В качестве стартеров применяют четырехполюсные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением. Сила тока, питающего стартер при его работе, зависит от напряжения на зажимах стартера и скорости вращения якоря.
Обмотка якоря и обмотка возбуждения выполнены из проводов большого сечения, и малой длины, поэтому стартеры обладают малым сопротивлением, в результате чего при полном торможении якоря в момент включения стартеры СТ2, СТ130-Б и СТ103 потребляют силу тока, достигающую 600-850А. При вращении якоря его обмотка пересекает силовые линии магнитного потока возбуждения, и в проводниках якоря индуктируется э. д. с., действующая навстречу току в цепи стартёра и уменьшающая силу этого тока. При холостом ходе якоря (без нагрузки) скорость вращения его возрастает до 5 тыс. об/мин, при этом сила тока снижается до 80-110А.
С увеличением силы тока, питающего стартер, возрастает магнитный поток возбуждения, который, взаимодействуя с магнитным потоком якоря, развивает большой крутящий момент, что облегчает пуск двигателя. Наибольший крутящий момент будет при неподвижном якоре, когда в цепи стартера сила тока максимальна.
Стартеры СТ2 и СТ130-Б.
Стартеры СТ2, устанавливаемые на автомобиле ЗИЛ-131 , и СТ130-Б - на автомобиле ГАЗ-66 - четырехполюсные, напряжением 12 В, мощностью 1,4-1,5 л. с., с принудительным электромагнитным включением шестерни привода и дистанционным управлением. Стартеры имеют аналогичные электрические схемы и устройство. Стартер СТ2 герметизированный.
Обмотка возбуждения разделена на две параллельные ветви. Вал якоря вращается в трех скользящих подшипниках. В стартере СТ2 герметизация корпуса и тягового реле обеспечивается резиновыми кольцами 10, 16 и 17 (рис. 47), а место крепления передней крышки с картером маховика - резиновым кольцом 26.
1 - упорное кольцо; 2 - шестерня; 3 - муфта свободного хода; 4 - буферная пружина; 5 - поводковая муфта; 6 - пружина; 7 - корпус; 8 - стяжной болт; 9 - якорь; 10, 16, 17 и 25 - резиновые кольца; 11 - коллектор; 12 и 24 - крышки; 13 - защитный колпак; 14 - щетка; 15 - обмотка возбуждения; 18 - зажим реле; 19 - контактный диск; 20 - обмотки; 21 - якорек; 22 - возвратная пружина; 23 - регулировочный винт; 25 - рычаг
Тяговое реле служит для введения шестерни стартера в зацепление с шестерней маховика и включения рабочего тока в цепь стартера. Втягивающая 3 и удерживающая 4 обмотки (рис. 48) намотаны на латунной втулке 2 и защищены магнитопроводом 5. При прохождении тока магнитные потоки обеих обмоток обеспечивают втягивание якорька 7, который перемещает контактный диск 1 в сторону главных зажимов; одновременно при перемещении рычага привода происходит зацепление шестерни, стартера с шестерней маховика.
Реле включения служит для включения электрической цепи обмоток тягового реле при пуске двигателя и автоматического выключения стартера после пуска двигателя в том случае, когда водитель несвоевременно поворачивает ключ выключателя зажигания из второго в первое правое положение.
При установке ключа выключателя зажигания во второе правое положение ток в цепи обмотки реле включения проходит по следующему пути (см. рис. 48):
положительный зажим батареи - зажим тягового реле - выключатель зажигания ВЗ - обмотка реле включения - зажим Я реле-регулятора - зажим Я генератора - обмотка якоря генератора - масса - выключатель батареи - отрицательный зажим батареи.
1 - контактный диск; 2 - латунная втулка; 3 - втягивающая обмотка; 4 - удерживающая обмотка; 5 - магнитопровод; 6 - шип; 7 - якорек; 8 - возвратная пружина; 9 - контакты; 10 - ярмо; 11 - обмотка; 12 - пружина; 13 - якорек; 14 - латунная пластина; 15 - ограничитель подъема якорька; К, Б, С - зажимы реле; ВЗ - выключатель зажигания; ВБ - выключатель батареи; КЗ - зажим тягового реле
Ток обмотки реле включения намагничивает сердечник, якорек 13 притягивается к нему и замыкает контакты 9, после чего включается цепь обмоток тягового реле. От положительного зажима батареи ток протекает на зажим тягового реле - зажим Б реле включения - ярмо 10 - якорек 13 - контакты 9 - зажим С реле включения - зажим тягового реле, а затем разветвляется на две параллельные ветви:
а) удерживающая обмотка 4 - масса;
б) втягивающая обмотка 3 - обмотка возбуждения стартера - изолированные щетки - коллектор - обмотка якоря - коллектор - массовые щетки стартера - масса. Затем ток возвращается через выключатель батареи на отрицательный зажим батареи.
При прохождении тока по обмоткам тягового реле якорек 7 втягивается внутрь магнитопровода и при помощи рычага 25 (см. рис. 47) вводит шестерню 2 стартера в зацепление с шестерней маховика. При этом контактный диск 1 (см. рис.48) замыкает цепь стартера и аккумуляторной батареи, включая рабочий ток; одновременно диск 1 закорачивает втягивающую обмотку 3 тягового реле и добавочное сопротивление катушки зажигания. При замыкании диском 1 основных зажимов тягового реле прекращается протекание тока во втягивающей обмотке 3, и якорек во втянутом положении будет удерживаться только одной обмоткой 4.
После того как двигатель пущен, водитель поворачивает ключ выключателя зажигания из второго в первое правое положение. Цепь тока, проходящего через обмотку реле включения, прерывается, контакты реле размыкаются и прерывают, цепь удерживающей обмотки 4 тягового реле. В этот момент втягивание якорька 7 прекращается, и под действием возвратной пружины 8 шестерня стартера выйдет из зацепления с шестерней маховика, а контактный диск 1 выключит рабочую цепь стартера. Если после пуска двигателя ключ выключателя зажигания не переводить в первое правое положение, то стартер отключится автоматически. Так как напряжение генератора направлено встречно напряжению батареи и уменьшает силу тока в цепи обмотки реле включения, то намагничивание сердечника уменьшается, и пружина якорька размыкает контакты реле. При этом выключается цепь обмоток тягового реле, пружина 8 возвращает якорек 7 и все детали привода стартера в первоначальное положение.
Червячная нарезка на валу якоря (см. рис. 47) при включении стартера обеспечивает не только поступательное перемещение, но и вращательное движение втулки привода и, следовательно, шестерни 2, что облегчает зацепление шестерни стартера с шестерней маховика.
Если при включении стартера торец зуба шестерни 2 упрется в торец зуба шестерни маховика, то якорек 21 тягового реле, продолжая втягиваться внутрь магнитопровода, через рычаг 25 сожмет буферную пружину 4. В то же время контактный диск 19 замкнет главные зажимы 18 тягового реле, включая рабочий ток в стартер.
Якорь стартера, а вместе с ним шестерня 2 повернутся, и сжатая пружина 4 быстро введет шестерню 2 стартера в зацепление с шестерней маховика.
В случае заклинивания шестерни стартера в шестерне маховика в момент выключения стартера пружина 6 позволяет отвести контактный диск 19 тягового реле от главных зажимов 18, что предотвратит бесцельный разряд батареи через стартер. В это время усилием возвратной пружины 22 якорек 21 отходит от зажимов 18; при этом рычаг 25, перемещая левую половину разрезной поводковой муфты 5, сжимает пружину 6.
Муфта 3 свободного хода предупреждает передачу вращения от маховика на якорь стартера после пуска двигателя, что предотвращает разнос якоря.
Устройство и действие муфты аналогично муфтам стартеров СТ130, СТ113 и др. Винтом 23 регулируют момент замыкания контактного диска 19 с зажимами 18 тягового реле при зазоре 2-4 мм между торцом шестерни привода и упорным кольцом 1.
Стартер СТ103.
Стартер СТ103 - четырехполюсный напряжением 24 В, мощностью 9-11 л. с. (в зависимости от емкости аккумуляторной батареи) с электромагнитным включением и дистанционным управлением устанавливают на двигателях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238.
Увеличение мощности стартера СТ103 по сравнению со стартерами СТ130-Б и СТ2 достигнуто повышением напряжения до 24 в и силы тока до 850 А. Для уменьшения сопротивления стартера обмотка якоря и обмотка возбуждения стартера выполнены из проводов большего сечения и в каждый щеткодержатель установлено по две щетки. Каждые две противоположные щетки соединены параллельно. Все четыре щетки изолированы от массы. Обмотка возбуждения распределена на две параллельные ветви. По одному концу обеих пар катушек обмотки возбуждения соединено на массу.
Якорь вращается в трех скользящих подшипниках. Выброс проводников из пазов якоря предотвращается установкой бандажей 28 (рис. 49), состоящих из стальной проволоки, намотанной на картонную прокладку. Витки проволоки скрепляются скобами и пайкой.
а - общий вид стартера; б - детали механизма привода; в - траверса щеткодержателей;
1 - зажим; 2 - соединительная шина; 3 - щетки; 4 - зажим тягового реле; 5 - контактный диск; 6 - тяговое реле; 7 - якорек; 8 - регулировочный винт; 9 - серьга; 10 - рычаги; 11 - возвратная пружина; 12 - шестерня; 13 - масленка; 14 - сухарь; 15 - упорное кольцо; 16 - ленточная нарезка вала; 17 - пружина; 18 - ведущая гайка; 19 - шайба на ступице стакана; 20 - стакан; 21 - буферная пружина; 22 - палец рычага; 23 - ступица стакана; 24 - фланец среднего подшипника; 25 - обмотка якоря; 26 - обмотка возбуждения; 27 - якорь; 28 - бандажи; 29 - пружина щетки; 30 - коллектор; 31 - траверса щеткодержателей; 32 - щеткодержатели; 33 - соединительная шинка двух противоположных щеток; 34 - изоляционная прокладка; Б - углубление на нарезке вала; В - выступы ведущей гайки.
Привод стартера - комбинированный, т. е. включается шестерня принудительно от тягового реле, а выключается автоматически. В тяговом реле стартера удерживающая 5 и втягивающая 3 обмотки (рис. 50) намотаны на латунную втулку 6. Магнитные, потоки обмоток действуют в одном направлении. Стальной якорек 8 перемещается в латунной втулке; шип 7 входит в паз 9 якорька и не позволяет ему провертываться при регулировке привода. Медный контактный диск 1 изолирован от латунного штока 4. Обмотки реле включаются в цепь выключателем ВК-50. Действие обмоток реле аналогично действию обмоток тягового реле стартеров СТ2 и СТ130-Б.
При прохождении тока в обмотках тягового реле 6 (см. рис. 49) якорек 7, втягиваясь внутрь магнитопровода, через винт 8, соединительную серьгу 9 и рычаги 10 перемещает стакан 20 по валу якоря. Стакан торцом своей ступицы перемещает ведущую гайку 18 по червячной нарезке вала. Гайка 18 через пружину 17 перемещает шестерню 12 вдоль вала до упорного кольца 15 и вводит ее в зацепление с шестерней маховика. Усилие от гайки на шестерню передается выступами В гайки, входящими в прорези шестерни.
PC103 - тяговое реле; ВК318 - выключатель аккумуляторной батареи; ВК50 - выключатель стартера; 1 - контактный диск; 2 - магнитопровод; 3 - втягивающая обмотка; 4 - шток; 5 - удерживающая обмотка; 6 - латунная втулка; 7 - шип; 8 - якорек; 9 - паз в якорьке; 10 - регулировочный винт; 11 - серьга; 12 и 14 - рычаги; 13 - возвратная пружина; 15 - крышка; 16 и 19 - пружины; 17 - контактный болт; 18 - контактный диск; 20 - шток; 21 - корпус; 22 - гайка крепления выключателя; 23 - кнопка; 24 - контакт, соединенный с массой; 25 - изолированный контакт; 26 - контактный диск; 27 - кнопка выключения; 28 - кнопка включения.
В случае упора торцов зубьев зацепляемых шестерен окружной зазор в резьбе вала и шестерни 12 (см. сечение по А-А) допускает поворот шестерни относительно вала якоря на один зуб, что облегчает введение шестерен в зацепление.
В конце хода шестерни контактный диск 5 тягового реле включает цепь рабочего тока стартера и якорь начинает вращаться.
При вращении якоря вследствие трения ступицы 23 стакана о вал якоря происходит перемещение стакана в первоначальное положение, при этом палец 22 рычага 10 скользит по винтовому пазу стакана. В это время ведущая гайка 18 прижимает шестерню 12 к упорному кольцу 15.
После пуска двигателя шестерня маховика значительно увеличит число оборотов шестерни 12 стартера, которая, перемещаясь по резьбе вала, выйдет из зацепления с шестерней маховика. Пружина 21 смягчает удар торца шестерни 12 о ступицу 23.
При отключении стартера возвратная пружина 11 устанавливает якорек 7 и рычаги 10 в исходные положения. Ведущая гайка 18 фиксируется в исходном положении углублениями Б вала якоря.
В.М. Кленников, Н.М. Ильин
Статья из книги «Устройство грузового автомобиля» . Читайте также другие статьи из
Глава «Электрооборудование»:
- Аккумуляторные батареи
- Генераторы и реле-регуляторы
- Приборы зажигания
- Контактно-транзисторная система зажигания
- Контрольно-измерительные приборы. Приборы освещения и сигнализации
Как известно, нормальное функционирование автомашины без хорошего и чёткого пуска невозможно. Настраивая систему электропуска машины, немаловажное значение следует уделять схеме «стартер-реле». Важно знать, как подключить реле стартера, чтобы не возникало никаких сложностей во всей системе запуска.
Основное реле стартера
Система электропуска авто включает помимо стартера и реле, также элементы включения/отключения стартера, различные провода соединительного типа, главный источник питания (АКБ) и т.д.
Реле или ВР стартера приводится в действие после поворота ключа в замке зажигания. Якорь ВР и рычаг муфты свободного хода смещаются, и бендикс входит в зацепление с венцом маховика. Таким образом, обеспечивается нормальный пуск двигателя.
Чтобы суметь отрегулировать систему, надо отсоединить проводку тока от ВР. Управляющий вывод обозначен на клемме буквой М.
Затем аккумуляторная батарея снимается с родного места и подсоединяется к выводам М и S, обозначенных на клеммах. Таким образом, целью проделанной операции становится смещение бендикса. И чтобы осуществить подключение ВР к стартеру, следует прежде настроить зазор между бендиксом и упором. Также рекомендуется провести регулировку прокладки, находящейся между приводом и ВР.
Добавочное ВР стартера
На современных автомобилях априори предусмотрено добавочное ВР стартера. На старых авто реле устанавливается и подключается уже самостоятельно.
Преимущества установки дополнительного ВР налицо:
- Защищает стартерное устройство от выгорания контактов в замке, что происходит по разным причинам (долгий запуск, банальный износ и т.д.);
- Влияет положительно на загрузке контактов того же замка зажигания, вследствие чего контакты дольше остаются работоспособными;
- Защита стартера от ситуации, когда по причине «глюка» ключа в замке зажигания (мотор запустился, а стартер продолжает крутиться).
Проверить, установлено ли добавочное ВР на автомобиле, можно так:
- Посмотреть в «черном ящике» (блоке предохранителей);
- Включить стартерное устройство в режиме продувки мотора – если добавочное реле стоит, то стартер обязан самостоятельно отключиться через несколько секунд.
Подключение добавочного ВР
Вот как осуществляется подключение:
- Зафиксировать реле в любом удобном месте (можно на шпильке бачка жидкости для очистки стёкол);
- Подвести кабель к стартеру;
- Снять с плоской клеммы основного реле красный проводок, а на его место вставить проводку от добавочного ВР;
- Другой провод нового ВР с наконечником на 8 мм соединить с плюсом стартера;
- Контакт 30 добавочного ВР надеть на освобождённый контакт основного ВР;
- Прикрутить к корпусу (массе) короткий проводок под номером 85.
Добавочные реле можно приобрести в магазинах. Они продаются в комплекте, где всё предусмотрено для правильной самостоятельной установки.
Отвечает за ввод и вывод стартера из состояния зацепления с автомобильным двигателем. Этот маленький и несложный механизм имеет большое значение для нормальной работы ДВС.
Конструкция и принцип работы реле включения стартера ВАЗ 2109
Функционирование реле основывается на электромагнетизме: медный проводник наматывается на трубчатый сердечник устройства, а когда ток проходит через эту конструкцию, возникает магнитное поле. Под влиянием образовавшегося силового поля якорь, расположенный в трубке, втягивается внутрь.
В конструкции описываемого устройства имеется две катушки.
Включение первой отмечается в тот момент, когда на реле подается напряжение, вторая начинает работать после того, как якорь заходит в сердечник.
Якорная обгонная муфта связана рычагом непосредственно с якорем. За счет этого реле, во-первых, контролирует процесс подачи на ДВС напряжения, во-вторых, дает возможность шестерне сцепиться с маховиком .
Дополнительное реле стартера ВАЗ 2109 располагает несколькими контактными выводами. Два из них передают от ток, а один имеет статус управляющего (от него к замку зажигания транспортного средства тянется провод), который и контролирует работу всего устройства. Управляющий вывод является самым тонким, а силовые контакты внешне похожи на болты относительно большой толщины (они крепятся на текстолитовой крышке). Внутри реле контакты имеют прямоугольную либо круглую форму.
Как видите, конструкция реле достаточно проста, любой автолюбитель разберется в ней, потратив совсем немного времени. Задача данного узла машины – передавать на маховик стартера крутящего момента за счет выключения питания и разъединения провода после запуска мотора ТС.
По каким причинам реле стартера может выйти из строя?
Чаще всего поломка данного устройства вызывается подгоранием его контактов. Явления весьма распространенное, обусловленное тем, что через реле проходит ток с большой силой (от 80 до 300 А). Из-за этого может образоваться искровой промежуток, который и становится причиной подгорания контактов. Это в свою очередь приводит к малой проводимости электрической энергии.
Также нередко на втягивающем реле отмечается обрыв обмотки. В тех случаях, когда такая беда случается в середине обмотки, водителю ничего не остается, как купить и установить новое устройство. А вот, когда обрыв возникает в зоне спайки обмотки и контакта, ситуацию можно исправить, заменив поврежденный участок.
Как отремонтировать втягивающее устройство?
Для выполнения ремонта автолюбителю нужно будет разобрать механизм, руководствуясь следующей схемой:
- сначала снимается гайка, удерживающая провод, соединяющий нижний контакт втягивающего устройства с обмоткой стартера;
- затем от стартера отсоединяется корпус (сделать это несложно, используя обычную отвертку).
К корпусу реле прикручена задняя крышка. Ее требуется снять (выкрутить болт), чтобы иметь возможность зачистить контакты при помощи надфиля. Так решается проблема образования нагара.
Заголовок
Движение любого автомобиля начинается с запуска двигателя. Если Вы хотите понимать принципы работы основных узлов авто, то рекомендуем начать изучение именно с системы пуска. Одно из самых уязвимых мест этой системы реле стартера. О такой детали слышали практически все, но далеко не многие понимают принцип ее работы. Прежде чем начать разговор о реле стартера, стоит заметить, что конструкция автомобиля имеет одновременно две детали с таким названием, только первая, отвечает за включение стартера, оно находится обычно в моторном отсеке, а вторая втягивающее реле стартера.
Основные компоненты и принцип работы системы пуска двигателя
Чтобы понять работу системы пуска, стоит рассмотреть сначала устройство стартера автомобиля. Назначение стартера заключается в осуществлении запуска двигателя. Устройство стартера у всех автомобилей идентично, отличаются только размерами или параметрами. Итак, конструкция состоит из таких обязательных элементов:
- Электрический мотор постоянного тока;
- Бендикс;
- Втягивающее реле стартера.
Главную роль здесь выполняет электрический мотор, а бендикс и реле стартера являются вспомогательными элементами. В состав электромотора входят стандартные элементы такие как статор, ротор, а также щеточный узел стартера. Бендикс, хоть самая малая деталь, но выполняет очень важную роль. Он необходим для передачи вращения от электродвигателя к зубчатому венцу маховика двигателя, тем самым обеспечивается запуск.
До 2000 года бендикс был расположен на одном валу с ротором, а потом появилось новая компоновка, где бендикс стал иметь свой отдельный вал и вращаться посредством редуктора.
Поэтому иногда мы слышим такое название как стартер редукторный. Втягивающее реле стартера более сложный элемент и выполняет сразу несколько функций:
- Перераспределение электроэнергии, подающейся от аккумулятора, между электрическим магнитом реле стартера и электромотором;
- Синхронизация работы всех узлов при запуске двигателя;
- Подача шестерни бендикса до зацепления с зубчатым венцом маховика;
- Возврат рабочей шестерни после запуска двигателя на исходную позицию.
Принцип работы стартера заключается в следующем: для того, чтобы запустить двигатель автомобиля в рабочий режим надо принудительным образом проводить вращение коленчатого вала до того времени, пока топливная смесь в цилиндрах не начнет гореть.
Обычно для запуска исправного двигателя необходимо довольно мало времени. Вот задачей втягивающего реле стартера и есть удерживать зацепление шестерни бендикса с маховиком и вращать коленвал равно до тех пор, пока пуск не произойдет. Ни больше и не меньше. Если продержать дольше, то можно поломать детали, а если меньше, то мотор не заведется.
Устройство и принцип работы втягивающего реле
К основным частям втягивающего реле стартера относятся:
- Корпус;
- Якорь;
- Электромагнит с втягивающей и удерживающими обмотками;
- Возвратная пружина;
- Контактная пара.
При повороте ключа замка зажигания поступает электрический ток на втягивающую обмотку, которая притягивает якорь в сердечник. Якорь при помощи рычага передвигает рабочую шестерню бендикса к зубчатому венцу маховика до полного зацепления.
После достижения сердечником крайнего положения происходит замыкание пары контактов, так называемых «пятаков». Это включает удерживающую обмотку и подачу тока на электромотор, который и начинает вращать маховик двигателя, находящийся в зацеплении с шестерней.
После запуска двигателя контакты размыкаются, якорь вместе с рабочей шестерней и обгонной муфтой перемещаются в первоначальное положение
Так выглядит процесс абсолютно каждого авто. Теперь, если Ваше авто вдруг не хочет заводиться, то вы, зная принцип работы стартера, сможете выявить проблему, а возможно даже исправить самостоятельно.
Самостоятельный ремонт
Разборка стартера начинается только в том случае, если присутствуют основные признаки неисправности стартера:
- Поворот ключа в замке зажигания не приводит стартер в действие;
- Электромотор не отключается после того как двигатель завелся;
- Электромотор вращается, а коленвал нет;
- Слышен сильный скрежет во время движения.
Самостоятельного ремонта особо не стоит бояться. В последнее время многие производители выполняют втягивающее реле неразборной конструкцией, то есть корпус залит пластиком или текстолитом. Ремонт такой детали не производится, а разборка стартера нужна только для того чтобы открутить одну деталь, а на ее место поставить другую. А может нужно просто поменять щетки в щеточном узле, что тоже не особо сложно. Однако, более сложные поломки стоит выполнять все-таки профессионалам, ведь более тщательная разборка стартера требует не только квалификации, а также наличие специального инструмента.
