Система електричного пуску двигуна внутрішнього згоряння: пристрій і принцип роботи
Система запуску двигуна автомобіля здійснює первинне обертання колінчастого вала ДВС, в результаті чого відбувається займання паливно-повітряної суміші в циліндрах і силовий агрегат починає працювати самостійно.
Головним завданням системи пуску стає проворачивание клонували, що дозволяє поршню виконати необхідне для запалення заряду стиснення суміші в циліндрах. Потім пальне запалюється (від зовнішнього джерела в бензинових двигунах, від сильного стиснення і нагрівання в дизельних).
Далі колінчастий вал починає обертатися самостійно, тобто двигун запускається, обороти коленвала збільшуються, обертання валу стає можливим завдяки перетворенню теплової енергії згоряння палива в механічну роботу. Як тільки обороти коленвала досягають певної частоти, відбувається автоматичне відключення системи запуску.
У цій статті ми розглянемо, як працює електрична система пуску двигуна, з яких які основних елементів вона складається, а також поговоримо про те, які ще бувають системи запуску ДВС, крім електричних рішень.
Система пуску двигуна: конструктивні особливості і принцип дії електричного запуску ДВС
Почнемо з того, що на ранньому етапі двигуни автомобіля запускалися вручну. Для цього використовувалася особлива заводна рукоятка, яка вставлялася в спеціальний отвір, після чого водій самостійно здійснював колінчастий вал.
Надалі з’явилася система електричного пуску, яка на самому початку була не зовсім надійної. З цієї причини на багатьох моделях електричний пуск комбінували з можливістю ручного запуску, що давало можливість запустити двигун в разі виникнення проблем з електрозапуском. Потім від такої схеми повністю відмовилися, так як загальна надійність електричних систем значно зросла.
Отже, система запуску (часто називається стартерная система пуску двигуна) складається з механічних і електричних вузлів і агрегатів. Як вже було сказано, головним завданням є проворачивание двигуна для запуску.
Основними елементами в схемі електричного пуску двигуна виступають:
- стартерная ланцюг;
- стартер;
- акумулятор;
У двох словах, стартерная ланцюг фактично є електроланцюг, по якій електричний струм подається від АКБ до стартера. У такий ланцюг входить провід, який з’єднує акумулятор і стартер, «маса» на кузов автомобіля, а також різні клеми і з’єднання, за якими йде пусковий струм.
Що стосується акумулятора, основним завданням є забезпечення необхідного напруги для роботи стартера. Важливо, щоб АКБ мала потрібну ємність і рівень заряду не нижче 70%, що дозволяє стартеру прокручувати коленвал ДВС з необхідною для запуску частотою.
Стартер являє собою електромотор. На валу стартера встановлено шестерня, яка після подачі напруги на стартер входить в зачеплення із зубчастим вінцем на маховику двигуна. Так реалізована передача крутного моменту від стартера на колінвал двигуна.
Ще відзначимо, що стартер споживає великий пусковий струм. При цьому для включення і виключення стартера використовується слабкострумовий перемикач, більш відомий як замок запалювання. Даний елемент здійснює управління спеціальним реле, а також блокувальними вимикачами стартера (за наявності).
Повернемося до загального пристрою елементів системи. Як вже говорилося, стартер з тяговим реле являє собою електродвигун постійного струму. Стартер складається з статора, який є корпусом, ротора (якір), а також щіток зі щіткотримачем, тягового реле і механізму приводу.
Тягове реле забезпечує харчування обмоток стартера, а також дозволяє працювати механізму приводу. Зазначене тягове реле включає в себе обмотку, якір, контактну пластину. Електричний струм подається на тягове реле через спеціальні контактні болти.
Механізм приводу потрібен для передачі крутного моменту від стартера на колінвал. Основними елементами конструкції є важіль приводу або вилка, яка має повідкового муфту, демпферна пружина, а також обгону муфта і ведуча шестерня. Зазначена шестерня входить в зачеплення із зубчастим вінцем маховика, який встановлений на коленвалу. Замок запалювання після повороту ключа в положення «старт» відповідає за подачу постійного струму від АКБ на тягове реле стартера.
Принцип роботи системи електричного запуску ДВС
Система електричного запуску варто на різних типах двигунів (двотактні і чотиритактні, бензинові, дизельні, роторно-поршневі, газові та т.д.)
Загальний принцип роботи полягає в наступному:
Після того, як водій повертає ключ у замку запалювання, електричний струм від АКБ подається на контакти тягового реле (на втягує стартера). У той час, коли струм починає проходити по обмоткам тягового реле, здійснюється втягування якоря. Зазначений якір переміщує важіль механізму приводу, в результаті здійснюється зачеплення провідної шестерні і зубчастого вінця маховика.
Паралельно якір замикає контакти реле, завдяки чому реалізується харчування електричним струмом обмоток статора і якоря. Це дозволяє стартеру обертатися, передаючи крутний момент на колінчастий вал.
Після запуску двигуна обороти коленвала збільшуються. У цей момент спрацьовує обгону муфта, від’єднують стартер від двигуна, при цьому стартер ще продовжує своє обертання. Потім за допомогою поворотної пружини тягового реле відбувається зворотне переміщення якоря. Це дозволяє повернути механізм приводу в зворотне положення.
До речі, якщо говорити про різні штатних блокування стартера при запуску двигуна, такі рішення зустрічаються, однак не на всіх моделях авто. Основним завданням є підвищення комфорту експлуатації та безпеки. Якщо просто, стартер не буде працювати, поки водій не вичавить зчеплення або не включить нейтральну передачу перед запуском двигуна.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, чому «провалюється» напруга під час запуску двигуна. З цієї статті ви дізнаєтеся про причини падіння напруги в бортової автомобільної мережі, а також на які моменти і нюанси слід звернути увагу при діагностиці подібних неполадок.
Наявність такого блокування дозволяє уникнути ривків і випадкового переміщення ТЗ, що часто трапляється, коли водій починає заводити двигун від стартера з включеною передачею.
Система повітряного пуску двигуна
Система повітряного пуску є ще одним рішенням, яке дозволяє прокручувати колінчастий вал ДВС. Для запуску мотора використовується стиснене повітря. При цьому таке пневматичне обладнання, як правило, на автомобілях і іншій техніці не використовується, проте пускові системи даного типу можна зустріти на стаціонарних двигунах внутрішнього згоряння.
Якщо говорити про конструкцію, пристрій системи повітряного пуску двигуна передбачає наявність наступних елементів:
- повітряний балон;
- електроклапани;
- маслоотстойнік;
- Зворотній клапан;
- розподільник повітря;
- пускові клапани;
- трубопроводи;
Принцип роботи системи повітряного запуску ДВС заснований на тому, що стиснений в повітряному балоні повітря під тиском подається в коробку-розподільник, далі проходить через фільтри в редуктор і надходить до електропневмоклапаном.
Далі необхідно натиснути кнопку «пуск», після чого клапан відкривається, потім повітря з повітророзподільника проходить через пускові клапани і потрапляє в циліндри двигуна, створюючи тиск і розкручуючи колінвал. Коли обороти досягають потрібної частоти, двигун запускається.
Додамо, що такі силові установки додатково оснащені електричною системою пуску від стартера, що дозволяє завести агрегат в тому випадку, якщо з повітряним пуском, який є основним способом, є які-небудь проблеми або сталася поломка.
Поради та рекомендації
Необхідно враховувати, що електрична система пуску двигунів зазвичай передбачає те, що потужність АКБ і стартера будуть практично однаковими. Це означає, що напруга акумулятора в значній мірі змінюється з урахуванням того струму, який споживає стартер.
Простими словами, на ефективність і легкість запуску ДВС сильно впливає загальний стан АКБ, температура акумулятора, рівень заряду, а також справність стартера і стартерной ланцюга. Діагностувати деякі проблеми на ранньому етапі дозволяють такі ознаки, як явне загасання габаритів і підсвічування панелі приладів в момент пуску двигуна.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, чому магнітола відключається при запуску двигуна автомобіля. З цієї статті ви дізнаєтеся про причини відключення ГУ під час пуску, а також в яких випадках таке відключення є ознакою можливих несправностей.
Як відомо, яскравість ламп залежить від напруги в бортовій мережі. При цьому нормально працює система пуску не повинна сильно «просаджувати» напруга. Відзначимо, що в нормі допускається зниження яскравості приладової панелі і, в ряді випадків, перезапуск магнітоли, проте яскравість не повинна сильно знижуватися.
Якщо ж яскравість освітлення не змінюється, при цьому колінвал також не крутиться, часто доречно говорити про обрив в ланцюзі. Якщо стартер крутить повільно і освітлення практично гасне, тоді проблеми можуть бути як з самим стартером (наприклад, підклинювання), так і з електроланцюг або АКБ.
Ще відзначимо, що в разі проблем з запуском, які пов’язані зі стартером, деякі водії звикли стукати по Цей пристрій. Справа в тому, що такі постукування на старих моделях стартерів (наприклад, на «класиці» ВАЗ) в деяких випадках дозволяли змістити щітки стартера, ротора і т.д. У такий спосіб вдавалося на короткий час відновити працездатність пристрою.
При цьому важливо розуміти, що сучасні стартери в своєму пристрої мають постійні магніти. Зазначений магніти досить тендітні, тобто після удару по стартеру відбувається їх розколювання.
В кінцевому підсумку цілісний магніт руйнується. Більш того, такі магніти на деяких моделях стартерів можуть бути просто приклеєні до корпусу. Відповідно, якщо ударяти по корпусу сильно, що відкололися частини магніту потрапляють на ротор або в область установки підшипників, повністю виводячи стартер з ладу.
