Система запуска двигателя, как следует из названия, предназначена для запуска двигателя автомобиля. Система обеспечивает вращение двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск.
На современных автомобилях наибольшее распространение получила стартерная система запуска. Система запуска двигателя входит в состав электрооборудования автомобиля . Питание системы осуществляется постоянным током от аккумуляторной батареи .
Система запуска включает стартер с тяговым реле и механизмом привода, замок зажигания и комплект соединительных проводов.
Стартер создает необходимый крутящий момент для вращения коленчатого вала двигателя . Он представляет собой электродвигатель постоянного тока. Конструктивно стартер состоит из статора (корпуса), ротора (якоря), щеток со щеткодержателем, тягового реле и механизма привода.
Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера и работу механизма привода. Для выполнения своих функций тяговое реле имеет обмотку, якорь и контактную пластину. Внешнее подключение к тяговому реле осуществляется через контактные болты.
Механизм привода предназначен для механической передачи крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя. Конструктивными элементами механизма являются: рычаг привода (вилка) с поводковой муфтой и демпферной пружиной, муфта свободного хода (обгонная муфта), ведущая шестерня. Передача крутящего момента осуществляется путем зацепления ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика коленчатого вала.
Замок зажигания при включении обеспечивает подачу постоянного тока от аккумуляторной батареи к тяговому реле стартера.
Система запуска, устанавливаемая на бензиновые и дизельные двигатели, имеет аналогичную конструкцию. Для облегчения запуска дизельных двигателей в холодное время система запуска может оборудоваться свечами накаливания, которые подогревают воздух во впускном коллекторе. С этой же целью на автомобилях применяются системы предпускового подогрева .
Дальнейшим развитием системы запуска двигателя являются: автоматическийо запуск двигателя, интеллектуальный доступ в машину и запуск двигателя без ключа, система Стоп-Старт .
Работа системы запуска осуществляется следующим образом. При повороте ключа в замке зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает на контакты тягового реле. При протекании тока по обмоткам тягового реле происходит втягивание якоря. Якорь тягового реле перемещает рычаг механизма привода и обеспечивает зацепление ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика.
При движении якорь также замыкает контакты реле, при котором происходит питание током обмоток статора и якоря. Стартер начинает вращаться и раскручивает коленчатый вал двигателя.
Как только происходит запуск двигателя, обороты коленчатого вала резко возрастают. Для предотвращения поломки стартера срабатывает обгонная муфта, которая отсоединяет стартер от двигателя. При этом стартер может продолжать вращаться.
При повороте ключа в замке зажигания стартер останавливается. Возвратная пружина тягового реле перемещает якорь, который в свою очередь возвращает механизм привода в исходное положение.
Пуск дизеля при помощи вспомогательного пускового двигателя внутреннего сгорания
Для провертывания коленчатогго вала дизеля на тракторах, помимо электрических стартеров, применяют карбюраторные пусковые двигатели внутреннего сгорания. Использование пусковых двигателей, несмотря на сложность их устройства и применения, по сравнению со стартерами имеет преимущество. Для того чтобы запустить дизель в холодную погоду (ниже +5°С), приходится вращать коленчатый вал сравнительно долго (5…10 мин). Электрическим стартером это сделать трудно, так как аккумуляторная батарея не может иметь такого большого запаса электрической энергии. При пуске же дизеля карбюраторным пусковым двигателем время прокручивания можно увеличить до 10…15 мин. Кроме того, работающий пусковой двигатель своей теплотой обогревает пускаемый дизель, что значительно ускоряет процесс пуска.
В качестве пусковых двигателей наибольшее распространение получили одноцилиндровые двухтактные карбюраторные двигатели мощностью 3,5…9,9 кВт, частотой вращения коленчатого вала 3500…4000 мин-1.
Пусковой двигатель (рис. 57) снабжен электрическим стартером и установлен в задней части дизеля. Крутящий момент от коленчатого вала пускового двигателя к коленчатому валу дизеля передается при помощи трансмиссии, включающей в себя одноступенчатый или двухступенчатый редуктор, оцепление, обгонную муфту и автомат выключения.
Пуск дизеля с помощью пускового двигателя осуществляется следующим образом. Тракторист должен поставить рычаг в положение, при этом рычаг нажмет на торец держателя и передвинет его по валу вместе с шестерней влево. Шестерня при этом войдет в зацепление с венцом маховика (схема Б), а грузы своими выступами захватят втулку и будут удерживать шестерню в зацеплении с венцом маховика. Одновременно с этим будет выключено сцепление.
После этого при помощи стартера следует завести пусковой двигатель. Когда пусковой двигатель начнет работать и достаточно прогреется, рычаг 6 надо плавно перевести в положение и тем самым включить сцепление. Коленчатый вал дизеля начнет вращаться и дизель заведется. У работающего дизеля частота вращения венца маховика увеличится, увеличится и частота вращения шестерни и грузов. Грузы под действием центробежных сил разойдутся в стороны (показано пунктиром на схеме Б), выйдут из зацепления со втулкой, и пружины через толкатель передвинут грузы, держатель и шестерню вправо - в исходное положение (схема А), пусковое устройство отключится от дизеля.
Если по каким-либо причинам шестерня не разъединится с венцом маховика дизеля, все равно большая частота вращения не будет передана на пусковой двигатель, так как при этом вступит в действие обгонная муфта, принцип действия которой аналогичен принципу действия обгонной муфты электрического стартера.
Рис. 57. Схема пуска, дизеля пусковым двигателем:
1 - дизель; 2 - сцепление; 3 - редуктор; 4 - пусковой двигатель; 5 - стартер; 6, 11 - рычаги; 7 - автомат выключения; 8- венец маховика; 9 - вал; 10 - обгонная муфта; 12 - держатель; 13 - грузы; 14 - втулка; 15 - толкатель; 16 - шестерня; 17 - пружины; А - пусковой двигатель отключен от дизеля; Б - пусковой двигатель соединен с дизелем.
3.1. Назначение и требования к системам пуска двигателя
Для запуска ДВС необходимо сообщить коленчатому валу вращение с определенной (пусковой) частотой, при которой обеспечивается нормальное протекание процессов смесеобразования, воспламенения и горения топлива. Пусковая частота вращения карбюраторных двигателей составляет 40...50 мин -1 . У дизелей частота вращения коленчатого вала должна быть не менее 100... 150 мин -1 , так как при более медленном вращении сжимаемый воздух не нагревается до необходимой температуры.
При пуске необходимо преодолеть момент сопротивления на трение, момент, создаваемый при сжатии рабочей смеси в цилиндрах, и момент инерции вращающихся частей двигателя.
Развиваемый стартером крутящий момент зависит от мощности и конструкции двигателя, числа цилиндров, степени сжатия, вязкости масла и частоты вращения двигателя стартера. Момент сопротивления зависит от окружающей температуры. Изменение температуры влияет на физико-механические свойства материалов (топлива, масла, охлаждающей жидкости). Наибольшие трудности вызывает пуск двигателя при низких температурах вследствие повышения вязкости масла и топлива, снижения его испаряемости. Ухудшение условий для воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси, а также характеристик системы зажигания обусловлено падением напряжения на зажимах аккумуляторной батареи при работе ее в стартерном режиме.
Электрический стартер - машина кратковременного действия. Продолжительность пуска карбюраторного двигателя составляет 10 с, дизеля- 15. В связи с этим тепловые и электромагнитные нагрузки, допускаемые для стартера, значительно выше (в 2 раза), чем для машин, работающих в длительном режиме. Стартер должен обладать большим крутящим моментом для преодоления момента сопротивления двигателя поэтому применяется электродвигатель с последовательным возбуждением. При запуске он развивает больший крутящий момент на валу якоря, чем двигатель с параллельным возбуждением. Вместе с тем, электродвигатель с последовательным возбуждением при холостом ходе увеличивает частоту вращения ротора теоретически до бесконечности. Практически возрастание частоты вращения ротора в этом случае ограничивается наличием механических потерь на трение в подшипниках, щеток на коллекторе и т.п.
В стартерах большой мощности КПД выше, потери на трение относительно меньше, поэтому частота вращения ротора значительно возрастает. Так как диаметр якоря стартера большой мощности также большой, то создается опасность "разноса" якоря при холостом ходе, т.е. вырывания его обмотки из пазов центробежной силой. Поэтому в мощных стартерах для ограничения числа оборотов холостого хода применяют добавочную параллельную обмотку, т.е. смешанное возбуждение. Магнитный поток параллельной обмотки составляет только 4...5% общего магнитного потока, поэтому она мало влияет на характеристики двигателя.
В зависимости от конструкции и принципа действия различают стартеры с инерционным и с принудительным электромеханическим перемещением шестерни привода, с принудительным вводом шестерни в зацепление и с самовыключением ее после пуска двигателя.
Наибольшее распространение получили в настоящее время стартеры с принудительным вводом шестерни и самовыключением ее посла пуска двигателя.
3.2. Устройство стартера
На рис. 3.1 показан разрез автомобильного стартера с электро- магнитным реле и дистанционным управлением.
На одном из концов вала имеется муфта свободного хода 9 с ведущей шестерней 8. Тяговое электромагнитное реле 3 с помощью рычага перемещает шестерню и вводит ее в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя. Одновременно с перемещением шестерни контактным диском 2 замыкается электрическая цепь стартера. Обмотка электромагнитного реле состоит из двух обмоток - втягивающей и удерживающей. Кроме тягового реле стартер имеет реле включения, обмотка которого включена на разность напряжения между батареей и генератором. После пуска, когда генератор начнет работать и разность напряжений между аккумулятором и генератором начнет уменьшаться, реле включения отключает удерживающую обмотку и электромагнит. Тяговое реле стартера 4 выключается, а возвратная пружина 6 выводит шестерню из зацепления с зубчатым венцом маховика двигателя. Одновременно происходит электрическое отключение стартера от батареи.
Корпус стартера и полюсные наконечники изготавливаются из листовой электротехнической стали. Обмотки якоря статора и полюсов из голой медной прямоугольной шины с небольшим количеством витков, изолированных друг от друга бумагой и покрытых лаком.
Рис.3.1. Схема стартера с электромагнитным тяговым реле и дистанционным управлением: 1-контакт зажима; 5-якорь реле; 10-корпус стартера; 11-якорь; 12-обмотка возбуждения; 13-щетка; 14-коллектор; (остальные позиции указаны в тексте)
3.3. Устройство и работа приводных механизмов
Приводной механизм - устройство, обеспечивающее ввод и удержание шестерни стартера в зацеплении с венцом маховика во время пуска ДВС, передачу необходимого вращающего момента коленчатому валу и предохранение якоря электродвигателя от разноса вращающимся маховиком после пуска двигателя.
Приводные механизмы электростартера с принудительным механическим или электромеханическим перемещением шестерни имеют роликовые фрикционные или храповые муфты свободного хода, которые передают вращающий момент от вала стартера к коленчатому валу двигателя во время пуска и, работая в режиме обгона, автоматически разъединяют стартер и ДВС после пуска.
Наибольшее распространение получили приводные механизмы с роликовыми муфтами свободного хода, в которых ролики заклиниваются в связи с возникновением сил трения в сопряженных деталях.
Муфта свободного хода (рис. 3.2) обеспечивает передачу вращающего момента только с вала якоря на венец маховика и предотвращает вращение якоря от маховика после пуска двигателя.
На шлице во и втулке жестко укреплена ведущая обойма 4. В ней имеются четыре клинообразных паза, в которых установлены ролики 3, отжимаемые в сторону узкой части паза усилием пружины 10 плунжеров 9. Пружина надета на упоры II плунжеров. Шестерня 7 выполнена вместе с ведомой обоймой. Упорные шайбы 5 и 6 ограничивают осевое перемещение роликов 3.
Рис. 3.2. Муфта свободного хода: 1 - кожух, 2- уплотнитель; 8 - пружины (остальные позиции указаны в тексте)
3.4. Принцип работы системы пуска двигателя
Система пуска (рис. 3.3) содержит стартер 1, аккумуляторную батарею 2 и выключатель стартера 3. Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока 4, тягового реле 5 и механизма привода 10. Тяговое реле обеспечивает ввод шестерни 12 привода 8 зацепления с венцом маховика 13, а также подключение электрической цепи электродвигателя стартера к аккумуляторной батарее. Механизм привода 10 передает вращение от вала якоря на венец маховика 13 двигателя и предотвращает передачу вращения от маховика на вал якоря после начала работы двигателя.
Шестерня стартера должна находиться в зацеплении с зубчатым венцом только во время пуска двигателя. После пуска частота вращения коленчатого вала достигает порядка 1000 мин -1 . Если при этом вращение будет передаваться на якорь стартера, его частота вращения повысится до 10000... 15000 мин -1 . Даже при кратковременном увеличении частоты вращения до такого значения возможен разнос якоря. Для предотвращения этого, усилие от вала якоря к шестерне привода у большинства стартеров передается через муфту свободного хода, которая обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направлении от вала якоря к маховику. Шестерня в современных стартерах перемещается электромагнитным включением и дистанционным управлением. Для увеличения крутящего момента на коленчатом валу используется пониженная передача с передаточным числом 10...15.
При замыкании контактов выключателя по обмотке электромагнита протекает ток, и якорь электромагнита 8 втягивается, а соединенный с ним рычаг II перемещает шестерню 12. Одновременно якорь давит на пластину 6, которая в момент ввода шестерни в зацепление с венцом маховика замыкает контакты.
Рис. 3.3. Принципиальная схема системы пуска
Ток через замкнутые контакты поступает в обмотку электродвигателя, и якорь начинает вращаться. После пуска двигателя водитель выключает цепь обмотки электромагнита, и шестерня возвращается в исходное положение.
Для обеспечения длительной работоспособности привода и стартера в целом важное значение имеет своевременное отключение стартера. При задержке отключения увеличивается продолжительность работы муфты свободного хода привода, она нагревается, смазка разжижается и вытекает, что приводит к быстрому износу муфты.
Любой автолюбитель рано или поздно сталкивается с проблемой запуска двигателя в условиях полной разрядки аккумуляторной батареи. Обычно это происходит от того, что водитель оставил включенными фары или лампочки в салоне, не закрыл плотно двери или же оставил включенным замок зажигания. Безусловно, есть и другие варианты событий, приводящих к внезапной разрядке аккумулятора, что неизбежно приводит к возникновению проблем с запуском двигателя. Ниже мы предложим читателям возможные пути решения данной проблемы.
Запуск двигателя автомобиля.
1. Для автомобилей, оснащенных механической коробкой передач , можно запустить двигатель с «толкача». Как правило, для этого используют другой автомобиль, который буксирует первый, на котором затем отпускают сцепление. Благодаря тому, что автомобиль успел разогнаться до второй или даже третьей скорости, его двигатель проворачивается. При тех условиях, что зажигание окажется включенным, а двигатель - исправным, произойдет его запуск. Если попытка запуска двигателя происходит на первой или задней передаче, проворачивания нужной степени достичь, как правило, не удается. Однако, если состояние двигателя близко к идеальному, толчка, произошедшего за счет освобождения сцепления, хватит для его запуска даже на таких передачах. Если другого автомобиля нет, то есть буксировка невозможна, вероятно, среди пассажиров найдутся те, кому можно поручить вручную разогнать вашу машину и запустить ее с «толкача».
2. Для автомобилей с автоматической коробкой передач тоже возможен с «толкача». Но при этом пытаться разогнать автомобиль целиком смысла не имеет, так как современные автоматы оснащены единственным масляным насосом, то есть если двигатель не запущен, давления в насосе не будет. Отсутствие давления, создаваемого насосом, приведет к тому, что не будет работать АКПП, что означает отсутствие сцепления между двигателем и трансмиссией. Следовательно, сколько бы вы не буксировали машину, запуска двигателя не произойдет. Тем не менее, проворачивание двигателя все-таки возможно. Для этого нужно снять крайний ремень привода и намотать веревку на шкив. Затем необходимо включить зажигание и потянуть за эту веревку. Для этих действий нужно обладать достаточной силой, а объем двигателя не должен превышать 1500 см 3 . Естественно, рычаг переключения передач при этом должен находиться в положении «Р» или «N», в противном случае могут возникнуть дополнительные проблемы. Этот метод также годится и для запуска двигателя автомобиля с МКПП. Запуск двигателя такого автомобиля также возможен и при проворачивании вывешенного колеса ведущего привода. Для этого нужно включить не только зажигание, но и третью или четвертую передачу, а также быть в очень хорошей физической форме. Также можно поискать того, кто поможет во время раскручивания колеса выжать сцепление.
3. Наиболее широко используемым методом запуска двигателя при полностью разряженном аккумуляторе является «прикуривание». Для «прикуривания» нужно либо поставить рядом вторую машину, либо принести заряженный аккумулятор или пуско-зарядное устройство. Во всех случаях необходимо, чтобы провода и клеммы устройства для «прикуривания» имели толщину, достаточную для пропускания тока нужной величины. Наилучшим вариантом является использование самодельного устройства для «прикуривания». Для того, чтобы сделать такое устройство, понадобится приобрести пять метров кабеля для сварки (затем кусок такого кабеля нужно разрезать на две части, чтобы в итоге получить устройство для «прикуривания» длиной в два с половиной метра), который должен держать ток не менее ста ампер для бензиновых двигателей (для дизельных не менее 150 ампер), а также четыре сварочных «крокодила». Два сварочных «крокодила» нужно покрасить в красный цвет (обозначив их тем самым как «плюс») и надежно присоединить к одному куску кабеля. Оставшиеся два «крокодила» подсоединяются ко второму куску кабеля - устройство для «прикуривания» готово! Дело в том, что далеко не каждое готовое устройство для «прикуривания», которое можно купить в магазине, особенно если оно сделано в Китае, поможет вам запустить двигатель с первого раза. Проблема заключается в недопустимо маленьком сечении проводов и «хлипких» «крокодилах». Такое устройство поможет зарядить разряженный аккумулятор, однако, ток, необходимый для запуска двигателя , оно не пропустит. Необходимо отметить, что зарядить разряженный аккумулятор можно даже с помощью простого куска провода. Так, один раз меня попросили «прикурить» от моей «Висты» с бензиновым двигателем севший аккумулятор дизельного «Бигхорна», застрявшего в болоте в нескольких десятках метрах от трассы. Для этой цели подошел кусок стандартного осветительного провода из алюминия, подсоединённый к «Висте», после чего ей пришлось не менее получаса проработать на холостых оборотах. В результате огромный севший аккумулятор дизельного джипа зарядился и оказался в состоянии без особых проблем запустить двигатель.
4. Также хорошо известен следующий способ запуска двигателя . Разряженный аккумулятор необходимо снять с автомобиля и принести в теплое место. Если в наличии имеется зарядное устройство, подсоединяем к нему аккумулятор. Всего несколько часов - и согревшийся (замечательно, если еще и заряженный) аккумулятор с легкостью сможет провернуть и запустить двигатель.
Запуск двигателя в мороз.
5. Бывают ситуации, когда можно использовать единственный способ запустить двигатель . Он заключается в том, чтобы вынуть севший аккумулятор и установить на его место новый. Его можно «одолжить» у другого автомобиля или же взять из дома. С его помощью двигатель запустится, прогреется и начнет работать на холостых оборотах. Затем нужно выключить в автомобиле все потребляющие энергию устройства (фары, обогрев салона - для того, чтобы снизить напряжение генератора) и вытащить одолженный аккумулятор. Вместо него нужно как можно быстрее поставить севший аккумулятор, подсоединить клеммы и выключить все, что потребляет электроэнергию. Этим способом рекомендуется пользоваться вдвоем. Помощник сможет подержать отсоединенные клеммы, что позволит избежать короткого замыкания и значительно ускорит процесс переустановки аккумуляторов.
6. Без сомнения, всегда лучше иметь в наличии запасной рабочий аккумулятор. Цена аккумулятора (примерно 2000 - 3000 рублей) в среднем не превышает месячную стоимость платной стоянки. Значительно сэкономить можно, покупая в качестве запасного не новый, а б/у аккумулятор в хорошем состоянии, который несложно найти на разборках.
Длительная стоянка негативно сказывается на механизмах автомобильного двигателя, особенно если предварительно машину к этому не подготовить. Процесс консервации автомобиля подразумевает, что из него сливаются все технические жидкости, а также снимается аккумулятор. Не выполнив эти действия перед постановкой автомобиля на длительную стоянку, велик риск возникновения коррозии в деталях, пересыхания резиновых элементов и последующие проблемы при эксплуатации машины.
Для автомобиля длительным считается простой больше полугода без движения. Если пришлось столкнуться с таким автомобилем, важно знать, как его правильно подготовить к первому запуску мотора. Рассмотрим этот вопрос в рамках данной статьи.
Оглавление:Как подготовить автомобиль к запуску после долгого простоя
Есть несколько основных моментов, на которые нужно обратить внимание после долгого простоя автомобиля. Рассмотрим каждый из них отдельно.
Аккумуляторная батарея
Первое, что нужно узнать, была ли перед его постановкой на простой. Если батарея установлена под капотом автомобиля, скорее всего, потребуется ее замена или .
Если клеммы не снимались с аккумулятора перед постановкой автомобиля на простой, скорее всего батарея разряжена. В случае, когда в таком состоянии машина простояла до года, можно попробовать восстановить аккумулятор, зарядив его. Если стояла машина больше года, вероятнее всего потребуется новая батарея.
Проверка и замена технических жидкостей
Второй этап проверки автомобиля, который стоял без движения длительное время, является замена технических жидкостей. Их в автомобиле достаточно много, и нужно убедиться перед запуском, что все жидкости присутствуют в нужном объеме, и они не потеряли свои качества.
Проверьте следующие технические жидкости:
Выше перечислены только основные технические жидкости, которые нуждаются в проверке. Также рекомендуется перед первым пуском убедиться, что присутствует жидкость гидроусилителя руля, имеется масло в коробке передач и других системах, где оно должно присутствовать.
Визуальный осмотр деталей автомобиля
Перед первым пуском двигателя после длительного простоя нужно обязательно визуально осмотреть детали автомобиля. Убедитесь, что нет трещин в резиновых элементах, в патрубках, в шлангах основных узлов.
Средний срок жизни резиновых изделий, которые используются в автомобиле, 3-4 года без нагрузки. То есть, если автомобиль стоял дольше этого срока, следует особо внимательно подойти к данному элементу проверки.
Также не забудьте осмотреть, проверить, а при необходимости, и заменить свечи зажигания (для бензинового двигателя) или свечи накала (для дизельного мотора).
Как запустить двигатель после долгого простоя
Убедившись, что автомобиль готов к первому запуску после длительного простоя, нужно правильно его выполнить, чтобы не повредить компоненты двигателя. Запускать двигатель нужно осторожно, в случае необходимости выполнив продувку цилиндров двигателя путем нажатия на педаль газа, а также выжав педаль сцепления.
