Назначение, особенности устройства и принцип работы стартера автомобиля

Виды

По устройству, стартеры бывают:

Без редуктора

Редуктор – это промежуточный механизм, основная задача которого – снижения усилий при вращении. В таких моделях коленчатый вал имеет непосредственное сцепление с шестерней. Зажигание происходит быстрее, практически мгновенно, по причине прямого контакта. Среди преимуществ этой конструкции выделяется простота. Дополнительный редуктор внедряется в конструкцию и в случае поломки потребуется его разборка.

Безредукторные стартеры легко ремонтируются обычным ручным инструментом. Из-за сильной упрощенности, схемы подключения и ремонта элементарны. Но основным недостатком моделей без редуктора выступает нестабильность. Во время сильных морозов они могут выходить из строя, не запускать двигатель с первого раза.

С редуктором

Основное отличие от предыдущей версии – наличие планетарного редуктора. Многие специалисты рекомендуют именно редукторные модели, так как они обладают одним выраженным достоинством – возможность запуска автомобиля даже при сильно севшем аккумуляторе. Малое потребление электричества значительно усиливается постоянными магнитами, которые улучшают производительность.

Кроме этого такое сочетание решает возникающие проблемы с обмоткой, которые могут привести к поломке стартера. Единственный недостаток – вероятная поломка шестерни при длительной эксплуатации. Если стартер был сделан с дефектом, что не редкость, их срок работы сильно ограничивается.

Устройство

Устройство и принцип работы стартера просты. Система пуска двигателя напрямую зависит от маховика. Это — механический элемент, который проворачиваясь, заставляет мотор производить энергию. И для пуска мотора от АКБ, требуется промежуточный узел.

Принцип работы стандартного стартера автомобиля обусловлен работой следующих элементов:

1. Якорь. Это ось, изготовленная из легированного стального сплава. Она вращается на подшипнике скольжения. На нее напрессовывается сердечник и устанавливаются коллекторные пластины. Его структура подразумевает пазы, в которые укладывается обмотка.
2. Щетки. Это графитовые проводники, осуществляющие простую функцию – передача электричества на коллекторные пластины. Это позволяет увеличить мощность стартера в целом.
3. Реле. Передает напряжение на обмотку и выталкивает обгонную муфту.
4. Электромотор. Состоит из нескольких сердечников с обмоткой. Ротор может быть установлен на подшипниках скольжения или обычных втулках. Второй вариант считается худшим, так как они имеют свойство стираться при активном использовании. В итоге, такое оборудование быстрее выходит из строя.
5. Бендикс. Элемент передачи крутящего момента и вращения на коленчатый вал.

Работа стартера, зачастую, обусловлена этим набором элементов, но могут быть и дополнения. Ряд моделей имеет специальную кнопку, которая позволяет запустить автомобиль даже без ключа.

Подробнее об устройстве стартера в видео

Схема подключения

Электросхема стартерного узла подразумевает совмещение стартера, АКБ и зажигания. В старых моделях автомобилей с инжекторными двигателями, которые имеют управляющий контроллер, присутствует вспомогательный компонент – реле. Но на старых моделях авто от ВАЗ с карбюратором деталь отсутствует.

Самая примитивная схема стартерной системы выглядит следующим образом:

• от клеммы со значением плюс на АКБ силовой кабель подсоединяется к болту крышки пускового реле;
• второй кабель от батареи совмещается с 50-м контактом замка зажигания. Дальше он взаимодействует с выводом «50», соединенным с обмотками удерживающего и тягового реле;
• вывод на «массу» выполняется с помощью стартерного корпуса, прилегающего к корпусу двигателя. Отдельный провод для «массы» отсутствует.

Если в электрической цепи предусмотрено вспомогательное реле, его соединяют после замка зажигания.

