Виды, устройство и принцип работы стартера автомобиля

В первых автомобилях, чтобы завести мотор, водитель в машине должен был иметь специальную рукоятку. С ее помощью он проворачивал коленчатый вал. Со временем инженеры разработали специальное устройство, которое облегчает этот процесс. Это автомобильный стартер. Его назначение в том, чтобы для запуска мотора водителю достаточно было повернуть ключ в замке зажигания, а во многих современных моделях – просто нажать на кнопку Старт (подробно о бесключевом доступе рассказывается в другой статье).

Рассмотрим устройство, разновидности и распространенные поломки автостартера. Эта информация не поможет подготовить дипломный материал, но в большей степени позволит определиться, стоит ли пытаться самостоятельно ремонтировать этот механизм в случае его поломки.

Что такое стартер автомобиля

Внешне автостартер это небольшой электрический мотор, оснащенный механическим приводом. Его действие обеспечивается 12-вольтовым источником питания. Хотя для разных моделей авто создаются свои модификации устройств, в основном они имеют одинаковый принцип подключения в бортовой системе.

На фото ниже показана распространенная схема подключения устройства:

1) стартер; 2) монтажный блок; 3) контактная группа замка зажигания; 4) аккумулятор; А) на главное реле (вывод 30); В) на контакт 50 электронного блока управления; С) на основной блок предохранителей (F3); КЗ – реле стартера.

Принцип работы стартера в автомобиле

Независимо от того, легковой автомобиль или грузовой, стартер будет работать по идентичному принципу:

• После активации бортовой системы машины в замке зажигания проворачивается ключ, а затем он поворачивается до упора. Во втягивающем реле образуется магнитный вихрь, за счет которого катушка начинает втягивать сердечник.
• На сердечнике закреплен бендикс. Этот механический привод подсоединяется к венцу маховика (о его устройстве и принципе работы рассказывается в другом обзоре) и зацепляется при помощи шестеренчатого соединения. С другой стороны на сердечнике установлен пятак, который замыкает контакты электрического двигателя.
• Далее электричество поступает на якорь. Согласно законам физики, проволочная рамка, размещенная между полюсами магнита и подключенная к электричеству, будет вращаться. За счет магнитного поля, которое генерирует статор (в старых моделях использовалась обмотка возбуждения, а в современных агрегатах устанавливаются магнитные башмаки), якорь начинает вращение.
• За счет вращения шестерни бендикса проворачивается маховик, который закреплен на коленчатом валу. Кривошипно-шатунный механизм ДВС начинает перемещать поршни в цилиндрах. В этот же момент активируется система зажигания и топливная система.
• Когда все эти механизмы и системы начинают работать самостоятельно, в работе стартера больше нет необходимости.
• Деактивируется механизм, когда водитель перестает удерживать ключ в замке. Пружина контактной группы возвращает его на одну позицию назад, что обесточивает электрический контур стартера.
• Как только электричество перестает поступать на стартер, в его реле пропадает магнитное поле. Из-за этого подпружиненный сердечник возвращается на свое место, при этом размыкая контакты якоря и отодвигая бендикс от венца маховика.

Устройство стартера

Автомобильный стартер обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую, без которой невозможно провернуть маховик. Этим электрическим устройством оснащается любой двигатель внутреннего сгорания.

Ниже на фото показан разрез автомобильного стартера.

Конструкция электродвигателя следующая:

1. Статор. На внутренней части корпуса будут находиться магнитные башмаки. Как уже было сказано, это обычные магниты, а раньше использовалась модификация электрического магнита с обмоткой возбуждения.
2. Якорь. Это вал, на который напрессован сердечник. Для изготовления этого элемента используется электротехническая сталь. В нем сделаны пазы, куда установлены рамки, которые при подаче электричества начинают вращаться. На конце этих рамок находятся коллекторы. К ним подсоединяются щетки. Обычно их четыре – по две на каждый полюс источника питания.
3. Держатели щеток. Каждая щетка закрепляется в специальных корпусах. В них также установлены пружины, которые обеспечивают постоянный контакт щеток с коллектором.
4. Подшипники. Каждая вращающаяся деталь должна устанавливаться при помощи подшипника. Этот элемент устраняет силу трения и предотвращает нагрев вала во время работы электромотора.
5. Бендикс. На валу электродвигателя установлена шестерня, которая зацепляется с маховиком. Эта деталь способна перемещаться в осевом направлении. Сам бендикс состоит из шестерни, помещенной в корпус (он состоит из наружной и внутренней обоймы, в которых имеются подпружиненные ролики, предотвращающие передачу крутящего момента от маховика на вал стартера). Однако для того, чтобы он переместился к венцу маховика, нужен еще один механизм.
6. Втягивающее реле. Это еще один электрический магнит, который перемещает сердечник, замыкающий/размыкающий контакт якоря. Также благодаря движению этого элемента при помощи вилки (принцип работы рычага) бендикс перемещается в осевом направлении, а возвращается за счет пружины.

Сверху на корпус стартера подсоединяется плюсовой контакт, идущий от аккумулятора. Электричество проходит через рамки, установленные на якоре, и идет на отрицательный контакт щеток. Чтобы запустить двигатель, стартеру нужен большой пусковой ток. В зависимости от модели устройства этот параметр может составлять около 400 ампер. По этой причине, выбирая новый аккумулятор, нужно учитывать силу пускового тока (подробней о том, как выбрать новый источник питания, который должна иметь конкретная машина, рассказывается отдельно).

Основные компоненты

Итак, стартер для запуска мотора будет состоять из:

• Статора с магнитами;
• Вала с рамками, на которые подается электричество;
• Втягивающего реле (он будет устроенный из электрического магнита, сердечника и контактов);
• Держателя со щетками;
• Бендикса;
• Вилки бендикса;
• Корпуса.

Виды стартеров

В зависимости от типа двигателя требуется отдельная модификация стартера, которая способна провернуть коленчатый вал. Например, крутящий момент механизма для бензинового агрегата и дизельного требуется разный, так как работа дизеля связана с увеличенной компрессией.

Если условно разделить все модификации, то они бывают:

• Редукторного типа;
• Безредукторного типа.

С редуктором

Редукторный вид оснащен небольшим планетарным шестеренчатым механизмом. Он увеличивает скорость вращения стартера при меньшем расходе энергии. Такая модель позволяет живо запустить мотор, даже если аккумулятор старый и быстро разряжается.

В таких стартерах внутренность будет состоять из постоянных магнитов, благодаря чему обмотка статора не страдает, так как она вообще отсутствует. Также устройство не расходует заряд аккумулятора для активации обмотки возбуждения. За счет отсутствия обмотки статора механизм имеет меньшие размеры по сравнению с классическим аналогом.

Единственный минус таких типов устройств – шестерня может быстро износиться. Но если заводская деталь выполнена качественно, эта неисправность случается не чаще, чем в обычных стартерах.

Без редуктора

Безредукторный тип это обычный стартер, в котором шестерня бендикса имеет непосредственное зацепление с венцом маховика. Преимущество таких модификаций в их стоимости и простоте в ремонте. За счет меньшего количества деталей данное устройство имеет больший рабочий ресурс.

Из недостатков данного типа механизмов – они требуют большей энергии для работы. Если в машине стоит старый подсевший аккумулятор, то пускового тока может быть недостаточно, чтобы устройство смогло раскрутить маховик.

Основные неисправности и причины

Автомобильный стартер редко когда выходит из строя внезапно. Обычно его поломка связана с совокупностью факторов, которые отрицательно влияют на его работу. В основном поломки устройства несут накопительный характер. Условно все неисправности можно разделить на два типа. Это механическая неисправность или электрическая.

В описание механических поломок входит:

• Залипание контактной пластины втягивающего реле;
• Естественный износ подшипников, а также фиксирующих втулок;
• Выработка в посадочных местах обоймы бендикса (провоцирует этот дефект нагрузка на ролики при старте ДВС);
• Клин вилки бендикса или штока реле втягивания.

Что касается электрических неисправностей, то чаще всего они связаны с выработкой на щетках или пластинах коллектора. Также нередко случается обрыв обмотки в результате перегорания или короткого замыкания. Если произошел разрыв обмотки, то легче заменить механизм, чем пытаться найти место поломки. В случае износа щеток производится их замена, так как для электромоторов это расходники.

Механические поломки сопровождаются посторонними звуками, каждый из которых будет отвечать конкретной поломке. Например, из-за увеличенных люфтов (выработка в подшипниках) во время запуска мотора стартер стучит.

Подробный разбор стартера и его ремонт обсуждается в следующем видео:

РЕМОНТ СТАРТЕРА СВОИМИ РУКАМИ

Вопросы и ответы:

Как работает стартер кратко? Когда поворачивается ключ зажигания, на соленоид (втягивающее реле) поступает ток. Вилка бендикса смещает его к венцу маховика. Электромотор вращает бендикс, прокручивая маховик.

В чем заключается работа стартера? Стартер в машине нужен для электрического запуска силового агрегата. В нем имеется электромотор, запитанный от аккумулятора. Пока мотор не запустится, стартер получает энергию от АКБ.

Как работает Бендикс на стартере? Когда поворачивается ключ зажигания, вилка перемещает бендикс (шестерню) на венец маховика. Когда ключ отпускается, на соленоид перестает поступать ток, и пружина возвращает бендикс на место.