◉ POISK ACADEMIAАВТОМОБИЛЬ ИЗНУТРИ
ИНТЕРАКТИВНЫЙ АТЛАС

Стартер

Электромотор для первых оборотов двигателя.

Стартер: устройство и принцип работы

Стартер — 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.

Электродвигатель стартера в модели «Стартер»

Мотор постоянного тока с постоянными магнитами. Якорь — пакет пластин с обмоткой в пазах. При пуске мотор берёт 150–250 А, в момент включения до 500 А, и крутится около 10 000 об/мин.

Признаки неисправности

Стартер крутит медленно или не крутит при нормальном аккумуляторе; запах горелого, искрение щёток.

Неисправности, связанные с деталью
  • Изношены щётки. Признаки: стартер то не крутит совсем, то крутит медленно. Помогает постучать по корпусу, после чего заводится. Что происходит внутри: щётки стёрлись до 5–6 мм (бледный контур — стёртая часть), пружины прижимают слабо, коллектор в нагаре. Сопротивление мотора выросло в 3–4 раза: стартер крутит медленно, а остывший двигатель может не провернуть вовсе; под щётками искрит. Если же якорь остановился там, где короткая щётка не достаёт до ламели, цепь мотора разорвана и стартер молчит. В модели так выходит через раз: первая попытка после выбора неисправности крутит, вторая — нет. Что проверить: длина щёток (новые около 14 мм, менять при 8 мм и меньше), состояние коллектора, ток холостого хода стартера на стенде.

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.