За что отвечает стартер в машине. Как работает стартер. Видео: электродвигатель 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.

Каждый более-менее опытный водитель прекрасно знает, что стартер - это устройство первичного запуска двигателя, без которого запустить мотор, мягко говоря, очень сложно (но не невозможно). Именно этот элемент позволяет создавать начальное вращение коленвала с нужной частотой, поэтому он является неотъемлемой частью любого современного автомобиля или другого устройства,

Конструктивно стартер - это четырехполюсный электрический мотор постоянного тока. Он получает питание от аккумулятора, а его мощность в зависимости от модели автомобиля может быть разной. Чаще всего для бензиновых двигателей используются стартеры мощностью 3 кВт. Попробуем более детально пояснить, что представляет собой стартер: что это, каков его принцип работы и устройство.

Основная функция

Известно, что дизельный или бензиновый мотор автомобиля вращается за счет микровзрывов топлива в камерах сгорания. Все остальное электрооборудование получает питание непосредственно от него. Однако в неподвижном состоянии (в заглушенном) мотор не может выдать ни крутящего момента, ни электрической энергии. Именно поэтому и необходим стартер, который обеспечивает начальное вращение двигателя с помощью внешнего источника питания - аккумулятора.

Устройство

Данный элемент состоит из следующих частей:

1. Корпус (он же электродвигатель). В этой стальной детали размещаются обмотки возбуждения и сердечники. То есть применяется классическая схема практически любого электродвигателя.
2. Якорь из легированной стали. К нему крепятся коллекторные пластины и сердечник.
3. Втягивающее реле стартера. Это устройство, которое подает питание на электродвигатель от замка зажигания. Также оно выполняет и другую функцию - выталкивает обгонную муфту. Здесь имеются силовые контакты и подвижная перемычка.
4. Бендикс (так называется обгонная муфта) и приводная шестерня. Это специальный механизм, который через шестерню зацепления передает крутящий момент на маховик.
5. Щетки и щеткодержатели - передают напряжение на коллекторные пластины. При этом они повышают мощность электрического двигателя.

Конечно, в зависимости от конкретной модели стартера его устройство может немного отличаться. Однако в большинстве случаев данный элемент выполнен по классической схеме и содержит в себе все описанные выше компоненты. Отличия между данными механизмами могут быть незначительными, и чаще всего они заключаются в способе разъединения шестеренок. К тому же в автомобилях с автоматической коробкой передач стартеры комплектуются дополнительными обмотками, которые предназначаются для предотвращения пуска мотора, если "автомат" установлен в ходовое положение (D, R, L, 1, 2, 3).

Принцип работы

Теперь вы понимаете, что это - стартер в машине. Он задает стартовое вращение двигателю, без которого последний просто не может начать работу. Теперь можно рассмотреть его принцип работы, который можно разделить на 3 этапа:

1. Соединение основной приводной шестерни с маховиком.
2. Пуск стартера.
3. Разъединение маховика и приводной шестерни.

Сам цикл работы этого механизма длится пару секунд, так как он не принимает участия в дальнейшей работе мотора. Если рассмотреть принцип действия подробнее, то выглядит он следующим образом:

1. Водитель переводит ключ в замке зажигания в положение "Пуск". Ток от цепи аккумулятора поступает на замок зажигания и следует далее на тяговое реле.
2. Приводная шестерня бендикса зацепляется с маховиком.
3. Одновременно с зацеплением шестерни замыкается цепь, в результате чего на электродвигатель подается напряжение.
4. Происходит запуск двигателя.

Виды стартеров

И хотя похож, сами устройства могут отличаться по конструктивному исполнению. В частности, они могут быть с редуктором или без него.

В автомобилях с дизельными двигателями или моторами повышенной мощности используются стартеры с редуктором. Данный элемент состоит из нескольких шестеренок, которые устанавливаются в корпус стартера. Благодаря ему напряжение усиливается в несколько раз, что делает крутящий момент более мощным. Стартеры с редукторами обладают преимуществами:

1. Более высокий КПД и эффективность работы.
2. Потребляют более слабый ток при
3. Компактные размеры.
4. Сохраняют высокую эффективность работы даже при падении заряда аккумулятора.

Что касается обычных стартеров без редукторов, то их принцип работы основывается на прямом контакте с вращающейся шестерней. Преимущества таких устройств следующие:

1. Быстрый запуск мотора за счет мгновенного соединения с венцом маховика при подаче напряжения.
2. Простота работы и высокая ремонтопригодность.

В последнее время популярными становятся стартеры-генераторы, которые относятся к устройствам пуска двигателя внутреннего сгорания и выработки электроэнергии. По сути, стартер-генератор - это аналог серийно выпускаемых генераторов и стартеров по отдельности.

Неправильная эксплуатация

И хотя многие водители понимают, что стартер - это всего лишь инструмент запуска мотора, многие его эксплуатируют неправильно. В частности, распространены ситуации, когда после запуска двигателя водитель все равно удерживает ключ в замке зажигания в положении "Старт". Следует понимать, что ток, потребляемый стартером при работе, составляет 100-200 ампер, а в мороз может достигать 400-500 ампер. Именно поэтому не рекомендуют удерживать стартер в течение 10 секунд и более. В противном случае бендикс может сильно раскрутиться, нагреться и заклинить.

Также водители часто используют стартер как электродвигатель в тех случаях, когда в баке нет бензина. Они просто включают первую передачу и поворачивают ключ зажигания. Машина трогается и даже едет лишь благодаря работе стартера. Таким способом можно проехать 100-200 метров, однако это окончательно "убьет" стартер.

В общем, работать стартер должен 3-4 секунды максимум. Если двигатель запускается в течение 10 секунд, то с системой явно что-то не в порядке.

Заключение

Теперь понимаете, что это за элемент в автомобиле и как он работает. Кстати, не стоит его путать с растением, как это делают женщины. Стоит понимать, что стартер фиалки - это растение, а автомобильный стартер - это элемент запуска ДВС.

1. Цель работы:

Изучение устройства и принципа работы автомобиль­ного элек­тростартера.

2. Краткие сведения

Электростартер предназначен для осуществления пуска авто­мобильного двигателя.

Электростартер конструктивно объединяет в себе элек­тродви­гатель постоянного тока с последовательным или сме­шанным воз­буждением, электромагнитное тяговое реле и ме­ханизм привода. Применение смешанного возбуждения по­зволяет снизить частоту вращения якоря поверхностей и об­легчить работу механизма при­вода.

Наибольшее распространение на автомобилях получили элек­тростартеры с принудительным электромеханическим включением и выключением шестерни, имеющие роликовые муфты свободного хода и управляемые дистанционно с по­мощью тягового электромагнитного реле, установленного на корпусе или на крышке со стороны привода.

Основными узлами и деталями электростартера явля­ются кор­пус 1 (рис. 2.1) с полюсами 2 и катушками 4 обмотки возбужде­ния; якорь 3 с коллектором 36 , механизм привода с муфтой свободного хода 12 , электромагнитное тяговое реле 25 , крышка 17 со стороны привода (передняя крышка), крышка 33 со сто­роны коллектора (задняя крышка) и щеточ­ный узел с щеткодержате­лями 32 .

Корпусы электростартеров изготавливают из трубы или сталь­ной полосы с последующей сваркой стыка. К корпусу винтами крепятся полюсы 2 , на которых располагаются ка­тушки 4 обмот­ки возбуждения. Практически все стартерные электродвигатели выполняются четырехполюсными. В стар­терных электродвигателях смешанного возбуждения катушки последовательной и параллельной обмоток возбуждения ус­танавливаются на отдельных полюсах.

Рис. 2.1. Стартер с принудительным электромеханическим перемещением шестерни привода с роликовой муфтой свободного хода.

1 – корпус; 2 - полюсный сердечник; 3 - якорь; 4 - обмотки воз­бужде­ния; 5 - фланец; 6 - запор­ное кольцо; 7- упорный фланец; 8 - повод­ковое кольцо; 9- по­водковая муфта; 10 - буферная пружина; 11 - шлицевая втулка; 12 - муфта свободного хода; 13 - шестерня; 14 - упорное кольцо; 15 – замочное кольцо; 16- регулировочные шайбы; 17 и 33 - крышки; 18- рычаг; 19- резиновая заглушка; 20- палец по­водка; 21 - поводок; 22 - воз­вратная пружина; 23 - якорек; 24 - шпилька крепления реле; 25- тяговое реле; 26 - обмотка; 27 - кон­тактная пластина; 28- крышка реле; 29 - штекерный вывод обмотки реле; 30 - зажимы; 31 - защитная лента; 32- щеткодер­жатель; 34 - тормозной диск; 35 - конус; 36 - коллектор; 37 - шпиль­ка; 38 - изо­ляционная трубка.

Катушки последовательной обмотки возбуждения имеют неболь­шое число витков неизолированного медного провода прямоугольного сечения марки ПММ. Между вит­ками катушки прокладывают электро­изоляционный картон толщиной 0,2...0,3 мм. Катушки параллельной обмотки нама­тываются изолированным круглым проводом ПЭВ-2. Сна­ружи катушки изолируют хлобчатобумажной лентой, пропи­тываемой лаком.

Ток к обмотке возбуждения проводится через главные контакты тягового реле по многожильному проводу или мед­ной шине, проходя­щим через изоляционные втулки в корпусе или задней крышке.

Сердечник якоря представляет собой пакет стальных плас­тин. Применение шихтованного сердечника уменьшает потери на вих­ревые токи. Пакет якоря напрессован на вал.

Полузакрытые или закрытые пазы якорей имеют прямо­угольную или грушевидную форму. Прямоугольная форма обеспечивает лучшее заполнение паза прямоугольным прово­дом. Грушевидные пазы удобны для размещения двухвитко­вых секций.

Обмотка якоря укладывается в пазы сердечника. При­меняются простые волновые и простые петлевые обмотки с одно- и двухвитковыми секциями. Двухвитковые секции ха­рактерны для электродви­гателей небольшой мощности. Од­новитковые секции выполняются из неизолированного пря­моугольного провода марки ПММ. Обмотки с двухвитко­выми секциями наматываются круглым изолированным про­водом. Одновитковые секции закладываются в пазы с торца пакета якоря. Проводники в пазах изолируются друг от друга и от паке­та пластин электроизоляционным картоном. По схеме волновой об­мотки число пазов якоря четырехполюс­ного электродвигателя долж­но быть нечетным и у отечест­венных электростартеров находится в пределах 23...33.

На лобовые части обмотки якоря накладывают бандажи из нес­кольких витков стальной проволоки, намотанных на прокладку из электроизоляционного картона и скрепленных металлическими ско­бамии, хлобчатобумажного или капроно­вого шнура.

