Назначение системы пуска двс устройство и работа стартера

Что представляет собой

В современных автомобилях реализована электрическая система пуска двигателя. Также ее часто называют стартерной системой пуска. Одновременно с вращением коленвала в работу включается система ГРМ, зажигания и топливоподачи. Происходит сгорание топливовоздушной смеси в камерах сгорания и поршни проворачивают коленвал. После достижения определенных оборотов коленчатого вала двигатель начинает работать самостоятельно, по инерции.

Чтобы запустить двигатель, нужно достичь определенной частоты вращения коленчатого вала. Для разных типов двигателей это значение отличается. Для бензинового мотора минимально необходимо 40-70 об/мин, для дизельного – 100-200 об/мин.

На начальном этапе автомобилестроения активно использовалась механическая система пуска с помощью заводной рукоятки. Это было ненадежно и неудобно. Сейчас от таких решений отказались в пользу электрической системы запуска.

Как работает запуск двигателя

После поворота ключа в замке зажигания в положение «запуск» замыкается электрическая цепь. Ток по плюсовой цепи от аккумулятора поступает на обмотку тягового реле стартера. Затем по обмотке возбуждения ток проходит к плюсовой щетке, затем по обмотке якоря на минусовую щетку. Так срабатывает тяговое реле. Подвижный сердечник втягивается и замыкает силовые пятаки. При движении сердечника выдвигается вилка, которая толкает приводной механизм (бендикс).

После замыкания силовых пятаков от аккумулятора подается пусковой ток по плюсовому проводу на статор, щетки и ротор (якорь) стартера. Вокруг обмоток возникает магнитное поле, которое приводит в движение якорь. Таким образом электрическая энергия от аккумулятора преобразуется в механическую энергию.

Как уже было сказано, вилка, во время движения втягивающего реле, выталкивает бендикс к венцу маховика. Так происходит зацепление. Якорь вращается и приводит в движение маховик, который передает это движение коленчатому валу. После запуска двигателя маховик раскручивается до больших оборотов. Чтобы не повредить стартер, срабатывает обгонная муфта бендикса. При определенной частоте бендикс вращается независимо от якоря.

После запуска двигателя и отключения зажигания от положения «запуск» бендикс принимает исходное положение, а двигатель работает самостоятельно.

Электростартер

Электрический автомобильный стартер.Реле стартера (вверху слева, чёрного цвета). Тяговое реле (соленоид, в центре вверху, малого диаметра, золотистого цвета). В серебристом корпусе — рычажная передача и обгонная муфта. Электродвигатель — большого диаметра, золотистого цвета.

Наиболее удобный способ. При запуске двигатель раскручивается коллекторным электродвигателем — машиной постоянного тока, питающейся от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем). При низких температурах обычно применяемые кислотные аккумуляторы теряют ёмкость (главным образом — из-за роста вязкости электролита; также происходит снижение электродвижущей силы батареи), а вязкость масла в системе смазки увеличивается. Поэтому запуск двигателя зимой затруднён, а иногда и невозможен. При наличии электрической сети в этом случае возможен запуск от сетевого пускового устройства (практически неограниченной мощности).

Электродвигатели автомобильных стартёров имеют особую конструкцию с четырьмя щётками, которая позволяет увеличить ток ротора и мощность электродвигателя.

На тепловозах с электрической передачей постоянного тока стартером является тяговый генератор. Эта же схема применялась на некоторых мотороллерах («Тула», «Турист», «Тулица», «Муравей»), где функцию стартера выполняет генератор постоянного тока, насаженный непосредственно на коленвал (в СССР такая система называлась «динамо-стартер», а позже — «династартер»)

Принцип работы электростартера

При включении стартера электрический ток (через реле включения, иначе сгорят контакты в замке зажигания) поступает на тяговое реле (соленоид). Сердечник соленоида втягивается и через рычажную передачу вводит в зацепление шестерню электродвигателя стартера с зубчатым венцом (большая шестерня) маховика. После этого замыкаются контакты реле стартера. Через это реле проходит очень большой ток (десятки и даже сотни ампер) на электродвигатель. После запуска муфта свободного хода (бендикс) позволяет вращаться независимо друг от друга маховику двигателя и электродвигателю стартера. После выключения стартера детали стартера возвращаются в исходное состояние. На старых автомобилях (например, ГАЗ-69, ГАЗ-63) тяговое реле (соленоид) отсутствовало, водитель включал стартер педалью на полу кабины.

На автомобилях с автоматическими трансмиссиями имеется удерживающая обмотка, не позволяющая сердечнику соленоида перемещаться, если селектор АКПП установлен на ходовых позициях «D», «R», «L» или «2», в автоматической коробке передач установлен выключатель, подающий ток в удерживающую обмотку. Запуск двигателя возможен только на позициях «P» (парковка) и «N» (нейтраль).

Величина электрического напряжения на стартере

На автомобилях с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания напряжение бортовой сети составляет 12 вольт, применяется такое же электрическое напряжение на стартере. На ряде автомобилей, выпускавшихся в первой половине XX века, использовалось напряжение 6 вольт.

На автомобилях с мощными дизельными двигателями напряжение бортовой сети составляет 24 вольта. Это обусловлено тем, что дизелю с большим рабочим объёмом и с большой степенью сжатия требуется мощный электрический стартер. Устанавливаются по два 12-вольтовых автомобильных аккумулятора, соединённые последовательно.

При равной электрической мощности при повышении электрического напряжения в два раза сила тока соответственно снижается в два раза: P=I⋅U{\displaystyle P=I\cdot U}, где I{\displaystyle I} — сила тока, а U{\displaystyle U} — напряжение.

Повышение напряжения позволяет уменьшить разрядный ток аккумуляторной батареи, а также снизить бесполезный нагрев проводов.

На легковых автомобилях, микроавтобусах и малотоннажных грузовиках с дизельными двигателями применяются 12-вольтовые стартеры (этого вполне достаточно).

На старых грузовиках с дизелями (ЯАЗ-200, ЯАЗ-210) напряжение бортовой сети составляло 12 вольт, а стартеры были рассчитаны на 24 вольта. Стояло два 12-вольтовых автомобильных аккумулятора, соединённые параллельно, при запуске они переключались на последовательное соединение. Все 12-вольтовые потребители электроэнергии при запуске работали от одной аккумуляторной батареи.

Особенности работы аккумуляторной батареи

От состояния и мощности аккумулятора будет зависеть успешный запуск двигателя. Многие знают, что для АКБ важны такие показатели, как емкость и ток холодной прокрутки. Эти параметры указываются на маркировке, например, 60/450А. Емкость измеряется в Ампер-часах. Аккумулятор имеет малое внутренне сопротивление, поэтому он может кратковременно отдавать большие токи, в несколько раз превышающие его емкость. Указанный ток холодной прокрутки 450А, но при соблюдении определенных условий: +18С° в течение не более 10 секунд.

Однако, подаваемый ток на стартер все равно будет меньше указанных значений, так как не учитывается сопротивление самого стартера и силовых проводов. Этот ток и называется пусковым током.

Справка. Внутреннее сопротивление аккумулятора в среднем составляет 2-9 мОм. Сопротивление стартера бензинового мотора в среднем 20-30 мОм. Как видно, для правильной работы необходимо, чтобы сопротивление стартера и проводов в несколько раз превышало сопротивление аккумулятора, иначе внутреннее напряжение аккумулятора при пуске будет проседать ниже 7-9 вольт, а этого допускать нельзя. В момент подачи тока напряжение исправного АКБ проседает в среднем до 10,8В в течение нескольких секунд, а затем вновь восстанавливается до 12В или чуть выше.

Аккумулятор отдает пусковой ток на стартер в течение 5-10 секунд. Затем нужно сделать паузу 5-10 секунд, чтобы аккумулятор «набрался сил».

Если после попытки запуска напряжение в бортовой сети резко падает или стартер прокручивается наполовину, то это свидетельствует о глубоком разряде АКБ. Если стартер выдает характерные щелчки, то аккумулятор окончательно сел. Среди других причин может быть поломка стартера.

ПАМЯТКА ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ВОЖДЕНИЮ АВТОМОБИЛЯ.

На занятия по вождению нужно приходить в одежде и обуви, не стесняющих движение. Наиболее предпочтительна одежда и обувь спортивного стиля.

ОБУЧАЕМЫЙ ОБЯЗАН ЗНАТЬ: — правила дорожного движения и умело применять их требования на практических занятиях по вождению автомобиля;

— меры по технике безопасности на практических занятиях по вождению и техническому обслуживанию автомобиля и выполнять их;

— правила и приемы управления автомобилем, содержание и задачи выполняемого упражнения.

1. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ: — внимательно слушайте и точно выполняйте указания инструктора, не спорьте и не пререкайтесь с ним во время занятий! — запуск двигателя производите только с разрешения инструктора по вождению; — перед запуском двигателя убедитесь, что рычаг КПП находится в нейтральном положении, автомобиль зафиксирован на месте ручным тормозом, около автомобиля никого поблизости нет; — внимательно следите за показаниями контрольно-измерительных приборов; — пользуйтесь органами управления плавно, без особых усилий и рывков, не ослабляя наблюдение за дорогой; — в движении соблюдайте дистанцию не менее 25-30 метров, на остановках и стоянках — 5 метров, максимальная скорость движения 40-50 км/ч; — обгон или объезд стоящего ТС производите только с разрешения мастера ПОВ; — контролируйте обстановку вокруг автомобиля, используя зеркала заднего вида; — при встречном разъезде и при проезде пешеходных переходов проявляйте особую осторожность и внимательность; — не допускайте резких торможений, ускорений, поворотов; — на скользкой дороге торможение производите путем снижения оборотов двигателя и, при необходимости, многократным нажатием на педаль тормоза (ступенчатое или прерывистое торможение) без выключения сцепления, исключая блокировку колес; — в случае заноса автомобиля рулевое колесо поворачивайте в сторону заноса; — остановку автомобиля производите плавно, в заранее намеченном месте.

2. ОБЪЕМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАБОТ ПРИ КОНТРОЛЬНОМ ОСМОТРЕ ПЕРЕД ВЫЕЗДОМ: Проверьте и устраните обнаруженные неисправности: — чистоту автомобиля, стекол, зеркал и номерных знаков; — уровень охлаждающей жидкости, моторного масла, тормозной жидкости, горючего. Нет ли потеков; — отрегулируйте положение водительского сиденья, наклон спинки сиденья; — отрегулируйте зеркала заднего вида; — пристегните ремень безопасности;

3. ПОРЯДОК ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ: — убедитесь, что стояночный тормоз включен; — установите рычаг КПП в нейтральное положение; — нажмите педаль сцепления до упора и удерживайте ее (выключение сцепления), включите зажигание, повернув ключ в замке зажигания по часовой стрелке на 45 градусов; — включите стартер, повернув ключ еще на 45 градусов, удерживая его в этом положении 1-2 секунды до тех пор, пока не заработает двигатель (будет слышен звук работающего двигателя), после чего отпустите ключ (выключите стартер); — еще раз убедитесь, что рычаг КПП находится в нейтральном положении и плавно отпустите педаль сцепления; — глушение двигателя производится путем поворота ключа на 45 градусов против часовой стрелки (выключение зажигания).

4. ОСОБЕННОСТИ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ: — в зимнее время, при низких температурах, перед запуском двигателя необходимо включить на несколько секунд (около 5) дальний свет фар для прогрева аккумулятора; — включите зажигание и только на пол секунды включите стартер. В принципе достаточно только «цокнуть» стартером. Далее надо выждать секунды три — четыре. Запуская двигатель в два (или в три) приема, вы облегчите пуск холодного двигателя и сбережете аккумулятор; — в холодное время года нежелательно ставить автомобиль на длительное хранение на стояночный (ручной) тормоз, во избежание примерзания тормозных накладок к тормозному барабану; — при низких температурах в бачок омывателя заливается специальная жидкость, согласно температурному режиму окружающей среды.

5. АЛГОРИТМ ТРОГАНИЯ С МЕСТА: — осмотритесь по сторонам, в том числе и в зеркала заднего вида; — полностью выжмите педаль сцепления (выключение сцепления) плавно и быстро и сделайте паузу в 2-3 секунды; — включите первую передачу; — включите сигнал поворота; — установите обороты двигателя на уровне 1 500 — 2 000 для обеспечения плавности трогания с места, нажав на педаль газа; — отпустите рычаг стояночного тормоза; — посмотрите в зеркала заднего вида; — плавно отпускайте педаль сцепления ( педаль газа при этом удерживается в одном положении), в момент начала движения автомобиля задержите ногу на педали сцепления (1-2 секунды), затем продолжайте плавно отпускать педаль сцепления, одновременно плавно нажимая на педаль газа.

Сила тока при старте

Стартеры для бензинового и дизельного мотора будут отличаться по мощности. Для бензиновых ДВС используются стартеры мощностью 0,8-1,4 кВт, для дизельных – 2 кВт и выше. Что это значит? Это значит, что стартеру с дизельным мотором нужно больше мощности, чтобы прокрутить коленвал на сжатие. Стартер мощностью 1 кВт потребляет 80А, 2 кВт потребляет 160А. Больше всего энергии уходит на начальную прокрутку коленчатого вала.

Среднее значение пускового тока для бензинового двигателя – 255А для успешной прокрутки коленвала, но это с учетом плюсовой температуры 18С° или выше. При минусовой температуре стартеру нужно крутить коленвал в загустевшем масле, что повышает сопротивление.

Особенности запуска двигателя в зимних условиях

В зимнее время бывает трудно запустить двигатель. Масло густеет, а значит провернуть его труднее. Также часто подводит аккумулятор.

При минусовой температуре внутреннее сопротивление аккумулятора повышается, батарея садится быстрее, также неохотно отдает нужный пусковой ток. Для успешного пуска двигателя зимой АКБ должна быть полностью заряжена и не должна быть замерзшей. Дополнительно нужно следить за контактами на клеммах.

Вот несколько советов, которые помогут запустить двигатель зимой:

Тысячи водителей ежедневно заводят свои моторы и едут по делам. Начало движения возможно благодаря слаженной работе системы запуска двигателя. Зная ее устройство, можно не только запускать двигатель в самых разных условиях, но и подобрать нужные компоненты в соответствии с требованиями именно к вашему автомобилю.

Источник

Порядок запуск двигателя автомобиля в закрытых помещениях

Ответ на этот вопрос однозначен: нельзя. Может быть это — единственный случай? Нет. Как показывает практика, подобные запреты часто воспринимаются автомобилистами как нечто сезонное.

Многие из них считают, что угроза отравления выхлопными газами актуальна только летом. И заблуждаются. Зимой, действительно, удельная масса воздуха (в неотапливаемом гараже) больше, чем летом, и это способствует «разбавлению» вредных газов, то есть некоторому уменьшению их концентрации.

Однако не надо забывать, что зимой карбюраторы отрегулированы на более богатый состав смеси при холостом ходе, вследствие чего содержание вредных газов в выхлопе, а значит, и концентрация их в помещении возрастают. Смертельные отравления отработавшими газами происходят зимой намного чаще, чем летом, так как длительную работу двигателей на холостом ходу зачастую используют для обогрева кабины или салона, наконец, просто для прогрева двигателя. Отработавшие газы через неплотности кузова (особенно у автомобилей «в возрасте») попадают в салон. Нередко им помогают тяга вентилятора, ветер, плотно закрытые окна. Еще дальше идут некоторые самодеятельные конструкторы из автолюбителей. Редакция ознакомила нас с письмами читателей журнала, предлагающих улучшить зимой обогрев салона «запорожцев» простым и «эффективным», как они считают, способом.

Надо лишь, по мнению авторов этих предложений, врезать в стенку моторного отсека вентилятор, который нагнетал бы оттуда теплый воздух. Вот это уж верный способ вызвать отравление отработавшими газами, концентрация которых в теплом воздухе моторного отсека довольно высока. Совершенно ясно, что автомобилисты еще недостаточно осведомлены о токсичности выхлопных газов. Вкратце напомним, чем опасен автомобильный выхлоп. В отработавших газах двигателей внутреннего сгорания содержится более ста вредных для здоровья человека веществ, и в первую очередь окись углерода, различные углеводороды. окислы азота. При использовании этилированного бензина к ним добавляются ядовитые соединения свинца. Действующие в нашей стране предельные нормы содержания токсичных компонентов в отработавших газах обеспечивают безопасность водителя и пассажиров только в том случае, если выхлоп направлен в атмосферу и машина технически исправна, в частности, выхлопная труба и все соединения системы выпуска достаточно герметичны. Толкование сновидений — сонник: толкование сновидений. Сон: значение и толкование.

Отравление окисью углерода особенно опасно

Системы пуска двигателя

Система пуска обеспечивает первоначальное проворачивание коленчатого вала при пуске двигателя, поскольку сам двигатель в неподвижном состоянии не создает вращающего момента, и без внешнего источника энергии не запустится.

Для того, чтобы вдохнуть в двигатель жизнь, его коленчатому валу нужно сообщить определенную начальную (пусковую) частоту вращения, после чего начинают протекать газообменные и термодинамические процессы в цилиндрах, а также функционировать основные системы, обеспечивающие работу двигателя – питания, зажигания, смазки. В цилиндры двигателя начинает поступать горючая смесь (у дизелей – чистый воздух), в нужный момент на свечи зажигания подается искрообразующий электрический импульс, либо впрыскивается порция топлива (у дизелей), а система смазки обеспечивает снижение сил трения при работе механизмов двигателя – двигатель запускается и начинает работать самостоятельно.

В каком состоянии надо оставлять машину, чтобы сработал автозапуск

Автозапуск довольно капризен и его работоспособность напрямую зависит от того, сделал ли водитель всё правильно, уходя из автомобиля. Владельцам машин с механической коробкой передач придётся оставлять переключатель скоростей на нейтрали. Иначе он не запустится. Хозяева автомобилей с автоматом должны оставлять машину в режиме паркинга.

Так как велика вероятность ошибки водителя (когда он не ставит переключатель скоростей в нейтральное положение), многие разработчики оснащают свои устройства «программной нейтралью», устройством, благодаря которому мотор не удаётся заглушить, пока переключатель скоростей не в нейтральном положении. Такой вариант уменьшает вероятность ошибки. Встречается и другой вариант, когда автозапуск просто невозможно включить, если переключатель скоростей в неправильном положении.

Источник

1. Устройство системы пуска двигателя

В обычной системе пуска двигателя можно выделить три основных механизма :

Рассмотрим, как устроен щеткодержатель : в щеткодержателе объединены 4 щетки, прижимаемые к коллектору. Две из четырех щеток находятся в изолированных оправках и соединены с обмотками якоря и далее через коллектор с обмотками возбуждения. Те и другие заземлены на корпус.

Схема системы пуска двигателя :

Система привода системы пуска двигателя

Этот механизм передает вращающий момент от электромотора к маховику. На валу якоря установлена шестерня привода. Действие электромагнитного включателя заставляет рычаг привода перевести шестерню привода в зацепление с зубчатым ободом маховика (в этом положение вращение передается на вал двигателя). Когда двигатель запущен, расцепляется оконная муфта, и теперь шестерня привода вертится в холостую. Позднее при включенном зажигании шестерня привода расцепляется с зубчатым ободом.

Теперь рассмотрим реальный механизм : оконная муфта передает вращение только в одном направлении и связана с шестерней привода. На муфте стартерного электромотора имеются винтовые шлицы. Винтовые шлицы имеются также на валу якоря. Шестерня привода способна скользить вдоль них вращаясь при этом. Винтовые шлицы обеспечивают плавное сцепление шестерни привода с зубчатым ободом. После сцепления зубчатого обода с ведущей шестерней раскручивается двигатель. Шестерня привода вертит зубчатый обод (при этом работает оконная муфта). Когда двигатель запущен, то двигатель вертит шестерню привода, при этом оконная муфта отключена. Шестерня привода вертится в холостую, чтобы не повредить электромотор.

Электромагнитный включатель

Электромагнитный включатель – заставляет приводной рычаг передвинуть шестерню привода и направляет ток в электромотор.

Схема работы электромагнитного включателя

В центре включателя находится плунжер. Плунжер выполняет две функции : перемещает приводной рычаг, соединенный с одним концом плунжера, а также включает главные контакты через контактную пластину, соединенную с его другим концом. Плунжер окружает втягивающая обмотка, которая подтягивает плунжер к главным контактам. Поверх втягивающей обмотки расположена удерживающая обмотка, которая удерживает плунжер у контактов. При повороте ключа зажигания электрический ток проходит по втягивающей, и удерживающей обмоткам, создавая магнитное поле. Это поле перемещает плунжер вправо. В результате контактная пластина замыкает главные контакты. Теперь клемма 30 замыкается с клеммой С, соединенной с мотором. В стартовый электромотор подается мощный ток, одновременно с этим, приводной рычаг приводит шестерню привода в зацепление и она начинает раскручивать двигатель.

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:

Система пуска двигателя

Система пуска двигателя, предназначена для запуска двигателя автомобиля. Она обеспечивает вращение двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск. На современных автомобилях наибольшее распространение получила стартерная система пуска двигателя. Вот о том, из каких компонентов состоит система пуска двигателя автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

Стартер автомобиля

Автомобильным двигателям внутреннего сго­рания требуется помощь в запуске.

Системы пуска двигателей состоят из следующих ком­понентов:

Сам стартер должен удовлетворять сле­дующим техническим требованиям:

Конструктивные особенности стартера

Для создания необходимой топливно-воздушной смеси для двигателей с искровым зажиганием и температуры автоматическое воспламенения для дизельных двигателей стартер должен вращать коленвал ДВС с определенной минимальной скоростью. Частота вращения коленчатого вала двигателя сильно зависит от типа двигателя, его рабочего объема, числа цилиндров, степени сжатия, по­терь на трение, дополнительных нагрузок, соз­даваемых при работе двигателя, системы управ­ления подачей топлива, сорта используемого масла и окружающей температуры.

Вообще, пусковой момент и пусковая ча­стота вращения при снижении температуры требуют постепенного увеличения пусковой мощности. Однако создаваемая пусковой ак­кумуляторной батареей мощность падает с по­нижением температуры, так как увеличивается ее внутреннее сопротивление. Эта противоре­чащая взаимосвязь требований к электриче­ской нагрузке и доступной мощности озна­чает, что наихудшим режимом работы для системы пуска ДВС является холодный пуск.

Из-за большого потребляемого стартером тока падение напряжения на питающих про­водах значительно влияет на характеристики стартера.

Классификация систем пуска двигателя

Автоматические система пуска двигателя имеет номинальную мощность до 2,5 кВт при номинальном напряжении 12 В. Она может запускать двигатели с искровым зажиганием рабочим объемом до 7 л и дизельные двига­тели рабочим объемом до 3 л.

Стартеры можно классифицировать по следующим критериям, согласно их техни­ческим типам:

В современных автомобилях главным образом используются постоянно возбуждаемые стартеры с предварительным зацеплением с редуктором. Большая пусковая мощность сочетается в них с компактными размерами.

Конструкция и работа стартера

Стартер (рис. «Стартер с редуктором» ), по сути, состоит из электро­двигателя, механизма привода и, начиная с мощности около 1 кВт, редуктора.

При запуске шестерня стартера входит в зацепление с маховиком посредством тяго­вого реле. Стартер соединяется с шестерней привода либо напрямую, либо через редук­тор, уменьшающий частоту вращения элек­тродвигателя. Шестерня вращает коленча­тый вал ДВС через зубчатый венец маховика до тех пор, пока ДВС не начнет устойчиво работать. После запуска двигателя он может быстро разогнаться до больших оборотов. После всего нескольких зажиганий двига­тель ускоряется так мощно, что стартер уже не способен соответствовать его оборотам. ДВС «обгоняет» стартер и в результате мо­жет разогнать якорь до крайне высоких обо­ротов, если муфта свободного хода между шестерней и якорем не отменит нежелатель­ную блокировку. Как только водитель отпу­стит ключ зажигания, тяговое реле обесто­чивается и буферная пружина выводит шестерню привода из зацепления с зубча­тым венцом маховика с помощью спираль­ной канавки.

Электродвигатель стартера

Электродвигатель стартера представляет со­бой обычный электродвигатель постоянного тока. Преобладают электродвигатели с 6-ю полюсами. Доступные сегодня магнитные материалы позволили разработать стар­теры, стойкие к демагнетизации и имеющие высокоэффективный магнитный поток, обеспечивающий большую пусковую мощ­ность. Поскольку магнитное поле создается постоянным магнитом, а обратный эффект магнитного поля якоря очень мал, то возбуж­дение оказывается практически постоянным во всем диапазоне работы.

Редуктор стартера

Стандарт — пластмассовая коронная ше­стерня, изготавливаемая из полиамида, армированного волокном. В зависимости от требований может также использоваться стальная коронная шестерня с дополнитель­ными амортизирующими элементами.

Виды стартерных приводов

Привод стартера обеспечивает зацепление шестерни стартера с зубчатым венцом ма­ховика ДВС. Привод состоит из шестерни, муфты свободного хода, буферной пружины и тягового реле.

Тяговое реле стартера

Тяговое реле, используемое в стартере (рис. «Тяговое реле» ), состоит из корпуса, якоря, магнит­ного сердечника, носителя контактов (пла­стины с контактами, контактной пружины), втягивающей и удерживающей обмоток, возвратной пружины и крышки со встроен­ными контактами. Тяговое реле выполняет две функции:

Чтобы якорь реле обеспечивал перемещение шестерни по всей длине хода, требуется ток порядка 30 А для создания необходимой магнитной силы.

Когда якорь реле полностью втянут (воздушный зазор равен нулю), то для удержания якоря в крайнем положении требу­ется значительно меньшее магнитное возбуж­дение и, стало быть, меньший ток реле (около 8 А). Обмотка делится на втягивающую и удер­живающую части, прежде всего для ограниче­ния нагрева обмотки. Эти две части обмотки подключаются параллельно (рис.
Цепь тягового реле» ), что озна­чает сложение магнитного возбуждения двух обмоток. Начало обеих обмоток подключается к контакту 50 тягового реле. Конец втягиваю­щей обмотки подключается через якорь стар­тера, а конец удерживающей — прямо к нуле­вому потенциалу.
Когда на контакт 50 тягового реле подается напряжение (зажигание включено), якорь втя­гивается в корпус магнитной силой, создавае­мой втягивающей и удерживающей обмот­ками. Это движение толкает шестерню посредством рычага привода вперед, к махо­вику. Лишь когда якорь реле почти полностью втянется внутрь, закроется контактный мост и включится основной ток стартера. Это предо­твращает вращение стартера до зацепления шестерни стартера с зубчатым венцом махо­вика. Поскольку теперь два конца втягиваю­щей обмотки подключены к плюсу, ток течет только к удерживающей обмотке. Меньшей магнитной силы удерживающей обмотки до­статочно для надежного удержания якоря реле до размыкания выключателя зажигания.

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.

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

Подробнее об устройстве стартера в видео

Включение стартера

При традиционном запуске водитель под­ключает напряжение аккумуляторной бата­реи (ключ зажигания в положении запуска) к реле стартера. Ток реле (около 30 А у лег­ковых автомобилей, около 70 А у грузовых) создает в реле определенную мощность. Она толкает шестерню стартера к зубчатому венцу маховика и активирует первичный ток стар­тера (200-1000 А у легковых автомобилей, около 2000 А у грузовых).

Стартер выключается при размыкании вы­ключателя зажигания, прерывающем подачу напряжения на реле стартера.