Устройство автомобильного стартера
Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока, который используют для пуска двигателя внутреннего сгорания.
При запуске коленчатый вал двигателя раскручивается стартером, питающимся от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем), обеспечивая вспышку рабочей смеси в одном из цилиндров.
Мощность стартера зависит от момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала, который пропорционален рабочему объему двигателя, и минимальной частоты вращения коленчатого вала, при которой в цилиндрах начинаются вспышки.
Минимальная пусковая частота карбюраторных двигателей — 40-50 об/мин, а дизельных — 100-250 об/мин.
Обладающему небольшой массой и габаритами стартеру приходится вращать массивный маховик и приводить в движение всю кривошипно-поршневую группу двигателя. Чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, ему необходим большой пусковой ток, который выдаётся аккумулятором, стремительно теряющим максимальный ток и ёмкость с понижением температуры. С использованием слишком вязкого масла это делает запуск на морозе невозможным.
Электродвигатели автомобильных стартёров имеют особую конструкцию с четырьмя щётками (две положительные и две отрицательные), которая позволяет уменьшить сопротивление ротора, увеличить ток ротора и мощность электродвигателя.
Другие полезные ресурсы
Автомобильный стартер
Компания 12-24volt.ru осуществляет продажу и ремонт стартеров, генераторов и комплектующих. У нас Вы можете приобрести устройства для двигателей любой автомобильной техники. Мы предлагаем услугу выезда к месту парковки автомобиля для снятия/установки стартера или генератора.
Технические характеристики
Мощность. Характеристика определяется моментом сопротивления проворачиванию коленвала основного двигателя и минимальной пусковой частотой вращения. Мощность стартера зависит от типа транспортного средства: для легковых автомобилей – в среднем 1–2,2 кВт, для тракторов – 1,6–4 кВт, для грузовиков – 4–8 кВт, для спецтехники – до 9 кВт в зависимости от типа двигателя.
Минимальная пусковая частота. Данная характеристика зависит от особенностей смесеобразования и условий зажигания в двигателе. Для бензиновых двигателей легковых автомобилей пусковая частота составляет в среднем от 40 до 50 об/мин, для силовых агрегатов дизельного и грузового транспорта – от 80 до 250 об/мин.
Момент сопротивления поворачиванию. Для стартера данный показатель прямо пропорционален рабочему объему автомобильного мотора: чем мощнее двигатель транспортного средства, тем больший момент сопротивления проворачиванию коленвала требуется.
Устройство стартера включает:
- • корпус с вмонтированными в него четырьмя катушками возбуждения (статор);
- • якорь. представляющий собой шихтованный сердечник с пазами, в которые укладываются секции обмотки;
- • привод. составными элементами которого являются муфта свободного хода, редуктор (опционально) и рычаг приводной шестерни;
- • крышки. расположенные со стороны коллектора и привода;
- • тяговое (втягивающее) реле. которое включает катушку, плунжер, шток с контактной пластиной, крышку с контактными болтами.
1 — ограничительное кольцо; 2 — шестерня привода; 3 — ролик обгонной муфты; 4 — обгонная муфта; 5 — рычаг привода; 6 — крышка стартера со стороны привода; 7 — якорь реле; 8 – обмотки тягового реле; 9 — контактная пластина; 10 – крышка тягового реле; 11 — контактные болты; 12 — коллектор; 13 — щетка; 14 — крышка стартера со стороны коллектора; 15 — кожух; 16 – корпус стартера; 17 — полюс статора; 18 — якорь; 19 — поводковое кольцо
От чего зависит срок службы
Продолжительность бесперебойной работы стартера зависит от состояния мотора и емкости аккумуляторной батареи Вашего автомобиля. Износ агрегата пусковой системы зависит от пробега транспортного средства. Например, ресурс работы наиболее часто выходящих из строя элементов стартера (муфты, втулки ротора) составляет 80000–120000 км. В среднем срок службы стартера равен 5–6 годам, в Москве – 3–4 года. Продлить срок эксплуатации пусковой системы Вам поможет регулярная диагностика, профилактика и своевременный ремонт.
