Стартер из какого металла
Обновлено: 07.05.2024
Какой принцип работы стартера и кто его придумал?
Двигатели первых автомобилей имели очень сложный алгоритм запуска. К примеру, на первом «Motorwagen» Карла Бенца требовалось сначала выставить подачу топлива, отрегулировать смесь и угол опережения зажигания, затем взяться за маховик и начать раскручивать его до того момента, как магнето сможет давать искру. В качестве стартера выступал сам водитель. После того, как одноцилиндровый мотор прочихается, требовалось подождать прогрева и вновь отрегулировать смесь. Все это было слишком сложно для неподготовленных автомобилистов.
В начале века двигатели внутреннего сгорания (ДВС) на транспортных средствах были в меньшинстве. К примеру, в США в 1900 году 40% функционирующих автомобилей действовали на паровом ходу и походили на колесные паровозы. Такую же часть занимали машины с электродвигателями и аккумуляторами (38%) и только 22% транспортных средств имели бензиновые моторы.
Затем инженеры устранили многие проблемы и преимущества ДВС стали выходить на первый план. Однако проблема с запуском так и оставалась нерешенной. На самом распространенном автомобиле первого двадцатилетия XX века — Ford T — двигатели запускались руками вплоть до 1919 года.
Необходимо было вставить в кронштейн коленчатого вала кривую рукоятку и после активации «подсоса», ручного газа, требовалось раскрутить двигатель. Иногда неправильно выставленный угол опережения зажигания мог привести к неприятным последствиям. Ранняя вспышка била в противоход поршню, и коленвал получал импульс назад. В итоге рукоятками ломало руки водителям, а иногда случались смертельные случаи.
Близкий друг основателя Cadillac Генри Лиланда в 1910 году был серьезно травмирован обратным рывком заводной рукоятки в результате чего скончался. В итоге, Генри Лиланд поклялся, что его машины больше никого не убьют, и стал активно внедрять стартеры. В 1911 году американский инженер-механик Чарльз Кеттеринг доработал конструкцию электрического стартера, а в 1912 году был выпущен первый автомобиль с электрическим стартером — Cadillac Model 30.
Устройство первого стартера автомобиля
Стартер представлял собой электромотор, который был напрямую связан с коленвалам и вращал его во время запуска, а после появления первых вспышек стартер переходил в режим генератора и вырабатывал электрический ток для имеющегося в машине оборудования. Правда, этот стартер был несовершенен. С ростом оборотов двигателя потребовалось придумать механизм соединения и разделения стартера с коленвалом, иначе при слишком большом вращении электромотор перегревался и перегорал.
В 1916 году американский инженер Винсент Гуго Бендикс разработал муфту опережения, которая помогала подключать стартер к двигателю кратковременно, и этот механизм впоследствии получил название «бендикс».
Это устройство необходимо для размыкания прямой механической связи между стартером и двигателем внутреннего сгорания. Оно представляет собой муфту с ведущей шестерней, которая движется в металлической обойме, прижимаемой буферной пружиной.
«Бендикс» срабатывает, как только водитель поворачивает ключ в замке зажигания. Специальное реле с помощью выжимной вилки подает вперед главную шестерню «бендикса», которая входит в зацепление с зубцами на маховике. Для облегчения стыковки зубья на маховике и на шестерне обгонной муфты сделаны с конической фаской. При этом буферная пружина сглаживает удары и рывки, из-за чего удается снизить нагрузки.
В общем, обгонная муфта («бендикс») позволяет существенно продлить срок эксплуатации стартера.
Из чего состоит стартер?
Пусковое устройство состоит из нескольких основных элементов: электродвигателя, обгонной муфты («бендикс») и втягивающего реле цилиндрической формы. Технический узел находится в металлическом корпусе длиной примерно 15 см и диаметром 7−10 см. В электродвигателе стартера имеется неподвижная часть — статор, и подвижная — ротор, которую принято называть якорем.
Внутри электромотора расположены четыре магнитных сердечника с катушками («башмаки»), которые выполняют функцию магнитов. Все обмотки соединены в одну цепь и замыкаются на медно-графитовых щетках.
Якорь стартера — это ось из легированной стали, вращающийся на подшипниках скольжения. Коллектор с обмоткой создает магнитное поле, приводящее якорь в движение.
Где установлен стартер в автомобиле?
Как правило, в современных автомобилях стартер устанавливается в месте соединения двигателя с коробкой передач, около картера, для того, чтобы примыкать непосредственно к маховику, который и приводится в движение во время запуска мотора. В зависимости от компоновки подкапотного пространства стартер монтируется в нижней части двигателя в горизонтальном положении на фланце или опорной раме. Устройство фиксируется при помощи 2−3 больших болтов и легко снимается для ремонта. Правда, на некоторых легковых автомобилях из-за тесноты в моторном отсеке доступ к стартеру ограничен, и для демонтажа потребуется вывешивать машину на подъемнике, чтобы подобраться снизу.
Как работает стартер на автомобиле?
После того, как стартер прокрутил коленвал и двигатель завелся, необходимо быстро отсоединить обгонную муфту от маховика. Для этого электроника подает сигнал, и реле отключается. Муфта под действием пружины отодвигается назад. Главная шестерня выходит из пазов маховика. Вал двигателя уже не связан со стартером.
Представим ситуацию, когда неисправный «бендикс» не отсоединился после запуска мотора. Такое бывает, если из-за выработки искривлены пазы в зубчатом соединении. Из-за задиров муфту заклинивает и она остается в жестком зацеплении с маховиком. Это самый худший сценарий для стартера. Тогда момент от заведенного двигателя передается напрямую на электромотор. Вал редуктора с якорем вращаются со скоростями, в десятки раз большими, чем предписано нормативами по эксплуатации, что приводит к быстрому разрушению технического узла.
Если запуск мотора происходит на 100−200 оборотах, то холостой ход раскручивает мотор до 700 об. Если водитель нажимает на газ для того, чтобы ускориться, то двигатель раскручивается до 4500 об.
В случае заклинивания обгонной муфты вращающийся вал электромотора стирает щетки электродвигателя, разрушает пластмассовое кольцо планетарного редуктора, и корпус самого стартера сильно перегревается. В итоге электромотор раскаляется, сыплет искрами, раздается сильный скрежет и стук из моторного отсека. Если водитель остановит автомобиль и посмотрит под капот, то он почувствует сильный запах горелой проводки и увидит дымок, выходящий из стартера.
Как диагностировать неисправности стартера?
Определить неисправный «бендикс» можно по ряду признаков. В основном это посторонние звуки под капотом, которые раздаются после поворота ключа зажигания. Часто слышится скрежет зубчатой шестерни, которая не может войти в зацеплений. Слышны щелчки и металлические постукивания. При этом нет характерного звука проворачиваемого коленвала. После третьего-четвертого срабатывания «бендикс» все-таки входит в зацепление с маховиком и мотор заводится.
Со временем звуки нарастают, и проблема проявляется все сильнее. В этом случае необходимо отправляться в магазин запчастей за новой обгонной муфтой, иначе в какой-то момент стартер перестанет соединяться с валом двигателя совсем, и завести машину можно будет только на буксире или, как говорят в народе, «с толкача».
Как можно нечаянно сломать стартер?
Повредить стартер можно при неправильном запуске мотора. Некоторые водители удерживают ключ в положении старт в замке зажигания, как бы помогая двигателю раскручиваться даже после того, как появились первые вспышки в камерах сгорания. Часто это происходит в зимний период, когда бывают проблемы с зажиганием. В этот момент наиболее нетерпеливые могут еще поддать газу. Мотор тут же раскручивается, а обгонная муфта все еще находится в зацеплении с валом мотора. Ее сразу же закусывает, и тогда можно услышать жалобный визг из-под капота. Так звучат раскручивающиеся щетки стартера. Затем стартер перегревается, и его может заклинить.
В общем, при запуске мотора долго удерживать ключ в положении «Старт» нельзя, в особенности когда мотор уже работает.
На старых моделях «Жигулей» запустить стартер можно было даже при работающем моторе. Если водитель неосторожно брался за ключ и проворачивал его по часовой стрелке, то можно было услышать пронзительный скрежет из-под капота. Это включившийся стартер пытался подсоединиться к работающему маховику, из-за чего главная шестерня начинала скрежетать с риском появления задиров.
Как правильно заводить автомобиль?
Здесь важно помнить, что сразу после запуска мотора нельзя долго удерживать ключ в положении START. Его необходимо отпустить, и тогда он сам возвращается в положение ON. Во время движения касаться ключа руками не рекомендуется до момента завершения поездки.
Кроме того, современные инжекторные моторы нельзя заводить с добавлением газа. Электроника сама выставит нужное количество смеси для запуска.
Если машина «троит» сразу после старта, то подбадривать ее газом тоже не рекомендуется. Несгоревший бензин из плохо работающего цилиндра выбрасывается в выхлопную систему и догорает уже в катализаторе, что приводит к его перегреву. Лучше проверить свечи или систему зажигания и починить неисправность.
Какие еще бывают стартеры?
В первой половине XX века на больших транспортных средствах, моторы которых трудно было запустить с помощью рукоятки, а электрический стартер был слишком маломощен, запуск силового агрегата производился другими пусковыми устройствами.
К примеру, большие моторы на тракторах и самолетах заводили с помощью… выстрела. На их двигателях имелась система подачи пороховых газов прямо в цилиндры. Техник открывал подсос и ручной газ, включал зажигание, вставлял пирозаряд в патронник (чаще охотничий патрон 12 калибра), закрывал защитную крышку и бил по капсуле молотком. Раздавался выстрел и тяжелый коленвал двигателя быстро проворачивался, благодаря чему мотор заводился.
К примеру, на тракторе Field Marshall Fowler, который выпускался с 1945 по 1957 годы в Великобритании, пороховые газы били прямо в один из поршней. Существенный недостаток этого метода — это необходимость чистить систему от продуктов сгорания пороха. Кроме того, неправильно приготовленный заряд вызывал замятие клапана.
Такой же способ запуска моторов использовался и на некоторых самолетах первой половины прошлого века. В 1930-х годах в авиации ставили пиротехнические стартеры в виде поршня, приводимого в движение пороховыми газами. После выстрела поршень при поступательном движении через винтовую муфту проворачивал вал двигателя.
Для авиации пиростартеры оказались выгодны из-за малого веса. С их помощью удавалось избавиться от тяжелых батарей и генераторов. Кроме того, пиростартеры значительно упрощали запуск мотора в холодное время года.
Пиротехнические стартеры до сих применяются в двигателях спасательных шлюпок, потому как в экстремальных ситуациях некогда заряжать аккумулятор или искать розетку. Встречаются пиростартеры и на некоторых двигателях для больших многоколесных снегоходов.
На тракторных дизелях в качестве стартера применяется система запуска со вспомогательным ДВС. Обычно это маленький бензиновый двигатель воздушного охлаждения, который заводится либо электростартером, либо вручную шнуровым маховиком, как на лодочных моторах или бензопилах. После запуска моторчик подает момент через редуктор на главный вал дизельного мотора, а также в генератор, вследствие чего и происходит прогрев свечей накаливания и запуск основного силового агрегата.
Существуют и пневматические стартеры. Появились они еще в начале XX века и часто ставились на представительские автомобили и на специальную технику. К примеру французские Delaunay-Belleville из царского гаража Николая Второго имели пневматический стартер, который подавал сжатый воздух непосредственно в цилиндры, после чего водитель включал зажигание, и мотор начинал работать уже на бензине. На запасе сжатого воздуха из баллонов машина даже могла проехать больше мили, благодаря чему пневматическое пусковое устройство использовали иногда не по назначению. Автомобиль ездил на пневматическом ходу на парадах и во время смотров. Пневматика была удобна тем, что не создавала много шума, как бензиновый 80-сильный мотор царского лимузина.
Сейчас судовые, танковые, тепловозные дизельные моторы тоже оснащаются пневматическими стартерами. С их помощью в цилиндры главного двигателя через дополнительные клапаны подается сжатый воздух, который и раскручивает коленвал. При этом, баллон для сжатого воздуха пополняется во время работы компрессора с приводом от основного дизеля. Этот же компрессор используется для нагнетания давления в тормозной системе пневматических тормозов на грузовиках.
К примеру, на карьерных самосвалах БелАЗ грузоподъемностью 80−120 тонн применяется пневматический стартер мощностью до 60 кВт и с максимальным рабочим давлением 0,9−1,5 МПа. Правда, там воздух подается не в цилиндры, а в ротор, который связан через муфту с коленвалом.
Стартеры: как они устроены и как их ремонтировать
Стартер – самая «женская» деталь автомобиля! Ведь считается, что именно электрический запуск двигателя позволил прекрасному полу всерьез сесть за руль, ибо до его изобретения машину заводили ручной рукояткой, что было под силу не каждому мужику… При этом как механизм стартер не по-женски надежен и предсказуем, благодаря неженской же грубости и простоте конструкции, а поэтому редко доставляет проблемы владельцу новой машины в течение 3-5 лет её службы. Хотя немолодой стартер, конечно же, имеет право покапризничать, поскольку жизнь его нелегка! Узнаем, как он устроен, а после теоретической подготовки исследуем и отремонтируем захандривший «пускач».
История появления стартера
И значально автомобиль был рожден без стартера — двигатели запускались заводной рукояткой, и это считалось нормой. Собственно, у машин зари автомобилизации хватало других, более насущных проблем, на фоне которых вращение ручки перед поездкой было не самой существенной. Однако тяжелый и небезопасный запуск мотора вручную был все же очевидным узким местом первых самобеглых повозок, и в 1911 году американский инженер-механик Чарльз Кеттеринг предложил конструкцию электрического стартера. А уже в 1912 году был выпущен первый автомобиль, заводящийся изобретением Кеттеринга – Cadillac Model 30.
Впрочем, несмотря на это, технической революции не произошло – что можно проследить хотя бы по знаменитому Ford T, который, выпускаясь миллионными тиражами, заводился ручкой вплоть до 1919 года… Собственно, причина заключалась в немалой степени в том, что Чарльз Кеттеринг, коронованный как изобретатель стартера, предложил компании Cadillac совсем не ту конструкцию, что применяется повсеместно в наши дни!
На фото: Чарльз Кеттеринг
Его конструкция была сложна и ненадежна, поскольку стартер после запуска мотора не отсоединялся от коленвала, а переключался в режим генератора, и ведущие американские автоконцерны той эпохи отнеслись к идее прохладно. Причина же поддержки изобретения Кеттеринга Кадиллаком крылась в личности основателя фирмы Генри Лиланда, чей близкий друг в 1910 году был серьезно травмирован обратным рывком заводной рукоятки при слишком раннем зажигании и в результате скончался.
Лиланд поклялся, что альтернатива ручному запуску будет найдена, и с распростертыми объятиями встретил Кеттеринга, чей стартер в рекламном проспекте «Model 30» пафосно назвал «World Wonder» – «мировым чудом»!
Техническая же мини-революция в автопроме благодаря стартеру все же случилась – но четырьмя годами позже, в 1916-ом. А именно, когда еще один американский инженер Винсент Гуго Бендикс предложил разделить генератор и стартер на два отдельных узла, и подключать последний к двигателю лишь кратковременно – с помощью обгонной муфты, известной и по сей день как «бендикс».
Конструкция стартера
Все автомобильные стартеры очень похожи друг на друга. Разобрался в устройстве любого – считай, разберешься во всех. Хоть Матиза, хоть Камаза…
Основа любого стартера – простейший электромотор. Подача тока на ротор (он же – «якорь») осуществляется мощными медно-графитовыми щетками, а магнитная сила статора обеспечивается либо электромагнитами, либо постоянными магнитами. Электрические схемы большинства современных стартеров не имеют принципиальных отличий – все стартеры к электросистеме автомобиля подсоединяются в трех точках – силовой плюс от аккумулятора, масса через корпус, и управляющий плюс от замка зажигания. Различается, по сути, только мощность, выраженная в габаритах.
На цилиндрическом корпусе стартера выделяется «бочонок» меньшего размера – это так называемое «втягивающее реле». Оно выполняет две функции – собственно, подает питание на стартер, имея мощнейшие контакты, выдерживающие токи в сотни ампер, а также осуществляет сцепление вала стартера с валом двигателя через рычаг-«коромысло» и обгонную муфту- «бендикс».
Муфта эта работает по принципу классической велосипедной втулки – то есть стартер может крутить мотор, а вот уже запустившийся мотор не будет «тащить за собой» стартер, раскручиваясь на губительных для него высоких оборотах.
Наглядная 3D-анимация конструкции стартера
Более заметные отличия одной модели стартера от другой заключаются в конструкции передней опоры ротора. Классическое устройство – это когда ось ротора установлена в стартере на двух подшипниках – опорных втулках из бронзо-графитного сплава. Втулки эти находятся, соответственно, в передней и задней крышках стартера.
В принципе, эта «двухопорная» конструкция – наиболее надежная и правильная. Но нередко встречаются «одноопорные» стартеры (на гаражном жаргоне их частенько не слишком корректно именуют БЕЗопорными), в которых задняя опора вала ротора находится, как и положено, в задней же крышке стартера, а вот передняя крышка отсутствует вовсе.
В этом случае передней опорой становится картер сцепления двигателя или картер КПП, куда запрессована опорная втулка. Стартер устанавливается на свое место в машине – и вал опирается на две втулки, как и дóлжно. Как правило, такое решение применяют с целью уменьшения габаритов узлов, и в принципе, пока все исправно, оно ничуть не хуже классического. Но если передняя опорная втулка в картере КПП разбивается, её замену произвести уже гораздо сложнее – делается это на машине и порой в весьма неудобных условиях. Тогда как в двухопорном стартере втулки меняются на верстаке, где все на виду и легкодоступно.
Еще один принципиальный конструктивный момент, отличающий модели стартеров друг от друга – редуктор. Вернее, его отсутствие или наличие, а в случае наличия – тип. Дело в том, что передача крутящего момента с ротора стартера на маховик мотора может осуществляться напрямую или через редуктор, встроенный в стартер.
Вариант «напрямую» – это когда шестерня «бендикса», вращающая венец маховика двигателя, находится прямо на оси ротора стартера. Такая конструкция достаточно архаична, характерна избыточными габаритами и весом, а также огромным потребляемым током, но еще встречается. Гораздо эффективнее, легче и компактнее редукторные стартеры. В них момент передается на венец маховика либо через одну промежуточную шестерню, либо через планетарную передачу с еще большим замедлением.
«Планетарные» стартеры встречаются сегодня наиболее часто. С ними для запуска двигателя достаточно аккумулятора, чуть ли не в два раза меньшей емкости и пускового тока, нежели требовалось для того же мотора при стартере, работающем напрямую.
Пример ремонта стартера
От теории перейдем к реальному агрегату, требующему ремонта. В нашем случае симптомы неисправности были такими – стартер стал вращать мотор очень вяло, вне зависимости от степени заряженности батареи. При этом, будучи демонтированным с двигателя и подключенным пусковыми проводами к батарее, вращался бодро. Отлаженный мотор худо-бедно умудрялся запускаться даже при столь вялом вращении, но в какой-то момент стартер встал окончательно и испустил дымок.
После снятия задней крышки из корпуса стартера высыпалось с пару столовых ложек черной пыли. Стало быть, первый диагноз – щетки. Извлекаем щеточный узел, снимаем корпус с магнитами (который автоэлектрики между собой называют «колбой»), и вынимаем ротор.
После продувки всех деталей сжатым воздухом и промывки в бензине стало видно, что щетки изношены практически полностью, а их останки почти закорочены графитовым порошком. Сила пружин, прижимающих остатки щеток, ослабла, сопротивление контакта возросло, произошел разогрев щеткодержателей и пружин до посинения, оплавления, смыкания витков и зависания щеток.
Берем в руки щеточный узел, как образец, и отправляемся в ближайшую контору по ремонту стартеров и генераторов, где просим подобрать аналогичную деталь. Обходится нам щеточный узел в сборе в 400 рублей, что при стоимости нового стартера от 4 до 5 тысяч совсем недорого!
Очищаем ротор и оцениваем состояние коллектора – контактного кольца, по которому работают щетки. Износ заметен невооруженным глазом (на фото показан стрелками), но коллектор способен еще поработать после замены щеток. Обходимся без проточки, зачищая его мелкой наждачной бумагой – этого достаточно.
Вообще же, износ коллектора ротора – серьезная проблема. В принципе, при нормальных условиях коллектор любого стартера способен сменить пару комплектов щеток, но если его контактные ламели сильно истончились – ротор идет в утиль. Деталь эта дорогая, приобрести её отдельно непросто, да и менять рационально разве что на халяву – если подвернется аналогичный стартер с живым ротором из старых запасов автохлама у себя или у друзей… Ибо при напрочь убитом коллекторе на стартере обычно уже живого места нет.
Осматриваем обгонную муфту, иначе – «бендикс» (название, кстати, пошло от фирмы-производителя Bendix). Вращаем его шестерню вручную. В одну сторону крутится, в другую – нет. Двигаем вперед-назад по оси вала – ходит легко, без заеданий. В нашем случае с «бендиксом» все окей, так и должно быть.
Между тем выход из строя обгонной муфты – тоже серьезная неисправность, поскольку купить нужную модификацию легко только для стартеров распространенных моделей – с поиском «бендикса» могут возникнуть проблемы… Главная же типичная причина неисправности муфты – это износ пружин и роликов внутри неё, из-за чего она проскальзывает, не блокируясь при вращении в рабочем направлении. В итоге стартер жужжит и вертится, а коленвал стоит. Эта неисправность диагностируется легко – «бендикс» проворачивается вручную в обе стороны, тогда как должен вращаться лишь в одном направлении. По-хорошему, обгонная муфта в таком случае подлежит замене, поскольку имеет неразборную конструкцию. Хотя некоторые энтузиасты развальцовывают её корпус, растягивают «стоптавшиеся» пружинки, нарезают новые ролики из каленых прутков, но результат этой возни чаще всего недолговечен.
Поскольку ротор извлечен, попутно оцениваем состояние планетарного редуктора. Вынимаем шестерни, промываем бензином, осматриваем. Все в порядке, претензий к редуктору нет. Наносим на шестерни и их подшипники легкий слой смазки ШРУС.
Отметим, что редуктор – достаточно надежный узел стартера. Бывает, что срезаются оси шестерней-саттелитов или лопается внешнее зубчатое кольцо – но происходит это редко и чаще всего из-за изначальных дефектов металла или его обработки, а не из-за нагрузок при повседневной работе. К примеру, в планетарных редукторах стартеров внешнее зубчатое кольцо, называемое «короной», часто бывает сделано из пластика и вполне долговечно (в нашем случае, как видно на фото ниже, «корона» металлическая).
В качестве же смазки редуктора в идеале требуются специальные составы для планетарных передач или особые консистентные низкотемпературные составы, но они недешевы и редки – их нерационально покупать для разовой работы, где из всей дорогущей тубы вам понадобится один грамм. Поэтому вполне допустимо применить распространенную смазку для ШРУСов или хорошую импортную смазку для подшипников ступиц. Главное, наносить её в очень небольшом количестве – набивать редуктор не нужно! Обилие сильно густеющего на морозе литола, продавливаясь между зубами шестерен, вызывает избыточный скачок тока и даже грозит разорвать пластиковую «корону»…
Теперь предстоит работа похитрее. Неразумно будет не оценить состояние контактов втягивающего реле, раз стартер снят и распотрошен. Но если для разборки стартера нам потребовались лишь ключи на 8, на 10, и крестовая отвертка, то открыть тяговое реле удастся лишь 100-ваттным паяльником. Из реле выходят провода, проходят насквозь через контактные пистоны в крышке, и пропаиваются снаружи. Поэтому после отворачивания двух крестовых винтиков крышки, поднять её удастся, только разогрев поочередно припой на двух контактах, показанных на фото стрелками. На самом деле это несложная процедура, и её можно проделывать при необходимости многократно.
Нам повезло – контакты в порядке. Слегка освежаем их, пошуровав комочком наждачной бумаги, зажатым в «утконосах». После этого поочередно разогреваем паяльником проходные пистоны на крышке, и резко хлопаем крышкой по столу – по инерции из пистонов вылетают остатки расплавленного припоя, отверстия освобождаются, и теперь крышку можно снова надеть на торчащие провода и запаять обратно.
Кстати, серьезной ошибкой автовладельцев, проводящих ремонт и профилактику стартера своими руками, является смазка сердечника втягивающего реле. В этом узле смазка не нужна совсем – максимум, можно слегка мазануть сердечник и его гнездо моторным маслом и протереть почти насухо – чисто ради уменьшения вероятности коррозии. А любые консистентные смазки в этом узле противопоказаны – на морозе даже самые лучшие и холодостойкие из них способны заклинить сердечник. В зазоре втягивающего реле должно быть чисто и сухо!
Собираем стартер в обратном порядке, не забыв смазать (тоже без фанатизма!) заднюю втулку ротора. Можно устанавливать агрегат на машину? Можно, но сперва проделаем еще одну штуку!
Дело в том, что в новоприобретенном щеточном узле щетки – ровные параллелепипеды. А коллектор – цилиндрический, да еще и приобретший от износа форму не совсем правильного цилиндра. И, по-хорошему, рабочие грани щеток должны иметь полукруглые выборки для увеличения площади контакта, плюс должны притереться к реальному профилю коллектора.
Поэтому чтобы первые включения стартера на двигателе не породили избыточный разогрев коллектора и щеток из-за прохождения большого тока через уменьшенное пятно контакта, мы проведем легкую притирку. Возьмем провода для «прикуривания», и с их помощью подключим стартер, лежащий на столе, к аккумулятору, и покрутим минутку-другую вхолостую с перерывами.
Вот теперь – все. Ставим стартер на двигатель и наслаждаемся быстрым и уверенным запуском.
А если неохота во всём этом разбираться, то можно доверить ремонт стартера во Fresh Авто Сервис.
Этот маломощный стартер: почему на пусковой ток стартера нельзя опираться при выборе аккумулятора
Для некоторых паспортная мощность стартера их автомобиля может стать неожиданным откровением. А рассчитанное из нее количество ампер, требующееся для пуска мотора, приятно удивить. Можно ли сэкономить, опираясь в выборе аккумулятора или пускового устройства на паспортный ток стартера?
Один из важнейших параметров любого аккумулятора – ток холодной прокрутки. Это ток, который батарея способна отдать в нагрузку при температуре окружающей среды в минус 18 градусов. И для продвинутых автовладельцев именно эта цифра становится важнейшей при выборе новой батареи. Но сегодня, когда даже отечественные аккумуляторы подорожали до 5-6 тысяч рублей, большинство автолюбителей вынуждены экономить и отказываться при покупке запчастей от выбора «лучшего из доступного».
У редкой машины, даже малолитражки, в наши дни стоит штатная батарея с током холодной прокрутки менее 400 ампер. А чаще всего и поболее – особенно в тех моделях авто, которые производители называют «адаптированными для России». Такими батареями оснащаются машины с моторами объемом 1,2 -1,6 литра. Однако их даже при посаженной в ноль батарее (считай, вообще БЕЗ штатной батареи) запросто пускают литий-ионные бустеры с пиковым током всего лишь в 300 ампер, а номинальным – и вовсе в 150 ампер.
Скажем больше: когда мы тестировали субкомпактный пусковой бустер с пиковым током в 300 ампер и номинальным – в 150 ампер, изначально рассчитанный производителем на моторы не более 1,6 литра, мы без труда пускали с его помощью двухлитровые двигатели. Нарушая, безусловно, инструкцию – но пускали, и уверенно! И это может навести обывателя на мысли о том, что где-то его обманывают.
И возникнет вопрос: если 300-амперного гаджета размером со смартфон достаточно с лихвой даже для пуска двухлитрового двигателя, зачем нужен пусковой ток в 500 ампер у штатного аккумулятора машины с мотором 1,6 литра в таком случае? А один наш дотошный читатель даже взялся за несложную арифметику и пришел к удивившим его выводам.
В описании любого стартера всегда присутствует параметр паспортной мощности. У большинства легковых автомобилей она находится в диапазоне от 800 до 1500 ватт. Это вовсе не секретная цифра – ее можно увидеть в описании стартера практически на всех крупных сайтах по заказу запчастей, и тем более – на ресурсах производителей.
Наш читатель нашел характеристики стартера своей вполне массовой и народной Kia Rio – в них фигурирует цифра 0,9 кВт. То есть 900 ватт. И, разделив мощность в ваттах на напряжение бортовой сети 12 вольт, он получил ток потребления стартера: 900/12=75 ампер.
Семьдесят пять ампер, всего семьдесят пять! – ликовал он. А мы-то, дураки, приобретая аккумулятор, ориентируемся в первую очередь на ток холодной прокрутки, выбирая ту модель, где он побольше! У дешевых батарей с емкостью около 55-60 ампер-часов он составляет 400-450 ампер, у дорогих и качественных при той же емкости и габаритах – 600-650 ампер. Штатная батарея Rio с завода имеет параметры 60 ампер-часов и 440 ампер пускового тока. Но зачем все это, если стартеру нужно всего 75? Ну хорошо, с учетом морозных зим пусть будет 100. Но даже в этом случае аккумулятор может быть в 2-3 раза легче, компактнее и, соответственно, дешевле, чем тот, что стоит под капотом сейчас. Можно сэкономить на покупке нового АКБ, а тем, кто заморачивается со спортивным вождением, можно выгадать килограммы, применив батарею значительно меньшей массы. То же самое и с пусковыми бустерами: если такой гаджет вдруг понадобится купить, для двигателей литров до трех можно смело брать самый маломощный, и его энергии хватит с большим запасом. Сплошные плюсы, одним словом!
Такие рассуждения приятны, но, к сожалению, ошибочны. Любой учебник по электрическим машинам (в смысле, не электрокарам, а электрическим двигателям и генераторам) говорит нам: стандартная международная система маркировки мощности электродвигателя (в том числе и, разумеется, пускового автомобильного стартера) предполагает указывание мощности, потребляемой на холостом ходу.
Указанная для стартера Rio мощность в 900 ватт (как и паспортная мощность для любого иного стартера) – это мощность, которая потребляется от батареи, если стартер крутит сами себя, без нагрузки. Иными словами, те самые высчитанные 75 ампер стартер Рио потребляет, когда лежит в гараже на верстаке и подключен проводами к аккумулятору. Да и это еще без учета тока потребления втягивающего реле (десятка полтора ампер, которые стоит приплюсовать к семидесяти пяти).
Причем в момент страгивания ротора стартера с места (опять же, без нагрузки), произойдет кратковременный всплеск тока, раза в полтора больше номинального рабочего тока – наших пресловутых 75 ампер. То есть, увидеть на стрелке (или дисплее) подключенного в цепь стартера амперметра более-менее стабильную цифру «75» можно лишь после полной раскрутки стартера.
Соответственно, под нагрузкой в виде коленвала двигателя стартер потребует от батареи (штатной или бустерной) совсем иного тока, в 2-3 раза выше номинального, в зависимости от вязкости масла и температуры окружающей среды. Плюс на реальном автомобиле, а не в лабораторных условиях, к току стартера добавляется еще и суммарный ток многочисленных электронных блоков, которые включаются в работу (или просто массово опрашиваются блоком управления) после поворота ключа зажигания. Так что, увы, обойтись аккумулятором с пусковым током в два или более раза меньше паспортного и размером с два кулака – не получится…
Стартер автомобиля . . . .
— Система запуска двигателя предназначена для создания первичного крутящего момента коленвала двигателя с оборотами, необходимыми для образования нужной степени сжатия, для воспламенения горючей смеси. Управление системой запуска может быть ручным, автоматическим и дистанционным.
• Система пуска двигателя состоит из основных функциональных устройств:
1.Аккумуляторная батарея
2.Стартер
3.Механизмы управления запуска (замок зажигания, блок управления автоматическим пуском, система дистанционного управления)
4.Соединительные провода большого сечения (многопроволочные медные).
• Предъявляемые требования к системе запуска:
надежность работы стартера (отсутствие поломок в 45-50 тыс. км. пробега)
возможность уверенного запуска в условиях пониженных температур
способность системы к многоразовым пускам в течение короткого времени.
• Устройство стартера автомобиля
— Основным узлом системы запуска двигателя является стартер. Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 вольт и, развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.
• Стартер состоит из пяти основных элементов:
1.Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра. На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты.
2.Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря и коллекторные пластины. Статья опубликована в паблике Машины. Сердечник имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам. Коллекторные пластины расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок, изготовленных из латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
3.Втягивающее реле или тяговое реле устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты – пятаки, и подвижный контакт-перемычка, выполненные из мягких металлов. Пятаки представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле соединятся, через подвижное коромысло с обгонной муфтой, в простонародье именуемой бендиксом.
4.Обгонная муфта (бендикс) крепится подвижно на вал якоря и представляет собой роликовый механизм, который связан с шестерней зацепления с венцом маховика. Конструкция собрана так, что при подаче крутящего момента на бендикс в одну сторону, ролики, находящиеся в сепараторе выходят из пазов сепаратора и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. При вращении в противоположную сторону ролики западают в сепаратор, и шестерня вращается независимо от наружной обоймы.
5.Щеткодержатель элемент стартера, через который подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем передается на коллекторные пластины якоря. Выполнен щеткодержатель в виде диэлектрической обоймы с металлическими вставками, внутри которых находятся щетки. Контакты щеток (мягкий многожильный провод) при помощи точечной сварки привариваются к полюсным пластинам. Полюсными пластинами обычно являются хвосты обмоток возбуждения.
Принцип работы пусковой системы и стартера
Этапы работы стартера следующие: стыковка с зубчатым венцом маховика, пуск стартера, расстыковка стартера.
На деле это выглядит следующим образом: при включении замка зажигания и повороте ключа в положение запуск, по цепи + АКБ — замок зажигания — обмотка тягового реле — + выхода стартера — плюсовая щетка — обмотка якоря — минусовая щетка, срабатывает тяговое реле. Под действием сердечника реле подвижный контакт замыкает силовые пятаки, через которые подается ток от АКБ на плюсовой провод стартера. Плюс стартера соединен с плюсовой полюсной пластиной и плюсовыми щётками. Минус по умолчанию подключен постоянно.
После подачи тока вокруг обмоток якоря и обмоток возбуждения возникают магнитные потоки, которые направлены в одну сторону а, как известно, одинаковые полюса магнита отталкиваются друг от друга, так возникает круговое движение якоря.
В момент срабатывания втягивающего реле, коромысло приходит в движение вместе сердечником реле и выталкивает бендикс на шлицах якоря, в сторону венца маховика. Якорь в этот момент начинает вращается и приводит в действие маховик. Если двигатель автомобиля завелся, вк.ком/карс.бест а ключ зажигания еще не отпущен, наступает момент, когда обороты двигателя превышают обороты стартера, в этом случае срабатывает обгонный механизм бендикса.
Для дизельных двигателей или двигателей большой мощности, применяется другой механизм подачи вращения на бендикс. Применяется редуктор, встроенный в корпус стартера. Редуктор представляет собой механизм привода трансмиссии, т.е. по внутренней зубчатой обойме вращаются три сателлита, которые и приводят в действие вал, на котором подвижно находится бендикс. Достоинство таких стартеров в малых габаритах и большой мощности.
Про стартер (общая информация)
Основным узлом системы запуска двигателя является стартер. Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 вольт и, развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.
Стартер состоит из пяти основных элементов:
• 1. Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра. На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты.
• 2. Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря и коллекторные пластины. Сердечник имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам. Коллекторные пластины расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок, изготовленных из латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
• 3. Втягивающее реле или тяговое реле устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты – «пятаки», и подвижный контакт-перемычка, выполненные из мягких металлов. «Пятаки» представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле соединяется, через подвижное «коромысло» с обгонной муфтой, в простонародье именуемой бендиксом.
• 4. Обгонная муфта (бендикс) крепится подвижно на вал якоря и представляет собой роликовый механизм, который связан с шестерней зацепления с венцом маховика. Конструкция собрана так, что при подаче крутящего момента на бендикс в одну сторону, ролики, находящиеся в сепараторе выходят из пазов сепаратора и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. При вращении в противоположную сторону ролики западают в сепаратор, и шестерня вращается независимо от наружной обоймы.
• 5. Щеткодержатель элемент стартера, через который подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем передается на коллекторные пластины якоря. Выполнен щеткодержатель в виде диэлектрической обоймы с металлическими вставками, внутри которых находятся щетки. Контакты щеток (мягкий многожильный провод) при помощи точечной сварки привариваются к полюсным пластинам. Полюсными пластинами обычно являются «хвосты» обмоток возбуждения.
Комплектация стартера для двигателя 4,2л
1 — кожух шестерни
2 — винты
3 — приводная шестерня
4 — муфта сцепления
5 — болты
6 — втулка
7 — пружина
8 — стопорное кольцо
9 — крышка со стороны привода
10 — уплотнитель
11 — рычаг привода
12 — плунжер
13 — электромагнитное тяговое реле
14 — щеткодержатель
15 — корпус
16 — подшипник
17 — якорь
18 — коллектор
19 — задняя торцевая крышка
Комплектация стартера для двигателя 3.0л
1 — болты
2 — крышка со стороны привода
3 — стопорное кольцо
4 — рычаг привода
5 — упорное кольцо
6 — приводная шестерня
7 — пружина
8 — пыльник
9 — шайба
10 — стопорное кольцо
11 — пластина
12 — промежуточная передняя крышка
13 — электромагнитное тяговое реле
14 — вал приводной шестерни
15 — регулировочная шайба
16 — планетарные шестерни
17 — зубчатое колесо с внутренним зацеплением
18 — промежуточная задняя крышка
19 — корпус
20 — якорь
21 — щеткодержатель
22 — крышка со стороны коллектора
23 — винты
Читайте также: