Стартер автомобиля – описание его конструкции, назначения и принципа работы
02.12.2019Добрый день, дорогие друзья. Сегодня рассмотрим важную деталь любого современного автомобиля – стартер. Ответим на вопросы что это такое, из чего он состоит, его местонахождение и как он работает. Поговорим о разновидностях этого механизма, принципах работы, его неисправностях и способах диагностики. Начнем с самого главного – определения, что это такое.
Что это такое и зачем он нужен
Стартер – это механизм автомобиля, который предназначен для прокрутки коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания при помощи электрического тока аккумуляторной батареи автомобиля. Простыми словами – электромеханическая деталь, позволяющая запустить двигатель машины.
На заре становления автомобильной эпохи, чтобы завести мотор авто, нужно было вручную прокручивать с определенной частотой коленчатый вал двигателя. Многие еще помнят, как на советских автомобилях старых годов выпуска, водитель вставлял в переднюю часть машины, а именно в бампер или под него, необычный предмет, напоминающий кочергу. Затем резким вращением этой рукоятки запускал двигатель своего «железного коня». Хорошо, если он с первого раза «схватывал», а если нет, то дергать эту кочергу приходилось очень долго, вспоминая всех родственников по маминой линии конструкторов его машины. Эта кочерга в народе звалась «кривой стартер».
Со временем людям надоело «дергаться» перед авто, чтобы его завести и инженеры придумали электрический его вариант. Теперь вращение коленвала происходила за счет собственной электроэнергии автомобиля.
Где он находится
Этот вопрос задают те, кто только стал счастливым обладателем транспортного средства. В большинстве случаев о его местонахождении под капотом задумываются тогда, когда он начинает барахлить, или те, кто любит самостоятельно поковыряться в машине в гараже.
В независимости от типа двигателя и его расположения под капотом, механическая или автоматическая коробка передач стартер находится в непосредственной близости к коробке, частично закреплен на ней болтами.
Помните, когда рассматривали принцип работы сцепления, упоминалась такая деталь, как «маховик». Он соединен с коленчатым валом мотора, через него и сцепление передается момент с двигателя на КПП. Он имеет форму большой шестерни и своими зубцами соединяется со стартером. Поэтому, найти его можно всегда возле коробки передач, потому что через механизм бендикса (об этом «звере» поговорим позже) передается вращение на шестерню маховика, а с него на коленвал движка.
Прежде чем говорить о принципах работы, давайте разберем из чего он состоит.
Конструкция
Как говорилось выше, стартер – это электромеханический механизм, преобразующий электрическую энергию в энергию вращения. Она передается на вал мотора, чтобы его прокрутить для запуска. Поэтому разделить его условно можно на две части: электрическая и механическая.
К электрической относятся:
- Втягивающее реле с обмотками (втягивающей и удерживающей)
- Щетки. Они передают ток на обмотки якоря
- Электродвигатель
Механическая часть:
- Шток втягивающего реле с пружиной
- Вилка
- Бендикс с шестерней
- Шток электродвигателя.
В зависимости от конструкции различают классические и редукторные стартеры. В редукторном, для передачи крутящего момента, используется редуктор. На хвостовик которого «насажен» бендикс. В классическом варианте – он находится на самом якоре электродвигателя.
Редуктор упрощает передачу энергии вращения на коленчатый вал ДВС, уменьшает количество затраченной энергии. Из недостатков – меньшая надежность и усложнение механизма.
Рассмотрим конструкцию каждой части стартера. Из чего она состоит и для чего нужна.
Втягивающее реле
Оно состоит из двух обмоток – втягивающей и удерживающей. Концы которых подключены к управляющему контакту, выход первой к выходному контакту реле, выход второй к корпусу. Двух силовых контактов (пятаков), которые замыкаются при появлении напряжения на обмотках и штока, подпружиненного штока, к которому с одной стороны закреплена вилка бендикса, а с другой – пластина, замыкающая силовые пятаки при срабатывании реле.
С внешней стороны имеется три контакта:
- Управляющий. К нему подключен провод от замка зажигания к обмоткам реле
- Два силовых болта. К ним гайками прикручиваются провод от аккумуляторной батареи и провод от реле к электродвигателю. С внутренней стороны эти болты выполнены в виде контактных пятаков, которые замыкаются пластиной штока при срабатывании втягивающего реле
Принцип работы втягивающего
Когда вы поворачиваете ключ зажигания, электричество от замка подается на управляющий контакт. Появляется напряжение на первой обмотке (втягивающей). Электромагнитное поле этой обмотки притягивает шток, который своей пластиной замыкает два силовых контакта. Через контакты ток поступает на электродвигатель стартера. Так как выходной конец втягивающей обмотки соединен с одним из силовых контактов, то на нем появляется «плюс», исчезает разность потенциалов и пропадает напряжение на ней, соответственно и магнитное поле.
В это время вступает в работу удерживающая обмотка, которая вторым концом постоянно соединена с массой. Именно она удерживает шток реле с пластиной в рабочем положении, замыкая силовые болты до тех пор, пока вы держите ключ в положении «Пуск». Заведя двигатель, вы отпускаете ключ, пропадает напряжение на второй обмотке втягивающего реле и его шток возвращается в исходное положение. При этом размыкаются контакты, прерывая цепь подачи напряжения от АКБ к электродвигателю.
Видео как работает втягивающее реле:
Электродвигатель стартера
Он состоит из якоря и статора. В зависимости от модификации в статоре могут использоваться постоянные магниты или обмотка, для создания электромагнитного поля. Щетки, которые передают напряжение от выходного силового контакта втягивающего реле или обмоток статора на обмотки якоря через контактные кольца.
Принцип работы
При включении стартера замыкаются силовые контакты втягивающего реле. Ток поступает на контактные щетки. Их четыре штуки. Две из них – плюсовые, подают ток на обмотки якоря, две – минусовые, соединены с массой. То есть, создается цепь, напряжение идет через обмотку якоря, он находится в магнитном поле статора и начинает вращаться.
Если вместо постоянных магнитов на статоре используется электрическая обмотка для создания магнитного поля, то ток от реле поступает на эту обмотку, а затем на контакты щеток. Дальше ток течет по выше описанному пути.
Видео устройства и принципа работы стартерного электродвигателя:
Механическая часть
Вилка соединена одним концом с ротором втягивающего реле, другим с бендиксом. Он «сидит» на шлицах вала электродвигателя и может свободно совершать перемещения по нему.
Принцип действия
При запуске двигателя втягивающее реле подтягивает шток с закрепленной на нем вилкой. По принципу рычага она перемещает в противоположном направлении бендикс по шлицам ротора электрического двигателя. Шестеренка которого входит в соединение с зубьями маховика коленчатого вала ДВС. Стартер начинает раскручивать коленвал двигателя. В этот момент происходит его запуск. Водитель отпускает ключ зажигания, разрывается цепь подачи напряжения на удерживающую обмотку реле, исчезает электромагнитное поле, шток с вилкой возвращаются в исходное положение и шестерня бендикса выходит из зацепления с маховиком.
Видео как работает механическая часть стартера:
Что такое бендикс
Это механизм, защищающий внутренние части стартера от повреждения при увеличении числа оборотов двигателя автомобиля выше оборотов ротора электродвигателя после успешного запуска мотора.
Из чего он состоит
Этот механизм состоит из двух частей, несоединенных жестко между собой. Первая часть – полая трубка со шлицами внутри и корзиной для обгонной муфты с одной стороны. Вторая – полая трубка с шестеренкой на конце. Соединяются они за счет механизма муфты, который позволяет вращаться этим частям только в определенные стороны.
Обгонная муфта состоит из пружин и металлических роликов. Они расположены по окружности верхней части бендикса, где находится шестерня, в пазах специальной формы. При вращении в одну сторону этой части пружинки сжимаются под действием на них роликов, которые перемещаются в сторону вращения. При попытке крутить в противоположную сторону, пружины ослабляются и конусы, возвращаясь в исходное положение, заклинивают две части механизма между собой. Таким образом, происходит жесткая сцепка.
Как он работает
Теперь перенесем выше сказанное на вал электродвигателя стартера. Бендикс соединен с валом шлицевым соединением. При срабатывании втягивающего реле его шестеренка соединяется с маховиком движка, вращая вал в противоположную сторону вращения коленвала, обгонная муфта «заклинивает» обе части этого механизма, вращение якоря электродвигателя передается полностью на шестерню.
Когда двигатель запустился, обороты маховика, а соответственно шестеренки бендикса, становятся выше оборотов стартера. Ролики обгонной муфты начинают сжимать пружинки ее механизма. Происходит расклинивание обеих частей. Теперь шестеренка может вращаться независимо от вала электродвигателя с большей скоростью, уберегая его от повреждения. В этот момент водитель отпускает ключ зажигания, он возвращается в исходное положение.
Видео зачем нужен бендикс, принцип его работы и возможные неисправности:
Как работает стартер
Зная его конструкцию и принцип действия всех его частей, можем объяснить принцип работы.
- Поворачиваем ключ зажигания в положение «Пуск двигателя»
- Напряжение от замка зажигания поступает на обмотки втягивающего реле, возникает электромагнитное поле, которое притягивает шток с токопроводящей пластиной к силовым контактам реле. Одновременно этот шток перемещает вилку бендикса и вводит в зацепление его шестерню с маховиком коленвала
- Токопроводящая пластина, замкнув контакты реле, направляет ток от аккумулятора через щеточный аппарат на обмотки якоря электродвигателя
- Он начинает вращаться и приводит в движение маховик коленчатого вала мотора. Происходит запуск ДВС
- Водитель отпускает ключ, размыкается электрическая цепь втягивающего реле и стартер прекращает работу
Видео принцип работы стартера автомобиля:
Основные неисправности и их признаки
Найти неисправности может только специалист, поэтому рекомендую познакомиться с методикой проверки стартера автомобиля от опытного автоэлектрика. Сейчас перечислю некоторые признаки поломок:
- При повороте ключа в замке зажигания слышно щелканье, но характерного звука вращения вала двигателя нет. – Возможно, окислились силовые болты втягивающего реле или подгорела токопроводящая пластина штока внутри реле
- Ключ в положение «Пуск», а щелчка не было, слышно только жужжание стартерного электродвигателя. – Не сработало должным образом втягивающее. Рекомендуется проверить втягивающее реле мультиметром или контрольной лампой.
- После успешного старта мотора слышен звук работающего стартера, при этом ключ зажигания находится в исходном положении. Может быть, шестерня не вышла из зацепления с движком или неисправен бендикс
В любом случае, чтобы правильно определить, что сломалось, нужно снять его с автомобиля и провести диагностику на столе от аккумулятора. Тогда точно будет видно, что вышло из строя. Сильно может помочь обычный визуальный осмотр видимых частей стартера. Более детальные рекомендации смотрите в видео подборках по теме.
Заключение
Теперь знаете, что такое стартер и как он работает. Подробно рассмотрели из чего он состоит, каждую его часть объяснили подробно. Видеоролики помогут легко понять материал. Все это позволит решать проблемы с ним самостоятельно без обращения на СТО. Если будут вопросы, задавайте в комментариях. Всем удачи на дорогах!
Видео по теме:
Какие бывают автомобильные стартеры, их разновидности и чем они отличаются:
Бендикс. Что может в нем сломаться: