Стартеры: как они работают, как их ремонтировать

Двигатель стартера — самая «женственная» часть автомобиля! На самом деле, считается, что именно электрический запуск двигателя позволил представительницам слабого пола всерьез сесть за руль, ведь до его изобретения автомобиль заводился с помощью ручного ключа, что не каждому мужчине было по душе….. Так, как пусковой механизм не по-женски надежен и предсказуем, в силу все той же неженственной грубости и простоты конструкции, и поэтому редко доставляет проблемы владельцу нового автомобиля в течение 3-5 лет его жизни. Хотя это не молодой стартер, он, конечно, имеет право быть капризным, ведь его жизнь нелегка! Давайте выясним, как он устроен, и после теоретической подготовки рассмотрим и отремонтируем испорченный стартер.

Как работает стартер двигателя автомобиля

История появления стартера

Изначально автомобили рождались без стартера — двигатели заводились кривошипным способом, и это считалось нормой. На самом деле, у автомобилей на заре автомобилестроения было достаточно других, более насущных проблем, на фоне которых проворачивание коленвала перед поездкой было не самым важным. Однако трудный и опасный ручной запуск двигателя все еще оставался очевидным узким местом первых самоходных автомобилей, и в 1911 году американский инженер-механик Чарльз Кеттеринг предложил конструкцию электрического стартера. И уже в 1912 году был построен первый автомобиль, пионером которого стало изобретение Кеттеринга — Cadillac Model 30.

Однако, несмотря на это, технической революции не произошло — об этом можно судить по знаменитому Ford T, который, выпускавшийся миллионами, до 1919 года запускался вручную….. На самом деле, в немалой степени причиной этого стало то, что Чарльз Кеттеринг, коронованный изобретатель стартера, предложил Cadillac совершенно иную конструкцию, чем та, которая используется сегодня!

История создания стартера Чарльз Кеттеринг
История создания стартера Чарльз Кеттеринг

Его конструкция была сложной и ненадежной, поскольку стартер не отсоединяется от коленчатого вала при запуске двигателя, а переходит в режим генератора переменного тока, и ведущие американские автомобильные компании той эпохи отнеслись к этой идее прохладно. Причиной поддержки Cadillac изобретения Кеттеринга была личность его основателя Генри Лиланда, чей близкий друг в 1910 году получил серьезную травму в результате толчка кривошипа в обратную сторону при слишком раннем зажигании и в результате умер.

Лиланд поклялся, что альтернатива ручному запуску будет найдена, и с распростертыми объятиями принял Kettering, стартер которого он патетически назвал «Чудом света» в своей брошюре «Модель 30»!

Техническая мини-революция в автомобилестроении благодаря стартеру все же произошла — но четыре года спустя, в 1916 году. А именно, когда другой американский инженер, Винсент Хьюго Бендикс, предложил разделить генератор и стартер на два отдельных блока и соединить последний с двигателем только на короткое время — с помощью односторонней муфты, известной сегодня как «бендикс».

Конструкция стартера

Все автомобильные стартеры очень похожи друг на друга. Поняв устройство одного из них, вы сможете понять их все. Любой — и Matiz, и KAMAZ и все остальные!

В основе стартера лежит простой электродвигатель. Подача тока на ротор (он является «якорем») осуществляется через толстые медные и графитовые щетки, а магнитная сила статора обеспечивается электромагнитами или постоянными магнитами. Электрические схемы большинства современных стартеров принципиально не отличаются — все стартеры подключаются к электрической системе автомобиля в трех точках — питающий плюс от аккумулятора, земля через корпус и управляющий плюс от зажигания. Единственным отличием является выходная мощность, выраженная в габаритах.

Конструкция стартера - схема
Конструкция стартера

На цилиндрическом корпусе стартера выделяется меньший «бочонок» — это так называемое втягивающее реле. Он выполняет две функции — обеспечивает питание стартера с помощью мощных контактов, выдерживающих токи в сотни ампер, и обеспечивает соединение вала стартера с валом двигателя через рычаг — «коромысло» — и одностороннее сцепление — «бендикс».

Это сцепление работает по принципу классической велосипедной втулки — то есть стартер может провернуть шатун двигателя, но двигатель, уже работающий, не будет «тянуть» стартер, вращаясь на вредных высоких оборотах.

Наглядная 3D-анимация конструкции стартера

Более заметное отличие одной модели стартера от другой заключается в конструкции передней опоры ротора. Классическая схема заключается в том, что вал ротора посажен в стартере на два подшипника — втулки из бронзово-графитового сплава. Эти втулки расположены, соответственно, в передней и задней крышках стартера.

В принципе, такая конструкция «двойного подшипника» является наиболее надежной и правильной. Но часто встречаются стартеры «с одним подшипником» (на гаражном сленге их часто ошибочно называют «без подшипника»), в которых задний вал ротора расположен, как и положено, в задней части того же стартера, а передняя крышка отсутствует вовсе.

В этом случае передней опорой является картер сцепления двигателя или картер коробки передач, в который запрессована опорная втулка. Стартер установлен на свое место в автомобиле — и вал опирается на две втулки, как и положено. Такое решение обычно используется для уменьшения габаритных размеров компонентов и, в принципе, при условии, что все в порядке, ничем не хуже обычного решения. Однако если ломается передняя втулка в чаше коробки передач, заменить ее гораздо сложнее — это делается на машине и иногда в очень неудобных условиях. В отличие от этого, в стартере twin starter замена втулок производится на верстаке, где все видно и легко доступно.

Другой основной конструктивной особенностью, отличающей модели стартеров друг от друга, является коробка передач. Точнее, его отсутствие или присутствие, а если присутствует, то ее тип. Идея заключается в том, что передача крутящего момента от ротора стартера к маховику двигателя может осуществляться либо напрямую, либо через редуктор, встроенный в стартер.

«Прямой» вариант — это когда шестерня «бендикса», вращающая маховик двигателя, расположена непосредственно на оси ротора стартера. Эта конструкция довольно архаична, характеризуется чрезмерными размерами и весом, а также огромным потреблением тока, но она все еще распространена. Гораздо более эффективными, легкими и компактными являются редукторные стартеры. В них крутящий момент передается на маховое кольцо либо через одну промежуточную шестерню, либо через планетарную передачу с еще большей задержкой.

Сегодня наиболее распространены «планетарные» стартеры. Для запуска двигателя с прямым стартером достаточно аккумулятора с почти вдвое меньшей емкостью и пусковым током, чем требуется для того же двигателя.

Наглядная 3D-анимация конструкции стартера
Наглядная 3D-анимация конструкции стартера

Пример ремонта стартера

Давайте перейдем от теории к реальному устройству, требующему ремонта. В нашем случае симптомы заключались в том, что стартер вращался очень вяло, независимо от уровня заряда батареи. Однако, когда его сняли с двигателя и подключили к аккумулятору, он бодро вращался. Хорошо отрегулированный двигатель каким-то образом смог завестись даже при таком вялом вращении, но в какой-то момент стартер окончательно остановился и издал дым…..

ремонт стартера
ремонт стартера

После снятия задней крышки из корпуса стартера высыпалось несколько ложек черной пыли. Итак, первый диагноз — кисти. Мы вынули щеточный узел, сняли корпус магнита (который автоэлектрики называют «лампочкой»), вынули ротор.

ремонт стартера
ремонт стартера

Продув все детали сжатым воздухом и промыв их в бензине, мы обнаружили, что щетки почти полностью изношены, их остатки почти спрессованы графитовым порошком. Сила давления пружин на остальные щетки ослабла, сопротивление контакта увеличилось, щеткодержатели и пружины нагрелись настолько, что могли покоробиться, расплавиться, замкнуть витки и подвесить щетки.

Взяв в качестве примера щеточный узел, идем на ближайший стенд по ремонту стартеров и генераторов и спрашиваем аналогичную деталь. Полный щеточный узел стоит 400 рублей, что, при стоимости нового стартера от 4 до 5 тысяч, совсем не дорого!

щетки стартера - ремонт стартера
щетки стартера — ремонт стартера

Мы очищаем ротор и оцениваем состояние коллектора, который представляет собой контактное кольцо, используемое для чистки. Износ виден невооруженным глазом (стрелки на фото), но коллектор может продолжать работать после замены щеток. Без расплющивания достаточно очистки мелкой наждачной бумагой.

В целом, износ коллектора ротора является серьезной проблемой. В принципе, в нормальных условиях любой стартерный коллектор способен заменить несколько комплектов щеток, но если его контактные ребра значительно истончились — ротор идет на металлолом. Эта деталь дорогая, ее нелегко купить отдельно, и разумнее всего заменить ее бесплатно — если вам попадется подобный стартер с живым ротором из старых запасов автолома….. Потому что при полностью убитом коллекторе на стартере обычно нет ни одного пятна.

щетки на стартере стираются со временем
щетки на стартере стираются со временем

Бендикс стартера — как работает

Мы рассмотрим одностороннее сцепление, или «бендикс» (названное, кстати, в честь компании, производящей бендикс). Поверните шестерню вручную. Он поворачивается в одну сторону, а не в другую. Перемещая его вперед-назад вдоль оси вала, он вращается легко, без заеданий. В нашем случае с «бендиксом» все в порядке, и так и должно быть.

Между тем, выход из строя одностороннего сцепления также является серьезной проблемой, поскольку легко приобрести необходимую модификацию только для стартеров популярных моделей — достать ‘bendix’…. бывает непросто. Основной причиной отказа сцепления обычно является износ пружин и валов внутри сцепления, в результате чего оно проскальзывает, не фиксируясь при повороте в направлении работы. Это приводит к тому, что стартер жужжит и вращается, но коленчатый вал застопоривается. Эту неисправность легко диагностировать — «бендикс» вручную вращается в обоих направлениях, тогда как должен вращаться только в одном направлении. В этом случае необходимо заменить одностороннее сцепление, так как оно является несъемной конструкцией. Конечно, некоторые энтузиасты откручивают его корпус, растягивают «изношенные» пружины и нарезают новые валы из закаленных стержней, но эффект от этой суеты обычно недолговечен.

Бендикс стартера - как работает
Бендикс стартера — как работает

После снятия ротора мы оцениваем состояние планетарного редуктора. Снимите шестерни, промойте бензином, проверьте. Все в порядке, претензий к коробке передач нет. Мы наносим легкий слой смазки CID на шестерни и их подшипники.

Обратите внимание, что редуктор является довольно надежным стартером. Возможен сдвиг оси шестерня-сателлит или поломка наружного зубчатого венца, но это случается редко и чаще всего связано с дефектами исходного металла или механической обработки, а не с нагрузками при повседневной эксплуатации. Например, в планетарных стартерных редукторах внешнее зубчатое кольцо, известное как «венец», часто изготавливается из пластика и является достаточно прочным (в нашем случае, как видно на фото ниже, «венец» металлический).

Смазка стартера — как делать правильно

Для смазки шестерен идеально было бы использовать специальную смазку для планетарных передач или специальную низкотемпературную смазку, но они стоят недешево и встречаются редко — неразумно покупать их для разовых работ, когда из целого дорогого тюбика нужен всего один грамм. Поэтому вполне допустимо использовать обычную смазку для шарниров ШРУСов или хорошую импортную смазку для подшипников ступиц. Главное, чтобы его было совсем немного — не нужно набивать коробку передач! Большое количество литола, который сильно густеет от мороза, протискивается между зубьями шестерен и вызывает бросок тока и может даже разорвать пластмассовую «корону»…..

Смазка стартера - как делать правильно
Смазка стартера — как делать правильно

Контакты стартера — проверка

Теперь предстоит более тонкая работа. Будет неразумно не оценить состояние контактов впускного реле, теперь, когда стартер разобран и выпотрошен. Однако если для разборки стартера вам понадобились лишь гаечный ключ на 8, 10 и крестовая отвертка, то вскрыть втягивающее реле вы сможете только с помощью 100-ваттного паяльника. Провода выходят из реле, проходят через контактные штыри в крышке и припаиваются снаружи. Поэтому после откручивания двух крестообразных винтов крышки ее можно поднять, только разогрев припой на двух контактах, показанных стрелками на фото, в поочередном порядке. На самом деле это несложная процедура, и при необходимости ее можно проводить неоднократно.

Контакты стартера - проверка
Контакты стартера — проверка

Нам повезло — контакты в порядке. Слегка освежите их куском наждачной бумаги, зажатой в «утином клюве». Затем нагрейте паяльником поочередно пистоны на крышке и резко хлопните крышкой по столу — под действием силы инерции остатки расплавленного припоя вылетают из пистонов, отверстия освобождаются, и теперь крышку можно снова надеть на приклеенные провода и припаять.

Контакты стартера - проверка
Контакты стартера — проверка

Смазка сердечника втягивающего реле

Кстати, серьезной ошибкой автовладельцев, самостоятельно выполняющих ремонт и профилактику стартера, является смазка сердечника втягивающего реле. В этом устройстве смазка вообще не нужна — в крайнем случае, сердечник и его гнездо можно смазать моторным маслом и вытереть почти насухо — просто чтобы уменьшить вероятность коррозии. Но все смазочные материалы противопоказаны в этом устройстве — даже самые лучшие и холодные могут заедать сердечник при низких температурах. Зазор втягивающего реле должен быть чистым и сухим!

Стартер

Соберите стартер в обратном порядке, не забыв смазать (также без фанатизма!) заднюю втулку ротора. Можно ли установить устройство на автомобиль? Можете, но давайте сначала сделаем еще кое-что!

Дело в том, что в недавно приобретенном устройстве щетки представляют собой плоские параллелограммы. А коллектор цилиндрический, более того, не совсем цилиндрической формы из-за износа. И как хорошо, что рабочие поверхности щеток должны иметь полукруглые фаски для увеличения поверхности контакта, а кроме того, они должны тереться о фактический профиль коллектора.

Перегрев стартера автомобиля

Итак, для того чтобы при первом включении стартера на двигателе коллектор и щетки не перегревались, пропуская большой ток через уменьшенную площадь контакта, мы сделаем легкую притирку. Возьмем провода от прикуривателя и с их помощью подключим лежащий на столе стартер к аккумулятору и покрутим его на холостом ходу минуту-две прерывисто.

Теперь все готово. Установите стартер на двигатель и наслаждайтесь быстрым и надежным запуском.

А если вам не хочется разбираться во всем этом, вы можете доверить ремонт стартера компании Fresh Auto Service.

Перегрев стартера автомобиля

Источник: kolesa.ru

Добавить комментарий



👁 114