Стартер — электромеханическое устройство запуска двигателя¶

Стартер — электромеханическое устройство, предназначенное для приведения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания в первоначальное вращение, необходимое для запуска рабочего цикла. Стартер обеспечивает минимальную частоту вращения коленвала, при которой двигатель способен работать самостоятельно: для бензиновых моторов это обычно 50–100 об/мин, для дизельных — 100–250 об/мин. Устройство преобразует электрическую энергию аккумуляторной батареи в механическую работу, снабжая двигатель первичным крутящим моментом до момента его самостоятельной работы.

¶Устройство

Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения, снабжённый включающим механизмом. Основные элементы:

• Якорь — вращающаяся часть электродвигателя, снабжённая обмоткой и коллектором.
• Статор — неподвижная часть, создающая магнитное поле (постоянные магниты или обмотка возбуждения).
• Тяговое реле — электромагнитное реле, одновременно включающее стартер и вводящее шестерню в зацепление с маховиком двигателя.
• Бендикс (обгонная муфта) — механизм, передающий вращение от стартера к маховику и предотвращающий обратный удар со стороны двигателя после его запуска.
• Приводная шестерня — зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатым венцом маховика.

¶Принцип работы

Последовательность действий при запуске двигателя выглядит следующим образом:

1. Водитель поворачивает ключ замка зажигания (или нажимает кнопку запуска) в положение «старт».
2. Ток от аккумуляторной батареи поступает на обмотку тягового реле.
3. Якорь тягового реле, преодолевая усилие возвратной пружины, сдвигается и через рычаг-сцепку выталкивает бендикс вдоль вала стартера до зацепления с зубчатым венцом маховика.
4. Одновременно замыкаются силовые контакты реле, подающие ток на обмотку якоря стартера.
5. Электродвигатель начинает вращаться, передавая крутящий момент через бендикс на коленчатый вал двигателя.
6. После запуска двигателя маховик разгоняется до частот, превышающих частоту вращения стартера. Обгонная муфта бендикса начинает проскальзывать, предотвращая разрушение электродвигателя.
7. При отпускании ключа (или кнопки) тяговое реле обесточивается, возвратная пружина втягивает шестерню из зацепления, силовые контакты размыкаются.

¶Типы стартеров

По типу привода стартеры подразделяются на:

• С планетарным редуктором — повышают крутящий момент при меньших габаритах и массе, что позволяет применять аккумуляторы меньшей ёмкости. Наиболее распространены на современных автомобилях.
• Без редуктора (прямого привода) — простая конструкция с высоким потреблением тока, применяются преимущественно на крупногабаритной технике.

По типу возбуждения:

• С обмоткой возбуждения (классические).
• С постоянными магнитами (компактные, применяются на легковых автомобилях).

¶Характеристики

Основные параметры стартера:

¶Неисправности и обслуживание

Наиболее распространённые неисправности стартера:

• Износ щёток и коллектора — проявляется в снижении мощности, «прокрутке» без зацепления или полном отказе.
• Подгорание силовых контактов тягового реле — характерный щелчок без вращения якоря.
• Залипание якоря тягового реле — стартер продолжает работать после отпускания ключа.
• Износ бендикса — пробуксовка обгонной муфты, двигатель не проворачивается.
• Обрыв обмоток — полный отказ устройства.

Для продления срока службы рекомендуется ограничивать продолжительность непрерывной работы стартера (не более 10–15 секунд с перерывами 20–30 секунд), что связано с высокими токами и тепловым нагревом обмоток.

¶Безредукторные и редукторные стартеры: сравнение

Планетарный редуктор снижает нагрузку на электродвигатель, позволяя применять более лёгкий и компактный корпус. КПД редукторных стартеров выше, они лучше обеспечивают запуск двигателя при низких температурах, когда вязкость масла увеличивается. К недостаткам относится более сложная конструкция и чувствительность к загрязнению редуктора.

¶Стартеры в других областях

Помимо автомобилей, стартеры применяются в тракторах, судовых дизелях, авиационных двигателях (там они носят название «стартер-генератор» и совмещают функции запуска и выработки электроэнергии), а также в малых газотурбинных установках. В дизельных двигателях, особенно крупных, помимо электростартеров применяются пневматические и гидравлические стартеры, использующие сжатый воздух или давление масла.

¶История

Первые стартеры для автомобильных двигателей появились в конце XIX века и приводились вручную — с помощью рукоятки, вставляемой в специальный патрон на коленвале или распределительном валу. Ручной запуск был травмоопасен: при «отдаче» двигателя рукоятка могла нанести тяжёлые повреждения. Электрический стартер впервые был применён на автомобиле Cadillac в 1912 году, что существенно повысило удобство и безопасность эксплуатации автомобилей.