◉ POISK ACADEMIAАВТОМОБИЛЬ ИЗНУТРИ
ИНТЕРАКТИВНЫЙ АТЛАС

Привод стартера

Шестерня с обгонной муфтой соединяет стартер с маховиком.

Привод стартера: устройство и принцип работы

Привод стартера — 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.

Бендикс: муфта свободного хода и шестерня в модели «Стартер»

Шестерня 9 зубьев выдвигается на 16 мм по винтовым шлицам. В обойме пять роликов в клиновых пазах: когда стартер ведёт, ролики заклиниваются и передают момент; когда двигатель обгоняет шестерню, ролики уходят в широкую часть пазов и муфта проскальзывает.

Признаки неисправности

Мотор воет, а коленчатый вал не крутится (пробуксовка муфты); скрежет при включении.

Неисправности, связанные с деталью
  • Пробуксовка муфты бендикса. Признаки: слышно, как мотор стартера раскручивается с воем, но коленчатый вал не двигается или проворачивается рывками. Что происходит внутри: ролики и обойма роликовой муфты изношены, пружины ослабли. В разрезе видно: стёртые ролики стоят у узкого конца пазов с зазором до обоймы и не заклиниваются, обойма проворачивается вокруг них. Муфта держит на шестерне стартера только 2 Н·м вместо 10 Н·м, нужных для прокрутки (на коленвале через венец это около 140 Н·м). Что проверить: бендикс должен проворачиваться только в одну сторону и не прокручиваться рукой в другую. Изношенный бендикс меняют вместе с осмотром венца.
  • Сколоты зубья венца. Признаки: иногда при повороте ключа раздаётся скрежет, а двигатель не прокручивается. Со второй попытки всё нормально. Обычно это одни и те же места венца. Что происходит внутри: четырёхцилиндровый двигатель чаще всего останавливается в двух положениях, и шестерня бьёт в одни и те же зубья. В двух местах напротив друг друга по восемь зубьев (около 20°): четыре сколоты почти до впадин, соседние скруглены. Пока против шестерни сколотые зубья, она не может войти в зацепление; скрежеща, она чуть доворачивает венец, и со следующей попытки входит. Что проверить: осмотреть венец через смотровое окно картера, проворачивая коленвал ключом. Изношенный венец меняют (или маховик целиком), заодно — бендикс.

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.