Все про автомобільний стартер

Під час роботи двигуна частина отриманої енергії витрачається на підтримання процесу, тобто обертання колінчастого валу і рух поршнів. Але для переходу в робочий режим двигун потрібно підштовхнути ззовні. Забезпечення цього початкового імпульсу і бере на себе стартер.

Трохи історії

Необхідність «стартувати» двигун існує стільки ж, скільки і сам двигун внутрішнього згоряння. Першим стартером була «заводна рукоятка», за допомогою якої колінчастий вал прокручувався за рахунок зусиль самого водія. Свою функцію вона, безсумнівно, виконувала, але конструктори постійно шукали спосіб зробити пуск автомобіля більш простим і зручним. У пошуках рішення намагалися використовувати і стиснене повітря, і пружинний механізм, і безліч інших ідей, але серйозної і надійної альтернативи не було до 1910 року. Саме в той рік загинув один власників компанії «Cadillac», якому при спробі запустити двигун автомобіля рукоятка, що відскочила, потрапила в голову. Цей трагічний випадок спонукав розпочати розробку реальної альтернативи механічному пуску, і перший електричний моторчик, який запускає двигун, був встановлений на Cadillac Model 30 вже в 1912 році. Для зменшення навантаження на електромотор використовувався редуктор, і навіть малопотужний агрегат цілком справлявся зі своїм завданням.

Cadillac Model 30 – перший в світі автомобіль
з електричним стартером і електричними фарами

Більше 100 років від експериментального прототипу до обов'язкового елементу кожного транспортного засобу – такий шлях пройшов автомобільний стартер.

Пристрій і принцип роботи

Основні елементи стартера і їх функції:

• електромотор приводить в рух весь пристрій;
• втягувальне реле підводить бендикс до маховика колінчастого вала, а після зчеплення зубців шестерень бендикса і колінчастого вала замикає контакти електромотора;

• Бендикс передає момент обертання від електромотора на колінчастий вал через маховик.

Стартер підключається до плюсової клеми акумулятора (через товстий кабель) і до блоку запалювання (через тонкий дріт). Заземлення відбувається через контакт з двигуном і від нього – з «масою».

Електрична схема підключення стартера

При повороті ключа запалювання в крайнє праве положення струм від акумулятора починає надходити на обмотку втягувального реле.

Якір втягувального реле надає руху бендиксу.

В крайньому висунутому положенні бендикс входить в зачеплення з маховиком, після чого замикається контакт на електромотор.

Мотор починає рухатися, обертає бендикс, а він в свою чергу обертає колінчастий вал через зчеплення з маховиком.

Тільки-но двигун запускається і колінчастий вал починає обертатися швидше, ніж мотор стартера, бендикс від'єднується від маховика і повертається у висхідне положення завдяки поворотній пружині. Після цього можна повернути ключ запалювання вліво, і струм не буде подаватися на стартер.

Види стартерів

Стартери для легкових автомобілів розрізняються за типом конструкції.

• Безредукторний (простий) стартер має більш просту конструкцію з бендиксом, встановленим безпосередньо на валу якоря.

Такі стартери застосовуються на малопотужних бензинових двигунах. Завдяки більш простій конструкції вони легше ремонтуються, швидше спрацьовують (зчеплення бендикса і маховика відбувається майже миттєво), легші за вагою і дешевші. Мінусом цієї конструкції є порівняно невелика потужність, через яку їх не застосовують для запуску потужних двигунів. Ще один недолік – чутливість до низьких температур.

• Редукторний стартер – конструкція, в якій вал якоря з'єднується з бендиксом через планетарний редуктор.

Використання редуктора дозволило посилити потужність і пусковий момент без збільшення розмірів самого агрегату (редукторні стартери майже в 2 рази легші, ніж безредукторні), забезпечує нормальний пуск навіть при втомленому акумуляторі. Така конструкція дозволяє запускати потужні бензинові і дизельні двигуни, в тому числі на вантажівках і спецтехніці. Основний недолік – наявність додаткового вузла, в якому можуть виникати несправності.

Технічні характеристики

Як і будь-яке електроустаткування автомобіля, стартер повинен відповідати іншим компонентам, з якими він безпосередньо пов'язаний. Цю відповідність можна визначити за технічними характеристиками, які вказує виробник.

• Напруга живлення (V) має відповідати номінальній напрузі акумулятора. Для легкових автомобілів це 12V.
• Потужність (кВт) – показник максимального зусилля, яке розвиває стартер для прокручування колінчастого валу. Може становити від 0,7 до 9 кВт.
• Струм навантаження (A) – це енерговитрати стартера. Визначається в режимах максимальної потужності, в загальмованому стані і на холостому ходу. Безпосередньо залежить від показника струму холодної прокрутки акумулятора.
• Пускова частота обертання (об/хв) залежить від характеристик двигуна. Запустити бензиновий мотор на порядок легше, ніж дизельний. Частота обертання може становити від 40-60 до 100-250 об/хв (для потужних дизелів).
• Момент опору провертанню (Нм) – це скоріше характеристика двигуна, ніж стартера. Позначає зусилля, необхідне для прокручування колінчастого вала. Виходячи з цього показника, розраховується потужність і струм стартера.
• Напрямок обертання (вліво або вправо) враховується при виборі стартера з асиметричним кріпленням.
• Кількість зубців шестерні бендикса (зазвичай від 8 до 13, частіше 9 або 10).
• Передаточне відношення – залежність між оборотами електромотора і бендикса. У безредукторних стартерах становить 1: 1, в редукторних – більше, до 1: 4.
• Лінійні розміри, тип і кількість отворів під кріплення, типи використовуваних клем і роз'ємів і т.д.

Несправності і їх причини

Проблеми стартера виникають з різних причин: це і механічне знощення деталей, від якого не застрахована жодна техніка, і людський фактор, і несправності пов'язаних зі стартером елементів. При цьому проблеми в стартері наростають лавиноподібно: навіть маленька несправність швидко призводить до більш серйозних. Але є і хороша новина: в деяких випадках стартер можна відремонтувати, якщо замінити частину, що вийшла з ладу, або ремкомплект.

Деталі стартера, які найчастіше виходять з ладу

Крім стартера, проблеми з запуском може давати акумулятор, проводка, маховик коленвала, замок запалювання і заземлення двигуна. Іноді замість дорогого ремонту досить просто очистити клеми від шару окислів, щоб повністю усунути проблему.

До механічного зношування схильні в першу чергу втулки вала (в деяких моделях замість них встановлюються підшипники). При цьому починається биття вала під час обертання, через що швидко виходить з ладу колектор якоря, шестерня бендикса, редуктор і навіть зубці маховика.

Інші проблеми зі стартером і їх причини:

• Стартер ніяк не реагує на поворот ключа запалювання. Причиною може бути замикання обмотки тягового реле або заїдання якоря втягувального реле. В цьому випадку тягове реле ремонтується або замінюється. Інші причини – відсутність струму від АКБ: розряджений акумулятор, проблеми з клемами і проводкою, проблеми з замком запалювання.
• Стартер працює, але колінчастий вал НЕ провертається. Причина, швидше за все, в зносі шестерень бендикса, редуктора або маховика коленвала. Інша причина – несправність обгонів муфти, яка відповідає за від'єднання Бендикс від маховика після старту двигуна.

Знос редуктора

• Стартер працює повільно і колінвал провертає теж повільно. Причини: знос щіток і, як наслідок, поганий контакт з колектором, підгоряння або замикання в колекторі, замикання в обмотках якоря або статора, обриви обмотки. Інші причини – недостатня потужність струму через недозаряженного акумулятора або сильно окислених клем.

Результат зносу токоз'ємного колектора

• Сторонні звуки при роботі стартера (скрип, скрегіт) – знос шестерень.
• Стартер не відключається після запуску двигуна. Причина може бути в поломці пружини віддачі або заїдання тягового реле. Інша причина – несправність в замку запалювання.

Іноді досить складно виявити причину несправності: на перших порах проблема може з'являтися не постійно, а час від часу, і тільки в майстерні вдається знайти її джерело. Проте, навіть при одноразовому збої роботи стартера краще звертатися на СТО відразу: чим менше «мучити» проблемний агрегат, тим більше шансів обійтися тільки ремонтом, а не заміною.

Чому згорає стартер?

Взимку попит на стартери помітно підвищується: на холоді запустити двигун набагато складніше, і у водіїв (та й досвідчених теж) стартери буквально згоряють від надмірного навантаження. Чому так відбувається і як цього уникнути?

Зима – не найсприятливіший час для автомобіля: акумулятор розряджається швидше, моторне масло загусає, провернути двигун стає набагато важче, мотор, особливо дизельний, не починається за секунду, як це було влітку. І все навантаження падає на стартер і акумулятор, які в парі змушені боротися з труднощами. При запуску на стартер подається досить потужний струм, який в лічені секунди перегріває електричні обмотки і контакти. Якщо струм буде подаватися досить довго, від перегріву агрегат в буквальному сенсі згорає і ремонту вже не підлягає.

Друга причина дострокової смерті стартера – присадки в дизпаливо, які, знову-таки, використовуються взимку. У деяких випадках домішки в паливі викликають під час запуску детонацію в циліндрах, чому маховик коленвала робить різкий ривок, що виводить з ладу стартер.

Щоб уникнути цих неприємностей, потрібно пам'ятати, що безперервна робота стартера не повинна перевищувати 10, максимум 15 секунд, після чого буде потрібно час на його охолодження (близько 0,5-1 хвилини). При несправному акумуляторі, окислених контактах або проблемної проводці шанси спалити стартер зростають у декілька разів. Зима – це щось чарівне час, коли стежити за станом всієї автоелектрики потрібно особливо ретельно.

Детальніше про те, як вибирати стартер і на що звертати увагу, читайте наш "Гід покупця".