Как определить ток стартера?
Стартер — неотъемлемый механизм каждого транспортного средства. В случае поломки завести автомобиль возможно, но только с прицепа, даже если автомобиль оборудован механической коробкой передач. Стартер призван раскручивать двигатель, раскручивая обороты до требуемых показателей.
Стартер вращает коленвал с частотой вращения, необходимой для нормальной работы двигателя автомобиля. Многие водители практически полностью игнорируют электроустановку автомобиля, ограничиваясь походом в сервисный центр при перегорании лампочки или предохранителя. Однако есть чрезвычайно важные аспекты, которые необходимо учитывать, чтобы избежать проблем с электромонтажом.
Некоторые из них могут быть очень серьезными. Нужно понимать, сколько можно крутить стартер, какой пусковой ток у стартера и сколько ампер потребляет стартер при запуске дизельного или бензинового двигателя автомобиля. Это даст возможность увеличить срок работы устройства, сохранив его от быстрого износа.
Как и зачем делать измерения пускового тока стартера
Нормальный сильный пусковой ток должен быть в пределах от 100 до 500 Ампер. Это зависит от нескольких факторов, включая техническое состояние автомобиля. Силу потока можно регулировать, ее возможно уменьшать с помощью применения нескольких несложных методов. Но лучше всего обратиться в автомастерскую и сделать полную диагностику своего автомобиля, чтобы выяснить возможные неполадки или дефекты в системах, узлах и механизма автомобиля любой марки.
При определении уровня пускового тока стартера в автомобиле с бензиновым двигателем и уровнем мощности 1 кВт., прибор должен показывать приблизительно 700 А. Для дизельных двигателей с мощностью 2,4 кВт, пусковой ток должен использоваться силой не менее 1500 А.
Минимальный уровень пускового тока аккумулятора и стартера напрямую воздействует на состояние этих устройств, их износ и длительность эксплуатации. Регулярно измеряя, какая мощность стартера у автомобиля в нормальном состоянии, владелец транспортного средства может существенно увеличить срок работы устройства.
Автолюбитель должен регулярно измерять силу пускового потока аккумулятора. Зная, какой должен быть уровень потока и что делать, если он большой, водитель сможет вовремя проверить состояние механизмов и узлов своего авто.
Базовые понятия
Стартерное устройство необходимо для запуска двигателя любого автомобиля и получает питание от аккумулятора при включении ключа. Важно знать, сколько ампер потребляет стартер при запуске автомобиля, чтобы регулировать уровень пускового тока, сохраняя устройство от быстрого износа.
Основные компоненты стартера:
- цилиндрический корпус, где расположены сердечники и обмотки;
- якорь с коллекторными пластинами и обмоткой;
- втягивающее реле, которое питает стартер и выталкивает бендикс;
- щетки и щеткодержатели обеспечивают натяжение якорного узла, увеличивая мощность двигателя при отсоединении ДВС;
- привод и бендикс.
Современная модель электромагнитного двигателя — редукторный тип. Его основным достоинствам является нормальная работа даже при низком заряде аккумуляторного устройства. Недостатками редукторного электромагнитного двигателя являются хрупкость шестерни и ее частые поломки.
Стартеры, не имеющие редуктора, влияют на поворотную передачу напрямую.
Основными преимуществами данного типа стартера являются:
- одновременная работа руля с редуктором, позволяющая быстро завести двигатель;
- долговечность и долгая эксплуатация;
- возможность самостоятельного устранения неисправностей и наличие необходимых запчастей практически в любой автомастерской;
- практически не зависит от воздействия электрического тока, что снижает вероятность повреждения.
К недостаткам безредукторных стартеров можно отнести:
- сложность запуска при сильном морозе;
- значительная масса агрегата;
- высокие затраты энергии, которые в некоторых случаях (при наличии неисправностей в пусковой системе или других компонентах) приводят к невозможности запуска ДВС без подзарядки;
- довольно высокие цены на запчасти.
Водитель должен знать, как рассчитать пусковой ток в стартере и как уменьшить силу тока во время завода автомобиля. Также нужно знать мощности и характеристики стартерных устройств для разных моделей автомобилей.
От чего зависит уровень пускового тока в стартере?
Показатель пускового тока стартера напрямую зависит от нескольких причин. Они могут быть электрического и механического характера.
Уровень пусковых токов зависит от нескольких факторов:
- Техническое состояние всей конструкции.
- Если двигатель плохо вращается, стартер будет двигаться с затруднением, поэтому ему потребуется более мощный уровень пускового потока.
Уровень температуры во внешней среде
Чем ниже температура, тем выше вязкость моторных масел, поэтому стартер не может запустить холодный двигатель.
Техническое состояние стартера
Когда чрезмерно проржавели, загрязнены и изношены втулки, стартеру будет тяжело вращаться, поэтому устройство будет использовать электрический поток намного большей силы.
При наличии короткого замыкания на обмотках стартера
Поскольку электрическое сопротивление на обмотках уменьшается, это приводит к усилению потока. Но мощность не будет увеличиваться, она будет постоянно снижаться.
Грязные и изношенные контакты или клеммы
Слишком ржавые или чрезмерно изношенные контакты уменьшают возможности проводить электричество и приводят к существенному снижению мощности стартерного устройства.
Причины знать устройство пускового тока стартера
Для быстрого завода машины любой модели нужен поток определенного уровня, который обязательно должен быть ниже, чем ток холодной прокрутки. В процессе холостого хода, стартерное устройство при нормальной работе будет раскручивать высокий уровень оборотов. При этом мощность устройства не повышается и вращающий момент будет на нуле.
Во время торможения автомобиля вращение стартерного устройства должно быть намного сильнее, чем сопротивление внутри двигателя. Нормальный уровень стартерного напряжения при этом должен равняться 9-10 В.
Как правильно измерить пусковой ток в стартере?
От уровня и силы тока во время осуществления запуска стартерного механизма напрямую зависит уровень нагрузки на вал. Эта слишком высокая нагрузка не даст механизму как следует раскрутиться до нужных оборотов.
Уровень токовой нагрузки напрямую зависит от различного типа двигателя (бензинового или дизельного), его технического состояния и особенностей конструкции. Зная показатели величины стартерного тока в машине, можно максимально точно подобрать нужную батарею.
При стандартной проверке стартера необходимо применить сопротивление, которое затормозит движение стартерного вала, чтобы пусковой ток дошел до максимума. Чтобы измерить силу тока, необходимы специальные токовые клещи. Это устройство можно замкнуть вокруг токопроводящих проводов для измерения. В процессе работы стартера по плюсовым и минусовым проводам идет одинаковый уровень тока.
Пошаговое измерение стартерного тока:
- Полностью заряжаем аккумулятор.
- Устанавливаем токовые клещи на любой провод АКБ.
Наиболее достоверный показатель получится, если сложить величину всех измерений и вывести среднее число. Нужно учитывать, что при разряженном АКБ показатели будут другими.
Как можно уменьшить уровень пускового тока стартера?
Для лучшей работы аккумулятора можно уменьшить уровень пускового тока стартера. Это поможет продлить срок службы устройства и упростит запуск мотора при низкой температуре атмосферы.
Для уменьшения силы тока существуют несколько способов, но применять их нужно регулярно.
Способы уменьшения пуска:
- Проверяем контакты в месте стыка стартера с АКБ.
- Удаляем ржавчину с клемм и контактов.
- Проверяем надежность закрепления контактов.
- Демонтируем стартер и разбираем его.
- Находим бронзовые втулки, выполняющие роль подшипников.
- Чистим и смазываем втулки.
Также важно проверить состояние обмоток с помощью мультиметра, включенного в режиме сопротивления. Оно должно быть одинаковым на роторе и обмотках. Если мультиметр показал большие отклонения, то на обмотках есть обрыв и стартер нужно будет перемотать или установить новое устройство.
На уровень пускового тока стартера большое влияние оказывает состояние двигателя. При исправности всех узлов и использовании хорошего моторного масла, стартерное устройство будет работать на самом низком уровне пускового тока.
Какая мощность стартера у автомобилей
Михаил Когут
Стартер автомобиля — электрический мотор постоянного тока, который применяется для пуска ДВС (двигателя внутреннего сгорания).
В момент активации стартера (например, после поворота ключа в замке зажигания) устройство вращает коленчатый вал, имитируя работу двигателя.
После воспламенения горючей смеси в камере сгорания мотор переходит на автономный режим работы, а стартер отключается.
Основные технические характеристики
В процессе ремонта или замены стартера важно знать его технические характеристики.
К основным параметрам стоит отнести:
- Мощность — показатель, который определяется минимальной пусковой частотой вращения, а также сопротивлением прокручивания коленвала. Параметр зависит от типа транспортного средства. Так, у легковых машин мощность стартера равна 1-2,2 кВт, у грузового транспорта — 4-8 кВт, у тракторов —1,6-4 кВт, а у специальной техники — до 9 кВт. Параметр может меняться с учетом типа двигателя. Чтобы выяснить параметр мощности стартера машины, достаточно заглянуть в паспорт машины.
- Момент сопротивления прокручиванию. В автомобильном стартере показатель зависит от объема мотора. Чем выше последний, тем больше момент сопротивления.
- Минимальная пусковая частота. Этот параметр зависит от особенностей цикла зажигания в моторе, а также условий образования горючей смеси. Так, в двигателях, работающих на бензине, устанавливается стартер с пусковой частотой 40-50 оборотов в минуту. Если речь идет о моторе грузового авто или дизеле, этот параметр равен 80-250 оборотов в минуту.
Даем определения
При изучении особенностей стартера стоит выделить следующие термины:
- Мощность стартера — параметр, который характеризует количество энергии, развиваемое мотором постоянного тока в процессе пуска двигателя. Паспортная и номинальная мощности равны, когда вращение стартера происходит без нагрузки. В момент запуска возникают пусковые токи, которые больше номинального в несколько раз.
- Минимальная пусковая частота — параметр, по которому можно судить о частоте вращения коленвала при оптимальных условиях образования смеси и зажигания.
- Момент сопротивления прокручивания — величина момента вращения сопротивления прокручиванию вала мотора.
От чего зависит срок службы устройства?
Ресурс стартера автомобиля во многом зависит от нескольких факторов — уровня износа двигателя, емкости АКБ, а также пробега транспортного средства.
Средний срок жизни наиболее изнашиваемых элементов (втулки, муфты и ротора) равен 80-120 тысячам километров. В целом стартер автомобиля служит 5-6 лет при интенсивной эксплуатации автомобиля.
При эксплуатации в условиях большого города ресурс снижается до 3-4 лет. Чтобы продлить срок службы стартера, требуется три компонента:
- Принятие профилактических мер;
- Своевременная диагностика неполадок;
- Квалифицированный ремонт.
Как рассчитать пусковой ток?
Часто в распоряжении автовладельца имеется только мощность стартера и номинальное напряжение (12 или 24 Вольта).
Расчет пускового тока производится по формуле:
I=P/U,
где U — напряжение, В.
P — мощность, которая указывается в паспорте автомобиля, В*А.
Мощности и характеристики стартеров разных машин
Стартеры многих авто имеют индивидуальные параметры. Рассмотрим некоторые варианты.
Стартер «классики» отличается следующими параметрами:
- Мощность (номинальная) — 1,3 кВт (1300 Вт);
- Ток в заторможенной позиции — 500-550А;
- Ток на ХХ (без реле) — 35-60А;
- Номинальный ток — 260-290А.
Параметры стартера «десятки» следующие:
- Мощность (номинальная) — 1,55 кВт (1550 Вт);
- Ток в заторможенной позиции — 700А;
- Ток на ХХ — 80 А;
- Номинальный ток (при максимальной мощности) — 375 А.
КАМАЗ, Евро-1 и Евро-2:
- Напряжение номинальное — 24В;
- Мощность — 8,2 кВт (8200 Вт);
- Направление прокручивания — вправо;
- Масса — 24.7 кг (для Евро-1) и 26 кг (для Евро-2).
Для автомобилей УАЗ стартер имеет следующие параметры:
- Направление вращения — вправо;
- Напряжение номинальное — 12В;
- Мощность (если емкость АКБ равна 60 А*ч) — 1,2 кВт (1200Вт);
- Ток (при ХХ и температуре 20 0 С) — 75А;
- Частота вращения ротора (при ХХ и температуре 20 0 С) — 5000 об/мин;
- Ток (полное торможение, температура 20 0 С) — 520А;
- Тормозной момент (полное торможение, температура 20 0 С) — 1,6 кгс*м (±0,16);
- Напряжение на выводе (полное торможение, температура 20 0 С) — 7 Вольт.
Для примера возьмем автомобиль КАМАЗ, у которого мощность стартера согласно технической документации равна 8200 Вт. Напряжение бортовой сети 24В.
Стартовый выстрел
Автомобильный стартер – это электродвигатель постоянного тока, электромагнитное тяговое реле и привод – шестерня с обгонной муфтой, а иногда и с редуктором. Статор электродвигателя обычно четырехполюсный – с электромагнитной обмоткой возбуждения или с постоянными магнитами. Тяговое реле управляет силовыми контактами стартера и сцепляет шестерню привода с зубчатым венцом маховика двигателя. Роликовая обгонная муфта передает крутящий момент только от стартера к маховику.
Первые российские тяговые реле были с одной обмоткой – такие после срабатывания потребляли неоправданно большой ток (для удержания реле включенным нужен гораздо меньший). Современные реле, как правило, имеют две обмотки – втягивающую и удерживающую. При подаче питания на реле сначала работают обе, а после замыкания силовых контактов стартера втягивающая обесточивается, остается включенной лишь удерживающая.
После пуска двигателя маховик и шестерня привода начинают вращаться в несколько раз быстрей, чем при раскрутке стартером, – обгонная муфта расцепляется и не допускает слишком быстрого вращения якоря – оно грозит поломками. В этот момент контактные усилия на зубьях невелики – и после отключения стартера его «механика» легко выводит шестерню из зацепления с маховиком.
Стартеры с электромагнитной обмоткой возбуждения известны давно. Правда, они сложноваты и громоздки, что увеличивает цену, но все же еще долго будут в ходу. Схема возбуждения смешанная – например, три сериесные катушки соединены с обмоткой якоря последовательно, а одна шунтовая – параллельно. Это обеспечивает высокий пусковой момент стартера, но ограничивает «раскрутку» якоря на холостом ходу, при расцеплении обгонной муфты после пуска двигателя. Основной ток стартера немал: при максимальной мощности – около 250 А, а в заторможенном состоянии – минимум вдвое больше, поэтому обмотки сделаны из медной ленты большого сечения. Остальные участки силовой цепи тоже немалого сечения, до 16–20 мм2 (вспомним аккумуляторные провода!).
При таких токах стартер быстро нагревается – держите его включенным не дольше 15 секунд! Если пустить мотор не удалось, вновь включайте стартер не раньше чем через 20–30 с, ведь массивные детали остывают медленно. В противном случае подгорают ламели коллектора, щетки, провода, снижается усилие прижимных пружин, обгорает изоляционный лак обмоток (помните специфический запах?), возникают межвитковые замыкания – стартер теряет мощность и «не крутит» даже летом.
У стартера с электромагнитным возбуждением есть любопытная особенность. Если подать на его контакты ток обратной полярности, якорь станет вращаться в прежнюю сторону – ведь ток в обмотках статора тоже изменится на обратный. Выходит, при проверке такого стартера полярность можно не соблюдать: он будет работать даже при питании током переменного напряжения 12 В.
В современных компактных стартерах четырехщеточный якорь вращается в магнитном поле постоянных магнитов. Отсутствие электромагнитного возбуждения позволяет экономней расходовать заряд АКБ.
Показанные здесь схемы соединений стартеров типичны для большинства автомобилей. Но простота обманчива – и отказы обычно не случайны. Порой даже опытный электрик находит неисправность не сразу. Допустим, при повороте ключа тяговое реле не срабатывает, так как на его контакт 50 плюс от замка не приходит. Тогда проверим, есть ли плюс на контакте 50 в самом замке, – возможно, в нем не коммутируются контакты 30 и 50. Например, подгорели – этим особенно страдают автомобили, где нет разгрузочного реле стартера. Замок в порядке – ищем обрыв цепи от него до тягового реле. Бывает, тяговое реле при включении «строчит». Это может указывать не только на разряженную батарею или сильно окисленные наконечники проводов, но и на проблемы с самим реле: втягивающая обмотка исправна, а удерживающая оборвана, в ней межвитковое замыкание и т.п.
Нередко стартеры перестают работать из-за износа или разрушения щеток, ослабления затяжки их винтов (если таковые есть), осадки прижимных пружин, ненадежного соединения минуса батареи с кузовом и мотором. Заклятый враг электрика – коррозия соединений: чуть позеленел контакт – и стартер уже не работает, хотя вся остальная электротехника в порядке. Кстати, типичный прокол горе-мастера – не подсоединить провод «массы» после ремонта двигателя. Без «массы» стартер не включится.
При диагностике стартера не мешает проверить, работает ли он при питании напрямую, без реле. Соединим один контактный болт с плюсом батареи, другой с минусом. Завертелся якорь? Значит, надо искать неполадки в тяговом реле и других цепях. Такова теория. А вот практика: если стартер в руках, будьте осторожны! При включении якорь раскручивается почти мгновенно (нагрузки-то нет!), а «силы действия и противодействия» равны: якорь рванет влево, а статор вправо. Держите крепко! А всего верней сначала закрепить стартер, а после экспериментировать.
Что еще можно проверить? Например, ток, потребляемый стартером. Но даже на холостом ходу это 40–80 А, так что о тестере забудем. Понадобятся специальные «токовые клещи» либо нагрузочная вилка для АКБ.
Бывают и чисто механические проблемы. Так, при пусках в сильный мороз и чрезмерных температурных деформациях магниты могут отклеиться от статора и заклинить якорь. К счастью, эти случаи редки.
Функции всех частей стартера строго согласованы: например, электродвигатель должен включиться не раньше, чем шестерня привода надежно сцепится с венцом маховика. В противном случае кромки зубьев шестерни привода и венца маховика быстро изнашиваются – и вскоре стартер уже не может провернуть коленвал. Выдает эту беду неприятный скрежет. Что же делать? Вот один из малоизвестных приемов. После выключения мотора коленвал останавливается в «равновесных» положениях – в этих местах, напротив шестерни привода, сильней всего изношены зубья маховика. Как соединить шестерню с зубьями «поновее»? На высшей передаче подвинем машину сантиметров на 15 и зафиксируем тормозом. Теперь мотор скорей всего заведется.
Старт двигателя. Сколько аккумулятор отдаёт на пуск двигателя.
Знаете ли вы, какова величина стартерного тока у вашего автомобиля? Каков реальный аппетит на простой старт двигателя? Здесь вы найдёте ответы на эти вопросы для Mazda CX-5.
Дано:
1. Двигатель 2 литра, 4 цилиндра, бензин. ДВС и стартер исправны. Принимаем, что пуск ДВС возможен при вращении коленчатого вала в диапазоне 40-150 об/мин.
2. АКБ Exide Micro-Hybrid ECM ёмкостью 60 Ач/520 A.
520 А — это ток холодной прокрутки, т.е. указанный изготовителем ток разряда, который отдает батарея при температуре 18 С в течение 10 секунд при минимальном напряжении 7,5 В.
3. Температура за бортом 18 С. Значит АКБ может полностью выдать значение своего пускового тока и её ёмкость соответствует номиналу (не снижена из-за температуры).
4. Замечательный OBD-II адаптер — OBDLink MX, который посредством программы FORScan выводит результат измерений.
ЗЫ: Кстати, кто не знал: программа FORScan Lite для Android наконец доступна для установки с Google Play Market.
Попробую объяснить, что изображено на этом общем графике.
FORScan выдаёт результаты с точностью (периодичностью) до 8-20 мс, на данном этапе это избыточно, поэтому на графике я взял периодичность в полсекунды.
Климат выключен. Включаю питание автомобиля. Потребление тока составляет 8 Ампер, через несколько секунд включается видео-регистратор, который добавляет еще 1 Ампер. Для старта двигателя выжимаю педаль тормоза — потребление при этом составляет уже 12 А. Пуск двигателя (на графике — это на условных 2,5 секунде) — тут самое интересное.
При пуске двигателя потребляемый ток — максимальный, если принебречь отдельными нюансами — для АКБ сопротивление обмотки стартера является активным сопротивлением.
Более подробно, отбросив обороты КВ:
Расшифрую:
За несколько миллисекунд до раскручивания колен-вала ток составил 65 А, напряжение АКБ упало до 12 В. Через 135 миллисекунд происходит тот самый миг раскрутки двигателя стартером — обороты 12 об/мин, ток 78 А, напряжение 11,95 В.
Еще через 475 мс включается генератор (поймал момент включения — 0,12 В), обороты в этот миг составили 490, ток достиг максимума 127 А, напряжение 11 В.
Самый пик потребления ресурсов: ток, отдаваемый АКБ — 127 А, напряжение просело до минимума в 10,8 В. Такое высасывание АКБ продолжается примерно 420 мс. АКБ перестаёт отдавать ток через 4,5 секунды после нажатия кнопки Пуск, далее начинается более плавный заряд намного меньшими токами.
Более подробно:
Итак, в итоге имеем:
1. Процесс разряда АКБ от момента нажатия кнопки пуск до начала получения заряда длится 4,5 секунды.
2. Максимальный потребляемый от АКБ ток при старте двигателя составляет 127 А (при 18 С). Длительность этого процесса составляет чуть менее пол-секунды.
3. Максимальное падение напряжения — 10,8 В. Длительность такой "просадки" напряжения составляет тоже чуть менее пол-секунды.
4. Генератор выходит на равное с АКБ напряжение — 12 Вольт (т.е. начинает "генерить" 12 В) через 1 секунду после подключения, а через 8,5 сек после подключения выходит на полноценную отдачу в 15 Вольт, при которых АКБ получает максимальный заряд 44 А и напряжение 14,4 В.
Заряд АКБ током 40 А (в пике 44 А) происходит недолго, около 2 секунд, после чего ток заряда плавно снижается: например, зарядный ток АКБ с 40 до 20 Ампер уменьшается за 19 секунд.
Самое главное мы выяснили, что максимальная величина стартерного тока, потребляемого автомобилем, для Mazda CX-5 составляет 127 А (при температуре +18 С).
В будущем, поживём — посмотрим сколько это будет при 0 и при минус 18 С. Интересно же… т.к. тут уже будет сильнее сопротивляться и моторное масло.