Устройство и техническое обслуживание системы зажигания устройство стартера

Обновлено: 24.01.2025

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

Устройство стартера

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные компоненты

Таким образом, основными составляющими стартера можно назвать:

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

Принцип работы

Учитывая устройство стартера, рассмотрим его работу пошагово:

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

Устройство бендикса

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

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

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

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

Виды стартеров

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

Исходя из этого, стартеры делятся на:

редукторные;
простые (безредукторные).

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

Этот вид стартера имеет следующие преимущества:

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

Но такая конструкция сказывается на сложности ремонта.

Основные неисправности

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

С механическими узлами может быть связано:

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

Проблемы с электрикой:

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

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

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

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

Статья основывается на опыте ремонта стартеров Delco Remy. Модельный ряд устройств имеет номенклатуру для запуска двигателей легковых авто, внедорожников и грузовиков в обычных и экстремальных условиях. Как сообщает производитель, стартер защищен от поломок вызванных неправильными действиями водителя, низким напряжением аккумулятора, чрезмерной нагрузки и т. д. Но и эти меры не спасают от внезапного выхода прибора из строя.

Принцип действия работы

Пусковое устройство представляет собой электродвигатель постоянного тока. В момент поворота ключа зажигания на него подается напряжение от аккумулятора через втягивающие реле. Дополнительно реле выталкивает бендикс (обгонную втулку) для сцепления с венцом маховика двигателя. Вал раскручивается и двигатель запускается. После запуска двигателя муфта отсоединяет шестерню.

Симптомы выхода из строя стартера

при повороте ключа зажигания не слышно характерного звука и машина не заводится;
звук работы пускового прибора слышен, но двигатель не стартует;
в звуке работающего стартера слышен скрежет, двигатель заводится нестабильно;
при повороте ключа слышен щелчок в реле, но вал двигателя не крутиться;
пусковое устройство не отключается.

Эти симптомы не обязательно указывают на неисправность стартера, они могут быть вызваны неполадками в бортовой сети, поломкой двигателя, замка зажигания или другими причинами. Поэтому необходима тщательная предварительная диагностика.

Частая причина отказа стартера заводить автомобиль заключается в отсутствии контакта в проводке между клеммами и аккумулятором или в слабом заряде батареи. Замерьте напряжение обычным тестером на клеммах Delco Remy во время старта двигателя. Исправный аккумулятор должен подводить напряжение 13-14.6 вольта.

Если напряжение бортовой сети просаживается, то, возможно, что неисправен генератор. Проверить работоспособность генератора несложно. Если автомобиль заводится, включите зажигание и отключите минусовую клемму от батареи. Если двигатель не глохнет, то значит, генератор Delco Remy работает. Генератор предназначен для зарядки аккумулятора во время работы двигателя и генерирования электроэнергии для обеспечения электрической системы автомобиля.

Также, если вы самостоятельно, без приборов и стенда, тестируете Delco Remy на автомобиле, обратите внимание на мощность света фар, освещения в салоне, громкость звука сигнала. Визуально и на слух вы можете определить снижение мощности этих приборов. В этом случае ищите неисправность в генераторе или аккумуляторе.

Если стартер запускается, но слышен сильный скрежет, то, скорее всего, сработались зубья бендикса. Его будет необходимо заменить. Для того чтобы убедиться в неисправности бендикса Delco Remy, необходимо демонтировать его и проверить визуально зубья шестерни.

Выход из строя втягивающего реле Delco Remy обычно характеризуется двумя симптомами: либо ротор не крутится, либо не отключается. В этом случае понадобится замена или ремонт втягивающего реле стартера

Диагностика стартера на стенде

Диагностировать исправность пускового устройства автомобиля, не разбирая, удобно на стенде. Сделать это своими руками не получится. Стартер необходимо демонтировать и принести в ближайший автосервис, оборудованный стендом для диагностики.

Обычно такие стенды являются универсальными устройствами, и могут проверить, как работоспособность стартера, так и генератора. Принцип их работы заключается в имитации работы электроприборов в реальных условиях и при разных нагрузках. В это время снимаются их электрические и механические показания. Стенды имеют универсальные крепления для установки разных моделей стартеров и генераторов, и позволяют измерять следующие параметры при полном торможении и на холостом ходу:

сила вращения (момент) двигателя;
сила потребления тока;
напряжение.

С помощью профессионального стенда можно проверить стартеры для грузовых и легковых автомобилей, левого и правого вращения. Также легко проверить на стенде и генератор, существует возможность запускать генератор в паре со стартером.

Однако с помощью стенда проверяются в основном электрические параметры устройств. В результате испытаний вы получите технологическую карту электрических параметров, но не состояние износа механических узлов. Их проще проверить визуально. В то время как утечку в изоляции обмоток можно проверить только на специализированном стенде или с помощью специальных пробников или осциллографов.

Для пусковых приборов Delco Remy ток потребления в режиме полного торможения должен быть в районе 700 А, а тормозной момент не менее 5В. Если стенд оснащен измерителем температуры, то в рабочем состоянии стартер не должен нагреваться выше 30 градусов. Более высокая температура говорит о замыкании обмоток.

Ремонт втягивающего реле стартера

Если вы определились, что беда вашего автомобиля случилась из-за втягивающего реле, то стартер необходимо снять и разобрать. Это можно сделать на СТО, но при наличии соответствующего инструмента и навыков отремонтировать реле легко и самостоятельно.

Убедиться в неисправности реле можно на снятом устройстве без стенда своими руками. С помощью кабеля для «прикуривания» подсоедините «минус» аккумулятора к корпусу стартера, а «плюс» к управляющей клемме реле (верхняя клемма на рисунке 4). Если произошел щелчок, но бендикс не втянулся, то несправно реле.

После демонтажа стартера, реле разбирается в следующей последовательности:

откручивайте гайки, отмеченные на рисунке 4 красными стрелками;
выкручивайте винты, отмеченные синими стрелками;
постукивая, медленно снимайте крышку;
вынимайте контактный механизм с пружиной.

Обратите внимание, если вы делаете ремонт своими руками, что в некоторых моделях винты имеют головки под крестовую отвертку, а в некоторых под головку Torx.

Весь смысл ремонта заключается в проверке пружины на износ и чистки контактов. Их нужно отчистить и отполировать. Пластину, которая крепится на штоке шайбой с зажимными лепестками, необходимо перевернуть и закрепить заново, потому что рабочая сторона может быть серьезно повреждена выщерблинами.

На этом ремонт реле заканчивается. Своими руками, без применения спецоборудования, вряд ли что-нибудь можно сделать еще. Если после сборки проблема осталась, то лучше реле заменить на новое.

Продление срока службы стартера

Стартер, также как и другие электромеханические приборы нуждается в техническом обслуживании. Это требуется при проведении ТО2 после 20-30 тысяч километров пробега. Электроприбор снимается с автомобиля, очищается от грязи и производится проверка:

механического состояния коллектора и токопроводящих канатиков;
высоты электрических щеток;
упругость пружин щеток;
свободный ход щеток в держателях;
ход привода;
люфт вала якоря;
наличие масла в масленках (если они есть).

Если обнаруживаются отклонения от нормы, то

контактные пластины коллектора зачищаются, шлифуются или протачиваются;
производится замена щеток;
очищается привод от грязи;
для устранения люфта меняются втулки;
доливается масло.

Своевременное техническое обслуживание намного снижает вероятность выхода из строя компонентов автомобиля.

Выход из строя пускового приводит к полной неработоспособности автомобиля, поэтому отношение к нему должно быть особенно внимательным и бережным. Если вы чувствуете, что не сможете обслуживать стартер своими руками, обращайтесь к специалистам.

Приборы системы пуска, особенно стартеры, во время эксплуатации испытывают большие нагрузки. Электродвигатели стартеров потребляют ток большой силы, поэтому неумелое обращение стартером приводит к его преждевременному отказу.
Следует также учитывать, что стартер расположен в таком месте, где он подвергается воздействию пыли, влаги, грязи и смазочных материалов, а это способствует разрушению изоляции электродвигателя и поломкам механизма привода.
Тем не менее, современные автомобильные стартеры обладают достаточно высокой эксплуатационной надежностью и поэтому не требуют частого технического обслуживания и регулировок.

Техническое обслуживание систем пуска двигателя, производимое при каждом ТО-2, сводится к простым операциям. Проверяется крепление стартера к двигателю и соединение наконечников проводов к стартеру и аккумуляторной батарее.

При определенном нормируемом пробеге автомобиля, величина которого зависит от типа стартера, производится более углубленная проверка его технического состояния для предотвращения внезапных отказов.
Так, например, такая проверка выполняется для стартеров автомобилей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109 – через 45 тыс. км пробега, для СТ130АЗ – при каждом восьмом ТО-2, а для стартера 25.3708 – через 150 тыс. км пробега автомобиля.
Для выполнения углубленной проверки стартер снимают с двигателя, и его наружные поверхности очищают от загрязнений.

При техническом обслуживании особенно тщательному осмотру и контролю подвергаются следующие элементы конструкции стартера: щеточно-коллекторный узел, привод, реле, электродвигатель, опоры якоря (втулки или подшипники).
После очистки поверхностей стартера от загрязнений выполняются следующие операции:

внешний осмотр корпуса стартера, крышек, втягивающего реле;
проверка осевого зазора вала якоря и наличие радиального люфта, а также оценка сопротивления вращению якоря во втулках (вращением рукой или лопаткой за шестерню привода);
снятие крышек стартера, щеточного узла, демонтаж якоря с элементами привода;
проверка состояния рабочей поверхности коллектора – не допускаются глубокие царапины, риски, прогары и другие повреждения, способные нарушить нормальный контакт щеток с коллектором или вызвать быстрый износ щеток; визуально оценивается состояние изоляции между секторами коллектора;
проверка состояния щеток: степень и равномерность износа, отсутствие механических повреждений (сколов, раковин, глубоких царапин и трещин) на рабочих поверхностях, а также наличие продуктов износа щеток на поверхностях крышки и щеточного узла;
проверка подвижности щеток в щеткодержателе и прижимного усилия пружин; в случае недостаточного давления пружины на щетку, осуществляют контроль силы давления пружины динамометром;
проверка механизма привода: подвижность привода на валу якоря и работа обгонной муфты, состояние зубьев шестерни привода и втулки шестерни;
проверка состояния зубчатых колес и элементов планетарного редуктора (если имеется);
визуальная проверка общего состояния сердечника якоря – на внешней поверхности трансформаторных пластин не должно быть повреждений и следов контакта с обмоткой возбуждения; пластины не должны смещаться друг относительно друга, оказывая давление на обмотку якоря;
визуальная проверка обмотки возбуждения, состояния изоляции обмотки, и крепление полюсных наконечников (башмаков) к корпусу.

В случае если до поступления стартера на техническое обслуживание замечаний по его работе не было, стартер собирают и устанавливают на двигатель с последующей проверкой работоспособности.

Если в работе стартера отслеживались неполадки или отказы, он подвергается углубленному диагностированию, регулировкам и ремонту.

Поиск неисправностей и регулировки стартера

Поиск неисправностей в стартере производят после его разборки. Проверяют состояние обмоток возбуждения и якоря, коллектора, подшипников, а также исправность тягового реле.

Первоначально производят осмотр щеточно-коллекторного узла, сняв крышку со стороны коллектора или защитную ленту. При этом измеряется высота щеток и сила, с которой они прижимаются к коллектору пружинами.
Если высота щетки меньше допустимого для данного стартера значения, или обнаруживается ее механические повреждения, щетку меняют. Щетки должны свободно, без заеданий, перемещаться в щеткодержателях.

Направление силы давления щеточных пружин должно совпадать с осью щеткодержателя. Силу давления пружины проверяют динамометром. Между щеткой и коллектором прокладывают бумажную полосу и оттягивают динамометром пружину в направлении оси щеткодержателя. Показания динамометра в момент, когда полоску бумаги можно легко вытащить, фиксируют и сравнивают с техническими данными стартера. При обнаружении ослабленной пружины ее меняют.

Коллектор должен быть чистым, его поверхность ровной, без царапин, рисок и подгораний. При наличии грязи или незначительного подгорания коллектор протирают. Сильно подгоревший коллектор зачищают шлифовальной шкуркой. Выполнять эту операцию следует при работе стартера в режиме холостого хода, прижимая шкурку к коллектору деревянной колодкой. Абразивные частицы после зачистки удаляют, продувая коллектор воздухом.

Если подгорание таким способом не устраняется или имеет место сильный износ коллектора, стартер разбирают, и коллектор протачивают на токарном станке с последующей шлифовкой. При этом остаточный диаметр или толщина секторов коллектора после проточки не должна быть менее нормируемой техническими условиями.

Привод стартера должен свободно, без заеданий, перемещаться по валу и возвращаться в исходное положение возвратной пружиной. При затрудненном перемещении привода вал якоря очищают от грязи и, если нет специальных указаний в технической документации, смазывают маслом, применяемым для двигателя. Храповой привод стартеров нуждается в смазывании. Для этого выдвигают шестерню в корпус привода и заливают в корпус моторное масло. Это повторяют 5…10 раз, затем масло выливают, заливают свежее и так повторяют 2..3 раза. Операцию проводят на самом приводе, снятом со стартера.

Осевой зазор вала якоря не должен превышать 1 мм. Поперечный зазор вала в подшипниках должен быть почти незаметен. При значительном поперечном зазоре вала изношенные втулки в крышках стартера меняются.

Состояние втягивающего реле стартера проверяют визуально, для чего снимают крышку реле. В случае подгорания контактов их зачищают напильником, а затем мелкой шлифовальной шкуркой. При большом износе или подгорании контактов болты поворачивают на 180˚, а диск (контактную пластину) переворачивают.

На собранном стартере проверяется правильность регулировки привода, которая у стартеров карбюраторных двигателей характеризуется величиной вхождения шестерни привода в зацепление с венцом маховика и исходным положением шестерни привода. Задаются регулировки привода зазором А (рис. 1) между приводной шестерней и упорным кольцом при включенном реле стартера и расстоянием Б между торцом шестерни и посадочным пояском на крышке стартера.

Определение зазора А производится при подключении положительного вывода источника питания к выводу «50» обмоток реле, а отрицательного вывода – к корпусу стартера. Напряжение источника питания должно соответствовать номинальному напряжению стартера.
После подачи напряжения и срабатывания реле зазор А измеряется предельными калибрами, толщина которых соответствует максимальному и минимальному значению зазора, или универсальным измерительным инструментом. При измерении зазора А следует выбрать осевой зазор, отжимая привод по направлению к коллектору.
Регулировку зазора А осуществляют поворотом эксцентриковой оси (стартеры типа СТ230) или регулировочным винтом 1 сердечника реле (стартер СТ130А3).

У стартеров типа СТ130А3 расстояние Б, соответствующее исходному положению шестерни привода, регулируется специальным винтом 2, у стартеров СТ230 – той же эксцентриковой осью, что и зазор А.

У некоторых стартеров (СТ221, 29.3708 и других современных легковых автомобилей) регулировка привода стартера не предусмотрена.

Стартеры дизелей имеют особенности регулировок.
У стартеров СТ142 и 25.3708 задается зазор А, вместо расстояния Б, соответствующего исходному положению шестерни. Для этих стартеров задано расстояние между торцом шестерни и упорной шайбой, при котором замыкание контактов реле стартера не должно происходить. При проверке между шестерней и упорной шайбой устанавливают прокладку определенной толщины и на обмотки реле подают питание. Замкнулись при этом контакты реле или нет, определяют контрольной лампой или омметром.

У стартеров СТ103 между шестерней и упорной шайбой ставят поочередно прокладки толщиной 16 и 11,7 мм. При включении стартера с прокладкой толщиной 16 мм контакты реле не должны замыкаться, а при прокладке толщиной 11,7 мм контакты должны замкнуться.

Диагностирование электродвигателя стартера

Электродвигатель стартера проверяют в режиме холостого хода и полного торможения. Параметры режима холостого хода (частота вращения и сила потребляемого тока) позволяют судить о качестве сборки и механических неисправностях.
Наличие дефектов (тугое вращение вала в подшипниках и др.) вызывает увеличение потребляемой мощности при холостом ходе, вследствие чего ток холостого хода увеличивается, а частота вращения якоря снижается ниже нормы.

В режиме холостого хода проявляются также и электрические неисправности. Так, увеличение силы тока и уменьшение частоты вращения якоря могут свидетельствовать о межвитковом замыкании обмотки якоря, а увеличение частоты вращения якоря может сигнализировать о межвитковом замыкании обмотки возбуждения.

Выявляются электрические неисправности в режиме полного торможения. Параметры режима полного торможения (крутящий момент, сила потребляемого тока) позволяют определить состояние электрической части стартера. При плохом контакте между щетками и коллектором сила потребляемого тока и крутящий момент снижаются ниже нормы.
Замыкание обмоток якоря на корпус или замыкание в обмотке возбуждения приводят к уменьшению крутящего момента при возросшем против нормы потребляемом токе.

Проверка в режиме холостого хода осуществляется при питании стартера от источника постоянного тока. Схема соединения соответствует схеме включения стартера на автомобиле.
Напряжение, приложенное к стартеру между выводами реле стартера и его корпусом, должно быть равно номинальному напряжению стартера. При испытании фиксируется сила тока стартера и частота вращения якоря.

Показания приборов снимают после того, как стартер поработает в режиме холостого хода 20…30 с. Испытание считается выдержанным, если сила потребляемого тока не более, а частота вращения якоря не менее установленных для данного стартера значений.

После ремонта стартера производится регулировка тягового реле и проверка стартера в режимах холостого хода и полного торможения на специальных стендах.
Испытание стартера в режиме полного торможения выполняется при определенном значении напряжения питания (определяют по таблицам). Момент, развиваемый стартером, должен быть не менее установленной величины, а сила тока не превышать заданное значение.

Схема, которая собирается при проверке стартера в режиме полного торможения, аналогична схеме при проверке в режиме холостого хода. Дополнительно необходимо нагрузочное устройство, снабженное измерителем крутящего момента.

Часто при проверке в режиме полного торможения трудно обеспечить необходимое напряжение питания. Осуществить проверку можно и с меньшим напряжением. В принципе стартер является частным случаем электродвигателя постоянного тока с насыщенной магнитной цепью в режиме полного торможения.
Крутящий момент в этом случае связан с током линейной зависимостью:

где a и b – постоянные коэффициенты, зависящие от типа стартера и определяемые зависимостью М_ст = f(I) , которая задается в технических условиях (обычно в виде графика).

Оценка результатов испытаний производится следующим образом. Полученное при испытании значение силы тока подставляют в формулу и вычисляют момент. если величина момента, полученная при испытании не меньше значения, полученного расчетом, стартер считается исправным.

У некоторых стартеров, например СТ142, частота вращения якоря в режиме холостого хода не нормируется.

Испытание в режиме холостого хода целесообразно выполнять при открытом щеточно-коллекторном узле, наблюдая за ним визуально. При этом не должно наблюдаться заметных перемещений щеток в щеткодержателях, наличие которых свидетельствует о повышенном биении коллектора или выступании изоляции над его поверхностью.

Устройство, которым снабжены стенды Э240, Э242, Э250 и аналогичные, позволяет проверять стартер в режиме полного торможения при напряжении больше задаваемого техническими условиями на стартер.

Испытательный стенд снабжен зубчатым колесом, которое имитирует маховик двигателя, и тормозным устройством, которое обеспечивает плавное торможение данного зубчатого колеса. Проверку осуществляют следующим образом. Подают напряжение, стартер начинает вращать зубчатое колесо без нагрузки.
Затем тормозным механизмом постепенно затормаживают зубчатое колесо, а вместе с ним и якорь стартера, и внимательно следят по прибору на стенде за силой тока стартера. Торможение увеличивают до тех пор, пока сила тока не достигнет значения, заданного для режима полного торможения. В этом момент также по прибору на стенде фиксируют величину крутящего момента.
Так как напряжение питания больше необходимого значения, полного торможения стартера в этом случае не будет.
Величину крутящего момента, полученную при испытании, сравнивают с заданным значением, и если оно не меньше расчетного, то стартер считается исправным.

Однако при такой проверке невозможно определить повышенное падение напряжения на щетках стартера.
Для обнаружения этой неисправности после небольшого перерыва (20…30 с) снова подают напряжение на стартер и затормаживают его полностью. Быстро фиксируют по приборам на стенде напряжение питания U_ст/I и силу тока стартера I_т , затем отключают питание.
Далее вычисляют отношение U_ст/I_т , и отношение этих величин, установленное для данного типа стартера. Если отношение измеренных величин не больше отношения установленных значений, электродвигатель стартера исправен. В противном случае это указывает на повышенное сопротивление на щетках, что может быть связано с плохим контактом между щетками и коллектором, загрязнением и т. п.

1 – стартер;
2 – аккумуляторная батарея;
3 – генератор;
4 – монтажный блок;
5 – реле включения стартера;
6 – выключатель зажигания;
I – удерживающая обмотка;
II – втягивающая обмотка.

Для запуска любого ДВС водителю необходимо раскрутить коленчатый вал, то есть передать на него вращающий момент. Коленчатый вал приводит в движение через шатуны поршни, в цилиндры засасывается топливо-воздушная смесь. Свеча зажигания поджигает сжатую топливовоздушную смесь, расширяющиеся газы оказывают давление на поршень. Поршень в цилиндре, который находится в состоянии рабочего хода, через шатун воздействует на коленчатый вал. В результате приходят в движение шатуны и поршни других цилиндров, в которых происходят аналогичные рабочие процессы сжатия, поджига топливо-воздушной смеси, расширения газов. Двигатель запускается и передает крутящий момент на механизмы трансмиссии.

Типы пусковых механизмов

Для первоначальной раскрутки коленчатого вала применяются пусковые механизмы, которые подразделяются на несколько типов. Группа мускульных пусковых механизмов включает в себя механизмы с ножным приводом используются на одноколейных транспортных средствах с ДВС. На мотоциклах - до недавнего времени широко применялись кикстартеры, пусковая педаль с трещоткой свободного обратного хода, соединенная с коленвалом двигателя через шестерни пусковой системы. На мопедах и мотовелосипедах для запуска ДВС используют педали велосипедного типа. Пусковые системы с ручным приводом подразделяются на механизмы с использованием шнура, наматываемого на маховик (барабан). Эти пусковые системы используются для запуска ДВС небольшой мощности - на бензопилах, лодочных моторах, стационарных электрогенераторах и насосах. На инерционные механизмы с использованием понижающего редуктора, которыми оснащаются легкие тракторы и катерные дизели. На системы прямого действия, в которых какие-либо механизмы не используются вовсе - как на легких самолетах, в которых запуск двигателя производится раскручиванием винта вручную.
На автомобилях в качестве запасной используется ручная система пуска рукояткой, в простонародье «кривой стартер». На переднем торце коленчатого вала ДВС находится венец с косыми зубьями, покатые поверхности которых направлены против направления вращения вала. В этот венец вставляется пусковая рукоятка с поперечными штифтами. Штифты входят в зацепление с зубьями венца. При повороте рукоятки по часовой стрелке крутящий момент передается на коленчатый вал двигателя. Как только ДВС запустится, косые поверхности зубьев венца выталкивают штифты пусковой рукоятки вперед, рукоятка выходит из зацепления с коленчатым валом.
Простейший по устройству механизм с пусковой рукояткой широко использовался на заре автомобилизма. В большинстве моделей легковых автомобилей начала ХХ столетия пусковая рукоятка была несъемной и соединялась с коленчатым валом либо муфтой одностороннего ходя, либо посредством венца - рукоятку при пуске нужно было слегка вдвинуть по ходу и провернуть. В современных автомобилях рукоятка ручного запуска ДВС встречается редко и только в автомобилях классической заднеприводной компоновки с передним расположением двигателя.
В гоночных автомобилях используется пусковая система с отсоединяемым электрическим стартером - вместо пусковой рукоятки используется электродвигатель с венцовым зацеплением с коленчатым валом ДВС. Этот стартерный механизм подключается к специальному фланцу в задней части автомобиля, поскольку двигатель таких машин располагается над задней осью или перед ней. Другая большая группа пусковых механизмов включает в себя стартеры с использованием вспомогательных двигателей разного типа. Самым распространенным видом подобных механизмов является электростартер, который повсеместно применяется на автомобилях всех типов, мощных лодочных моторах, катерах, мотоциклах, квадроциклах и другой транспортной технике с ДВС.
На тракторных дизелях применяется система запуска со вспомогательным ДВС - «пускачом». Обычно это одноцилиндровый двухтактный бензиновый двигатель воздушного охлаждения, мощность которого примерно в десять раз меньше мощности основного двигателя. Пусковой ДВС, в свою очередь, запускается либо электростартером, либо вручную шнуровым механизмом (как на лодочных моторах). Судовые, танковые, тепловозные дизели оснащаются пневматической системой запуска. В данном пусковом механизме для приведения во вращение коленчатого вала используются сам главный двигатель, в цилиндры которого через дополнительные клапаны подается сжатый воздух. Как только двигатель запускается, подача сжатого воздуха в цилиндры прекращается. ДВС начинает работать в обычном режиме. Баллон со сжатым воздухом пополняется во время работы основного двигателя, который соединен с компрессором. Обычно этот же компрессор используется в системе управления транспортным средством, в тормозной системе (с пневмоприводом), в механизмах подвески (пневмоподвеска) и других. Особое распространение пневмозапуск получил в самолетах 30-40-х годов прошлого века. В наши дни в авиационной технике используются электрические стартеры, получающие питание от бортовых аккумуляторов самолета, стационарных станций и подвижных аэродромных пусковых агрегатов (АПА).
Помимо пусковых механизмов различного типа существует и система непосредственного запуска ДВС, разработанная немецкой компанией BOSH. Система Direct Start включает в себя управляющий компьютер и систему форсунок, впрыскивающих топливо-воздушную смесь в один из цилиндров остановленного двигателя, поршень которого находится в положении рабочего хода. Свеча поджигает смесь, которая поступает в цилиндр уже в сжатом виде. Происходит вспышка, расширяющиеся газы толкают поршень, который через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Управляющий компьютер подает поочередно команды на впрыск в другие цилиндры, поршень которых приходит в положение рабочего хода - двигатель запускается. Эта система работает только в ДВС с количеством цилиндров от четырех и более и в серийных автомобилях пока не применяется.

Устройство автомобильного электростартера

1 – ограничительное кольцо хода шестерни;
2 – буферная пружина;
3 – шестерня привода;
4 – ступица обгонной муфты;
5 – ролик обгонной муфты;
6 – наружное кольцо обгонной муфты;
7 – кожух обгонной муфты;
8 – ось рычага привода шестерни;
9 – рычаг привода;
10 – крышка со стороны привода;
11 – якорь тягового реле;
12 – шток тягового реле;
13 – втягивающая обмотка реле;
14 – удерживающая обмотка реле;
15 – корпус реле;
16 – крышка реле;
17 – контактные болты;
18 – контактная пластина;
19 – щетка;
20 – коллектор;
21 – обмотка статора;
22 – обмотка якоря;
23 – стяжной болт;
24 – кожух;
25 – сердечник якоря;
26 – корпус стартера;
27 – полюс статора;
28 – поводковое кольцо.
В качестве вспомогательного двигателя для запуска двигателя применяются коллекторные электродвигатели постоянного тока, получающие питание от бортовой аккумуляторной батареи автомобиля. На вал электродвигателя насажена подвижная муфта одностороннего хода, которую венчает шестерня. При повороте ключа зажигания или нажатии пусковой кнопки соленоид стартера перемещает муфту по валу. Венец муфты входит в зацепление с зубьями маховика ДВС. Одновременно через замкнувшиеся контакты на коллекторные щетки электродвигателя подается электрический ток. Вал двигателя приводится во вращение, крутящий момент передается через зубья маховика на коленчатый вал ДВС. Как только двигатель запускается, соленоид и электродвигатель стартера обесточиваются, муфта под воздействием пружины возвращается в исходное положение, выводя пусковую шестерню из зацепления с маховиком.
Электростартер в ряде случаев может применяться в качестве вспомогательного двигателя автомобиля - когда машину необходимо переместить на небольшое расстояние (в несколько метров) при неработающем ДВС. В экстренных ситуациях, когда жизни водителя и пассажиров может угрожать опасность, водитель может включить первую передачу и стартером привести автомобиль в движение.

Электростартеры мотоциклов

На легких мотоциклах, скутерах, мотороллерах с электрозапуском обычно используется электрическая машина двустороннего действия - династартер, который при подаче тока может работать, как электродвигатель, а в обычном состоянии (при работающем ДВС) выполняет функции электрогенератора.
Династартер устанавливается непосредственно на левую часть коленчатого вала мотоциклетного двигателя (встречается и обратное расположение), его якорь вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал. Недостатком династертера, как и любого мотоциклетного генератора, является выработка недостаточного тока на малых оборотах двигателя (поскольку нет повышающей обороты якоря ременной, цепной или шестеренчатой передачи). На тяжелых мотоциклах (чопперах, спортбайках и других) применяются более совершенные системы электрозапуска схожие по устройству с автомобильными.
Для обеспечения безопасности мотоциклетные электростартеры дополняются специальными механизмами блокировки, предотвращающими запуск двигателя при неработающих тормозах. Подобная блокировка в обязательном порядке устанавливается на все мотоциклы и скутеры с автоматической передачей (клиноременным вариатором). Двигатель скутера запускается поворотом ключа только в том случае, если одна из тормозных рукояток (переднего или заднего тормоза) зажаты водителем. При свободных тормозных рукоятках энергия на электростартер не подается.

Запуск двигателя в экстренных случаях

На транспортных средствах с механической КП запуск двигателя при неработающем электростартере и отсутствии механизма пуска рукояткой возможен буксировкой автомобиля («с толкача»). Однако, таким образом невозможно запустить автомобиль и мотоцикл с автоматической трансмиссией - если транспортное средство не оборудовано механизмом блокировки АКП. На скутерах с вариатором подобный механизм отсутствует. Поэтому пуск двигателя буксировкой или при движении накатом на них невозможен, но обязательно есть кикстартер, который на скутерах с электрозапуском двигателя используется в качестве вспомогательного пускового механизма. При истощенной бортовой аккумуляторной батарее автомобиля и исправном электростартере двигатель можно запустить, подавая ток от внешнего источника электроэнергии. Для этого используются сетевые понижающие трансформаторы или аккумуляторы других автомобилей.

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.

Читайте также: