провоцирует запуск ДВС. В момент, когда скорости маховика и вала отличаются в положительную сторону, зацепление прекращается и бендикс возвращается в стартовую позицию за счет пружины.
Подача энергии прекращается при повороте ключа.

ПРИНЦИП РАБОТЫ И СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ СТАРТЕРА

Двигатель внутреннего сгорания начинает самостоятельно работать при условии, что его коленчатый вал вращается с определенной (пусковой) частотой, при которой обеспечивается нормальное протекание процессов смесеобразования, воспламенения и сгорания топлива. Пусковая частота вращения бензиновых двигателей составляет 40-50 об/мин. У дизелей необходимо вращать коленчатый вал с большей частотой (100-250 об/мин), так как при медленном вращении сжимаемый воздух не нагревается до не- обходимой температуры и топливо, впрыснутое в камеру сгорания, не вос- пламеняется.Эти частоты вращения взяты для примера при плюсовой температуре окружающего воздуха. При минусовых температурах скорость вращения необходима большая. Стартер — устройство, обеспечивающее вращение коленчатого вала с пусковой частотой. При прокручивании двигателя стартер должен преодо- леть момент сопротивления, создаваемый силами трения и компрессией, а при включении — и момент инерции вращающихся частей двигателя. Со- ставляющие, которые определяют развиваемый стартером крутящий мо- мент, зависят от объема и конструкций двигателя, числа цилиндров, сте- пени сжатия, вязкости масла и частоты вращения. Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока, механизма привода и механизма управления. Конструкция электродвигателей почти одинакова у всех стартеров. Статоры стартеров изготовляются либо из постоянных магнитов четырех- или шестиполюсными(нового образца) либо последовательного возбуждения четырехполюсными обмотками. Для уменьшения частоты вращения якоря в режиме холостого хода применяют электродвигатели смешанного возбуждения. Передача крутящего момента от стартера к коленчатому валу осущест- вляется через шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом маховика. Для увеличения крутящего момента на коленчатом валу приме- няется понижающая передача с передаточным числом 10-15. Шестерня стартера должна находиться в зацеплении с зубчатым вен- цом только во время пуска двигателя. Для этого шестерня и вал электро- двигателя снабжены шлицами, которые допускают осевое перемещение шестерни по валу для сцепления и расцепления ее с зубчатым венцом махо- вика. Перемещение шестерни в современных стартерах осуществляется электромагнитным реле, подвижной сердечник которого через рычаг пере- дает на шестерню осевое усилие. Работой электромагнитного реле управ- ляет водитель через замок зажигания и разгрузочное реле. После пуска частота вращения коленчатого вала достигает 1000 об/мин. Если при этом вращение будет передаваться на якорь стартера, его частота вращения повысится до 10000-15000 об/мин. Даже при кратковременном увеличении частоты вращения якоря до такой величины (пока водитель не отключит стартер) возможен разнос якоря. Для предохранения якоря стар- тера от разноса усилие от вала якоря к шестерне привода у большинства стартеров передается через муфту свободного хода (бендикс). Муфта обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направлении — от вала якоря к маховику. На автомобилях применяют стартеры с электромагнитным включением и дистанционным управлением. Принцип работы стартера заключается в следующем: При замыкании контактов замка зажигания по втягивающей обмотке электромагнита протекает ток, плунжер электромагнита втягивается и включается удерживающая обмотка электромагнита. плунжер электромагнита и соединенный с ним рычаг (вилка) перемещает шестерню бендикса. Одновременно плунжер давит на пластину, которая в момент ввода шестерни в зацепление с венцом маховика замыкает контакты. Ток через замкнутые контакты поступает в обмотку электродвигателя, и якорь начинает вращаться.

Схема включения стартера

После пуска двигателя водитель с помощью замка зажигания разрывает цепь 50 обмотки электромагнита. Под действием пружины размыкаются контакты электромагнита, и шестерня бендикса возвращается в исходное положение.

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.

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.

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.

Виды стартеров

С редуктором

Данное устройство обладает сниженной потребностью тока для эффективной работы. Оно будет обеспечивать кручение коленчатого вала даже при низком заряде аккумулятора. Также одним из самых важных плюсов такого устройства является наличие постоянных магнитов, которые сводят проблемы с обмоткой статора к минимуму.

