Система пуска автомобиля

Система пуска двигателя

 

1. Устройство системы пуска двигателя
2. Работа системы пуска двигателя
3. Диагностика системы пуска двигателя

Двигатель не может запуститься сам. Чтобы завести его нужно приложить внешние усилия и повернуть коленчатый вал. В этой статье мы рассмотрим систему пуска, которая запускает двигатель.

Устройство и работа системы пуска двигателя

На двигателе имеется маховик. Обод маховика снабжен зубьями и превращен в зубчатый венец. Установленная на электромоторе стартера приводная шестерня входит с ним в зацепление и вращает коленчатый вал, инициируя рабочий цикл двигателя. Раcсмотрим, как это происходит:

Работа системы пуска двигателя с редуктором

Существует три типа систем пуска:

1. Система пуска двигателя с редуктором;
2. Система пуска двигателя с планетарным механизмом;
3. Система пуска обычного типа.

Рассмотрим конструкцию, работу и проверку системы пуска двигателя обычного типа.

1.Устройство системы пуска двигателя

В обычной системе пуска двигателя можно выделить три основных механизма:

1. Электромотор – создает вращающий момент.
2. Система привода – передает вращение на двигатель.
3. Электромагнитный включатель – приводит ведущую шестерню стартера в зацепление с ободом маховика, а также дает электрический ток в электромотор.

Рассмотрим электромотор системы пуска, создающий вращающий момент. Корпус электромотора выполнен из стали и имеет внешний вид цилиндра. Внутри корпуса имеются обмотки возбуждения, намотанные вокруг сердечников, прикрепленных к корпусу. Эти обмотки выполнены из толстой токопроводящей проволоки, способной выдержать сильный электрический ток. Обмотки генерируют электромагнитное поле, способное вращать якорь стартера. Одним из элементов якоря является сердечник, с канавками вдоль которого располагаются витки обмоток якоря. Оба конца каждой обмотки подключены к коллектору. Вращающие моменты, создаваемые каждой из обмоток, складываются, чтобы можно было вращать якорь, точнее вал якоря. Если посмотреть на стартер со стороны коллектора, то на якоре видно щеткодержатель.

Втягивающее реле  служит для подачи тока на мотор стартера и вводит бендикс в зацепление с маховиком для запуска двигателя. Устройство втягивающего реле, неисправности тягового реле. Как определить неисправности втягивающего реле?

Рассмотрим, как устроен щеткодержатель: в щеткодержателе объединены 4 щетки, прижимаемые к коллектору. Две из четырех щеток находятся в изолированных оправках и соединены с обмотками якоря и далее через коллектор с обмотками возбуждения. Те и другие заземлены на корпус.

Схема системы пуска двигателя:

1. Коллектор; 2 – задняя крышка; 3 – корпус статора; 4 – тяговое реле; 5 – якорь реле; 6 – крышка со стороны привода; 7 – рычаг; 8 – кронштейн рычага; 9 – уплотнительная прокладка; 10 – планетарная шестерня; 11 – шестерня привода; 12 – вкладыш крышки; 13 – ограничительное кольцо; 14 – вал привода; 15 – обгонная муфта; 16 – поводковое кольцо; 17 – опоры вала привода с вкладышем; 18 – шестерня с внутренним зацеплением; 19 - водило; 20 – центральная шестерня; 21 – опора вала якоря; 22 – постоянный магнит; 23 - якорь; 24 - щеткодержатель; 25 – щетка.

1. Система привода системы пуска двигателя

Этот механизм передает вращающий момент от электромотора к маховику. На валу якоря установлена шестерня привода. Действие электромагнитного включателя заставляет рычаг привода перевести шестерню привода в зацепление с зубчатым ободом маховика (в этом положение вращение передается на вал двигателя). Когда двигатель запущен, расцепляется оконная муфта, и теперь шестерня привода вертится в холостую. Позднее при включенном зажигании шестерня привода расцепляется с зубчатым ободом.

Теперь рассмотрим реальный механизм: оконная муфта передает вращение только в одном направлении и связана с шестерней привода. На муфте стартерного электромотора имеются винтовые шлицы. Винтовые шлицы имеются также на валу якоря. Шестерня привода способна скользить вдоль них вращаясь при этом. Винтовые шлицы обеспечивают плавное сцепление шестерни привода с зубчатым ободом. После сцепления зубчатого обода с ведущей шестерней раскручивается двигатель. Шестерня привода вертит зубчатый обод (при этом работает оконная муфта). Когда двигатель запущен, то двигатель вертит шестерню привода, при этом оконная муфта отключена. Шестерня привода вертится в холостую, чтобы не повредить электромотор.

2. Электромагнитный включатель

Электромагнитный включатель – заставляет приводной рычаг передвинуть шестерню привода и направляет ток в электромотор.

Схема работы электромагнитного включателя

В центре включателя находится плунжер. Плунжер выполняет две функции: перемещает приводной рычаг, соединенный с одним концом плунжера, а также включает главные контакты через контактную пластину, соединенную с его другим концом. Плунжер окружает втягивающая обмотка, которая подтягивает плунжер к главным контактам. Поверх втягивающей обмотки расположена удерживающая обмотка, которая удерживает плунжер у контактов. При повороте ключа зажигания электрический ток проходит по втягивающей, и удерживающей обмоткам, создавая магнитное поле. Это поле перемещает плунжер вправо. В результате контактная пластина замыкает главные контакты. Теперь клемма 30 замыкается с клеммой С, соединенной с мотором. В стартовый электромотор подается мощный ток, одновременно с этим, приводной рычаг приводит шестерню привода в зацепление и она начинает раскручивать двигатель.

Как устроен электромагнитный включатель?

Втягивающие и удерживающие обмотки закреплены на корпусе включателя. Контактная пластина расположена на торце плунжера напротив главного контакта. Втягивающие и удерживающие обмотки размещены вокруг плунжера, который поджимается возвратной пружиной. После запуска двигателя возвратная пружина перемещает шестерню привода в исходное положение.

Схема системы пуска двигателя

1. Электромотор;
2. Система передачи;
3. Электромагнитный включатель;

Электрическая схема системы пуска двигателя

Положительный полюс АКБ соединен с клеммой 30 и включателем зажигания. Клемма С соединена с обмотками возбуждения и обмоткой якоря, заземленными на корпус и далее соединенными с отрицательным полюсом АКБ. Все соединения выполнены мощным кабелем, который выдерживает большой ток. Клемма 50 соединена с положительным полюсом АКБ через включатель зажигания.

При повороте ключа зажигания ток сначала проходит через втягивающую и удерживающие обмотки, затем по обмоткам возбуждения и обмотке якоря, и наконец в землю. Поскольку сопротивление якоря и обмоток возбуждения очень низкое почти все напряжение АКБ падает на втягивающую и удерживающие обмотки. Возникающее в них поле перемещает плунжер вправо. Приводной рычаг, связанный с плунжером переводит муфту влево, одновременно поворачивая ее на винтовых шлицах якоря. Вместе с зацеплением привода с зубчатым венцом маховика временно замыкаются главные контакты. Когда главные контакты замкнуты контактной пластиной обмотки возбуждения и якоря питаются непосредственно от АКБ. После замыкания контактов выравниваются потенциалы клемм С и 50. Втягивающая обмотка уже не действует на плунжер. И он удерживается в прежнем положении только магнитным полем удерживающей обмотки. Когда после запуска двигателя ключ зажигания выключают главные контакты остаются замкнутыми. Но теперь ток от главных контактов во втягивающую обмотку поступает таким образом, что ее магнитное поле противоположно полю удерживающее обмотки. Оба магнитных поля взаимно уничтожаются. Теперь возвратная пружина переводит плунжер в исходное положение и размыкает главные контакты. Одновременно шестерня привода выходит из зацепления и возвращается в исходное положение.

Как работает стартовая система

Предварительно включенный стартер

Шестерня перемещается соленоидом; Существует начальный период, в течение которого двигатель медленно вращается, чтобы обеспечить сцепление, поэтому вся операция более плавная и вызывает меньший износ зубьев.

Чтобы сделать двигатель начать его нужно повернуть на некоторой скорости, чтобы он сосал топливо и воздух в цилиндры и сжимает это.

Мощный электрический стартер двигатель делает поворот.Его вал несет небольшую шестерню ( шестерня колесо), который взаимодействует с большим зубчатым кольцом вокруг обода двигатель маховик ,

В схеме переднего двигателя стартер установлен низко около задней части двигателя.

Стартеру нужен тяжелый электрический ток , который он тянет через толстые провода от аккумулятор , Не обычный ручной переключатель может включить его: ему нужен большой переключатель для обработки большого тока.

Выключатель должен включаться и выключаться очень быстро, чтобы избежать опасного, искрящего повреждения.Так что соленоид используется - устройство, в котором небольшой выключатель включает электромагнит чтобы завершить схема ,

Схема стартера

Все компоненты заземлены на металлический корпус автомобиля. Для передачи тока на каждый компонент требуется только один провод.

Выключатель стартера обычно работает зажигание ключ. Поверните ключ за пределы положения «зажигание включено», чтобы подать ток на соленоид.

выключатель зажигания имеет возвратная пружина , так что как только вы отпустите ключ, он отскочит назад и выключит стартер.

Когда переключатель подает ток на соленоид, электромагнит притягивает железный стержень.

Движение стержня замыкает два тяжелых контакта, замыкая цепь из аккумулятор к стартеру.

Шток также имеет возвратную пружину - когда выключатель зажигания прекращает подачу тока на соленоид, контакты размыкаются и пусковой двигатель останавливается.

Возвратные пружины необходимы, потому что стартер не должен вращаться больше, чем должен, чтобы запустить двигатель.Частично причина в том, что стартер потребляет много электроэнергии, которая быстро разряжает аккумулятор.

Кроме того, если двигатель запускается и двигатель стартера остается включенным, двигатель будет вращать стартер так быстро, что он может быть сильно поврежден.

Сам стартер имеет устройство, называемое зубчатым колесом Bendix, которое зацепляет свою шестерню с зубчатым кольцом на маховике только тогда, когда стартер вращает двигатель. Он отключается, как только двигатель набирает обороты, и есть два пути, которыми он это делает - инертность система и предварительно задействованная система.

Инерционный стартер полагается на инерцию шестерни - то есть на его нежелание начать вращаться.

Инерционная система

Стартер инерционного типа: этот тип является «внутренним», в котором механизм Bendix вращает шестерню в направлении двигателя; есть и «подвесные», в которых он движется в другую сторону.

Шестерня жестко не прикреплена к валу двигателя - она ​​навинчивается на него, как свободно вращающаяся гайка на болте с очень крупной резьбой.

Представьте себе, что вы внезапно закручиваете болт: инерция гайки не дает ему вращаться сразу, поэтому он смещается вдоль резьбы болта.

При вращении инерционного стартера шестерня перемещается вдоль резьбы вала двигателя и входит в зацепление с зубчатым венцом маховика.

Затем он достигает остановки в конце резьбы, начинает вращаться вместе с валом и, таким образом, вращает двигатель.

Инерция узла тяжелого поршня предотвращает его вращение сразу же, когда вал двигателя вращается, поэтому он скользит по резьбе и входит в зацепление; когда двигатель запускается, шестерня поворачивается быстрее, чем ее вал, поэтому она выбрасывается из зацепления.

После запуска двигателя он вращает шестерню быстрее, чем собственный вал стартера. Вращающее действие привинчивает шестерню обратно к ее резьбе и выходит из зацепления.

Шестерня возвращается так сильно, что на валу должна быть сильная пружина, чтобы смягчить его воздействие.

Насильственное включение и отключение инерционного стартера может привести к сильному износу зубьев шестерни. Чтобы преодолеть эту проблему, был введен предварительно включенный стартер, который имеет соленоид, установленный на двигателе.

Автомобильная стартерная система - это еще не все: помимо включения двигателя, соленоид также перемещает шестерню вдоль вала, чтобы зацепить ее.

Вал имеет прямой шлицы а не нить Бендикса, так что шестерня всегда вращается вместе с ней.

Шестерня приводится в контакт с зубчатым кольцом на маховике с помощью скользящей вилки. Вилка перемещается соленоидом, который имеет два набора контактов, которые замыкаются один за другим.

Первый контакт подает малый ток на двигатель, чтобы он вращался медленно - достаточно далеко, чтобы позволить зубьям шестерни зацепиться.Затем вторые контакты замыкаются, питая двигатель сильным током для вращения двигателя.

,

как это работает, проблемы, тестирование

Обновлено: 6 мая 2020 г.

Стартер - это электродвигатель, который переворачивает или «заводит» двигатель для запуска. Он состоит из мощного электродвигателя постоянного тока (постоянного тока) и соленоида стартера, который прикреплен к двигателю (см. Рисунок).

В большинстве автомобилей стартовый двигатель крепится болтами к двигателю или коробке передач, посмотрите эти фотографии: фото 1, фото 2. Ниже показано, как работает стартер внутри.

Стартер работает от основной 12-вольтовой батареи автомобиля. Чтобы перевернуть двигатель, стартер требует очень большой электрический ток, а это означает, что аккумулятор должен иметь достаточную мощность. Если аккумулятор разряжен, в автомобиле могут загореться огни, но энергии (тока) не хватит, чтобы перевернуть стартер.

Каковы признаки плохого стартера: При запуске автомобиля с полностью заряженным аккумулятором происходит один щелчок или ничего не происходит.Стартер не работает, хотя на клемме управления стартера есть напряжение 12 Вольт.

Другим симптомом является то, что стартер работает, но не переворачивает двигатель. Часто это может вызвать громкий визг при запуске автомобиля. Конечно, это также может быть вызвано повреждением зубьев зубчатого колеса гибкого диска или маховика.

Соленоид стартера

Соленоид стартера.

Типичный соленоид стартера имеет один маленький разъем для провода управления стартера (белый разъем на фото) и две большие клеммы: одна для положительного кабеля аккумулятора, а другая для толстого провода, который питает сам стартер (см. диаграмма ниже).

Соленоид стартера работает как мощное электрическое реле. При активации через клемму управления соленоид замыкает сильноточную электрическую цепь и передает энергию аккумулятора на стартер. В то же время соленоид стартера толкает шестерню вперед, чтобы она зацепилась с зубчатым венцом гибкой пластины двигателя или маховика.

Реклама - Продолжить чтение ниже

Кабели для батарей

Пусковая система упрощенная схема.

Как мы уже упоминали, для запуска двигателя от стартера требуется очень большой электрический ток, поэтому он подключен к аккумулятору толстыми (крупногабаритными) кабелями (см. Схему). Отрицательный (заземляющий) кабель соединяет отрицательную клемму аккумулятора « - » с блоком цилиндров двигателя или коробкой передач рядом со стартером. Положительный кабель соединяет положительную клемму аккумулятора « + » с соленоидом стартера.Часто плохое соединение на одном из кабелей аккумулятора может привести к тому, что стартер не будет работать.

Как работает система запуска:

Когда вы поворачиваете ключ зажигания в положение START или нажимаете кнопку START, если трансмиссия находится в режиме парковки или нейтрали, напряжение батареи проходит через цепь управления стартера и активирует соленоид стартера. Электромагнит стартера приводит в действие двигатель стартера. В то же время соленоид стартера толкает шестерню вперед, чтобы сцепить его с маховиком двигателя (гибкая пластина в автоматической коробке передач).Маховик прикреплен к коленвалу двигателя. Стартер вращается, поворачивая коленчатый вал двигателя, позволяя запустить двигатель. В автомобилях с кнопкой запуска система отключает стартер, как только двигатель начинает работать.

Нейтральный предохранительный выключатель

Переключатель режимов автоматической коробки передач.

В целях безопасности стартер может работать только тогда, когда автоматическая коробка передач находится в положении парковки или нейтрали; или если автомобиль имеет механическую коробку передач, когда педаль сцепления нажата.В автомобилях с механической коробкой передач переключатель педали сцепления замыкает цепь стартера при нажатии. В автомобилях с автоматической коробкой передач переключатель диапазона трансмиссии позволяет стартеру работать только тогда, когда коробка передач находится в режиме парковки или нейтрали.

Работа переключателя режимов трансмиссии состоит в том, чтобы сообщать компьютеру транспортного средства (PCM), в какой передаче находится трансмиссия. Если на вашем автомобиле установлен индикатор переключения передач на приборной панели, вы можете увидеть, когда индикатор диапазона трансмиссии не работает. ,

Наиболее распространенная проблема - когда вы переключаете передачу в «Парк», а буква «Р» не отображается на приборной панели. Это означает, что компьютер транспортного средства (PCM) не знает, что коробка передач находится в «Парке», и не позволит запускать стартер. Признак этой проблемы - когда автомобиль запускается в нейтральном положении, но не запускается в «парке».

Эта проблема часто возникает из-за коррозии или заедания кабеля или рычага троса (см. Фото). Ржавчина на ограничивает движение кабеля и препятствует нормальной работе переключателя.Решение состоит в том, чтобы смазать точку подключения кабеля и, если необходимо, заменить ржавые детали. Положение переключателя диапазона трансмиссии может потребоваться перенастроить.

Запуск системы проблемы

Проблемы с запуском системы являются общими, и не все они вызваны неисправным стартером. Чтобы найти причину проблемы, система запуска должна быть надлежащим образом протестирована. Если, когда вы пытаетесь завести машину, вы слышите, что стартер заводится как обычно, но машина не заводится, то проблема скорее всего не с системой запуска - прочитайте наше руководство по устранению неполадок при запуске автомобиля, чтобы узнать, как найти проблему.Вот несколько типичных проблем при запуске системы:

Разъедаемая клемма для теста. Хорошее соединение.

Батарея очень часто выходит из строя. Иногда один из электрических компонентов, который остался включенным или имеет дефект, вызывающий паразитное потребление тока, разряжает батарею. Иногда старая батарея может умереть однажды без предупреждения. В любом случае, если аккумулятор разряжен, у него не будет достаточно мощности для запуска двигателя стартера.

Если аккумулятор разряжен, при попытке запуска двигателя вы можете услышать один щелчок или повторный щелчок, или стартер может медленно перевернуться и остановиться.

Плохое соединение на кабельных клеммах может привести к тому, что стартер не будет работать или работать очень медленно. Часто клеммы аккумулятора или заземляющий кабель подвергаются коррозии, что вызывает проблемы со стартером (см. Фото выше).

Клемма управления электромагнитным реле со стартером

Иногда клемма управления стартера подвергается коррозии (на фото), или провод управления стартера ослабевает или отсоединяется от клеммы, что приводит к тому, что стартер не работает.Например, эта разъеденная клемма управления стартера была причиной незапуска, не проворачивания в Mazda 3. Мы заметили это только после отсоединения разъема провода управления. Очистка терминала и замена разъема решили проблему.

Другая частая неисправность - это сам стартер. Иногда угольные щетки или другие детали внутри стартера изнашиваются, и стартер перестает работать.

Например, неисправный стартер был обычным явлением в некоторых моделях Toyota Corolla и Matrix.Даже при хорошем аккумуляторе стартер щелкает, но не переворачивается.

Если стартовый двигатель неисправен, его необходимо заменить, что может стоить от 250 до 650 долларов США. Восстановление стартера обычно дешевле, но занимает больше времени.

Иногда механизм стартера по какой-то причине не будет правильно сцепляться с маховиком двигателя. Это может вызвать очень громкий металлический скрежет или визг при попытке завести автомобиль. В этом случае необходимо проверить зубчатое колесо маховика на наличие поврежденных зубов.

Замок зажигания также часто выходит из строя. Точки контакта внутри переключателя зажигания изнашиваются, поэтому при повороте переключателя зажигания в положение «Пуск» электрический ток не проходит через цепь управления стартера для активации соленоида стартера. Если покачивание ключа в замке зажигания помогает завести автомобиль, возможно, неисправен выключатель зажигания.

Нейтральный защитный выключатель также может выйти из строя или выйти из строя. Например, если автомобиль запускается в «Нейтральном», но не в «Парковочном», сначала необходимо проверить защитный выключатель нейтрального положения.

Как тестируется стартовая система

Техник проверяет состояние заряда аккумулятора с помощью тестера аккумулятора

Когда стартер не работает, сначала необходимо проверить состояние заряда батареи, клеммы батареи и кабели батареи. Одним из симптомов слабой батареи является то, что приборная лампа тускнеет, когда ключ повернут в положение СТАРТ.

Следующий шаг обычно включает в себя тестирование цепи управления стартером.Ваш механик может начать с измерения напряжения аккумулятора на клемме управления соленоида стартера с ключом в положении СТАРТ. Если напряжение отсутствует, проблема, скорее всего, связана с цепью управления стартера (выключатель зажигания, реле стартера, предохранительный выключатель нейтрали, провод управления). Если на клемме управления соленоида стартера имеется напряжение батареи, когда ключ находится в положении «ПУСК», сам стартер может быть неисправен. Клемма управления электромагнитным реле стартера также должна быть проверена на правильность подключения.

Как работает стартер?

Стартер внутри

Стартер обычно имеет четыре обмотки возбуждения (полевые катушки), прикрепленные к корпусу стартера с внутренней стороны. Якорь (вращающаяся часть) соединен через угольные щетки последовательно с катушками возбуждения. На переднем конце якоря есть небольшая шестерня, которая прикреплена к якорю через обгонную муфту.

Как работает стартер? Когда водитель поворачивает ключ или нажимает кнопку Пуск, обмотка соленоида находится под напряжением. Плунжер соленоида перемещается в направлении стрелки и замыкает контакты соленоида. Это подключает питание от батареи к стартеру (катушки возбуждения и якорь). В то же время поршень проталкивает стартер через рычаг. Затем зубчатое колесо входит в зацепление с зубчатым колесом гибкой пластины и переворачивает его. Гибкая пластина прикреплена к коленчатому валу двигателя.

Большинство проблем стартера вызвано изношенными или сгоревшими соленоидными контактами, изношенными щетками и коммутатором и изношенными втулками якоря. Симптом изношенных контактов соленоида - это когда щелкает соленоид, но стартер не работает. Когда щетки стартера изношены, двигатель стартера не издает никаких шумов. Когда передняя и задняя втулки якоря изнашиваются, якорь трется о полевые башмаки, заставляя стартер работать медленно и шумно. Многие современные стартеры имеют небольшие шариковые подшипники вместо втулок.Если вы хотите восстановить стартовый двигатель, комплекты для восстановления стартового двигателя, которые включают в себя детали с частым износом, продаются онлайн.