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.

Втягивающее реле

Чтобы уменьшить ток потребления, реле изготавливают с использованием схемы, в которой применяется две обмотки. Первая работает только в начальный момент времени включения, чтобы сердечник втягивающего реле полностью сжал пружину и замкнул контакты.

Вторая обмотка, изготовленная из тонкого провода, называется удерживающей. Ее назначение заключается в том, чтобы удержать сердечник в выжатом положении. Особенность схемы подключения обмоток:

1. У каждой из катушек имеется два вывода. Один из них соединен с управляющим выводом втягивающего реле.
2. На удерживающей катушке второй вывод соединен с массой.

Удерживающая катушка соединена с массой и положительным выводом. И ток через неё проходит, но только в случае, когда в замке зажигания ключ повёрнут в крайнее положение «Старт». На втягивающей катушке второй контакт подключён к положительному выводу электродвигателя стартера автомобиля. Схема и виды приведены на рисунках.

При подаче напряжения на втягивающее он, пройдя по катушкам статора и ротора, подключается к минусу питания. При этом ток перестанет идти через втягивающую катушку. В этом случае работать будет только удерживающая обмотка. При помощи этих двух обмоток можно достичь очень большого усилия для стягивания сердечника, а также значительно уменьшить ток, необходимый для удержания.

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.

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.

Особенности конструкции

Устройство и работа стартера на постоянных магнитах отличается более сложной системой передачи усилия на вал, который приводит в движение бендикс. Для этого используется планетарная передача, которая крепится на более короткую часть вала, жестко связанную с якорем. Вал бендикса вращается при этом на водиле, связанном с планетарными шестернями или сателлитами главной шестерни вала якоря. Так работают так называемые редукторные стартеры.

Бендикс тоже имеет свое устройство и часто называется обгонная муфта или муфта свободного хода. Проблема состоит в том, что его шестерня должна заставить маховик вращаться с частотой не меньше 100 оборотов в минуту. При этом сама она вращается с частотой 1000 оборотов в минуту. В момент, когда двигатель заводится, его коленвал начинает вращаться с большой частотой, около 1000 оборотов и если шестерня бендикса остается в зацеплении, она будет вращаться 10000 оборотов в минуту, в результате чего стартер выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, в бендиксе предусмотрен специальный механизм, препятствующий передаче вращения от маховика на вал якоря.

Бендикс и обгонная муфта

Это два компонента, которые смонтированы на роторе стартера. Они необходимы для того, чтобы передавать крутящий момент от ротора стартера к венцу маховика. Причём шестерня, которая находится на обгонной муфте, может вращаться только лишь в одном направлении. Поэтому при диагностике данного механизма необходимо просто попробовать прокрутить шестерню в обе стороны.

В верхней части корпуса стартера устанавливается втягивающее реле, которое выполняет функцию силового контакта и позволяет переместить обгонную муфту с шестерней по оси ротора, чтобы она вошла в зацепление с венцом маховика. Вилка, с помощью которой перемещается шестерня, изготавливается из пластика или металлических пластин.

Основные неисправности

Несмотря на то что устройство стартера достаточно простое, периодически возникают проблемы, о которых лучше знать заранее. Часто случается так, что от корпуса отстают и падают магниты. Данная неисправность легко устраняется, достаточно приклеить их обратно, что можно сделать даже самостоятельно.

Со временем изнашиваются опорные втулки, на них упирается якорь, который начинает вибрировать и биться, ухудшая контакт щеток и коллектора. Это приводит к нестабильной работе стартера, искрению, выгоранию щеток. Нужно проточить коллектор, заменить щетки и втулки.

Еще одна часто встречающаяся проблема – износ роликов бендикса. В этом случае вал якоря просто не проворачивает шестерню, а она не крутит маховик. Чтобы решить проблему, требуется заменить бендикс.

Но чаще всего выходит из строя втягивающее реле. Например, когда залипает пятак, который под воздействием высокого тока приваривается к контактам. Тогда при выключении зажигания, якорь стартера продолжает вращаться, поскольку основной контакт не разомкнут. Чтобы устранить проблему, нужно просто снять минусовую клемму аккумулятора, затем достаточно просто почистить пятак, но иногда нужно менять все втягивающее реле.

Подключение проводов к стартеру

Подключение стартера на ВАЗ — инструкция. Закрепите реле в том месте, где удобно (например бачок омывателя). Подведите провода к стартеру. Затем снимите проводок красного цвета, находящегося на плоском выводе реле, и нужно сделать соединение с разъемом провода типа «папа» и провода от нового реле.

Провод, имеющий кольцевой наконечник для 8 мм, оденьте на положительную сторону стартера и притяните гайкой. Провод нового реле типа «мама» наденьте на тот контакт, который освободился у тягового реле. Этот провод будет передавать плюс на катушку. Используя хомут, притяните новый провод и штатный вместе. Провод от катушки маленькой длины прикрутите. Теперь можно произвести включение нового реле.

Типы и их особенности

Выше описана классическая конструкция стартера. Она отличается тем, что бендикс посажен напрямую на вал ротора. Этот стартер сейчас считается устаревшим. Такая конструкция требует использования электродвигателя со сниженной скоростью вращения и повышенным тяговым усилием. Из-за этого стартер был массивным и значительным по размерам.

Более современной считается конструкция стартера, которая включает в себя редуктор.

Редуктор в конструкции стартера обеспечивает изменение передаточного соотношения. То есть, этот элемент преобразовывает скорость вращения в тяговое усилие. Поэтому нет надобности использовать мощные электродвигатели, да еще и со сниженными оборотами. Использование редуктора позволило уменьшить размеры стартера и обеспечить уменьшенное потребление электроэнергии.

В конструкции редукторных стартеров применяются разные типы редукторов, но наибольшее распространение получила планетарная передача. Она компактна по размерам и достаточно надежна.

В планетарном редукторе используется дополнительный вал, на который посажен бендикс. То есть прямой связи между ним и ротором эл. двигателя нет, но они взаимодействуют между собой через редуктор.

Классический планетарный редуктор состоит из ведущей шестерни (прозванной солнечной), зубчатого венца и водило с сателлитами. Все составные части зацеплены между собой. Отличительной особенностью этого редуктора — это использования каждой составной части в качестве и ведомого элемента.

В случае со стартером в качестве ведущей шестерни выступает солнечная, установленная на валу ротора. Зубчатый венец обездвижен и зафиксирован в корпусе. Выходное вращение с редуктора снимается с водило, к которому прикреплен вал бендикса.

Несмотря на дополнительную составную часть принцип работы редукторного стартера не отличается от классического.

Выпускаются редукторные стартеры и с цилиндрической передачей. Но ввиду более сложной конструкции они встречаются реже, чем изделия с планетарной передачей.

Установка кнопки старт/стоп двигателя (готовый комплект)

Самый простой вариант сделать запуск двигателя с кнопки – купить комплект, который в китайском магазине называется примерно так: «push start button start/stop car engine function working with car alarm system and remote central lock blue color back light». Судя из наименования товара, кнопка и блок управления могут быть подключены к сигнализации.

Наиболее популярным среди автолюбителей считается схема, когда запуск двигателя кнопкой происходит при нажатой педали тормоза. Все нажатия короткие, то есть удерживать для работы стартера не нужно. Именно такой алгоритм работы мы и получаем:

• Одно нажатие – режим ACC;
• второе нажатие – зажигание включено;
• третье нажатие – зажигание выключено;
• Чтобы завести двигатель нужно нажать педаль тормоза и нажать кратковременно кнопку старт/стоп (если плохо заводится, можно зажать и держать кнопку, тогда стартер будет работать).

Универсальная схема подключения кнопки старт/стоп из комплекта:

Теперь в кармане можно носить только брелок от сигнализации.

Стартер и его функции

Автомобильный стартер представляет собой маленький 4-х полосный электродвигатель, который обеспечивает первичное вращение коленчатого вала. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую частоту его вращения для запуска двигателя внутреннего сгорания. Как правило, для запуска бензинового двигателя среднего объёма цилиндров необходимо иметь стартер, который обладает в среднем 3 кВт энергии. Стартер является двигателем постоянного тока и питает энергию от аккумуляторной батареи. Забирая напряжения от аккумулятора, электродвигатель увеличивает свою мощность с помощью 4 щёток, которые являются неотъемлемой частью любого автомобильного стартера.