По каким конструктивным характеристикам различают стартеры

Обновлено: 07.07.2024

Пуск электрическим стартером наиболее распространён. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединённые с шестеренчатым приводом. Крутящий момент, развиваемый стартером, достигает максимального значения при полном торможении якоря в начале пуска двигателя и постепенно уменьшается по мере увеличения частоты вращения.

Стартеры различают по типам механизма привода и управления. Механизм привода может быть механическим и электромагнитным; он служит для соединения и разъединения шестерни стартера с венцом маховика. По способу управления стартеры могут быть с непосредственным и дистанционным управлением. Если водитель, нажимая на педаль, при помощи рычага вводит в зацепление шестерню стартера с венцом маховика (механический привод) и одновременно тем же рычагом включает в цепь ток, то такое управление стартером называют непосредственным.

Если водитель, нажимая на кнопку или повёртывая ключ в замке зажигания, включает только реле привода, а оно вводит шестерню стартера в зацепление с венцом маховика, то такое управление называют дистанционным. При расположении стартера и А.К.Б. на значительном расстоянии друг от друга дистанционное управление позволяет сократить длину проводов, по которым проходит большой электрический ток. При дистанционном управлении стартер можно включать лишь после включения зажигания. Стартеры представляют собой почти одинаковые по конструкции электрические двигатели, различающиеся лишь схемой соединения обмоток, сечением проводов, механизмами привода и т.д.

Система пуска состоит из стартера, аккумуляторной батареи и стартерной цепи (стартерные провода, реле включения стартера, выключатель >).

Особенностью системы пуска автомобильных двигателей является то, что мощность аккумуляторной батареи и стартера близки между собой. Поэтому при пуске двигателя напряжение аккумуляторной батареи значительно изменяется в зависимости от тока, потребляемого стартером. В таких условиях на пуск двигателя большое влияние оказывают состояние аккумуляторной батареи (её температура, степень заряженности, износ ) и состояние стартерной цепи.

Под стартерной цепью понимают путь, по которому проходит ток от аккумуляторной батареи к стартеру. В стартерную цепь входит провод, соединяющий А.К.Б. со стартером, > автомобиля и все клеммы на пути стартерного тока.

По нормам падение напряжения в стартерной цепи не должно превышать 0,2В на каждые 100 А тока, потребляемого стартером. Если это падение напряжения будет больше ( из-за коррозии переходных соединений или увеличенного сопротивления > автомобиля и двигателя ), то снизится мощность стартера и его частота вращения, а тем самым и скорость прокручивания коленвала двигателя при пуске.

В качестве стартеров применяют электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Реже применяют стартеры со смешанным возбуждением (для двигателей легковых автомобилей). Это делается с целью снизить частоту вращения якоря стартера на холостом ходу.

На рис. 1 изображены электромеханические характеристики стартера в функции силы тока. С ростом тока, потребляемого стартером, его крутящий момент растёт, а частота вращения якоря уменьшается. Кривая мощности стартера имеет вид параболы. Якорь стартера при холостом ходе будет имеет максимальную частоту вращения. Крутящий момент стартера в этот момент будет = 0. при снижении напряжения А.К.Б. снижается частота вращения якоря стартера и его мощность (штриховые линии на рис. 1)

Чтобы пустить двигатель, стартер должен преодолеть момент сопротивления двигателя, который представляет собой сумму моментов: момента сил трения, момента от сжатия, момента для привода вспомогательных механизмов, установленных на двигателе (воздушный компрессор, масляный насос, топливный насос на дизелях и т.д.), а также момента на преодоление сил инерции вращающихся и поступательно движущихся масс двигателя.

Момент от сил трения зависит от рабочего объёма двигателя, числа цилиндров двигателя, степени сжатия, скорости прокручивания вала двигателя при пуске, температуры пуска и вязкости масла.

При пуске двигателя стартер должен не только преодолеть момент сопротивления двигателя прокручиванию, но и вращать его коленвал со скоростью, не ниже минимальных пусковых оборотов. На рис. 2 показана зависимость минимальных пусковых оборотов карбюраторных и дизельных двигателей от температуры двигателя при пуске.

Для всех двигателей характерно увеличение минимальных пусковых оборотов с понижением температуры пуска. Чем больше число цилиндров, тем ниже пусковые обороты двигателя. У дизельных двигателей пусковые обороты значительно выше, чем у карбюраторных двигателей.

Применение пусковых жидкостей (вводимых во всасывающий коллектор) значительно снижает минимальные пусковые обороты и облегчает пуск холодных двигателей. Для пуска двигателя необходимо не только сообщить коленвалу скорость, превышающую минимальные пусковые обороты, но и повернуть вал определённое число раз, т.е. сообщить ему суммарное число оборотов. Чем больше число цилиндров двигателя, выше степень его сжатия, температура двигателя и скорость прокручивания, тем меньше суммарное число оборотов требуется для пуска, а следовательно, и меньший расход энергии А.К.Б.

Если совместить механическую характеристику двигателя (зависимость момента сопротивления от скорости прокручивания) и

механическую характеристику стартера, то точка их пересечения определит скорость, с которой будет прокручиваться вал двигателя при пуске ( рис.3). чем ниже температура двигателя, тем больше момент сопротивления двигателя прокручиванию и хуже механическая характеристика стартера за счёт снижения температуры А.К.Б., а следовательно, и меньше частота прокручивания вала двигателя.

Рис. 1. Электромеханические характеристики стартера СТI З0-А1 с аккумуляторной батареей 6СТ-9ОПМС (сплошные линии соответствуют температуре плюс 20° С, штриховые линии -- температуре минус 20° С): N-- мощность стартера, М -- момент стартера, n -- скорость вращения якоря, Uд - напряжение аккумуляторной батареи, Uс-- напряжение па стартере, Uт -- тормозное напряжение (падение напряжения на стартере при заторможенном якоре Uт = Rc * I)

Рис. 2. Зависимость минимальных пусковых оборотов двигателя от температуры пуска:

Рис. 3 механические характеристики двигателя Мд=f (пд) и стартера Мс=f (пд) при различных температурах пуска.

Стартер — это важнейший элемент автомобиля. На его плечи возлагается основная задача — пуск двигателя. Но, как и любой двигатель постоянного тока, стартер не обладает высокой надежностью. Иногда он выходит из строя, поэтому требуется ремонт или замена.
Как-то не слишком задумаешься о том, как работают системы автомобиля. До тех пор, пока что-то не выйдет из строя. И этим чем-то часто оказывается стартер, который предназначен для запуска двигателя. Чаще всего ломается его механическая часть, немного реже электрическая. Чтобы провести диагностику и ремонт, необходимо знать принцип работы стартера и его основные узлы. И небольшие, хотя бы общие, познания в электротехнике, не окажутся лишними. Так из каких же основных узлов состоит стартер и почему он крутится только при повороте ключа до упора?

УСТРОЙСТВО

Небольшой по размеру агрегат, состоит из множества деталей, среди которых главными являются всего несколько.

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. 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.

Виды стартеров

Среди большого количества подобных электромагнитных двигателей различают всего 2 основных вида: стартеры с редуктором и без него.

С редуктором

Многие специалисты советуют использовать стартер с редуктором. Это обусловлено тем, что подобное устройство обладает сниженной потребностью тока для эффективной работы. Такие устройства будут 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. С другой стороны при длительном использовании такого устройства есть вероятность поломки вращающей шестерни. Но к этому, как правило, приводит заводской брак или попросту некачественное производство.

Без редуктора

Стартеры, которые не имеют устройство редуктора обладают непосредственно прямым действием на вращение шестерни. В данной ситуации владельцы автомобилей, которые имеют без редукторные стартеры выигрывают в то, что 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.

Признаки неисправности

А вот если крутится стартер, но движение не передается, при этом нет посторонних звуков, и при прокручивании коленвала не заводится двигатель, то проблема в обгонной муфте. Снимите стартер, разберите его, проверьте муфту. Если она свободно вращается в обе стороны, то сразу же замените ее. Обычно муфта идет в единой конструкции с вилкой и шестерней.

А вот в случае, если не слышно щелчка втягивающего реле, то можно судить о том, что есть две поломки. Самая безобидная – это севший аккумулятор, поэтому не хватает тока для притягивания якоря. Если же аккумулятор заряжен, то неисправность во втягивающем реле. Либо сгорела обмотка, либо контакты подгорели и перестали проводить электричество.

Как уберечь стартер от поломки?

