Автомобильный стартер представляет собой устройство которое осуществляет запуск автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Автомобильные стартеры обычно исполняются в электрическом варианте. Так же стартеры могут быть в пневматическом и гидравлическом вариантах, а в случае с очень большим двигателем стартером может служить даже меньших размеров двигатель внутреннего сгорания.
История автомобильного стартера
Как уже известно, автомобильные двигатели представляют собой четырехтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания. В таких двигателях третий такт высвобождает энергию топлива, которая обеспечивает автономное действие четвертого, первого и второго такта. Для начала автономной работы, автомобильному двигателю необходимо осуществить первые три такта своего рабочего цикла. До изобретения современного автомобильного стартера запуск двигателя осуществлялся самыми различными способами. Использовались заводные пружины, пиротехнические и ручные способы.
Самым распространенным был именно ручной способ. При таком способе, в коленчатом вале двигателя было предусмотрено отверстие под ручку для его вращения. Ручной способ являлся трудоемким, неудобным и даже опасным, так как поведение двигателя и ручки вращения было довольно непредсказуемым. Запуск двигателя таким способом мог привести к различного рода травмам, а в некоторых случаях даже к смерти от полученных травм. При таком состоянии дел общество нуждалось в автоматизации процесса.
Первое упоминание об электрическом стартере датируется 1896 годом. Именно в этом году в Англии был выпущен автомобиль Arnold. Сообщается, что одна из моделей была оснащена одним из первых в мире самозапускающим устройством, разработанным инженером-электриком Гербертом Джоном Доусингом. Самозапускающее устройство представляло собой динамомотор, который был соединен с маховиком и был предназначен для помощи автомобилю при движении в гору и запуска двигателя.
Следующее упоминание об электрическом стартере датируется 1901 годом. 11 февраля 1901 года была подана заявка на патентование компанией ROCKAWAY AUTOMOBILE Co «Средств для эксплуатации автотранспорта«. В тексте письма сообщается, что гражданин США Клайд Дж. Коулман, который проживал в районе Манхэттен в графстве Нью-Йорк изобрел новые и полезные усовершенствования в средствах управления автотранспортными средствами. Изобретение включало в себя устройство которое называлось «пусковой двигатель» и могло приводить в действие двигатель внутреннего сгорания. Так же было предусмотрено отключение «пускового двигателя» после запуска двигателя внутреннего сгорания. Заявка на патент была принята 24 ноября 1903 года.
Уже в 1911 году был подана заявка на патент «Пусковое устройство двигателя» от компании Dayton Engineering Laboratories(DEYCO). Особенностью изобретения является то, что это устройство представляет собой и стартер и генератор одновременно. Работа этого изобретения регулируется педалью, которая очень похожа на современные педали управления. В положении 1 устройство работает как стартер, а в положении 2 оно работает как генератор. Изобретателем этого устройство считается Чарльз Кеттеринг, но он являлся лидером команды, которую составляла группа инженеров компании Dayton Engineering Laboratories. В 1911 году глава компании Cadillac заказал 12000 стартеров, которые были установлены на одноименные автомобили 1912 года выпуска. Патент на изобретение был принят только 15 августа 1915 года.
В 1912 году, казалось бы , электрический стартер должен был бы стать «бомбой» на рынке производителей, но потребовалось время чтобы такого рода стартер был оценен. Электрические стартеры совершенствовались со временем. Следующим автомобилем, обладающим электрическим стартером, оказался Dodge 30/35 1914 года выпуска. Плюс ко всему, в автомобиле этого выпуска впервые была применена 14-ти вольтовая система, как освещения, так и электрооборудования.
В 1920-х годах электростартеры стали универсальны почти для всех производимых автомобилей. Этим самым действием автомобили стали доступны для лиц пожилого возраста и женщин. Серийными автомобилями производимыми с электрическими стартерами считаются Ford Model T. В таких автомобилях стартер приводился в действие кнопкой вплоть до 1949 года. В этом году компания Chrysler придумала так называемый замок зажигания, который используется в современных автомобилях до сих пор.
Состав автомобильного стартера
Типичный автомобильный стартер состоит из трех составных частей:
- Электродвигатель постоянного тока;
- Втягивающее реле;
- Шестерня с обгонной муфтой.
Электродвигатели постоянного тока современных стартеров могут быть 2 видов:
- С электромагнитным возбуждением;
- С возбуждением от постоянных магнитов;
Электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов являются более современными и популярными. Они являются более легкими, компактными, потребляют меньшие токи и имеют большую скорость вращения. Недостатком является меньший крутящий момент, но для решения этой проблемы вводится планетарный редуктор, который вращается вокруг центральной шестерни. Конструкция самого электродвигателя состоит из ротора(подвижная часть) и статора(неподвижная часть). Питание к ротору подводится через подпружиненные щетки. Втягивающее реле предназначено для ввода шестерни в зацепление с маховиком и подачу питания на электродвигатель. Обгонная муфта служит в составе стартера в качестве предохранителя от повреждений. Как только частота вращения коленвала превысит частоту вращения стартера, обгонная муфта рассоединяет приводную шестерню и вал электродвигателя.
Принцип работы автомобильного стартера
Как уже говорилось выше, в большинстве современных автомобилей установлены стартеры с возбуждением от постоянных магнитов. Действие этого устройства начинается с момента поворота ключа зажигания в рабочее положение и в течении 3 — 10 секунд двигатель приходит в свое рабочее состояние благодаря именно этому устройству. Как же все происходит?
Принцип работы автомобильного стартера следующий. При повороте ключа зажигания в рабочее положение происходит замыкание контактов. От аккумуляторной батареи к стартеру поступает напряжение. Шестерня с обгонной муфтой входит в зацепление с зубьями маховика. Электродвигатель постоянного тока раскручивает маховик до запуска двигателя внутреннего сгорания. После запуска двигателя обгонная муфта отсоединяет шестерню от маховика.
Следует заметить, что этот принцип работы носит общий характер, так как каждый современный производитель делает уникальную продукцию. Стартер одного производителя может иметь 5 составляющих, а другого 55 и принцип работы каждого будет отличаться.
Типичные неисправрости стартера
Неисправностей которые могут происходить со стартером не так уж и много. Признаков всего 2:
Первым признаком проблемы со стартером является то, что он не крутит. То есть при повороте ключа зажигания — тишина. Это может говорить о том, что на электродвигатель стартера не приходит ток. Причинами такой неисправности может быть неисправное реле, нарушение питания от аккумулятора или износ щеток.
Второй признак гораздо хуже первого, так как, в некоторых случаях, понять однозначно, что проблема именно в стартере очень непросто. Признак следующий — стартер крутит, а двигатель не запускается или запускается но с треском. Причем с треском как в прямом, так и переносном смысле. Случай можно считать хорошим если стартер просто медленно крутил, но все же запустил двигатель, так как скорее всего проблема в низком заряде автомобильного аккумулятора. Остальные поломки хорошими назвать нельзя, так как если при прокрутке стартера слышен треск, это либо короткое замыкание обмотки, либо треск подшипников. И в одном и во втором случае потребуется ремонт самого стартера.
Остальные поломки стартера приписываются к поломке обгонной муфты. Признаки могут быть следующие. После поворота ключа зажигания слышатся щелчки стартера. Звук работы стартера слышен, а шестерня с маховиком в зацепление не входит. При такого рода поломке так же необходим квалифицированный ремонт стартера у специалистов.
