Принцип работы стартера
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
Рассмотрим, как работает стартер. Агрегат подключается к системе электрооборудования автомобиля. После поворота ключа в замке зажигания (в некоторых современных авто после нажатия кнопки «Старт») электрический ток от аккумуляторной батареи подается на контакты втягивающего реле и проходит через обмотки катушек. Благодаря электромагнитному полю в обмотке втягивающей катушки обеспечивается перемещение стального сердечника. С целью удержания сердечника в статическом положении используется обмотка удерживающей катушки, потребляющая меньший ток.
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.
