Как-то не слишком задумаешься о том, как работают системы автомобиля. До тех пор, пока что-то не выйдет из строя. И этим чем-то часто оказывается стартер, который предназначен для запуска двигателя. Чаще всего ломается его механическая часть, немного реже электрическая. Чтобы провести диагностику и ремонт, необходимо знать принцип работы стартера и его основные узлы. И небольшие, хотя бы общие, познания в электротехнике, не окажутся лишними. Так из каких же основных узлов состоит стартер и почему он крутится только при повороте ключа до упора?

Устройство и принцип работы

Стартер – это двигатель постоянного тока, у него имеется две обмотки (роторная и статорная). На роторе обмотка предназначена для создания электромагнитного поля, без которого невозможно получить движение. Вокруг ротора создается одно магнитное поле, а вокруг статора – поле, ему противодействующее. Получается, что одно толкает второе и приводит в движение ротор двигателя. Это если описать простым и доступным языком.

На статоре обмотка неподвижная, подать напряжение на нее довольно просто. А вот ротор – это подвижная деталь, поэтому приходится пользоваться щеточным узлом. Напряжение питания через щетки подается к ламелям на коллекторе , а далее на обмотку ротора. Щеточный узел – это самая уязвимая часть в стартере , так как он состоит из меди и графита. Материал такой, что быстро стирается, поэтому щеткам требуется замена.

Бендикс – это элемент, который служит для передачи движения от ротора стартера к маховику. Он состоит из обгонной муфты, шестерни и вилки. Муфта дает механизму вращаться в одну только сторону. Вилка соединяет втягивающее реле и непосредственно бендикс. С ее помощью происходит движение шестерни с обгонной муфтой по ротору. Можно встретить две конструкции стартеров. Скоростные, в которых использован планетарный редуктор, ротор двигателя и конечный вал не цельные. И простая конструкция, в которой вал цельный от начала до конца.

Признаки неисправности стартера

Часто случается неисправность, когда стартер вращается, а маховик не приводится в движение. При этом слышны посторонние металлические звуки, скрежет. Это говорит о том, что венец на маховике износился и требует замены. Стоит заметить, что при прокручивании коленчатого вала на несколько сантиметров, стартер «схватывает » и автомобиль заводится . Для ремонта потребуется снимать коробку передач и менять венец. В крайнем случае, его можно просто перевернуть, так как изнашивается он до середины.

А вот если крутится стартер, но движение не передается, при этом нет посторонних звуков, и при прокручивании коленвала не заводится двигатель, то проблема в обгонной муфте. Снимите стартер, разберите его, проверьте муфту. Если она свободно вращается в обе стороны, то сразу же замените ее. Обычно муфта идет в единой конструкции с вилкой и шестерней.

А вот в случае, если не слышно щелчка втягивающего реле, то можно судить о том, что есть две поломки. Самая безобидная – это севший аккумулятор, поэтому не хватает тока для притягивания якоря. Если же аккумулятор заряжен, то неисправность во втягивающем реле. Либо сгорела обмотка, либо контакты подгорели и перестали проводить электричество.

Стартер – мощный электродвигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением, служащий для запуска двигателя. Задача стартера – раскрутить коленчатый вал двигателя, чтобы заработала система зажигания.

Стартер должен обладать достаточной мощностью для того, чтобы преодолеть сопротивление сопряженных с коленчатым валом механизмах, вязкость холодного масла, сжать смесь в цилиндрах. Чем больше количество и объем цилиндров двигателя – тем более мощный стартер ему понадобится.

История применения стартера : Близкая к современной конструкция стартера сформировалась более ста лет назад. На самой ранней стадии развития автомобилестроения – еще в конце XIX – начале XX века прорабатывалась идея устройства, которое позволяло бы запускать двигатель а автоматически. Предлагались различные варианты пусковых устройств, в том числе механического (как в большинстве современных лодочных моторов и бензопил) и пневматического (сегодня применяется в авиации) типов. Постепенно производители пришли к самому простому решению - пусковой ручке, входящей в зацепление с передним шкивом коленчатого вала. Эта конструкция успешно просуществовала до середины семидесятых годов двадцатого века в качестве дублирующего устройства. Пусковая ручка заслужила в России прозвище "кривой стартер".

На автомобилях УАЗ возможность запустить двигатель ручкой сохранялась до начала 21 века В начале 20 века на престижных моделях автомобилей появился электрический пускатель. Впервые он был применен на серийных автомобилях марки «Кадиллак» в 1912 году. В ту пору стартер выполнял одновременно и функцию генератора, но вскоре два этих похожих по конструкции, но совершенно различных по назначению устройства были разделены. Этому способствовал изобретенный американским инженером Винсентом Бендиксом механизм, позволяющий принудительно вводить шестерню стартера в зацепление с маховиком и автоматически расцеплять их при запуске двигателя. Вскоре было изобретено электромагнитное реле, автоматизировавшее и процесс подвода шестерни стартера к маховику. После этого различия стартеров в разных поколениях автомобилей отличались только компоновкой и используемыми материалами.

Устройство и принцип работы стартера: Наиболее массивным элементом стартера является якорь с валом, он же ротор электродвигателя, отцентрованный подшипниковыми втулками. Статором служит корпус стартера с зафиксированными на нем четырьмя щетками, контактирующими с расположенным в задней части якоря коллектором. На валу подвижно закреплен выдвижной привод с шестерней (бендикс), передающей вращение в момент пуска на маховик двигателя. К приводу подведен рычаг, соединенный с тяговым реле. В момент подачи на стартер напряжения от аккумулятора (к примеру, при повороте ключа зажигания) сначала срабатывает тяговое реле, с помощью рычага выдвигающее привод до момента зацепления его шестерни с маховиком. В этот момент замыкаются контакты цепи, соединяющей аккумулятор с обмоткой возбуждения стартера. В щеточном узле возникает магнитное поле, создающее электродвижущую силу. Якорь начинает вращаться, и его вращение через привод и зубчатый венец маховика передается на коленвал. Как только скорость вращения маховика становится выше скорости вращения якоря стартера специальная обгонная муфта разрывает зацепление бендикса с маховиком, предотвращая таким образом повреждение стартера.

Достоинства и недостатки стартера: Самым слабым местом стартера является щеточный узел. При неполадках в цепи энергоснабжения стартера, плохом качестве топливно-воздушной смеси и сильном износе деталей кривошипно-шатунного механизма нагрузка на стартер возрастает. В результате повышается ток в цепи, что приводит к образованию дугового разряда как между щетками и коллектором, так и в тяговом реле. Это приводит к выгоранию коллектора и контактов реле. При продолжительном прокручивании стартера (часто в морозы, при повышенной вязкости масла) повышается температура корпуса, что, прежде всего, вызывает повышенный износ втулок. При выходе втулки из строя появляется вибрация вала якоря, разбивающая механизм привода и зубья венца маховика. Если двигатель, оснащенный механической коробкой передач, не запускается, стартер можно использовать, чтобы продвинуть автомобиль на несколько метров, включив первую или заднюю передачу. Для того, чтобы избежать такого рода повреждений, специалисты рекомендуют включать стартер не более, чем на 5-10 сек., выдерживая паузу перед повторным включением не менее 30 сек. Если двигатель не завелся с третьей попытки – необходимо найти и устранить неисправность. Начать необходимо с ревизии состояния контактов цепи подачи напряжения от аккумулятора.

Стартер представляет собой электромеханическое устройство. Это говорит о том, что принцип работы стартера заключается в использовании электрической энергии аккумулятора и преобразовании её в механическую.

Внутреннее устройство агрегата:

Стартер делится на 5 основных элементов:

1. Корпус сделан из стали и выполнен в форме цилиндра. На внешней стенке находятся 4 обмотки возбуждения (обычно их 4, или больше) и сердечники (они же «полюса»). Все скрепляется винтовыми соединениями. Винт скручивается в сердечник для прижатия обмотки к стенке. На корпусе имеются специальные отверстия для креплений передней части аппарата, где двигается обгонная муфта.
2. Якорь – это ось из специальной стали, на которую запрессованы якорь с коллекторными пластинами. В сердечники есть специальные пазы для укладки якорных обмоток. Концами обмотки закреплены к коллекторной пластине. Пластины коллектора расположены на круге и устанавливаются на диэлектрической платформе. Диаметр сердечника зависит от диаметра корпуса. Якорь закрепляется на передней и задней крышках с помощью втулок, сделанных из меди и стали. Втулки являются еще и подшипниками.
3. Реле для тяги устанавливается на корпусе аппарата. В задней части корпуса силового реле находятся контакты – «пятаки», подвижный контакт-перемычка из мягкого металла. «Пятаки» — это простые болтики, загнанные в крышку тягового реле. С помощью гаек на него надеваются аккумуляторные силовые провода, а также провода плюсовых щеток. Сердечник соединяется с обгонной муфтой с помощью коромысла, называемым бенедиксом (название произошло от фамилии американского инженера Бенедикса, который его создал).
4. Бенедикс плотно закрепляется на валу и является роликовым механизмом, связанный с зацепляющей шестеренкой в венцу маховика. Когда на бенедикс подается крутящий момент, сепараторные ролики выдвигаются из пазов, крепко фиксируя шестеренку к внешней обойме. Вращаясь в противоположную сторону, ролики попадают в сепаратор, а шестерня начинает свое вращение, не завися от наружной обоймы.
5. Через щеткодержатель подается прямое напряжение на щетки из меди и графита, переходящее на якорные коллекторные пластинки. По виду щеткодержатель является диэлектрической обоймой со вставками из металла, а щетки расположены внутри него. Щеточные контакты привариваются к точечным пластинам при помощи сварки. Полюсные пластины – это хвосты обмоток возбуждения.

Для того, чтобы двигатель автомобиля имел возможность завестись, в его недрах происходят такие процессы:

• после замыкания контактов в замке зажигания, ток направляется через реле стартера на втягивающую обмотку тягового реле;
• якорь втягивающего реле, передвигаясь внутрь корпуса, выдвигает бендикс из корпуса и вводит в зацепление его шестерню с венцом маховика;
• когда якорь втягивающего реле достигает конечной точки, происходит замыкание контактов и ток поступает на удерживающую обмотку реле и обмотку электромотора стартера;
• вращение вала стартера приводит к запуску мотора машины. После того, как скорость вращения маховика превышает скорость вращения вала стартера, бендикс выходит из зацепления с венцом и с помощью возвратной пружины устанавливается в исходное положение;
• когда ключ в замке зажигания с пуском мотора возвращается в первое положение, подача электроэнергии на стартер прекращается.

Среди неисправностей стартера следует отметить следующее:

• включение стартера не развивает нужную частоту вращения коленвала двигателя (он проворачивается медленно);
• включение стартера провоцирует скрежет шестерни стартера, не входящей в зацепление;
• стартер не приводится в действие;
• якорь стартера вращается, однако узел не проворачивает коленвал;
• стартер после запуска двигателя не выключается.

Причины этих неполадок такие:

• плохое крепление стартера или слабое крепление полюса стартера;
• не соответствующее масло в картере двигателя;
• неисправность или разряд аккумуляторной батареи;
• плохой контакт щеток или слабая затяжка наконечников проводов;
• короткое замыкание в обмотках стартера;
• привод тяжело ходит по нарезке вала;
• зубья венца маховика пришли в непригодность;
• ход шестерни привода и момента замыкания контактов включателя не отрегулирован должным образом;
• отсутствует контакт при включении зажигания или замок зажигания пришел в непригодность;
• ослаблена буферная пружина привода стартера;
• блокировка привода на валу якоря;
• подгорание контактов реле или его непригодность к эксплуатации;
• износ подшипников;
• шестерня привода «опаздывает» выйти из зацепления с зубчатым венцом.

Только своевременные диагностические мероприятия, а также качественное, профессиональное обслуживание предотвратит подобные казусы, а если это уже произошло – воспользуйтесь услугами специалистов нашего Сервисного центра «СтартеР».

Признаки и причины нарушения работы стартера:

Вопрос: почему стартер не включается?

Ответ: могут быть нарушенными контактные соединения, что-то оборвалось в цепях стартера либо причина в коротком замыкании. Кроме того, может внутри тягового реле возникла неполадка.

Вопрос: откуда возникает звук щелчка в процессе запуска стартера?

Ответ: причиной может стать разряженный аккумулятор, ослабление контактов в стартерной цепи либо неисправность обмотки тягового реле.

Вопрос: почему при включении стартера якорь не вращается, а если вращается, то медленно?

Ответ: такое происходит в основном из-за разряженного аккумулятора. Кроме того, причинами могут быть сгоревшие контакты тягового реле, нарушения контактных соединений, грязный коллектор, старые щетки, также может в обмотках произошло замыкание.

Вопрос: какова причина заедания замка зажигания в положении Старт?

Ответ: скорее всего, бендикс не вышел из сцепления, которое было с маховиком. Мотор раскрутил стартерный якорь, в результате чего сгорел стартер.

Вопрос: почему в зажигании постоянно случается залипание?

Ответ: причиной является работа стартера после заведения двигателя. В ремонте нет смысла, ведь стартер все равно будет ломаться.

Вопрос: в чем секрет быстрого износа стартера?

Ответ: когда двигатель запускается, якорь стартера совершает обороты с частотой полторы тысячи в минуту, из-за пары лишних секунд количество оборотов увеличивается примерно на 5 тысяч. Поэтому ресурс втулок, щеток, бендикса, вилки и коллектора исчерпывается быстрее.

Вопрос: почему после запуска двигателя стартер не выключился?

Ответ: причиной могут стать неполадки муфты свободного хода в стартере либо внутри тягового реле спеклись контакты.

Вопрос: что случилось, если якорь стартера при включении вращается, а маховик остается неподвижным?

Ответ: все из-за повреждений зубьев маховика либо шестерни привода, неполадок в рычаге, ослаблений креплений к стартеру картера сцепления, пробуксовки муфты хода прибора либо неполадок в поводковом кольце.

Вопрос: какова причина потери мощности стартера в прогретом автомобиле?

Ответ: такая потеря прячется:

• в крепежных болтах;
• в посадочных местах крепления;
• среди прогнивших силовых проводов под оплеткой;
• в окисленных местах спрессовки проводов и контактных клемм;
• на ржавых крепежных болтах и гайках.

Инструкции по использованию:

Нужно помнить, что стартер - это мощный электродвигатель, но исключительно кратковременного действия. Не забывайте об этом, старайтесь следовать важным инструкциям:

Включайте стартер не более чем на 10 сек. Если двигатель автомобиля не запустился, на 30 секунд оставьте в покое стартер, так как он охлаждается крайне медленно. После 2-3 безуспешных пусков двигателя сделайте 4-минутную паузу.

Следите за контактами в клеммах аккумуляторной батареи. Частенько бывает, что клеммы окисляются, и стартер не принимает нужный ему ток, вследствие чего не развивает достаточный крутящий момент. Двигатель не запускается, и мы вместо очищения клемм несем узел в ремонт. Конечно, мастера объяснят причину, но время потрачено зря.

После пуска двигателя выключайте стартер. Если этого не сделать, то 2-3 секунды просто уничтожат узел. Ведь при пуске двигателя якорь стартера имеет частоту вращения 1500 оборотов/минуту, а после пуска якорь начнет вращаться с большей во много раз скоростью (если бендикс зацеплен с маховиком двигателя). Увеличение оборотов повлечет увеличение износа всех деталей стартера, что повлечет полное разрушение узла. Следите за этим моментом, не допускайте такого бессмысленного вращения. Этот же эффект присущ при неисправностях замка зажигания.

Не двигайтесь автомобилем с помощью стартера. Стоит учесть, что чем меньше обороты, тем больше тока поступает на обмотки стартера. Если вы поставите машину на ручной тормоз, включите передачу, а потом включите стартер, то через 30 секунд такого безумия обмотки узла просто сгорят, да и еще аккумулятор придет в непригодность.

Берегите свой автомобиль, и он не раз придет к вам на помощь.

Что такое стартер и зачем он нужен? Для того чтобы запустить двигатель необходимо повернуть коленчатый вал, чтобы создать вспышку рабочей смеси в одном из цилиндров мотора. Эту функцию в автомобиле выполняет стартер, электродвигатель постоянного тока. От минимальной частоты вращения коленчатого вала (пусковая частота), и момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала зависит мощность стартера. Пусковая частота зависит от условий зажигания и смесеобразования, а момент сопротивления проворачиванию прямо пропорционален рабочему объему двигателя. У карбюраторных двигателей минимальная пусковая частота равна 40 – 50 об/мин, а у дизельных двигателей 100 – 250 об/мин.

Схема стартера.

Стартер имеет четыре щетки (две отрицательные и две положительные) и четыре магнитных полюса. Две параллельно включаемые обмотки возбуждения намагничивают полюса (по два полюса каждая). Сам стартер включается при помощи электромагнитов. Обладая небольшой массой и габаритами стартер, вращая маховик, движет всю кривошипно-поршневую группу мотора.

Неисправности стартера.

Стартер служит примерно 5-6 лет. Перечислим основные причины, по которым стартер выходит из строя:

• Первая причина это так называемый эффект лавинных поломок. Если имеется дефект в цепи электропитания, то стартеру не хватает мощности провернуть весь механизм. Из-за этого возникает электрическая дуга между коллектором и щетками, которая в свою очередь приводит к выжиганию коллектора.
• При долгом прокручивании стартера происходит чрезмерный разогрев обмотки и интенсивный износ втулок, как итог портиться изоляция.
• Если втулка выходит из строя, начинает бить вал якоря, а это приводит к разбитию планетарного механизма и зубьев венца маховика.

Представляет собой маленький 4-х полосный электродвигатель, который обеспечивает первичное вращение коленчатого вала. Это необходимо для того, чтобы обеспечить необходимую частоту его вращения для запуска двигателя внутреннего сгорания. Как правило, для запуска бензинового двигателя среднего объёма цилиндров необходимо иметь стартер, который обладает в среднем 3 кВт энергии. является двигателем постоянного тока и питает энергию от аккумуляторной батареи. Забирая напряжения от аккумулятора, электродвигатель увеличивает свою мощность с помощью 4 щёток, которые являются неотъемлемой частью любого автомобильного стартера.
Среди большого количества подобных электромагнитных двигателей различают всего 2 основных вида: стартеры с редуктором и без него.
Многие специалисты советуют использовать стартер с редуктором. Это обусловлено тем, что подобное устройство обладает сниженной потребностью тока для эффективной работы. Такие устройства будут обеспечивать кручение коленчатого вала даже при низком заряде аккумулятора. Также одним из самых важных плюсов такого устройства является наличие постоянных магнитов, которые сводят проблемы с обмоткой статора к минимуму. С другой стороны при длительном использовании такого устройства есть вероятность поломки вращающей шестерни. Но к этому, как правило, приводит заводской брак или попросту некачественное производство.
Стартеры, которые не имеют устройство редуктора обладают непосредственно прямым действием на вращение шестерни. В данной ситуации владельцы автомобилей, которые имеют без редукторные стартеры выигрывают в то, что такие устройства имеют более простую конструкцию и легко поддаются ремонту. Также стоит отметить, что после подачи тока на электромагнитный включатель происходит моментальное сцепление шестерни с маховиком. Это позволяет обеспечить весьма быстрое зажигание. Стоит отметить тот факт, что подобные стартеры обладают высокой выносливостью, а вероятность поломки из-за воздействия электричества сведена к минимуму. Но устройства без редуктора имеют вероятность плохой работы при низких температурах.

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.

На представленном рисунке можно более подробно увидеть принцип работы стартера. Во время приведения стартера в активное состояние, напряжение обеспечиваемое аккумулятором, который в свою очередь приводится в действие с помощью включения зажигания, попадает сразу на 2 обмотки реле, которое обеспечивает тягу стартера (втягивающую 14 (см. рис. Схема стартера ВАЗ 2110 «5702.3708») и удерживающую 13). Из-за магнитного поля, которое создаётся обмотками якоря реле (12) втягивается и при мощи рычага (10) приводит в действие шестерню (4), которая моментально взаимодействует с маховиком двигателя. После того, как произошло полное замыкание контактных болтов (20) пластины (18) прекращает своё действие втягивающая обмотка. В это время якорь реле находится во втянутом положении с помощью одной лишь удерживающей обмоткой. Когда происходит поворот ключа зажигания во 2-е положение, происходит обесточивание обмотки, которая удерживает якорь реле. Тем самым якорь возвращается в исходное положение с помощью специальной пружины. Таким образом, с помощью рычага (10) выводится шестерня (4), которая зацепляется с маховиком двигателя.