Устройство автомобильного стартера

Как вы уже догадались, сегодня говорим про принцип работы стартера. Уже название устройства говорит о многом про его назначение и функции. Стартер необходим для того, чтобы запускать двигатель.

Это устройство позволяет провернуть коленвал с нужной частотой. Стартер входит в число обязательного и необходимого электрооборудования любой машины, будь то ВАЗ 2110, 2106, 2107, 2109, либо какой-то огромный КАМАЗ, а то и современный новенький Мерседес. Стартер есть у всех. Даже на скутере и в конструкции мотоцикла. Устройство и принцип работы у них примерно одинаковый, а потому различия незначительные.

По сути перед нами 4-полюсный электромоторчик, вырабатывающий постоянный ток и питающийся от аккумулятора. Показатели мощности устройств бывают разнообразными. Во многом это зависит от самого авто. Но чтобы запустить большинство автомобильных моторов, ему достаточно иметь 3 кВт мощности.

Втягивающие

Втягивающие реле для уменьшения потребляемого тока, как правило, имеет две катушки. Одна катушка, из более толстого провода потребляющая больший ток, срабатывает только в момент включения стартера для того, чтобы уверенно втянуть сердечник. Вторая из более тонкого провода потребляет меньший ток. Она предназначена для удержания сердечника, в то время пока ключ зажигания находится в положении start. Схема их включения такова:

  • один вывод каждой катушки присоединяется к управляющей клемме реле;
  • второй вывод удерживающей катушки присоединяется к массе.

Так как второй вывод, удерживающей катушки, подключен к массе, ток через нее идет всегда, когда ключ зажигания находится в положении start. Второй вывод втягивающий катушки подключен к плюсовому выводу стартера, то есть в момент подачи питания на втягивающие реле он через катушки статора и ротора тоже подключен к массе. После того как втягивающие сработает, оно подаст на стартер питание. И на обоих выводах втягивающей катушки будет положительный потенциал, а значит, ток через втягивающую катушку прекратится. Далее будет работать только удерживающая катушка. Применением двух катушек достигается значительное усилие втягивания сердечника при небольшом токе его удержания.

Виды

По устройству, стартеры бывают:

Без редуктора

Редуктор – это промежуточный механизм, основная задача которого – снижения усилий при вращении. В таких моделях коленчатый вал имеет непосредственное сцепление с шестерней. Зажигание происходит быстрее, практически мгновенно, по причине прямого контакта. Среди преимуществ этой конструкции выделяется простота. Дополнительный редуктор внедряется в конструкцию и в случае поломки потребуется его разборка.

Безредукторные стартеры легко ремонтируются обычным ручным инструментом. Из-за сильной упрощенности, схемы подключения и ремонта элементарны. Но основным недостатком моделей без редуктора выступает нестабильность. Во время сильных морозов они могут выходить из строя, не запускать двигатель с первого раза.

С редуктором

Основное отличие от предыдущей версии – наличие планетарного редуктора. Многие специалисты рекомендуют именно редукторные модели, так как они обладают одним выраженным достоинством – возможность запуска автомобиля даже при сильно севшем аккумуляторе. Малое потребление электричества значительно усиливается постоянными магнитами, которые улучшают производительность.

Кроме этого такое сочетание решает возникающие проблемы с обмоткой, которые могут привести к поломке стартера. Единственный недостаток – вероятная поломка шестерни при длительной эксплуатации. Если стартер был сделан с дефектом, что не редкость, их срок работы сильно ограничивается.

Устройство

Устройство и принцип работы стартера просты. Система пуска двигателя напрямую зависит от маховика. Это — механический элемент, который проворачиваясь, заставляет мотор производить энергию. И для пуска мотора от АКБ, требуется промежуточный узел.

Принцип работы стандартного стартера автомобиля обусловлен работой следующих элементов:

  1. Якорь. Это ось, изготовленная из легированного стального сплава. Она вращается на подшипнике скольжения. На нее напрессовывается сердечник и устанавливаются коллекторные пластины. Его структура подразумевает пазы, в которые укладывается обмотка.
  2. Щетки. Это графитовые проводники, осуществляющие простую функцию – передача электричества на коллекторные пластины. Это позволяет увеличить мощность стартера в целом.
  3. Реле. Передает напряжение на обмотку и выталкивает обгонную муфту.
  4. Электромотор. Состоит из нескольких сердечников с обмоткой. Ротор может быть установлен на подшипниках скольжения или обычных втулках. Второй вариант считается худшим, так как они имеют свойство стираться при активном использовании. В итоге, такое оборудование быстрее выходит из строя.
  5. Бендикс. Элемент передачи крутящего момента и вращения на коленчатый вал.
Рекомендуем:  Самостоятельный ремонт и замена редукционного клапана масляного насоса

Работа стартера, зачастую, обусловлена этим набором элементов, но могут быть и дополнения. Ряд моделей имеет специальную кнопку, которая позволяет запустить автомобиль даже без ключа.

Устройство стартера

Конструктивно стартер представляет собой электродвигатель и предназначен для преобразования электрической в механическую энергию. Принцип его работы состоит в том, что по закону Ампера рамка с током, находящаяся в постоянном магнитном поле, начинает вращаться. Рассмотрим основные узлы стартера.

  1. Корпус со стальным сердечником (башмаком), с проводящей обмоткой. В корпус устанавливается и укрепляется болтами четыре сердечника. Получается обмотка статора, которую еще называют обмоткой возбуждения. Вход на обмотку подается со стороны корпуса, а выход на две щетки медно-графитового типа. В результате получается стандартный электромагнит. Конструкция стартера в современных автомобилях проще – здесь сердечники заменяются постоянными магнитами, что позволяет делать устройства компактнее.
  2. Якорь – стальной вал, на который набирается сердечник. Он делается из тонких листов специальной электротехнической стали, чтобы исключить влияние вихревых токов. В пазах сердечника размещаются проводящие рамки, выводящиеся на коллектор из меди. На него выходят щетки обмотки статора с положительным зарядом и отрицательные щетки, выведенные на массу устройства.
  3. Задняя крышка имеет специальные щеткодержатели, которые удерживают щетки на месте и подпружинивают их для улучшения качества контакта с коллектором. В центре установлена опорная втулка для упора якоря.

Схема стартера ВАЗ 2106, 21061 (35.3708) (Жигули):

1 – крышка со стороны привода; 14 – крышка реле;
2 – стопорное кольцо; 15 – контактные болты;
3 – ограничительное кольцо; 16 – коллектор;
4 – шестерня привода; 17 – щетка;
5 – обгонная муфта; 18 – втулка вала якоря;
6 – поводковое кольцо; 19 – крышка со стороны коллектора;
7 – резиновая заглушка; 20 – кожух;
8 – рычаг привода; 21 – шунтовая катушка обмотки статора;
9 – якорь реле; 22 – корпус;
10 – удерживающая обмотка тягового реле; 23 – винт крепления полюса статора;
11 – втягивающая обмотка тягового реле; 24 – якорь;
12 – стяжной болт реле; 25 – обмотка якоря;
13 – контактная пластина; 26 – промежуточное кольцо.

Принцип работы стартера

При попытке запуска двигателя узел работает следующим образом:

  1. Ток подается через замкнутые контактные элементы замка зажигания на реле механизма. После этого он идет на клеммы тяговой обмотки.
  2. Якорное устройство тягового реле начинает выполнять поступательные движения внутри корпуса механизма. Это приводит к перемещению обгонной муфты до момента, пока зубчики ее рабочей шестеренки не зацепятся с зубцами венца маховика.
  3. Когда якорное устройство тягового реле достигнет конечного положения, это приведет к замыканию контактных элементов. В итоге происходит подача тока непосредственно на обмотку электрического моторчика, а также на элемент, удерживающий реле.
  4. Вал стартерного механизма начинает передавать крутящийся момент на коленвал силового агрегата, для чего используется маховик. Подача вращения способствует обеспечению запуска двигателя машины.
  5. После того как скорость вращения маховика станет больше, чем коленвала двигателя, зубчики рабочей шестеренки бендикса покинут зацепление с венцом. Это приведет к возвращению пружинки обгонной муфты к начальному состоянию, которое было до запуска ДВС.
  6. На следующем этапе ключ в замке положения возвращается в стандартное состояние. Это приводит к прекращению подачи тока на контактные элементы стартерного устройства от аккумулятора. В дальнейшем функционирование двигателя автомобиля проходит без участия механизма.

Когда запуск мотора машины завершен, на стартерный узел перестает подаваться питание.

Пользователь Михаил Нестеров подробно рассказал о том, что такое стартер в автомобиле и о принципе действия данного устройства.

Как это работает

Теперь немного о том, в чем нюансы взаимодействия якоря, бендикса и втягивающего реле, а также иных компонентов. На самом деле есть условно три этапа работы стартера:

  • Сначала приводная шестерня и стартерный венец используемого маховика соединяются;
  • Далее происходит пуск самого стартера;
  • На третьем этапе происходит рассоединение.
Рекомендуем:  Cистема ABS: принцип работы, плюсы и минусы

У стартера очень кратковременный цикл работы, поскольку в дальнейшем он не принимает никакого участия в процессе движения автомобиля. Это вам не круиз контроль. У стартера есть одна задача — запустить двигатель. После этого он свободен до следующего пуска.

Но давайте посмотрим на работу более детально, как мы это делали, когда разбирали принцип работы сцепления. Поэтапно все выглядит так:

  • Мы поворачиваем ключ в своем замке зажигания авто;
  • Зажигание переводится в положение для запуска;
  • Ток следует по электроцепи от батареи к замку;
  • Далее ток передается на тяговое решение;
  • Вот на этом этапе наш бендикс зацепляется с нашим маховиком;
  • Параллельно с перемещением и зацепом шестерни происходит замыкание цепи;
  • Напряжение следует к электромоторчику;
  • Запускается двигатель;
  • Обороты самого мотора превышают по своим значениям обороты нашего стартера;
  • Муфта разъединяет между собой вал электромоторчика и приводную шестеренку.

Все. На этом работа устройства завершена. Стартер нужен буквально на несколько секунд, если все работает исправно в машине. Но этот факт никак не преуменьшает ценность такого устройства.

Виды

Думаю, схема вам ясна. Но стоит еще отметить факт существования определенных разновидностей этого элемента. Стартеры можно разделить на 2 типа:

  • редукторные;
  • безредукторные.

Если это дизельные ДВС или моторы повышенной мощности, здесь актуально использование редукторного стартера. Он не планетарный. Такой элемент способен в несколько раз увеличивает напряжение, которое по нему проходит, тем самым повышая крутящий момент.

У редукторных девайсов есть свои преимущества:

  • высокий уровень эффективности;
  • повышенный КПД;
  • меньшее потребление тока при холодном запуске;
  • скромные размеры;
  • отличная работоспособность;
  • лучшие эксплуатационные параметры;
  • эффективный запуск даже при падении заряда АКБ.

А безредукторные отличаются тем, что в ним совершается непосредственный контакт со вращающимися шестернями.

Стартер без редуктора имеет такие достоинства:

  • упрощенная конструкция;
  • лучшая пригодность к ремонту;
  • устойчивость к повышенным нагрузкам;
  • быстрый пуск двигателя.

Каждый может для себя сделать соответствующие выводы. Решать вам. Хотя во многом за вас решил уже сам автопроизводитель, установив на машину тот или иной тип стартера.

Это не как с коробками передач, где при покупке автолюбитель сам решает, брать ему вариатор, классическую механику, либо продвинутую секвентальную КПП.

Виды стартеров и их составляющие

Редуктор

Все стартеры можно разделить на две группы:

  1. Без редуктора.
  2. С редуктором.

Устройство и работа стартера принадлежащего к первой и ко второй группе, как понятно из названия, отличается только наличием или отсутствием редуктора.

Итак, из чего состоит электрический стартер автомобиля. Как любой двигатель постоянного тока он состоит из ротора, статора, и коллекторно-щеточного узла. Помимо этого, для передачи вращения якоря маховику в его состав входит обгонная муфта с шестерней (бендикс), а для включения вращения и введения бендикса в зацепление с венцом маховика втягивающие реле. Вилка в стартере передает усилие от втягивающего реле к бендиксу.

Безредукторный

Устройство стартера автомобиля с редуктором, как правило, отличается тем, что на статор устанавливаются вместо катушек электромагнитов постоянные магниты. Стартер с постоянными магнитами в статоре отличается от укомплектованных электромагнитами тем, что потребляет меньший ток и развивает меньшую мощность. Редуктор такому стартеру обязательно нужен для увеличения крутящего момента. Такое устройство имеет как свои преимущества, так и недостатки. Преимущество состоит в малом токе, необходимом для пуска мотора. Недостаток в более сложной, чем у пускателя без редуктора, конструкции.

Электрическая схема любого автомобильного стартера аналогична схеме электродвигателя постоянного тока с добавлением схемы втягивающего реле.

Схема включения стартера с постоянными магнитами в статоре такая же, как для пускового агрегата с электромагнитами. Поэтому изготовленные для одной модели автомобиля они взаимозаменяемы.

Принцип работы стартера автомобиля: при включении замка зажигания в положение start реле стартера подает управляющие напряжение на втягивающие реле, которое вводит шестерню бендикса в зацепление с венцом маховика и включает вращение стартера, подавая на него питание. При повороте ключа зажигания из положения start в любое другое реле стартера отключает питание от втягивающего. Возвратная пружина сердечника выбрасывает его из корпуса катушек. А он выводит бендикс из зацепления с венцом маховика и отключает питание.

Рекомендуем:  Что такое реверсивное движение и как оно работает?

Принцип работы

Как работает стартер? Он относится к преобразователям электрической энергии от аккумулятора в механическую, для вращения коленвала. Чтобы произошел запуск двигателя, нужны следующие процессы:

  1. После включения зажигания, электричество от аккумулятора попадает на обмотку реле.
  2. Якорь сцепляется с бендиксом. Втягивающее реле провоцирует сцепление коленвала и бендикса.
  3. По достижению якорем высшей точки, происходит замыкание контекстов. Напряжение попадает на обмотку реле и электродвигателя.
  4. Коленвал приходит в движение, и происходит пуск двигателя.
  5. После вращения ключа, процесс заканчивается.

Принцип работы и устройство стартера автомобиля позволяет диагностировать его на всех этапах, благодаря чему ремонт или замена не вызывает проблем у водителей.

Как стартер запускает двигатель

Единственное назначение стартера – запуск двигателя автомобиля, поэтому  в нем есть специальные соединительные устройства, которые передают ему выработанную механическую энергию.

Для этого на якоре делаются шлицы, на которые устанавливается направляющая и бендикс. Он представляет собой специальную конструкцию, которая должна вращаться с определенной скоростью, передавая вращение вала якоря на шестерню. При этом бендикс поступательно перемещается по валу якоря, при этом вращаясь вместе с ним. 

Для перемещения бендикса служит вилка, вставленная в пазы направляющей. Она может перемещаться относительно оси крепления, подавая бендикс вперед или назад, в зависимости от того, работает стартер или нет. Вилка приводится в движение сердечником, соединенным с реле или электромагнитом.

 

Принцип работы реле стартера прост: его контакты выводятся на замок зажигания и аккумулятор, при включении зажигания, ток приходит на катушку реле, она примагничивает сердечник, который выдвигает вилку вперед. Одновременно намагниченное реле замыкает силовой провод аккумулятора и стартера при помощи медного пятака. При размыкании цепи зажигания, катушка перестает притягивать сердечник, который под воздействием пружинок возвращается на исходную позицию. Якорь начинает вращаться в тот момент, когда бендикс подается вперед, при размыкании контакта – стартер перестает вращаться, а бендикс подается назад. Вся эта конструкция закрывается корпусом и называется втягивающее реле стартера.

Стартер устанавливают непосредственно возле маховика двигателя, который жестко крепится на коленчатый вал. На боковой части диска маховика установлен зубчатый венец, который подходит шестерне стартера. При повороте ключа зажигания в положение запуска двигателя втягивающее реле вставляет шестерню бендикса в зубчатый венец маховика, после чего замыкается контакт на электродвигатель. Вал якоря начинает вращаться, усилие передается на маховик и коленчатый вал, в результате чего заводится двигатель. После запуска двигателя контакт ключа зажигания размыкается, все детали возвращаются в первоначальное положение. Стартер при этом останавливается, а двигатель продолжает работать.

Схема соединений стартера

На представленном рисунке можно более подробно увидеть принцип работы стартера. Во время приведения стартера в активное состояние, напряжение обеспечиваемое аккумулятором, который в свою очередь приводится в действие с помощью включения зажигания, попадает сразу на 2 обмотки реле, которое обеспечивает тягу стартера (втягивающую 14 (см. рис. Схема стартера ВАЗ 2110 «5702.3708») и удерживающую 13). 

Из-за магнитного поля, которое создаётся обмотками якоря реле (12) втягивается и при мощи рычага (10) приводит в действие шестерню (4), которая моментально взаимодействует с маховиком двигателя. После того, как произошло полное замыкание контактных болтов (20) пластины (18) прекращает своё действие втягивающая обмотка. В это время якорь реле находится во втянутом положении с помощью одной лишь удерживающей обмоткой. 
Когда происходит поворот ключа зажигания во 2-е положение, происходит обесточивание обмотки, которая удерживает якорь реле. Тем самым якорь возвращается в исходное положение с помощью специальной пружины. Таким образом, с помощью рычага (10) выводится шестерня (4), которая зацепляется с маховиком двигателя.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: