Как устроен стартер автомобиля

Как устроен автомобильный стартер?

Чтобы двигатель внутреннего сгорания начал свою работу, требуется механизм, который его запустит. Коленчатый вал начинает свое вращение благодаря электрическому стартеру. Ранее использовались «кривой стартер» или «пусковая рукоятка», но на современных авто они не применяются.

Современные системы Start-Stop запускают бензиновые моторы, воспламеняя искрой сжатую топливно-воздушную смесь – стартер не нужен. Когда-то в автомобилях использовался стартер-генератор, прокручивающий коленвал ремнем навесного оборудования.

Мы подробно рассказали, как работает автомобильный стартер. Все об устройстве – в видео и статье:

Нужен оригинальный б/у стартер? Закажите его в каталоге «АвтоСтронг».

Принцип работы классического стартера
Классический стартер – это электромотор, прокручивающий коленвал за венец маховика. На валу стартера установлена шестерня, которая не постоянно зацеплена с зубцами венца, а только в момент запуска мотора, когда она «выдвигается» вперед. Результат – вал стартера вращается и прикладывает к коленвалу крутящий момент. Запускаются поршни, подается топливо и воспламеняется топливо-воздушная смесь, после чего запускается двигатель.

После того, как ключ перестает быть в положении «старт», стартер не вращается (на него не подается напряжение), а шестерня расцепляется с венцом маховика благодаря возвратной пружине.

Устройство стартера

В статоре стартера установлены постоянные магниты. Ток подается на обмотку через щеточный узел. Щетками выступают графитовые стержни.
Также стартер не обходится без редуктора, который облегчает стартер и дает возможность использовать менее мощный электромотор. Редуктор увеличивает крутящий момент, который развивает электромотор, при этом уменьшая скорость вращения.

В современных авто не используются безредукторные стартеры, причина – в высоком энергопотреблении безредукторных стартеров с установленными в них электромагнитами.

На валу, установленном на выходе из редуктора, есть бендикс – шестерня с обгонной муфтой. Шестерня выдвигается и цепляется с венцом маховика, и вращение стартера передается на коленвал. После запуска мотора маховик вращается в разы быстрее, чем вращался стартер. Стартер не выходит из строя благодаря обгонной муфте – вращение маховика не передается на вал редуктора и стартер.

Выдвижение бендикса происходит благодаря втягивающему реле – электромагниту с втягивающей и удерживающей обмотками. Он установлен на стартере. Сердечник (шток) реле передвигается после подачи напряжения благодаря магнитному полю.
Шток втягивающего реле движется назад, замыкая при этом контакты реле – «пятаки». Через «пятаки» на стартер подается плюс от аккумулятора. После этого:
• начинает вращение ротор стартера;
• отключается втягивающая обмотка из-за отсутствия «минуса»;
• магнитное поле, появившееся из-за удерживающей обмотки, удерживает сердечники реле.

Основные неисправности стартера
Выход стартера из строя приводит к тому, что двигатель не запускается. Причем стартер может прокручиваться, а коленвал – нет. В таком случае:

Редукторный стартер выйдет из строя за несколько минут, если будет вращаться от маховика заведенного мотора. В случае, если хорошо прогретый мотор запускается плохо, проверьте втулки и подшипники стартера: иногда они расширяются из-за нагрева и подклинивают вал якоря.

Проверяем, исправен ли б/у стартер
Узнать, корректно ли работает стартер, можно, используя заряженную АКБ и двух проводов. Корпус стартера нужно соединить с «минусом», а второй провод – с «плюсом» АКБ. Не дотрагивайтесь им до корпуса стартера во избежание короткого замыкания!

Используйте плюсовый провод и дотрагивайтесь по очереди до:
• контакта втягивающего реле – бендикс должен выдвигаться вперед;
• силового контакта стартера – начнут вращаться вал стартера и бендикс;
• одновременно – сперва контакта реле, после – верхнего силового контакта стартера. Бендикс выдвинется и начнет вращение (вместе с валом).

Нужен б/у стартер? Выбирайте его в каталоге «АвтоСтронг».

Устройство и принцип работы стартера автомобиля

Обычно водители, освоившие принципы безопасного вождения автомобиля, впоследствии стремятся многие работы по ТО и ремонту личного транспорта проводить самостоятельно. И очень часто это приводит к появлению желания усовершенствовать ездовые качества машины. Однако подобная модернизация невозможно без знания азов конструкции автомобиля. Например, устройство стартера – это то, с чего рекомендуется начинать, ибо именно он отвечает за запуск двигателя и последующее движение.

Эволюция стартера

Прообраз современного стартера появился порядка сотни лет назад, придя на смену примитивной пусковой ручке, получившей в СССР название «кривой стартер». Причем еще в начале 20 века идея электрического запуска двигателя казалась нереализуемой на практике, пока инженер Ч. Кеттеринг не продемонстрировал возможности электродвигателя, созданного для… кассового аппарата. И все же попытки внедрить такое устройство в автомобильную промышленность сразу не удались: агрегат был недостаточно мощен, а вдобавок быстро перегревался. Впрочем, последующая доработка механизма, который взаимодействовал не с коленчатым валом, а зубьями маховика, позволила устранить эти недостатки, и компания «Дженерал Моторс» согласилась на его использование.

Второй этап того, как менялось устройство стартера автомобиля, связан с инженерной находкой американского изобретателя – он предложил разделить пусковой механизм непосредственно на сам стартер и отдельный генератор. В результате, благодаря обгонной муфте, которая была названа по имени его создателя «бендиксом», мотор кратковременно подключался к устройству. Чуть позднее произошла автоматизация процесса подвода шестерен к маховику мотора за счет появления электромагнитного реле. В последующие годы ничего революционного не произошло: стартеры различались лишь набором деталей и материалами для их создания.

Зачем он нужен?

Стартер представляет собой малогабаритное устройство, преобразующее электрическую энергию постоянного тока в механическую. Причем его наличие – обязательное условие для любого транспортного средства, исключая электрокары. Название прибора говорит само за себя: данный элемент автомобиля призван запускать силовой агрегат. Для взаимодействия с двигателем у него есть привод, обеспечивающий проворачивание коленвала с «мертвой» точки.

При ближайшем рассмотрении принцип работы стартера схож с электродвигателем с 4 полюсами: как только водитель повернул ключ зажигания, ток от аккумуляторной батареи поступает на клемму реле. Мощность пускателя может быть какой угодно, но для львиной доли воздушных моторов она составляет 3кВт – производители автомобилей считают, что этого вполне достаточно для раскручивания коленвала даже при минусовой температуре.

Читать еще:  Преобразовать ржавчину с автомобиля

Кроме того, поскольку стартер является единственным механизмом, способным дать пуск мотору, сегодня он может иметь множество дополнительных опций. Одна из таких вспомогательных функций заключается в блокирующем механизме, снижающем риск угона транспортного средства и повышающем безопасность при запуске. Также в некоторых иномарках с коробкой-автоматом предусмотрен старт мотора только при положении ручки переключения скоростей в положении паркинга.

Разновидности пускателей

Несмотря на массу особенностей подобных механизмов, специалисты выделяют лишь 2 разновидности стартеров. К первой категории они относят устройства с редуктором, который усложняет общую конструкцию. Однако именно его профессионалы рекомендуют, если автомобиль эксплуатируется в сложных условиях. Дело в том, что стартер автомобиля, устройство и принцип работы безредукторного пускателя позволяют давать старт мотору даже тогда, когда АКБ практически разряжена. Это объясняется наличием постоянных магнитов, на порядок снижающих потребность в токе. Вдобавок это уменьшает вероятность проблем с обмоткой почти до нулевого показателя. Однако при продолжительном использовании такого вида стартеров, у них может выйти из строя основная шестерня. Впрочем, чаще всего в этом виновата не так называемая усталость металла, а элементарный производственный брак.

Безредукторные устройства контактируют с вышеуказанной шестерней напрямую, поэтому риск ее поломки меньше. А поскольку после того, как ток поступает на контроллер, отдающий команду для сцепки маховика двигателя и шестерни, пуск происходит моментально. Также к достоинствам данного устройства стартера автомобиля относят чрезвычайно низкую вероятность поломки из-за колебаний силы тока. Главный же недостаток – достаточно частые перебои при пониженной температуре воздуха.

Конструкция

Чтобы осуществить запуск мотора, принцип работы стартера автомобиля должен обеспечивать корректное взаимодействие электродвигателя с аккумуляторной батареей. Для этого в конструкции данного устройства имеется достаточно ограниченный набор основных деталей.

Электродвигатель в цилиндрическом корпусе, в котором смонтированы обмотки возбуждения и сердечники.

Якорь, представляющий собой ось, сделанную из высокопрочной легированной стали. Данная деталь вращается на подшипниках скольжения и имеет коллекторные пластины.

