Устройство стартера автомобиля: принцип работы, схема и особенности

Устройство стартера автомобиля

На рисунке 1, в начале статьи, обозначены основные элементы стартера.

Любой автомобильный стартер, являющийся по сути своей электрическим двигателем, состоит из довольно большого количества конструктивных элементов (от четырех до шести десятков), входящих в его основные узлы:

• Собственно электродвигатель.
• Обгонную муфту, или бендикс (последнее название, являющееся фамилией изобретателя, наиболее распространено в среде автолюбителей).
• Втягивающее, или тяговое реле (далее по тексту ВР).

Понимание устройства стартера, как агрегата, лежит в плоскости знания функционального назначения каждого из узлов, степени его приоритетности, эксплуатационных возможностях и т.д.

Электрический двигатель, являющийся основным узлом, функционально предназначен для передачи вращающего момента со своего вала на коленчатый вал силовой установки.

Другие два узла – вспомогательные, и их функциональное предназначение заключается:

ВР:

— продольное перемещение обгонной муфты, обеспечивающее в свою очередь перемещение ее рабочей шестерни, вызываемое движением якоря реле;

— замыкание контактов электрического двигателя в момент зацепления зубьев венца маховика с зубьями рабочей шестерни;

Бендикс. Обеспечение надежного соединения вала электродвигателя с венцом маховика.

Механические неисправности

В основном механические проблемы проявляют себя тем, что стартер работает, но коленвал не вращается.

Однако есть одно исключение – изношенные вкладыши подшипника скольжения.

В этом случае может исчезнуть зазор между ротором и обмоткой статора и стартер перестанет вращаться вообще.

Эта поломка определяется после снятия узла – достаточно попробовать – не ходит ли в носке вал ротора.

Если вращение есть, но на коленвал оно не переделается, виноваты могут быть следующие детали:

• Сносились ролики в зажимном устройстве бендикса.
• Износились зубцы шестеренки бендикса.
• Сломалась подающая вилка.
• На венце маховика двигателя обломалось несколько зубцов.

Проблема с маховиком определяется по скрежету при запуске. Особенно характерно, когда маховик приходит во вращение и тут же перестает крутиться с возникновением скрежета.

Часто проблема в износившейся вилке, которая соскочила со своего места и не выдвигает бендикс вперед.

На стартер подается мощный ток, поэтому пятаки контактов подвергаются значительному воздействию искровой коррозии.

Через некоторое время их поверхность выгорает, со временем приводя к отсутствию контакта.

Подгоревшие пятаки контактов.

Подгоревшие контакты – самая распространенная причина того, что стартер перестает крутить или то вращается, то нет, при этом реле исправно срабатывает.

Для ремонта нужно:

• Снять крышку реле, для этого нужно выкрутить крепеж, удалить гайки на медных болтах, также понадобится распаять контакты и развальцевать корпус отверткой.
• С помощью наждачной бумаги тщательно очистить выгоревшие контакты.
• При сильной коррозии контакты чистятся при помощи наждачного круга или нуждаются в полной замене.
• Контактную пластину на штоке достаточно повернуть гладкой обратной стороной.

Это происходит по вине:

• Заедания втягивающего реле.
• Слипшихся контактов на реле.
• Рычага привода (заевшего, слетевшего с креплений).
• Обратная пружина ослабла или сломалась.

Для починки придется глушить мотор, и снимать узел для разборки.

Обычно о скорых проблемах со стартером можно узнать заранее, если быть внимательным.

О будущей поломке могут свидетельствовать следующие симптомы:

• Включить стартер удается только после нескольких поворотов ключа. При этом звук втягивающего реле слышен. Пора чистить подгоревшие контакты.
• Стартер с трудом крутит маховик, при этом аккумулятор исправен и хорошо заряжен. Скорее всего стерлись щетки, выгорел коллекторный узел или из-за выработки подшипника появилось биение ротора.
• При выключении питания стартера он не сразу выходит из зацепления с маховиком. Причинами могут быть износившиеся зубцы шестерни маховика или бендикса, а также ослабшая возвратная пружина.

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.

Принцип работы стартера и его устройство

Стартер – это электродвигатель с приводом, обеспечивающим его соединение с ротором двигателя. Через него устройство раскручивает мотор внутреннего сгорания.

Поршневая группа приходит в движение, происходит компрессия и воспламенение топливной смеси в камере сгорания. После этого двигатель начинает работать самостоятельно.

Современные стартеры достаточно просты по устройству.

Они состоят из нескольких деталей:

1. Корпус с обмотками статора.
2. Носок корпуса (не на всех моделях).
3. Бендикс.
4. Ротор.
5. Втягивающее реле.
6. Щеточный узел.
7. Задняя крышка.
8. Вилка.
9. В некоторых моделях также имеется редуктор, увеличивающий скорость вращения шестеренки бендикса.

Устройство стартера.

Чтобы завести мотор, первым делом водитель включает стартер поворотом ключа в замке зажигания, запуская следующую цепь процессов:

1. При замыкании контактов на замке, в него подается ток на втягивающее реле стартера.
2. В реле возбуждается магнитное поле, которое втягивает в корпус шток, сжимая при этом пружину.
3. На конце штока находится контактная пластина из меди, с силой прижимающаяся к медным контактам, один из которых подсоединен к обмоткам электродвигателя стартера, а второй – непосредственно к плюсовому выводу аккумулятора.
4. При замыкании контактов на обмотки подается ток и ротор стартера приводится во вращение.
5. Одновременно с замыканием контактов, втягивающее реле с помощью вилку выдвигает вперед бендикс, шестеренка которого входит в зацепление с зубцами на венце маховика. Маховик раскручивается, поршни приходят во вращение и двигатель запускается.
6. Чтобы после начала работы двигателя стартер не стал тормозить двигатель, бендикс имеет устройство, позволяющее вращаться ему только в одном направлении, проскальзывая в другом. Это позволяет маховику свободно крутиться, обгоняя вращение бендикса.
7. После выключения стартера поворотом ключа, подача тока на обмотки реле прерывается, магнитная сила исчезает. Шток возвращается в обычное положение под воздействием обратной пружины, что приводит к размыканию питающих контактов стартера и выводу шестеренки бендикса из зацепления с венцом маховика.

Часто задаваемые вопросы

Какие у стартера могут быть неисправности?

Ответ: Все поломки делятся на электрические и механические. Электрические связаны с окислением и подгоранием контактов, замыканием в обмотках, обрыве кабелей.

Основные 5 механических следующие:

1. Износ щеток.
2. Износившиеся втулки подшипников.
3. Поломка бендикса.
4. Заедание бендикса в винтовой нарезке на якоре.
5. Ослабшая возвратная пружина или соскочившая вилка подачи бендикса.

Когда менять стартер?

Ответ: Стартер – узел, хорошо поддающийся восстановлению. Меняют его обычно, когда ремонт уже проводился не раз, а количество поломок становится излишне частым.

Также пора купить новый, если:

• На корпусе или крышках появились трещины или сколы.
• Заклинил ротор.
• Сгорела обмотка статора.

Почему не вращается стартер?

Ответ: В первую очередь нужно проверить аккумулятор – часто виноват он из-за недозаряда, недостаточной плотности электролита, его утечки, старения пластин.

В самом стартере самые частые причины – это:

• Окисленные клеммы на батарее и подсоединении к стартеру.
• Замыкания в обмотках статора или ротора.
• Поломка втягивающего реле.
• Заклинивший ротор.
• Чрезмерный износ втулок.
• Критический износ щеток.

Как понять, что щетки износились?

Ответ: Обычно при изношенных щетках стартер начинает работать нестабильно, включаясь после нескольких попыток, причем даже заработав, он может внезапно перестать работать.

Иногда слышны треск или небольшой стук, от стартера немного пахнет гарью. Реле срабатывает, что определяется по характерному щелчку, но стартер остается неподвижным.

Как понять, что износились втулки?

Ответ: На снятом стартере попробуйте пошевелить вал на носке. Если износ есть, то вал будет чуть ходить из стороны в сторону.

Также появляются следы задевания ротора за обмотки стартера. В особо запущенных случаях якорь могут сгореть статор и якорь.

Иногда якорь заклинивает и не проворачивается вообще или сделать это можно только со значительным усилием.

Стартер то вращается, то нет. Почему это происходит?

Ответ: Обычно такое поведение связано с неисправностью втягивающего реле, а точнее в подгоревших щетках контакта.

Проверить это очень легко. Достаточно замкнуть контакты стартера напрямую, например, отверткой.

Только не забудьте поставить автомобиль на нейтральную передачу, иначе машина поедет. Вторая возможная причина – сильный износ щеток.

Заключение

Стартер в зависимости от модели имеет ресурс 70-200 тысяч километров общего пробега автомобиля, зависит он от состояния двигателя, электросистемы.

Основные неисправности

Несмотря на то что устройство стартера достаточно простое, периодически возникают проблемы, о которых лучше знать заранее. Часто случается так, что от корпуса отстают и падают магниты. Данная неисправность легко устраняется, достаточно приклеить их обратно, что можно сделать даже самостоятельно.

Со временем изнашиваются опорные втулки, на них упирается якорь, который начинает вибрировать и биться, ухудшая контакт щеток и коллектора. Это приводит к нестабильной работе стартера, искрению, выгоранию щеток. Нужно проточить коллектор, заменить щетки и втулки.

Еще одна часто встречающаяся проблема – износ роликов бендикса. В этом случае вал якоря просто не проворачивает шестерню, а она не крутит маховик. Чтобы решить проблему, требуется заменить бендикс.

Но чаще всего выходит из строя втягивающее реле. Например, когда залипает пятак, который под воздействием высокого тока приваривается к контактам. Тогда при выключении зажигания, якорь стартера продолжает вращаться, поскольку основной контакт не разомкнут. Чтобы устранить проблему, нужно просто снять минусовую клемму аккумулятора, затем достаточно просто почистить пятак, но иногда нужно менять все втягивающее реле.

Печать

Что такое бендикс

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:

>Для чего нужен стартер в автомобиле и где он находится?

Стартер в автомобиле — это механизм, назначение которого заключается в воздействии на коленвал с целью его прокручивания, необходимого для запуска двигателя.

Стартер устанавливается в месте соединения силового агрегата с коробкой передач. Здесь располагается обычно пластиковый кожух, выполненный в виде колокола. В зависимости от модели авто стартерный механизм может устанавливаться ближе к верхней части либо внизу. В первом случае автовладелец получит к нему доступ из моторного отсека, а во втором — из-под днища. Фиксация устройства осуществляется с помощью двух или трех болтов.

Принцип работы

Как работает стартер? Он относится к преобразователям электрической энергии от аккумулятора в механическую, для вращения коленвала. Чтобы произошел запуск двигателя, нужны следующие процессы:

1. После включения зажигания, электричество от аккумулятора попадает на обмотку реле.
2. Якорь сцепляется с бендиксом. Втягивающее реле провоцирует сцепление коленвала и бендикса.
3. По достижению якорем высшей точки, происходит замыкание контекстов. Напряжение попадает на обмотку реле и электродвигателя.
4. Коленвал приходит в движение, и происходит пуск двигателя.
5. После вращения ключа, процесс заканчивается.

Как стартер запускает двигатель

Единственное назначение стартера – запуск двигателя автомобиля, поэтому в нем есть специальные соединительные устройства, которые передают ему выработанную механическую энергию.

Для этого на якоре делаются шлицы, на которые устанавливается направляющая и бендикс. Он представляет собой специальную конструкцию, которая должна вращаться с определенной скоростью, передавая вращение вала якоря на шестерню. При этом бендикс поступательно перемещается по валу якоря, при этом вращаясь вместе с ним.

Для перемещения бендикса служит вилка, вставленная в пазы направляющей. Она может перемещаться относительно оси крепления, подавая бендикс вперед или назад, в зависимости от того, работает стартер или нет. Вилка приводится в движение сердечником, соединенным с реле или электромагнитом.

Принцип работы реле стартера прост: его контакты выводятся на замок зажигания и аккумулятор, при включении зажигания, ток приходит на катушку реле, она примагничивает сердечник, который выдвигает вилку вперед. Одновременно намагниченное реле замыкает силовой провод аккумулятора и стартера при помощи медного пятака. При размыкании цепи зажигания, катушка перестает притягивать сердечник, который под воздействием пружинок возвращается на исходную позицию. Якорь начинает вращаться в тот момент, когда бендикс подается вперед, при размыкании контакта – стартер перестает вращаться, а бендикс подается назад. Вся эта конструкция закрывается корпусом и называется втягивающее реле стартера.

Стартер устанавливают непосредственно возле маховика двигателя, который жестко крепится на коленчатый вал. На боковой части диска маховика установлен зубчатый венец, который подходит шестерне стартера. При повороте ключа зажигания в положение запуска двигателя втягивающее реле вставляет шестерню бендикса в зубчатый венец маховика, после чего замыкается контакт на электродвигатель. Вал якоря начинает вращаться, усилие передается на маховик и коленчатый вал, в результате чего заводится двигатель. После запуска двигателя контакт ключа зажигания размыкается, все детали возвращаются в первоначальное положение. Стартер при этом останавливается, а двигатель продолжает работать.

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:

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.

Устройство стартера

Конструктивно стартер представляет собой электродвигатель и предназначен для преобразования электрической в механическую энергию. Принцип его работы состоит в том, что по закону Ампера рамка с током, находящаяся в постоянном магнитном поле, начинает вращаться. Рассмотрим основные узлы стартера.

1. Корпус со стальным сердечником (башмаком), с проводящей обмоткой. В корпус устанавливается и укрепляется болтами четыре сердечника. Получается обмотка статора, которую еще называют обмоткой возбуждения. Вход на обмотку подается со стороны корпуса, а выход на две щетки медно-графитового типа. В результате получается стандартный электромагнит. Конструкция стартера в современных автомобилях проще – здесь сердечники заменяются постоянными магнитами, что позволяет делать устройства компактнее.
2. Якорь – стальной вал, на который набирается сердечник. Он делается из тонких листов специальной электротехнической стали, чтобы исключить влияние вихревых токов. В пазах сердечника размещаются проводящие рамки, выводящиеся на коллектор из меди. На него выходят щетки обмотки статора с положительным зарядом и отрицательные щетки, выведенные на массу устройства.
3. Задняя крышка имеет специальные щеткодержатели, которые удерживают щетки на месте и подпружинивают их для улучшения качества контакта с коллектором. В центре установлена опорная втулка для упора якоря.

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.

Устройство автомобильного стартера

Конструктивно данный узел в машине состоит из следующих компонентов:

1. вал приводного устройства;
2. втулка, расположенная на передней крышке механизма;
3. ограничительное колечко;
4. шестерня, оснащенная внутренним кольцом обгонной муфты;
5. ролик обгонного шкива;
6. опора вала приводного устройства с вкладышем;
7. ось планетарной шестеренки;
8. уплотнительный элемент;
9. кронштейн рычага механизма;
10. сам рычаг приводного устройства;
11. передняя крышка стартерного механизма;
12. якорное устройство реле;
13. фиксирующая обмотка;
14. тяговая обмотка;
15. втягивающее реле;
16. шток указанного выше элемента;
17. сердечник втягивающего реле;
18. пластина с контактными элементами механизма;
19. защитная крышка втягивающего реле;
20. контактные винты;
21. вывод для подключения плюсовых щеточных элементов;
22. скоба;
23. держатель щеток;
24. плюсовая щетка;
25. вал якорного устройства;
26. стяжной элемент;
27. задняя крышка механизма, оснащенная втулкой;
28. коллекторное устройство;
29. корпус стартера автомобиля;
30. постоянный магнит;
31. сердечник якорного устройства;
32. опора вала якоря с установленным вкладышем;
33. планетарная шестеренка механизма;
34. основная шестерня устройства, являющаяся центральной;
35. водило;
36. шестеренка, оснащенная внутренними зубчиками;
37. кольцо отводки устройства;
38. ступица с внешним колечком обгонной муфты.

Схема стартерного механизма

Особенности конструкции

Устройство и работа стартера на постоянных магнитах отличается более сложной системой передачи усилия на вал, который приводит в движение бендикс. Для этого используется планетарная передача, которая крепится на более короткую часть вала, жестко связанную с якорем. Вал бендикса вращается при этом на водиле, связанном с планетарными шестернями или сателлитами главной шестерни вала якоря. Так работают так называемые редукторные стартеры.

Бендикс тоже имеет свое устройство и часто называется обгонная муфта или муфта свободного хода. Проблема состоит в том, что его шестерня должна заставить маховик вращаться с частотой не меньше 100 оборотов в минуту. При этом сама она вращается с частотой 1000 оборотов в минуту. В момент, когда двигатель заводится, его коленвал начинает вращаться с большой частотой, около 1000 оборотов и если шестерня бендикса остается в зацеплении, она будет вращаться 10000 оборотов в минуту, в результате чего стартер выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, в бендиксе предусмотрен специальный механизм, препятствующий передаче вращения от маховика на вал якоря.

Как определить неисправность стартера

Большинство поломок стартера достаточно легко определяются по характерным признакам.

Для удобства наиболее распространенные неисправности узла и их симптомы сведены в таблицу:

Установка кнопки старт/стоп двигателя (готовый комплект)

Самый простой вариант сделать запуск двигателя с кнопки – купить комплект, который в китайском магазине называется примерно так: «push start button start/stop car engine function working with car alarm system and remote central lock blue color back light». Судя из наименования товара, кнопка и блок управления могут быть подключены к сигнализации.

Наиболее популярным среди автолюбителей считается схема, когда запуск двигателя кнопкой происходит при нажатой педали тормоза. Все нажатия короткие, то есть удерживать для работы стартера не нужно. Именно такой алгоритм работы мы и получаем:

• Одно нажатие – режим ACC;
• второе нажатие – зажигание включено;
• третье нажатие – зажигание выключено;
• Чтобы завести двигатель нужно нажать педаль тормоза и нажать кратковременно кнопку старт/стоп (если плохо заводится, можно зажать и держать кнопку, тогда стартер будет работать).

Универсальная схема подключения кнопки старт/стоп из комплекта:

Теперь в кармане можно носить только брелок от сигнализации.