Как работи стартерът във вашия автомобил – проблеми, тестване

Автомобилният стартер е мощен електрически мотор, който задвижва вашия двигател, за да стартирате колата си. Стартовата система се състои от самия двигател и прикачения соленоид. Соленоидът е това, което отнема захранването на батерията и го доставя на стартерния мотор. Освен това той избутва стартерната предавка напред, което му позволява да се свързва със зъбните колела на маховика на двигателя. За стартирането на колата ви е необходим голям ток, така че батерията ви трябва да има достатъчно, за да може системата за стартиране на автомобила да работи правилно. През повечето време, когато автомобил не може да се стартира и батерията е напълно заредена, виновен е стартерният мотор. Стартерите се износват. Нека да поговорим за някои често срещани проблеми при стартиране на автомобила, някои от които са свързани със стартера.

УСТРОЙСТВО И УПРАВЛЕНИЕ НА СТАРТЕРИТЕ

 

I. СТАРТЕРИ БЕЗ РЕДУКТОРИ

УСТРОЙСТВО НА ЕЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ – Пусковият електродвигател се състои от индуктор (статор), котва (ротор) (16) и зацепващ механизъм (фиг.1). Индукторът е съставен от четири намотки (21) от дебел проводник, поставени на полюси (22). В него се създава електромагнитно поле, което взаимодейства с тока, който протича в намотните на котвата, вследствие на което се създава въртящ момент.

Фиг.1

Самата котва се състои от стоманен вал, магнитопровод, котвена намотка и колектор. В каналите на котвата  се поставя котвената намотка (20). Колекторът (18), който се състои от изолирани една от друга и от вала медни пластини  се намира в задната част на котвата. Всяка една колекторна пластина е електрически свързана със секция от котвената намотка. Посредством меднографитни четки към колектора се подава постоянно напрежение от акумулаторната батерия, вследствие на което през  котвената намотка протича ток. На предния край на вала на котвата е поставено малко зъбно колело (11). С помощта на лостов механизъм (7) това зъбно колело се изтласква напред и ес зацепва със зубния венец на маховика. Лостовият механизъм се задвижва от специално пусково (тягово) реле, поставено върху пусковия електродвигател.

1 – контакти на тяговото реле;

2-  допълнителен контакт;

3 – намотка на тяговото реле;

4 – котва на тяговото реле;

5 – регулировъчен винт;

6 – защитен кожух;

8 – винт за регулиране на хода на зъбното колело (11).

9 – капак от страна на привода;

10 – упорно колело;

12 – муфа за свободния ход;

13 – пружина;

14 – подвижна муфа;

15 – корпус;

17 – защитна лента;

– капак от страна на колектора.

Съединител против свръхвъртене – във всички стартери въртящият момент се предава чрез съединител, който се монтира между стартера и пинъона. Той служи да задвижи пинъона при стартиране и след това да освободи връзката между пинъона и водещия вал, веднага щом като двигателя се завърти с по-голяма скорост от тази на стартера. Когато вала на котвата на стартера се задвижи, се задвижва зацепващият кожух, цилиндричните ролки се натягат в жлебовете и създават механична връзка между вала на стартера и пинъона. Ако скоростта на пинъона стане по-голяма от тази на зацепващия кожух, ролките натягат пружините и извеждат от зацепване пинъона и зацепващия кожух, като по този начин се предпазва котвата от свръхвисока скорост на въртене.

1-пинъон; 2-зацепващ кожух; 3-ролков жлеб; 4-ролки; 5-вал на пинъона; 6-пружина; а – посока на  движение

УПРАВЛЕНИЕ НА СТАРТЕРИТЕ

А/С непосредствено управление

1 – вал на котвата;

2 – чаша;

3 – ръчка;

4 – буферна пружина;

5 – шайба;

6 – гайка;

7 – пружина;

8 – зъбно колело;

9 – упорно колело;

10 – спирален канал.

Б/С дистанционно управление (фиг.3)

При включване на контактния ключ в положение „запалване” през намотките на релето за включване (НРВ) протича ток по веригата:  „+”  амперметърКК  НРВ  K2  „маса”. Под действие на силата на притегляне контактите на релето за включване (РВ) се затварят и през намотките на тяговото реле започва да протича ток по веригите: Задържаща намотка (ЗН) –   „+”  клема Б  затворени контакти на РВ  клема С  клема РС  ЗН  „маса”. Тягова намотка (ТН)  –   „+”  клема Б  затворени контакти на РВ  клема С  клема РС  ТН  възбудителна намотка на стартера  котвена намотка на стартера  „маса”.

Посоката на тока в двете намотки е една и съща. От силата на притегляне котвата (фиг1 – поз.4) се привлича, като при преместването и зъбното колело (фиг.1 – поз.11) се зацепва със зъбния венец на маховика. При това котвата на стартера не се върти, т.к. тока в тяговата намотка, протичащ и в намотките на стартера не е достатъчен за завъртане на котвата. Зъбното колело се зацепва към зъбния венец на маховика, без да предава момент. Когато зъбното колело измине ¾ от пълния си ход контактния диск на тяговото реле съединява основните клеми (1) на тяговото реле. Тогава от АБ през основните клеми се подава напрежение на стартера и през него протича голям ток който го завърта. Като съедини двете основни клеми на тяговото реле, контактния диск свързва накъсо тяговата намотка. Котвата се задържа само от ЗН. Това е възможно, т.к. въздушната междина между котвата и сърцевината е малка, а магнитният поток, създаван от задържащата намотка е много голям. След като двигателят се пусне, чрез КК веригата на РВ се прекъсва и контактите на РВ се отварят. Тока през ТН и ЗН не се прекъсва. От „+” на АБ през затворените контакти на тяговото реле тока преминава последователно през ТН и ЗН към „маса”. По ЗН тока продължава да преминава в същата посока, а по ТН протича в обратна посока. Т.к. посоката на тока в двете намотки е различна, резултантното магнитно поле намалява почти до нула и стартерът се изключва. Възвратната пружина изтегля котвата на тяговото реле, като прекъсва силовата електрическа верига на стартера и извежда от зацепване зъбното му колело.

II.СТАРТЕРИ С РЕДУКТОРИ

За всеки двигател и зададени условия на пускане съществуват оптимални предавателни числа, при които се използуват по най-добър начин мощностните характеристики на пусковото устройство. При безредукторните стартери предавателното число не може да е по-голямо от 16, което се ограничава   от условието за механична якост на водещото зъбно колело на стартера. От друга страна, увеличаването на предавателното число позволява да се намалят размерите и съответно масата на електродвигателя на стартера, т.к. тези параметри се изменят обратнопропорционално на честотата на въртене. В конструкциите на стартерите с редуктор между ротора на двигателя и зъбното колело, намиращо се на изходния вал на стартера се вгражда редуктор, понижаващ честотата на въртене 3-4 пъти. При това честотата на въртене на електродвигателя може да се повиши до 15000-20000 об/мин в режим на празен ход. При това електродвигателя се превръща в механизъм с малки размери,висока честота на въртене и малък момент.

1.С вътрешно зацепване (фиг.4)

• – преден капак;
• – приводен лост;
• – котва на тяговото реле;
• – намотка на тяговото реле;
• – контактен диск;
• – възбудителна намотка;
• – меднографитни четки;
• – лагери;
• – колектор;
• – котва на електродвигателя;
• – водещо зъбно колело на редуктора;
• – водено зъбно колело с вътрешно зацепване;
• – ролкова муфа за свободен ход;
• – приводно зъбно колело;
• – вал на привода.

2.Стартери с планетарен редуктор

Най-разпространени са т.нар. „стартери с планетарен редуктор на Джеймс” (фиг.5).

1 – преден капак;

2 –  приводен лост;

3 –  котва на тяговото реле;

4 –  тягово реле;

5 –  колектор на електродвигателя;

6 –  корпус на лагера;

7 –  четки;

8 –  постоянни магнити;

9 –  котва;

10 – първичен вал и водещо зъбно колело на редуктора;

11 –  зъбно колело – сателит;

12 –  водило;

13 –  неподвижно централно зъбно колело с вътршно зацепване;

14 –  муфа за свободния ход;

15 –  зъбно колело на привода.

Неговите по-важни предимства са:

• Симетричност на предаваното усилие;
• Компактност;
• Висок КПД.

Стартерите с редуктори имат следните особености:

• Малки размери и маса на електродвигателя;
• Намалено натоварване на акумулаторната батерия при пускане, поради използуването на електродвигател с малък момент;
• Подобрени възможности за пускане на ДВГ при ниски температури;
• Намаляване на изходната мощност при малко натоварване;
• По-тежки условия на работа на муфата за свободен ход;
• Повишен шум, поради високата честота на въртене и наличието на редуктор;
• По-тежки условия на работа на колекторно-четковия апарат, поради голямата скорост на комутация.2.Стартер с планетарен редуктор

  

• 1-задвижващ вал; 2-ограничителен пръстен; 3-пинъон; 4-ролкова муфа; 5-зацепваща пружина; 6-зацепваща кобилица; 7-зацепващо реле; 8-задържаща намотка; 9-тягова намотка; 10-възвратна пружина; 11-контактен мост; 12-контакт; 13-електрическа връзка; 14-лагерен щит; 15-комутатор; 16-четкодържач; 17-котва; 18-магнит; 19-тяло; 20-планетарен редуктор
• А-слънчево зъбно колело                Б-вътрешен зъбен пръстен       С-планетарни зъбни колела

  Минимална стартова честота на въртене на ДВГ – около 100об/мин. За стартиране на топъл 1,5 литров двигател е необходим стартер с мощност около 1,2кW (100-150А). При стартиране на същия двигател, но студен, мощността на стартера достига 4 кW (500А).

  Система за стартиране 12/24V

  При някои тежкотоварни превозни средства има комбинирана 12/24V система, т.е. напрежението може да бъде превключвано между 12 и 24 V. В този случай генераторът и електрическите компоненти (без стартера) са за 12V.Стартерът е за 24V. По този начин се постига по-голяма мощност, необходима за стартиране на големи дизелови двигатели. Системата се състои от 2 12-волтови акумулатора, свързани в паралел при нормална работа на превозното средство или при неработещ двигател. Електрическата система се захранва с 12V като общият капацитет на батериите е сума от този на двете батерии.При включване на ключа на запалването (4) релето за превключване на батериите (3) автоматично превключва двете батерии последователно, при което на стартера се подава напрежение от 24V. Всички останали консуматори се захранват с напрежение 12V. Веднага след стартиране и ключът (4) се върне в изходно положение превключвателят на батериите автоматично превключва батериите в паралел.

  Капацитетът на двете батерии трябва да е еднакъв за да се осигури еднакъв заряден ток.

  

  Проблеми при стартиране

  Това може да не е проблем със стартера. През повечето време това се дължи на повреда на батерията. Може би сте оставили включена светлина, което е довело до източване на батерията. Ако батерията няма достатъчно зареждане, можете да чуете щракване или стартерът може да се завърти бавно и след това най-накрая да спре. Може да имате лоши връзки, корозирали клеми на батерията или просто лоша батерия. Преди да проверите стартера на автомобила, проверете батерията си. Все пак това може да бъде стартера. Понякога терминалът за управление се корозира или жица се разхлабва. Ако това се случи, можете да изключите контролния проводник (ако той вече не е прекъснат и е източникът на проблема), почистете терминала и сменете жицата. Има вероятност да имате лош ключ за запалване . Завъртате ключа в позиция „старт“, но не получавате постоянен ток, за да активирате соленоида. Това е често срещан проблем, причинен от износването на контактните точки в превключвателя на запалването. Ключа за запалване ще трябва да бъдат заменен.Неутралният защитен превключвател във вашия автомобил не позволява на автомобила да работи, освен ако автомобилът не е в неутрален или паркиращ режим или в случай на ръчна скоростна кутия, когато съединителят е натиснат. Ако колата стартира в неутрален, но не на паркинг, проблемът не е в стартерната система на автомобила – имате повреден неутрален превключвател.

•  

  

• При стартиране на автомобила светлините затихват. Първо проверете батерията. Затъмнените светлини, когато ключът е обърнат за „старт“, често показват, че има проблем с батерията. Ако тествате батерията си и установите, че тя е напълно заредена, проблемът може да е с контролната верига на стартера на автомобила. Той може да бъде в контролния проводник, релето на стартера, превключвател за запалване или неутрален предпазен ключ.Понякога стартовата предавка по някаква причина не се свързва правилно с маховика на двигателя. Това може да причини много силен шум на метал или скърцащ звук при опит за стартиране на автомобила. В този случай зъбното колело на маховика трябва да се провери за повредени зъби. Друга част, която често се проваля, е самият стартов двигател. Понякога въглеродните четки или някои други части в двигателя на стартера се износват и стартерният двигател спира да работи.
  

  Как се тества стартовата система

  Когато стартерният двигател не работи, първо трябва да се провери състоянието на зареждане на акумулатора, клемите на акумулатора и кабелите на батерията. Един от симптомите на слаба батерия е, когато светлините затихнат, когато ключът се завърти в позиция START. Следващата стъпка обикновено включва тестване на веригата за управление на стартера. Вашият механик може да започне с измерване на напрежението на акумулатора в терминала за управление на електромагнитния стартер с ключа в позиция START. Ако няма напрежение, проблемът най-вероятно е в веригата за управление на стартера (ключ за запалване, реле на стартер, неутрален предпазен ключ, контролен проводник). Ако има напрежение на акумулатора на терминала за управление на соленоида на стартера с ключа в позиция START, самият двигател на стартера може да е повреден. Електрическият терминал за управление на стартера също трябва да бъде проверен за правилното свързване. Повечето от проблемите със стартера са причинени от износени или изгорени соленоидни контакти, износени четки и комутатор и износени втулки на арматурата. Симптомът на износени соленоидни контакти е, когато соленоидът щракне, но стартерният двигател не работи. Когато четките на стартера са износени, стартовият мотор не издава никакви шумове. Когато се износват предните и задните арматурни втулки, арматурата се втрива в полевите обувки, което кара стартовия двигател да работи бавно и шумно. Много съвременни стартерни двигатели имат малки сачмени лагери вместо втулките.