Автомобильный стартер нужен для запуска двигателя.
Дело в том, что сам двигатель внутреннего сгорания не может самостоятельно раскрутиться, ему нужно предварительно сжать топливовоздушную смесь и поджечь её. Сжимается топливовоздушная смесь при вращении коленвала двигателя. Чтобы раскрутить коленвал как раз и нужен стартер.
Хотя тут надо сделать ремарку: для карбюраторных двигателей еще был вариант, так называемый "кривой" стартер. Это изогнутая рукоятка при помощи которой можно было завести двигатель, если исправна система зажигания и водитель достаточно сильный :)
По своей сути стартер - это простейший электромотор, с дополнительными функциями.
Конструкции автомобильных стартеров разных моделей очень похожи друг на друга.
Различают следующие основные части электрического стартера: Электродвигатель. Сюда входят: ротор (или как его еще называют якорь), внешние магниты, щеточный узел . Все это размещено в металлическом корпусе.
Корпус имеет форму стакана. На внутреннюю стенку корпуса, винтами, крепятся обмотки возбуждения (как правило четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Однако в последнее время электромагниты заменяются постоянными магнитами, которые приклеиваются к стенкам корпуса.
Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря и коллекторные пластины. Сердечник имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам. Коллекторные пластины расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок, изготовленных из бронзы, латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
Щеткодержатель вместе со щетками расположен около коллекторных пластин, через него подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем на коллекторные пластины якоря. Щеткодержатель выполнен в виде диэлектрической обоймы с металлическими вставками, внутри которых находятся щетки. Контакты щеток (мягкий многожильный провод) при помощи точечной сварки привариваются к полюсным пластинам. Полюсными пластинами обычно являются хвосты обмоток возбуждения.
Втягивающее реле или тяговое реле устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты – пятаки, и подвижный контакт-перемычка, выполненные из мягких металлов. Пятаки представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле соединяется, через подвижное коромысло с обгонной муфтой, который так же называют бендиксом.
Обгонная муфта (бендикс) крепится подвижно на вал якоря и представляет собой роликовый механизм, который связан с шестерней зацепления с венцом маховика. Конструкция собрана так, что при подаче крутящего момента на бендикс в одну сторону, ролики, находящиеся в сепараторе выходят из пазов сепаратора и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. При вращении в противоположную сторону ролики западают в сепаратор, и шестерня вращается независимо от наружной обоймы.
Более подробно это выглядит так: При включении замка зажигания и повороте ключа в положение запуск, замыкаются контакты дополнительного реле стартера и напряжение от АКБ подается на обмотку втягивающего реде. Напрямую, через замок зажигания, коммутировать ток на втягивающем реле нельзя, поскольку его сила достаточно большая.
Втягивающее реле начинает работать и приводит шестерню привода стартера в зацепление с маховиком двигателя. В своем крайнем положении сердечника реле через подвижный контакт замыкает силовые пятаки тем самым пуская ток от АКБ на плюсовой провод стартера.
Плюс стартера соединен с плюсовой полюсной пластиной и плюсовыми щётками. Минус по умолчанию подключен постоянно.
После подачи тока вокруг обмоток якоря и обмоток возбуждения возникают магнитные потоки, которые направлены в одну сторону. Одинаковые полюса магнита отталкиваются друг от друга, так возникает круговое движение якоря.
Якорь начинает вращаться и приводит в действие маховик. Если двигатель автомобиля завелся, а ключ зажигания еще не отпущен, наступает момент, когда обороты двигателя превышают обороты стартера, в этом случае срабатывает обгонный механизм бендикса, что предотвращает поломку стартера.
Наглядно все этапы работы стартера можно посмотреть на 3D анимации:
По своей конструкции стартер может быть:с редуктором и без редуктора.
Внутри редукторного стартера установлен, как правило, планетарный редуктор. Он в несколько раз усиливает крутящий момент.
Стартер с редуктором обладает следующими преимуществами:
- он более эффективен, обладает высоким КПД;
- потребляет гораздо меньший ток при холодном пуске двигателя;
- редукторный стартер имеет более компактные габаритные размеры;
- сохраняет высокую эффективность и превосходные эксплуатационные характеристики при падении силы пускового тока аккумулятора.
Принцип действия безредукторных стартеров заключается в непосредственном контакте с вращающейся шестерней.
Среди преимуществ такого устройства можно отметить:
- простоту устройства и более высокую ремонтопригодность;
- более быстрый запуск мотора, за счет моментального соединение с венцом маховика после подачи тока;
- стойкость в к высоким нагрузкам.
В настоящее время предпочтение отдается редукторным стартерам.