Сердечник – он запрессовывается на якорь.

Щетки с держателями , которые позволяют повышать мощность устройства и отвечают за подачу тока на коллекторные пластины якоря.

Втягивающее реле . Его главная функция заключается в подаче питания от АКБ и выталкивание обгонной муфты. Этот элемент имеет довольно специфическую перемычку в сочетании с несколькими силовыми контактами.

Бендикс и приводная шестерня . Данный тандем перенаправляет вращательный момент от электродвигателя на маховик. Для этого предусмотрен специальный роликовый механизм. Как только двигатель запускается, происходит автоматическое рассоединение венца маховика и шестерни, и все устройство снова приходит в работоспособное состояние.

Приведенная конструкция характерна для большинства стартеров, а отличия от стандартной схемы встречаются нечасто. Как правило, разница состоит в механизме расстыковки шестерен пускателя и венца маховика мотора автомобиля. Также на машинах с АКПП пускатель способен иметь дополнительные обмотки, которые исключают старт двигателя при положении селектора в ходовой позиции.

Возможные проблемы стартера

Вполне закономерно, что стартер – устройство и принцип работы мы уже рассмотрели – испытывает куда меньшие нагрузки по сравнению с другими узлами и агрегатами современного автомобиля. Ведь при полной исправности он активируется лишь на несколько секунд. Однако это совсем не означает, что поломки пускателя невозможны. Среди наиболее возможных неполадок специалисты выделяют следующие.

Стартер не запускается. Причин для этого бывает немало, и в основном они непосредственно связаны с «начинкой» устройства – обмоткой, контактами, неисправностью реле и пр.

Недостаточные обороты коленчатого вала. Наиболее часто данный сбой происходит по нескольким причинам: окисление контактов, излишняя вязкость смазывающей жидкости, разряженный аккумулятор.

Стартер работает дольше положенного. Профессионалы утверждают, что в этом дефекте виноват замок зажигания (заедает), некорректная работа контактных разъемов и сбой в обмотке.

Устройство и работа стартера не приводит к вращению коленвала. Вероятнее всего, что-то мешает свободному передвижению опережающей муфты по валу.

Скрежетание шестерен. За ним в большинстве случаев кроется неправильно выставленное замыкание контактов либо задиры на венце маховика двигателя автомобиля. Кроме того, иногда шестерни из зацепления выходят с замедлением. Также причиной скрежетания, пусть и нечасто, становится пружина привода – за период эксплуатации она теряет способность полноценно разжиматься.

Разумеется, доскональное знание владельцем машины устройства стартера автомобиля позволяет своевременно предупреждать возможные неполадки. Кроме того, многие проблемы в работе устройства компенсируются грамотным ремонтом. Однако зачастую знание азов конструкции пускателя не хватает для устранения неполадок, так как нужно еще разбираться и в технических характеристиках пускателя. А это – сила тока, напряжение и мощность, величина крутящего момента и т. д. Поэтому очень часто перед автовладельцами встает дилемма: что рациональнее, купить новый стартер или отдать старый в ремонт специалистам?

Приобретать новый пускатель или восстанавливать старый?

Стандартный стартер без дополнительных функций беспроблемно служит в среднем 5 лет. По истечению этого срока обычно начинают проявлять себя неполадки. И если они серьезного характера – перегорела обмотка или сломался якорь – то выгоднее купить новый пускатель. Ведь квалифицированное восстановление такого механизма обойдется недешево – сумма составит свыше 50% по сравнению со стоимостью полной замены устройства.

Дополнительный фактор в пользу такого подхода заключается в том, что по-настоящему профессиональных мастеров в этом деле у нас не так уж и много. Вдобавок далеко не каждый автовладелец согласен на монтаж б/у деталей для стартера, а оригинальные, поступающие напрямую с завода-изготовителя, могут поставляться на станцию техобслуживания очень долго. Ведь далеко не каждый техцентр в России имеет складские запасы запчастей настолько достаточные, чтобы стопроцентно удовлетворить потребительский спрос. Разумеется, эти слова совсем не относятся к случаям, когда «полетела» прокладка, крепежные изделия и прочие незначительные элементы механизма. Однако в целом к пусковому устройству следует относиться бережно и внимательно, всегда помня принцип: если стартер неисправен – никуда не поедешь.

Читать еще:  Как цеплять детское кресло в машине

Принцип работы стартера в автомобиле

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.

Виды, устройство и принцип работы стартера автомобиля

Для успешного запуска двигателя внутреннего сгорания необходимо устройство, которое придаст кривошипно-шатунному механизму начальный импульс, то есть провернет маховик до нужных оборотов. Таким устройством является стартер и именно он отвечает за пуск двигателя. В статье подробно рассмотрим устройство и принцип работы стартера автомобиля, а также его возможные неисправности.

  1. Устройство стартера
  2. Основные компоненты
  3. Принцип работы
  4. Устройство бендикса
  5. Виды стартеров
  6. Основные неисправности

Устройство стартера

Стартер автомобиля представляет собой электродвигатель. Он преобразует электрическую энергию от аккумулятора в механическую работу, которая приводит в движение маховик и коленчатый вал, для начала процесса движения поршней. Стартером оборудованы все двигатели.

Стартер автомобиля

Принцип работы устройства основан на законах физики, которые известны со школьной скамьи. Если между двумя полюсами магнита поместить проволочную рамку с двумя концами, а потом пустить через нее ток, то она начнет вращаться. Это и есть самый простой электродвигатель.

Простой автомобильный стартер представляет собой металлический корпус, в котором находятся четыре магнитных сердечника (башмаки). Эти магниты в корпусе и представляют собой статор электродвигателя. Раньше на башмаках наматывалась обмотка возбуждения, на которую подавался электрический ток от аккумулятора. То есть это был классический электромагнит. На современных же устройствах применяются обычные магниты.

Другой важной деталью устройства является якорь. Он представляет собой вал с напрессованным сердечником из электротехнической стали. В пазах сердечника находятся те самые рамки, которые будут вращаться вокруг полюсов магнита. Концы рамок соединены с коллектором, к которому подходят четыре щетки – две положительные от АКБ и две отрицательные, которые будут идти к массе.

В закрывающей задней крышке находятся щеткодержатели с пружинками, которые постоянно поддавливают щетки к коллектору для обеспечения контакта. Также в задней крышке установлена опорная втулка якоря или подшипник.

Устройство обычного стартера

На металлическом корпусе находится входной контакт. К этому контакту подключается плюсовая клемма аккумулятора (+). Ток проходит по рамкам якоря и выходит на отрицательные щетки массы. Масса соединяется с отрицательной клеммой аккумулятора. Таким образом, создается магнитное поле вокруг рамок якоря и он вращается.

Плюсовой провод АКБ, который подходит к стартеру, значительно толще остальных. По этому проводу подается пусковой ток, равный примерно 400А.

Ток от аккумулятора на стартер не может подаваться постоянно. Он нужен только в момент запуска двигателя. Поэтому между плюсовым проводом аккумулятора и контактом стартера есть так называемый медный пятак, который замыкает контакты.

Читать еще:  Киа спортейдж скрип при повороте руля

На валу якоря также выполнено шлицевое соединение, на котором находится направляющая втулка и бендикс с шестерней с возможностью осевого перемещения. Это движение обеспечивает контакт шестерни непосредственно с зубчатым венцом маховика. Простыми словами можно сказать, что бендикс подходит к маховику, проворачивает его, сколько это необходимо, а потом отходит обратно.

Стартер в разрезе

Но бендикс не перемещается по валу самостоятельно. Это делает другой электромагнит меньшего размера – втягивающее реле. От реле к шестерне подходит вилка, которая и толкает бендикс. К катушке втягивающего подается управляющий ток от аккумулятора через замок зажигания. При включении зажигания катушка намагничивается и втягивает сердечник. Этот сердечник, с одной стороны, связан с вилкой бендикса, с другой – с пятаками, замыкающими контакты электродвигателя. Когда напряжение с катушки втягивающего реле снимается, то вилка вновь втягивается обратно на место, а электродвигатель прекращает свою работу.

Якорь начинает вращение только тогда, когда шестерня уже вошла в зацепление с маховиком.

Основные компоненты

Таким образом, основными составляющими стартера можно назвать:

  • магнитный статор;
  • вал с якорем;
  • втягивающее реле с компонентами (электромагнит, сердечник, контакты);
  • щеткодержатель с щетками;
  • бендикс с шестерней;
  • вилка;
  • элементы корпуса.

Принцип работы

Учитывая устройство стартера, рассмотрим его работу пошагово:

  1. Водитель включает зажигание и на втягивающее реле подается управляющее напряжение. Катушка реле намагничивается и перемещает сердечник.
  2. Сердечник подводит бендикс и шестерню к маховику при помощи вилки и в конце своего хода замыкает контактные пятаки на электродвигатель.
  3. Пусковой ток подается на обмотку якоря, который начинает вращаться в магнитном поле статора. Стартер начал работать.
  4. Двигатель запустился, водитель повернул ключ из положения пуска. Управляющий ток перестал подаваться на втягивающее реле, пятаки разомкнулись, а бендикс с шестерней вернулся в исходное положение под действием возвратной пружины. Стартер прекратил свою работу.

Устройство бендикса

Бендикс представляет собой довольно интересное устройство. Иногда его называют муфтой свободного хода или обгонной муфтой.

Бендикс

Для запуска двигателя нужно, чтобы маховик вращался не медленнее, чем 100 об/мин. Так как шестерня стартера намного меньше зубчатого венца маховика, ей нужно вращаться в 10 раз быстрее, чтобы придать маховику необходимое ускорение. Это 1000 об/мин.

Когда двигатель заводится, маховик начинает вращаться очень быстро. Он передает это быстрое вращение на шестерню. Нетрудно посчитать, что скорость вращения шестерни при этом будет уже 10 000 об/мин. Если на вал стартера передалось такое ускорение, то он бы не выдержал. Именно для этого и нужен бендикс. Он передает вращение от шестерни на маховик, но не передает его обратно от маховика на шестерню.

Бендикс в разборе

Сам бендикс состоит из двух частей: шестерни и корпуса. Внутренняя обойма шестерни входит в корпус с внешней обоймой. Внутри этой обоймы находятся четыре ролика с пружинками. Корпус бендикса вращается через вал стартера. При вращении внутренняя обойма шестерни как бы заклинивает в корпусе и вращается, а при вращении шестерни от маховика эти ролики расходятся и не передают вращение на вал. Сам вал стартера при этом вращается с прежней скоростью.

Виды стартеров

Как было описано выше в современных стартерах применяются не башмаки с обмоткой возбуждения, а магниты. Магниты в качестве статора позволяют значительно уменьшить габариты устройства. При этом частота вращения якоря повышается. Поэтому иногда применяется редуктор.

Исходя из этого, стартеры делятся на:

  • редукторные;
  • простые (безредукторные).

С устройством и работой простого стартера мы уже познакомились. Работа редукторного основана на тех же принципах, что и простого, но имеет немного другое устройство. Крутящий момент от якоря вначале поступает в планетарный редуктор, который его преобразует, и далее на вал бендикса. Вращение от якоря на шестерню передается через водило планетарного механизма.

Этот вид стартера имеет следующие преимущества:

  • более высокий КПД;
  • меньшее потребления тока;
  • небольшие размеры;
  • запуск двигателя даже при низком заряде аккумулятора.

Но такая конструкция сказывается на сложности ремонта.

Основные неисправности

Все возможные виды неисправностей стартера можно разделить на механические и электрические.

С механическими узлами может быть связано:

  1. Залипание контактных пятаков.
  2. Износ подшипников и удерживающих втулок.
  3. Износ роликов бендикса.
  4. Заклинивание вилки или сердечника втягивающего реле.

Проблемы с электрикой:

  1. Выработка щеток и пластин коллектора.
  2. Обрыв цепи в обмотке башмаков (статора) или втягивающего реле.
  3. Замыкание и перегорание обмоток.

Щетки и втягивающее реле не ремонтируются. Эти детали меняются на новые. Ремонт обмотки лучше доверить квалифицированному автоэлектрику. Однако необходимо понимать, что зачастую выходит из строя не сам стартер, а сопутствующие элементы. В таком случае необходимо провести диагностику для более детального выявления причины неисправности. Проще всего это сделать персональным диагностическим сканером, к примеру, с помощью недорогого мультимарочного устройства Rokodil ScanX.

Мультибрендовый сканер Rokodil ScanX

После диагностики сканер укажет на точную причину неисправности, будь то перегоревший предохранитель, неисправность выключателя зажигания или неисправность электрической цепи. Rokodil ScanX подойдет практически для любых автомобилей с ODB-II разъемом и поможет сэкономить деньги на ремонте.

Стартер – это довольно сложный механизм, который требует внимания от водителя. Любые шумы и скрежет лучше оперативно устранять. Но несмотря на общую сложностью устройства, принцип его работы очень простой. Поняв его, можно самостоятельно устранить многие неисправности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector