Особенности устройства, преимущества и недостатки редукторного стартера

Принцип работы стартера

Стартер работает на законах физики, о которых вам рассказывали ещё в школе. Если поместить между 2-мя полюсами магнита рамку из проволоки с двумя концами, и через неё пропустить ток, то она начнёт вращаться. Вот на каком принципе работает простейший электродвигатель.

Что делает стартер во время запуска? Вся его работа делится на 3 этапа: пуск устройства, подвод шестерни привода к венцу маховика, разъединение привода и маховика. Сам стартер вращает внутри своего механизма якорь под действием магнитного поля, которое приводит маховик в движение.

Время работы пускача очень короткое. После того, как запущен двигатель, стартер отключается и больше не принимает никакого участия в работе автомобиля.

Рассмотрим подробнее принцип работы пускового устройства:

1. Водитель поворачивает ключ в замке зажигания. Электрический ток от плюсовой клеммы АКБ передаётся на входной контакт стартера, затем на обмотку возбуждения (или магниты), потом на плюсовую щётку с коллектором. После этого ток поступает на рамку якоря и отрицательную щётку, которая соединяется с массой (отрицательной клеммой АКБ). Возникают магнитные поля, которые отталкиваются друг от друга, заставляя вращаться якорь, который втягивается внутрь реле. Соединение АКБ со стартером кратковременно, только в ту секунду, когда водитель поворачивает ключ. Это соединение происходит за счёт медного пятака.
2. Якорь обладает шлицевым соединением, на него надевается бендикс с шестернёй. Шлицевое соединение даёт этим деталям свободно двигаться по якорю и одновременно передавать крутящий момент на шестерню стартера. Бендикс с шестернёй перемещает вилка. А по какому принципу работает вилка для стартера? Вилку двигает сердечник, который в свою очередь двигает электромагнит в виде катушки, к которой подаётся ток от аккумулятора через замок зажигания. Повторю ещё раз: силовой провод от АКБ соединяется с входным контактом устройства при помощи пятака, именно он соединяется со штоком при включении устройства. Сердечник двигается и толкает шток, обеспечивая замыкание 2 главных контактов. А когда стартер выключен, всё возвращается в исходное положение.
3. Итак, срабатывает тяговое реле. Якорь выполняет поступательные действия внутри корпуса устройства и происходит выталкивание бендикса. Из-за этого приводная шестерня входит в зубчатый венец маховика. Маховик – это чугунный диск, который гораздо больше, чем приводная шестерня стартера, на который установлен зубчатый венец.
4. В тот момент, когда шестерня зацепляется за маховик, на электродвигатель подаётся напряжение и происходит подача тока на электродвигатель. Начинается вращение маховика, который в свою очередь приведёт в действие коленчатый вал двигателя.
5. Всё, мотор запущен, водитель отпускает ключ зажигания. В тот момент, когда обороты двигателя будут выше оборотов стартера, бендикс отойдёт от сцепки с маховиком. Все механизмы пускового устройства вернутся в исходное положение, и он отключится.

Посмотрите видео, там очень понятно рассказано про принцип работы устройства.

Принципы работы стартера с редуктором

При подачи тока от аккумуляторной батареи автомобиля, приводимого с помощью замыкания зажигания, на редукторный стартер происходит процесс подачи тока на якорь стартера через редуктор, который увеличивает мощность проходящего напряжения в разы.

Далее происходит передача крутящего момента с якоря на шестерню.

Всё это также происходит при помощи редуктора, который наделён постоянно работающими магнитами, а специальные щётки, которые способны вырабатывать большее сопротивление чем щётки обычного стартера позволяют обеспечить его постоянную и эффективную работу.

При повороте ключа водитель замыкает цепь запитки втягивающего реле.

Электрическая энергия поступает на обмотку реле, что приводит к образованию магнитного поля. Это поле воздействует на якорь, и он втягивается внутрь реле. Смещаясь, он тянет за собой вилку и перемещает бендикс по роторному валу, приводная шестеренка входит в зубья маховика.

Втягивающее реле также размыкает первую цепь – питания электродвигателя. С внешней стороны на нем имеется два вывода для подключения кабеля, идущего от АКБ, и шины, по которой поступает напряжение на электромотор.

С внутренней стороны корпуса реле к этим выводам подсоединены контакты, прозванные пятаками. Эти два вывода, не контактирующие между собой, и являются разрывом цепи питания мотора.

При срабатывания реле якорь после втягивания замыкает пятаки, напряжение подается на двигатель, и он включается. При этом шестерня бендикса уже введена в зацепление.

После запуска силовой установки, когда обороты коленвала превышают скорость вращения ротора, срабатывает обгонная муфта, разъединяя бендикс с валом, они начинают вращаться по отдельности.

Основные плюсы использования реле в цепи питания стартера:

— Такая система более надежна, так как реле рассчитано на большие токи и живет намного дольше. — Реле можно всегда заменить — Контактная группа за ключом зажигания работает очень долго, так как включает лишь реле которое берет основную нагрузку на себя.

Не зависимо от того включает ваш стартер реле или напрямую контактная группа, все операции по подключению стартера все равно выполняются поворотом ключа.

Для начала нужно определить какие контакты отвечают за старт и подвести их кнопке старта.

Для этого вам необходимо разобрать пластиковую защиту под рулем вашего автомобиля. Очень часто сзади к контактной группе скважины ключа подключен разъем со всеми необходимыми проводам. С двух сторон на этом разъеме должны быть фиксирующие лапки. Вам необходимо на них нажать и вытянуть разъем.

Если у вас старый автомобиль, осмотрев разъем контактной группы вы скорее всего найдете два самых толстых провода. Очень часто один из них красного цвета — именно эти провода напрямую подключены к стартеру. Если вы их соедините при повернутом ключе зажигания, скорее всего ваш стартер начнет крутиться.

Далее можно пойти простым путем. Можно просто установить кнопку и подвести к ней эти два провода, разместив кнопку в удобном для вас месте. Кнопка должна быть без фиксации, тоесть при нажатии замыкать контакты, а сразу после того как вы ее отпустите размыкать.

Не забывайте что кнопкой вы будете оперировать так же как и ключем. Нажимаем на кнопку, ждем пока раскрутится стартер и как только двигатель завелся отпускаем кнопку.

Но не забывайте что через кнопку будут проходить очень большие токи и скорее всего такая кнопка сгорит.

Мы использовали антивандальную хромированную кнопку — она вышла из строя примерно через пол года.

В случае если у вас более новый автомобиль и стартер в нем подключается с помощью реле, вам необходимо будет среди множества проводов найти именно те которые отвечают за контроль реле.

Для этого вы можете прозвонить тестером в режиме измерения сопротивления все провода на корпус автомобиля. Все провода которые прозвоняться — отметить как массу (или минус), так как они все замкнуты на корпус.

Устройство стартера

Большинство стартеров автомобилей — и легковых, и грузовых, и отечественного производства, и зарубежного — имеют примерно одинаковое устройство.

Основу стартера составляет электродвигатель постоянного тока, который, собственно, и проворачивает коленчатый вал двигателя при запуске. На валу электромотора находится шестерня и обгонная муфта (муфта свободного хода, или бендикс), причем шестерня может свободно перемещаться вдоль вала — это необходимо для соединения и разъединения шестерни с венцом маховика.

На корпусе стартера расположено тяговое реле, сердечник (якорь) которого посредством рычажного механизма соединен с шестерней электродвигателя. Тяговое реле необходимо для подключения и отключения стартера от маховика двигателя. На обратной стороне сердечника находится контактная пластина (тарельчатый контакт) реле стартера — с помощью этого реле на электродвигатель стартера подается напряжение от аккумуляторной батареи. Сердечник тягового реле при выключенном стартере пружиной выталкивается из соленоида и втягивается при пропускании тока через реле.

Конструктивно стартер состоит из трех блоков: цилиндрического корпуса электродвигателя, меньшего по диаметру цилиндрического корпуса тягового реле (с его обратной стороны расположены контакты реле стартера — обычно это два болта с гайками), и корпуса механизма привода — в нем расположен рычажный механизм и шестерня с обгонной муфтой.

Шестерня стартера и венец маховика образуют редуктор, передаточное число которого зависит от типа двигателя. Электродвигатель стартера различных автомобилей вращается с частотой 1500–5000 об/мин, однако для запуска бензиновых двигателей их коленвал необходимо два-три раза провернуть с частотой 40–50 об/мин, а дизельных — 80–250 об/мин. При запуске двигателя его коленвал вращается с частотой свыше 1000 об/мин, поэтому мотор стартера может получить избыточный крутящий момент (до 30 тысяч об/мин и более) и выйти из строя. Для предотвращения этого служит обгонная муфта (бендикс), которая отсоединяет шестерню от вала электродвигателя при ее слишком быстром вращении.

Схема стартера

Признаки неисправности стартера

Проблемы с силовым электродвигателем проявляются в виде:

• несрабатывания при повороте стартера;
• посторонних шумов (треске);
• срабатывании без ввода в зацепление;
• невозможности запустить мотор.

Самой распространенной проблема — это несрабатывание стартера. Стоит отметить, что не всегда поломка кроется в самом узле. Нередко он не работает из-за проблем с цепями питания. Поэтому искать неисправность следует начинать с них – проверить заряд аккумулятора, крепление проводки и клемм, замок зажигания.

Следующее, что проверяется – втягивающее реле, поскольку от его работоспособности зависит срабатывание электромотора. Оценить состояние можно и без демонтажа стартера. Для этого можно отверткой замкнуть выводы на крышке реле. Если электродвигатель после замыкания срабатывает, искать причину следует в реле.

Основные виды поломок

В целом все неисправности стартера делятся на две категории. Первая из них – механическая. Сюда относятся:

• подгорание пятаков;
• износ подшипников;
• повреждение зубьев ведущей шестеренки;
• подклинивание якоря втягивающего реле;
• разрушение обгонной муфты;
• заклинивание бендикса на валу.

Эти неисправности устраняются обслуживанием и заменой подтвержденных элементов. К примеру, подгоревшие пятаки можно почистить, а подшипники – заменить.

Вторая категория поломок стартера – электрическая. Эти неисправности считаются серьезнее, поскольку некоторые из них трудно устраняются. К ним относятся:

• износ щеток и контактных пластин коллектора;
• обрыв обмоток статора и втягивающего реле;
• замыкание обмоток.

Если щетки заменить несложно, то ремонт коллектора затруднителен, поскольку нужно перепаивать все его пластины. Что касается обрыва и замыкания, то устранить такие поломки может только опытный автоэлектрик. При этом нередко отремонтированный двигатель снова ломается, поэтому иногда лучше заменить узел, чем ремонтировать. Реле же при электрических поломках не ремонтируется, а заменяется.

Что касается редукторных стартеров, то редуктор также может выйти из строя. Его «слабым местом» является зубчатый венец, которые производители часто делают из пластика (для снижения шумности и удешевления производства). Этот венец из-за нагрузок разрушается и редуктор перестает работать. Для восстановление работоспособности стартера заменяется венец. При этом некоторые автолюбители для исключения повторной поломки подбирают и устанавливают венец из металла.

Устройство стартера

Ниже рассмотрим устройство и разновидности механизмов.

Схема и основные компоненты

Схема системы зажигания

Как устроен узел:

1. Корпус, в котором собрана вся конструкция. В зависимости от типа устройства он может иметь разную форму, но обычно механизмы изготовляются в виде цилиндров. Корпус может включать в себя сердечник, оснащенный обмотками.
2. Якорь. Этот компонент выполнен в виде специального вала и оснащен посадочными поверхностями для установки подшипниковых деталей. Эти составляющие элементы обычно изготовляются из стали. В центре якорного устройства находится сердечник, оснащенный коллекторными пластинами.
3. Передняя крышка. Она используется для того, чтобы закрывать все элементы конструкции от внешнего воздействия.
4. Реле, именуемое втягивающим. Этот компонент используется для подачи напряжения на обмотку механизма. Посредством воздействия реле происходит выталкивание обгонной муфты из посадочного места. Элемент должен быть оборудован контактными компонентами и перемычкой.
5. Бендикс. Считается одним из основных составляющих компонентов. Используется для подачи крутящего момента на маховик силового агрегата. В результате происходит выдвижение шестерен из зацепления после того, как будет выполнен запуск двигателя.
6. Держатель щеток. Щеточные элементы используются для передачи напряжения на якорное устройство, в частности, на его пластины. Благодаря щеткодержателю можно повысить мощность электрического двигателя в целом. Особенно это актуально в момент запуска мотора.
7. Роторный компонент. Ось ротора проворачивается на подшипниковых устройствах скольжения. Эти элементы со временем изнашиваются, поэтому они подлежат периодической замене. Из-за износа напряжение, проходящее по обмоткам, не преобразуется в механическую энергию. При выходе из строя подшипников водитель может услышать посторонние звуки, нехарактерные для правильного функционирования узла.
8. Кнопка для активации и деактивации зажигания. Этот элемент входит в устройство, если машина оснащена кнопкой для запуска силового агрегата без ключа.

С редуктором

Стартерам с редукторами отдают предпочтение многие автолюбители. Наличие редуктора обеспечивает меньшее потребление тока стартерным устройством при запуске мотора машины. Примечательно, что редукторные механизмы обеспечивают эффективное вращение коленчатого вала даже при севшем аккумуляторе. Конструкция таких узлов включает в себя постоянные магниты, что позволяет свести к минимуму возможные неисправности, связанные с работой обмотки. В редукторных механизмах быстрее всего изнашивается вращающая шестерня.

Пользователь evgenij ignatov рассказал о техобслуживании редукторного стартера.

Без редуктора

Безредукторные устройства характеризуются упрощенной конструкцией и напрямую влияют на вращение шестерни. По устройству они более простые, поэтому в случае поломки произвести ремонт механизма сможет даже неопытный автовладелец. В процессе поступления тока на выключательный элемент сцепление шестерни с маховиком происходит сразу же. Благодаря этому процедура зажигания осуществляется быстрее. По сравнению с редукторными данные механизмы обладают более высоким сроком службы. Это связано с тем, что неполадки в электрической составляющей минимальны.

Безредукторные автомобильные стартеры могут работать со сбоями при низких отрицательных температурах.

Используемые эксплуатационные материалы – это моторное масло.

1. Техническое обслуживание стартера

2.1 Значение и сущность технического обслуживания автомобилейопераций ТО является обязательной2.2 Возможные неисправности стартера

2.3 Перечень работ при техническом обслуживании для стартерапровести очистительныеработы стартер очищают от грязи и масла

1. Ремонт стартера
   1. Разборочные работы, осуществляемые в процессе ремонта стартера

проверяют и заменяют подшипники

1. 1. Дефектация деталей стартера

3.3 Методы восстановления работоспособности стартера3.4 Сборочные работыдолжныприжимать щетки к коллектору с усилием3.5 Послеремонтные испытания3.6 Организация рабочего места слесаря по ремонту автомобилей4. Охрана трудаявляется инструктаж на рабочем месте22 ЗаключениеСписок литературы

1. Боровских Ю.И. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник / Ю.И. Боровских, Ю.В. Буралев, К.А. Морозов, В.М. Никифоров, А.И. Фешенко. – М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1997. – 528 с.
2. Епифанов Л.И., Епифанова Е. А. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. — 2-е изд., перераб. и допол. – Москва, 2009. – 347 с.
3. Калисеким В.С., Манзон А.И., Начума Г.Е. Учебник водителя автомобиля категории«С»: учебное пособие / Калисеким В.С., Манзон А.И., Начума Г.Е. – Краснодар: Пресс, 2008. – 321 с.
4. Кузнецов Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин и др.; под ред. Е.С. Кузнецова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1991. – 413 с.
5. Роговцев В.Л. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств: учебник / Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олфильев В.Д. – М.: Транспорт, 1989. – 432 с.
6. Румянцев С.И. и др. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: учебник для ПТУ / Румянцев С. И., Синельников А. Ф., Штоль Ю. Л., – М.: Машиностроение, 1989. – 272 с.

Распространенные неисправности

Существует несколько простых опознаваемых неисправностей, которые могут указывать на отказ стартера. Одной из самых распространенных проблем является неработающее зажигание. В этом случае неисправность обычно возникает на стороне механизма, управляющего работой устройства. В старых автомобилях коррозия может нарушить электрическое соединение с землей. Распространенной причиной является сбой коммутатора.

Водителей также беспокоит стук устройства, приводящего двигатель в движение. Это происходит, когда батарея полностью разряжена. Низкое напряжение вызывает то, что при повороте ключа в замке зажигания, вместо вращения ротора, вы можете услышать стук электромагнитного выключателя. В свою очередь, одиночные щелчки могут указывать на износ устройства, особенно его намотку или засорение коллекторных щеток.

Бывает и так что человек, заводящий автомобиль, замечает, что ротор электродвигателя вращается намного медленнее, чем раньше. Виновником в этом случае также может быть недостаточно заряженная батарея. Причина также часто заключается в том, что аккумуляторы загрязнены зажимами, которые препятствуют потоку энергии или загрязненным контактам электромагнитного переключателя.

Слишком низкая скорость вращения ротора может быть признаком его повреждения в результате истирания подшипников скольжения. Это также часто указывает на износ щеток в серийном двигателе. Водители часто жалуются на то, что устройство издает чрезмерный шум, что в большинстве случаев является признаком его истощения. Лучшим решением в этой ситуации может быть замена шестерни.

К более серьезным неисправностям относится отказ всей системы стартера в результате блокировки механизма сцепления или заклинивания электромагнитного переключателя. Самым надежным выходом в такой ситуации, будет восстановление или замена устройства, сделать это можно на сайте https://starter.ms/. Быстрое вмешательство специалистов поможет защитить оставшиеся элементы под капотом от серьезной аварии, которая часто приводит к большим затратам на ремонт. Такие дефекты обычно приводят к необратимому повреждению устройства.

Отсутствие вращения коленчатого вала также указывает на то, что система сцепления не работает должным образом. Причиной может быть то, что стойка серийного двигателя не совпадает с маховиком двигателя. Эта ситуация должна мотивировать владельца автомобиля посетить гараж как можно скорее.

Схема установки кнопки старт/стоп (минимальные затраты)

Потребуется:

• Кнопка старт/стоп без фиксации (продается отдельно на китайском рынке за 5$);
• 4-х контактное реле с нормально открытым контактом (3 шт);
• 5-ти контактное реле с нормально закрытым контактом (1 шт);
• Реле задних противотуманных фар (ЗПТФ), каталожный номер 2114-3747 (23.3777);
• Провода и клеммы.

Описание подключений к реле ЗПТФ (цвета проводов указаны для ВАЗ 21214 (Нива)):

1. Рабочий контакт реле (+) — подключаем +12В от АКБ (коричневый цвет в колодке замка зажигания).
2. Разрешающий сигнал (+) — тоже +12В от АКБ, т.к. стоит перемычка между 1 и 2 контактами.
3. Общий (-) — масса.
4. Рабочий контакт реле (нагрузка) — подключен +12В при включении зажигания (голубой провод в колодке замка зажигания).
5. Управляющий сигнал (-) — подключаем кнопку старт/стоп.
6. Разрешающий сигнал (+) — пусто.

Возможные неисправности

Сколько примерно срок службы стартера? Среднее значение — 5 лет или 120 тыс. км пробега. От условий эксплуатации напрямую зависит, сколько служит стартер. К примеру, если передвигаться в городских условиях на короткие расстояния, и постоянно заводить двигатель, то стартер быстро выйдет из строя.

Расскажу про признаки, которые точно указывают на неисправность устройства. Это такие симптомы, как:

• Слышится специфичный треск.
• Есть задержка пуска мотора после того, как водитель поворачивает ключ зажигания.
• Слышен запуск электродвигателя стартера, но без звука работы мотора.
• Нет никаких действий после поворота ключа зажигания.
• Стартер работает после пуска двигателя.

Какие возможные неисправности могут возникать у стартера?

1. Плохой контакт. Это частая поломка, а её заметить может водитель при запуске двигателя. В этом случае следует проверить крепление устройства и контакты.
2. Магниты могут упасть. Это касается современных устройств. Здесь ремонт лучше доверить опытным автомастерам.
3. Износ опорных втулок. При этом якорь будет как бы «болтаться» и не будет полного контакта щёток с коллектором. При этом будет искрения, щётки будут подгорать и изнашиваться. В этом случае нужно заменить щётки и опорные втулки, осуществить проточку коллектора.
4. Износ роликов в бендиксе. При этом возникает его буксировка. Требуется полностью заменить бендикс.
5. Неисправность втягивающего реле. Чаще всего происходит подгорание пятаков. Медь в них плавится, и пятаки припаиваются к контактам. В этом случае даже после запуска мотора стартер продолжит работать. Всё это сильно садит аккумулятор. Поэтому здесь следует как можно скорее отцепить провод с АКБ, снять устройство и заменить втягивающее реле.

Если медленно вращается коленвал, то причины этого:

• Высокая вязкость моторного масла.
• Низкий заряд АКБ.
• Окислились контакты проводов.

Если стартер работает слишком долго, то это происходит из-за заедания замка зажигания или проблем в контактах.

Если при повороте ключа стартер не запускается, то причины этого могут быть следующие:

• Разряжен или сломан АКБ.
• Нет контакта провода массы с АКБ или между обмоткой и коллектором.
• Изношен якорь.
• Щётки не прилегают к коллектору.
• Неисправно втягивающее реле.
• Отключён разъём управления устройства.
• В АКПП селектор не находится в позиции N или P.
• Неисправен переключатель блока КПП.

Если стартер очень медленно вращается, на это указывают следующие неисправности:

• Не работает или разряжен аккумулятор.
• Изношены втулки.
• Неисправен провод между АКБ и стартером.
• Поломка во втягивающем реле.
• Неисправна обмотка статора или якоря. Следует произвести замену механизмов.
• Плохой контакт якоря или обмотки статора с массой.
• Щётки плохо контактируют с коллектором из-за их износа или неправильного положения.
• Подгорание коллектора.

Стартер работает, а двигатель — нет:

• Изношена обгонная муфта.
• Сломаны детали в редукторе.

Стартер вращается вместе с маховиком:

• Сломано втягивающее реле.
• Поломка в контактной группе замка зажигания.

Отсутствует щелчок втягивающего реле:

• Низкий заряд аккумулятора.
• Сгорели контакты или обмотка втягивающего реле.
• Окислился контакт на положительной клемме аккумулятора или стартера.
• Неисправность в составляющей замка зажигания.
• Замыкание на массе в обмотки втягивающего реле. Здесь лучше произвести замену все детали.
• Заедание якорного механизма реле.

Если коленвал не вращает якорь стартера, то вероятные причины поломки:

• Буксировка муфты свободного хода.
• Заедание при передвижении деталей по винтовой нарезке вала.
• Поломка рычага выключения муфты.
• Неисправность пружины или поводкового кольца муфты.

При появлении громких шумов при запуске двигателя следует проверить крепление в деталях стартера.

При появлении скрежета шестерни в стартере следует проверить контакты включателя, регулировку хода шестерёнки, пружину приводного устройства, а также зубцы венца маховика. Если повреждён зубчатый венец (его часто делают из пластмассы), то его лучше заменить на металлический. Также есть вероятность заедания втягивающего реле.