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.