Стартер автомобиля – очень важный механизм, без которого машина просто не будет двигаться с места. Далеко не каждый автомобилист сможет самостоятельно найти причину, по которой стартер не крутит, но в силах любого предпринять меры профилактики чтоб он служил долго и качественно.

Мы говорим о тех ситуациях, когда мотор вашего авто не заводится в течении первых 5 секунд. Это свидетельствует о проблемах с работой стартера. Но многих начинающие водители упрямо пытаются решить проблему нажимая кнопку зажигания снова и снова. Тогда стартер просто ломается и требует замены.

Автозапуск очень быстро сжигает стартер и разряжает аккумулятор, лишая этим возможности транспортного средства к передвижению.
Опытным водителям знакомы ситуации, когда неожиданно заканчивается бензин. И чтоб не толкать машину несколько километров до заправки, они едут на стартере. Такой вариант возможен, но для детали он скорее всего станет последним. При таких нагрузках стартер просто не выдерживает и сгорает. Думайте сами, стоят ли несколько километров дороги покупки новой детали.
Не стоит оставлять стартер включённым после запуска двигателя. Это приведет к неоправданно быстрому износу детали.

Помните, в некоторых случаях машина заводится не с первого раза, особенно холодными зимними вечерами. А вот брелок сигнализации говорит владельцу об обратном. В таком случае виной всему служит сигнализация, которая просто не поняла что мотор не запустился, и бесконечно гоняет стартер в попытка завести двигатель автомобиля. Если вы увидели такую проблему и в своей машине, сразу же обратитесь за помощью к специалистам, в противном случае автозапуск просто испортит вам стартер постоянными попытками завести мотор. К тому же вы будете иметь постоянно севший аккумулятор.

Иногда случаются ситуации, когда машина заведена с помощью автозапуска, но стартер продолжает работать еще в течение нескольких секунд. Происходит это по вине сигнализации, которая вовремя не отключила деталь. Если такая ситуация будет повторяться в дальнейшем, то ничего хорошего из этого не получится.

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:

интервал между пуском двигателя и началом движения всегда должен составлять не менее 30-ти секунд;
недопустимо использовать его для передвижения автомобиля на любое расстояние, чем достаточно часто грешат начинающие водители;
крайне важна регулярная диагностика этого узла, а также своевременное устранение малейших неполадок в его работе.

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.

Поломанный стартер – чинить или менять?

Чаще всего, при покупке нового автомобиля стартер не нуждается в повышенном внимании первые 5-7 лет. После этого возможны поломки и неполадки в работе, которые нужно сразу же устранять.

Стартер относится к дорогостоящим комплектующим. Перед тем, как установить деталь на автомобиль она долго тестируется и проверяется экспертами и во время краш тестов. Именно поэтому в США и других развитых странах ремонт, а точнее восстановление стартеров происходит непосредственно на заводе – изготовителе конвейерным способом.

При обращении на СТО с жалобами на работу стартера его сразу же меняют на новый или восстановленный, а поломанная деталь отправляется напрямую на завод, который ее произвел. В такой ситуации машина продолжает ездить без проблем, без ущерба для владельца.

Что же касается нашей страны, то при поломке меняют деталь на новую лишь 1 из 10 пользователей авто. Такая ситуация напрямую связана с ценовой политикой, ведь починить стартер значительно дешевле, чем приобрести новую деталь.

Если поломка незначительная, то ремонт выгоднее, но если обгорела обмотка либо вышел из стоя якорь, то починка может стоить как большая половина нового стартера. Чтоб не попасть в ситуация, при которой скупой платит дважды, лучше сразу поменять деталь на новую.

За счет того, что новые комплектующие имеют достаточно высокую цену, а стоимость работы ей рана, ремонт стартеров это отличная возможность для работников СТО заработать денег. Сегодня на многих сервисных центрах висит табличка, с призывом обратится в их компанию для ремонта, но на самом деле хороших мастеров очень мало. Большая часть ответственных мастеров даже не берутся за такую работу. Те автовладельцы, которые хотят сэкономить немного финансов обращаются за помощью к некачественным мастерам, которые плохо чинят, и через некоторое время вы снова окажитесь в плену поломанных деталей.

В качестве вывода хочется сказать, что большинство проблем со стартером возникает вследствие неумелого с ним обращения самого собственника машины. После определения поломки и ее исправления задумайтесь на минутку, что привело к такому состоянию детали? Не ваш ли способ управления авто?

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.