Без редуктора

Стартеры, которые не имеют устройство редуктора обладают непосредственно прямым действием на вращение шестерни. Такие устройства имеют более простую конструкцию и легко поддаются ремонту (читайте про ремонт стартера своими руками). Также стоит отметить, что после подачи тока на электромагнитный включатель происходит моментальное сцепление шестерни с маховиком. Это позволяет обеспечить весьма быстрое зажигание. Стоит отметить тот факт, что подобные стартеры обладают высокой выносливостью, а вероятность поломки из-за воздействия электричества сведена к минимуму. Но устройства без редуктора имеют вероятность плохой работы при низких температурах.

Принципы работы стартера с редуктором

При подачи тока от аккумуляторной батареи автомобиля, приводимого с помощью замыкания зажигания, на редукторный стартер происходит процесс подачи тока на якорь стартера через редуктор, который увеличивает мощность проходящего напряжения в разы.

Далее происходит передача крутящего момента с якоря на шестерню.

Всё это также происходит при помощи редуктора, который наделён постоянно работающими магнитами, а специальные щётки, которые способны вырабатывать большее сопротивление чем щётки обычного стартера позволяют обеспечить его постоянную и эффективную работу.

При повороте ключа водитель замыкает цепь запитки втягивающего реле.

Электрическая энергия поступает на обмотку реле, что приводит к образованию магнитного поля. Это поле воздействует на якорь, и он втягивается внутрь реле. Смещаясь, он тянет за собой вилку и перемещает бендикс по роторному валу, приводная шестеренка входит в зубья маховика.

Втягивающее реле также размыкает первую цепь – питания электродвигателя. С внешней стороны на нем имеется два вывода для подключения кабеля, идущего от АКБ, и шины, по которой поступает напряжение на электромотор.

С внутренней стороны корпуса реле к этим выводам подсоединены контакты, прозванные пятаками. Эти два вывода, не контактирующие между собой, и являются разрывом цепи питания мотора.

При срабатывания реле якорь после втягивания замыкает пятаки, напряжение подается на двигатель, и он включается. При этом шестерня бендикса уже введена в зацепление.

После запуска силовой установки, когда обороты коленвала превышают скорость вращения ротора, срабатывает обгонная муфта, разъединяя бендикс с валом, они начинают вращаться по отдельности.

Видео: Принцип работы стартера

Устройство

Электрический двигатель, в котором размещены обмотки и сердечники.
Якорь, представляющий собой ось из высоколегированной стали, на которую запрессованы в заводских условиях сердечники и пластины коллектора.
Втягивающее реле. Выполняет роль проводника для подачи электропитания двигателя стартера от замка зажигания автомобиля. Второй функцией этого узла является выталкивание обгонной муфты. Состоит выталкивающее реле из подвижной перемычки и силовых контактов.
Бендикс, или обгонная муфта и шестерня привода коленвала. Это роликовый механизм, предназначенный для передачи вращения от электродвигателя на коленвал. После того, как пуск двигателя осуществлен, и потребность во вращении электромотора отпадает, приводная шестерня втягивается, и контакт с коленвалом прекращается.
Щетки и их держатели. Служат для передачи электрического напряжения на якорь, а также повышают пиковую мощность самого электродвигателя во время главного рабочего цикла стартера.

Большинство стартеров, выпускаемых сегодня, устроены идентично друг другу.

Но существуют и небольшие отличия. К примеру, может отличаться принцип работы данного узла, устанавливаемого на автомобили с автоматической трансмиссией. 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.

Система пуска двигателя, предназначена для запуска двигателя автомобиля. Она обеспечивает вращение двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск. На современных автомобилях наибольшее распространение получила стартерная система пуска двигателя. Вот о том, из каких компонентов состоит система пуска двигателя автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

Стартер автомобиля

Автомобильным двигателям внутреннего сгорания требуется помощь в запуске. Системы пуска двигателей состоят из следующих компонентов:

Электродвигатель постоянного тока (стартер);
Коммутационная аппаратура и блоки управления;
Аккумуляторная батарея;
Проводка.

Сам стартер должен удовлетворять следующим техническим требованиям:

Готовность к работе в любое время;
Достаточная пусковая мощность при разных температурах;
Длительный срок службы;
Надежность конструкции;
Малая масса и компактные размеры;
Отсутствие необходимости в обслуживании.

Конструктивные особенности стартера

Для создания необходимой топливно-воздушной смеси для двигателей с искровым зажиганием и температуры автоматическое воспламенения для дизельных двигателей стартер должен вращать коленвал ДВС с определенной минимальной скоростью. Частота вращения коленчатого вала двигателя сильно зависит 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 окружающей температуры.

Вообще, пусковой момент и пусковая частота вращения при снижении температуры требуют постепенного увеличения пусковой мощности. Однако создаваемая пусковой аккумуляторной батареей мощность падает с понижением температуры, так как увеличивается ее внутреннее сопротивление. Эта противоречащая взаимосвязь требований к электрической нагрузке и доступной мощности означает, что наихудшим режимом работы для системы пуска ДВС является холодный пуск.

Из-за большого потребляемого стартером тока падение напряжения на питающих проводах значительно влияет на характеристики стартера.

Классификация систем пуска двигателя

Автоматические система пуска двигателя имеет номинальную мощность до 2,5 кВт при номинальном напряжении 12 В. Она может запускать двигатели с искровым зажиганием рабочим объемом до 7 л и дизельные двигатели рабочим объемом до 3 л.

Стартеры можно классифицировать по следующим критериям, согласно их техническим типам:

Тип передачи мощности: стартер без редуктора или стартер с редуктором;
Тип создания магнитного поля в электродвигателе: с постоянным магнитом или с электрическим возбуждением;
Тип зацепления: скользящая шестерня, инерционный привод стартера (бендикс) или предварительное зацепление.

В современных автомобилях главным образом используются постоянно возбуждаемые стартеры с предварительным зацеплением с редуктором. Большая пусковая мощность сочетается в них с компактными размерами.

Конструкция и работа стартера

Электродвигатель стартера

Электродвигатель стартера представляет собой обычный электродвигатель постоянного тока. Преобладают электродвигатели с 6-ю полюсами. Доступные сегодня магнитные материалы позволили разработать стартеры, стойкие к демагнетизации и имеющие высокоэффективный магнитный поток, обеспечивающий большую пусковую мощность. Поскольку магнитное поле создается постоянным магнитом, а обратный эффект магнитного поля якоря очень мал, то возбуждение оказывается практически постоянным во всем диапазоне работы.

Редуктор стартера

Стандарт — пластмассовая коронная шестерня, изготавливаемая из полиамида, армированного волокном. В зависимости от требований может также использоваться стальная коронная шестерня с дополнительными амортизирующими элементами.

Виды стартерных приводов

Привод стартера обеспечивает зацепление шестерни стартера с зубчатым венцом маховика ДВС. Привод состоит из шестерни, муфты свободного хода, буферной пружины и тягового реле.

Тяговое реле стартера

Выдвигает приводную шестерню над вильчатым рычагом для зацепления с зубчатым венцом маховика;
Переключает электрическую цепь стартера путем подключения и отключения тока.

Когда на контакт 50 тягового реле подается напряжение (зажигание включено), якорь втягивается в корпус магнитной силой, создаваемой втягивающей и удерживающей обмотками. Это движение толкает шестерню посредством рычага привода вперед, к маховику. Лишь когда якорь реле почти полностью втянется внутрь, закроется контактный мост и включится основной ток стартера. Это предотвращает вращение стартера до зацепления шестерни стартера с зубчатым венцом маховика. Поскольку теперь два конца втягивающей обмотки подключены к плюсу, ток течет только к удерживающей обмотке. Меньшей магнитной силы удерживающей обмотки достаточно для надежного удержания якоря реле до размыкания выключателя зажигания.

Стартер с приводом предварительного зацепления

Когда обмотка реле обесточивается, возвратная пружина толкает якорь реле, а также шестерню и муфту свободного хода через рычаг привода — обратно в исходное положение. Крутящий момент, вызванный трением муфты свободного хода, создает продольную силу вместе со спиральной канавкой, которая помогает выводу шестерни из зацепления.

Буферная пружина значительно уменьшает износ зубьев, ограничивая осевое усилие и, таким образом, продлевает срок службы и повышает надежность системы.

Стартеры со скользящей шестерней

Стартеры с инерционным приводом

Инерционный привод — это простейший принцип зацепления, используемый прежде всего для двигателей небольшой мощности (например, у газонокосилок).

При включении стартера ненагруженный якорь начинает свободно вращаться. При этом шестерня стартера и муфта свободного хода еще не вращаются из-за своей инерции и выталкиваются вперед по спиральной канавке. Когда шестерня стартера входит в зацепление с зубчатым венцом маховика, крутящий момент от якоря электродвигателя стартера начинает передаваться на двигатель через муфту свободного хода, шестерню стартера и зубчатый венец маховика. Затем стартер начинает вращать коленчатый вал ДВС.

Когда обороты ДВС обгоняют обороты стартера, муфта свободного хода разъединяет нежелательное соединение. Крутящий момент, вызванный трением муфты свободного хода, создает продольную силу вместе со спиральной канавкой, которая выводит шестерню стартера из зацепления с зубчатым венцом маховика. Выполнению этой операции помогает пружина.

Единственная задача реле электродвигателя у стартеров с муфтой свободного хода — включение пускового тока. Таким образом, ее не нужно монтировать на стартер — ее можно установить в любом положении в автомобиле или в системе привода. Отсутствие буферной пружины значительно увеличивает износ зубьев и, таким образом, уменьшает срок службы и надежность системы запуска.

Муфта свободного хода

В стартере любой конструкции крутящий момент передается через обгонную муфту (муфту свободного хода). Эта муфта устанавливается между стартером и шестерней. Ее задача — вращать шестерню стартера, когда он проворачивает коленчатый вал ДВС, и затем разорвать соединение между шестерней и валом привода, как только обороты ДВС превысят обороты стартера.

Когда приводится вал якоря, цилиндрические ролики зажимаются в сужающейся секции канавки и создают неположительное соединение между внутренним валом и приводным механизмом.

Когда обороты ДВС обгоняют обороты стартера, под воздействием пружин сжатия ролики освобождаются и перемещаются в расширяющуюся секцию канавки. Зажимающая неположительная сила исчезает практически полностью. Подпружиненные ролики создают фрикционный момент.

Включение стартера

При традиционном запуске водитель подключает напряжение аккумуляторной батареи (ключ зажигания в положении запуска) к реле стартера. Ток реле (около 30 А у легковых автомобилей, около 70 А у грузовых) создает в реле определенную мощность. Она толкает шестерню стартера к зубчатому венцу маховика и активирует первичный ток стартера (200-1000 А у легковых автомобилей, около 2000 А у грузовых).

Стартер выключается при размыкании выключателя зажигания, прерывающем подачу напряжения на реле стартера.

Автоматическая система пуска двигателя

Водителю больше не нужно непосредственно контролировать ток реле стартера; ключ зажигания используется для отправки сигнала на блок управления, который затем выполняет серию проверок перед началом запуска. Проверки могут быть разными, например:

Проверка полномочий водителя на запуск двигателя (противоугонная);
Проверка выключенного состояния ДВС (предотвращает зацепление шестерни стартера с зубчатым венцом вращающегося маховика);
Проверка достаточности заряда аккумуляторной батареи (относительно температуры двигателя) для запуска двигателя;
У автоматических коробок передач — проверка нейтрального положения, у механических коробок передач — проверка состояния муфты сцепления (разомкнута ли муфта).

После успешного выполнения проверки блок управления инициирует запуск. При запуске система сравнивает обороты ДВС с оборотами устойчивой работы ДВС (которые могут также зависеть от температуры ДВС). Как только двигатель набирает устойчивые обороты, ЭБУ выключает стартер. Это всегда позволяет максимально сократить время запуска, уменьшить уровень шума и износ стартера.

В то же время ДВС также необходимо оптимизировать для получения быстрой пусковой реакции. Нужен стартер с характеристиками, продлевающими срок службы, гарантирующий более быстрый и менее шумный запуск. Для уменьшения износа и уровня шума необходимо оптимизировать конструкцию шестерни и геометрию зубчатого венца маховика.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Эта статья размещена в главе Электрооборудование автомобилей и называется Система пуска двигателя. Добавьте в закладки ссылку.

Читайте также: