Стартер автомобиля: что это такое, устройство и принцип работы

Стартер, его назначение

Стартер – это небольшое устройство, преобразующее электрическую энергию от аккумулятора в механическую. Из названия понятно назначение и устройство стартера. При первичном запуске автомобиля, он «стартует» мотор, после чего машина запускается.

Зрительно: это компактный электрический двигатель с механическим приводом. При подаче тока, он начинает вращать коленчатый вал с конкретной частотой (скорость вращения зависит от времени года; зимой требуется больший ток и скорость), чтобы включилась система пуска двигателя.

Кроме основных функций, стартер может регулировать запуск автомобиля, защищая его от угона. Именно на него устанавливаются блокираторы, которые не позволяют запустить двигатель без ключа.

Устройство

Стартер выглядит как два соединённых цилиндра и, как правило, крепится к картеру двигателя двумя болтами. Отвинтив их и отсоединив клеммы проводов, можно легко снять деталь с автомобиля. В цилиндре меньшего размера расположены:

• Контактный пятак, замыкающий электрическую цепь стартера;
• Втягивающее реле, приводящее в движение шток вилки;
• Верхняя часть вилки стартера, шарнирно соединённая со штоком реле.

В цилиндре большего размера находятся компоненты электродвигателя и механические детали, а именно:

• Подшипник качения или втулка – необходимы для фиксации вала шестерни;
• Шестерня бендикса, передающая крутящий момент от электродвигателя к зубчатому венцу маховика;
• Собственно бендикс, роликово-пружинная муфта, необходимая для соединения и разъединения стартера с маховиком;
• Обмотка статора, формирующая электромагнитное поле, в котором вращается якорь;
• Якорь, играющий роль ротора электродвигателя;
• Щёточный узел с щётками, передающими ток обмотке якоря.

Автомобильный стартер, по своей сути, является электродвигателем, поэтому основными его компонентами являются ротор и статор

Во внешнем строении стартера выделяют корпус электродвигателя с капюшоном шестерни и корпус втягивающего реле с контактными болтами.

Виды

По устройству, стартеры бывают:

Без редуктора

Редуктор – это промежуточный механизм, основная задача которого – снижения усилий при вращении. В таких моделях коленчатый вал имеет непосредственное сцепление с шестерней. Зажигание происходит быстрее, практически мгновенно, по причине прямого контакта. Среди преимуществ этой конструкции выделяется простота. Дополнительный редуктор внедряется в конструкцию и в случае поломки потребуется его разборка.

Безредукторные стартеры легко ремонтируются обычным ручным инструментом. Из-за сильной упрощенности, схемы подключения и ремонта элементарны. Но основным недостатком моделей без редуктора выступает нестабильность. Во время сильных морозов они могут выходить из строя, не запускать двигатель с первого раза.

С редуктором

Основное отличие от предыдущей версии – наличие планетарного редуктора. Многие специалисты рекомендуют именно редукторные модели, так как они обладают одним выраженным достоинством – возможность запуска автомобиля даже при сильно севшем аккумуляторе. Малое потребление электричества значительно усиливается постоянными магнитами, которые улучшают производительность.

Кроме этого такое сочетание решает возникающие проблемы с обмоткой, которые могут привести к поломке стартера. Единственный недостаток – вероятная поломка шестерни при длительной эксплуатации. Если стартер был сделан с дефектом, что не редкость, их срок работы сильно ограничивается.

Устройство

Устройство и принцип работы стартера просты. Система пуска двигателя напрямую зависит от маховика. Это — механический элемент, который проворачиваясь, заставляет мотор производить энергию. И для пуска мотора от АКБ, требуется промежуточный узел.

Принцип работы стандартного стартера автомобиля обусловлен работой следующих элементов:

1. Якорь. Это ось, изготовленная из легированного стального сплава. Она вращается на подшипнике скольжения. На нее напрессовывается сердечник и устанавливаются коллекторные пластины. Его структура подразумевает пазы, в которые укладывается обмотка.
2. Щетки. Это графитовые проводники, осуществляющие простую функцию – передача электричества на коллекторные пластины. Это позволяет увеличить мощность стартера в целом.
3. Реле. Передает напряжение на обмотку и выталкивает обгонную муфту.
4. Электромотор. Состоит из нескольких сердечников с обмоткой. Ротор может быть установлен на подшипниках скольжения или обычных втулках. Второй вариант считается худшим, так как они имеют свойство стираться при активном использовании. В итоге, такое оборудование быстрее выходит из строя.
5. Бендикс. Элемент передачи крутящего момента и вращения на коленчатый вал.

Работа стартера, зачастую, обусловлена этим набором элементов, но могут быть и дополнения. Ряд моделей имеет специальную кнопку, которая позволяет запустить автомобиль даже без ключа.

Подробнее об устройстве стартера в видео

Как работает стартер

Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания, электрический ток поступает на обмотку втягивающего реле, которое приводит в движение контактный пятак и вилку. Пятак замыкает основную цепь стартера, пуская ток в щёточные узлы и в обмотку статора, а вилка воздействует на бендикс, соединяя его шестерню с зубчатым венцом маховика. Якорь начинает вращаться, передавая через бендикс крутящий момент на КШМ двигателя внутреннего сгорания.

При повороте ключа в замке зажигания на контакт втягивающего реле подаётся напряжение

В момент пуска ДВС горючая смесь воспламеняется в цилиндрах, толкая их и вращая коленвал. Крутящий момент на маховике многократно возрастает, равно как и частота вращения шестерни бендикса – этому способствует большое передаточное число. Бендикс отключается, предохраняя стартер от перегрузки. На этом функция стартера выполнена, и водитель отпускает ключ, отключая втягивающее реле, а значит – и стартер.

Схема работы стартера: 1 — аккумулятор; 2 — генератор; 3 — стартер; 4 — замок зажигания

Как стартер запускает двигатель

Единственное назначение стартера – запуск двигателя автомобиля, поэтому  в нем есть специальные соединительные устройства, которые передают ему выработанную механическую энергию.

Для этого на якоре делаются шлицы, на которые устанавливается направляющая и бендикс. Он представляет собой специальную конструкцию, которая должна вращаться с определенной скоростью, передавая вращение вала якоря на шестерню. При этом бендикс поступательно перемещается по валу якоря, при этом вращаясь вместе с ним.

Для перемещения бендикса служит вилка, вставленная в пазы направляющей. Она может перемещаться относительно оси крепления, подавая бендикс вперед или назад, в зависимости от того, работает стартер или нет. Вилка приводится в движение сердечником, соединенным с реле или электромагнитом.

Принцип работы реле стартера прост: его контакты выводятся на замок зажигания и аккумулятор, при включении зажигания, ток приходит на катушку реле, она примагничивает сердечник, который выдвигает вилку вперед. Одновременно намагниченное реле замыкает силовой провод аккумулятора и стартера при помощи медного пятака. При размыкании цепи зажигания, катушка перестает притягивать сердечник, который под воздействием пружинок возвращается на исходную позицию. Якорь начинает вращаться в тот момент, когда бендикс подается вперед, при размыкании контакта – стартер перестает вращаться, а бендикс подается назад. Вся эта конструкция закрывается корпусом и называется втягивающее реле стартера.

Стартер устанавливают непосредственно возле маховика двигателя, который жестко крепится на коленчатый вал. На боковой части диска маховика установлен зубчатый венец, который подходит шестерне стартера. При повороте ключа зажигания в положение запуска двигателя втягивающее реле вставляет шестерню бендикса в зубчатый венец маховика, после чего замыкается контакт на электродвигатель. Вал якоря начинает вращаться, усилие передается на маховик и коленчатый вал, в результате чего заводится двигатель. После запуска двигателя контакт ключа зажигания размыкается, все детали возвращаются в первоначальное положение. Стартер при этом останавливается, а двигатель продолжает работать.

Основные неисправности

Несмотря на то что устройство стартера достаточно простое, периодически возникают проблемы, о которых лучше знать заранее. Часто случается так, что от корпуса отстают и падают магниты. Данная неисправность легко устраняется, достаточно приклеить их обратно, что можно сделать даже самостоятельно.

Со временем изнашиваются опорные втулки, на них упирается якорь, который начинает вибрировать и биться,  ухудшая контакт щеток и коллектора. Это приводит к нестабильной работе стартера, искрению, выгоранию щеток. Нужно проточить коллектор, заменить щетки и втулки.

Еще одна часто встречающаяся проблема – износ роликов бендикса. В этом случае вал якоря просто не проворачивает шестерню, а она не крутит маховик. Чтобы решить проблему, требуется заменить бендикс.

Но чаще всего выходит из строя втягивающее реле. Например, когда залипает пятак, который под воздействием высокого тока приваривается к контактам. Тогда при выключении зажигания, якорь стартера продолжает вращаться, поскольку основной контакт не разомкнут. Чтобы устранить проблему, нужно просто снять минусовую клемму аккумулятора, затем достаточно просто почистить пятак, но иногда нужно менять все втягивающее реле.

Диагностика и ремонт стартера

Процедура проверки и ремонта механизма делится на несколько этапов:

• снятие;
• разбор устройства;
• диагностика и восстановление;
• сборка и установка.

Демонтаж

Процедура снятия рассмотрена на примере модели ВАЗ 2101:

1. От АКБ отключается минусовый контакт, что позволит предотвратить замыкания в системе. С помощью средства WD-40 рекомендуется обработать крепежные винты стартерного устройства. Обычно они плотно зафиксированы и со снятием могут возникнуть сложности.
2. Производится демонтаж воздушного фильтрующего устройства с карбюратора ДВС. Для этого выкручиваются винты, фиксирующие его, узел демонтируется.
3. С помощью гаечного ключа надо вывернуть гайки, которые крепят стартерный механизм к блоку ДВС.
4. Затем узел отодвигается вперед, от него отключаются подсоединенные провода. При выполнении задачи рекомендуется запомнить их расположение, а лучше — сфотографировать, чтобы не перепутать при подключении.
5. Стартерный механизм извлекается.

Канал «Ремонт и обслуживание авто» представил подробное руководство по выполнению демонтажа устройства с описанием всех особенностей этого процесса.

Разбор устройства

Процедуру разборки рекомендуется выполнять на заранее подготовленной чистой поверхности:

1. Выполняется демонтаж втягивающего цилиндра с устройства. Для этого отключается кабель, выкручивается гайка на контактном винте. Затем элемент крепления с шайбой рекомендуется накрутить обратно, чтобы не потерять.
2. С помощью отвертки выворачивается три винта, которые фиксируют цилиндр к стартерному устройству. Производится демонтаж втягивающего элемента, извлекается пружинная деталь. Выполняется снятие якорного устройства. Для этого его надо потянуть вверх, вывести из зацепления и демонтировать.
3. На следующем этапе производится снятие защитного кожуха стартерного механизма. Для этого с помощью отвертки необходимо вывернуть два крепежных болта и выполнить демонтаж крышки.
4. Выкручивается два стяжных болтика. Производится демонтаж крышки с корпуса стартерного механизма.
5. Выкручиваются винты, с помощью которых фиксируется обмотка устройства у пластин держателя щеточного узла. Извлекается изолирующий патрубок.
6. Выполняется отсоединение крышки со стороны коллекторного устройства с корпусом самого механизма.
7. Производится демонтаж перемычки обмоток стартерного узла из держателя щеток. Сами элементы извлекаются, для этого используется отвертка.
8. Производится выпрессовка задней втулки, для выполнения задачи потребуется оправка соответствующего диаметра.
9. Затем осуществляется извлечение шплинта рычага приводного устройства, а также его оси. Для этого потребуется отвертка с плоским наконечником.
10. После выполнения демонтажа прорезиненой заглушки приводной узел стартера надо вывести из зацепления с муфтой и произвести его снятие.
11. На следующем этапе извлекается рычаг привода.
12. Производится демонтаж шайбы, а также стопорного кольца. На этом этапе надо быть аккуратным, чтобы не потерять детали.
13. Далее, выполняется снятие муфты приводного устройства с вала якорного элемента механизма.
14. На завершающем этапе разборки производится выпрессовка передней втулки из крышки узла. Используется оправка нужного размера.

Проверка и восстановление

После разбора устройства выполняется диагностика всех составляющих элементов и их ремонт или замена:

1. На первом этапе на предмет износа производится диагностика щеток. Высота данных элементов должна составить не меньше 1,2 см для ВАЗ 2101. Это значение может отличаться в зависимости от модели машины. Для диагностики используется штанген-циркуль. Если проверка показала износ щеток, эти элементы подлежат замене.
2. Затем выполняется визуальная диагностика обмоток, следы подгорания на них не допускаются. Якорный узел должен быть целым, дефекты и сколов на нем должны отсутствовать.
3. Если на корпусе стартерного устройства обнаружены трещины, данную проблему решить получится только путем замены. Через такие повреждения внутрь механизма может поступать влага, которая приведет к его полной поломке. Найти новый корпус проблематично и если этого не удалось сделать, то стартер меняется.
4. Не допускается износ муфты. Необходимо визуально оценить целостность ее зубьев. Если нет хотя бы одного из них, муфта подлежит замене.
5. Производится диагностика так называемых пятаков втягивающего цилиндра. На этих элементах должен быть качественный контакт. В противном случае они меняются.
6. Если при активации устройства узел прокручивается, но маховик не вращается, проблему надо искать в шестеренках. Поврежденные элементы подлежат замене.
7. В случае если при попытке запуска мотора раздается щелчок, но ДВС не стартует, то замене подлежит втягивающий цилиндр.
8. Затем диагностируется посадочное место вала, оно должно иметь соответствующий диаметр. Допускается небольшой зазор на якорном устройстве стартерного механизма, но если люфт значительный, деталь меняется. Поверхность элемента рекомендуется зачистить мелкозернистой наждачной бумагой. Также нужно произвести промывку коллекторного устройства.

Обработке смазкой подлежат шестеренка привода, посадочное место якоря, а также подшипниковые элементы — это позволит предотвратить быстрый износ стартера.

Сборка и установка

Процедура сборки — более сложная задача, которая выполняется в обратной последовательности, при этом:

1. Выполняя монтаж стопорного кольца на якорный элемент, надо быть внимательным: если деталь упадет, ее нужно найти и установить.
2. При выполнении задачи нельзя перепутать местами щетки механизма. Это приведет к некорректной работе устройства и замыканию.
3. В ходе установки необходимо до упора затягивать все болты для фиксации. При этом следует быть аккуратным, чтобы не повредить резьбу на элементах. Перед закручиванием винты рекомендуется обработать смазкой, что позволит при дальнейшем разборе их легче выкрутить.
4. Выполняя установку устройства, затяжку элементов крепления к силовому агрегату надо производить постепенно. Это позволит предотвратить возможный перекос механизма.
5. После монтажа устройства производится обратная установка всех снятых ранее компонентов в моторном отсеке. На место ставится воздушный фильтр. К стартерному механизму подключается колодка с проводами. Затем нужно подсоединить обратно кабели к клеммным зажимам АКБ.

Как уберечь стартер от поломки?

Стартер автомобиля – очень важный механизм, без которого машина просто не будет двигаться с места. Далеко не каждый автомобилист

сможет самостоятельно найти причину, по которой стартер не крутит, но в силах любого предпринять меры профилактики чтоб он служил долго и качественно.

1. Все автомобилисты знают, что нужно регулярно проходит ТО на станции, которой вы доверяете. Здесь смогут определить проблемы на начальной стадии и сразу же их исправить. Опытный мастер может найти проблемы в работе стартера на начальной стадии, и спасти еще рабочую деталь.

Мы говорим о тех ситуациях, когда мотор вашего авто не заводится в течении первых 5 секунд. Это свидетельствует о проблемах с работой стартера. Но многих начинающие водители упрямо пытаются решить проблему нажимая кнопку зажигания снова и снова. Тогда стартер просто ломается и требует замены.

1. Автозапуск очень быстро сжигает стартер и разряжает аккумулятор, лишая этим возможности транспортного средства к передвижению.
2. Опытным водителям знакомы ситуации, когда неожиданно заканчивается бензин. И чтоб не толкать машину несколько километров до заправки, они едут на стартере. Такой вариант возможен, но для детали он скорее всего станет последним. При таких нагрузках стартер просто не выдерживает и сгорает. Думайте сами, стоят ли несколько километров дороги покупки новой детали.
3. Не стоит оставлять стартер включённым после запуска двигателя. Это приведет к неоправданно быстрому износу детали.

Помните, в некоторых случаях машина заводится не с первого раза, особенно холодными зимними вечерами. А вот брелок сигнализации говорит владельцу об обратном. В таком случае виной всему служит сигнализация, которая просто не поняла что мотор не запустился, и бесконечно гоняет стартер в попытка завести двигатель автомобиля. Если вы увидели такую проблему и в своей машине, сразу же обратитесь за помощью к специалистам, в противном случае автозапуск просто испортит вам стартер постоянными попытками завести мотор. К тому же вы будете иметь постоянно севший аккумулятор.

Иногда случаются ситуации, когда машина заведена с помощью автозапуска, но стартер продолжает работать еще в течение нескольких секунд. Происходит это по вине сигнализации, которая вовремя не отключила деталь. Если такая ситуация будет повторяться в дальнейшем, то ничего хорошего из этого не получится.

Поломанный стартер – чинить или менять?

Чаще всего, при покупке нового автомобиля стартер не нуждается в повышенном внимании первые 5-7 лет. После этого возможны поломки и неполадки в работе, которые нужно сразу же устранять.

Стартер относится к дорогостоящим комплектующим. Перед тем, как установить деталь на автомобиль она долго тестируется и проверяется экспертами и во время краш тестов. Именно поэтому в США и других развитых странах ремонт, а точнее восстановление стартеров происходит непосредственно на заводе – изготовителе конвейерным способом.

При обращении на СТО с жалобами на работу стартера его сразу же меняют на новый или восстановленный, а поломанная деталь отправляется напрямую на завод, который ее произвел. В такой ситуации машина продолжает ездить без проблем, без ущерба для владельца.

Что же касается нашей страны, то при поломке меняют деталь на новую лишь 1 из 10 пользователей авто. Такая ситуация напрямую связана с ценовой политикой, ведь починить стартер значительно дешевле, чем приобрести новую деталь.

Если поломка незначительная, то ремонт выгоднее, но если обгорела обмотка либо вышел из стоя якорь, то починка может стоить как большая половина нового стартера. Чтоб не попасть в ситуация, при которой скупой платит дважды, лучше сразу поменять деталь на новую.

За счет того, что новые комплектующие имеют достаточно высокую цену, а стоимость работы ей рана, ремонт стартеров это отличная возможность для работников СТО заработать денег. Сегодня на многих сервисных центрах висит табличка, с призывом обратится в их компанию для ремонта, но на самом деле хороших мастеров очень мало. Большая часть ответственных мастеров даже не берутся за такую работу. Те автовладельцы, которые хотят сэкономить немного финансов обращаются за помощью к некачественным мастерам, которые плохо чинят, и через некоторое время вы снова окажитесь в плену поломанных деталей.

В качестве вывода хочется сказать, что большинство проблем со стартером возникает вследствие неумелого с ним обращения самого собственника машины. После определения поломки и ее исправления задумайтесь на минутку, что привело к такому состоянию детали? Не ваш ли способ управления авто?