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.

Для чего проверяют стартер и измеряют пусковой ток?

Ремонт стартера в таком случае будет Вам стоить немалых денег, а возможно его вовсе прийдется выбрасывать и покупать новый. Если Вы вовремя измерите пусковой ток и обнаружите проблему с стартером, соответственно вовремя обратитесь к авто электрику, то это поможет сэкономить Вам круглую сумму и упростит жизнь Вашего аккумулятора.

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.

Особенности конструкций электростартеров

Электрические стартеры отличаются способами возбуждения электродвигателя, крепления на двигателе, видами механизма привода, степени герметичности.

По способу возбуждения различают стартеры с последовательным, смешанным возбуждением и возбуждением от постоянных магнитов. Смешанное возбуждение применяют для ограничения частоты вращения вала якоря nя в режиме холостого хода. В диапазоне рабочих токов характеристики стартеров смешанного и последовательного возбуждения отличаются незначительно. Характеристики электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов аналогичны характеристикам электродвигателей с независимым возбуждением. Возбуждение от постоянных магнитов применяется на стартерах малой мощности. Для мощных стартеров налаживают выпуск небольших магнитов с высокой энергией, например, на основе элементов неодим-железо-бор.

Электростартер должен иметь надежное соединение с коленчатым валом двигателя на период пуска и автоматически отключаться от него после выхода двигателя на режим самостоятельной работы. От передаточного числа привода от стартера к маховику зависит согласование характеристик стартерного- электродвигателя с пусковыми характеристиками двигателя. Повышение передаточного числа позволяет применять более быстроходные и меньшие по габаритным размерам электродвигатели. С целью увеличения передаточного числа в стартере используют дополнительный понижающий редуктор.

Шестерню привода стартера располагает между опорами под крышкой привода или консольно за пределами крышки. Стартеры с шестерней между опорами могут быть двух- и трехопорными. Двухопорными выполняются стартеры мощностью до 1,5 кВт. В трехопорных стартерах привод с шестерней расположен на валу якоря между подшипниковыми втулками крышки привода и промежуточной опоры.

Консольное расположение шестерни характерно для стартеров с инерционным приводом, перемешающимся якорем, а также для стартеров с тяговыми реле, встроенными в крышку привода соосно с приводом или размещенными в крышке коллектора.

Разработаны конструкции стартеров с одной опорой в крышке коллектора (стартер 29.3708 автомобиля ВАЗ-2108) при расположении второй опоры вала якоря со стороны привода в картере маховика. В этом случае отпадает необходимость в крышке привода, снижаются нагрузки на детали крепления стартера и уменьшается его масса.

Рис. Стартер с принудительным электромеханическим включением шестерни и роликовой МСХ: 1 — вал якоря с винтовыми шлицами; 2 — шестерня привода; 3 — кольцо упорное; 4 — ведущая обойма МСХ; 5 — крышка со стороны привода; 6 — буферная пружина; 7 — рычаг включения привода; 8 — возвратная пружина тягового реле; 9 — удерживающая обмотка тягового реле; 10 — втягивающая обмотка тягового реле; 11 — тяговое реле; 12 — неподвижный контакт; 13 — контактный болт; 14 — подвижный контакт; 15 — крышка коллектора; 16 — щеткодержатель; 17 — щеточная пружина; 18 — коллектор; 19 — щетка; 20 — корпус стартера; 21 — полюс; 22 — якорь; 23 — полюсный винт; 24 — катушка обмотки возбуждения; 25 — обмотка якоря; 26 — роликовая МСХ.

На отечественных автомобилях и тракторах применяют стартеры с принудительным электромеханическим включением шестерни, имеющие роликовые, храповые или фрикционные муфты свободного хода (МСХ) и управляемые дистанционно с помощью тяговых электромагнитных реле, устанавливаемых на крышке привода.

Основными деталями и узлами электростартера являются корпус 20 с полюсами и катушками обмотки возбуждения, якорь 22 с коллектором 18 и обмоткой якоря 25, механизм привода с МСХ 26, электромагнитное тяговое реле 11, крышка привода 5, крышка коллектора 15, щеточный узел с щеткодержателями, щетками и щеточными пружинами.

Изменения в конструкции корпусов электростартеров и якорей электродвигателей связаны с применением в качестве катушечной и пазовой изоляции полимерных материалов, а также коллекторов из пластмассы.

Использование пластмассы в коллекторах позволяет увеличить их механическую прочность, дает возможность автоматизировать формирование пакета коллектора. Особый интерес представляют торцовые и свертные коллекторы. Замена цилиндрических коллекторов торцовыми и свертными снижает расход коллекторной меди и повышает срок службы щеточно-коллекторного узла. Свертной коллектор получают из медной ленты, которая подвергается расчеканке на требуемое количество пластин. После свертывания ленты в цилиндр и опрессовки пластмассой цилиндрическую часть коллектора обтачивают, в результате перемычки между пластинами срезаются и они оказываются изолированными.

Механизм привода стартера располагается на шлицевой части вала якоря. МСХ привода обеспечивает передачу вращающего момента от вала якоря маховику во время пуска двигателя и препятствует вращению якоря маховиком после пуска. Применение МСХ в приводных механизмах стартеров повышает их надежность и исключает преждевременный выход шестерни их зацепления с венцом маховика при пуске холодного двигателя в условиях низких температур.

Наибольшее распространение получили роликовые МСХ. Они просты по конструкции, мало чувствительны к загрязнению, надежны, не требуют регулировки и ухода в эксплуатации. На автотракторных стартерах устанавливают роликовые МСХ с бесплунжерными прижимными устройствами. Прижимное устройство в виде Г-образного толкателя 2 расположено между роликом У и специальным упором, закрепленным на наружной ведущей обойме 12. При включении МСХ в работу наружная ведущая обойма 12 поворачивается относительно ведомой обоймы 17 с шестерней, ролики под действием прижимных пружин и сил трения между обоймами и роликами перемещаются в узкую часть клиновидного пространства и МСХ заклинивается. После пуска двигателя частота вращения ведомой обоймы 17 с шестерней превышает частоту вращения наружной ведущей обоймы 12, ролики перемещаются в широкую часть клиновидного пространства и МСХ проскальзывает.

На стартерах мощностью 6-10 кВт в настоящее время применяется привод с храповой МСХ. Преимуществом храповой МСХ по сравнению с роликовыми является высокая прочность и возможность передачи большого вращающего момента при сравнительно небольших ее размерах.

Рис. Бесплунжерная роликовая МСХ: 1 — ролик; 2 — толкатель; 3 — прижимная пружина; 4 и 8 — замковые кольца; 5 — опорная чашка; 6 — пружина; 7 — поводковая муфта: 9 — буферная пружина; 10 — направляющая шлкцевая втулка; 11 — центрирующее кольцо; 12 — наружная ведущая обойма; 13 — фиксатор пружины (пластина с отогнутыми лепестками); 14 — шайба; 15 — войлочный уплотнитель; 16 — кожух МСХ: 17 — ведомая обойма с шестерней; 18 — втулка.

При срабатывании тягового реле рычаг привода через корпус 2 МСХ перемещает направляющую шлицевую втулку 1 вместе с ведущим 5 и ведомым 6 храповиками по шлицам вала и вводит шестерню в зацепление с венцом маховика. Вращающий момент к венцу маховика передается через шлицевую втулку 1, ведущий 5 и ведомый 6 храповики и шестерню 8. Осевое усилие, возникающее в винтовых шлицах втулки 1 и храповика 5, воспринимается резиновым кольцом 11.

Рис. Приводной механизм с храповой МСХ: 1 — шлицевая втулка: 2 — корпус привода: 3 — шайба: 4 — пружина; 5 — ведущий храповик: 6 — ведомый храповик; 7 — штифт направляющий; 8 — шестерня; 9 — сегмент; 10 — коническое кольцо; 11 — резиновое кольцо; 12 — запорное кольцо.

В случае, когда шестерня упирается в венец маховика, сжимается пружина 4, и ведущий храповик 5, перемещаясь по винтовым шлицам втулки 1, своими торцовыми зубьями поворачивает ведомый храповик 6 с шестерней 8 на угол, достаточный для ввода шестерни в зацепление.

Если частота вращения шестерни и ведомого храповика больше частоты вращения направляющей втулки 1, ведущий храповик, перемещаясь по винтовым шлицам втулки 1, отходит от ведомого храповика и шестерня вращается вхолостую. Вместе с ведущим храповиком отходит и коническое кольцо 10, при этом сегменты получают свободу перемещения в радиальном направлении вдоль штифтов 7 ведомого храповика и фиксируют МСХ в расцепленном состоянии. Во время отдельных вспышек воспламенения в цилиндрах двигателя шестерня остается в зацеплении с венцом маховика и может снова передавать вращающий момент от электродвигателя после выравнивания частот вращения ведущего и ведомого храповиков. Шестерня выходит из зацепления только после выключения тягового реле электростартера.

Фрикционные дисковые муфты применяют на мощных стартерах автомобилей БелАЗ. МСХ состоит из ведущий и ведомой полумуфт и заклинивается после ввода шестерни в зацепление. Фрикционные диски прижимаются друг к другу в результате усилия в резьбовом соединении ведомой втулки муфты и корпуса шестерни. После пуска двигателя усилие в резьбовом соединении меняет направление, прижатие дисков ослабевает и муфта пробуксовывает. Недостатком фрикционных МСХ является изменение передаваемого вращающего момента в процессе эксплуатации вследствие износа фрикционных дисков.

Рис. Схема управления электростартером

Электростартеры конструктивно выполнены в герметичном исполнении. Степень защиты стартера от проникновения посторонних тел и воды оговаривается в стандартах на отдельные виды изделий. Стартеры, предназначенные для тяжелых условий работы (на большегрузных автомобилях и на тракторах), отличаются большей степенью герметизации. Герметизация обеспечивается установкой в местах разъема резиновых колец, применением пластмассовых втулок и уплотнительных прокладок из мягких пластических материалов.

Конструктивное исполнение стартера зависит от способа крепления его на двигателе. Обычно стартер располагают сбоку картера двигателя, при этом крышка привода обращена в сторону маховика и входит в отверстие картера сцепления. Крепление стартера на двигателе обеспечивает сохранение постоянного расстояния между центрами шестерни привода и зубчатого венца маховика при снятии стартера и его установке после технического обслуживания и ремонта. Такому условию удовлетворяет фланцевое крепление. Конфигурация и размеры присоединительного фланца на крышке со стороны привода стандартизованы. При фланцевом креплении крепежный фланец несет нагрузку как от усилий, возникающих при передаче вращающего момента от стартера к двигателю, так и от массы стартера. Поэтому для стартеров большой мощности осуществляют крепление на постели двигателя посредством натяжной ленты. Установка стартера на постели упрощает конструкцию крышки со стороны привода, но повышает требования к качеству изготовления корпуса стартера. Для предотвращения проворачивания стартера в канавке на его корпусе и в постели двигателя установлены специальные шпонки.

Типовая схема дистанционного управления стартером с дополнительным реле включения приведена на рисунке. При замыкании контактов выключателя S зажигания контакты К1 дополнительного реле подключают втягивающую КА2 и удерживающую KV2 обмотки тягового реле к аккумуляторной батарее GB. Под действием МДС двух обмоток якорь реле перемещается и с помощью рычага привода вводит шестерню в зацепление с венцом маховика. В конце хода якоря реле замыкаются силовые контакты К2 тягового реле и аккумуляторная батарея соединяется со стартерным электродвигателем М.

Шестерня остается в зацеплении с венцом маховика до тех пор, пока водитель не отключит питание дополнительного реле. После размыкания контактов К1 дополнительного реле втягивающая КА2 и удерживающая KV2 обмотки тягового реле оказываются включенными последовательно, получая питание через контакты К2. Число. витков обеих обмоток одинаково, и по ним проходит ток одной и той же силы. Так как направление тока во втягивающей обмотке в этом случае изменяется, обмотки действуют встречно и создают два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается и возвратная пружина, перемещая якорь реле в исходное положение, размыкает силовые контакты К2 и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика.

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.

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:

Уверенный пуск двигателя автомобиля обеспечивается стартером. Он предназначен для преобразования электроэнергии в механическую с целью раскручивания коленчатого вала до частоты, необходимой для пуска силового агрегата. Изучив конструкцию и принцип работы стартера, удается обеспечить исправную эксплуатацию агрегата на протяжении большого пробега транспортного средства.

Устройство и назначение деталей

Для запуска двигателя электрический стартер должен преодолеть сопротивление механизмов, создаваемое силой трения, а также компрессию в цилиндрах мотора. Агрегат состоит из множества деталей, благодаря слаженности и согласованности в работе которых, обеспечивается большое количество пусков мотора. По статистике при эксплуатации легкового автомобиля в городских условиях по достижению пробега 15 тыс. км возникает необходимость запустить двигатель более 2-х тысяч раз.

Устройство стартера автомобиля. Основные детали:

электромотор постоянного тока (корпус со статором, ротор с коллекторными пластинами, щеточный узел);
планетарный редуктор;
механизм зацепления с коленвалом (бендикс) для трансформации вращающего усилия с оси ротора на маховик;
втягивающее реле для зацепления (расцепления) зубчатой шестерни с венцом и подачи напряжения на электромотор;
передняя и задняя крышка, с установленными подшипниками скольжения.

Чтобы двигатель начал самостоятельно работать, необходимо раскрутить коленвал с частотой, обеспечивающей выполнение физических процессов воспламенения горючей смеси в цилиндрах. Для бензиновых моторов достаточно обеспечить 40-50 об/мин., а коленвал дизельных агрегатов требуется раскручивать до 100-250 об/мин. Повышенная частота у дизеля объясняется необходимостью сильного сжатия горючей смеси с целью воспламенения. При минусовой температуре наружного воздуха частота вращения коленвала для уверенного пуска мотора повышается.

Функционирование агрегата

Сердечник соединен с рычагом, приводящий в движение механизм зацепления. В результате шестерня бендикса зацепляется с массивным маховиком. Сразу после полного зацепления шестерни сердечник замыкает контакты катушки для передачи электротока на щеточный узел электромотора. После вращения якоря электромотора через механизм зацепления начинает раскручиваться коленвал силового агрегата. Рабочий цикл кратковременный, так как стартер используется только для пуска и не участвует в процессе работы двигателя.

Вращение ротора электромотора осуществляется благодаря закону магнитной индукции: если по контуру (рамке), которая помещена в магнитное поле, пропустить электроток, то рамка приходит в движение. В стартере функцию рамки выполняет ротор, вращающийся в магнитном поле, формируемом неподвижной обмоткой статора. Электроток на обмотку якоря подается через щеточный узел и скользящий коллектор. Первая пара графитовых щеток надежно фиксируется к массе агрегата, а вторая пара через втягивающее реле соединяется с положительным полюсом аккумулятора.

Для стартеров применяется три основных вида механизмов зацепления:

Роликовые, в которых шестерня фиксируется неподвижно относительно обоймы при вращении в одном направлении и имеющая свободный ход при противоположном вращении. Такой механизм наиболее часто используется в конструкции агрегата.
Трещетки, работающие по принципу храпового механизма.
Фрикционные, представляющие собой пакет пластин. В основном применяются в стартерах Bosch для грузовиков.

Бендикс вала ротора с коленвалом выполняет важную функцию. В момент пуска двигателя маховик начинает вращаться с намного большей скоростью, чем стартер, поэтому жесткое зацепление невозможно. Если ротор начнет вращаться с оборотами двигателя, то возросшая центробежная сила станет причиной его повреждения. Для безопасного зацепления только в момент пуска и своевременного расцепления шестерни с зубьями венца маховика на валу электромотора предусмотрены шлицы, благодаря которым шестерня свободно перемещается.

Разновидности стартера и основные неисправности

Стартеры различаются по типу передачи крутящего момента с вала ротора на механизм зацепления с коленвалом. В агрегатах прямоточного типа бендикс монтируется непосредственно на валу ротора. В редукторных моделях между якорем и шестерней бендикса установлена зубчатая передача (планетарный редуктор), позволяющая реализовать более мощный крутящий момент при одинаковых параметрах и габаритах агрегатов. Изделия с планетарными редукторами дешевле по стоимости и более ремонтопригодные.

В процессе эксплуатации машины автовладельцы сталкиваются со следующими типовыми неисправностями стартера:

при включении зажигания не вращается якорь;
коленвал двигателя не вращается или прокручивается с минимальной частотой;
ротор стартера вращается, но при этом не проворачивается коленвал мотора;
при включении прослушиваются щелчки втягивающего реле;
после пуска двигателя не выключается стартер;
срабатывание агрегата при движении автомобиля.

Изучив устройство, назначение комплектующих и принцип работы стартера можно своевременно выявить неисправности по типовым признакам и обеспечить своевременный ремонт агрегата для восстановления функциональности и увеличения эксплуатационного ресурса.

Читайте также: