Диагностинка системы пуска двигателя

Системы пуска (рис. 1) различных моделей автомоби­лей ВАЗ мало чем отличаются друг от друга, поэтому и по­рядок поиска неисправностей в них одинаков. Внешне не­исправность в системе пуска проявляется в ненормальной работе стартера. Можно выделить пять основных неисправ­ностей.

Стартер не включается — не слышны щелчки срабатыва­ния тягового реле.

Причиной этой неисправности может быть нарушение контактных соединений, обрыв или короткое за­мыкание в цепях включения стартера, неисправность тяго­вого реле.
Порядок нахождения этой неисправности показан на схе­ме (рис. 30). Для обнаружения неисправности по этой схе­ме потребуется только контрольная лампа.

При включении стартера слышны многократные щелчки тягового реле.

Такая неисправность может встречаться в ав­томобилях, выпущенных после 1983 г. Их стартеры имеют тяговое реле с двумя обмотками: втягивающей и удержи­вающей. В момент замыкания контактов тягового реле втя­гивающая обмотка отключается и работает только удержи­вающая. Если при этом сильно разряжена аккумуляторная батарея, ослаблены контактные соединение в цепи стартера или же в удерживающей обмотке тягового реле возник об­рыв или короткое замыкание, то возвратная пружина пере­мешает якорь реле в обратном направлении. Контакты реле разомкнутся, втягивающая обмотка снова включится и под ее воздействием контакты вновь замкнутся. Процесс по­вторится.
Схема поиска неисправностей для этого случая приве­дена на рис. 31. В ходе работы может понадобиться арео­метр для проверки заряженности батареи, а при проверке системы пуска автомобилей ВАЗ-2108, «2109» еще и кусок провода для соединения выводов дополнительного реле включения стартера. Если включение стартера будет постоянно сопровождать­ся многократными щелчками и каждый раз причиной этого явится аккумуляторная батарея, то это значит, что либо она слишком быстро разряжается между поездками, либо в ней есть неисправности. В таком случае тщательно проверьте батарею. Порядок проверки приведен на рис. 32. Для этого необходимо иметь только тестер и аккумуляторный проб­ник Э107.

Стартер включается, но его якорь либо не вращается, ли­бо вращается медленно.

Причинами ненормальной работы в этом случае могут быть разряженность батареи, наруше­ние контактов в соединениях, подгорание контактов тяго­вого реле, загрязнение коллектора или изношенность ще­ток и, наконец, обрыв, межвитковое или короткое замыка­ние в обмотках стартера.
Найти неисправность поможет схема, приведенная на рис. 33. Приступая к работе, запаситесь куском толстого (12. 14 мм2) провода, мелкой шкуркой и ареометром. Если рассматриваемая неисправность часто повторяется и виной этому каждый раз бывает разряженная батарея, то последнюю тщательно проверьте (см. рис.1).

Стартер включается, якорь его вращается, но маховик дви­гателя остается неподвижным.

Такая ситуация часто бывает из-за: ослабления крепления стартера к картеру; поврежде­ния зубьев маховика и шестерни привода или появления на них забоин; загрязнения винтовой нарезки якоря; пробук­совки муфты свободного хода привода; поломки рычага, поводкового кольца или буферной пружины привода стар­тера.
Все эти неисправности выявите по схеме, приведенной на рис.1.

Стартер не выключается после запуска двигателя.

В этом случае маховик вращает муфту свободного хода с высокой частотой, из-за чего муфта перегреется и может заклинить. В результате стартер выйдет из строя. Поэтому при такой неисправности немедленно остановите двигатель. Если же стартер будет продолжать прокручивать коленчатый вал, то отсоедините батарею от «массы». Невыключение стартера после запуска двигателя может быть из-за спекания кон­тактов тягового реле (в автомобилях ВАЗ-2108, «2109», кро­ме того, и контактов реле включения), неисправности вы­ключателя зажигания или заедания привода на валу якоря.
Неисправность найдите (естественно, после остановки двигателя и отключения стартера) по схеме, приведенной на рис. 35.

Устройство автомобилей

Техническое обслуживание стартера

Приборы системы пуска, особенно стартеры, во время эксплуатации испытывают большие нагрузки. Электродвигатели стартеров потребляют ток большой силы, поэтому неумелое обращение стартером приводит к его преждевременному отказу.
Следует также учитывать, что стартер расположен в таком месте, где он подвергается воздействию пыли, влаги, грязи и смазочных материалов, а это способствует разрушению изоляции электродвигателя и поломкам механизма привода.
Тем не менее, современные автомобильные стартеры обладают достаточно высокой эксплуатационной надежностью и поэтому не требуют частого технического обслуживания и регулировок.

Техническое обслуживание систем пуска двигателя, производимое при каждом ТО-2, сводится к простым операциям. Проверяется крепление стартера к двигателю и соединение наконечников проводов к стартеру и аккумуляторной батарее.

При определенном нормируемом пробеге автомобиля, величина которого зависит от типа стартера, производится более углубленная проверка его технического состояния для предотвращения внезапных отказов.
Так, например, такая проверка выполняется для стартеров автомобилей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109 – через 45 тыс. км пробега, для СТ130АЗ – при каждом восьмом ТО-2, а для стартера 25.3708 – через 150 тыс. км пробега автомобиля.
Для выполнения углубленной проверки стартер снимают с двигателя, и его наружные поверхности очищают от загрязнений.

При техническом обслуживании особенно тщательному осмотру и контролю подвергаются следующие элементы конструкции стартера: щеточно-коллекторный узел, привод, реле, электродвигатель, опоры якоря (втулки или подшипники).
После очистки поверхностей стартера от загрязнений выполняются следующие операции:

• внешний осмотр корпуса стартера, крышек, втягивающего реле;
• проверка осевого зазора вала якоря и наличие радиального люфта, а также оценка сопротивления вращению якоря во втулках (вращением рукой или лопаткой за шестерню привода);
• снятие крышек стартера, щеточного узла, демонтаж якоря с элементами привода;
• проверка состояния рабочей поверхности коллектора – не допускаются глубокие царапины, риски, прогары и другие повреждения, способные нарушить нормальный контакт щеток с коллектором или вызвать быстрый износ щеток; визуально оценивается состояние изоляции между секторами коллектора;
• проверка состояния щеток: степень и равномерность износа, отсутствие механических повреждений (сколов, раковин, глубоких царапин и трещин) на рабочих поверхностях, а также наличие продуктов износа щеток на поверхностях крышки и щеточного узла;
• проверка подвижности щеток в щеткодержателе и прижимного усилия пружин; в случае недостаточного давления пружины на щетку, осуществляют контроль силы давления пружины динамометром;
• проверка механизма привода: подвижность привода на валу якоря и работа обгонной муфты, состояние зубьев шестерни привода и втулки шестерни;
• проверка состояния зубчатых колес и элементов планетарного редуктора (если имеется);
• визуальная проверка общего состояния сердечника якоря – на внешней поверхности трансформаторных пластин не должно быть повреждений и следов контакта с обмоткой возбуждения; пластины не должны смещаться друг относительно друга, оказывая давление на обмотку якоря;
• визуальная проверка обмотки возбуждения, состояния изоляции обмотки, и крепление полюсных наконечников (башмаков) к корпусу.

В случае если до поступления стартера на техническое обслуживание замечаний по его работе не было, стартер собирают и устанавливают на двигатель с последующей проверкой работоспособности.

Если в работе стартера отслеживались неполадки или отказы, он подвергается углубленному диагностированию, регулировкам и ремонту.

Поиск неисправностей и регулировки стартера

Поиск неисправностей в стартере производят после его разборки. Проверяют состояние обмоток возбуждения и якоря, коллектора, подшипников, а также исправность тягового реле.

Первоначально производят осмотр щеточно-коллекторного узла, сняв крышку со стороны коллектора или защитную ленту. При этом измеряется высота щеток и сила, с которой они прижимаются к коллектору пружинами.
Если высота щетки меньше допустимого для данного стартера значения, или обнаруживается ее механические повреждения, щетку меняют. Щетки должны свободно, без заеданий, перемещаться в щеткодержателях.

Направление силы давления щеточных пружин должно совпадать с осью щеткодержателя. Силу давления пружины проверяют динамометром. Между щеткой и коллектором прокладывают бумажную полосу и оттягивают динамометром пружину в направлении оси щеткодержателя. Показания динамометра в момент, когда полоску бумаги можно легко вытащить, фиксируют и сравнивают с техническими данными стартера. При обнаружении ослабленной пружины ее меняют.

Коллектор должен быть чистым, его поверхность ровной, без царапин, рисок и подгораний. При наличии грязи или незначительного подгорания коллектор протирают. Сильно подгоревший коллектор зачищают шлифовальной шкуркой. Выполнять эту операцию следует при работе стартера в режиме холостого хода, прижимая шкурку к коллектору деревянной колодкой. Абразивные частицы после зачистки удаляют, продувая коллектор воздухом.

Если подгорание таким способом не устраняется или имеет место сильный износ коллектора, стартер разбирают, и коллектор протачивают на токарном станке с последующей шлифовкой. При этом остаточный диаметр или толщина секторов коллектора после проточки не должна быть менее нормируемой техническими условиями.

Привод стартера должен свободно, без заеданий, перемещаться по валу и возвращаться в исходное положение возвратной пружиной. При затрудненном перемещении привода вал якоря очищают от грязи и, если нет специальных указаний в технической документации, смазывают маслом, применяемым для двигателя. Храповой привод стартеров нуждается в смазывании. Для этого выдвигают шестерню в корпус привода и заливают в корпус моторное масло. Это повторяют 5…10 раз, затем масло выливают, заливают свежее и так повторяют 2..3 раза. Операцию проводят на самом приводе, снятом со стартера.

Осевой зазор вала якоря не должен превышать 1 мм. Поперечный зазор вала в подшипниках должен быть почти незаметен. При значительном поперечном зазоре вала изношенные втулки в крышках стартера меняются.

Состояние втягивающего реле стартера проверяют визуально, для чего снимают крышку реле. В случае подгорания контактов их зачищают напильником, а затем мелкой шлифовальной шкуркой. При большом износе или подгорании контактов болты поворачивают на 180˚, а диск (контактную пластину) переворачивают.

На собранном стартере проверяется правильность регулировки привода, которая у стартеров карбюраторных двигателей характеризуется величиной вхождения шестерни привода в зацепление с венцом маховика и исходным положением шестерни привода. Задаются регулировки привода зазором А (рис. 1) между приводной шестерней и упорным кольцом при включенном реле стартера и расстоянием Б между торцом шестерни и посадочным пояском на крышке стартера.

Определение зазора А производится при подключении положительного вывода источника питания к выводу «50» обмоток реле, а отрицательного вывода – к корпусу стартера. Напряжение источника питания должно соответствовать номинальному напряжению стартера.
После подачи напряжения и срабатывания реле зазор А измеряется предельными калибрами, толщина которых соответствует максимальному и минимальному значению зазора, или универсальным измерительным инструментом. При измерении зазора А следует выбрать осевой зазор, отжимая привод по направлению к коллектору.
Регулировку зазора А осуществляют поворотом эксцентриковой оси (стартеры типа СТ230) или регулировочным винтом 1 сердечника реле (стартер СТ130А3).

У стартеров типа СТ130А3 расстояние Б, соответствующее исходному положению шестерни привода, регулируется специальным винтом 2, у стартеров СТ230 – той же эксцентриковой осью, что и зазор А.

У некоторых стартеров (СТ221, 29.3708 и других современных легковых автомобилей) регулировка привода стартера не предусмотрена.

Стартеры дизелей имеют особенности регулировок.
У стартеров СТ142 и 25.3708 задается зазор А, вместо расстояния Б, соответствующего исходному положению шестерни. Для этих стартеров задано расстояние между торцом шестерни и упорной шайбой, при котором замыкание контактов реле стартера не должно происходить. При проверке между шестерней и упорной шайбой устанавливают прокладку определенной толщины и на обмотки реле подают питание. Замкнулись при этом контакты реле или нет, определяют контрольной лампой или омметром.

У стартеров СТ103 между шестерней и упорной шайбой ставят поочередно прокладки толщиной 16 и 11,7 мм. При включении стартера с прокладкой толщиной 16 мм контакты реле не должны замыкаться, а при прокладке толщиной 11,7 мм контакты должны замкнуться.

Диагностирование электродвигателя стартера

Электродвигатель стартера проверяют в режиме холостого хода и полного торможения. Параметры режима холостого хода (частота вращения и сила потребляемого тока) позволяют судить о качестве сборки и механических неисправностях.
Наличие дефектов (тугое вращение вала в подшипниках и др.) вызывает увеличение потребляемой мощности при холостом ходе, вследствие чего ток холостого хода увеличивается, а частота вращения якоря снижается ниже нормы.

В режиме холостого хода проявляются также и электрические неисправности. Так, увеличение силы тока и уменьшение частоты вращения якоря могут свидетельствовать о межвитковом замыкании обмотки якоря, а увеличение частоты вращения якоря может сигнализировать о межвитковом замыкании обмотки возбуждения.

Выявляются электрические неисправности в режиме полного торможения. Параметры режима полного торможения (крутящий момент, сила потребляемого тока) позволяют определить состояние электрической части стартера. При плохом контакте между щетками и коллектором сила потребляемого тока и крутящий момент снижаются ниже нормы.
Замыкание обмоток якоря на корпус или замыкание в обмотке возбуждения приводят к уменьшению крутящего момента при возросшем против нормы потребляемом токе.

Проверка в режиме холостого хода осуществляется при питании стартера от источника постоянного тока. Схема соединения соответствует схеме включения стартера на автомобиле.
Напряжение, приложенное к стартеру между выводами реле стартера и его корпусом, должно быть равно номинальному напряжению стартера. При испытании фиксируется сила тока стартера и частота вращения якоря.

Показания приборов снимают после того, как стартер поработает в режиме холостого хода 20…30 с. Испытание считается выдержанным, если сила потребляемого тока не более, а частота вращения якоря не менее установленных для данного стартера значений.

После ремонта стартера производится регулировка тягового реле и проверка стартера в режимах холостого хода и полного торможения на специальных стендах.
Испытание стартера в режиме полного торможения выполняется при определенном значении напряжения питания (определяют по таблицам). Момент, развиваемый стартером, должен быть не менее установленной величины, а сила тока не превышать заданное значение.

Схема, которая собирается при проверке стартера в режиме полного торможения, аналогична схеме при проверке в режиме холостого хода. Дополнительно необходимо нагрузочное устройство, снабженное измерителем крутящего момента.

Часто при проверке в режиме полного торможения трудно обеспечить необходимое напряжение питания. Осуществить проверку можно и с меньшим напряжением. В принципе стартер является частным случаем электродвигателя постоянного тока с насыщенной магнитной цепью в режиме полного торможения.
Крутящий момент в этом случае связан с током линейной зависимостью:

где a и b – постоянные коэффициенты, зависящие от типа стартера и определяемые зависимостью М_ст = f(I) , которая задается в технических условиях (обычно в виде графика).

Оценка результатов испытаний производится следующим образом. Полученное при испытании значение силы тока подставляют в формулу и вычисляют момент. если величина момента, полученная при испытании не меньше значения, полученного расчетом, стартер считается исправным.

У некоторых стартеров, например СТ142, частота вращения якоря в режиме холостого хода не нормируется.

Испытание в режиме холостого хода целесообразно выполнять при открытом щеточно-коллекторном узле, наблюдая за ним визуально. При этом не должно наблюдаться заметных перемещений щеток в щеткодержателях, наличие которых свидетельствует о повышенном биении коллектора или выступании изоляции над его поверхностью.

Устройство, которым снабжены стенды Э240, Э242, Э250 и аналогичные, позволяет проверять стартер в режиме полного торможения при напряжении больше задаваемого техническими условиями на стартер.

Испытательный стенд снабжен зубчатым колесом, которое имитирует маховик двигателя, и тормозным устройством, которое обеспечивает плавное торможение данного зубчатого колеса. Проверку осуществляют следующим образом. Подают напряжение, стартер начинает вращать зубчатое колесо без нагрузки.
Затем тормозным механизмом постепенно затормаживают зубчатое колесо, а вместе с ним и якорь стартера, и внимательно следят по прибору на стенде за силой тока стартера. Торможение увеличивают до тех пор, пока сила тока не достигнет значения, заданного для режима полного торможения. В этом момент также по прибору на стенде фиксируют величину крутящего момента.
Так как напряжение питания больше необходимого значения, полного торможения стартера в этом случае не будет.
Величину крутящего момента, полученную при испытании, сравнивают с заданным значением, и если оно не меньше расчетного, то стартер считается исправным.

Однако при такой проверке невозможно определить повышенное падение напряжения на щетках стартера.
Для обнаружения этой неисправности после небольшого перерыва (20…30 с) снова подают напряжение на стартер и затормаживают его полностью. Быстро фиксируют по приборам на стенде напряжение питания U_ст/I и силу тока стартера I_т , затем отключают питание.
Далее вычисляют отношение U_ст/I_т , и отношение этих величин, установленное для данного типа стартера. Если отношение измеренных величин не больше отношения установленных значений, электродвигатель стартера исправен. В противном случае это указывает на повышенное сопротивление на щетках, что может быть связано с плохим контактом между щетками и коллектором, загрязнением и т. п.