Что такое венец стартера

Опубликовано: 18.05.2024

Подавляющее большинство современных двигателей внутреннего сгорания оснащаются так называемым маховиком. Грубо говоря, это металлическое колесо, имеющее зубчатый обод. Само колесо обладает большой массой, а значит, может накапливать значительную энергию, которая затем передается коленчатому валу двигателя. Маховик имеет связь с одним из концов коленчатого вала и вращается вместе с ним, накапливая энергию примерно так же, как это делает всем известная детская игрушка - юла. За счет высокой инерционности этой детали она может стабилизировать вращение коленчатого вала, предотвращая сильные вибрации и детонации смеси (в далеком прошлом от этого страдали все ДВС). Венцом маховика является уже упомянутый обод со множеством зубьев. Именно он сцеплен с шестерней стартера и передает крутящий момент на маховик, а затем на коленчатый вал и другие системы автомобильного двигателя.

Эксперты Avto.pro предлагают вам ознакомиться с конструкцией маховика двигателя, его особенностями, неисправностями и методикой поиска новой детали в случае, если старая вышла из строя и нуждается в скорейшей замене.

Неисправности маховиков, возможности ремонта и замены

Говоря о неисправности конкретно венца маховика, стоит рассматривать вопрос глобальнее, изучив всю деталь. Она эксплуатируется при очень высоких нагрузках, так что поломки не являются столь редкими. Конечно, первым, что вызовет подозрения владельца автомобиля, может стать именно зубчатый венец . Но давайте рассмотрим основные неисправности маховиков и причины, по которым они могли возникнуть:

Биения. В подавляющем большинстве случаев биения начинаются вследствие выхода из строя механизма сцепления или по причине некачественного ремонта. Например, если ведущий диск был установлен неточно. Решить проблему может разборка механизма сцепления, центровка деталей и дальнейшая сборка. Если маховик износился естественным образом, ремонт не поможет;
Буксование, затрудненный запуск мотора и появление стуков при включении стартера. Причиной возникновения таких проблем является именно износ венца маховика . Если зубцы истерлись или вовсе откололись, то будет наблюдаться все вышеуказанное . Сколы на зубьях венца могли возникнуть как в результате попадания в картер инородных твердых частиц, так и в результате естественного износа. Венец или весь маховик придется заменить или же проделать то, о чем будет сказано чуть позже;
Нарушение целостности или старение пружин двухмассового маховика. Обычно маховик с изношенными пружинами меняют, хотя реальна установка нового блока пружин. Не во всех случаях такой ремонт дает желаемый результат - если пружины слишком легкие или слишком жесткие, эффективность работы маховика уменьшится;
Износ и дефекты прилегающей поверхности. Они необратимы и естественным образом возникнут по ходу эксплуатации маховик а. В случае небольшого износа, деталь просто нужно подрегулировать. В остальных случаях ее остается лишь заменить.

Что касается непосредственно венца, то целостность его зубцов нарушается лишь с верхнего угла. Часть зубцов, обращенная ко внутренней стороне маховика, остается целой. При серьезном износе зубцов венец нужно демонтировать и, перевернув , поставить на место - в сцепление будут входить уже целые стороны зубьев . В подавляющем большинстве легковых автомобилей венцы маховик монтируются без использования болтов, так что для снятия венца сам маховик необходимо демонтировать, установить на подставку, после чего легкими ударами молотка по выколотке 3/8 выбить его с посадочного места. Дабы избежать риска прокручивания повторно установленного венца, его необходимо предварительно разогреть в печи ( не доводя до изменения цвета металла ), после чего запрессовать. После охлаждения венец сядет на место с достаточным натягом и не будет прокручиваться. Заметьте, что хоть технология снятия и установки детали выглядит очень простой, можно по неопытности допустить следующие ошибки:

Перегреть отдельные участки венца с помощью газовой горелки. Часто автолюбители греют деталь обычной газовой горелкой, что, в принципе, допустимо. Однако есть некоторые нюансы. Сильный нагрев металла с дальнейшим плавным охлаждением называется отпуском. Материал становится крепче, но теряет некоторые другие свойства. Зубья на перегретых участках венца в дальнейшем станут менее износостойкими;
Перед демонтажом венца не осмотреть сам маховик на предмет износа. Если маховик был снят, стоит провести ревизию его боковой плоскости и произвести чистку.

Нередко после снятия и прокручивания венца неизношенной стороной некоторые автолюбители приваривают деталь, однако специалисты не рекомендуют этого делать в кустарных условиях. Подобное решение также может поставить под угрозу возможность нормальной балансировки деталей . В отдельных случаях венцы маховиков именно приварены. Пример: маховики некоторых автомобилей марки Mazda . Если вы решили приварить венец к маховику, то сварки в четырех местах с небольшими прихватками будет более чем достаточно. Такую работу лучше доверить сварщику с опытом работы с автомобильными комплектующими.

Выбор нового венца маховика

Как показала практика, подобрать подходящий венец маховика бывает сложно - необходимо ориентировать не только на параметры двигателя, но и на параметры стартера. Если в автомобиль не вносились определенного рода конструктивные изменения , то искать новую деталь будет не так сложно. Вести поиск можно по двум параметрам:

Код имеющейся детали;
VIN-код транспортного средства.

Особняком стоит поиск по параметрам автомобиля и параметрам стартера в частности, учитывая также параметры уже установленного и износившегося венца. Выше были перечислены основные параметры венцов - если автолюбитель сможет точно их определить (часто помогают таблицы на сайте производителя), то затем сможет вести поиски аналога. Если вести поиски исключительно по общим параметрам транспортного средства , то можно попасть впросак и приобрести венец, имеющий отличный от стартера модуль сцепления . Именно по этой причине данную деталь лучше подбирать под чутким руководством специалиста по ремонту автомобилей. Есть и более простое решение: приобрести маховик с венцом в сборе.

Венцы отдельно от агрегата выпускают далеко не все фирмы, производящие сами маховики. В отдельных случаях удается найти оригинальный венец отдельно от маховика, но такой оригинал стоит немалых денег. Мы не рекомендуем экономить на покупке этой детали, но если ваш бюджет серьезно ограничен, то учитывайте риски : венец будет иметь относительно небольшой эксплуатационный ресурс, а при самом плохом раскладе и вовсе не подойдет к маховику (такое бывает с продукцией сомнительных турецких и китайских производителей). Если вы ищете аналогов, руководствуясь лишь демократичностью цены, то обратите внимание на товары от BF (Германия), Sampa (Турция), Febi (Германия), BSG (Турция), JAC (Китай), OE Germany (Германия). В остальных случаях рекомендуем покупать оригинал.

Вывод

Венец маховика - приметная зубчатая деталь, которая берет на себя крайне важную задачу создания надежного сцепления маховика со стартером. Эксплуатируемая в условиях повышенных нагрузок, она имеет не такой большой ресурс, как того хотелось бы автолюбителям. Практика показывает, что за жизненный цикл автомобиля манипуляции с венцом или всем маховиком в сборе приходится осуществлять более 2-3 раз. При износе венца маховика автомобиль будет сложнее завести, но во всем остальном он будет абсолютно исправен. Конечно, поводом к немедленной замене может являться лишь критический износ и скалывание сразу множества зубцов. Мы не рекомендуем затягивать с заменой венца маховика в случае его износа.

С полной версией статьи можете ознакомиться здесь .

Коротко о типах маховиков

Для начала разберемся с тем, какие в автомобильных двигателях могут быть маховики. В зависимости от конструкции маховик может различным образом влиять на работу двигателя, но зачастую это проявляется в уменьшении эффективной мощности - за больший комфорт, меньший износ смежных с коленвалом деталей и большую безопасность приходится чем-то платить. Выделяют следующие типы:

Сплошной маховик. Часто его называют обычным маховиком. Это крупный диск из чугуна, имеющий стальной венец. Простая и крайне надежная конструкция, которая является прообразом более сложных современных маховиков;
Двухмассовый маховик. Наиболее распространенный тип. Представляет собой сложную демпферную конструкцию, предусматривающую пружинные механизмы. Такие маховики обеспечивают качественное переключение передач, обладают хорошими динамическими характеристиками, практически не шумят. В отличие от сплошных маховиков, двухмассовые менее надежны, так как в них есть минимум один узел с невысокой износостойкостью - пружинно-демпферный механизм;
Облегченный маховик. Облегченная конструкция (1,5 - 2,0 килограмма) с неплохими динамическими характеристиками и меньшим влиянием на работу двигателя. Облегченные маховики нашли широкое применение в тюнингованных и спортивных автомобилей, поскольку они не столь серьезно влияют на мощность двигателя.

Все перечисленные типы маховиков имеют венцы. Венец довольно часто выходит из строя, так как он работает в условиях высоких нагрузок . Зубцы венцов истираются относительно быстро, что сказывается на качестве сцепления маховика с бендиксом автомобильного стартера. Двухмассовые маховики, как и было указано выше, имеют еще один слабый узел, но рассматривать связанные с ним поломки мы в подробностях не будет. Разберемся именно с тем, как устроен венец маховика.

Конструктивные особенности

По своей сути венец маховика является очень простой вещью - это обод из стального сплава с выточенными на наружной поверхности зубьями. Маховики двигателя могут делиться еще на два подтипа, определяющиеся особенностями монтажа венца . Проще говоря, маховики могут иметь съемные или несъемные зубчатые венцы. В подавляющем большинстве маховиков венцы съемные, а значит, сами детали имеют высокую ремонтопригодность. Венец может быть смонтирован следующим образом:

Запрессован без использования дополнительных крепежных элементов;
Закреплен болтами.

Если речь идет о запрессованном венце, то предназначенный для него маховик имеет гладкую поверхность, а связь деталей обеспечивается за счел большой силы трения. Перед запрессовкой венец нагревают . Металл при нагреве несколько расширяется, а уже после напрессовки сжимается, за счет чего венец можно плотно сесть на маховик. Как правило, маховики с запрессованными венцами применяются в малолитражных двигателях для легковых автомобилей, хотя их можно увидеть и в некоторых моделях грузового транспорта. Конструкция с болтовым соединением предусматривает наличии фланца с рядом отверстий под крепежные элементы. Маховики с таким вариантом крепления венца применяются в мощных двигателях с сильными нагрузками на зубчатую передачу. Практика показывает, что венец с болтовым соединением можно отсоединить без использование специальных инструментов.

Вне зависимости от конструкции маховика и особенностей монтажа венцов, детали имеют ряд особых характеристик. Именно эти характеристики определяют, к какому автомобилю и, соответственно, стартеру маховик может подойти. Вот эти характеристики:

Диаметр;
Количество зубьев (обозначается как Z);
Модуль зацепления (учитывает модуль колеса и модуль зубьев). Обозначается как m.

Модуль зацепления m представляет собой величину, равную отношению диаметра делительной окружности к количеств у имеющихся в венце зубьев . Делительной окружностью называют условную окружность, разделяющую зубья шестерни на 2 части (головку и ножку), условно проходящую примерно через половину высоты зубьев. Модуль зацепления венцов попадает в диапазон 2,00 - 4,25 (шаг 0,25). Если модули сцепления m венца и шестерни стартера не равны, зубья не будут совпадать, что может привести или к интенсивному износу передачи, или ее полной неработоспособности.

Диаметр венца, а также количество его зубьев могут попадать в довольно широкий диапазон. Что интересно, автомобили с двигателями одной модели могут оснащаться различными маховиками - различия будет вносить тип установленного стартера . В большинстве деталей количество зубьев составляет от 113 до 145 ед., а диаметр составляет 250 миллиметров для легкового транспорта и 500 и более миллиметров для транспорта с мощными дизельными агрегатами.

Неисправности маховиков, возможности ремонта и замены

Запчасти на mazda 2

Запчасти на scania 113

113 H/320 DSC 11.16

Биения. В подавляющем большинстве случаев биения начинаются вследствие выхода из строя механизма сцепления или по причине некачественного ремонта. Например, если ведущий диск был установлен неточно. Решить проблему может разборка механизма сцепления, центровка деталей и дальнейшая сборка. Если маховик износился естественным образом, ремонт не поможет;
Буксование, затрудненный запуск мотора и появление стуков при включении стартера. Причиной возникновения таких проблем является именно износ венца маховика . Если зубцы истерлись или вовсе откололись, то будет наблюдаться все вышеуказанное. Сколы на зубьях венца могли возникнуть как в результате попадания в картер инородных твердых частиц, так и в результате естественного износа. Венец или весь маховик придется заменить или же проделать то, о чем будет сказано чуть позже;
Нарушение целостности или старение пружин двухмассового маховика. Обычно маховик с изношенными пружинами меняют, хотя реальна установка нового блока пружин. Не во всех случаях такой ремонт дает желаемый результат - если пружины слишком легкие или слишком жесткие, эффективность работы маховика уменьшится;
Износ и дефекты прилегающей поверхности. Они необратимы и естественным образом возникнут по ходу эксплуатации маховика. В случае небольшого износа, деталь просто нужно подрегулировать. В остальных случаях ее остается лишь заменить.

Что касается непосредственно венца, то целостность его зубцов нарушается лишь с верхнего угла. Часть зубцов, обращенная ко внутренней стороне маховика, остается целой. При серьезном износе зубцов венец нужно демонтировать и, перевернув, поставить на место - в сцепление будут входить уже целые стороны зубьев. В подавляющем большинстве легковых автомобилей венцы маховик монтируются без использования болтов, так что для снятия венца сам маховик необходимо демонтировать, установить на подставку, после чего легкими ударами молотка по выколотке 3/8 выбить его с посадочного места. Дабы избежать риска прокручивания повторно установленного венца, его необходимо предварительно разогреть в печи ( не доводя до изменения цвета металла ), после чего запрессовать. После охлаждения венец сядет на место с достаточным натягом и не будет прокручиваться. Заметьте, что хоть технология снятия и установки детали выглядит очень простой, можно по неопытности допустить следующие ошибки:

Перегреть отдельные участки венца с помощью газовой горелки. Часто автолюбители греют деталь обычной газовой горелкой, что, в принципе, допустимо. Однако есть некоторые нюансы. Сильный нагрев металла с дальнейшим плавным охлаждением называется отпуском. Материал становится крепче, но теряет некоторые другие свойства. Зубья на перегретых участках венца в дальнейшем станут менее износостойкими;
Перед демонтажом венца не осмотреть сам маховик на предмет износа. Если маховик был снят, стоит провести ревизию его боковой плоскости и произвести чистку.

Нередко после снятия и прокручивания венца неизношенной стороной некоторые автолюбители приваривают деталь, однако специалисты не рекомендуют этого делать в кустарных условиях. Подобное решение также может поставить под угрозу возможность нормальной балансировки деталей. В отдельных случаях венцы маховиков именно приварены. Пример: маховики некоторых автомобилей марки Mazda . Если вы решили приварить венец к маховику, то сварки в четырех местах с небольшими прихватками будет более чем достаточно. Такую работу лучше доверить сварщику с опытом работы с автомобильными комплектующими.

Выбор нового венца маховика

Код имеющейся детали;
VIN-код транспортного средства.

Особняком стоит поиск по параметрам автомобиля и параметрам стартера в частности, учитывая также параметры уже установленного и износившегося венца. Выше были перечислены основные параметры венцов - если автолюбитель сможет точно их определить (часто помогают таблицы на сайте производителя), то затем сможет вести поиски аналога. Если вести поиски исключительно по общим параметрам транспортного средства, то можно попасть впросак и приобрести венец, имеющий отличный от стартера модуль сцепления . Именно по этой причине данную деталь лучше подбирать под чутким руководством специалиста по ремонту автомобилей. Есть и более простое решение: приобрести маховик с венцом в сборе.

Венцы отдельно от агрегата выпускают далеко не все фирмы, производящие сами маховики. В отдельных случаях удается найти оригинальный венец отдельно от маховика, но такой оригинал стоит немалых денег. Мы не рекомендуем экономить на покупке этой детали, но если ваш бюджет серьезно ограничен, то учитывайте риски: венец будет иметь относительно небольшой эксплуатационный ресурс, а при самом плохом раскладе и вовсе не подойдет к маховику (такое бывает с продукцией сомнительных турецких и китайских производителей). Если вы ищете аналогов, руководствуясь лишь демократичностью цены, то обратите внимание на товары от BF (Германия), Sampa (Турция), Febi (Германия), BSG (Турция), JAC (Китай), OE Germany (Германия). В остальных случаях рекомендуем покупать оригинал.

Вывод

Большинство современных поршневых ДВС оснащаются системой пуска с электрическим стартером. Передача крутящего момента от стартера на коленвал осуществляется через установленный на маховике зубчатый венец — все об этой детали, ее назначении, конструкции, правильном выборе и ремонте читайте в статье.

Что такое венец маховика?

Зубчатый венец маховика (обод зубчатый маховика) — деталь маховика поршневых двигателей внутреннего сгорания, шестерня большого диаметра, обеспечивающая передачу крутящего момента от стартера на кривошипно-шатунный механизм двигателя.

Венец является одновременно частью КШМ и системы пуска двигателя, он жестко смонтирован на маховике и входит в зацепление с шестерней стартера. При запуске крутящий момент от стартера через шестерню, венец и маховик передается на коленчатый вал и остальные системы двигателя, а после выключения системы пуска венец выступает в роли дополнительной массы маховика.

Несмотря на простую конструкцию, венец маховика играет важную роль в работе двигателя, поэтому при необходимости замены и ремонта следует ответственно подходить к выбору этой детали. А чтобы сделать верный выбор, нужно разобраться в конструкции, характеристиках и особенностях венцов.

Типы, конструкция и характеристики венца маховика

Прежде всего следует заметить, что сегодня используются маховики двух типов — со съемным и несъемным венцом. Наибольшее распространение имеют маховики со съемным зубчатым венцом — эти детали более просты и надежны в работе, они обладают высокой ремонтопригодностью и позволяют экономить на производстве и ремонте автомобилей. Маховики с несъемными венцами здесь мы рассматривать не будем.

Конструктивно все венцы очень просты: это стальной обод, на наружной поверхности которого выточены зубцы для зацепления с шестерней стартера. Венец изготавливается из различных сортов стали, он жестко монтируется на маховик и при необходимости может быть заменен.

Венец маховика с болтовым креплением
Запрессовываемый венец маховика

Венец может монтироваться на маховик двумя способами:

Запрессовка без дополнительного крепежа;
Болтовое соединение с маховиком.

В первом случае маховик представляет собой обод с гладкой внутренней поверхностью, который напрессовывается маховик, а связь между деталями обеспечивают силы трения. Перед напрессовыванием венец нагревается, а после посадки на маховик охлаждается и сжимается, чем обеспечивается максимально плотная посадка детали. Обычно такое устройство имеют зубчатые ободья маховиков небольших по объему двигателей (легковых и некоторых грузовых авто), при пуске которых создаются относительно небольшие силы. В таких двигателях зубья венцов подвержены небольшому износу, поэтому данные детали могут нормально работать вплоть до выработки ресурса силового агрегата.

Во втором случае на внутренней поверхности венца предусмотрен фланец с рядом отверстий для болтов, посредством которых деталь монтируется на маховик. Наиболее часто такие венцы используются на мощных двигателях, при запуске которых зубатая передача подвергается значительным нагрузкам. Болтовое соединение позволяет без труда заменить изношенный венец, не прибегая к специальному инструменту или приспособлениям.

Венцы маховика имеют три основные характеристики:

Диаметр;
Число зубьев Z;
Модуль зацепления (модуль зубьев, модуль колеса) m.

Диаметр и количество зубьев венца лежат в очень широких пределах, данные характеристики могут отличаться даже для двигателей одной модели, но с различными типами стартеров. Обычно число зубьев лежит в пределах 113 — 145 штук, а диаметр венцов — от 250 мм на двигателях легковых автомобилей до 500 мм и более на мощных дизелях.

Модуль зацепления — это отношение диаметра делительной окружности к числу зубцов венца. Делительная окружность — условная окружность, которая делит зубцы шестерни на две части (ножку и головку), она пролегает примерно на середине высоты зубьев. Значение модуля зацепления зубчатых венцов маховиков лежит в пределах от 2 до 4,25 с шагом 0,25. Модуль зацепления является наиболее важной характеристикой при подборе венца и шестерни стартера — эти детали должны иметь одинаковое значение m, в противном случае их зубцы не будут совпадать, что приведет к интенсивному износу деталей, либо зубчатая передача вовсе не будет работать.

Как правило, основные характеристики венцов (модуль зацепления и количество зубцов) указывается производителем, данные числа могут наноситься непосредственно на венец. Все характеристики необходимо учитывать при выборе венцов.

Вопросы выбора и замены венца маховика

Демонтаж напрессованного зубчатого венца

В процессе эксплуатации двигателя зубцы венца подвергаются интенсивному износу, который может усиливаться при некорректной работе стартера (например, если бендикс не сразу отводит шестерню от венца при пуске двигателя или неправильно позиционирует шестерню относительно венца). Поэтому с течением времени зубцы венца стачиваются и выкрашиваются, что приводит к ухудшению запуска двигателя или даже к невозможности выполнить его с помощью стартера. При износе зубцов венец необходимо перевернуть или заменить на новый.

Зубцы венца изнашиваются только с наружного верхнего угла, а обращенная к маховику сторона зубцов остается нетронутой. Поэтому при достижении критического износа венец можно снять, перевернуть, и установить целой стороной зубцов наружу. При замене необходимо соблюдать правильность установки обода, чтобы не сбить балансировку маховика. Сделать это помогает специальная метка на венце и маховике. При повторном износе венец просто меняется на новый.

На замену нужно выбирать зубчатый обод маховика с теми же характеристиками, что имела старая деталь. Особое внимание необходимо уделять модулю зацепления m — эта характеристика должна иметь то же значение, что и у старого венца. Если же вместе с венцом маховика меняется и шестерня стартера, то обе детали должны иметь одинаковый модуль зацепления. То есть, при ремонте вполне допускается использование шестерни и венца с другим количеством зубцов, но при этом их mдолжен иметь одно значение.

Замена венца производится на демонтированном маховике в соответствии с инструкцией по ремонту данного конкретного автомобиля. Как правило, напрессованные венцы можно снимать и устанавливать только после нагрева — деталь при нагреве расширяется и может быть снята или установлена на свое посадочное место. После замены может потребоваться балансировка маховика, эту операцию необходимо выполнять на специальном стенде. В дальнейшем венец не нуждается в специальном обслуживании.

При правильном выборе и замене зубчатого венца маховика двигатель будет уверенно запускаться, а зубчатая передача будет подвергаться минимальному износу.

Стартер – самая «женская» деталь автомобиля! Ведь считается, что именно электрический запуск двигателя позволил прекрасному полу всерьез сесть за руль, ибо до его изобретения машину заводили ручной рукояткой, что было под силу не каждому мужику… При этом как механизм стартер не по-женски надежен и предсказуем, благодаря неженской же грубости и простоте конструкции, а поэтому редко доставляет проблемы владельцу новой машины в течение 3-5 лет её службы. Хотя немолодой стартер, конечно же, имеет право покапризничать, поскольку жизнь его нелегка! Узнаем, как он устроен, а после теоретической подготовки исследуем и отремонтируем захандривший «пускач».

История появления стартера

И значально автомобиль был рожден без стартера — двигатели запускались заводной рукояткой, и это считалось нормой. Собственно, у машин зари автомобилизации хватало других, более насущных проблем, на фоне которых вращение ручки перед поездкой было не самой существенной. Однако тяжелый и небезопасный запуск мотора вручную был все же очевидным узким местом первых самобеглых повозок, и в 1911 году американский инженер-механик Чарльз Кеттеринг предложил конструкцию электрического стартера. А уже в 1912 году был выпущен первый автомобиль, заводящийся изобретением Кеттеринга – Cadillac Model 30.

Впрочем, несмотря на это, технической революции не произошло – что можно проследить хотя бы по знаменитому Ford T, который, выпускаясь миллионными тиражами, заводился ручкой вплоть до 1919 года… Собственно, причина заключалась в немалой степени в том, что Чарльз Кеттеринг, коронованный как изобретатель стартера, предложил компании Cadillac совсем не ту конструкцию, что применяется повсеместно в наши дни!

На фото: Чарльз Кеттеринг

Его конструкция была сложна и ненадежна, поскольку стартер после запуска мотора не отсоединялся от коленвала, а переключался в режим генератора, и ведущие американские автоконцерны той эпохи отнеслись к идее прохладно. Причина же поддержки изобретения Кеттеринга Кадиллаком крылась в личности основателя фирмы Генри Лиланда, чей близкий друг в 1910 году был серьезно травмирован обратным рывком заводной рукоятки при слишком раннем зажигании и в результате скончался.

Лиланд поклялся, что альтернатива ручному запуску будет найдена, и с распростертыми объятиями встретил Кеттеринга, чей стартер в рекламном проспекте «Model 30» пафосно назвал «World Wonder» – «мировым чудом»!

Техническая же мини-революция в автопроме благодаря стартеру все же случилась – но четырьмя годами позже, в 1916-ом. А именно, когда еще один американский инженер Винсент Гуго Бендикс предложил разделить генератор и стартер на два отдельных узла, и подключать последний к двигателю лишь кратковременно – с помощью обгонной муфты, известной и по сей день как «бендикс».

Конструкция стартера

Все автомобильные стартеры очень похожи друг на друга. Разобрался в устройстве любого – считай, разберешься во всех. Хоть Матиза, хоть Камаза…

Основа любого стартера – простейший электромотор. Подача тока на ротор (он же – «якорь») осуществляется мощными медно-графитовыми щетками, а магнитная сила статора обеспечивается либо электромагнитами, либо постоянными магнитами. Электрические схемы большинства современных стартеров не имеют принципиальных отличий – все стартеры к электросистеме автомобиля подсоединяются в трех точках – силовой плюс от аккумулятора, масса через корпус, и управляющий плюс от замка зажигания. Различается, по сути, только мощность, выраженная в габаритах.

На цилиндрическом корпусе стартера выделяется «бочонок» меньшего размера – это так называемое «втягивающее реле». Оно выполняет две функции – собственно, подает питание на стартер, имея мощнейшие контакты, выдерживающие токи в сотни ампер, а также осуществляет сцепление вала стартера с валом двигателя через рычаг-«коромысло» и обгонную муфту- «бендикс».

Муфта эта работает по принципу классической велосипедной втулки – то есть стартер может крутить мотор, а вот уже запустившийся мотор не будет «тащить за собой» стартер, раскручиваясь на губительных для него высоких оборотах.

Наглядная 3D-анимация конструкции стартера

Более заметные отличия одной модели стартера от другой заключаются в конструкции передней опоры ротора. Классическое устройство – это когда ось ротора установлена в стартере на двух подшипниках – опорных втулках из бронзо-графитного сплава. Втулки эти находятся, соответственно, в передней и задней крышках стартера.

В принципе, эта «двухопорная» конструкция – наиболее надежная и правильная. Но нередко встречаются «одноопорные» стартеры (на гаражном жаргоне их частенько не слишком корректно именуют БЕЗопорными), в которых задняя опора вала ротора находится, как и положено, в задней же крышке стартера, а вот передняя крышка отсутствует вовсе.

В этом случае передней опорой становится картер сцепления двигателя или картер КПП, куда запрессована опорная втулка. Стартер устанавливается на свое место в машине – и вал опирается на две втулки, как и дóлжно. Как правило, такое решение применяют с целью уменьшения габаритов узлов, и в принципе, пока все исправно, оно ничуть не хуже классического. Но если передняя опорная втулка в картере КПП разбивается, её замену произвести уже гораздо сложнее – делается это на машине и порой в весьма неудобных условиях. Тогда как в двухопорном стартере втулки меняются на верстаке, где все на виду и легкодоступно.

Еще один принципиальный конструктивный момент, отличающий модели стартеров друг от друга – редуктор. Вернее, его отсутствие или наличие, а в случае наличия – тип. Дело в том, что передача крутящего момента с ротора стартера на маховик мотора может осуществляться напрямую или через редуктор, встроенный в стартер.

Вариант «напрямую» – это когда шестерня «бендикса», вращающая венец маховика двигателя, находится прямо на оси ротора стартера. Такая конструкция достаточно архаична, характерна избыточными габаритами и весом, а также огромным потребляемым током, но еще встречается. Гораздо эффективнее, легче и компактнее редукторные стартеры. В них момент передается на венец маховика либо через одну промежуточную шестерню, либо через планетарную передачу с еще большим замедлением.

«Планетарные» стартеры встречаются сегодня наиболее часто. С ними для запуска двигателя достаточно аккумулятора, чуть ли не в два раза меньшей емкости и пускового тока, нежели требовалось для того же мотора при стартере, работающем напрямую.

