Для запуска двигателя необходимо задать ему определенную частоту вращения, чтобы обеспечить подачу топлива и воздуха в цилиндры для последующего сжатия.
Вращение осуществляет мощный стартерный мотор. На вале стартера находится небольшой зубчатый валик (шестерня), который взаимодействует с большим зубчатым кольцом на диске махового колеса.
В автомобилях с передним расположением двигателя стартер крепится к нижней задней части двигателя.
Стартеру требуется сильный ток, который поступает по толстым кабелям от батареи. Ни один ручной переключатель не справился бы с такой нагрузкой, поэтому для включения тока используются большие автоматические переключатели.
Ток должен включаться и выключаться очень быстро, чтобы избежать появления искр, которые могут повредить двигатель. Именно поэтому для управления двигателем используется соленоид с небольшим переключателем, который замыкает всю цепь.
Стартер постоянного зацепления
Зубчатый валик медленно двигается под действием соленоида, чтобы обеспечить лучшее сцепление и не повредить зубья.
Цепь стартера
Все компоненты заземлены на металлический корпус. К каждому из них ведет один провод, подающий ток.
Как правило, выключатель стартера работает от ключа зажигания. Для того, чтобы подать ток на соленоид, необходимо повернуть ключ в положение ВКЛ.
Ключ зажигания снабжен возвратной пружиной. При повороте ключа в обратную сторону пружина выпрямляется и выключает стартер.
При наличии тока в соленоиде магнит притягивает к себе железный стержень.
Стержень соединяет контакты и замыкает цепь, ведущую от стартера к батарее.
Стержень также снабжен возвратной пружиной. Когда ключ зажигания размыкает цепь, контакты расходятся в разные стороны, и стартерный мотор останавливается.
Возвратные пружины необходимы для того, чтобы вернуть стартерный мотор в первоначальное положение, т.к. для запуска двигателя он не должен двигаться больше, чем требуется. Это происходит отчасти потому, что стартер расходует большие объемы электроэнергии и быстро разряжает батарею.
Кроме того, при включенном двигателе стартер будет вращаться с огромной скоростью, что может привести к серьезным поломкам.
Стартерный мотор снабжен механизмом, обеспечивающим кручение маховика, который соединяет зубчатый валик с зубчатым кольцом на маховом колесе только при включении двигателя. Когда двигатель набирает обороты, механизм отключается благодаря инерционной системе или системе предварительного включения.
Работа стартеров с инерционными приводами основана на инертности зубчатого валика.
Стартер с инерционным приводом
Стартер с инерционным приводом. На рисунке изображен внутренний механизм, благодаря которому обгонная муфта перемещает зубчатый валик по направлению к двигателю. Существуют также внешние механизмы, которые двигают валик в противоположном направлении.
Валик подвижно крепится к валу двигателя с помощью резьбы, подобно болту и гайке.
Предположим, что мы пытаемся резко вывернуть болт, но инертность гайки не дает ему мгновенно вывалиться из крепления, и он сдвигается по резьбе.
При вращении стартера с инерционным приводом валик двигается по резьбе на вале и цепляется за кольцо на маховом колесе.
Достигнув конца резьбы, он начинает вращаться вместе с валом, запуская двигатель.
Инертность тяжелой детали поршня не позволяет ей мгновенно начать вращение при повороте вала двигателя, поэтому она скользит по резьбе до сцепления с кольцом. После старта двигателя зубчатый валик вращается быстрее, чем вал, поэтому сцепление разбивается.
После старта двигателя валик начинает вращаться быстрее, чем вал стартерного мотора. Импульс вращения отбрасывает валик обратно на резьбу, и он больше не соединяется с кольцом.
Валик возвращается в исходное положение с огромной скоростью, поэтому ему требуется сильная возвратная пружина, чтобы смягчить удар.
Принудительное сцепление и расцепление деталей вызывает серьезные повреждения зубьев. Для решения этой проблемы были созданы стартеры с приводом предварительного включения, оборудованные соленоидом.
В усовершенствованной версии соленоид не только запускает двигатель, но и перемещает зубчатый валик к нужной шестерне.
Вал имеет прямую резьбу, поэтому валик всегда вращается вместе с ним и с помощью скользящей вилки цепляется за колесо с зубьями, расположенное на маховом колесе. Вилка работает от соленоида, в котором есть два комплекта контактов, расположенных один за другим.
Первый комплект контактов подает слабый ток к двигателю и запускает медленное вращение, необходимое для сцепления зубчатого валика с кольцом. После сцепления включаются вторые контакты, которые подают в двигатель сильный ток, заставляя его вращаться с нормальной скоростью.
Стартерный мотор защищается от чрезмерного разгона после запуска двигателя муфтой свободного хода, похожей на трещотку велосипеда. После запуска муфты возвратная пружина соленоида освобождает валик от кольца.
Опубликовано пользователем Valeratal