Что такое механическая характеристика стартера

Обновлено: 21.04.2025

Наиболее характерными режимами работы стартера являются (см. рис. 11.1):

• режим максимальной мощности Р_тах при токе стартера приблизительно равным 0,5/,.;
• режим полного торможения при токе /_т, частоте вращения п = 0 и максимальном крутящем моменте Л/_тах;
• режим холостого хода при токе холостого хода /_х и максимальной частоте вращения п_тах.

Параметры этих режимов являются контрольными и их значения задаются в технических условиях (табл. 11.1).

Все современные системы электростартерного пуска имеют дистанционное управление стартером. При дистанционном управлении стартерный электродвигатель соединен с аккумуляторной батареей с помощью тягового реле стартера. На автомобилях с дизелями это делается с помощью выключателя стартера, контакты которого рассчитаны на ток, потребляемый тяговым реле.

На автомобилях с карбюраторными двигателями, у которых мощность стартера значительно ниже, тяговое реле включается через выключатель зажигания. Однако контакты последнего не рассчитаны на силу тока, потребляемую реле в момент включения

Номинальное напряжение, В

Емкость аккумуляторной батареи, Ач

Режим холостого хода

потребляемый ток, не более, А

частота вращения, не менее, мин -1

потребляемый ток, не более, А

Автомобили с двигателями ЯМЗ-236, -238

Автомобили с двигателями УМЗ-412

Автомобили ЗИЛ-130, Урал-377

КамАЗ-5320 и его модификации

Автомобили ГАЗ-53А, -66; ПАЗ-672

Автомобили с двигателями ЯМЗ-236, -238, -240

(30—40 А). Поэтому дополнительно устанавливается промежуточное реле стартера, контакты которого подключают обмотки тягового реле к аккумуляторной батарее. Обмотка этого реле стартера включается через выключатель зажигания.

Наиболее простыми являются схемы управления стартеров малой мощности с однообмоточным тяговым реле.

В стартерах в основном применяются двухобмоточные тяговые реле, имеющие втягивающую (ВО) и удерживающую (У О) обмотки. Такие реле позволяют снизить расход энергии аккумуляторной батареи в процессе пуска двигателя.

Принцип работы двухобмоточного тягового реле стартера показан на рис. 11.4.

Рис. 11.4. Принцип работы двухобмоточного тягового электромагнита реле стартера: а — включение реле; б — замыкание силовых контактов; в — выключение реле

После замыкания контактов КРС1 реле стартера (или выключателя стартера на дизелях) ток от аккумуляторной батареи проходит по двум обмоткам — У О и ВО (рис. 11.4, а). Под действием намагничивающей силы двух обмоток якорь тягового реле втягивается в электромагнит и с помощью рычажного механизма вводит шестерню привода в зацепление с венцом маховика. В конце хода замыкаются силовые контакты тягового реле КТР1, и включается цепь питания стартерного электродвигателя. Одновременно этими же контактами втягивающая обмотка ВО замыкается накоротко (рис. 11.4, б).

После пуска двигателя контакты KPCI размыкаются, и ток проходит последовательно через силовые контакты КТР1, обмотки ВО и УО параллельно стартерному электродвигателю (рис. 11.4, в). Причем направление тока в витках обмотки УО сохраняется прежним, а в витках втягивающей обмотки ВО изменяется. Так как число витков в обмотках одинаково и по ним протекает ток одной и той же величины, суммарная магнитодвижущая сила будет равна нулю. Сердечник электромагнита размагничивается, возвратная пружина, выдвигая якорь из сердечника тягового реле, размыкает силовые контакты КТР1 и, воздействуя на рычаг включения привода, выводит шестерню из зацепления с венцом маховика.

Рис. 11.5. Электрические схемы управления стартерами: а — СТ230-Б; б — СТ142

SI.2 в цепи зажигания и размыкаются контакты S1.1, снимающие напряжение с обмотки реле К2.

Стартер СТ142 (рис. 11.5, б) включается при замыкании контактов S1.1 выключателя приборов и стартера. Работа данной схемы управления аналогична работе схемы управления стартером СТ230-Б. При поднятой кабине автомобиля стартер можно включить дублирующим выключателем S2.

При вращении коленчатого вала его частоты вращения с датчика на вход формирователя электронного блока (VT1) начинают по-

Рис. 11.6. Электрическая схема системы пуска двигателя с автоматическим отключением и блокировкой стартера

ступать импульсы напряжения положительной полярности. С коллектора VT1 усиленные импульсы, ограниченные по амплитуде стабилитронами VD2 и VD3, поступают на вход преобразователя, который преобразует частотную последовательность импульсов в напряжение на выходе конденсатора С6. Параметры преобразователя выбраны таким образом, что после пуска ДВС и соответствующего увеличения частоты вращения коленчатого вала амплитуда этого напряжения становится равной напряжению стабилизации стабилитрона VD7. Последний пробивается и переводит триггер во второе устойчивое состояние, при котором VT3 закрыт, a VT2 открыт. Обмотка реле KV1 обесточивается и стартер отключается.

Стартер представляет собой вспомогательный блок, который осуществляет приведение двигателя внутреннего сгорания в действие. Большинство современных транспортных средств оснащены стартером с электрическим приводом. Основные характеристики стартера включают в себя параметры, которые зависят от конструктивного исполнения транспортного средства, но в общем случае основные характеристики стартера включают в себя мощность, напряжение, направление вращения, число зубьев и вес.

Основные характеристики стартера

К основным характеристикам типичного стартера двигателя внутреннего сгорания относятся номинальная мощность, рабочее напряжение, направление вращения зубчатой передачи стартера и количество зубьев передачи. Все эти характеристики можно обнаружить в описании электромеханического устройства при его покупке. Но как же выбрать нужный именно для своего двигателя и чем они отличаются?

Номинальная мощность стартера стоит первой характеристикой в списке и не напрасно. Мощность стартера является, вероятно, самой важной характеристикой которая показывает производительность электромеханического устройства. Чем больше мощность тем быстрее будет прокручиваться маховик и быстрее осуществится запуск двигателя.

Рабочее напряжение стартера является характеристикой, которая показывает для каких типов аккумуляторов стартер предназначен. Если на транспортном средстве установлена аккумуляторная батарея 12 вольт, то необходимо использовать стартер с рабочим напряжением 12 вольт. Как правило, у легковых автомобилей применяются 12 вольтовые аккумуляторы. На грузовых транспортных средствах стартеры необходимы в более высоких диапазонах вольтажа.

Количество зубьев передачи является очень важным параметром стартера, который оказывает огромное влияние на коэффициент полезного действия. Количеством зубьев передачи регулируется передаточное число стартера от которого зависит скорость запуска двигателя.

Направление вращения передачи представляет собой параметр стартера от которого зависит запустится двигатель или нет. Ведь главной его функцией является прокрутка маховика, который должен провести такт двигателя для его запуска. Если вращение передачи будет в неправильную сторону двигатель просто-напросто не запустится, так как необходимый такт не будет реализован.

Lada открыла первый дилерский центр в Армении с новым импортером

Как рассчитываются характеристики стартера

Как рассчитываются основные характеристики стартера вопрос достаточно сложный и нужно понимать, что для его нормальной и долговечной работы нужно учесть множество параметров. Есть параметры которые зависят от конструкции двигателя, другие параметры зависят от характеристик моторного масла, маховика, аккумуляторной батареи и даже температуры окружающей среды и давления.

С направлением вращения зубчатой передачи все понятно. Направление вращения передачи зависит от конструкции двигателя и места размещения стартера относительно маховика. Совершенно другое дело обстоит с количеством зубьев передачи, рабочим напряжением и мощностью стартера. У этих параметров намного больше условий, которые учитываются конструкторами.

На первый взгляд с напряжением в 12 вольт тоже вопросов возникать не должно. Следует обратить внимание на параметр минимального напряжения срабатывания. У DW-000 этот параметр равняется 6 вольтам. Это означает, что при напряжении 6 вольт и разряженном на 40% аккумуляторной батарее стартер запустит двигатель.

Число зубьев передачи равняется 10, что является увеличенным значением относительно стандартного значения. Таким образом передаточное число становится меньше.

U — передаточное число;
Z_Б — число зубьев большей шестерни ( в нашем случае это маховик );
Z_М — число зубьев меньшей шестерни ( привод стартера ).

Таким образом, исходя из формулы при увеличении Z_М передаточное число U уменьшается и следовательно уменьшается крутящий момент. В этом случает стоит отметить, что при увеличении числа зубьев уменьшается нагрузка на каждый зуб. Следовательно срок службы зубчатой передачи увеличивается.

Что касается номинальной мощности стартера, то тут дело обстоит еще серьезнее. Факторов влияющих на мощность стартера очень много, но в общем случае она рассчитывается по формуле:

P — мощность стартера;
Mc — момент сопротивления;
η — коэффициент полезного действия зубчатой передачи.
Момент сопротивления является величиной зависящей от рабочего объема цилиндров двигателя, вязкости моторного масла, температуры окружающей среды, давления трения и еще очень многих факторов.

Полярность автомобильного аккумулятора

Параметры влияющие на запуск двигателя

Как было сказано выше, стартер является устройством, которое запускает двигатель внутреннего сгорания. Параметров влияющих на запуск двигателя достаточно много. Самыми главными условиями запуска двигателя является исправный стартер, отсутствие повреждения двигателя, прохождение правильного такта, поступление топлива в цилиндры, хорошая компрессия цилиндров и в бензиновом двигателе исправных свечей зажигания, а в дизельном двигателе свечей накала. Кроме этого запуск двигателя зависит от исправности электроцепей автомобиля и температуры окружающей среды.

Если брать конкретно стартер, то параметров влияющих на запуск двигателя остается не так уж и много. Условия для правильной работы стартера включают заряженный аккумулятор, исправность цепей электропитания, температура окружающей среды и конечно состояние самого стартера.

Примеры параметров влияющих на запуск двигателя внутреннего сгорания. Направление вращения передачи стартера. Если зубчатая передача стартера вращается в неправильную сторону, то ДВС не запустится из-за неправильного такта. Такая ситуация может произойти в случае ошибки при выборе самого стартера или некачественном ремонте. При некачественном ремонте путают полярность щеточного механизма.

Номинальная мощность стартера. В условиях низких температур моторное масло двигателя загустевает и в следствие чего увеличивается момент сопротивления. Исходя из вышесказанного момент сопротивления может достигнуть значения при котором мощности стартера просто не хватит, чтобы запустить двигатель.

Рабочее напряжение стартера. При условии разряда аккумуляторной батареи и проседании напряжения ниже определенного значения, на автомобильный стартер не поступит необходимый пусковой ток и он не сможет выполнить свою прямую функцию.

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.

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

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

Основные компоненты

Таким образом, основными составляющими стартера можно назвать:

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

Принцип работы

Учитывая устройство стартера, рассмотрим его работу пошагово:

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:

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.

Большинство водителей очень быстро переходят от желания просто ездить к желанию проводить самостоятельно некоторые ремонтные работы своего авто. Для того чтобы совершенствовать свой автомобиль нужно знать принцип его работы и внутренне устройство. А приступить к изучению лучше с самого начала, то есть со стартера автомобиля – то, без чего движение ТС изначально невозможно.

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.

Виды стартеров

Среди всего спектра автомобильных деталей выделяют только два типа стартеров двигателя:

Внутреннее устройство

ДВС генерирует энергию для работы при помощи оборотов коленвала. Другие электрические системы транспортного средства работают от этой же энергии. Чтобы запустить ТС с неподвижной точки необходимо правильное взаимодействие электродвигателя и внешнего источника – аккумулятора.

Общий тандем обеспечивается благодаря некоторым составляющим:

Якорь. Имеет запрессованный сердечник и несколько коллекторных пластин. Основа изготовляется из легированной стали.
Щетки и держатели. По ходу главного цикла, щетки способствую повышению мощности. В первую очередь, служат для подачи рабочего напряжения на набор пластин якоря.
Реле. Главное назначение втягивающего реле – подача питания от зажигания и выталкивание обгонной муфты. Производители предусмотрели в структуре несколько силовых контактов и специфичную перемычку.
Электромотор. Включает несколько сердечников и обмотки возбуждения; имеет форму цилиндра.
Бендикс и шестерня. Главный рабочий механизм стартера, который перенаправляет момент вращения на венец маховика ДВС через шестерню при помощи роликового механизма. После запуска система разрывает связь венца маховика и приводной шестерни, сохраняя работоспособность всего устройства.

Подобным образом устроено большинство автомобильных стартеров, хотя могут быть некоторые отличия. В целом, если разобрать элемент, можно насчитать порядка 50 различных составляющих компонентов.

Чаще всего отличия между разными устройствами заключаются в механизме рассоединения шестерен.

В автомобилях с АКПП стартер может иметь несколько дополнительных обмоток, чтобы предотвратить запуск мотора при ходовой позиции селектора.

Принцип работы

Автомобильный стартер относится к ряду электромеханических приспособлений ТС. В основе лежит преобразование природы одной энергии в другую, и чтобы в итоге завести двигатель, происходят следующие процессы:

Читайте также: