Как определить механическую мощность стартера на стенде

Обновлено: 24.01.2025

Необходимость «стартовать» двигатель существует столько же, сколько и сам двигатель внутреннего сгорания. Первым стартером была «заводная рукоятка», с помощью которой коленвал прокручивался за счет усилий самого водителя. Свою функцию она, несомненно, выполняла, но конструкторы постоянно искали способ сделать пуск автомобиля более простым и удобным. В поисках решения пытались использовать и сжатый воздух, и пружинный механизм, и множество других идей, но серьезной и надежной альтернативы не было до 1910 года. Именно в тот год погиб друг владельцев , которому при попытке запустить двигатель автомобиля отскочившая рукоятка попала в голову. Этот трагический случай побудил начать разработку реальной альтернативы механическому пуску, и первый электрический моторчик, запускающий двигатель, был установлен на Cadillac Model 30 уже в 1912 году. Для уменьшения нагрузки на электромотор использовался редуктор, и даже маломощный агрегат вполне справлялся со своей задачей.

Cadillac Model 30 – первый в мире автомобиль с электрическим стартером и электрическими фарами

Более 100 лет от экспериментального прототипа до обязательного элемента каждого транспортного средства – такой путь прошел автомобильный стартер.

Устройство и принцип работы

Основные элементы стартера и их функции:

электромотор приводит в движение всё устройство;
втягивающее реле подводит бендикс к маховику коленвала, а после сцепления зубцов шестерен бендикса и коленвала замыкает контакты электромотора;

бендикс передает момент вращения от электромотора на коленвал через маховик.

Стартер подключается к плюсовой клемме аккумулятора (через толстый кабель) и к блоку зажигания (через тонкий провод). Заземление происходит через контакт с двигателем и от него – с «массой».

Электрическая схема подключения стартера

При повороте ключа зажигания в крайнее правое положение ток от аккумулятора начинает поступать на обмотку втягивающего реле.

Якорь втягивающего реле приводит в движение бендикс.

В крайнем выдвинутом положении бендикс входит в зацепление с маховиком, после чего замыкается контакт на электромотор.

Мотор приходит в движение, вращает бендикс, а он в свою очередь вращает коленвал через зацепление с маховиком.

Как только двигатель запускается и коленвал начинает вращаться быстрее, чем мотор стартера, бендикс отсоединяется от маховика и возвращается в исходное положение благодаря возвратной пружине. После этого можно повернуть ключ зажигания влево, и ток не будет подаваться на стартер.

Виды стартеров

Стартеры для легковых автомобилей различаются по типу конструкции.

Безредукторный (простой) стартер имеет более простую конструкцию с бендиксом установленным непосредственно на валу якоря.

Такие стартеры применяются на маломощных бензиновых двигателях. Благодаря более простой конструкции они легче ремонтируются, быстрей срабатывают (сцепление бендикса и маховика происходит почти мгновенно), легче по весу и ниже по стоимости. Минусом этой конструкции является сравнительно небольшая мощность, из-за которой их не применяют для запуска мощных двигателей. Еще один недостаток – чувствительность к низким температурам.

Редукторный стартер – конструкция, в которой вал якоря соединяется с бендиксом через планетарный редуктор.

Использование редуктора позволило усилить мощность и пусковой момент без увеличения размеров самого агрегата (редукторные стартеры почти в 2 раза легче, чем безредукторные), обеспечивает нормальный пуск даже при подсевшем аккумуляторе. Такая конструкция позволяет запускать мощные бензиновые и дизельные двигатели, в том числе на грузовиках и спецтехнике. Основной недостаток – наличие дополнительного узла, в котором могут возникать неисправности.

Технические характеристики

Как и любое электрооборудование автомобиля, стартер должен соответствовать остальным компонентам, с которыми он непосредственно связан. Это соответствие можно определить по техническим характеристикам, которые указывает производитель.

Напряжение питания (V) должно соответствовать номинальному напряжению аккумулятора. Для легковых автомобилей это 12V.

Мощность (кВт) – показатель максимального усилия, которое развивает стартер для прокручивания коленвала. Может составлять от 0,7 до 9 кВт.

Потребляемый ток (А) – это энергозатраты стартера. Определяется в режимах максимальной мощности, в заторможенном состоянии и на холостом ходу. Напрямую зависит от показателя тока холодной прокрутки аккумулятора.

Пусковая частота вращения (об/мин) зависит от характеристик двигателя. Запустить бензиновый мотор на порядок легче, чем дизельный. Частота вращения может составлять от 40-60 до 100-250 об/мин (для мощных дизелей).

Момент сопротивления проворачиванию (Нм) – это скорей характеристика двигателя, чем стартера. Обозначает усилие, необходимое для прокручивания коленвала. Исходя из этого показателя рассчитывается мощность и потребляемый ток стартера.

Направление вращения (влево или вправо) учитывается при выборе стартера с асимметричным креплением.

Количество зубцов шестерни бендикса (обычно от 8 до 13, чаще 9 или 10).

Передаточное отношение – зависимость между оборотами электромотора и бендикса. В безредукторных стартерах составляет 1:1, в редукторных – больше, до 1:4.

Линейные размеры, тип и количество отверстий под крепление, типы используемых клемм и разъемов и т.д.

Мощности и характеристики стартеров разных машин

Стартеры многих авто имеют индивидуальные параметры. Рассмотрим некоторые варианты.

Стартер «классики» отличается следующими параметрами:

Мощность (номинальная) — 1,3 кВт (1300 Вт);
Ток в заторможенной позиции — 500-550А;
Ток на ХХ (без реле) — 35-60А;
Номинальный ток — 260-290А.

Установки стартера «десятки» следующие:

Мощность (номинальная) — 1,55 кВт (1550 Вт);
Ток в заторможенной позиции — 700А;
Ток на ХХ — 80 А;
Номинальный ток (при максимальной мощности) — 375 А.

КАМАЗ, Евро-1 и Евро-2:

номинальное Напряжение — 24В;
Мощность — 8,2 кВт (8200 Вт);
Направление прокрутки вправо;
Масса — 24.7 кг (Евро-1) и 26 кг (Евро-2).

Для автомобилей УАЗ стартер имеет следующие параметры:

Направление вращения — вправо;
номинальное Напряжение — 12В;
Мощность (если емкость АКБ составляет 60 А*ч) — 1,2 кВт (1200Вт);
Ток (при ХХ и температуре 200С) — 75А;
Частота вращения ротора (при ХХ и температуре 200С) — 5000 об/мин;
Ток (полное торможение, температура 200С) — 520А;
Тормозной момент (полное торможение, температура 200С) — 1,6 кгс*м (±0,16);
Напряжение на выводе (полное торможение, температура 200С) — 7 Вольт.

Для примера возьмем автомобиль КАМАЗ, у которого мощность стартера согласно технической документации равна 8200 Вт. Напряжение бортовой сети 24В.

Рассчитываем пусковой ток. 8200/24=341,66 Ампер.

Неисправности и их причины

Проблемы стартера возникают по разным причинам: это и механический износ деталей, от которого не застрахована ни одна техника, и человеческий фактор, и неисправности связанных со стартером элементов. При этом проблемы в стартере нарастают лавинообразно: даже маленькая неисправность быстро приводит к более серьезным. Но есть и хорошая новость: в некоторых случаях стартер можно отремонтировать, если заменить вышедшую из строя часть или ремкомплект.

Детали стартера, которые чаще всего выходят из строя

Помимо стартера, проблемы с запуском может давать аккумулятор, проводка, маховик коленвала, замок зажигания и заземление двигателя. Иногда вместо дорогостоящего ремонта достаточно просто очистить клеммы от слоя окислов, чтобы полностью устранить проблему.

Механическому износу подвержены в первую очередь втулки вала (в некоторых моделях вместо них устанавливаются подшипники). При этом начинается биение вала во время вращения, отчего быстро выходит из строя коллектор якоря, шестерня бендикса, редуктор и даже зубцы маховика.

Другие проблемы со стартером и их причины:

Стартер никак не реагирует на поворот ключа зажигания. Причиной может быть замыкание обмотки тягового реле или заедание якоря втягивающего реле. В этом случае тяговое реле ремонтируется или заменяется. Другие причины – отсутствие тока от АКБ: разряженный аккумулятор, проблемы с клеммами и проводкой, проблемы с замком зажигания.
Стартер работает, но коленвал не проворачивается. Причина, скорей всего, в износе шестерен бендикса, редуктора или маховика коленвала. Другая причина – неисправность обгонной муфты, которая отвечает за отсоединение бендикса от маховика после старта двигателя.

Стартер работает медленно и коленвал проворачивает тоже медленно. Причины: износ щеток и, как следствие, плохой контакт с коллектором, подгорание или замыкание в коллекторе, замыкание в обмотках якоря или статора, обрывы обмотки. Другие причины – недостаточная мощность тока из-за недозаряженного аккумулятора или сильно окисленных клемм.

Результат износа токосъемного коллектора

Посторонние звуки при работе стартера (скрип, скрежет) – износ шестерен.
Стартер не отключается после запуска двигателя. Причина может быть в поломке возвратной пружины или заедании тягового реле. Другая причина – неисправность в замке зажигания.

Иногда достаточно сложно выявить причину неисправности: на первых порах проблема может появляться не постоянно, а от случая к случаю, и только в мастерской удается найти ее источник. Тем не менее, даже при однократном сбое работы стартера лучше обращаться на СТО сразу: чем меньше «мучить» проблемный агрегат, тем больше шансов обойтись только ремонтом, а не заменой.

Базовые понятия

Для начала рассмотрим несколько базовых понятий, чтобы лучше понимать, что такое пусковой ток автомобильного стартера, и не путать эту величину с другими характеристиками.

Автомобильный стартер является ничем иным, как электродвигателем постоянного тока. Это означает, что он выполняет свою работу (крутит коленвал двигателя), потребляя электрическую энергию, накопленную в аккумуляторной батарее. Эта энергия характеризуется несколькими величинами – напряжением, силой тока и мощностью.

Напряжение, при котором работает нагруженный стартер легкового автомобиля, находится в диапазоне примерно 11-13 В. Что значит нагруженный? Если стартер снять с двигателя и подключить к источнику тока без какой-либо нагрузки, то он будет работать и при гораздо меньшем напряжении. Однако будучи установленным на автомобиле, при напряжении менее 11 В он, как правило, не работает. Это хорошо знакомо тем автолюбителям, у которых была изношенная или полностью разряженная АКБ.

Сила тока, который потребляется нагруженным стартером легкового автомобиля, варьируется в диапазоне 100-500 А. Здесь, как и в случае с напряжением, большую роль играет нагрузка. Если стартер подключить к источнику питания отдельно от двигателя, то тока он потреблять будет гораздо меньше. Из этого следует, что чем большая нагрузка на стартер, тем больше тока он будет потреблять.

Мощностью стартера называется величина, которая зависит от напряжения, при котором он работает, и силы тока, который им потребляется в конкретный момент времени. Так, например, если стартер вашего автомобиля при напряжении 12 В потребляет ток силой 150 А, то его мощность в данный момент составляет 12 × 150 = 1800 Вт.

Из этого всего можно вывести следующее, важное для автомобилистов, понятие. Что происходит, когда АКБ изношена или слабо заряжена? А происходит то, что при работе стартера напряжение на ней просаживается, например, до 10,5 В. Это означает, что, если стартер потребляет все те же 150 А, то его мощность при таких условиях уже не 1,8 кВт, а всего лишь 1,5 кВт. Соответственно, он крутит коленвал вяло, либо ему вообще не хватает мощности, чтобы сдвинуть его с места.

Кроме того, чем большая просадка напряжения происходит на клеммах АКБ, тем меньший пусковой ток она способна выдавать. Отсюда следует, что на наш стартер идет уже не 150 А, а вдвое-втрое меньше. Это приводит к резкому уменьшению мощности, которой оказывается недостаточно, чтобы провернуть коленчатый вал двигателя.

Для некоторых автолюбителей будет интересной еще одна характеристика стартера. Она показывает количество энергии, которое он израсходовал, пока запускал двигатель. Измерить ее можно в А*ч (ампер-часах), а как мы помним, именно в этих единицах указывается емкость АКБ. Это означает, что по пусковому току и времени работы стартера мы можем узнать, на сколько сильно он разрядил нашу батарею.

Рассмотрим все тот же стартер. Допустим, во время всей своей работы он, потребляя ток силой 150 А, запустил двигатель с первой попытки, вращая его в течение 5 секунд. Теперь секунды надо перевести в часы, так как нас интересуют именно ампер-часы. 5 секунд – это примерно 0,0014 часов. Соответственно, наш стартер «взял» из батареи 150 × 0,0014 А*ч, то есть примерно 0,21 А*ч. И это при емкости в 50-60 А*ч.

Но здесь следует понимать, что мы рассмотрели упрощенные условия. Так, при больших токах потребления АКБ садится немного больше, чем это можно рассчитать на бумаге. Кроме того, не всегда двигатель запускается с первого раза, и так далее. Из всего этого важно усвоить следующее. Если стартер не смог прокрутиться из-за ослабленной АКБ, то ему, скорее всего, хвалило не А*ч, как думают многие. Ему не хватило пускового тока, так как разряженная или испорченная батарея не в состоянии выдавать такие большие токи.

Отчего сгорает стартер?

Зимой спрос на стартеры заметно повышается: на холоде запустить двигатель намного сложней, и у начинающих водителей (да и опытных тоже) стартеры буквально сгорают от чрезмерной нагрузки. Почему так происходит и как этого избежать?

Зима – не самое благоприятное время для автомобиля: аккумулятор разряжается быстрей, моторное масло загустевает, провернуть двигатель становится намного трудней, мотор, особенно дизельный, не запускается за секунду, как это было летом. И вся нагрузка падает на стартер и аккумулятор, которые в паре вынуждены бороться с трудностями. При запуске на стартер подается достаточно мощный ток, который в считаные секунды перегревает электрические обмотки и контакты. Если ток будет подаваться достаточно долго, от перегрева агрегат в буквальном смысле сгорает и ремонту уже не подлежит.

Вторая причина досрочной смерти стартера – присадки в дизтопливо, которые, опять-таки, используются зимой. В некоторых случаях примеси в топливе вызывают во время запуска детонацию в цилиндрах, отчего маховик коленвала делает резкий рывок, выводящий из строя стартер.

Чтобы избежать этих неприятностей, нужно помнить, что непрерывная работа стартера не должна превышать 10, максимум 15 секунд, после чего потребуется время на его охлаждение (около 0,5-1 минуты). При неисправном аккумуляторе, окисленных контактах или проблемной проводке шансы сжечь стартер возрастают в несколько раз. Зима – это то волшебное время, когда следить за состоянием всей автоэлектрики нужно особенно тщательно.

Подробнее о том, как выбирать стартер и на что обращать внимание, читайте наш «Гид покупателя».

ПУСКОВОЙ ТОК СТАРТЕРА: как измерить и зачем это нужно?

Пусковым током стартера автомобиля называется максимальное значение силы тока, который потребляется им во время запуска двигателя. Измеряется в амперах и, в зависимости от рассмотренных в статье факторов, может варьироваться в диапазоне 100-500 А. От чего зависит этот показатель, на что он влияет, как его правильно измерить и уменьшить – простыми и понятными словами рассказано в данном материале.

Cadillac Model 30 – первый в мире автомобиль с электрическим стартером и электрическими фарами

От чего зависит срок службы устройства?

Ресурс стартера автомобиля во многом зависит от нескольких факторов — уровня износа двигателя, емкости АКБ, а также пробега транспортного средства.

Средний срок жизни наиболее изнашиваемых элементов (втулки, муфты и ротора) равен 80-120 тысячам километров. В целом стартер автомобиля служит 5-6 лет при интенсивной эксплуатации автомобиля.

При эксплуатации в условиях большого города ресурс снижается до 3-4 лет. Чтобы продлить срок службы стартера, требуется три компонента:

Принятие профилактических мер;
Своевременная диагностика неполадок;
Квалифицированный ремонт.

Устройство и принцип работы

Основные элементы стартера и их функции:

электромотор приводит в движение всё устройство;
втягивающее реле подводит бендикс к маховику коленвала, а после сцепления зубцов шестерен бендикса и коленвала замыкает контакты электромотора;

бендикс передает момент вращения от электромотора на коленвал через маховик.

Электрическая схема подключения стартера

Якорь втягивающего реле приводит в движение бендикс.

Стартер, его назначение

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.

К примеру, некоторые модели автомобиля предусматривают запуск двигателя только при выжатом сцеплении. При АКПП включение стартера происходит, только если селектор находится в положении «parking».

Виды стартеров

Стартеры для легковых автомобилей различаются по типу конструкции.

Безредукторный (простой) стартер имеет более простую конструкцию с бендиксом установленным непосредственно на валу якоря.

Редукторный стартер – конструкция, в которой вал якоря соединяется с бендиксом через планетарный редуктор.

Содержание Предыдущий § Следующий

26.3. Стартеры

Двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на автомобилях, автобусах, тракторах, мотоциклах, не имеют пускового момента. Для начала самостоятельной работы такого двигателя необходимо сообщить ему определенную начальную или пусковую частоту вращения, т. е. запустить двигатель. Пусковая частота вращения зависит от типа двигателя: 40 — 70 об/мин — для карбюраторных двигателей и 100 — 200 об/мин — для дизельных. В качестве пусковых устройств используются преимущественно электрические стартеры прямого действия.

Электрический стартер представляет собой устройство, состоящее из двигателя постоянного тока, механизма сцепления — рас-

цепления, редуктора и аппаратуры управления. Механизм сцепления — расцепления и редуктор обычно называют приводом стартера.

В качестве источника энергии для питания стартера используются аккумуляторные батареи специального исполнения — так называемые стартерные аккумуляторные батареи (ГОСТ 959.0-84).

26.3.1. Особенности условий работы стартеров

Условия работы стартеров отличаются во многом от условий работы электрических машин общего назначения и от условий работы других АТЭМ.

В соответствии с государственными и отраслевыми стандартами на автотракторные двигатели и их системы пуска (ГОСТ 18509-80, ОСТ 37.001.052-75) стартер должен обеспечивать надежный пуск двигателя, т. е. запускать двигатель при использовании штатных аккумуляторных батарей, заряженных на 75%, не более чем за три попытки пуска продолжительностью 10 — 15 с каждая с интервалом между попытками 1 мин. Поэтому стартерные двигатели являются машинами кратковременного режима работы с длительностью (по ГОСТ 9944-77) 10 с для нормальных условий запуска и 15 — 20 с для запуска при пониженных температурах. Кратковременный цикл работы стартеров позволяет выполнить их высокоиспользованными — плотность тока в их обмотках достигает (19 -=- 30) • 106 А/м2, «под щетками — (80 -=-120)-10* А/м2, линейная нагрузка — (2 -н 5) • 104 А/м при мощности стартерного двигателя 0,7-9 кВт.

Условия высокого использования делают необходимым выбор рабочей точки вблизи максимальной мощности.

Стартерный двигатель работает с конкретным источником питания, причем соизмеримой с ним мощности и ограниченного запаса энергии. Это означает, что напряжение на выводах двигателя при разных нагрузках и разных состояниях источника различно.

Внутреннее сопротивление батареи обычно близко к сопротивлению стартера. Максимальная мощность в значительной степени зависит от внутреннего сопротивления батареи, а последнее зависит от номинальной емкости, температуры электролита и степени заряженности батареи. Поэтому согласно ГОСТ 9944-77 за номинальную (каталожную) мощность стартера принимают максимальную полезную мощность в кратковременном

режиме работы при питании от батареи, заданной ТУ на стартер емкости, при ее 100%-ной степени заряженности, при температуре электролита +25 °С, на первой попытке пуска без учета падения напряжения на участке сети от батареи до зажимов стартера.

Согласно техническим требованиям стартер должен обеспечивать запуск и при отрицательных температурах, и при неполной заряженности аккумулятора. Для оценки свойств стартера в более тяжелых условиях пуска вводят понятие пусковой мощности. Согласно ГОСТ 9944-77 за пусковую мощность принимают максимальную полезную мощность стартера в кратковременном режиме работы при питании от батареи, заданной ТУ емкости, при ее 75%-ной степени заряженности, температуре электролита —15 °С, в конце третьей попытки запуска* с учетом падения напряжения в сети (0,2 В на 100 А). Соотношение между пусковой и номинальной мощностями зависит от соотношения между емкостью батареи и мощностью стартера. В среднем можно принять, что типовая мощность на 30 — 40% меньше номинальной.

Стартеры работают на вполне конкретную нагрузку с заданной механической характеристикой. Чтобы максимально использовать двигатель стартера, т. е. обеспечить его работу вблизи точки максимальной мощности, механические характеристики стартерного двигателя и нагрузки согласуют путем выбора передаточного отношения редуктора.

26.3.2. Особенности конструкции стартеров

качестве двигателей стартеров используют коллекторные двигатели постоянного тока, в основном последовательного возбуждения. В быстроходных стартерах применяют двигатели смешанного возбуждения с шунто-вой обмоткой для ограничения частоты вращения при холостом ходе. Все стартерные двигатели (рис. 26.6) выполняют четырех-полюсными, с простой волновой обмоткой якоря. Число пазов якоря Z = 24 -=- 31. Пазы обычно открытые или полузакрытые. При наличии шунтовой обмотки последнюю располагают или на одном полюсе (создавая небольшую несимметрию магнитного потока), или на двух полюсах одной полярности. Коллектор обычно выполняют с креплением пластин на пластмассе. Применение

* Степень заряженности батареи, температура электролита, число попыток запуска указывают на определенную внешнюю характеристику батареи.

торцевого коллектора (стартер 35.3708 и др.) позволяет значительно уменьшить осевые габаритные размеры стартера.

Корпус стартера выполняют из конструкционной магнитной стали (обычно свернутой из листа — сварной). Диаметры корпусов стандартизованы по ГОСТ 9944-77 и соответствуют ряду: 70, 80, 90, 100, 105, 115, 130, 150, 180 мм. Предельные отклонения диаметров должны быть не более ±3% номинального. Штампованные сплошные полюсы крепят к корпусу винтами и контрят в шлиц. Передняя (со стороны привода) крышка стартера выполняется из алюминиевого сплава или из чугуна, а у стартеров большой мощности — из стали, заднюю (со стороны коллектора) крышку обычно изготовляют из цинкового сплава. Для защиты якоря стартера от разрушения большими центробежными силами после запуска двигателя внутреннего сгорания в приводе стартера имеется муфта свободного хода. Муфта свободного хода в стартерах небольшой мощности — роликового типа. В стартерах большой мощности — дизельных — роликовая муфта свободного хода не обеспечивает надежной передачи момента и расцепления. В этом случае используют различного типа храповые муфты.

Согласующий редуктор состоит из шестерни на валу стартера и шестерни на венце маховика двигателя внутреннего сгорания. При этом шередаточное отношение одной пары составляет 13—18. Для лучшего согласования обычно требуется большее передаточное отношение, но оно конструктивно с одной парой шестерен не реализуемо. Число зубьев шестерни стартера — обычно 8 — 13.

Реле стартера (рис. 26.7) выполняет две функции — вводит шестерню стартера в зацепление с шестерней маховика в начале пуска и подключает после этого двигатель стартера к аккумуляторной батарее. У реле — большой ход (10—12 мм) и большое усилие (200—300 Н). Реле обычно имеет две обмотки: включающую В

и удерживающую У. Наличие включающей обмотки, работающей только в момент включения и шунтируемой контактами реле стартера, позволяет значительно снизить размеры и массу реле за счет выбора большой плотности тока во включающей обмотке. При отключении реле под действием возвратной пружины происходит рассоединение шестерен стартера и маховика.

Стартеры закрепляются на двигателе внутреннего сгорания с помощью фланца или на постели. Крепление на постели допускается для стартеров большой мощ-

Рис. 26.6. Стартер:

1 — корпус; 2 —

полюс;
3 —
якорь;
4 —
возвратная пружина;
5 —
шлицевая втулка;
6 —
муфта свободного

хода; 7 — тяговое реле

Таблица 26.9. Присоединительные размеры, мм, стартеров с фланцевым креплением

Стартер автомобиля — электрический мотор постоянного тока, который применяется для пуска ДВС (двигателя внутреннего сгорания).

В момент активации стартера (например, после поворота ключа в замке зажигания) устройство вращает коленчатый вал, имитируя работу двигателя.

После воспламенения горючей смеси в камере сгорания мотор переходит на автономный режим работы, а стартер отключается.

Основные технические характеристики

В процессе ремонта или замены стартера важно знать его технические характеристики.

К основным параметрам стоит отнести:

Мощность — показатель, который определяется минимальной пусковой частотой вращения, а также сопротивлением прокручивания коленвала. Параметр зависит от типа транспортного средства. Так, у легковых машин мощность стартера равна 1-2,2 кВт, у грузового транспорта — 4-8 кВт, у тракторов —1,6-4 кВт, а у специальной техники — до 9 кВт. Параметр может меняться с учетом типа двигателя. Чтобы выяснить параметр мощности стартера машины, достаточно заглянуть в паспорт машины.
Момент сопротивления прокручиванию. В автомобильном стартере показатель зависит от объема мотора. Чем выше последний, тем больше момент сопротивления.
Минимальная пусковая частота. Этот параметр зависит от особенностей цикла зажигания в моторе, а также условий образования горючей смеси. Так, в двигателях, работающих на бензине, устанавливается стартер с пусковой частотой 40-50 оборотов в минуту. Если речь идет о моторе грузового авто или дизеле, этот параметр равен 80-250 оборотов в минуту.

Даем определения

При изучении особенностей стартера стоит выделить следующие термины:

Мощность стартера — параметр, который характеризует количество энергии, развиваемое мотором постоянного тока в процессе пуска двигателя. Паспортная и номинальная мощности равны, когда вращение стартера происходит без нагрузки. В момент запуска возникают пусковые токи, которые больше номинального в несколько раз.
Минимальная пусковая частота — параметр, по которому можно судить о частоте вращения коленвала при оптимальных условиях образования смеси и зажигания.
Момент сопротивления прокручивания — величина момента вращения сопротивления прокручиванию вала мотора.

От чего зависит срок службы устройства?

Принятие профилактических мер;
Своевременная диагностика неполадок;
Квалифицированный ремонт.

Как рассчитать пусковой ток?

Часто в распоряжении автовладельца имеется только мощность стартера и номинальное напряжение (12 или 24 Вольта).

Расчет пускового тока производится по формуле:

I=P/U,

где U — напряжение, В.

P — мощность, которая указывается в паспорте автомобиля, В*А.

Мощности и характеристики стартеров разных машин

Стартеры многих авто имеют индивидуальные параметры. Рассмотрим некоторые варианты.

Стартер «классики» отличается следующими параметрами:

Мощность (номинальная) — 1,3 кВт (1300 Вт);
Ток в заторможенной позиции — 500-550А;
Ток на ХХ (без реле) — 35-60А;
Номинальный ток — 260-290А.

Параметры стартера «десятки» следующие:

Мощность (номинальная) — 1,55 кВт (1550 Вт);
Ток в заторможенной позиции — 700А;
Ток на ХХ — 80 А;
Номинальный ток (при максимальной мощности) — 375 А.

КАМАЗ, Евро-1 и Евро-2:

Напряжение номинальное — 24В;
Мощность — 8,2 кВт (8200 Вт);
Направление прокручивания — вправо;
Масса — 24.7 кг (для Евро-1) и 26 кг (для Евро-2).

Для автомобилей УАЗ стартер имеет следующие параметры:

Направление вращения — вправо;
Напряжение номинальное — 12В;
Мощность (если емкость АКБ равна 60 А*ч) — 1,2 кВт (1200Вт);
Ток (при ХХ и температуре 20 0 С) — 75А;
Частота вращения ротора (при ХХ и температуре 20 0 С) — 5000 об/мин;
Ток (полное торможение, температура 20 0 С) — 520А;
Тормозной момент (полное торможение, температура 20 0 С) — 1,6 кгс*м (±0,16);
Напряжение на выводе (полное торможение, температура 20 0 С) — 7 Вольт.

ГОСТ Р 53829-2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Автомобильные транспортные средства

Технические требования и методы испытаний

Vehicles. Electrical starters. Technical requirements and test methods

Дата введения 2010-09-15

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования" (ФГУП "НИИАЭ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 "Дорожный транспорт"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электрические стартеры, предназначенные для запуска поршневых автомобильных и тракторных (в том числе и пусковых) двигателей внутреннего сгорания.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 50779.30-95 Статистические методы. Приемочный контроль качества. Общие требования

ГОСТ Р 52230-2004 Электрооборудование автотракторное. Общие технические условия

ГОСТ Р 53165-2008 (МЭК 60095-1:2006) Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия

ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007 Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества

ГОСТ Р ИСО/ТО 8550-1-2007 Статистические методы. Руководство по выбору и применению систем статистического приемочного контроля дискретных единиц продукции в партиях. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Технические требования

3.1 Стартеры изготовляются в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ Р 52230 и конструкторской документации (КД), утвержденной в установленном порядке, на конкретные типы стартеров.

3.2 Режим работы стартеров - кратковременный, с длительностью до 10 с при температуре 20 °С.

При отрицательных температурах допускается длительность работы до 15 с - для стартеров двигателей с принудительным зажиганием и до 20 с - для стартеров двигателей с воспламенением от сжатия (далее - дизели).

Длительность работы стартеров со встроенным редуктором - по КД на конкретные типы стартеров.

3.3 Номинальная и пусковая мощность, параметры холостого хода (номинальное напряжение, ток, а для стартеров смешанного возбуждения и частота вращения), а также параметры полного торможения (момент, напряжение, ток) - по КД на конкретные типы стартеров.

В КД на стартер конкретного типа должны быть включены (в качестве справочных) типовые электромеханические номинальные и пусковые характеристики стартера при работе с предназначенными для него аккумуляторными батареями. Типовые характеристики являются средними не менее, чем для трех стартеров.

3.4 Значение фактической номинальной мощности стартеров должно быть не менее 90% от установленной номинальной. Значение номинальной и минимальной пусковой мощности устанавливают в КД на конкретные типы стартеров.

3.5 Конструкция стартера и зубчатое зацепление должны обеспечивать вход шестерни в зацепление с венцом маховика и передачу крутящего момента.

3.6 Механизм свободного хода привода стартера должен защищать якорь от механических повреждений.

3.7 Реле стартера должно обеспечивать вход шестерни в зацепление и включение стартера при снижении напряжения до 9 В для номинального напряжения системы 12 В и до 18 В - для номинального напряжения системы 24 В при температуре окружающей среды (20±5) °С.

3.8 Шестерня привода стартера при толчке, ударе или при прочем изменении ускорения стартера не должна самопроизвольно входить в зацепление с венцом маховика.

3.9 Контакты реле стартера должны оставаться замкнутыми при снижении напряжения на стартере до 5,4 В для номинального напряжения системы 12 В и до 10,8 В - для номинального напряжения системы 24 В.

3.10 Стартеры, установленные на двигателе, должны иметь степень защиты не ниже IPX4 по ГОСТ 14254, кроме полости привода.

3.11 Пусковой цикл на двигателе (на стенде) не должен превышать 15 с при температуре окружающей среды (20±5) °С. Допускается не более трех пусковых циклов подряд с перерывом между ними не менее 30 с. Не допускается нагружать стартер более чем на номинальную мощность.

Повышение температуры стартера во время пусковых циклов не должно вести к изменениям, отрицательно влияющим на его работоспособность.

После охлаждения стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пусковой цикл.

Продолжительность включения стартеров со встроенным редуктором при пусковом цикле устанавливают в КД на конкретные типы стартеров.

4 Правила приемки

4.1 Изготовленные стартеры (далее в разделе - изделия) до их отгрузки, передачи или продажи потребителю подлежат приемке с целью удостоверения их годности для использования в соответствии с требованиями, установленными в настоящем стандарте и в КД, договорах, контрактах (далее в разделе - нормативная и техническая документация).

4.2 Для контроля качества и приемки изготовленные изделия подвергают:

- приемке (контролю) службой технического контроля (СТК);

- типовым испытаниям (при внесении предлагаемых изменений в конструкцию выпускаемых изделий и (или) технологию их изготовления).

4.3 Приемка СТК и периодические испытания в совокупности должны обеспечивать достоверную проверку всех свойств выпускаемых изделий, подлежащих контролю на соответствие требованиям нормативной и технической документации.

4.4 Применяемые при испытаниях и контроле средства измерений и контроля должны быть поверены, а испытательное оборудование аттестовано в установленном порядке в соответствии с ГОСТ Р 8.568.

4.5 Результаты испытаний и контроля единиц изделия считают положительными, а единицы изделия - выдержавшими испытания, если они испытаны в объеме и последовательности, которые установлены для данной категории испытаний (контроля), а результаты подтверждают соответствие испытуемых единиц изделия заданным требованиям.

4.6 Результаты испытаний единиц изделия считают отрицательными, а единицы изделия - не выдержавшими испытания, если по результатам испытаний будет установлено несоответствие единицы изделия хотя бы одному требованию, установленному в нормативной и технической документации для проводимой категории испытаний.

4.7 Приемка изделий службой технического контроля

4.7.1 Изготовленные изделия должны быть приняты СТК предприятия-изготовителя согласно технологическому процессу и должны иметь ее приемочное клеймо.

Последовательность проведения контроля, а также места и тип клеймения СТК должны быть установлены в технической документации предприятия-разработчика.

4.7.2 При приемке СТК проводят проверку значений тока на холостом ходу (для стартеров смешанного и магнитоэлектрического возбуждения - дополнительно и частоты вращения), проверку значений тока и напряжения на выводах стартера при полном торможении с заданным моментом, а также испытание реле стартера на соответствие требованиям 3.7.

4.7.3 Основанием для принятия решения о приемки единиц (партий) изделий СТК являются положительные результаты предшествующих периодических испытаний, проведенных в установленные сроки.

4.7.4 Правила отбора образцов:

а) предъявление изделий на приемку СТК осуществляют поштучно либо партиями, что отражают в предъявительском документе, оформляемом в порядке, принятом у изготовителя. Партией считают изделия одного варианта конструкции (модели, модификации, вариантного исполнения, комплектации), изготовленные за одну смену;

б) образцы изделий, предъявляемые на приемку СТК, должны быть укомплектованы в соответствии с требованиями нормативной и технической документации;

в) в процессе контроля СТК не допускается подстраивать (регулировать) образцы изделий и заменять входящие в них сменные элементы, если это не предусмотрено специальными требованиями нормативной и технической документации.

4.7.5 Приемку СТК проводят методом сплошного или выборочного контроля.

Методом сплошного контроля при приемке СТК проводят проверку присоединительных размеров.

Допускается проводить проверку отдельных присоединительных размеров, обеспечивающихся технологическим процессом и не изменяющихся при сборке, при приемке СТК в объеме 0,1% от партии, выпускаемой в течение суток, но не менее 3 шт.

При выборочном контроле рекомендуется применять процедуры выборочного контроля по ГОСТ Р ИСО 2859-1. При этом значения объема выборки и приемлемого уровня качества (AQL) должны назначаться из установленных в ГОСТ Р ИСО 2859-1 для одноступенчатого плана при нормальном контроле с приемочным числом Ac=0 и браковочным числом Re=1.

Принятый метод контроля (сплошной или выборочный), объем выборки и приемлемый уровень качества (AQL) должны быть установлены в технических условиях на изделие.

4.7.6 Приемку изделий СТК приостанавливают в следующих случаях:

- изделия не выдержали периодических испытаний;

- обнаружены нарушения выполнения технологического процесса (в том числе обнаружены несоответствия установленным требованиям средств испытаний и контроля), приводящие к неисправимым дефектам изделий.

1 Приемку изделий могут приостанавливать также в других случаях по усмотрению предприятия-изготовителя, что рекомендуется отражать в документации, действующей у предприятия-изготовителя, в соответствии с действующей на предприятии системой менеджмента качества.

2 В случае приостановки приемки изделий изготовление и проводимую техническую проверку (или приемку) деталей и сборочных единиц, не подлежащих самостоятельной поставке, разрешается продолжать (кроме тех, дефекты которых являются причиной приостановки приемки).

4.7.7 Решение о возобновлении приемки изделий СТК принимает руководство предприятия-изготовителя после устранения причин приостановки приемки и оформления соответствующего документа.

Если приемка изделий была приостановлена вследствие отрицательных результатов периодических испытаний, то решение о возобновлении приемки принимают после выявления причин возникновения дефектов, их устранения и получения положительных результатов повторно проводимых периодических испытаний.

4.7.8 Изделия, принятые СТК, подлежат отгрузке или передаче на ответственное хранение. Изготовитель должен обеспечить сохранение качества изделий после приемки СТК вплоть до доставки к месту назначения, если это определено условиями договора (контракта).

4.8 Правила проведения периодических испытаний

4.8.1 Периодические испытания проводят для периодического подтверждения качества изделий и стабильности технологического процесса в установленный период с целью подтверждения возможности продолжения изготовления изделий по действующей конструкторской и технологической документации и продолжения ее приемки СТК.

При периодических испытаниях, кроме испытаний по 4.7.2, дополнительно проводят следующие проверки и испытания:

- проверка номинальной и пусковой мощности (на трех образцах базовой модели один раз в год);

Cadillac Model 30 – первый в мире автомобиль с электрическим стартером и электрическими фарами

Основные функции

Ни для кого не секрет, что двигатель внутреннего сгорания вырабатывает необходимую энергию для движения автомобиля с помощью оборотов коленвала. Аналогично от этой энергии функционирует все электрооборудование автомобиля. Когда авто не находится в движении, двигатель не может выдать крутящий момент, а также генерировать электрическую энергию. Из-за вот такого «недостатка» его приходится крутить, и прекрасно с этой задачей справляется специальный электродвигатель в союзе с аккумулятором.

Устройство и принцип работы

Основные элементы стартера и их функции:

электромотор приводит в движение всё устройство;
втягивающее реле подводит бендикс к маховику коленвала, а после сцепления зубцов шестерен бендикса и коленвала замыкает контакты электромотора;

бендикс передает момент вращения от электромотора на коленвал через маховик.

Электрическая схема подключения стартера

Якорь втягивающего реле приводит в движение бендикс.

Виды стартеров

Стартеры для легковых автомобилей различаются по типу конструкции.

Безредукторный (простой) стартер имеет более простую конструкцию с бендиксом установленным непосредственно на валу якоря.

Редукторный стартер – конструкция, в которой вал якоря соединяется с бендиксом через планетарный редуктор.

Технические характеристики

Направление вращения (влево или вправо) учитывается при выборе стартера с асимметричным креплением.

Количество зубцов шестерни бендикса (обычно от 8 до 13, чаще 9 или 10).

Линейные размеры, тип и количество отверстий под крепление, типы используемых клемм и разъемов и т.д.

Неисправности и их причины

Детали стартера, которые чаще всего выходят из строя

Другие проблемы со стартером и их причины:

Стартер никак не реагирует на поворот ключа зажигания. Причиной может быть замыкание обмотки тягового реле или заедание якоря втягивающего реле. В этом случае тяговое реле ремонтируется или заменяется. Другие причины – отсутствие тока от АКБ: разряженный аккумулятор, проблемы с клеммами и проводкой, проблемы с замком зажигания.
Стартер работает, но коленвал не проворачивается. Причина, скорей всего, в износе шестерен бендикса, редуктора или маховика коленвала. Другая причина – неисправность обгонной муфты, которая отвечает за отсоединение бендикса от маховика после старта двигателя.

Стартер работает медленно и коленвал проворачивает тоже медленно. Причины: износ щеток и, как следствие, плохой контакт с коллектором, подгорание или замыкание в коллекторе, замыкание в обмотках якоря или статора, обрывы обмотки. Другие причины – недостаточная мощность тока из-за недозаряженного аккумулятора или сильно окисленных клемм.

Результат износа токосъемного коллектора

Посторонние звуки при работе стартера (скрип, скрежет) – износ шестерен.
Стартер не отключается после запуска двигателя. Причина может быть в поломке возвратной пружины или заедании тягового реле. Другая причина – неисправность в замке зажигания.

От чего зависит пусковой ток?

Если посмотреть различных производителей, например страны Европы, США, Россия или Китай, то у всех этих батарей будет различный показатель пускового тока. Так, например если сравнить 55 Aч Китай и Европа, разница может быть на 30 – 40%! Но почему так?

Все дело в технологиях:

Применение очищенного свинца, даже в простых кислотных АКБ приведет к быстрой зарядке и последующей разрядке, соответственно пусковые значения увеличиться.
Большее количество пластин в таком же по габаритам корпусе.
Большее количество электролита.
Плюсовые пластины более пористые, что позволит больше накапливать заряда.
Герметичные конструкции, не дают испаряться электролиту, что позволит батареи всегда держать нужный уровень, не оголяя пластины.

Конечно, можно добавить и качество сборки и порядочность производителя, все это дает большие результаты, нежели у конкурентов. Правда и стоят такие АКБ дороже.

Но на данный момент, есть и новые технологии — рекордсменами по отдачи пускового тока являются GEL и AGM аккумуляторы, у них ток отдачи может доходить до 1000 Ампер в 30 секунд, примерно в 3 – 4 раза больше, чем у обычных кислотных вариантов. Хотя у этих технологий также есть свои минусы и в первую очередь это цена.

Отчего сгорает стартер?

Подробнее о том, как выбирать стартер и на что обращать внимание, читайте наш «Гид покупателя».

Классификация в мире

Как я уже немного затрагивал, в мире сейчас есть несколько основных классификаций величин пускового тока. Которые имеют собственные методики определения и маркировки. Для начала как маркируются:

Немецкие производители здесь выделяются – они наносят маркировку «DIN»
В Америке наносят — «SAE»
В странах Евросоюза (не Германия) наносят – «EN»
В России зачастую пишут – «пусковой или стартерный ток»

В любом случае, если вы не нашли показателей на бортах или крышки АКБ, то вам нужно спросить продавца об этих значениях, иногда они указываются в книжках которые идут с батареей. Теперь пару сов про методику определения:

В странах Европы охлаждают АКБ до – 18 градусов и разряжают в течение 10 секунд до 7,5Вольт.
Немцы также охлаждают до – 18 градусов и разряжают до 9 Вольт в течение 30 секунд.
Российская методика схожа с немецкой, у нас по ГОСТУ такие е же значения разряда при них фиксируются основные показатели.
В США при – 18 градусах, разряжают до 7,2 Вольта, в течение 30 секунд.

Немного поясню — когда просаживается напряжение, потребление ампер растет, именно это и фиксируется (по сути, имитация пуска). Охлаждение имитирует сложные погодные условия.

Сейчас видео версия статьи, для тех кто не понял, смотрим.

На этом заканчиваю, к стати очень полезная статья — как выбрать аккумулятор, всем советую. Читайте наш АВТОБЛОГ.

(42 голосов, средний: 4,55 из 5)