Пример ремонта стартера

От теории перейдем к реальному агрегату, требующему ремонта. В нашем случае симптомы неисправности были такими – стартер стал вращать мотор очень вяло, вне зависимости от степени заряженности батареи. При этом, будучи демонтированным с двигателя и подключенным пусковыми проводами к батарее, вращался бодро. Отлаженный мотор худо-бедно умудрялся запускаться даже при столь вялом вращении, но в какой-то момент стартер встал окончательно и испустил дымок.

После снятия задней крышки из корпуса стартера высыпалось с пару столовых ложек черной пыли. Стало быть, первый диагноз – щетки. Извлекаем щеточный узел, снимаем корпус с магнитами (который автоэлектрики между собой называют «колбой»), и вынимаем ротор.

После продувки всех деталей сжатым воздухом и промывки в бензине стало видно, что щетки изношены практически полностью, а их останки почти закорочены графитовым порошком. Сила пружин, прижимающих остатки щеток, ослабла, сопротивление контакта возросло, произошел разогрев щеткодержателей и пружин до посинения, оплавления, смыкания витков и зависания щеток.

Берем в руки щеточный узел, как образец, и отправляемся в ближайшую контору по ремонту стартеров и генераторов, где просим подобрать аналогичную деталь. Обходится нам щеточный узел в сборе в 400 рублей, что при стоимости нового стартера от 4 до 5 тысяч совсем недорого!

Очищаем ротор и оцениваем состояние коллектора – контактного кольца, по которому работают щетки. Износ заметен невооруженным глазом (на фото показан стрелками), но коллектор способен еще поработать после замены щеток. Обходимся без проточки, зачищая его мелкой наждачной бумагой – этого достаточно.

Вообще же, износ коллектора ротора – серьезная проблема. В принципе, при нормальных условиях коллектор любого стартера способен сменить пару комплектов щеток, но если его контактные ламели сильно истончились – ротор идет в утиль. Деталь эта дорогая, приобрести её отдельно непросто, да и менять рационально разве что на халяву – если подвернется аналогичный стартер с живым ротором из старых запасов автохлама у себя или у друзей… Ибо при напрочь убитом коллекторе на стартере обычно уже живого места нет.

Осматриваем обгонную муфту, иначе – «бендикс» (название, кстати, пошло от фирмы-производителя Bendix). Вращаем его шестерню вручную. В одну сторону крутится, в другую – нет. Двигаем вперед-назад по оси вала – ходит легко, без заеданий. В нашем случае с «бендиксом» все окей, так и должно быть.

Между тем выход из строя обгонной муфты – тоже серьезная неисправность, поскольку купить нужную модификацию легко только для стартеров распространенных моделей – с поиском «бендикса» могут возникнуть проблемы… Главная же типичная причина неисправности муфты – это износ пружин и роликов внутри неё, из-за чего она проскальзывает, не блокируясь при вращении в рабочем направлении. В итоге стартер жужжит и вертится, а коленвал стоит. Эта неисправность диагностируется легко – «бендикс» проворачивается вручную в обе стороны, тогда как должен вращаться лишь в одном направлении. По-хорошему, обгонная муфта в таком случае подлежит замене, поскольку имеет неразборную конструкцию. Хотя некоторые энтузиасты развальцовывают её корпус, растягивают «стоптавшиеся» пружинки, нарезают новые ролики из каленых прутков, но результат этой возни чаще всего недолговечен.

Поскольку ротор извлечен, попутно оцениваем состояние планетарного редуктора. Вынимаем шестерни, промываем бензином, осматриваем. Все в порядке, претензий к редуктору нет. Наносим на шестерни и их подшипники легкий слой смазки ШРУС.

Отметим, что редуктор – достаточно надежный узел стартера. Бывает, что срезаются оси шестерней-саттелитов или лопается внешнее зубчатое кольцо – но происходит это редко и чаще всего из-за изначальных дефектов металла или его обработки, а не из-за нагрузок при повседневной работе. К примеру, в планетарных редукторах стартеров внешнее зубчатое кольцо, называемое «короной», часто бывает сделано из пластика и вполне долговечно (в нашем случае, как видно на фото ниже, «корона» металлическая).

В качестве же смазки редуктора в идеале требуются специальные составы для планетарных передач или особые консистентные низкотемпературные составы, но они недешевы и редки – их нерационально покупать для разовой работы, где из всей дорогущей тубы вам понадобится один грамм. Поэтому вполне допустимо применить распространенную смазку для ШРУСов или хорошую импортную смазку для подшипников ступиц. Главное, наносить её в очень небольшом количестве – набивать редуктор не нужно! Обилие сильно густеющего на морозе литола, продавливаясь между зубами шестерен, вызывает избыточный скачок тока и даже грозит разорвать пластиковую «корону»…

Теперь предстоит работа похитрее. Неразумно будет не оценить состояние контактов втягивающего реле, раз стартер снят и распотрошен. Но если для разборки стартера нам потребовались лишь ключи на 8, на 10, и крестовая отвертка, то открыть тяговое реле удастся лишь 100-ваттным паяльником. Из реле выходят провода, проходят насквозь через контактные пистоны в крышке, и пропаиваются снаружи. Поэтому после отворачивания двух крестовых винтиков крышки, поднять её удастся, только разогрев поочередно припой на двух контактах, показанных на фото стрелками. На самом деле это несложная процедура, и её можно проделывать при необходимости многократно.

Нам повезло – контакты в порядке. Слегка освежаем их, пошуровав комочком наждачной бумаги, зажатым в «утконосах». После этого поочередно разогреваем паяльником проходные пистоны на крышке, и резко хлопаем крышкой по столу – по инерции из пистонов вылетают остатки расплавленного припоя, отверстия освобождаются, и теперь крышку можно снова надеть на торчащие провода и запаять обратно.

Кстати, серьезной ошибкой автовладельцев, проводящих ремонт и профилактику стартера своими руками, является смазка сердечника втягивающего реле. В этом узле смазка не нужна совсем – максимум, можно слегка мазануть сердечник и его гнездо моторным маслом и протереть почти насухо – чисто ради уменьшения вероятности коррозии. А любые консистентные смазки в этом узле противопоказаны – на морозе даже самые лучшие и холодостойкие из них способны заклинить сердечник. В зазоре втягивающего реле должно быть чисто и сухо!

Собираем стартер в обратном порядке, не забыв смазать (тоже без фанатизма!) заднюю втулку ротора. Можно устанавливать агрегат на машину? Можно, но сперва проделаем еще одну штуку!

Дело в том, что в новоприобретенном щеточном узле щетки – ровные параллелепипеды. А коллектор – цилиндрический, да еще и приобретший от износа форму не совсем правильного цилиндра. И, по-хорошему, рабочие грани щеток должны иметь полукруглые выборки для увеличения площади контакта, плюс должны притереться к реальному профилю коллектора.

Поэтому чтобы первые включения стартера на двигателе не породили избыточный разогрев коллектора и щеток из-за прохождения большого тока через уменьшенное пятно контакта, мы проведем легкую притирку. Возьмем провода для «прикуривания», и с их помощью подключим стартер, лежащий на столе, к аккумулятору, и покрутим минутку-другую вхолостую с перерывами.

Вот теперь – все. Ставим стартер на двигатель и наслаждаемся быстрым и уверенным запуском.

Стартер, так же как и генератор, состоит из якоря 1 с коллектором 2, крышки 3, стального корпуса 4 с полюсными башмаками 6 и обмотками возбуждения 5 и щеток с щеткодержателями. В отличие от генератора у стартера обмотки возбуждения соединены с обмоткой якоря не параллельно, а последовательно и полюсных башмаков у него не два, а четыре. Обмотки возбуждения и обмотка якоря у стартера большей толщины, чем у генератора, и способны пропускать ток большой величины.

Рис. Стартер: 1 — якорь; 2 — коллектор; 3 — крышка; 4 — корпус; 5 — обмотка возбуждения; 6 — полюсный башмак; 7 — картер сцепления двигателя

Принцип действия стартера основан на обратимости электрических машин, т. е. на свойстве генератора при подведении к его щеткам тока от аккумуляторной батареи превращаться в электродвигатель. Вращается якорь в результате взаимодействия двух магнитных полей, одно из которых создается током в обмотке якоря, а другое — током в обмотках возбуждения.

Во время запуска двигателя вал якоря стартера через шестеренчатую передачу вращает маховик до тех пор, пока двигатель Не начнет работать; после этого шестерня стартера автоматически разъединяется с зубчатым венцом маховика двигателя.

Шестерня стартера соединяется и разъединяется с зубчатым венцом маховика при помощи приводного механизма стартера. У большинства автомобилей приводной механизм состоит из вилки 1 включения, шлицевой втулки 2 и муфты 3 свободного хода с шестерней 4.

Рис. Схема приводного механизма стартера: 1 — вилка включения: 2 — шлицевая втулка; 3 — муфта свободного хода; 4 — шестерня; 5 — кольцо; 6 — пружина; 7 — винт; 3 — стержень включателя стартера; 9 — клемма положительного провода батареи; 10— клемма соединения со стартером; 11 — шина; 12 и 15 — клеммы соединения с вариатором; 13 и 14 — пластины; 16 — корпус включателя

При нажатии на педаль стартера вилка 1 включения перемещает кольцо 5 в сторону маховика. Это движение передается шестерне 4 через буферную пружину 6 и муфту 3 свободного хода, заставляя ее входить в зацепление с венцом маховика. При дальнейшем ходе педали вилка включения винтом 7 нажимает на стержень 8 включателя стартера, который и замыкает электрическую цепь. Стартер начинает вращать коленчатый вал двигателя.

Если при включении стартера зубья шестерни оказываются против зубьев венца маховика и шестерня не может войти в зацепление с венцом, то кольцо 5 сжимает буферную пружину 6 и позволяет винту 7 нажать на стержень 8. При первом же движении якоря шестерня стартера силой буферной пружины вводится в зацепление с венцом маховика и начинает вращать его. Чтобы облегчить вход шестерни стартера в зацепление, зубья венца маховика слегка закруглены и скошены с торцов.

В корпусе 16 включателя укреплены четыре клеммы, изолированные от массы текстолитовыми втулками и шайбами. К клемме 9 присоединен провод от положительной клеммы аккумуляторной батареи, клеща 10 соединена медной шиной 41 с клеммой стартера. К клеммам 12 и 15 присоединены провода добавочного сопротивления (вариатора) катушки зажигания (клеммы ВК и В К-В). Перемещаясь, стержень при помощи пластин 14 и 13, изолированных от него текстолитовыми втулками и шайбами, сначала замыкая клеммы 12 и 15, замыкает накоротко добавочное сопротивление катушки зажигания, а затем, замыкая клеммы 9 и 10, включает цепь стартера.

Если двигатель начал работать, а водитель продолжает нажимать на педаль, то зубчатый венец маховика вращает шестерню 4 стартера с большим числом оборотов. Однако вследствие действия муфты свободного хода, которая передает усилие только в одну сторону, вал якоря стартера разобщается с шестерней и стартер будет предохранен от разноса.

Рис. Устройство и схема работы муфты свободного хода: а — устройство муфты; б — схема работы муфты; 1 — внешняя обойма; 2 — крестовина; 3 — ролики; 4 — штифт; 5 — внутренняя (шлицевая) обойма

Муфта свободного хода состоит из двух обойм — внешней 1 и внутренней 5. Внешняя обойма выполнена заодно, с шестерней привода и насажена на гладкий конец вала якоря стартера. Внутренняя обойма представляет собой шлицованную изнутри втулку, насаженную на шлицованную часть вала якоря стартера. На наружной поверхности втулки имеется крестовина 2 со скошенными пазами. В пазах помещены четыре ролика 3, прижимающиеся к стенкам штифтами 4 с пружинами.

Наружная обойма надевается на внутреннюю. При запуске двигателя, когда электрическая цепь стартера замкнута, усилие якоря передается через шлицы на внутреннюю обойму, крестовину, ролики и через внешнюю обойму на шестерню привода, которая вводится в зацепление с зубчатым венцом маховика и вращает маховик двигателя.

Как только двигатель начинает работать, наружная обойма вследствие разности угловых скоростей шестерни стартера и венца маховика меняет положение относительно внутренней так, что ролики крестовины преодолевают сопротивление пружин и выкатываются из заклинивающей части скосов. Наружная обойма начинает вращаться на втулке свободно, не передавая усилия валу стартера.

После освобождения педали стартера рычаг включения под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение, выводит шестерню из зацепления и выключает стартер.

На дизельных большегрузных автомобилях (КрАЗ-214, КрАЗ-219 и др.) применяются стартеры большой мощности с номинальным напряжением 24 в.

У таких стартеров шестерня вводится в зацепление с венцом маховика двигателя при помощи реле включения с электромагнитным приводным механизмом, смонтированным на корпусе стартера.

Так как для работы стартера необходимо напряжение 24 в, включатель стартера при нажатии иа его кнопку сначала переключает две 12-вольтовые группы аккумуляторных батарей с параллельного соединения на последовательное, а затем включает реле электромагнитного приводного механизма.

По окончании запуска двигателя, когда кнопка включателя отпущена, стартер автоматически выключается и группы аккумуляторных батарей переключаются с последовательного соединения на параллельное.

Пусковой переключатель, при помощи которого осуществляется это переключение, устанавливается на переднем щитке кабины. К основным частям переключателя относятся обмотка 1 электромагнита, якорь 2 со штоком 3 и контактными пластинами 4 и 14.

Переключатель включается кнопкой 19. Когда кнопка нажата, ток идет через обмотку электромагнита. При этом магнитное поле катушки втягивает якорь 2 и шток 3. Укрепленная на штоке текстолитовая шайба размыкает серебряные контакты 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11, 12 и 43, через которые аккумуляторные батареи были соединены параллельно одна другой. При дальнейшем движении штока 3 контактная пластина 14 замыкает контакты 15 и 17, включая обмотки реле 16 стартера.

В конце хода якоря пластина 4 замыкает главные контакты 5 и 18, соединяя аккумуляторные батареи последовательно, т. е. подавая в обмотку якоря стартера ток напряжением 24 в.

Работу реле стартера рассмотрим на рисунке.

Ток от положительной клеммы аккумуляторной батареи через обмотки якоря и возбуждения стартера поступает во втягивающую 2 и удерживающую 1 обмотки реле стартера и, пройдя переключатель, возвращается к отрицательной клемме батареи.

Магнитный поток обмоток реле втягивает якорь реле, который своей контактной пластиной 3 замыкает контакты 4 и 5. К этому моменту якорь при помощи рычага 6 вводит шестерню стартера в зацепление с зубчатым венцом маховика. Таким образом, втягивающая обмотка оказывается замкнутой накоротко пластиной 3, и стартер развивает полную мощность, необходимую для вращения коленчатого вала двигателя.

Шестерня стартера входит в зацепление с венцом маховика следующим образом. При втягивании якоря реле 4 включения рычаг 5 передает усилие через ролик 2 стакану 14 и перемещает его по валу 3 якоря в сторону маховика. При движении стакана шайба 7 упирается в тело шестерни 40, пружина 6 сжимается и стакан нажимает на гайку 5. Гайка выходит из углубления в шлицах вала якоря и через пружину 9 давит на шестерню стартера, перемещая ее по спиральным шлицам. 11 до упорного кольца 12 и вводя в зацепление с зубцами венца 13 маховика.

Рис. Схема привода включения шестерни стартера: 1 — спиральный вырез; 2 — ролик; 3 — вал якоря; 4 — реле включения; 5 — рычаг; 6 — пружина; 7 — шайба; 8 — гайка; 9 — пружина; 10 — шестерня; 11 — спиральные шлицы; 12 — упорное кольцо; 13 — венец маховика; 14 — стакан

Если двигатель начал работать, а водитель еще держит руку на кнопке включателя, разъединение шестерни стартера с венцом маховика происходит так: как только венец маховика начинает передавать усилие шестерне, она, вращаясь быстрее относительно вала якоря; перемещается в исходное положение. Одновременно и стакан 14 перемещается назад, пропуская ролик 2 по спиральному вырезу 1. Гайка 8 входит в углубление в шлицах, и шестерня надежно фиксируется на валу якоря.

При выключении тока в обмотках реле рычаг под действием пружины в занимает исходное положение, а ролик 2 переходит по спиральному вырезу 1 в уступ.

Для обеспечения возможности преодоления глубоких бродов стартеры ряда армейских автомобилей (Урал-375 и др.) изготавливаются герметизированными. Это позволяет использовать стартер для пуска двигателя в воде, заглохшего при прохождении водной преграды.

Герметизация стартера достигается тем, что смотровые окна для доступа к щеткам закрыты специальным колпаком, уплотненным резиновыми кольцами. Стык корпуса с крышкой, стык стартера с картером маховика (по посадочному пояску крышки), выводные болты и другие места соединений уплотнены посредством специальных резиновых шайб и колец.

Герметизированные стартеры, как правило, выполняются с дистанционным включением при помощи реле и электромагнитного приводного механизма, устроенных и работающих так же, как аналогичные механизмы стартеров автомобилей КрАЗ-214 и КрАЗ-219.

Краткие сведения о стартерах помещены в таблице.

* На автомобилях ЗИЛ-151 и ЗИЛ-150 первых выпусков устанавливался стартер СТ-15 с дистанционным включением при помощи электромагнитного реле.

Читайте также: