Вводит шестерню в зацепление и подключает стартер.
Тяговое реле: устройство и принцип работы
Тяговое реле — часть системы «Система запуска». Аккумулятор даёт энергию стартеру и относится к электрооборудованию. В некоторых гибридах запуск выполняет стартер-генератор.
Команда
Система проверяет условия и включает стартер.
Вращение
Стартер проворачивает маховик и коленвал.
Отключение
Когда двигатель заработал, шестерня стартера выходит из зацепления.
Тяговое реле в модели «Стартер»
Электромагнит на корпусе стартера с двумя обмотками: толстая втягивающая и тонкая удерживающая. Якорь реле втягивается на 7 мм, через вилку вводит шестерню в венец, а в конце хода медный диск замыкает силовые контакты.
Признаки неисправности
Щелчок при повороте ключа, а стартер не крутит; частое «тр-тр-тр» при слабом аккумуляторе.
Неисправности, связанные с деталью
Разряженный аккумулятор. Признаки: стартер крутит медленно, лампы на панели гаснут. Чем холоднее, тем хуже; в итоге слышно только частое «тр-тр-тр» реле. Что происходит внутри: внутреннее сопротивление выросло в 2–3 раза. Под током стартера 300–350 А напряжение проседает до 5–6 В: удерживающей обмотке реле не хватает силы, якорь отпадает, контакты размыкаются, напряжение восстанавливается — и всё повторяется. Что проверить: напряжение без нагрузки (12,6 В — заряжен, 12,2 — половина), просадка при пуске (не ниже 9,6–10 В), нагрузочная вилка или тестер, чистота клемм и массы.
Подгорели контакты реле. Признаки: при повороте ключа громкий щелчок, свет на панели не тускнеет, двигатель не крутится. Иногда со второй-третьей попытки получается. Что происходит внутри: медный диск и головки болтов обгорели от искры. Якорь втянут, шестерня в венце, а через нагар проходит лишь 20–30 А вместо 250 А. Что проверить: напряжение на выводе «М» реле при включённом стартере: должно быть не меньше 9,5 В, при нагаре — около нуля. Реле меняют или ставят ремкомплект контактов.
Как стартер раскручивает двигатель
Сначала шестерня, потом ток. Тяговое реле сначала вводит шестерню в зацепление и только в конце хода замыкает силовые контакты. Так зубья не бьются на полных оборотах.
Две обмотки реле. Втягивающая обмотка из толстого провода даёт большое усилие на старте хода. Когда контакты замкнулись, на обоих её концах одинаковое напряжение и ток через неё прекращается; якорь держит тонкая удерживающая обмотка.
Большой ток — маленький мотор. Мотор с магнитами весит около 2 кг, но потребляет 2–3 кВт. Он рассчитан на работу секундами: длительная прокрутка его перегревает.
Редуктор и венец. Планетарный ряд (4,5) и пара шестерня–венец (14,7) превращают 10 000 об/мин якоря в 150–250 об/мин коленвала и умножают момент в 59 раз.
Муфта свободного хода. Когда двигатель заводится, он раскручивает шестерню до 10 000+ об/мин. Ролики муфты уходят в широкую часть пазов, шестерня отсоединяется от мотора, иначе якорь разнесло бы центробежной силой.
Упрощения модели
Нагрузка двигателя — постоянное трение плюс сжатия четырёх цилиндров; вязкость масла учтена через температуру грубо.
Мотор, аккумулятор и провода сведены к одной ЭДС и сумме сопротивлений; нагрев и индуктивность не учтены.
Ход шестерни и реле показаны в реальном масштабе, но зазоры увеличены для наглядности.
Корпус показан прозрачным, обмотки реле, магниты, венец редуктора и обойма муфты — в разрезе, держатели щёток полупрозрачные. Пазы обмотки якоря и витки упрощены, межвитковая изоляция не показана.
В виде «Муфта свободного хода» обойма, шестерня и вал рассечены поперёк через середину роликов, а нос корпуса, венец и маховик перед разрезом убраны. Тёмная метка на внутренней обойме показывает, вращается ли она вместе с наружной.
Износ в неисправностях показан крупнее, чем бывает: ролики муфты тоньше на 1,8 мм (в жизни это десятые доли миллиметра, плюс выработка на обойме), сколы зубьев венца срезаны чисто. Бледный контур над щёткой — стёртая её часть, искры условные. Мёртвая точка изношенных щёток выпадает строго через раз (в жизни — как остановился якорь), постучать по корпусу в модели нельзя: помогает следующая попытка. После попытки со скрежетом на сколотом венце шестерня на выходе всегда доворачивает венец на целые зубья (в жизни — как повезёт).
Запуск двигателя показан условно: «вспышки» начинаются после двух оборотов при достаточной частоте прокрутки.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.