Как работает стартер и советы по увеличению его срока службы. Реферат на тему стартер автомобиля

принцип работы, схема и особенности

Прежде чем проводить ремонт электрооборудования, необходимо узнать конструкцию всех наиболее важных компонентов. Каждый водитель должен знать устройство стартера автомобиля, так как это один из наиболее уязвимых элементов конструкции. Стартер необходим для того, чтобы облегчить запуск двигателя внутреннего сгорания. Используется как на бензиновых, так и на дизельных моторах.

Но запустить двигатель можно и при помощи силы мышц, электрического мотора либо же агрегатом на пневматике. В легковых автомобилях чаще всего можно встретить запуск двигателя, осуществляемый при помощи электрического стартера. В качестве источника питания используется аккумуляторная батарея.

Какие бывают стартеры?

Из общей массы этих механизмов можно выделить две большие группы: редукторные и безредукторные. Как происходит работа, а также внутреннее устройство, понятно из самого названия. Если внутри электродвигателя нет редуктора, то такой стартер способен развить небольшую частоту вращения. Наличие планетарного редуктора позволяет достичь большей скорости ротора. При этом непосредственно электродвигатель может иметь сравнительно небольшую мощность, но ее хватит для раскручивания коленчатого вала мотора.

Но имеется один большой недостаток у таких механизмов – надежность крайне низкая, могут очень быстро износиться и выйти из строя. Но не стоит думать, что безредукторные стартеры отличаются большим ресурсом. Они тоже выходят из строя, да еще и обладают одним весомым недостатком – при слабом заряде батареи не способны раскрутить коленчатый вал.

Основные компоненты стартера

По сути, устройство стартера автомобиля, схема его подключения к бортовой сети, одинаковы практически у любого производителя. Независимо от того, в какой стране изготовлен автомобиль и по каким стандартам. Отличаться устройства могут только лишь вариантом исполнения, качеством изделий, но общая конструкция будет однотипна. Можно выделить несколько основных компонентов:

1. Ротор – подвижная часть стартера автомобиля. На нём имеется обмотка, на которую подается электрический ток.
2. Статор является неподвижной частью. Некоторые производители электродвигателей в целях экономии устанавливают постоянные магниты. Но это делать неразумно, так как значительно снижается мощность электрического двигателя.

Обычно такая конструкция используется в редукторных стартерах. Без дополнительных шестерен электродвигатель не способен развить крутящий момент, необходимый для вращения коленчатого вала. В таких механизмах есть и преимущества, и довольно существенные недостатки. Главный плюс – это то, что при запуске двигателя стартер потребляет очень маленький ток. Но конструкция узла намного сложнее.

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.

Как работает стартер?

А теперь нужно поговорить о том, как же приводит во вращение коленчатый вал стартер автомобиля. Устройство, принцип работы этого механизма просты, но существует несколько нюансов, которые влияют на нормальное функционирование. Когда поворачивается ключ в замке зажигания, на управляющий контакт втягивающего реле производится подача напряжения. При этом у втягивающего якорь перемещается, шестерня бендикса вводится в зацепление с маховиком.

Также втягивающее реле замыкает силовые контакты и подает напряжение питания на обмотки электродвигателя. Как только положение ключа изменится, отключится питание от управляющего вывода тягового реле. При этом пружина, которая находится внутри реле, отбросит якорь, и разомкнутся силовые контакты. В это же время бендикс выйдет из зацепления с маховиком.

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.

Втулки и щетки

Это два компонента, которые очень сильно влияют на нормальное функционирование электродвигателя. По щеткам передаётся плюс питания, а по втулкам проходит минус на роторную обмотку. При разборке стартера необходимо особое внимание уделять состоянию этих компонентов.

Если имеется выработка втулок, их необходимо заменить. При чрезмерном износе щеточного узла эксплуатация стартера нежелательна. Одновременно с этим нужно проверить состояние ламелей на роторе. При необходимости следует их очистить от загрязнений. Но перед началом работ внимательно изучите устройство стартера автомобиля, чтобы максимально эффективно провести ремонт.

fb.ru

Устройство стартера автомобиля, принцип работы

Для того чтобы двигатель внутреннего сгорания начал работать, нужно заставить его коленвал вращаться. В зависимости от вида энергии используемой для пуска ДВС, устройство стартера будет сильно отличаться. Запустить мотор можно несколькими способами:

1. Силой мышц человека.
2. Электродвигателем.
3. Пневматическим пусковым агрегатом.

Так как для пуска двигателя автомобиля чаще всего использует электрическую энергию, остальные виды пусковых устройств мы рассматривать не станем. Рассмотрим только принцип работы стартера использующего энергию аккумулятора.

Виды стартеров и их составляющие

Редуктор

Все стартеры можно разделить на две группы:

1. Без редуктора.
2. С редуктором.

Устройство и работа стартера принадлежащего к первой и ко второй группе, как понятно из названия, отличается только наличием или отсутствием редуктора.

Итак, из чего состоит электрический стартер автомобиля. Как любой двигатель постоянного тока он состоит из ротора, статора, и коллекторно-щеточного узла. Помимо этого, для передачи вращения якоря маховику в его состав входит обгонная муфта с шестерней (бендикс), а для включения вращения и введения бендикса в зацепление с венцом маховика втягивающие реле. Вилка в стартере передает усилие от втягивающего реле к бендиксу.

Безредукторный

Устройство стартера автомобиля с редуктором, как правило, отличается тем, что на статор устанавливаются вместо катушек электромагнитов постоянные магниты. Стартер с постоянными магнитами в статоре отличается от укомплектованных электромагнитами тем, что потребляет меньший ток и развивает меньшую мощность. Редуктор такому стартеру обязательно нужен для увеличения крутящего момента. Такое устройство имеет как свои преимущества, так и недостатки. Преимущество состоит в малом токе, необходимом для пуска мотора. Недостаток в более сложной, чем у пускателя без редуктора, конструкции.

Электрическая схема любого автомобильного стартера аналогична схеме электродвигателя постоянного тока с добавлением схемы втягивающего реле.

Схема включения стартера с постоянными магнитами в статоре такая же, как для пускового агрегата с электромагнитами. Поэтому изготовленные для одной модели автомобиля они взаимозаменяемы.

Принцип работы стартера автомобиля: при включении замка зажигания в положение start реле стартера подает управляющие напряжение на втягивающие реле, которое вводит шестерню бендикса в зацепление с венцом маховика и включает вращение стартера, подавая на него питание. При повороте ключа зажигания из положения start в любое другое реле стартера отключает питание от втягивающего. Возвратная пружина сердечника выбрасывает его из корпуса катушек. А он выводит бендикс из зацепления с венцом маховика и отключает питание.

Втягивающие

Втягивающие реле для уменьшения потребляемого тока, как правило, имеет две катушки. Одна катушка, из более толстого провода потребляющая больший ток, срабатывает только в момент включения стартера для того, чтобы уверенно втянуть сердечник. Вторая из более тонкого провода потребляет меньший ток. Она предназначена для удержания сердечника, в то время пока ключ зажигания находится в положении start. Схема их включения такова:

• один вывод каждой катушки присоединяется к управляющей клемме реле;
• второй вывод удерживающей катушки присоединяется к массе.

Так как второй вывод, удерживающей катушки, подключен к массе, ток через нее идет всегда, когда ключ зажигания находится в положении start. Второй вывод втягивающий катушки подключен к плюсовому выводу стартера, то есть в момент подачи питания на втягивающие реле он через катушки статора и ротора тоже подключен к массе. После того как втягивающие сработает, оно подаст на стартер питание. И на обоих выводах втягивающей катушки будет положительный потенциал, а значит, ток через втягивающую катушку прекратится. Далее будет работать только удерживающая катушка. Применением двух катушек достигается значительное усилие втягивания сердечника при небольшом токе его удержания.

Подшипники

Ось ротора вращается в двух меднографитовых втулках, являющихся подшипниками скольжения. От их состояния зависит не только звук, который будет издавать узел при работе. При их чрезмерном износе пластины сердечника ротора при работе будут касаться магнитов статора. Когда между пластинами ротора и магнитами статора нет воздушного зазора говорят что стартер «башмачит». Потери энергии при этом столь велики, что его ротор с трудом вращается и не в состоянии провернуть коленчатый вал двигателя.

Потери складываются из потерь механической энергии, возникающих за счет сильного затормаживания ротора статором, и потерь на коллекторно-щеточном узле, возрастающих из-за поперечных колебаний якоря и ухудшения контакта щеток с ламелями коллектора. Еще сильнее описанных возрастают потери в стали ротора, они становятся больше за счет замыкания якорных пластин, из-за чего сильно увеличиваются вихревые токи в пластинах сердечника ротора. Эти процессы приводят к тому, что ток, проходящий через обмотки, по большей части нагревает их, не преобразуясь в механическую энергию.

Устраняют эту неисправность заменой втулок. С удалением изношенных втулок трудностей обычно не бывает. Ставить вместо них лучше неразвернутые втулки. Забивать их следует через деревяшку, так как они очень хрупкие. После установки их внутреннюю поверхность следует обработать разверткой соответствующего диаметра. Диаметр большинства валов роторов стартеров легковых авто бывает около 12 мм. Точнее узнаете, померив вал после разборки штангенциркулем. После развертки немного смажьте втулки изнутри литолом и можете собирать агрегат. Перед установкой узла не забудьте почистить клеммы на втягивающем реле и поменять гайку и шайбу крепления провода питания, так как в процессе работы они сильно греются и окисляются.

autolirika.ru

Устройство и принцип работы стартера: как работает

Во всех автомобилях, имеющих двигатель внутреннего сгорания, присутствует такая деталь, как стартер. С его помощью удается запускать мотор на первоначальном этапе. Достаточно простое устройство стартера обеспечивает максимально понятную его работу.

Конструкция стартера

Деталь представляет собой небольшой четырехполосный электромотор. Он обеспечивает начальное вращение коленвала, чтобы задать необходимые обороты двигателю. В большинстве случаев для работоспособности узла достаточно мощности в 3…4 кВт. Электродвигатель потребляет постоянное напряжение, питаясь от автомобильного аккумулятора. Подпитка происходит через несколько щеток.

Принято выделять две разновидности аппаратов:

1. Со встроенным редуктором. Большинство специалистов рекомендует применять именно этот вид, так как работает стартер такой со сниженной потребностью тока, при большей эффективности. Данная конструкция запускает вращение коленчатого вала даже при сниженном заряде аккумуляторной батареи. Присутствие магнитов постоянного действия позволяет свести возможные проблемы с обмоткой к минимуму. Однако, во время долгого прокручивания появляется риск выхода из строя ведущей шестеренки. Это случается в большинстве случаев по причине производственного брака.
2. Без редуктора. Отсутствие промежуточного узла в виде редуктора обеспечивает передачу вращения напрямую от стартера к коленвалу. Принцип работы стартера данной конструкции схож с предыдущим, но за счет простоты комплектации имеет повышенную ремонтопригодность. Необходимо отметить, что в такой конструкции во время подачи напряжения на узлы осуществляется мгновенное сцепление шестерен, что приводит к более быстрому зажиганию. Такие стартеры имеют большую выносливость, при этом выход из строя их происходит реже, чем редукторных аппаратов. Отрицательной старой является слабая работоспособность при низких температурах.

Одним из прогрессивных новшеств конструкции является наличие планетарного редуктора Джеймса. Он обеспечивает старт легковых бензиновых силовых установок до 4,5…5,0 л, дизельных моторов до 1,8…2,0 л, а также небольших современных грузовиков. При этом общая масса узла снижена в отдельных моделях до 40%.

Устройство узла

Для проведения ремонта, правильной эксплуатации электросистемы и обеспечения долгосрочной работы узлов автомобиля необходимо знать устройство втягивающего реле стартера и остальных его элементов.

• Корпус в большинстве случаев изготовлен в виде цилиндра, включает в себя обмотки возбуждения, а также сердечник.
• Якорь производится из высоколегированного сплава стали, имеет вид вала с посадочными шлифованными поверхностями для подшипников. На центральной части его запрессован сердечник с коллекторными пластинами.
• Втягивающее реле передает напряжение на обмотку электромотора. Также оно обеспечивает выталкивание обгонной муфты. В конструкции реле присутствует подвижная перемычка и несколько силовых контактов.
• Обгонная муфта с приводной шестеренкой. Часто более опытные автомобилисты называют этот узел «бендиксом». С помощью данного роликового механизма крутящий момент передается на маховик, а после запуска шестерни выводятся из зацепления, чтобы обеспечить долговечность работы узла.
• Щеточный узел осуществляет подачу напряжения на якорные пластины. С его помощью удается повысить мощность стартера во время выполнения основного рабочего цикла.

Большинство конструкций имеет сходную классическую компоновку.

В качестве различия могут применяться иные автоматические механизмы вывода шестерен из зацепления. Также на машинах с коробкой «автоматом» узел укомплектовывается дополнительными удерживающими обмотками. С их помощью осуществляется сдерживание пуска в том случае, когда рычаг включен в одну из ходовых позиций («D», «+», «-» или «R»).

Как работает стартер

Исходя из того, что узел является электромеханическим устройством, на этом основан и принцип работы стартера.

Потребляемую электрическую энергию от АКБ он переводит в механическое вращение.

Во время работы осуществляются следующие процессы:

• При провороте ключа в замке зажигания соединяются электроконтакты. В это время напряжение подается по реле стартера на втягивающую обмотку тягового реле.
• Якорь перемешается вдоль своей оси по корпусу дает возможность выходу бендикса, чтобы обеспечить зацепление ведущей шестерни с ведомой, расположенной на маховике коленвала.
• По достижении якоря крайнего положения выполняется замыкание контактов, теперь напряжением обеспечивается удерживающая обмотка реле с обмоткой стартера.
• При вращении вала стартера запускается силовая установка автомобиля. По достижению скорости вращения маховика скорости вращения стартера, бендикс рассоединяется с ведомой шестерней. Этому помогает возвратная пружина.
• Одновременно с выходом из зацепления ключ замка зажигания переходит в первоначальную позицию, и подача тока к стартеру прекращается.

Не стоит долго удерживать ключ в крайнем положении (более 5…6 сек), чтобы не разряжать аккумулятор или не приводить к значительному износу ведущую шестерню.

Интересное по теме:

загрузка...

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

ktonaavto.ru

Стартер автомобиля: устройство, принцип работы и основные неисправности

Конструктивные особенности стартеров

Для пуска двигателя легковых автомобилей разработаны специальные электромоторы на постоянном токе. Для пуска исправного двигателя достаточно вращать коленвал 3–5 секунд. Кратковременный режим работы пускового устройства позволил конструкторам рассчитать сильно оптимизированную конструкцию практически без запасов характеристик, необходимых для долговременной работы изделия. Это позволило уменьшить габариты и упростить мотор, удешевить стоимость изделия. На новом автомобиле это решение оправдывает себя. В процессе эксплуатации двигатель автомобиля теряет первоначальные характеристики. Возникают дополнительные нагрузки на стартер. Для долговременной бесперебойной эксплуатации электромотора важно рассматривать многие параметры работы автомобиля и материалы, которые были использованы изготовителем стартеров.

Стартеры различных производителей конструктивно аналогичны, общее устройство отражено на рис 1.

В общем случае в конструкцию входит:

• Корпус электродвигателя выполняется из стали. Конструктивно он выполняет не только несущие функции, но и служит для теплоотвода и охлаждения обмоток якоря и статора за счет инерционных тепловых свойств металла. Современные корпуса выполнены с хорошими водоотталкивающими свойствами, позволяющими мыть двигатель в случае необходимости без опаски попадания влаги в токоведущие элементы.

• На корпусе расположено втягивающее реле. Через рычаг реле соединяет шестерню стартера с маховиком двигателя автомобиля, обеспечивая возможность передачи крутящего момента при старте. Втянутый сердечник реле соединяет медные контакты, обеспечивая подачу энергии в статор и якорь мотора.

• На якоре расположены обмотка, подвижная шестерня и коллекторные пластины.

• Бендикс (обгонная муфта) служит для соединения на время пуска стартера с маховиком. Как только машина завелась, пружина возвращает шестерню в первоначальное положение и сердечник реле, размыкая контакты.

• Щеткодержатели обеспечивают крепление щеток электромотора и возможность их легкой замены при обслуживании узла.

Принцип работы стартера

Типовая электрическая схема подключения стартера изображена на рис 2. Когда владелец поворачивает ключ зажигания, он замыкает электрическую цепь, подавая напряжение на втягивающее реле. Сердечник втягивается, соединяя шестерни и замыкая токоведущий кабель от аккумулятора к обмоткам стартера. Электромотор вращается и обеспечивает раскрутку маховика двигателя. После того как обороты двигателя превысят обороты стартера, бендикс рассоединит шестерни стартера. На этом работа электродвигателя заканчивается до следующего пуска.

Обычно, в легковой машине используют электродвигатели мощностью от 2 до 3 кВт. При этом пусковой ток может превышать 300 А. Такой ток нагревает обмотки электродвигателя и способен вызвать искры в момент соединения контактов.

Совет профессионала: при пуске двигателя, не превышайте работу стартера более 15 секунд. Перед повторным пуском двигателя выдерживайте паузу не менее 1 - 3 минут в прохладное время года. Летом паузу необходимо увеличить до 5 минут.

Перегрев корпуса приводит к выходу из строя обмотки. Производители электромоторов для пуска двигателя стараются уменьшить ток потребления устройством и увеличить крутящий момент. Это возможно при использовании редуктора, см. рис 3.

Стартер с редуктором быстрее раскручивает маховик двигателя и имеет меньшие пусковые токи. Ремонт и техническое обслуживание таких стартеров затруднен. Кроме этого, некоторые производители используют пластик при изготовлении шестерни, см. рис 4.

Перегрев корпуса такого стартера приводит к поломке редуктора.

Совет профессионала: выбирайте стартеры без использования пластика если автомобиль эксплуатируется при температурах воздуха ниже минус 15 грд С.

Основные неисправности стартера

Средний срок службы стартера составляет 120 000 км пробега автомобиля в смешанном режиме эксплуатации. Предполагается, что пуск двигателя происходит за 4 - 7 секунд с первого раза. Плохой бензин, износ двигателя увеличивают частоту использования стартера и продолжительность пуска двигателя. В зимнее время масло двигателя более вязкое. Возможен конденсат на свечах зажигания, усложняющих пуск двигателя.

Совет профессионала: в зимнее время осуществляйте пуск холодного двигателя с нажатой педалью сцепления. Перед пуском проведите продувку камер сгорания двигателя, нажав педаль газа до упора и включив стартер на 3 сек. Это разгонит масло и обеспечит хорошие условия для старта двигателя.

Холодное время года, подсевший аккумулятор и износ двигателя приводят к необходимости вращать коленвал дольше 5–7 секунд, на которые рассчитан стартер. Это значительно уменьшает срок эксплуатации электромотора. Рекомендуется осуществлять профилактику и замену изнашиваемых частей стартера после каждых 60 000 км пробега, если автомобиль прошел больше 100 000 км. В процессе эксплуатации в первую очередь изнашиваются подшипники скольжения (втулки) мотора. При этом увеличивается перекос якоря, что может привести к ухудшению зацепления шестерен и зализыванию зубьев. Увеличиваются силы трения при работе стартера. Из-за трения деталей внутри электродвигателя крутящий момент уменьшается и падает скорость хода поршня в камере сгорания. Происходит преждевременный разогрев корпуса.

Совет профессионала: уменьшение скорости вращения коленвала в момент пуска прогретого двигателя свидетельствует об износе стартера. Срочно проведите замену втулок, шестерен и щеток электромотора.

В автомобилях часто окисляются провода. При этом повышается сопротивление токоведущих кабелей в местах соединения. Если стартер не крутится, необходимо проверить контакт кабеля на аккумуляторной батарее. Длительная стоянка автомобиля в зимнее время приводит к полной разрядке аккумулятора. Эти неисправности необходимо устранить для работы стартера.

Обычно, при очередном ТО автомобиля владелец говорит о первых признаках износа стартера и необходимой профилактике. Электрик проверяет емкость аккумуляторной батареи и цепи питания мотора. Стартер снимают и разбирают, если его конструкция позволяет менять изнашиваемые части. Или меняют механизм полностью на новый.

Совет профессионала: требуйте обязательной очистки и шлифовки коллекторных пластин якоря стартера. Часто этого не делают, меняя щетки. Отсутствие шлифовки приведет к ускоренному износу щеток и возможной поломки контактных групп якоря.

Сильный износ втулок стартера ведет к перекосу якоря и износу шестерни. При пуске слышен неприятный хрипящий звук, маховик двигателя не крутится. Вторая или третья попытка старта может быть успешной. Эксплуатация стартера с зализанной шестерней может привести к выходу из строя венца маховика двигателя. Износ втулок приводит и к поломке редуктора стартера, если он конструктивно предусмотрен, см. рис. 5.

Частые попытки пуска приводят к преждевременному выгоранию контакта втягивающего реле. Соединение аккумулятора с электромотором оказывается невозможным. При такой поломке необходимо обратиться в мастерскую с целью замены контактной группы и проведению обслуживания стартера. Как временный выход в некоторых реле можно повернуть контакты на 180 грд, продлив срок эксплуатации токоведущих пластин. Это можно сделать в полевых условиях, если конструктивно такой вариант ремонта возможен.

Совет профессионала: в случае выгорания контактов пускового реле стартера автомобиль можно завести. Для этого необходимо поставить рычаг переключения скоростей в нейтральное положение, поставить автомобиль на ручной тормоз, включить зажигание и, выйдя из машины, соединить контакты втягивающего реле стартера мощной перемычкой (плоскогубцами). После пуска двигателя перемычку необходимо сразу убрать. Пользуйтесь данным способом только в крайнем случае.

Для успешной долговременной эксплуатации стартера необходимо учитывать многие факторы. Своевременная сезонная замена масла, контроль за состоянием двигателя, профилактические работы электрооборудования позволят сохранить стартер в рабочем состоянии на протяжении всего срока эксплуатации вашего автомобиля.

autospin.ru

Смотрите также

• 
  Реферат беларусь в современном мире
• 
  Профессионально важные качества юриста реферат
• 
  Проблема научности философского мировоззрения реферат
• 
  Принятие решений в маркетинге реферат
• 
  Правовое положение сотрудника полиции реферат
• 
  Основы мастерства публичного выступления реферат
• 
  Наука как эволюционный механизм реферат
• 
  Наука как социокультурный феномен реферат
• 
  Маршрутизация в ip сетях реферат
• 
  Кофе и кофейные напитки реферат
• 
  Жанр марша в музыке реферат