Концы секций обмотки якоря припаиваются в прорезях петуш­ков к пластинам коллектора. В электростартерах при­меняются сбор­ные цилиндрические коллекторы на металли­ческой втулке, цилин­дрические и торцевые коллекторы на пластмассе.

Цилиндрические коллекторы набирают в виде пакета медных пластин, изолированных прокладками из миканита, слюдината или слюдопласта.

Пластины в сборном коллекторе закрепляются металли­ческими нажимными кольцами и изоляционными конусами по опорным поверх­ностям пластин, выполненным по форме, напоминающей «ласточкин хвост». Металлическая втулка, напрессовываемая на вал, изоли­руется от медных пластин миканитовой цилиндрической втулкой. Вследствие податли­вости изоляционных миканитовых конусов перво­начальная форма сборного цилиндрического коллектора в процессе экс­плуатации может изменяться, что приводят к усилению ис­крения под щетками, повышенному износу пластин коллек­тора и щеток. Коллекторы на пластмассе допускают приме­нения коллекторных пластин с разнообразной формой опор­ной части. Пластмассовый корпус плотно охватывает сопря­женные поверхности пакета коллектор­ных пластин и незави­симо от конфигурации и точности изготовления опорных час­тей пластин обеспечивает высокую монолитность конструк­ции и упрощает технологический процесс изготовления кол­лектора.

Замена цилиндрических коллекторов торцевыми сни­жает расход коллекторной меди и повышает срок службы ще­точно-коллекторного узла. Якорь вращается в двух или трех опорных с бронзографитовыми или металлокерамическими подшипниками скольжения.

Задние крышки электростартеров с цилиндрическими коллекто­рами отливаются из цинкового, алюминиевого сплава или штампуют­ся из стали. К крышке 33 крепятся че­тыре коробчатых щеткодержа­теля 32 радиального типа с щетками и спиральными пружинами. Щеткодержатели изо­лированных щеток отделены от крышки прок­ладками из тек­столита или другого изоляционного материала. В стартерах с торцевыми коллекторами щетки размещаются в пласт­массо­вой или металлической траверзе и прижимаются к рабочей поверхности коллектора цилиндрическими пружинами.

В 12-вольтовых стартерах используются меднографит­ные щетки марок МГСО и МГС20 с добавкой олова и свинца, которые улучшают коммутацию, уменьшают износ коллек­тора и падение напря­жения под щетками. Щетки МГC5 и МГС51 устанавливаются в двадцатичетырехвольтовых стар­терах. Плотности тока в стартерных щет­ках на рабочих ре­жимах достигают 50...120 А/см 2 . Щетки имеют канатики и присоединяются к щеткодержателям с помощью винтов. Обычно щетки устанавливаются на геометрической нейтрали. На некоторых стартерах против направления вращения. Вол­новая об­мотка якоря имеет две параллельных ветви и позво­ляет ограни­читься установкой двух щеток, однако на старте­рах с целью уменьшения плотности тока устанавливается полное число щеток, рав­ное числу полюсов.

Алюминиевые или чугунные передние крышки 17 имеет устано­вочные фланцы с двумя или большим числом отвер­стий под болты или шпильки крепления стартера к картеру маховика или сцепле­ния и посадочные пояски. Фланцевое крепление обеспечивает не­обходимую точность взаимного расположения шестерни стартера относительно венца махо­вика при снятии и повторной установке стартера.

Передняя и задняя крышки крепятся к корпусу стяж­ными болтами.

Дистанционно управляемое тяговое реле 25 обеспечи­вает ввод шестерни 13 в зацепление с венцом маховика и подключает стартерный электродвигатель к аккумуляторной батарее. Реле имеет одну или две обмотки (вытягивающую и удерживающую), намотанные на латунную втулку, в которой свободно перемещается стальной якорь с контактной пласти­ной 27 . Два неподвижных контакта в виде кон­тактных болтов 30 установлены в пластмассовой или металлической крышке реле. Втягивающая обмотка 26 , подключенная параллельно контактом реле, при включении реле действует согласно с удер­живающей обмоткой и создает достаточную притяги­вающую силу, когда зазор между якорем и сердечником мак­симален. При замыка­нии главных контактов втягивающая обмотка замыкается накорот­ко и выключается из работы. В двухобмоточном реле удерживаю­щая обмотка, рассчитанная в основном на удержание якоря реле в притянутом состоянии, намотана проводом меньшего сечения, чем втягивающая об­мотка.

Механизм привода стартера расположен на шлицевой части ва­ла. Муфта свободного хода 12 привода обеспечивает передачу вращающего момента от вала якоря маховику в пе­риод пуска и пре­пятствует вращению якоря маховиком после пуска двигателя.

Электростартеры с принудительным перемещением шестерни имеют роликовые, фрикционные и храповые муфты свободного хода. Наибольшее распространение получили ро­ликовые муфты (рис. 2.2), бесшумные в работе и технологич­ные по конструкции, способные при небольших размерах пе­редавать значительные вращающие мо­менты.

Рис. 2.2. Приводной механизм стартера с плунжерной муфтой свободного хода.

1 – ролик; 2 – плунжер; 3 – пружина прижимная; 4 – упоры пружины; 5 – обойма наружная ведущая; 6 – кольцо замковое; 7- чашка; 8 – вспомога­тельная пружина; 9 – втулка отвода; 11 – пружина буферная; 12 – втулка; 13 – кольцо центрирующее; 14 – обойма ведомая; 15 – пластина металли­ческая; 16 – кожух муфты; 17 – шестерня привода; 18 – вкладыш.

Рабочие поверхности ведущей звездочки 5 представ­ляют собой логарифмическую спираль, спираль Архимеда или окружность со смещенным центром, что позволяет полу­чить постоянный угол за­клинивания в 4...6°. При включении муфты в работу ведущая обой­ма 5 поворачивается относи­тельно еще неподвижной ведомой 14 , ролики 1 под дейст­вием прижимных пружин 3 и сил трения переме­щаются в уз­кую часть клиновидного пространства и муфта закли­нива­ется. После пуска двигателя частота вращения шестерни 17 привода и связанной с ней ведомой обоймы превышает час­тоту вращения ведущей обоймы, ролики переходят в широ­кую часть клиновид­ного пространства между обоймами, по­этому передача вращения от венца маховика к якорю исклю­чается.

Воздействие центробежных сил на ролики и плунжеры 2 тре­бует применения прижимных пружин с большими уста­новочными уси­лиями. При неустойчивом пуске возникают значительные ускоре­ния. Действующие на ролики и плун­жеры центробежные силы могут превысить усилия прижим­ных пружин и привести к динамической пробуксовке муфты.

При резких динамических ударах роликов по плунже­рам деформируются юбка и дно плунжера 2 , упоры 4 в плун­жерном отверс­тии обоймы и пружины. Результатом является неравномерное зак­линивание роликов, перегрузка отдельных элементов, снижение надежности работы.

Шестерню 17 привода и обоймы муфт свободного хода для по­вышения механической прочности и износоустойчиво­сти изготавли­вают из высоколегированной стали. Чтобы пре­дотвратить смеще­ние пружин 3 и обеспечить стабильность прижимного усилия, исполь­зуют специальные упоры 4 . Цен­трирующее кольцо 13 уменьшает ра­диальное биение обоймы, ограничивает перекос муфты при заклини­вании роликов и улучшает работу привода в режиме обгона.

Электромагнитное тяговое реле воздействует на меха­низм привода с помощью рычага включения через разрезную поводковую муфту, состоящую из двух половин. Со стороны втулки отвода 9 расположена вспомогательная пружина 8 , упирающаяся в чашку 7 . Такое устройство позволяет разомк­нуть главные контакты тягового реле путем сжатия вспомога­тельной пружины при перемещении втул­ки отвода возврат­ной пружиной в тех случаях, когда шестерню привода заедает в зубчатом венце маховика после отключения стартера.

Схема дистанционного управления стартером приведена на рис. 2.3. При переводе включателя зажигания S1 в положе­ние стартования, контакты KV1:1 дополнительного реле KV1 подклю­чают втягивающую КА2:1 и удерживающую КV2 об­мотки тягового реле к аккумуляторной батарее GB . Под дей­ствием намагничи­вающей силы двух обмоток якорь тягового реле перемещается и с помощью рычага включения вводит шестерню стартера в зацепление с венцом маховика. В конце хода якоря реле замыкаются основные контакты КА2:1 тяго­вого реле и GB оказывается соединенной со стартерным элек­тродвигателем М .

Контакты КА2:1 замыкаются раньше, чем шестерни полностью войдет в зацепление с венцом маховика. Даль­нейшее перемещение шестерни до упорного кольца на валу происходит за счет осевого усилия в винтовых шлицах вала якоря и направляющей муфты втул­ки свободного хода.

Рис. 2.3. Электрическая схема дистанционного управления старте­ром.

S1 – выключатель зажигания; KV1 – обмотка дополнительного реле; KV1:1 – контакты дополнительного реле; КА2 – втягивающая об­мотка тягового реле стартера; KV2 – удерживающая обмотка тягового реле стартера; КА2:1 – контакты тягового реле стартера; GB – аккумуля­торная батарея; М – якорь стартера.

Если при запуске шестерня стартера упирается в венец махо­вика, якорь реле все равно продолжает двигаться, сжи­мая буфер­ную пружину, и замыкает контакты КА2:1 . Якорь стартера вместе с приводом начинают вращаться, и как только зуб шестерни уста­навливается напротив впадины зуб­чатого венца маховика, шестер­ня под действием буферной пружины и осевого усилия в шлицах входит в зацепление с маховиком.

Шестерня остается в зацеплении до тех пор, пока води­тель не отключить питание дополнительного реле стартера. После раз­мыкания контактов КV1:1 дополнительного реле втягивающая КА2 и удерживающая KV2 обмотки тягового реле оказываются включен­ными последовательно, получая питание через контакты КА2:1 . Число витков обеих обмоток одинаково и по ним проходит один и тот же ток. Так как на­правление тока во втягивающей обмотке в этом случае изме­няется, обмотки действуют встречи и создает два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердеч­ник электромагнита размагничивается и возвратная пружина, пере­мещая якорь реле в исходное положение, размыкает главные кон­такты и выводит шестерню из зацепления с вен­цом маховика.

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты

3.1. Стартеры в сборе, разрезанные образцы, щиты с де­та­лями и плакаты.

3.2. Приспособления и инструменты, необходимые для разбор­ки и сборки электростартера.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Разобрать стартер.

4.2. Нарисовать схему внутренних соединений кату­шек обмот­ки возбуждения и обмотки якоря.

4.3. Нарисовать эскиз магнитной системы стартер­ного электродвигателя.

4.4. Определить число пазов, число витков в секциях обмот­ки якоря, число коллекторных пластин.

4.5. Нарисовать схему обмотки якоря и рассчитать её шаги.

4.6. Привести частичную разборку тягового реле.

4.7. Нарисовать магнитную систему тягового реле.

4.8. Нарисовать схему соединения обмоток реле.

4.9. Собрать тяговое реле в порядке, обратном раз­борке.

4.10. Собрать стартер в порядке, обратном разборке.

5.1. Тип изучаемого стартера и его техническая харак­теристика.

5.2. Краткое описание особенностей устройства и принципа работы стартера.

5.3. Схема внутренних соединений катушек обмотки возбуж­дения и обмотки якоря.

5.4. Эскиз магнитной системы стартерного электродви­гате­ля.

5.5. Эскиз магнитной системы тягового электромаг­нитного реле.

5.6. Схема соединений обмоток тягового реле.

5.7. Схема управления электростартером.

6. Контрольные вопросы

6.1. Из каких основных реле узлов и деталей состоит элек­тростартер?

6.2. Какие возможны схемы внутренних соединений обмоток возбуждения и якоря в электростартерах?

6.3. Почему пакет якоря набирается из стальных пла­стин?

6.4. Почему пакеты якорей четырехполюсных стартер­ных элек­тродвигателей с волновой обмоткой имеют нечетное число пластин?

6.5. Какой тип щеткодержателей пршленяется в элек­тростар­терах?

6.6. Какие типы коллекторов применяются в электро­старте­рах?

6.7. Почему удерживающая и втягивающая обмотки тягового реле имеют одинаковое число витков, но намотаны проводами разного сечения?

6.8. Каково назначение пружин привода?

6.9. Можно ли в четырехполюсном электродвигателе с вол­новой обмоткой ограничиться установкой двух щеток?

6.10.Каковы преимущества стартеров смешанного воз­бужде­ния?

Для запуска двигателя автомобиля необходимо обеспечить условия для воспламенения топливовоздушной смеси. И одним из таких условий является раскручивание коленчатого вала хотя бы до минимально необходимых оборотов, чтобы в цилиндрах прошли рабочие процессы. Для проворачивания колен. вала применяется сторонний источник механической энергии. Им выступает силовой электродвигатель, получивший название «стартер».

Основные составные части

По сути, автомобильный стартер – это доработанный электрический двигатель постоянного тока с коллекторно-щеточным узлом. В конструкцию дополнительно входит механизм управления, обеспечивающий включение и выключение электромотора и исполнительный механизм, в задачу которого входит воздействие на маховик коленчатого вала.

Механизмом управления выступает втягивающее реле. Оно выполняет одновременно две задачи:

1. Замыкает электрическую цепь и обеспечивает подачу напряжения на электродвигатель.
2. Вводит в зацепление шестерню исполнительного механизма с зубчатым сектором маховика.

Составными частями втягивающего реле является обмотка и якорь. Последний посредством вилки связан с исполнительным механизмом.

Исполнительный механизм, используемый в конструкции автомобильного стартера, называется бендиксом. Основной его элемент — приводная шестерня, передающая вращение вала электродвигателя на маховик. Эта шестеренка в классической конструкции стартера расположена на валу ротора электромотора и имеет с ним шлицевое подвижное соединение. Оно дает возможность перемещаться шестеренке по валу и передает усилие.

В конструкцию бендикса входит обгонная муфта, предотвращающая обратную передачу усилия. Дело в том, что после запуска двигателя скорость вращения коленвала превышает обороты ротора стартера. При этом водитель не всегда успевает среагировать и отключить стартер. В результате из-за зацепления шестерен происходит обратная передача усилия – от маховика на стартер, что приводит к повреждению последнего. Чтобы этого не произошло и используется обгонная муфта, которая в случае превышения оборотов вращения ротора разрывает его связь с приводной шестеренкой бендикса.

Для запитывания стартера используется две электрические цепи. Первая из них – прямая от аккумулятора к электромотору. Стартер в процессе работы потребляет большое количество электроэнергии. Поэтому для снижения потерь напряжение на электродвигатель подается напрямую при помощи медного кабеля большого сечения.

При этом эта цепь является постоянно разомкнутой во втягивающем реле, что исключает самовольное включение эл. двигателя.

Вторая цепь используется для запитки втягивающего реле. В ней потребление энергии незначительное, поэтому используется обычная проводка. В этой цепи также имеется разрыв – в замке зажигания.

Эти электрические цепи задействуются последовательно. Сначала замыкается вторая цепь, что обеспечивает срабатывание реле, а оно затем замыкает первую цепь.

Принцип работы

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

После отпускания ключа зажигания цепь питания втягивающего реле прерывается. Магнитное поле пропадает и пружина, установленная в реле, возвращает якорь на место, размыкая пятаки и выводя из зацепления бендикс – стартер отключается.

Типы и их особенности

Выше описана классическая конструкция стартера. Она отличается тем, что бендикс посажен напрямую на вал ротора. Такой тип сейчас считается устаревшим. Такая конструкция требует использования электродвигателя со сниженной скоростью вращения и повышенным тяговым усилием. Из-за этого стартер был массивным и значительным по размерам.

Более современной считается конструкция стартера, которая включает в себя редуктор.

Редуктор в конструкции обеспечивает изменение передаточного соотношения. То есть, этот элемент преобразовывает скорость вращения в тяговое усилие. Поэтому нет надобности использовать мощные электродвигатели, да еще и со сниженными оборотами. Использование редуктора позволило уменьшить размеры стартера и обеспечить уменьшенное потребление электроэнергии.

В конструкции редукторных стартеров применяются разные типы редукторов, но наибольшее распространение получила планетарная передача. Она компактна по размерам и достаточно надежна.

В планетарном редукторе используется дополнительный вал, на который посажен бендикс. То есть прямой связи между ним и ротором эл. двигателя нет, но они взаимодействуют между собой через редуктор.

Классический планетарный редуктор состоит из ведущей шестерни (прозванной солнечной), зубчатого венца и водило с сателлитами. Все составные части зацеплены между собой. Отличительной особенностью этого редуктора — это использования каждой составной части в качестве и ведомого элемента.

В случае со стартером в качестве ведущей шестерни выступает солнечная, установленная на валу ротора. Зубчатый венец обездвижен и зафиксирован в корпусе. Выходное вращение с редуктора снимается с водило, к которому прикреплен вал бендикса.

Несмотря на дополнительную составную часть принцип работы редукторного стартера не отличается от классического.

Выпускаются редукторные стартеры и с цилиндрической передачей. Но ввиду более сложной конструкции они встречаются реже, чем изделия с планетарной передачей.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Основные виды поломок

В целом все неисправности автомобильного стартера делятся на две категории. Первая из них – механическая. Сюда относятся:

• подгорание пятаков;
• износ подшипников;
• повреждение зубьев ведущей шестеренки;
• подклинивание якоря втягивающего реле;
• разрушение обгонной муфты;
• заклинивание бендикса на валу.

Эти неисправности устраняются обслуживанием и заменой подтвержденных элементов. К примеру, подгоревшие пятаки можно почистить, а подшипники – заменить.

• износ щеток и контактных пластин коллектора;
• обрыв обмоток статора и втягивающего реле;
• замыкание обмоток.

Если щетки заменить несложно, то ремонт коллектора затруднителен, поскольку нужно перепаивать все его пластины. Что касается обрыва и замыкания, то устранить такие поломки может только опытный автоэлектрик. При этом нередко отремонтированный двигатель снова ломается, поэтому иногда лучше заменить узел, чем ремонтировать. Реле же при электрических поломках не ремонтируется, а заменяется.

Что касается редукторных стартеров, то редуктор также может выйти из строя. Его «слабым местом» является зубчатый венец, которые производители часто делают из пластика (для снижения шумности и удешевления производства). Этот венец из-за нагрузок разрушается и редуктор перестает работать. Для восстановление работоспособности стартера заменяется венец. При этом некоторые автолюбители для исключения повторной поломки подбирают и устанавливают венец из металла.

Видео: Стартёр не работает. В чём причина?

Работа стартера предваряет движение любого автомобиля. Знание устройства и принципа работы данного узла помогает правильно заводить двигатель и быстро находить причины плохого пуска.

В настоящее время стартеры всех автомобилей имеют минимальные конструктивные особенности и незначительно отличаются друг от друга. Таким образом, зная устройство стартера одной машины, вы без труда разберетесь в особенностях конструкции данного узла с другого авто.

Обычный стартер состоит из следующих основных частей:

• электродвигатель постоянного тока;
• втягивающее (тяговое) реле;
• бендикс.

Основным узлом является электродвигатель, который после включения зажигания начинает вращать шестернями своего вала коленчатый вал двигателя. Втягивающее реле передвигает бендикс с рабочей шестерней вдоль вала электромотора, замыкает контакты электродвигателя после зацепления венца маховика и шестерни. Бендикс обеспечивает временное соединение венца маховика и вала стартера для вращения коленвала.

Принципиальная схема стартера представлена на следующем рисунке:

Принцип работы стартера автомобиля

Автомобильный стартер является электромеханическим устройством. Его главная задача – преобразование электроэнергии аккумулятора в механическое вращающее усилие. До момента пуска мотора происходят следующие процессы:

1. После включения зажигания электрический ток поступает через реле стартера на втягивающее реле.
2. Якорь втягивающего реле передвигается внутрь корпуса стартера и выдвигает бендикс, чтобы зацепить его шестерню с венцом маховика.
3. После достижения якорем втягивающего реле конечной точки замыкаются контакты, затем ток поступает на обмотку электромотора стартера и удерживающую обмотку реле.
4. Вращающийся вал стартера запускает двигатель автомобиля. После того как скорость вращения вала стартера станет ниже скорости вращения маховика, бендикс расцепляется с венцом и переходит в исходное положение с помощью возвратной пружины.
5. После пуска двигателя подача электрического тока на стартер прекращается.

Как видим, устройство стартера автомобиля не представляет особой сложности. Для проведения самостоятельного ремонта достаточно освоить принцип работы, изучить технические характеристики конкретной модели (крутящий момент, частота вращения вала, потребляемый ток, мощность и номинальное напряжение).

all-drive.net

Cистема запуска двигателя. Стартер

Система запуска двигателя предназначена для создания первичного крутящего момента коленвала двигателя с оборотами, необходимыми для образования нужной степени сжатия, для воспламенения горючей смеси. Управление системой запуска может быть ручным, автоматическим и дистанционным.

Система пуска двигателя состоит из основных функциональных устройств:

1. Аккумуляторная батарея
2. Стартер
3. Механизмы управления запуска (замок зажигания, блок управления автоматическим пуском, система дистанционного управления)
4. Соединительные провода большого сечения (многопроволочные медные).

Предъявляемые требования к системе запуска:

• надежность работы стартера (отсутствие поломок в 45-50 тыс. км. пробега)
• возможность уверенного запуска в условиях пониженных температур
• способность системы к многоразовым пускам в течение короткого времени.

Устройство стартера автомобиля

Основным узлом системы запуска двигателя является стартер. Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 вольт и, развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.

Стартер состоит из пяти основных элементов:

1. Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра. На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты.
2. Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря и коллекторные пластины. Сердечник имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам. Коллекторные пластины расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок, изготовленных из латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
3. Втягивающее реле или тяговое реле устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты – «пятаки», и подвижный контакт-перемычка, выполненные из мягких металлов. «Пятаки» представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле соединяется, через подвижное «коромысло» с обгонной муфтой, в простонародье именуемой бендиксом.
4. Обгонная муфта (бендикс) крепится подвижно на вал якоря и представляет собой роликовый механизм, который связан с шестерней зацепления с венцом маховика. Конструкция собрана так, что при подаче крутящего момента на бендикс в одну сторону, ролики, находящиеся в сепараторе выходят из пазов сепаратора и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. При вращении в противоположную сторону ролики западают в сепаратор, и шестерня вращается независимо от наружной обоймы.
5. Щеткодержатель элемент стартера, через который подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем передается на коллекторные пластины якоря. Выполнен щеткодержатель в виде диэлектрической обоймы с металлическими вставками, внутри которых находятся щетки. Контакты щеток (мягкий многожильный провод) при помощи точечной сварки привариваются к полюсным пластинам. Полюсными пластинами обычно являются «хвосты» обмоток возбуждения.

Принцип работы пусковой системы и стартера

Этапы работы стартера следующие: стыковка с зубчатым венцом маховика, пуск стартера, расстыковка стартера.

На деле это выглядит следующим образом: при включении замка зажигания и повороте ключа в положение «запуск», по цепи «+» АКБ - замок зажигания - обмотка тягового реле - «+» выхода стартера - плюсовая щетка - обмотка якоря - минусовая щетка, срабатывает тяговое реле. Под действием сердечника реле подвижный контакт замыкает силовые пятаки, через которые подается ток от АКБ на плюсовой провод стартера. Плюс стартера соединен с плюсовой полюсной пластиной и плюсовыми щётками. Минус по умолчанию подключен постоянно.

После подачи тока вокруг обмоток якоря и обмоток возбуждения возникают магнитные потоки, которые направлены в одну сторону а, как известно, одинаковые полюса магнита отталкиваются друг от друга, так возникает круговое движение якоря.

В момент срабатывания втягивающего реле, «коромысло» приходит в движение вместе сердечником реле и выталкивает бендикс на шлицах якоря, в сторону венца маховика. Якорь в этот момент начинает вращаться и приводит в действие маховик. Если двигатель автомобиля завелся, а ключ зажигания еще не отпущен, наступает момент, когда обороты двигателя превышают обороты стартера, в этом случае срабатывает обгонный механизм бендикса.

Для дизельных двигателей или двигателей большой мощности, применяется другой механизм подачи вращения на бендикс. Применяется редуктор, встроенный в корпус стартера. Редуктор представляет собой механизм привода трансмиссии, т.е. по внутренней зубчатой обойме вращаются три сателлита, которые и приводят в действие вал, на котором подвижно находится бендикс. Достоинство таких стартеров в малых габаритах и большой мощности.

autoustroistvo.ru

Какой стартер лучше - редукторный или обычный? Отличия, принцип работы и устройство

Технический прогресс не стоит на месте и постоянно развивается. Каждый год появляются новые технологии, что позволяет инженерам улучшать или создавать совершенно новые детали. Это касается и машиностроения. В России ежегодно продаются сотни тысяч современных машин. Каждая из них содержит в себе новейшие технологии. Мы же с вами поговорим о таком небольшом узле, как стартер, и разберемся, какой стартер лучше: редукторный или обычный.

Общие сведения

Первый стартер, используемый на автомобиле, имел ряд существенных недостатков. Со временем конструкция постепенно усовершенствовалась и существенно преобразилась. Стартер представляет собой 4-полосный электродвигатель, который необходим для вращения коленвала при запуске мотора. Он берет энергию у аккумуляторной батареи, в разы увеличивает пусковой ток. За счет этого и происходит запуск любого двигателя внутреннего сгорания. Принцип действия стартера за многие годы не изменился.

Тем не менее постоянно усовершенствовалась его конструкция. Уменьшалась масса детали, увеличивался срок службы за счет использования более качественных и новых материалов и т.п. Все это привело к тому, что стартер достаточно сильно преобразовался и появился даже новый тип - редукторный. Именно об этом мы сейчас и поговорим.

Классический стартер: принцип работы и устройство

Ключевой особенностью такого устройства является то, что нет такого промежуточного узла, как редуктор. Это позволяет напрямую от стартера передавать вращение на коленчатый вал. Следовательно, устройство более простое в изготовлении и его куда легче отремонтировать. Еще одна особенность такого стартера в том, что поступающий на включатель электрический ток позволяет моментально ввести в зацепление шестерню и маховик. Это способствует тому, что авто заводится, как говорят водители, с полтычка.

В настоящее время стараются заменять такие стартеры на редукционные. Однако на большинстве автомобилей раньше ставился именно классический стартер. Принцип работы и устройство сделали этот узел крайне выносливым. Такие агрегаты практически никогда не выходят из строя из-за электрического воздействия, но гораздо чаще уходят на ремонт из-за низких температур.

Конструкция и кое-что еще

Во время работы ДВС вырабатывает достаточно большое количество энергии. Её хватает на световые приборы, музыку, дворники и т.п. В общем, во время движения основная нагрузка идет на генератор. В статичном же положении мотор не вырабатывает ничего, поэтому его нужно как-то завести. Для этого и применяют различные виды стартеров наряду с АКБ.
Сам электродвигатель, то есть корпус, выполнен в цилиндрической форме. В нем располагаются сердечники и возбуждающие обмотки. Понятное дело, есть якорь - одна из самых ответственных и дорогостоящих деталей. На ней запрессованы пружины коллектора, а также сердечники. Имеет осевидную форму. Есть еще втягивающее реле стартера. Цена на эту запчасть относительно небольшая, хоть и выполняет деталька крайне важные функции. Во-первых, подает энергию от замка зажигания на электродвигатель. Во-вторых, выталкивает обгонную муфту.

Чаще всего из строя выходит именно втягивающее реле стартера. Цена его благо доступна и начинается от 500 рублей и заканчивается несколькими тысячами. Помимо этого в конструкции есть бендикс с приводной шестерней и щетки.

Этапы работы стартера

Данный узел работает следующим образом:

• соединение шестерни с маховиком;
• запуск стартера;
• отсоединение шестерни и маховика.

Естественно, что стартер работает только при пуске двигателя, а потом отключается. Если этого не происходит, значит, один из механизмов неисправен.

После того как водитель вставляет в замок зажигания ключ и проворачивает его в рабочее положение, от АКБ поступает ток на тяговое реле. Благодаря этому бендикс редукторного стартера входит в зацепление шестерней, в это же время благодаря подаче напряжения на электродвигатель замыкается цепь и происходит запуск автомобиля. После того, как обороты мотора превышают обороты нашего стартера, он отключается. Включается только при следующем запуске ДВС. Ну а сейчас давайте рассмотрим, чем отличается редукторный стартер от обычного. Тут есть несколько интересных деталей.

Редукторный стартер

Общий принцип действия ничем не отличается. Электрическая энергия также преобразуется в механическую. Единственное отличие - наличие редуктора. Помимо этого в таком стартере есть и постоянные магниты в обмотке, что позволило несколько увеличить надежность электродвигателя в целом. Конечно, тут есть и свои особенности. В частности, многие интересуются, сколько стоит стартер такого типа. В большинстве случаев несколько дороже классических, но не очень. В среднем на 10-15%. Зато срок его службы на порядок выше, и это обязательно стоит учитывать.
Длительность эксплуатации такого стартера напрямую зависит от качества изготовления редуктора. Чем лучше сталь использовалась при отливе шестеренок, тем меньше шанс, что зубья слижутся уже после сотого запуска. В целом же конструкция сегодня пользуется популярностью, и редукторных стартеров появляется все больше и больше.

Преимущества и недостатки классического варианта

Вот мы собственно постепенно и подходим к ответу на вопрос о том, какой стартер лучше: редукторный или обычный. Для этого рассмотрим сильные стороны классического варианта. Они следующие:

• низкая стоимость;
• высокая ремонтопригодность;
• найти запчасти можно практически везде.

Но есть тут и свои минусы, которые выражаются в следующем:

• необходим высокий базовый ток;
• быстрый износ деталей;
• плохо работает при низких температурах;
• большие масса и размеры.

В целом же это достаточно надежная конструкция при правильном обслуживании. Но развитие не стоит на месте, и это привело к более совершенным редукторным стартерам. Рассмотрим их сильные и слабые стороны.

Стартер с редуктором: чем хорош и какие у него минусы

Мы уже разобрались, как работает данное устройство и в чем его принципиальные отличия. Уже несложно догадаться, какой стартер лучше, редукторный или обычный. Дело в том, что первый вариант имеет следующие сильные стороны:

• небольшие размер и вес;
• длительный срок эксплуатации независимо от температуры окружающей среды;
• небольшое потребление энергии (на 40% меньше классического варианта).

Что же касается минусов, то и они здесь имеются и заключаются в следующем:

• сложность ремонтных работ;
• отсутствие запасных частей в магазинах;
• высокая стоимость изделия;
• низкое качество редуктора.

Нередко основной причиной поломки стартера с редуктором является то, что установлены комплектующие низкого качества. Это приводит к поломкам и различного рода неисправностям. В целом же такой агрегат имеет больше перспектив в будущем, нежели обычный стартер. И обусловлено это вовсе не тем, что один хороший, а второй плохой, а научно-техническим прогрессом.

Подведем итоги

Если вы решили заменить данный узел, то вам нужно сначала определиться, где находится стартер. Обычно это сторона водителя под двигателем или сбоку от него. Для снятия необходимо освободить место. В зависимости от расположения может понадобиться демонтировать защиту двигателя или воздушный фильтр с коробом. Дальше отсоединяем провода и откручиваем болты. Определить, где находится стартер, несложно. Он имеет цилиндрическую форму, и от него идут несколько проводов, зафиксированных гайкой. Все выполняется достаточно просто и быстро.

Вот мы и ответили на вопрос о том, какой стартер лучше: редукторный или обычный. Классические стартеры по-своему хороши, но постепенно выводятся из эксплуатации. Но есть у них и свои сильные стороны, как и у редукторных - свои слабые. К примеру, в глубинке будет сложно найти запчасти на стартер с редуктором, а на обычный - без проблем. Это же можно сказать и по поводу ремонта - не все сталкивались с редукторами на стартере и не каждый за это возьмется. Сколько стоит стартер с редуктором? Все зависит от марки авто, нормальный обойдется в 5-7 тысяч рублей.