Если Вы заметили любую неисправность стартера в вашем автомобиле, следует обратиться к специалистам. Благодаря богатому опыту мастеров компании 12-24volt.ru и наличию всех необходимых комплектующих вы сможете забрать исправный агрегат уже в день обращения в сервис-центр. Для получения любой дополнительной информации звоните нам по телефону 8(495) 7-444-555.
Основные причины неисправностей
Стартер
Стартер представляет собой 4-полюсный электродвигатель постоянного тока смешанного возбуждения, имеющий сцепную муфту, обеспечивающую соединение и разъединение шестерни якоря стартера с зубчатым венцом маховика двига¬теля.
На двигателе 2106 применяется стартер СТ-221. Он крепится к кар¬теру сцепления тремя болтами, ввер¬нутыми во фланец крышки стартера. Стартер 421.3708 двигателя 331 крепится к фланцу на блоке цилинд¬ров с помощью гаек и двух шпилек, ввернутых в картер сцепления. В табл. 11.8 приведена техническая характеристика стартеров.
Устройство стартера
Конструкция и принцип действия обоих стартеров идентичны и раз¬личаются исполнением отдельных элементов, способом крепления на двигателях и подсоединением элект¬ропроводов. Поэтому устройство стартера рассмотрено на примере стартера 421.3708 (11.12).
Якорь стартера вращается в трех бронзографитовых подшипниках (втулках), установленных в перед¬ней и задней крышках, скрепленных с корпусом двумя стяжными шпиль¬ками.
Во внутренней полости передней крышки стартера расположен при¬вод, состоящий из шестерни, роли¬ковой муфты свободного хода и на¬правляющей втулки. Для ввода шес¬терни привода в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя и включения электрической цепи питания стартера от аккумуляторной батареи служит тяговое реле, уста¬новленное на передней крышке. Реле имеет катушку с втягивающей и удерживающей обмотками. В момент введения в зацепление шестерни с маховиком участвуют обе обмотки, после чего при работе стартера (вра¬щении якоря) в целях экономии электроэнергии втягивающая обмот¬ка реле обесточивается. С помощью усилия, передаваемого от тягового реле рычагом через буферную пру¬жину привода, перемещающегося по шлицам вала якоря, осуществляются зацепление шестерни с венцом махо¬вика и передача крутящего момента от стартера к двигателю.
Для предохранения обмотки и кол¬лектора якоря от разноса при возрастании его частоты вращения пос¬ле запуска двигателя в приводе уста¬новлена муфта свободного хода, рассчитанная на кратковременную работу.
На внутренней стороне задней крышки установлена траверза с дву¬мя изолированными и двумя замкну¬тыми на массу щеткодержателями с медно-графитовыми щетками. Все щетки снабжены гибкими канатика¬ми, присоединенными винтами к щеткодержателям. Концы попарно соединенных последовательно кату¬шек обмотки возбуждения подсое¬динены к изолированным от массы щеткодержателям, другие концы этих катушек контактируют с бол¬том тягового реле. Щетки пружина¬ми щеткодержателей прижимаются к коллектору якоря стартера.
В целях улучшения искрообразо-вания в момент -запуска двигателя 331.10 при включении стартера 421.3708 происходит, также замыка-
ние вспомогательного контакта, за¬корачивающего дополнительный ре¬зистор катушки зажигания. После пуска двигателя следует немедленно отпустить ключ зажигания. При этом ток в цепи удерживающей обмотки прерывается, якорь тягового реле под действием усилия возвратной пружи¬ны отходит в первоначальное поло¬жение и рычаг выводит шестерню стартера из зацепления с венцом маховика. При этом контактный диск тягового реле размыкает глав¬ные и вспомогательные контакты, и электрическая цепь стартера прерывается.
