Стартер: верный помощник водителя

Практически во всех современных автомобилях, тракторах и различной технике используется электрическая пусковая система двигателя, главным компонентом которой является электростартер. Все о стартерах, их типах, конструкции и функционировании, а также о правильном подборе и ремонте — узнайте в статье.

Что такое электростартер?

Электростартер — основной компонент электрической системы пуска поршневых ДВС; электроагрегат для раскручивания коленчатого вала до частоты вращения, достаточной для пуска силовой установки.

Для уверенного пуска поршневого ДВС его коленвал необходимо вывести из состояния покоя и раскрутить до некоторой минимальной частоты. Для бензиновых моторов эта частота лежит в интервале 40-50 об/мин, для дизельных — до 250 об/мин. Для подачи на коленвал первоначального импульса можно использовать различные источники энергии (в том числе и мускульную силу человека), однако наиболее удобным и эффективным оказался электрический мотор специальной конструкции — электростартер. Сегодня электрические стартеры вытеснили все другие пусковые устройства практически со всех двигателей, в том числе мощных дизелей тракторов.

Электростартер входит в состав электрической пусковой системы, в которую так же включены несколько реле, аккумуляторная батарея (АКБ, стартерная батарея), ключ зажигания и зубчатый венец маховика. Данный агрегат является важным компонентом мотора, он значительно облегчает и упрощает эксплуатацию автотракторной техники, поэтому при его неисправности следует выполнить ремонт или замену. Но прежде, чем приступать к этой работе, следует подробнее узнать о типах, конструкции и работе стартеров.

Классификация и устройство автомобильного стартера

Конструкция стартера с прямым приводом (без редуктора)



Конструкция стартера с планетарным редуктором



Конструкция стартера с цилиндрическим редуктором

Сегодня находит применение один тип электростартера — на основе коллекторного электрического двигателя постоянного тока. И это не случайно, ведь при остановленном моторе единственным источником питания остается АКБ, дающая постоянный ток.

При этом электростартеры можно разделить на два типа:

• С прямым приводом;
• С редуктором.

В агрегатах первого типа крутящий момент от вала электродвигателя передается непосредственно на венец маховика. В агрегатах второго типа крутящий момент сначала преобразуется встроенным редуктором и затем поступает на венец маховика.

Электростартер объединяет несколько узлов:

• Электромотор;
• Тяговое реле;
• Обгонная муфта (бендикс, муфта свободного хода) с приводом и шестерней;
• В редукторных агрегатах — редуктор;
• Корпус.

Основой агрегата выступает электромотор, его корпус в то же время является и корпусом всего агрегата. Мотор образован неподвижным статором и подвижным ротором, вал ротора задней частью через подшипник или втулку опирается на заднюю крышку, а передней — на втулку передней крышки, зафиксированный в корпусе подшипник или редуктор в зависимости от конструкции стартера. На задней части вала располагается коллектор и щеточный узел. В передней части ротор соединен с обгонной муфтой (бендиксом) и шестерней привода, вся эта конструкция закрыта передней крышкой с вырезом.

На корпусе располагается тяговое реле, его якорь посредством рычажной вилки сопряжен с бендиксом. Данное реле имеет 2 обмотки — втягивающую, обеспечивающую втягивание якоря только в момент включении зажигания, и удерживающую, обеспечивающую удерживание якоря до отключения электростартера. На тыльной стороне реле располагаются контакты большого сечения (болты), а на тыльном торце якоря закреплена контактная пластина — она при втягивании якоря замыкает контакты, обеспечивая подачу тока на обмотку ротора электростартера.

Планетарный редуктор стартера

В электростартерах с редуктором помимо указанных деталей используется шестеренчатая понижающая передача в виде простейшего цилиндрического или планетарного редуктора. Наличие редуктора позволяет использовать высокооборотный электрический двигатель, способный развивать значительный крутящий момент, чем обеспечивается уверенный запуск любых двигателей в различных условиях.

Цилиндрический редуктор состоит из двух шестерен: малого диаметра на валу электродвигателя, и увеличенного диаметра на коротком валу обгонной муфты. Вследствие особенностей устройства цилиндрической передачи, оборудованные ею агрегаты имеют увеличенные размеры. Планетарный редуктор состоит из жестко смонтированной на валу ротора электродвигателя солнечной шестерни и соединенного с валом бендикса водила (шестерни большого диаметра с внутренним расположением зубцов), между которыми вращается 3 шестерни-сателлита. Планетарный редуктор компактен и не увеличивает габаритов стартера, поэтому сегодня он находит все более широкое применение.

На корпусе стартера выполнены кронштейны или проушины для его монтажа на двигатель, также предусмотрены клеммы для подключения к АКБ и другим деталями электросистемы.

Принцип действия электростартера

Схема включения стартера

Функционирование электростартера сводится к следующему. При переводе ключа зажигания в соответствующее положение замыкается цепь втягивающей обмотки тягового реле и его якорь втягивается. Он тянет вилку, которая своей нижней половиной толкает бендикс в сторону зубчатого венца маховика до их зацепления. Бендикс посажен на вал электродвигателя через косые шлицы, поэтому она при движении вперед сразу же проворачивается на небольшой угол — это обеспечивает совмещение приводной шестерни и венца маховика.

Одновременно с этим якорь тягового реле контактным диском на тыльной части замыкает силовые контакты — ток от АКБ подается на обмотки ротора и в цепь удерживающей обмотки тягового реле. Электромотор стартера приходит во вращение и посредством приводной шестерни передает крутящий момент на зубчатый венец маховика. Если все в порядке, то через несколько секунд двигатель запустится, а стартер отключится с помощью перевода ключа в замке зажигания или автоматически (в зависимости от конструкции пусковой системы).

Схема работы электрического стартера

С целью предотвращения поломки электростартера в момент пуска ДВС в нем используется обгонная муфта. Этот узел состоит из посаженной на вал ротора крестовины с клиновидными пазами и выполненной заодно с приводной шестерней обоймы. В пазах располагаются цилиндрические ролики, пружинами подведенные к их узкой части. При вращении ротора ролики под действием сил трения находятся в узкой части пазов, заклинивая крестовину и обойму, поэтому поток крутящего момента беспрепятственно поступает на маховик. При уверенной запуске мотора маховик резко увеличивает свою угловую скорость, что приводит к росту скорости вращения и обоймы обгонной муфты — за счет этого ролики перемещаются в широкую часть паза и разобщают крестовину с обоймой, разрывая передачу крутящего момента. Таким образом, при пуске двигателя стартер и его детали защищаются от чрезмерного роста скорости вращения (разноса) и связанных с этим явлением неисправностей.

При размыкании цепи электростартера якорь тягового реле возвращается в исходное положение (за это отвечает возвратная пружина), а сопряженная с ним вилка отводит муфту от маховика. Во избежание поломок в автомобилях предусмотрена автоматическая блокировка повторного включения стартера при запущенном двигателе. В простейшем случае это реализуется с помощью реле блокировки, включающееся при достижении определенного напряжения в бортовой электросети, то есть — в момент, когда двигатель выходит на рабочий режим и обеспечивает нормальное функционирование электрогенератора и других агрегатов.

Вопросы верного выбора, ремонта и замены стартера

Большинство неисправностей стартера сводится к износу или поломке отдельных его деталей, а также к разнообразным проблемам в его электрической части (обрывы проводов, замыкание обмоток, плохой контакт и другие). Многие неисправности можно устранить, в том числе и самостоятельно — как правило, о ремонте стартера подробно рассказано в инструкции по ТО и ремонту транспортного средства. Однако при разрушении или деформации якоря стартера, трещинах и иных дефектах его корпуса, а также в случае поломки редуктора и некоторых других деталей стартер проще и дешевле полностью заменить.

Для замены необходимо выбирать тот же тип и модель стартера, что был установлен на автомобиле ранее. Хотя здесь допустимы замены, например — вместо обычного стартера можно установить стартер с редуктором (но только в случае, если позволяют габариты и установочные размеры), либо использовать стартер с иным числом зубьев на приводной шестерне. Многие автопроизводители особо оговаривают возможность такой замены и предлагают аналоги "родных" электростартеров.

Также нужно ориентироваться на электрические и мощностные параметры агрегата. Стартер обязательно должен иметь исполнение на напряжение бортовой сети транспортного средства — 12 или 24 В. Отдельное внимание уделяется току, потребляемому электростартером при запуске двигателя — обычно он лежит в пределах 400-1000 А, и важно, чтобы установленный на автомобиле АКБ мог отдать необходимый ток. Наконец, мощность нового агрегата должна быть равной (или, по крайней мере, не меньшей) мощности старого, в противном случае он просто не сможет провернуть коленчатый вал двигателя, особенно зимой.

Монтаж и подключение стартера нужно выполнять согласно инструкции по ремонту и ТО транспортного средства. При правильном выполнении работ новый стартер сразу начнет работать и обеспечит уверенный запуск двигателя в любых ситуациях.