Из чего состоит стартер автомобиля

9

Устройство стартера автомобиля – из чего состоит и как работает

Сегодня будем разбирать устройство стартера автомобиля и его основных элементов. Поговорим, как работает каждый из них и что происходит, когда водитель поворачивает ключ в положение «Пуск двигателя». Рассмотрим принцип работы и схему классических стартеров, которые находятся под капотом разных авто от ВАЗ 2107 до Мерседес SLK.

Устройство

Он состоит из трёх основных частей:

1. Втягивающее реле;
2. Электродвигатель;
3. Бендикс.

Каждая из них отвечает за свои функции, но в месте они создают единый «организм», запускающий мотор машины. Две первые части электрические, третья – полностью механическая деталь.

Втягивающее отвечает за ввод в зацепление бендикса с маховиком мотора и его удержание в этом состоянии, пока водитель держит ключ в положении «Запуск двигателя». Кроме того, оно обеспечивает передачу электрического тока напрямую от аккумулятора к электродвигателю стартера.

Электродвигатель – преобразует электрическую энергию в механическую. Он вращает бендикс с определенным числом оборотов, а тот, в свою очередь, коленвал двигателя. В результате этого, происходит запуск силового агрегата.

Бендикс – это своего рода редуктор, передающий крутящий момент от вала электродвигателя к маховику коленвала. Это подвижная деталь, она насажена на вал электрического двигателя стартера и двигается по нему на шлицах.

Кроме того, он состоит из двух частей. Поэтому, он свободно вращается по часовой стрелке и блокируется в другую сторону. Это обеспечивает надежную передачу крутящего момента к двигателю авто. Кроме того, это бережет весь агрегат от поломки, когда мотор запустился.

Автомобильные стартеры бывают классического и редукторного типа. Последние оснащены редуктором с планетарной передачей. Бендикс находиться на собственном валу, а не на якоре электромотора.

Пришло время рассмотреть устройство и принцип работы каждого составляющего элемента схемы стартера автомобиля. Хочу отметить, что любой из них является основным. Поломка любого из них, приведет к полной потери работоспособности всего агрегата.

Втягивающее реле

Как говорилось выше – в большей степени это электрическая деталь. Да, в ней есть механические подвижные части, но они приводятся в движение за счет тока.

Из чего оно состоит

На тыльной стороне находятся три контакта:

1. Два силовых болта, выполненных в виде медных шпилек с гайками. К одной подключен толстый силовой провод от аккумулятора, к противоположной прикручена «коса». Она соединяет втягивающее реле и электродвигатель стартера.
2. Один контакт сделан в виде штекера типа «папа». К нему подключается тонкий провод – это управление от замка зажигания.

Реле стартера автомобиля состоит из двух обмоток. Каждая из них выполняет свою функцию и нужна для создания электромагнитного поля для втягивания якоря. Он соединен через тягу с бендиксом. Это выталкивает его наружу, где он входит в зацепление с маховиком и электродвигатель готов вращать коленвал.

Еще одной подвижной деталью реле, является медная площадка, расположенная под крышкой реле. Во время втягивания, происходит нажатие на эту площадку, она замыкает собой два пятака – шляпки силовых болтов. Через неё, от одного болта к другому, протекает большой электрический ток от аккумулятора к электродвигателю.

Как работает втягивающее реле

К первому силовому болту прикручен гайкой постоянный «плюс» от АКБ. При повороте ключа, напряжение поступает на штекер, к которому подключен управляющий провод. Образуется электрическая цепь от штекера с плюсом через втягивающую обмотку и второй силовой болт. Он через «косу» и щетки электродвигателя соединен с массой автомобиля, то есть, с кузовом.

Через обмотку начинает течь электрический ток, который создает электромагнитное поле. Оно втягивает внутрь якорь, соединенный через тягу с бендиксом. Он входит внутрь корпуса, а бендикс «выстреливает» наружу, входя в зацепление с маховиком коленвала.

При втягивании, он давит на подвижную медную пластину. Она прижимается к шляпкам силовых болтов (пятакам), замыкая их между собой. Через ней начинает протекать электрический ток. Так как второй конец обмотки соединен со вторым силовым болтом перемычкой, на нём образуется «плюс». Исчезает разность потенциалов на её двух концах, и она обесточивается.

В этот момент уже работает удерживающая обмотка. Она предназначена для удержания якоря реле во втянутом положении, а значит бендикса в зацеплении с коленчатым валом. В отличие от втягивающей обмотки, её второй конец подключен к корпусу реле, а он к кузову машины. Значит на нём всегда есть «минус». Ток будет протекать через неё до тех пор, пока водитель удерживает ключ зажигания в положении «Пуск двигателя», в независимости, замкнуты силовые болты подвижной пластиной или нет.

При отпускании ключа, снимается напряжение на управляющем проводе. Через обмотку перестает течь ток, исчезает электромагнитное поле и якорь, под действием возвратной пружины, выходит из корпуса. Он через тягу вытягивает из зацепления бендикс, возвращая его в исходное положение.

Обрыв в одной из обмоток приведет к тому, что бендикс не будет выскакивать или наоборот, постоянно выскакивать и возвращаться в корпус. Целостность можно определить простой диагностикой втягивающего реле. Причём для этого не нужны специальные приборы, достаточно воспользоваться аккумулятором и контрольной лампой, или мультиметром.

Электродвигатель

Устройство

1. Он состоит из якоря, на котором намотана особым образом медная проволока, и бендикса, который находиться на противоположном конце вала.
2. Токопроводящих контактных щёток и коллекторного кольца (контактной пластины)
3. Корпуса, внутри которого находятся магниты и он жестко соединен с кузовом автомобиля.
4. Втулки или подшипники.

Плюс на обмотку электродвигателя подается через гибкий провод (косу) от силового болта втягивающего реле. Их корпуса жестко соединены между собой болтами, так что «минус» будет на обоих из них.

В щеточном узле обычно находится четыре токопроводящих щётки. Две из них являются «плюсовыми», на них подается напряжение через гибкий провод. Две соединены с корпусом электрического двигателя стартера, это «минус».

Принцип работы

При повороте ключа в замке зажигания, напряжение через втягивающую обмотку создает электромагнитное поле. Он втягивает якорь реле, и замыкает пластиной между собой силовые пятаки.

Так как к одному из них подключен провод от аккумулятора с постоянным «плюсом», ток начинает течь через пятак, подвижную пластину, второй силовой болт реле, гибкий провод и щетки электродвигателя, уходя на корпус. Протекая через обмотку, он создает электромагнитное поле, которое вращает вал электромотора. Принцип работы электродвигателя такой же, как и любого мотора электрического инструмента или бытового прибора.

Потеря контакта где-нибудь в этой цепи, влечет к полной неисправности стартера. Как их определить, поговорим в других статьях.

Бендикс

Устройство

1. Звездочки или шестерни, как кому нравиться. Она выполнена из закаленного металла, чтобы увеличить срок службы. Она насажена на вал якоря электродвигателя, и находиться во внутренней обойме.
2. Обгонной муфты. Внутри неё находится стопорное кольцо с роликами. Они прижимаются пружинками к наружной обойме.

Устройство бендикса стартера такое, чтобы уберечь элементы агрегата от преждевременной поломки, в момент запуска двигателя автомобиля.

Принцип работы

Особенностью этого механизма является то, что он может свободно вращаться в одну сторону и заклинивать при попытке провернуться в противоположном направлении. Это происходит за счет роликов, расположенных в обгонной муфте.

При подаче напряжение на обмотки втягивающего реле стартера выбрасывается бендикс. Он входит в зацепление с маховиком. В это время начинает вращаться якорь электродвигателя, который передает крутящий момент на бендикс, а тот на маховик двигателя авто.

Происходит запуск мотора машины. Если обороты коленвала выше скорости вращения якоря, обгонная муфта бендикса разблокируется, и шестерня механизма будет вращаться независимо от вала электродвигателя. Водитель отпускает ключ, исчезает напряжение в обмотках реле и электромотора, бендикс входит внутрь, и перестает вращаться.

Подведем итог

Собрав воедино знания об устройстве стартера автомобиля и принципе его работы, можно понять принцип его работы.

Как устроен автомобильный стартер?

Чтобы двигатель внутреннего сгорания начал свою работу, требуется механизм, который его запустит. Коленчатый вал начинает свое вращение благодаря электрическому стартеру. Ранее использовались «кривой стартер» или «пусковая рукоятка», но на современных авто они не применяются.

Современные системы Start-Stop запускают бензиновые моторы, воспламеняя искрой сжатую топливно-воздушную смесь – стартер не нужен. Когда-то в автомобилях использовался стартер-генератор, прокручивающий коленвал ремнем навесного оборудования.

Мы подробно рассказали, как работает автомобильный стартер. Все об устройстве – в видео и статье:

Нужен оригинальный б/у стартер? Закажите его в каталоге «АвтоСтронг».

Принцип работы классического стартера
Классический стартер – это электромотор, прокручивающий коленвал за венец маховика. На валу стартера установлена шестерня, которая не постоянно зацеплена с зубцами венца, а только в момент запуска мотора, когда она «выдвигается» вперед. Результат – вал стартера вращается и прикладывает к коленвалу крутящий момент. Запускаются поршни, подается топливо и воспламеняется топливо-воздушная смесь, после чего запускается двигатель.

После того, как ключ перестает быть в положении «старт», стартер не вращается (на него не подается напряжение), а шестерня расцепляется с венцом маховика благодаря возвратной пружине.

Устройство стартера

В статоре стартера установлены постоянные магниты. Ток подается на обмотку через щеточный узел. Щетками выступают графитовые стержни.
Также стартер не обходится без редуктора, который облегчает стартер и дает возможность использовать менее мощный электромотор. Редуктор увеличивает крутящий момент, который развивает электромотор, при этом уменьшая скорость вращения.

В современных авто не используются безредукторные стартеры, причина – в высоком энергопотреблении безредукторных стартеров с установленными в них электромагнитами.

На валу, установленном на выходе из редуктора, есть бендикс – шестерня с обгонной муфтой. Шестерня выдвигается и цепляется с венцом маховика, и вращение стартера передается на коленвал. После запуска мотора маховик вращается в разы быстрее, чем вращался стартер. Стартер не выходит из строя благодаря обгонной муфте – вращение маховика не передается на вал редуктора и стартер.

Выдвижение бендикса происходит благодаря втягивающему реле – электромагниту с втягивающей и удерживающей обмотками. Он установлен на стартере. Сердечник (шток) реле передвигается после подачи напряжения благодаря магнитному полю.
Шток втягивающего реле движется назад, замыкая при этом контакты реле – «пятаки». Через «пятаки» на стартер подается плюс от аккумулятора. После этого:
• начинает вращение ротор стартера;
• отключается втягивающая обмотка из-за отсутствия «минуса»;
• магнитное поле, появившееся из-за удерживающей обмотки, удерживает сердечники реле.

Основные неисправности стартера
Выход стартера из строя приводит к тому, что двигатель не запускается. Причем стартер может прокручиваться, а коленвал – нет. В таком случае:

Редукторный стартер выйдет из строя за несколько минут, если будет вращаться от маховика заведенного мотора. В случае, если хорошо прогретый мотор запускается плохо, проверьте втулки и подшипники стартера: иногда они расширяются из-за нагрева и подклинивают вал якоря.

Проверяем, исправен ли б/у стартер
Узнать, корректно ли работает стартер, можно, используя заряженную АКБ и двух проводов. Корпус стартера нужно соединить с «минусом», а второй провод – с «плюсом» АКБ. Не дотрагивайтесь им до корпуса стартера во избежание короткого замыкания!

Используйте плюсовый провод и дотрагивайтесь по очереди до:
• контакта втягивающего реле – бендикс должен выдвигаться вперед;
• силового контакта стартера – начнут вращаться вал стартера и бендикс;
• одновременно – сперва контакта реле, после – верхнего силового контакта стартера. Бендикс выдвинется и начнет вращение (вместе с валом).

Доступ к сервису временно запрещён

С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

Что мне делать?

Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.

Виды, устройство и принцип работы стартера автомобиля

Для успешного запуска двигателя внутреннего сгорания необходимо устройство, которое придаст кривошипно-шатунному механизму начальный импульс, то есть провернет маховик до нужных оборотов. Таким устройством является стартер и именно он отвечает за пуск двигателя. В статье подробно рассмотрим устройство и принцип работы стартера автомобиля, а также его возможные неисправности.

Устройство стартера

Стартер автомобиля представляет собой электродвигатель. Он преобразует электрическую энергию от аккумулятора в механическую работу, которая приводит в движение маховик и коленчатый вал, для начала процесса движения поршней. Стартером оборудованы все двигатели.

Принцип работы устройства основан на законах физики, которые известны со школьной скамьи. Если между двумя полюсами магнита поместить проволочную рамку с двумя концами, а потом пустить через нее ток, то она начнет вращаться. Это и есть самый простой электродвигатель.

Простой автомобильный стартер представляет собой металлический корпус, в котором находятся четыре магнитных сердечника (башмаки). Эти магниты в корпусе и представляют собой статор электродвигателя. Раньше на башмаках наматывалась обмотка возбуждения, на которую подавался электрический ток от аккумулятора. То есть это был классический электромагнит. На современных же устройствах применяются обычные магниты.

Другой важной деталью устройства является якорь. Он представляет собой вал с напрессованным сердечником из электротехнической стали. В пазах сердечника находятся те самые рамки, которые будут вращаться вокруг полюсов магнита. Концы рамок соединены с коллектором, к которому подходят четыре щетки – две положительные от АКБ и две отрицательные, которые будут идти к массе.

В закрывающей задней крышке находятся щеткодержатели с пружинками, которые постоянно поддавливают щетки к коллектору для обеспечения контакта. Также в задней крышке установлена опорная втулка якоря или подшипник.

На металлическом корпусе находится входной контакт. К этому контакту подключается плюсовая клемма аккумулятора (+). Ток проходит по рамкам якоря и выходит на отрицательные щетки массы. Масса соединяется с отрицательной клеммой аккумулятора. Таким образом, создается магнитное поле вокруг рамок якоря и он вращается.

Плюсовой провод АКБ, который подходит к стартеру, значительно толще остальных. По этому проводу подается пусковой ток, равный примерно 400А.

Ток от аккумулятора на стартер не может подаваться постоянно. Он нужен только в момент запуска двигателя. Поэтому между плюсовым проводом аккумулятора и контактом стартера есть так называемый медный пятак, который замыкает контакты.

На валу якоря также выполнено шлицевое соединение, на котором находится направляющая втулка и бендикс с шестерней с возможностью осевого перемещения. Это движение обеспечивает контакт шестерни непосредственно с зубчатым венцом маховика. Простыми словами можно сказать, что бендикс подходит к маховику, проворачивает его, сколько это необходимо, а потом отходит обратно.

Но бендикс не перемещается по валу самостоятельно. Это делает другой электромагнит меньшего размера – втягивающее реле. От реле к шестерне подходит вилка, которая и толкает бендикс. К катушке втягивающего подается управляющий ток от аккумулятора через замок зажигания. При включении зажигания катушка намагничивается и втягивает сердечник. Этот сердечник, с одной стороны, связан с вилкой бендикса, с другой – с пятаками, замыкающими контакты электродвигателя. Когда напряжение с катушки втягивающего реле снимается, то вилка вновь втягивается обратно на место, а электродвигатель прекращает свою работу.

Якорь начинает вращение только тогда, когда шестерня уже вошла в зацепление с маховиком.

Основные компоненты

Таким образом, основными составляющими стартера можно назвать:

• магнитный статор;
• вал с якорем;
• втягивающее реле с компонентами (электромагнит, сердечник, контакты);
• щеткодержатель с щетками;
• бендикс с шестерней;
• вилка;
• элементы корпуса.

Принцип работы

Учитывая устройство стартера, рассмотрим его работу пошагово:

1. Водитель включает зажигание и на втягивающее реле подается управляющее напряжение. Катушка реле намагничивается и перемещает сердечник.
2. Сердечник подводит бендикс и шестерню к маховику при помощи вилки и в конце своего хода замыкает контактные пятаки на электродвигатель.
3. Пусковой ток подается на обмотку якоря, который начинает вращаться в магнитном поле статора. Стартер начал работать.
4. Двигатель запустился, водитель повернул ключ из положения пуска. Управляющий ток перестал подаваться на втягивающее реле, пятаки разомкнулись, а бендикс с шестерней вернулся в исходное положение под действием возвратной пружины. Стартер прекратил свою работу.

Устройство бендикса

Бендикс представляет собой довольно интересное устройство. Иногда его называют муфтой свободного хода или обгонной муфтой.

Для запуска двигателя нужно, чтобы маховик вращался не медленнее, чем 100 об/мин. Так как шестерня стартера намного меньше зубчатого венца маховика, ей нужно вращаться в 10 раз быстрее, чтобы придать маховику необходимое ускорение. Это 1000 об/мин.

Когда двигатель заводится, маховик начинает вращаться очень быстро. Он передает это быстрое вращение на шестерню. Нетрудно посчитать, что скорость вращения шестерни при этом будет уже 10 000 об/мин. Если на вал стартера передалось такое ускорение, то он бы не выдержал. Именно для этого и нужен бендикс. Он передает вращение от шестерни на маховик, но не передает его обратно от маховика на шестерню.

Сам бендикс состоит из двух частей: шестерни и корпуса. Внутренняя обойма шестерни входит в корпус с внешней обоймой. Внутри этой обоймы находятся четыре ролика с пружинками. Корпус бендикса вращается через вал стартера. При вращении внутренняя обойма шестерни как бы заклинивает в корпусе и вращается, а при вращении шестерни от маховика эти ролики расходятся и не передают вращение на вал. Сам вал стартера при этом вращается с прежней скоростью.

Виды стартеров

Как было описано выше в современных стартерах применяются не башмаки с обмоткой возбуждения, а магниты. Магниты в качестве статора позволяют значительно уменьшить габариты устройства. При этом частота вращения якоря повышается. Поэтому иногда применяется редуктор.

Исходя из этого, стартеры делятся на:

• редукторные;
• простые (безредукторные).

С устройством и работой простого стартера мы уже познакомились. Работа редукторного основана на тех же принципах, что и простого, но имеет немного другое устройство. Крутящий момент от якоря вначале поступает в планетарный редуктор, который его преобразует, и далее на вал бендикса. Вращение от якоря на шестерню передается через водило планетарного механизма.

Этот вид стартера имеет следующие преимущества:

• более высокий КПД;
• меньшее потребления тока;
• небольшие размеры;
• запуск двигателя даже при низком заряде аккумулятора.

Но такая конструкция сказывается на сложности ремонта.

Основные неисправности

Все возможные виды неисправностей стартера можно разделить на механические и электрические.

С механическими узлами может быть связано:

1. Залипание контактных пятаков.
2. Износ подшипников и удерживающих втулок.
3. Износ роликов бендикса.
4. Заклинивание вилки или сердечника втягивающего реле.

Проблемы с электрикой:

1. Выработка щеток и пластин коллектора.
2. Обрыв цепи в обмотке башмаков (статора) или втягивающего реле.
3. Замыкание и перегорание обмоток.

Щетки и втягивающее реле не ремонтируются. Эти детали меняются на новые. Ремонт обмотки лучше доверить квалифицированному автоэлектрику. Однако необходимо понимать, что зачастую выходит из строя не сам стартер, а сопутствующие элементы. В таком случае необходимо провести диагностику для более детального выявления причины неисправности. Проще всего это сделать персональным диагностическим сканером, к примеру, с помощью недорогого мультимарочного устройства Rokodil ScanX.

После диагностики сканер укажет на точную причину неисправности, будь то перегоревший предохранитель, неисправность выключателя зажигания или неисправность электрической цепи. Rokodil ScanX подойдет практически для любых автомобилей с ODB-II разъемом и поможет сэкономить деньги на ремонте.

Стартер – это довольно сложный механизм, который требует внимания от водителя. Любые шумы и скрежет лучше оперативно устранять. Но несмотря на общую сложностью устройства, принцип его работы очень простой. Поняв его, можно самостоятельно устранить многие неисправности.