Привод стартера как работает

Привод стартера: важный посредник между стартером и двигателем

Система запуска двигателя современных автомобилей и другой техники строится на основе электростартеров, в которых важное место занимает приводной механизм. Все о приводах стартера, их типах, конструкции и принципе работы, а также о правильном выборе, ремонте и замене привода — читайте в этой статье.

Что такое привод стартера?

Привод стартера (приводной механизм стартера, бендикс) — механизм электростартера транспортных средств с ДВС; устройство для подключения, передачи крутящего момента и безопасного отключения электромотора стартера от венца маховика двигателя.

На данный агрегат возложено несколько функций:

• Подключение стартера к венцу маховика при пуске двигателя и отключение после успешного пуска;
• Передача крутящего момента от электромотора стартера на венец маховика;
• Предотвращение передачи крутящего момента в обратном направлении — от венца маховика на электромотор стартера — после запуска двигателя.

С помощью приводного механизма осуществляется управление стартером и обеспечивается его защита после запуска силового агрегата. От состояния привода зависит работа всего стартера и надежность системы пуска. Неисправный привод должен быть отремонтирован или заменен, а, чтобы сделать верный выбор нового механизма, необходимо разобраться в их типах и особенностях.

Типы, конструкция и принцип работы привода стартера

Бендиксы всех стартеров принципиально одинаковы, они содержат три элемента:

• Ведущая шестерня привода;
• Муфта свободного хода (обгонная муфта);
• Рычажный привод.

Ведущая шестерня — это шестерня малого диаметра (обычно имеет 9-11 зубьев), которая при включении стартера входит в зацепление с венцом маховика. Для облегчения зацепления с венцом наружные торцы зубьев шестерни имеют скосы — такая форма обеспечивает лучший вход шестерни между зубьями венца. Шестерня и венец образуют понижающую передачу, которая обеспечивает частоту вращения маховика 60-120 об/мин и создает необходимый для прокручивания коленвала крутящий момент.

Муфта свободного хода — механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента от якоря электромотора стартера на шестерню, и предотвращающий обратную передачу момента при увеличении частоты вращения шестерни. Это защитный механизм, предотвращающий порчу стартера при пуске двигателя. Такая защита нужна по простой причине: после запуска двигателя частота вращения его коленвала возрастает на порядок, и если не отключать стартер, то скорость вращения якоря его электромотора возрастет в сотню раз (за счет передачи крутящего момента от венца маховика на шестерню привода), что приведет к его поломке. Наличие обгонной муфты устраняет эту опасность, разрывая поток крутящего момента при опасном увеличении скорости вращения маховика.

В стартерах используются обгонные муфты двух типов:

О конструкции и принципе работы муфт различных видов рассказано ниже.

Рычажный привод — механизм, обеспечивающий подвод и отвод привода стартера к венцу маховика. Он состоит из кольцевой муфты или поводка (с двумя пазами или штифтами под вилку), закрепленного на тыльной стороне обгонной муфты, и рычага в форме вилки, которая рожками входит в зацепление с муфтой/поводком. Верхняя часть вилки соединена с тяговым реле стартера, а средняя имеет опору на корпусе стартера — так образуется рычаг, обеспечивающий подвод и отвод привода к венцу маховика при включении и отключении зажигания.

Привод стартера с роликовой муфтой свободного хода

Муфта состоит из следующих частей:

• Ведущая (наружная) обойма с выточками переменного сечения под ролики и хвостовиком под установку муфты/поводка рычага;
• Ведомая (внутренняя) обойма, объединенная с шестерней привода;
• Ролики, установленные в выточки ведущей обоймы;
• Пружины, прижимающие ролики к узкой части выточек;
• Фиксирующая шайба, предотвращающая выпадение роликов;
• Кожух, соединяющий ведущую и ведомую обойму в единую конструкцию;
• Демпфирующая пружина, установленная на хвостовике ведущей обоймы.

Муфта устанавливается на вал мотора стартера, удерживаясь на нем с помощью продольных или спиральных шлицев.

Работа данного механизма проста. При переводе ключа зажигания в положение включения стартера срабатывает тяговое реле, его якорь тянет вилку привода, и она подводит привод стартера к венцу маховика. Благодаря спиральной нарезке шлицев, привод несколько поворачивается вокруг своей оси, что обеспечивает лучший вход зубьев приводной шестерни между зубьями венца. Одновременно с этим запускается электромотор, крутящий момент от его вала передается на ведущую обойму муфты свободного хода. За счет ее вращения и усилия пружин ролики зажимаются в узких частях выточек, заклинивая обоймы — крутящий момент от ведущей обоймы через ролики подается на ведомую обойму и шестерню привода, а от нее на маховик.

После успешного запуска двигателя скорость вращения маховика возрастает, соответственно, увеличивается и скорость вращения шестерни привода вместе с ведомой обоймой. В определенный момент угловая скорость ведомой обоймы превысит угловую скорость ведущей, она за счет сил трения захватит ролики и вытолкнет их из узких частей выточек в широкие — произойдет расклинивание обойм и разрыв потока крутящего момента между ними. Благодаря этому крутящий момент от маховика будет передаваться только на ведомую обойму, а якорь электромотора будет вращаться со своей нормальной скоростью.

При выключении зажигания якорь тягового реле отведет привода от венца, механизм вновь готов к работе.

Привод стартера с храповой обгонной муфтой

Данный тип привода может работать под повышенными нагрузками, поэтому применяется в системе запуска двигателя грузовых ТС. Механизм состоит из следующих деталей:

• Пара из ведущей и ведомой полумуфт, сопряженных торцами, на которых выполнены храповые пилообразные зубцы. Благодаря форме зубцов полумуфты могут вращаться друг относительно друга в одном направлении, но не могут в обратном;
• Направляющая втулка, на которой посредством ленточной резьбы установлена ведущая полумуфта, и свободно расположена ведомая;
• Приводная шестерня, жестко соединенная с ведомой полумуфтой;
• Механизм блокировки полумуфт в расцепленном состоянии (состоит из конической втулки, пластиковых сухарей и их направляющих), расположенный внутри ведомой полумуфты;
• Корпус муфты, в задней части которого располагается втулка отводки, соединенная с вилкой привода.

Устройство монтируется на вал электромотора аналогично описанной выше роликовой муфте. Функционирует привод следующим образом. При включении зажигания тяговое реле посредством вилки подводит привод к венцу маховика, вводя в зацепление с ним приводную шестерню. При включении электромотора направляющая втулка муфты приходит во вращение, увлекая за собой и ведущую полумуфту. Так как обе полумуфты соединены зубчатыми торцами, то крутящий момент передается на ведомую полумуфту и шестерню привода, а от нее на венец маховика и коленвал.

После запуска мотора угловая скорость венца маховика резко увеличивается, а вместе с этим возрастает и скорость ведомой полумуфты. Она теперь вращается быстрее ведущей полумуфты и начинает проскакивать по храповым зубцам — поток крутящего момента между ними разрывается. Однако высокая скорость вращения ведомой полумуфты может привести к поломке храповых зубов, поэтому в муфте предусмотрен механизм блокировки — его сухари при подъеме ведомой полумуфты на высоту храповых зубов за счет центробежных сил поднимаются и удерживают полумуфту в отведенном состоянии.

После выключения зажигания привод стартера отводится в первоначальное положение, сухари механизма блокировки пружиной отводятся и деблокируют ведомую полумуфту — механизм вновь готов к работе.

Вопросы выбора, ремонта и замены привода стартера

В ходе эксплуатации транспортного средства привод стартера подвергается значительному износу, что приводит к ухудшению его функционирования или поломкам. При проскальзывании привода и шумах стартера при запуске двигателя, при потере стартером способности прокручивать маховик (стартер работает, но двигатель не запускается), а также при обнаружении трещин, поломок и чрезмерного износа деталей привода (особенно шестерни) весь приводной механизм необходимо отремонтировать или заменить.

Ремонт привода стартера в большинстве случаев неоправданно дорог и требует значительных затрат сил, поэтому сегодня проще купить и установить новый механизм. На замену необходимо брать привод того же типа и модели, что был установлен ранее. Однако вполне допустима установка привода с иными характеристиками приводной шестерни (с большим или меньшим числом зубов), что иногда может улучшить характеристики стартера.

Замену агрегата следует выполнять в соответствии с инструкцией по его ремонту. Эта работа требует демонтажа стартера и его частичной разборки (снятия передней крышки), она, в принципе, доступна даже автовладельцу с небольшим опытом, но лучше ремонт доверять специалистам. При верном выборе и замене приводного механизма стартер будет работать уверенно, обеспечивая надежный запуск силового агрегата.

Источник

Принцип работы стартера

Принцип работы стартера в автомобиле

Двигатель внутреннего сгорания не может быть запущен мгновенно. Сперва нужно привести в движение его детали и механизмы, сформировать требуемое давление в цилиндрах, активировать работу электрооборудования и системы питания. Эти задачи выполняет электрический стартер – он вращает маховик, который, в свою очередь, приводит в движение коленчатый вал двигателя.

Устройство

Стартер выглядит как два соединённых цилиндра и, как правило, крепится к картеру двигателя двумя болтами. Отвинтив их и отсоединив клеммы проводов, можно легко снять деталь с автомобиля.

В цилиндре меньшего размера расположены:

• Контактный пятак, замыкающий электрическую цепь стартера;
• Втягивающее реле, приводящее в движение шток вилки;
• Верхняя часть вилки стартера, шарнирно соединённая со штоком реле.

В цилиндре большего размера находятся компоненты электродвигателя и механические детали, а именно:

• Подшипник качения или втулка – необходимы для фиксации вала шестерни;
• Шестерня бендикса, передающая крутящий момент от электродвигателя к зубчатому венцу маховика;
• Собственно бендикс, роликово-пружинная муфта, необходимая для соединения и разъединения стартера с маховиком;
• Обмотка статора, формирующая электромагнитное поле, в котором вращается якорь;
• Якорь, играющий роль ротора электродвигателя;
• Щёточный узел с щётками, передающими ток обмотке якоря.

Как работает стартер

Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания, электрический ток поступает на обмотку втягивающего реле, которое приводит в движение контактный пятак и вилку. Пятак замыкает основную цепь стартера, пуская ток в щёточные узлы и в обмотку статора, а вилка воздействует на бендикс, соединяя его шестерню с зубчатым венцом маховика. Якорь начинает вращаться, передавая через бендикс крутящий момент на КШМ двигателя внутреннего сгорания.

При повороте ключа в замке зажигания на контакт втягивающего реле подаётся напряжение

В момент пуска ДВС горючая смесь воспламеняется в цилиндрах, толкая их и вращая коленвал.

Крутящий момент на маховике многократно возрастает, равно как и частота вращения шестерни бендикса – этому способствует большое передаточное число. Бендикс отключается, предохраняя стартер от перегрузки. На этом функция стартера выполнена, и водитель отпускает ключ, отключая втягивающее реле, а значит – и стартер.

Виды стартеров

С редуктором

Данное устройство обладает сниженной потребностью тока для эффективной работы. Оно будет 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.

Без редуктора

Стартеры, которые не имеют устройство редуктора обладают непосредственно прямым действием на вращение шестерни. Такие устройства имеют более простую конструкцию и легко поддаются ремонту (читайте про ремонт стартера своими руками). 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.

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.

Видео: Принцип работы стартера

Устройство

1. Электрический двигатель, в котором размещены обмотки и сердечники.
2. Якорь, представляющий собой ось из высоколегированной стали, на которую запрессованы в заводских условиях сердечники и пластины коллектора.
3. Втягивающее реле. Выполняет роль проводника для подачи электропитания двигателя стартера от замка зажигания автомобиля. Второй функцией этого узла является выталкивание обгонной муфты. Состоит выталкивающее реле из подвижной перемычки и силовых контактов.
4. Бендикс, или обгонная муфта и шестерня привода коленвала. Это роликовый механизм, предназначенный для передачи вращения от электродвигателя на коленвал. После того, как пуск двигателя осуществлен, и потребность во вращении электромотора отпадает, приводная шестерня втягивается, и контакт с коленвалом прекращается.
5. Щетки и их держатели. Служат для передачи электрического напряжения на якорь, а также повышают пиковую мощность самого электродвигателя во время главного рабочего цикла стартера.

Большинство стартеров, выпускаемых сегодня, устроены идентично друг другу.

Но существуют и небольшие отличия. К примеру, может отличаться принцип работы данного узла, устанавливаемого на автомобили с автоматической трансмиссией. Здесь обязательно присутствуют удерживающие обмотки, предназначенные для невозможности случайного пуска мотора, когда селектор коробки передач занимает любое ходовое положение. Кроме того, могут отличаться механизмы автоматического разъединения шестеренок.

Источник