Общие сведения
Стартер – это двигатель постоянного тока с питанием от аккумуляторной батареи, который передает крутящий момент коленчатому валу двигателя.
Комплект якорь–вал
 | Рис. 6.3. Стартер: 1 – выключатель тягового реле; 2 – возвратная пружина стержня; 3 – стержень якоря; 4 – заглушка; 5 – стопор; 6 – рычаг включения привода; 7 – верхняя часть корпуса; 8 – упорная муфта; 9 – стопорное кольцо шестерни; 10 – стопорная муфта шестерни; 11 – привод в сборе; 12 – опорное зубчатое колесо; 13 – игольчатый подшипник; 14 – вал в сборе; 15 – шайба; 16 – игольчатый подшипник; 17 – щиток; 18 – корпус узла подвода тока; 19 – якорь двигателя в сборе; 20 – щеткодержатель в сборе; 21 – шариковый подшипник; 22 – коллекторная часть корпуса; 23 – винт; 24 – сквозной болт; 25 – гайка |
Для обеспечения высокой эффективности и долговечности работы использован якорь с 21 прорезью (по два витка на прорезь), а все соединения проводников выполнены с использованием сварки ( рис. 6.3). Якорь сбалансирован и пропитан дополнительной изоляцией. Вал якоря со стороны коллектора опирается на шариковый подшипник, а с другой стороны – на игольчатый подшипник кронштейна планетарного редуктора. Кронштейн сателлитов и вал установлены на игольчатых подшипниках в стационарном зубчатом колесе с внутренним зацеплением в корпусе редуктора.
Планетарный редуктор
Планетарный редуктор обеспечивает высокую выходную мощность на единицу массы стартера, в основном, благодаря наличию зубчатых колес с большим передаточным отношением, изготовленных методом порошковой металлургии. Солнечная шестерня планетарного редуктора выполнена как часть вала якоря. В кронштейне планетарного редуктора находятся три шестерни, установленные на игольчатых подшипниках, для обеспечения высокой эффективности работы и низкого уровня шума. В собранном виде зубья шестерни вала якоря вращаются между тремя сателлитами. Таким образом, сателлиты вместе с валом якоря вращаются внутри неподвижного зубчатого колеса с внутренним зацеплением, зафиксированного в корпусе редуктора. Возможна установка различных передаточных чисел в зависимости от величин крутящего момента и скорости вращения, требуемых для пуска двигателя.
Корпус стартера и магнитное поле
В тонкостенном корпусе стартера, обработанном бихроматом цинка, установлено четыре защищенных от коррозии ферритовых постоянных магнита, служащих полюсными наконечниками. Использование постоянных магнитов вместо катушек возбуждения позволяет избежать потерь мощности, присущих таким катушкам, и обеспечивает высокую эффективность и долговечность работы данного двигателя. Благодаря отказу от катушек возбуждения конструкция электродвигателя значительно упрощается, так как отпадает необходимость в установке и подсоединении катушек.
Тяговое реле
Новое, улучшенной конструкции тяговое реле с высокой магнитной эффективностью установлено в общем корпусе для лучшей герметичности и высокой надежности при малой массе. Для большей долговечности стержень якоря тягового реле покрыт хромом и никелем, все внешние контакты обмотки сварены, а наружные металлические детали имеют металлическое покрытие и окрашены. Также установлена контактная колодка для герметичного соединения с электрической системой.
Щетки коллектора
Узел щеток коллектора состоит из латунных радиальных щеткодержателей, четырех щеток с большим сроком службы и спиральных щеточных пружин. Надежной работе узла способствует применение усовершенствованных электрических соединений и прочного вывода двигателя.
| | Рис. 6.4. Электрическая схема включения стартера: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – выключатель зажигания; 3 – тяговое реле; 4 – клемма ВАТ; 5 – клемма S; 6 – клемма М; 7 – двигатель стартера; 8 – выключатель, блокирующий стартер при включенной передаче |
Стартер изготовлен в блоке с рычагом включения привода и катушкой с якорем; корпус стартера защищает эти элементы от попадания грязи, обледенения и брызг. Как показано на электрической схеме ( рис. 6.4), через обмотку катушки проходит ток при включении выключателя зажигания. В результате перемещения стержня якоря и рычага зубчатое колесо входит в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя, а главные контакты тягового реле замыкаются, после чего включается двигатель стартера и начинает проворачивать коленчатый вал.
Как только происходит пуск двигателя, муфта свободного хода защищает ротор стартера от вращения с чрезмерной частотой вращения до момента отключения выключателя зажигания, после чего возвратная пружина выводит зубчатое колесо из зацепления. Во избежание излишне долгого вращения ротора выключатель зажигания должен быть выведен из положения пуска сразу после начала работы двигателя.
Диагностика системы пуска двигателя
Перед снятием любого узла системы пуска двигателя для ремонта необходимо провести следующие проверки.
Аккумуляторная батарея
Для определения состояния аккумуляторной батареи выполнить процедуру испытаний, описанную в главе «Аккумуляторная батарея».
Электрические провода
Осмотреть провода с целью выявления повреждений. Осмотрите все провода, ведущие к двигателю стартера, тяговому реле, выключателю зажигания и аккумуляторной батарее, включая все провода, соединенные с «массой». При необходимости очистите и надежно затяните все соединения.
Выключатель тягового реле и зажигания
Осмотрите выключатели для определения их состояния.
Шум при работе двигателя стартера
Для устранения шума двигателя стартера при пуске выполнить следующие действия:
1. По таблице 6.1 выясните причину появления шума.
2. Для устранения скрежета при включении стартера может потребоваться смещение стартера, для чего выполните следующие действия:
– проверьте маховик на наличие повреждений – деформации, необычного износа и т.д.;
– пустите двигатель автомобиля и осторожно приблизьте мелок к зубчатому венцу маховика, чтобы отметить точку максимального радиального биения зубьев. Выключите двигатель и проверните маховик так, чтобы отмеченные зубья вошли в зацепление с шестерней стартера;
– отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи, чтобы предотвратить пуск двигателя;
| | Рис. 6.5. Измерение зазора между зубчатым венцом маховика и шестерней стартера: 1 – маховик; 2 – шестерня стартера; 3 – проволочный щуп диаметром 0,5 мм |
– проверьте зазор между шестерней стартера и зубчатым венцом маховика, как показано на рис. 6.5, пользуясь проволочным щупом минимальной толщины (диаметром) 0,50 мм. Установите зуб шестерни стартера посредине между двумя зубьями зубчатого венца маховика и введите щуп. Не устанавливайте щуп в углах, где можно будет получить увеличенный зазор. Если зазор меньше толщины щупа, то необходимо переместить стартер от маховика;
– если зазор значительно больше 0,5 мм (около 1,5 мм и более), необходимо установить стартер ближе к маховику, используя прокладки требуемой толщины (наличие большого зазора обычно является причиной поломки зубьев маховика или корпуса стартера). Перемещение стартера к маховику осуществляют установкой прокладки только под внешнюю часть установочного прилива. Установка прокладки толщиной 0,4 мм в этом месте позволит уменьшить зазор примерно на 0,3 мм. При отсутствии стандартных прокладок стартера можно применять плоские шайбы.
Двигатель стартера
Если аккумуляторная батарея, провода и выключатели находятся в удовлетворительном состоянии, и известно, что двигатель автомобиля работает должным образом, снимите двигатель стартера и выполните соответствующие проверки.
Не включайте двигатель стартера на время, превышающее 30 с, без перерыва на охлаждение, для чего требуется, по меньшей мере, 2 мин. Перегрев, вызванный длительным проворачиванием коленчатого вала, может серьезно повредить двигатель стартера. Двигатель стартера не требует смазки за исключением смазки при проведении ремонтных работ.
Обслуживание на автомобиле
Стартер
Снятие
1. Отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи.
2. Отсоедините провода от стартера.
3. Выверните верхний и нижний болты крепления стартера.
4. Снимите стартер.
Установка
1. Установите стартер.
2. Вверните верхний и нижний болты крепления стартера и затяните их моментом 45 Н•м.
3. Подсоедините провода к стартеру.
4. Подсоедините провод к отрицательной клемме аккумуляторной батареи.
Тяговое реле
Снятие
1. Отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи.
2. Снимите стартер.
3. Снимите соединительную перемычку.
4. Выверните сквозные болты и снимите тяговое реле и привод стартера.
Установка
1. Установите тяговое реле и привод на стартер и закрепите сквозными болтами.
2. Установите соединительную перемычку.
3. Установите стартер.
4. Подсоедините провод к отрицательной клемме аккумуляторной батареи.
Проверка и ремонт стартера
Для разборки, проверки и сборки стартера выполните следующие операции.
Проверка без нагрузки
После снятия стартера с двигателя автомобиля проверьте шестерню на возможность свободного вращения путем поворачивания на винтовом валу. Якорь проверяйте на свободное вращение поворачиванием шестерни отверткой.
Если якорь свободно не вращается, значит, двигатель стартера необходимо разобрать. Однако если якорь вращается свободно, то перед разборкой необходимо провести испытание двигателя стартера без нагрузки.
| | Рис. 6.6. Проверка без нагрузки: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – углеродный столбик; 3 – амперметр; 4 – вольтметр; 5 – выключатель; 6 – тяговое реле; 7 – клемма ВАТ; 8 – клемма S; 9 – клемма М; 10 – двигатель стартера; 11 – тахометр |
Составьте электрическую цепь, как показано на рис. 6.6. Замкните выключатель и сравните показания тахометра, амперметра и вольтметра с величинами, указанными в спецификациях. Если в величину потребляемого тока, указанную в спецификациях, не входит потребление тока тяговым реле, вычтите из показаний для якоря номинальную величину потребления тока обмоткой тягового реле.
Провода отсоединяйте только при разомкнутом выключателе.
Результаты испытаний трактуются следующим образом.
1. Получение номинальных значений потребления тока и частоты вращения при испытании без нагрузки означает, что стартер находится в нормальном состоянии.
2. Получение низкого значения частоты вращения без нагрузки и большой величины потребляемого тока означает следующее:
– слишком большое трение из-за сильно затянутых, загрязненных или изношенных подшипников, изогнутого вала якоря, вызывающего его задевание;
– короткое замыкание в обмотках якоря. Наличие этого дефекта может быть проверено на приборе для обнаружения короткозамкнутых витков после разборки стартера;
– замыкание якоря или обмотки реле на «массу». Подлежит дальнейшей проверке после разборки.
3. Отсутствие вращения двигателя стартера при нулевом потреблении тока означает следующее:
– прямое замыкание на «массу» на клемме или в обмотке;
– «залипание» подшипников (этот дефект может быть обнаружен при попытке провернуть якорь вручную);
– обрыв электрической цепи реле. Этот дефект может быть обнаружен после разборки при осмотре внутренних соединений и проверки цепи с помощью контрольной лампы;
– обрыв витков обмотки двигателя. После разборки проверьте коллектор на наличие сильно подгоревших пластин;
– разрушение пружин, прижимающих щетки, износ щеток, выступание изоляции между пластинами коллектора или другие причины, препятствующие надежному контакту между щетками и коллектором.
4. Низкая частота вращения без нагрузки и малое потребление тока означают следующее:
– высокое внутреннее сопротивление из-за ненадежных контактов, дефектов проводов, загрязнения коллектора и других причин, перечисленных в п. 3.
5. Высокая частота вращения без нагрузки и большое потребление тока обычно указывают на замыкания в обмотках стартера. При подозрении на замыкания в обмотках реле замените катушку в сборе. Кроме того, проверьте якорь на наличие замыканий при помощи прибора для обнаружения короткозамкнутых витков.
Разборка стартера
1. Отсоедините соединительную перемычку от клеммы выключателя тягового реле.
2. Выверните и извлеките сквозные болты.
3. Снимите корпус тягового реле и привода.
4. Снимите корпус стартера с полюсными наконечниками.
5. Выверните два винта из корпуса со стороны коллектора.
6. Снимите шариковый подшипник со стороны коллектора.
7. Снимите щеткодержатель в сборе и якорь в сборе.
8. Извлеките вал и привод из корпуса со стороны привода.
9. Снимите упорную шайбу.
| | Рис. 6.7. Снятие стопора с запорного кольца: 1 – муфта глубиной 14 мм; 2 – стопор |
10. Наденьте муфту глубиной 14 мм или подходящий отрезок трубы на вал и нажмите на упорную шайбу шестерни (стопор) ( рис. 6.7). Используя эту муфту как съемник, постукивая, сдвиньте стопор с запорного кольца.
11. Снимите запорное кольцо с вала.
12. Снимите привод и опорную шестерню с вала.
Очистка, осмотр и проверка элементов стартера
Щеткодержатель
| | Рис. 6.8. Проверка щеткодержателя на надежность изоляции |
Проверьте щетки на наличие износа. Если обнаружен чрезмерный износ по сравнению с новыми щетками, замените щетки. Следует убедиться в том, что щеткодержатели не загрязнены и щетки в них не застревают. Для обеспечения надежной работы двигателя щетки должны соприкасаться с коллектором всей поверхностью. Нажатием проверьте, что пружины обеспечивают прочное прилегание щеток к коллектору. Если пружины деформированы или изменили свой цвет, необходимо заменить щеткодержатель. Проверьте щеткодержатели на надежность изоляции ( рис. 6.8).
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Не шлифуйте и не обтачивайте коллектор на якоре. Якорь следует проверить на наличие коротких замыканий, разрывов и контактов с «массой».
Якорь
1. Места коротких замыканий определите при поворачивании якоря в приборе для обнаружения короткозамкнутых витков с применением стальной полоски (такой, как полотно ножовки), удерживаемой на якоре. На участке короткого замыкания стальная полоска будет вибрировать.
2. Обрывы могут быть обнаружены при осмотре мест соединения проводников с коллектором. При наличии ненадежных контактов происходит искрение и подгорание коллектора. Если пластины коллектора подгорели несильно, можно вновь припаять провода к пластинам.
| | Рис. 6.9. Проверка якоря на замыкание на «массу» |
3. Замыкание обмоток якоря с «массой» могут быть обнаружены с помощью контрольной лампы. Если лампа загорается, когда один щуп установлен на коллекторе, а другой – на сердечнике якоря или на валу, имеет место замыкание якоря на «массу» ( рис. 6.9). Если коллектор изношен, загрязнен, имеет овальность или изоляция выходит за поверхность, замените якорь.
Обмотки тягового реле
Проверьте потребление тока обмотками тягового реле следующим образом.
Если обмотки тягового реле не сняты со стартера, необходимо отсоединить наконечники соединительной перемычки от клеммы обмотки перед проведением проверки. Проверку необходимо провести в кратчайшее время, чтобы не допустить перегрева обмотки.
| | Рис. 6.10. Цепь для проверки тягового реле стартера: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – угольный столбик; 3 – «масса»; 4 – клемма R; 5 – клемма В; 6 – вольтметр; 7 – клемма S; 8 – клемма М; 9 – выключатель; 10 – амперметр |
Для проверки удерживающей обмотки соедините амперметр последовательно с аккумуляторной батареей с напряжением 12 В и клеммой S (выключатель) тягового реле ( рис. 6.10). Подключите вольтметр к клемме S и к «массе». Клеммы аккумуляторной батареи замкните через угольный столбик. Установите напряжение 10 В и запишите показания амперметра. Для всех стартеров эта величина должна составлять 13–19 А.
Для проверки обеих обмоток составьте такую же цепь, как указано выше. Клемму М (двигатель) тягового реле соедините с «массой». Установите напряжение 10 В и запишите показания амперметра. Для всех стартеров эта величина должна составлять 59–79 А.
ПРИМЕЧАНИЕ
Величина тока будет уменьшаться по мере разогрева обмоток.
Превышение величины потребления тока по сравнению с номинальным значением свидетельствует о наличии в обмотках реле короткого замыкания или контакта с «массой»; в этом случае необходимо заменить тяговое реле. Заниженные величины потребления тока по сравнению с номинальным значением указывают на наличие избыточного сопротивления. Отсутствие показаний амперметра свидетельствует о разрыве цепи. Проверьте все контакты и, при необходимости, замените реле.
| | Рис. 6.11. Установка стопора на запорное кольцо: 1 – стопор; 2 – вспомогательная шайба; 3 – запорное кольцо |
Сборка стартера
1. Установите муфту на вал. Для того чтобы облегчить установку запорного кольца и стопора на якорь, выполните следующие операции:
– установите стопор на вал якоря так, чтобы сторона с выемкой была направлена к канавке запорного кольца;
– установите запорное кольцо на торец вала. Используя деревянную прокладку, продвиньте кольцо по валу, слегка ударяя молотком, и вставьте кольцо в канавку;
| | Рас. 6.13. Схема для проверки работы генератора на автомобиле: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – угольный столбик (нагрузка); 3 – амперметр; 4 – генератор; 5 – потребитель электроэнергии; 6 – блок; 7 – разъем; 8 – соединитель; 9 – цифровой универсальный измерительный прибор |
– для того чтобы надвинуть стопор на запорное кольцо, установите подходящую шайбу на вал и пассатижами сожмите вместе стопор и шайбу (рис. 6.13);
– снимите шайбу;
– установите упорную шайбу на вал.
2. Дальнейшая сборка проводится в последовательности, обратной разборке.