Если пробег автомобиля превышает отметку в 100 тыс. км, а машина эксплуатируется каждый день, установка нового стартера может стать обязательной. Кроме того, монтаж детали станет своеобразной страховкой того, что транспортное средство прослужит еще долгое время

Обслуживание узла – важное действие, особенно перед наступлением зимнего сезона

Существует несколько распространенных неполадок стартеров на машинах ВАЗ:

• при запуске силового агрегата в позицию «стартер» не срабатывает втягивающее реле, что подтверждается отсутствием щелчка;
• стартер отказывается вращаться. Возможно, к этому привела неисправность втягивающего реле. Кроме того, проблема возникает при неисправностях аккумулятора, низком заряде АКБ или плохом состоянии клемм АКБ;
• при запуске силового агрегата слышен щелчок, но стартер отказывается крутиться. Проблема проявляется при неполадках втягивающего реле, изнашивании щеток, коллектора или якоря. Для начала нужно проверить корректность работы батареи и клемм АКБ на предмет окисления, а затем удостовериться в качестве массы;
• вращение стартера усложняется. Проблема связана с обрывом обмотки якоря, замыканием либо износом щеток и втулок стартера;
• стартерный узел вращается, но не может поворачивать маховик. Возможно, к этому привел износ бендикса;
• стартер работает после запуска силового агрегата.

Схема стартера для ВАЗ 2110, 2111, 2112

На автомобили ВАЗ-2110 устанавливались стартеры типа 57.3708 и имели следующие технические характеристики:

• Номинальная мощность 1,55 кВт
• Потребляемый ток при максимальной мощности не более 375 Ампер
• Потребляемый ток в заторможенном состоянии не более 700 Ампер
• Потребляемый ток в режиме холостого хода не более 80 Ампер

Полезное: Наконечник штыревой втулочный изолированный для проводов и его опрессовка

Схема подключения стартера на десятку приведена выше, вот ее расшифровка:

1. АКБ
2. генератор
3. сам стартер
4. замок зажигания

Конструкция узла

Автомобильный стартер большинства производителей имеет схожую конструкцию. Она включает в себя тяговое реле и коллекторный электродвигатель постоянного тока.

Корпус агрегата изготавливается из стали. Он имеет форму цилиндра. Внутри находится прикрепленный к корпусу статор. Чаще он выполнен в виде постоянных магнитов, но возможен вариант и с медной обмоткой. На корпусе также размещаются технологические отверстия для различных креплений.

Якорь является наиболее дорогой частью стартера, которая нередко повреждается. Он состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Крепления якоря реализовано с помощью втулок.

Тяговое реле устанавливается непосредственно рядом с корпусом электродвигателя. В задней части реле находятся силовые контакты, которые называются пятаками. Также в конструкции имеется подвижная перемычка, выполненная из мягкого металла. Сердечник тягового реле с помощью подвижного коромысла соединяется с бендиксом.

Щеточный узел наиболее часто выходит из строя из-за износа или термических повреждений. Он состоит из щеток, диэлектрической основы и направляющих.

Подвижно на валу якоря располагается обгонная муфта. Она является роликовым механизмом, который соединяется с шестерней зацепления.

Также по конструкции выделяют нижепредставленные виды стартеров:

• без редуктора;
• с планетарной передачей.

Безредукторные стартеры имеют более простую конструкцию и обладают хорошей надежностью. Несмотря на это их вытесняют узлы с планетарной передачей. Связано это с тем, что наличие редуктора, позволяет запустить ДВС даже при низком заряде АКБ.

Посмотреть из чего состоит стартер можно на фото ниже, где узел представлен в разборе. Так выглядит большинство агрегатов независимо от бренда и завода-изготовителя.

Устройство стартера

Ниже рассмотрим устройство и разновидности механизмов.

Схема и основные компоненты

Схема системы зажигания

Как устроен узел:

1. Корпус, в котором собрана вся конструкция. В зависимости от типа устройства он может иметь разную форму, но обычно механизмы изготовляются в виде цилиндров. Корпус может включать в себя сердечник, оснащенный обмотками.
2. Якорь. Этот компонент выполнен в виде специального вала и оснащен посадочными поверхностями для установки подшипниковых деталей. Эти составляющие элементы обычно изготовляются из стали. В центре якорного устройства находится сердечник, оснащенный коллекторными пластинами.
3. Передняя крышка. Она используется для того, чтобы закрывать все элементы конструкции от внешнего воздействия.
4. Реле, именуемое втягивающим. Этот компонент используется для подачи напряжения на обмотку механизма. Посредством воздействия реле происходит выталкивание обгонной муфты из посадочного места. Элемент должен быть оборудован контактными компонентами и перемычкой.
5. Бендикс. Считается одним из основных составляющих компонентов. Используется для подачи крутящего момента на маховик силового агрегата. В результате происходит выдвижение шестерен из зацепления после того, как будет выполнен запуск двигателя.
6. Держатель щеток. Щеточные элементы используются для передачи напряжения на якорное устройство, в частности, на его пластины. Благодаря щеткодержателю можно повысить мощность электрического двигателя в целом. Особенно это актуально в момент запуска мотора.
7. Роторный компонент. Ось ротора проворачивается на подшипниковых устройствах скольжения. Эти элементы со временем изнашиваются, поэтому они подлежат периодической замене. Из-за износа напряжение, проходящее по обмоткам, не преобразуется в механическую энергию. При выходе из строя подшипников водитель может услышать посторонние звуки, нехарактерные для правильного функционирования узла.
8. Кнопка для активации и деактивации зажигания. Этот элемент входит в устройство, если машина оснащена кнопкой для запуска силового агрегата без ключа.

С редуктором

Стартерам с редукторами отдают предпочтение многие автолюбители. Наличие редуктора обеспечивает меньшее потребление тока стартерным устройством при запуске мотора машины. Примечательно, что редукторные механизмы обеспечивают эффективное вращение коленчатого вала даже при севшем аккумуляторе. Конструкция таких узлов включает в себя постоянные магниты, что позволяет свести к минимуму возможные неисправности, связанные с работой обмотки. В редукторных механизмах быстрее всего изнашивается вращающая шестерня.

Пользователь evgenij ignatov рассказал о техобслуживании редукторного стартера.

Без редуктора

Безредукторные устройства характеризуются упрощенной конструкцией и напрямую влияют на вращение шестерни. По устройству они более простые, поэтому в случае поломки произвести ремонт механизма сможет даже неопытный автовладелец. В процессе поступления тока на выключательный элемент сцепление шестерни с маховиком происходит сразу же. Благодаря этому процедура зажигания осуществляется быстрее. По сравнению с редукторными данные механизмы обладают более высоким сроком службы. Это связано с тем, что неполадки в электрической составляющей минимальны.

Безредукторные автомобильные стартеры могут работать со сбоями при низких отрицательных температурах.

Что это такое в автомобиле

Термин стартер происходит от английского слова starter или start, что переводится — «пускать в ход». Устройство играет роль механизма — он раскручивает вал мотора до такой частоты, при которой он запустится. Вообще стартер предназначен для запуска какого-либо механизма, например, его применяют для подачи напряжения в лампе тлеющего разряда или для запуска безмоторных моделей в авиамоделизме.

Как выглядит стартер? Это цилиндр, который находится в металлическом корпусе. Средняя длина устройства – 15 см, диаметр 7-10 см. В конструкцию пускового устройства входят 3 основные детали: электродвигатель, приводная шестерня с обгонной муфтой и втягивающее реле цилиндрической формы. Устройство соединено проводом с аккумулятором. Пусковое устройство может развить 5000 оборотов в минуту на холостом ходу.

К какой категории относится стартер? Отвечу так: любой механизм, собранный из деталей – это агрегат. Также этот агрегат может быть деталью в другом агрегате. А составляющий элемент – это то, что не содержит в себе составляющих: корпус, винт, провод и т.д.

По-научному прямое назначение стартера – это преобразование электрической энергии в механическую. А служит он для запуска двигателя внутреннего сгорания посредством воздействия на коленвал, чтобы он пришёл в движение.

Поскольку стартер в машине отвечает за запуск двигателя, причём производители автомобилей придумывают много дополнительных методов для повышения безопасности при пуске мотора и уменьшения вероятности угона. В некоторых автомобилях мотор можно завести только при выжатом сцеплении, а в «автомате» при нахождении рычага в режиме parking.

Где на двигателе находится и куда крепится стартер? Как правило, стартер стоит в узле соединения двигателя с коробкой передач (недалеко от картера ДВС), рядом с маховиком. Пусковое устройство может быть расположено как в верхней части, так и в нижней части в горизонтальном положении на фланце или опорной раме. Если устройство установлено сверху, то к нему можно получить доступ из-под капота, а если в нижней части — то только из-под днища автомобиля. Устройство фиксируется при помощи 2-3 больших болтов.

Давайте подробно рассмотрим, из чего сделан стартер.

Аналоги бендикса

Возможно, вам будет интересно узнать, что подобная бендиксу деталь используется и в механических коробках передач. Особенно в ситуациях, когда автомобиль едет с горы. Но вариации бендикса широко применяют не только в автомобилях. Как было сказано выше такое устройство используется в велосипедах, а также в конструкции вертолетных винтов. По сути устройство может помочь в любом механизме во время запуска.

Самое главное правильно подобрать его и вовремя менять детали бендикса. Теперь вы наконец-то знаете, что такое бендикс стартера и больше не будете мучить себя этим вопросом. А поскольку это действительно одна из ключевых деталей, то разбираться в ее работе и конструкции должен каждый автомобилист. Всегда вовремя заменяйте детали бендикса и следите, чтобы он не наполнялся ненужным мусором, тогда вы будете безопасно чувствовать себя на дороге.

Возможные неисправности

Сколько примерно срок службы стартера? Среднее значение — 5 лет или 120 тыс. км пробега. От условий эксплуатации напрямую зависит, сколько служит стартер. К примеру, если передвигаться в городских условиях на короткие расстояния, и постоянно заводить двигатель, то стартер быстро выйдет из строя.

Расскажу про признаки, которые точно указывают на неисправность устройства. Это такие симптомы, как:

• Слышится специфичный треск.
• Есть задержка пуска мотора после того, как водитель поворачивает ключ зажигания.
• Слышен запуск электродвигателя стартера, но без звука работы мотора.
• Нет никаких действий после поворота ключа зажигания.
• Стартер работает после пуска двигателя.

Какие возможные неисправности могут возникать у стартера?

1. Плохой контакт. Это частая поломка, а её заметить может водитель при запуске двигателя. В этом случае следует проверить крепление устройства и контакты.
2. Магниты могут упасть. Это касается современных устройств. Здесь ремонт лучше доверить опытным автомастерам.
3. Износ опорных втулок. При этом якорь будет как бы «болтаться» и не будет полного контакта щёток с коллектором. При этом будет искрения, щётки будут подгорать и изнашиваться. В этом случае нужно заменить щётки и опорные втулки, осуществить проточку коллектора.
4. Износ роликов в бендиксе. При этом возникает его буксировка. Требуется полностью заменить бендикс.
5. Неисправность втягивающего реле. Чаще всего происходит подгорание пятаков. Медь в них плавится, и пятаки припаиваются к контактам. В этом случае даже после запуска мотора стартер продолжит работать. Всё это сильно садит аккумулятор. Поэтому здесь следует как можно скорее отцепить провод с АКБ, снять устройство и заменить втягивающее реле.

Если медленно вращается коленвал, то причины этого:

• Высокая вязкость моторного масла.
• Низкий заряд АКБ.
• Окислились контакты проводов.

Если стартер работает слишком долго, то это происходит из-за заедания замка зажигания или проблем в контактах.

Если при повороте ключа стартер не запускается, то причины этого могут быть следующие:

• Разряжен или сломан АКБ.
• Нет контакта провода массы с АКБ или между обмоткой и коллектором.
• Изношен якорь.
• Щётки не прилегают к коллектору.
• Неисправно втягивающее реле.
• Отключён разъём управления устройства.
• В АКПП селектор не находится в позиции N или P.
• Неисправен переключатель блока КПП.

Если стартер очень медленно вращается, на это указывают следующие неисправности:

• Не работает или разряжен аккумулятор.
• Изношены втулки.
• Неисправен провод между АКБ и стартером.
• Поломка во втягивающем реле.
• Неисправна обмотка статора или якоря. Следует произвести замену механизмов.
• Плохой контакт якоря или обмотки статора с массой.
• Щётки плохо контактируют с коллектором из-за их износа или неправильного положения.
• Подгорание коллектора.

Стартер работает, а двигатель — нет:

• Изношена обгонная муфта.
• Сломаны детали в редукторе.

Стартер вращается вместе с маховиком:

• Сломано втягивающее реле.
• Поломка в контактной группе замка зажигания.

Отсутствует щелчок втягивающего реле:

• Низкий заряд аккумулятора.
• Сгорели контакты или обмотка втягивающего реле.
• Окислился контакт на положительной клемме аккумулятора или стартера.
• Неисправность в составляющей замка зажигания.
• Замыкание на массе в обмотки втягивающего реле. Здесь лучше произвести замену все детали.
• Заедание якорного механизма реле.

Если коленвал не вращает якорь стартера, то вероятные причины поломки:

• Буксировка муфты свободного хода.
• Заедание при передвижении деталей по винтовой нарезке вала.
• Поломка рычага выключения муфты.
• Неисправность пружины или поводкового кольца муфты.

При появлении громких шумов при запуске двигателя следует проверить крепление в деталях стартера.

При появлении скрежета шестерни в стартере следует проверить контакты включателя, регулировку хода шестерёнки, пружину приводного устройства, а также зубцы венца маховика. Если повреждён зубчатый венец (его часто делают из пластмассы), то его лучше заменить на металлический. Также есть вероятность заедания втягивающего реле.

Схема установки кнопки старт/стоп (минимальные затраты)

Потребуется:

• Кнопка старт/стоп без фиксации (продается отдельно на китайском рынке за 5$);
• 4-х контактное реле с нормально открытым контактом (3 шт);
• 5-ти контактное реле с нормально закрытым контактом (1 шт);
• Реле задних противотуманных фар (ЗПТФ), каталожный номер 2114-3747 (23.3777);
• Провода и клеммы.

Описание подключений к реле ЗПТФ (цвета проводов указаны для ВАЗ 21214 (Нива)):

1. Рабочий контакт реле (+) — подключаем +12В от АКБ (коричневый цвет в колодке замка зажигания).
2. Разрешающий сигнал (+) — тоже +12В от АКБ, т.к. стоит перемычка между 1 и 2 контактами.
3. Общий (-) — масса.
4. Рабочий контакт реле (нагрузка) — подключен +12В при включении зажигания (голубой провод в колодке замка зажигания).
5. Управляющий сигнал (-) — подключаем кнопку старт/стоп.
6. Разрешающий сигнал (+) — пусто.

Как отремонтировать стартер своими руками

Расскажу, как перебрать и восстановить стартер на конкретном примере. Мне попался образец со следующей поломкой: стартер медленно крутит коленвал, даже при высоком заряде АКБ.

Демонтировав и разобрав устройство с подключёнными пусковыми проводами, при его запуске он вращается довольно уверенно. Через некоторое время устройство остановилось, и появился дымок.

Когда была снята задняя крышка стартера, из него посыпалась чёрная пыль. А это значит, что изношены щётки. После извлечения щёточного механизма, уберём корпус с магнитами и ротором.

Чтобы лучше рассмотреть причину неполадок, надо перебрать стартер, продуть все механизмы баллоном со сжатым воздухом и промыть их в бензине. После этих манипуляций становится ясно, что щётки практически износились, ослабли пружины, которые их прижимали, посинели из-за перегрева щёткодержатели, оплавились витки.

Как реанимировать и починить стартер в этом случае? Надо взять щёточный механизм (узел) и принести его в фирму по ремонту автомобильного электрооборудования. Попросите подобрать аналог. Приблизительно это вам обойдётся в 450-500 рублей. А если сравнить с ценой стартера (5000 руб. в среднем, всё зависит от марки), то получится довольно дёшево.

Затем как следует чистим ротор и осматриваем коллектор, который находится в постоянной связи со щётками. Оказывается, коллектор тоже изношен (на картинке отмечен стрелками), но он ещё кое-какое время сможет поработать без его проточки. Поэтому просто зачистим коллектор при помощи мелкой наждачки. Как правило, коллектор может спокойно отработать пару комплектов щёток. Но если коллектор выйдет из строя, то, скорей всего, придётся менять стартер целиком.

Идём дальше. Внимательно изучим бендикс (обгонную муфту). Попробуем покрутить его шестерню вручную. Он должен крутиться в одну сторону, а в другую – нет. Также бендикс должен легко двигаться по оси вала. В моём случае с ним всё в порядке. Если бы с обгонной муфтой появились проблемы, то её найти на рынке было бы тоже довольно тяжело. Чаще всего в бендиксе изнашиваются ролики и пружинки, из-за чего при обратном вращении шестерня не блокируется, а проскальзывает. В итоге стартер работает, а двигатель нет. В этом случае лучше всего заменить бендикс или устройство целиком.

Затем осматривает состояние самого редуктора. Убираем шестерёнки, потом промываем их бензином. Если всё без неисправностей, то на подшипники и шестерни наносим совсем немного ШРУСа или качественной смазки для подшипников.

Дополнительно осмотрим контакты втягивающего реле. Для его открытия понадобится паяльник. Надо отвернуть два винта и пропаять припой на двух контактах (указано стрелками).

Контакты оказались в полном порядке. Очистим их при помощи кусочка наждачки. Затем надо разогреть пистоны, которые проходят на крышке и резким движением хлопнуть крышкой по столу. Из пистонов выйдут лишние кусочки припоя, отверстия станут свободные. Затем крышку можно без проблем надеть на провода и запаять всё на место.

Сердечник втягивающего реле ни в коем случае нельзя ничем смазывать, потому что на морозе это спровоцирует его заклинивание. Для успокоения души можно слегка нанести моторное масла и вытереть всё насухо.

Затем собираем стартерное устройство в обратном порядке. Не забудьте нанести немного смазки на заднюю втулку ротора.

Некоторые спрашивают, как перемотать стартер? Если произошли неполадки с обмоткой устройства, то повторная обмотка не совсем эффективна. Здесь лучше заменить деталь или устройство целиком.

Перед установкой отремонтированного стартера на автомобиль следует сделать притирку щёток к коллектору. Для этого соедините устройство при помощи аккумуляторных проводов. Пусть он поработает пару минут с перерывами. Всё, готово, стартер можно ставить на мотор и радоваться уверенному пуску.

Принцип работы

Бендикс стартера имеет шестерню, которая контактирует с маховиком двигателя автомобиля. Для того, чтобы запустить двигатель необходимо, чтобы стартер начал вращать его со скоростью от пятидесяти до ста оборотов в минуту. Он не должен вращаться быстрее, так как для этого не предназначен. Он может работать интенсивно только на коротких промежутках времени. И именно по этой причине может возникнуть опасная ситуация в момент запуска самого двигателя. В этой системе должно все работать четко, так как малейшая задержка может обернуться для него крахом. В том случае, когда водитель вовремя не выключил стартер после запуска двигателя внутреннего сгорания, в работу вступает защитный элемент бендикс.

Скорость двигателя автомобиля гораздо выше скорости стартера, так вот роль бендикса в данном случае – защита стартера от передачи на него вращающего момента от двигателя внутреннего сгорания. Вращения бендикса происходит только в одну сторону, он не соединен с валом двигателя жестко, в свободном состоянии он может прокручиваться. И в тот момент, когда скорость двигателя внутреннего сгорания начинает превышать скорость стартера, муфта (еще одно название бендикса) свободно проворачивается.

Конструктивно муфта имеет следующий вид: два кольца, а между ними расположены шарики или цилиндры, которые в свою очередь подпираются пружиной. Конструктивные продуманные канавки на внутренней стороне одного из колец, в которых находятся эти цилиндры, позволяют создавать заклинивание при вращении в одну сторону, а свободное в другую. Бендикс имеет еще одну распространенную вариацию – храповая обгонная муфта. Но эта версия, как правило, используется на велосипедах. Но для того, чтобы понять принцип работы бендикса можно ее бегло рассмотреть. Она используется как привод, когда мы крутим педали – муфта крутиться, и велосипед едет вперед, а когда пытаемся покрутить в обратном направлении – срабатывает тормоз. Надеюсь, мой пример ясен.

Как уже упоминалось выше, бендикс стартера может иметь еще несколько вариантов. К примеру, вал, на котором расположена муфта, имеет наточенные шлицы, они же и являются посадочным местом муфты. Тут та же самая система работы: при вращении в одну сторону муфта жестко стопориться со шлицами, а когда вращается в обратную сторону – сходит с них и вращается свободно.

Единственным значимым недостатком устройства бендикса стартера является его повышенный и очень интенсивный износ. При этом характер износа таков, что очень часто приходится заменять бендикс целиком и нет возможности заменить только отдельную износившуюся деталь, потому что все его составные детали изнашиваются примерно одинаково.