В процессе эксплуатации необ¬ходимо периодически проверять на¬дежность крепления стартера, а так¬же наконечников проводов к клем¬мам тягового реле стартера и надеж¬ность их электрического контакта. В связи с потреблением старте¬ром большого электрического тока даже незначительные переходные со-
противления в его цепи приводят к падению напряжения и снижению мощности стартера. При техническом обслуживании следует проверить состояние наконечников проводов и деталей их крепления, не допуская их окисления и загрязнения.
Контрольная проверка стартера на стенде
Проверка эффективности работы стартера на стенде производится в режиме холостого хода и под на¬грузкой. Кроме того, проверяются отсутствие замыканий в обмотках стартера и тяговое реле его включе¬ния.
Источником питания стартера при его проверке может служить пол¬ностью заряженная аккумуляторная батарея 6СТ-55 или низковольтный агрегат постоянного тока напряже¬нием 12 В с максимальным током нагрузки не менее 500 А. Соедини¬тельные провода к источнику тока, амперметру и стартеру должны иметь сечение не менее 16 мм2.
Проверка на холостом ходу. Для испытания стартера на холостом хо¬ду его устанавливают на спе¬циальный стенд типа Sun GST215DC, ELKON U400 или аналогичный, либо при отсутствии такового зажимают в тисках. Электрическая схема под¬ключения стартера для проверки по¬казана на 11.13.
Исправный стартер при напряже¬нии на клеммах 12 В должен пот¬реблять ток не более 35 А для СТ-221 и 85 А для 421.3708, а частота вращения якоря должна быть (5000±500) об/мин. Если при проведении испытании наблюдаются повышенное потребление тока, по¬ниженная частота вращения якоря, а также шум во время работы стартера, то это указывает на элект¬рические или механические неисправ¬ности в результате некачественной сборки, межвитковое замыкание об¬мотки якоря или замыкание ее на массу.
Пониженная частота вращения якоря при нормальном напряже¬нии на клеммах стартера и малом потребляемом токе указывает на ненадежный контакт соединений про¬водов и недостаточное усилие прижи¬ма пружин щеток.
Проверка под нагрузкой. При ис¬пытании стартера под нагрузкой в ре¬жиме полного торможения схема его электрического подсоединения остается прежней (см. 11.13). При этом шестерня стартера вводит -ся в зацепление с заторможенным зубчатым венцом стенда.
В случае отсутствия испытатель¬ного стенда для измерения крутя¬щего момента на шестерню стартера надевают зажимное приспособление с рычагом, связанным с динамомет¬ром. Во избежание перегрева и повреждения обмотки включение стартера при испытании ограничи¬вается временем 4—5 с. Тормозной момент определяется произведением длины рычага на показание динамо¬метра.
При напряжении на клеммах 12 В и токе нагрузки не более 500 А для СТ-221 и 600 А для стартера 421.3708 исправный стартер должен обеспечивать крутящий момент не менее 1,4 кгс-м для СТ-221 и 1,6 кгс-м для 421.3708. Увеличение потребляемого тока с уменьшением указанного значения тормозного мо¬мента указывает на неисправность в обмотках якоря или возбуждения.
Падение тормозного момента и пот¬ребляемого тока ниже номинальных .значений происходит по причине на¬рушения контактов во внутренних соединениях стартера или ослабле¬ния усилия прижима щеток к коллек¬тору. При этом резкое падение на¬пряжения в цепи ниже 6 В говорит о неисправности или чрезмерном разряде аккумуляторной батареи. Если при проведении испытаний якорь стартера проворачивается в момент заторможенного состояния шестерни, происходит пробуксовка муфты свободного хода то она под¬лежит замене.
Проверка работоспособности тя¬гового реле стартера. В цепь пита¬ния обмотки тягового реле старте¬ра ввести амперметр, установить между ограничительным кольцом и шестерней привода прокладку тол¬щиной 12,8 мм для СТ-221 и 15 мм для 421.3708 и включить реле. Сила тока питания обмотки не должна превышать 23 А. Если ойа больше, то это указывает на неисправность обмотки реле или привода стартера.
В случае отклонения каких-либо рабочих параметров стартера от но¬минальных следует проверить его об¬мотку на отсутствие замыканий.
Проверка обмоток стартера на отсутствие замыкания на массу.
Отсоединить вывод обмотки воз¬буждения от тягового реле, при¬поднять изолированные щетки, от¬соединить провод шунтовой катуш¬ки от неизолированного щеткодер¬жателя, вынуть щетки из изолиро¬ванных щеткодержателей, отвернув предварительно винты крепления ще¬точных канатиков.
Подвести через контрольную лам¬пу напряжение 12 В к выводу об¬мотки возбуждения и к корпусу стартера. Загорание включенной в цепь контрольной лампы свидетель¬ствует о замыкании обмотки воз¬буждения на массу.
Аналогичным способом произво¬дится проверка отсутствия замыка¬ния на массу изолированных щет¬кодержателей. При этом напряже-
ние подводится к изолированному щеткодержателю и корпусу стартера.
Отсутствие замыкания коллектора или обмотки якоря на массу про¬веряется в следующей последова¬тельности: приподнять неизолиро¬ванные и изолированные щетки; подвести напряжение к пластинам (ламелям) коллектора и корпусу стартера. Если при этом происходит загорание контрольной лампы, то значит обмотка якоря замыкает на массу.
При обнаружении дефектов дета¬лей стартера, нарушающих его ра¬ботоспособность, стартер следует разобрать и отремонтировать.
Разборка стартера *
1. Отвернуть контактный болт
и отсоединить вывод обмоток воз¬
буждения.
2. Отвернуть винты крепления
тягового реле к крышке со стороны
привода и снять реле.
водом.
8. Легким ударом по торцу сдви¬
нуть цилиндрическую упорную шайбу
в сторону привода, затем с помощью
отвертки разжать пружинное зам¬
ковое кольцо и вывернуть его из
выточки вала якоря.
9. Снять пружинное кольцо, упор¬
ную шайбу с вала якоря и привод.
После разборки детали следует тщательно очистить от загрязне¬ний, промыть керосином и продуть сжатым воздухом.
Проверка технического состояния и ремонт деталей
Якорь. Проверить мегомметром или с помощью контрольной лампы, нет ли замыкания на массу. Напря¬жение через лампу подводится к пластинам коллектора и к сердеч¬нику якоря. Горение лампы указы¬вает на замыкание обмотки и пласти¬ны коллектора с массой. При про¬верке мегомметр должен показывать сопротивление не менее 10 кОм. Дефектный якорь заменить.
Контрольным прибором проверить, нет ли замыканий между секция¬ми обмотки якоря или пластинами коллектора, а также нет ли обрывов в месте припайки выводов секций обмотки к пластинам коллектора.
Проверку обмотки якоря на меж-‘ витковое замыкание производят из¬вестным способом (стальной плас¬тинкой) на специальном стенде. Для этого необходимо уложить якорь на шарикоподшипники стенда, а трансформатор стенда включить в сеть переменного тока напряжением 220 В. Затем на железо якоря вдоль оси наложить тонкую стальную пла¬стину и, медленно проворачивая якорь (придерживая при этом плас¬тину от проворачивания), наблюдать за пластиной. При наличии межвит-кового замыкания пластина начнет вибрировать и притягиваться соот¬ветствующим пазом якоря.
Осмотреть рабочую поверхность коллектора и проверить его биение относительно цапф вала. Загрязнен¬ную или пригоревшую поверхность следует зачистить мелкозернистой шлифовальной шкуркой зернис¬тостью 80 или 100.
При значительном повреждении поверхности или ее биении свыше 0,05 мм коллектор необходимо про¬точить на токарном станке, снимая как можно меньший слой металла. После проточки также прошлифо¬вать коллектор мелкозернистой шли¬фовальной шкуркой. Слюду между пластинами коллектора стартера не подрезать, так как медная щеточ-
ная пыль с грязью будет наби¬ваться в канавки, что может нару¬шить нормальную работу стартера.
На поверхности шлицев и цапф вала якоря не должно быть зади-ров, забоин и значительного изно¬са. При наличии на поверхности вала следов желтого цвета от втул¬ки шестерни их следует удалить мелкозернистой шлифовальной шкуркой, так как они могут стать причиной заедания шестерни на валу.
Привод. Зубья шестерни не долж¬ны иметь значительного износа. Если на заходной части зубьев имеются забоины, то их необходимо под-шлифовать мелкозернистым шли¬фовальным кругом малого диаметра. Шестерня должна легко проворачи¬ваться относительно ступицы муфты свободного хода, но только в направ¬лении вращения якоря при запуске двигателя.
Изношенные или поврежденные детали привода подлежат замене.
Статор. Проверить мегомметром или с помощью контрольной лампы, нет ли замыкания обмотки статора на массу. Напряжение через лампу подводится к общему выводу обмот¬ки и к корпусу стартера. Если лампа горит или мегомметр показы¬вает сопротивление меньше 10 кОм, а также при наличии на обмотке следов перегрева (почернение или обугливание изоляции), ее следует заменить.
Для замены катушек обмотки необходимо снять полюса, вывернув пресс-отверткой крепежные винты. Перед снятием полюсов следует по¬метить взаимное положение корпуса и полюсов, сохранив его после сбор¬ки стартера.
Перед установкой обмотку реко¬мендуется подогревать примерно до 50 °С, чтобы придать ей гибкость и-облегчить укладку на полюсах. Затяжку полюсов винтами нужно производить до отказа, чтобы воз¬душный зазор между якорем и полюсами выдерживался в перво¬начальных размерах: 0,38 мм при
проверке щупом. Перед заверты¬ванием винты рекомендуется опус¬тить в натуральную олифу, а после затяжки зачеканить их головки по шлицу.
Крышки. Если на крышках есть трещины или сколы, заменить их но¬выми. Аналогично осматриваются подшипники (втулки) вала якоря в крышках. При наличии дефектов или при повышенном износе их также заменяют. В задней крышке (со стороны коллектора) проверить сос¬тояние щеткодержателей, надеж¬ность их крепления.
Щеткодержатели положительных щеток не должны замыкать на мас¬су. Щетки должны свободно пере¬мещаться в щеткодержателе. При износе щеток по высоте до 12 мм на СТ-221 и 6—7 мм на стартере 421.3708 их следует заменить новы¬ми, предварительно притерев к коллектору.
Проверить динамометром усилие, с которым пружины воздействуют на щетки (см. табл. 11.8).
Тяговое реле стартера. Проверить легкость перемещения якоря реле и состояние обмоток, изоляционных материалов и контактов. Если кон¬такты подгорели, произвести зачист¬ку их мелкозернистой шкуркой или бархатным напильником. При значи¬тельном износе головок контактных болтов в месте соприкосновения их с контактным диском болты надо раз¬вернуть на 180°.
Проверить сопротивление обмотки реле, надежность соединения ее вы¬водов с массой и присоединитель¬ными элементами, а также отсутст¬вие следов перегрева или замыка¬ний.
Поврежденное реле заменить но¬вым.
Сборка стартера
Перед сборкой надо смазать мо¬торным маслом винтовые шлицы вала якоря, ступицы муфты свобод¬ного хода, шестерню и втулки обеих
крышек, а поводковое кольцо при¬вода — смазкой Литол-24.
До начала сборки следует про¬верить и отрегулировать осевой сво¬бодный ход вала якоря, предвари¬тельно собрав вместе крышки, кор¬пус и якорь (можно без привода) и затянув гайки стяжных шпилек. Осевой люфт якоря для обеспече¬ния работоспособности должен быть 0,07—0,7 мм. Изменение свобод¬ного хода якоря достигается под¬бором количества и толщины регули¬ровочных шайб на передней (для СТ-221) или задней (для 421.3708) шейках вала якоря. Подобрав регу¬лировочные шайбы, можно присту¬пать к сборке стартера, которая выполняется в порядке, обратном разборке.
После сборки проверить работо¬способность стартера на стенде.