Способы пуска
Для пуска двигателя внутреннего сгорания необходимо провернуть коленчатый вал с такой частотой вращения, при которой обеспечиваются хорошее смесеобразование, достаточное сжатие и воспламенение смеси. Минимальную частоту вращения коленчатого вала, при которой происходит надежный пуск двигателя, называют пусковой. Она зависит от вида двигателя и условий пуска.
Пусковая частота вращения коленчатого вала карбюраторных двигателей должна быть не менее 0,66...0,83 (40...50 об/мин), а у дизелей - 2,50... 4,16 (150...250 об/мин). При меньшей частоте пуск двигателя затрудняется, так как увеличивается утечка заряда через неплотности, вследствие чего снижается давление газов в конце сжатия.
При вращении коленчатого вала в период пуска требуются значительные усилия, чтобы преодолеть сопротивления трения движущихся деталей и сжимаемого заряда. При низкой температуре это усилие возрастает из-за увеличения вязкости масла.
Различают следующие способы пуска двигателей: электрическим стартером, вспомогательным двигателем и вручную с помощью пусковой рукоятки или шнура, наматываемого на маховик пускового двигателя.
Пуск электрическим стартером наиболее распространенный способ пуска автомобильных и многих тракторных двигателей. Стартер удобен в эксплуатации, значительно облегчает работу водителя, но требует квалифицированного обслуживания, обладает ограниченным запасом энергии, что сокращает число возможных попыток пуска двигателя.
Пуск вспомогательным двигателем применяют на некоторых дизелях. Этот способ в отличие от первых двух более надежен в любых температурных условиях, но операции при пуске сложнее.
Для облегчения пуска дизелей при низкой температуре окружающего воздуха применяют декомпрессионный механизм и подогревательные устройства.
У большинства автотракторных двигателей управление механизмами системы пуска - дистанционное из кабины водителя.
Вспомогательный двигатель передает вращение коленчатому валу основного дизеля через редуктор. Вспомогательный двигатель в сборе с редуктором обычно называют пусковым устройством.
Система запуска двигателя предназначена для создания первичного крутящего момента коленвала двигателя с оборотами, необходимыми для образования нужной степени сжатия, для воспламенения горючей смеси. Управление системой запуска может быть ручным, автоматическим и дистанционным.
Система пуска двигателя состоит из основных функциональных устройств:
- Стартер
- Механизмы управления запуска (замок зажигания, блок управления автоматическим пуском, система дистанционного управления)
- Соединительные провода большого сечения (многопроволочные медные).
Предъявляемые требования к системе запуска:
- надежность работы стартера (отсутствие поломок в 45-50 тыс. км. пробега)
- возможность уверенного запуска в условиях пониженных температур
- способность системы к многоразовым пускам в течение короткого времени.
Устройство стартера автомобиля
Основным узлом системы запуска двигателя является стартер . Представляет собой электродвигатель постоянного тока напряжением 12 вольт и, развивающий на холостом ходу примерно 5000 об\мин.
Стартер состоит из пяти основных элементов:
- Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра. На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты.
- 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 латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
- 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, в простонародье именуемой 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.
- Щеткодержатель элемент стартера, через который подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем передается на коллекторные пластины якоря. Выполнен щеткодержатель 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.
Принцип работы пусковой системы и стартера
Этапы работы стартера следующие: стыковка с зубчатым венцом маховика, пуск стартера, расстыковка стартера.
На деле это выглядит следующим образом: при включении замка зажигания и повороте ключа в положение «запуск», по цепи «+» АКБ - замок зажигания - обмотка тягового реле - «+» выхода стартера - плюсовая щетка - обмотка якоря - минусовая щетка, срабатывает тяговое реле . Под действием сердечника реле подвижный контакт замыкает силовые пятаки , через которые подается 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 а, как известно, одинаковые полюса магнита отталкиваются друг от друга, так возникает круговое движение якоря .
В момент срабатывания втягивающего реле, «коромысло» приходит в движение вместе сердечником реле и выталкивает бендикс на шлицах якоря, в сторону венца маховика. Якорь в этот момент начинает вращаться и приводит в действие маховик. Если завелся, а ключ зажигания еще не отпущен, наступает момент, когда обороты двигателя превышают обороты стартера, в этом случае срабатывает обгонный механизм бендикса .
Для дизельных двигателей или двигателей большой мощности, применяется другой механизм подачи вращения на бендикс. Применяется редуктор, встроенный в корпус стартера. Редуктор представляет собой механизм привода , т.е. по внутренней зубчатой обойме вращаются три сателлита, которые и приводят в действие вал, на котором подвижно находится бендикс. Достоинство таких стартеров в малых габаритах и большой мощности.
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.
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.
Система запуска двигателя автомобиля осуществляет первичное вращение коленчатого вала ДВС, в результате чего происходит воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндрах и силовой агрегат начинает работать самостоятельно.
Главной задачей системы пуска становится проворачивание коленвала, что позволяет поршню выполнить необходимое для воспламенения заряда сжатие смеси в цилиндрах. Затем горючее воспламеняется (от внешнего источника в бензиновых двигателях, от сильного сжатия и нагрева в дизельных).
Далее коленчатый вал начинает вращаться самостоятельно, то есть двигатель запускается, обороты коленвала увеличиваются, вращение вала становится возможным благодаря преобразованию тепловой энергии сгорания топлива в механическую работу. Как только обороты коленвала достигают определенной частоты, происходит автоматическое отключение системы запуска.
В этой статье мы рассмотрим, как работает электрическая система пуска двигателя, из каких какие основных элементов она состоит, а также поговорим о том, какие еще бывают системы запуска ДВС, кроме электрических решений.
Система пуска двигателя: конструктивные особенности и принцип действия электрического запуска ДВС
Начнем с того, что на раннем этапе двигатели автомобиля запускались вручную. Для этого использовалась особая заводная рукоятка, которая вставлялась в специальное отверстие, после чего водитель самостоятельно проворачивал коленчатый вал.
В дальнейшем появилась система электрического пуска, которая в самом начале была не совсем надежной. По этой причине на многих моделях электрический пуск комбинировали с возможностью ручного запуска, что давало возможность запустить двигатель в случае возникновения проблем с электрозапуском. Затем от такой схемы полностью отказались, так как общая надежность электрических систем значительно возросла.
Итак, система запуска (часто называется стартерная система пуска двигателя) состоит из механических и электрических узлов и агрегатов. Как уже было сказано, главной задачей является проворачивание двигателя для запуска.
Основными элементами в схеме электрического пуска двигателя выступают:
Стартерная цепь;
Стартер;
Аккумулятор;
В двух словах, стартерная цепь фактически является электроцепью, по которой электрический ток подается от АКБ к стартеру. В такую цепь входит провод, который соединяет аккумулятор и стартер, «масса» на кузов автомобиля, а также различные клеммы и соединения, по которым идет пусковой ток.
Что касается аккумулятора, основной задачей является обеспечение необходимого напряжения для работы стартера. Важно, чтобы имела нужную емкость и уровень заряда не ниже 70%, что позволяет стартеру прокручивать коленвал ДВС с необходимой для запуска частотой.
Стартер представляет собой электромотор. На валу стартера установлена шестерня, которая после подачи напряжения на стартер входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике двигателя. Так реализована передача крутящего момента от стартера на коленвал двигателя.
Еще отметим, что стартер потребляет большой пусковой ток. При этом для включения и выключения стартера используется слаботочный переключатель, более известный как замок зажигания. Данный элемент осуществляет управление специальным реле, а также блокировочными выключателями стартера (при наличии).
Вернемся к общему устройству элементов системы. Как уже говорилось, стартер с тяговым реле представляет собой электродвигатель постоянного тока. Стартер состоит из статора, который является корпусом, ротора (якорь), а также щеток со щеткодержателем, тягового реле и механизма привода.
Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера, а также позволяет работать механизму привода. Указанное тяговое реле включает в себя обмотку, якорь, контактную пластину. Электрический ток подается на тяговое реле через специальные контактные болты.
Механизм привода нужен для передачи крутящего момента от стартера на коленвал. Основными элементами конструкции является рычаг привода или вилка, которая имеет поводковую муфту, демпферная пружина, а также обгонная муфта и ведущая шестерня. Указанная шестерня входит в зацепление с зубчатым венцом маховика, который установлен на коленвалу. Замок зажигания после поворота ключа в положение «старт» отвечает за подачу постоянного тока от АКБ на тяговое реле стартера.
Принцип работы системы электрического запуска ДВС
Система электрического запуска стоит на различных типах двигателей (двухтактные и четырехтактные, бензиновые, дизельные, роторно-поршневые, газовые и т.д.)
Общий принцип работы заключается в следующем:
После того, как водитель поворачивает ключ в замке зажигания, электрический ток от АКБ подается на контакты тягового реле (на втягивающее стартера). В то время, когда ток начинает проходить по обмоткам тягового реле, осуществляется втягивание якоря. Указанный якорь перемещает рычаг механизма привода, в результате осуществляется зацепление ведущей шестерни и зубчатого венца маховика.
Параллельно якорь замыкает контакты реле, благодаря чему реализуется питание электрическим током обмоток статора и якоря. Это позволяет стартеру вращаться, передавая крутящий момент на коленчатый вал.
После запуска двигателя обороты коленвала увеличиваются. В этот момент срабатывает обгонная муфта, отсоединяющая стартер от двигателя, при этом стартер еще продолжает свое вращение. Затем при помощи возвратной пружины тягового реле происходит обратное перемещение якоря. Это позволяет вернуть механизм привода в обратное положение.
Кстати, если говорить о различных штатных блокировках стартера при запуске двигателя, такие решения встречаются, однако не на всех моделях авто. Основной задачей является повышение комфорта эксплуатации и безопасности. Если просто, , пока водитель не выжмет сцепление или не включит нейтральную передачу перед запуском двигателя.
Наличие такой блокировки позволяет избежать рывков и случайного перемещения ТС, что часто случается, когда водитель начинает заводить двигатель от стартера с включенной передачей.
Система воздушного пуска двигателя
Система воздушного пуска является еще одним решением, которое позволяет прокручивать коленчатый вал ДВС. Для запуска мотора используется сжатый воздух. При этом такое пневматическое оборудование, как правило, на автомобилях и другой технике не используется, однако пусковые системы данного типа можно встретить на стационарных двигателях внутреннего сгорания.
Если говорить о конструкции, устройство системы воздушного пуска двигателя предполагает наличие следующих элементов:
Воздушный баллон;
Электроклапаны;
Маслоотстойник;
Обратный клапан;
Воздухораспределитель;
Пусковые клапаны;
Трубопроводы;
Принцип работы системы воздушного запуска ДВС основан на том, что сжатый в воздушном баллоне воздух под давлением подается в коробку-распределитель, далее проходит через фильтры в редуктор и поступает к электропневмоклапану.
Далее необходимо нажать кнопку «пуск», после чего клапан открывается, затем воздух из воздухораспределителя проходит через пусковые клапаны и попадает в цилиндры двигателя, создавая давление и раскручивая коленвал. Когда обороты достигают нужной частоты, двигатель запускается.
Добавим, что такие силовые установки дополнительно оснащены электрической системой пуска от стартера, что позволяет завести агрегат в том случае, если с воздушным пуском, который является основным способом, имеются какие-либо проблемы или произошла поломка.
Необходимо учитывать, что электрическая система пуска двигателей обычно предполагает то, что мощность АКБ и стартера будут практически одинаковыми. Это значит, что напряжение аккумулятора в значительной степени меняется с учетом того тока, который потребляет стартер.
Простыми словами, на эффективность и легкость запуска ДВС сильно влияет общее состояние АКБ, температура аккумулятора, уровень заряда, а также исправность стартера и стартерной цепи. Диагностировать некоторые проблемы на раннем этапе позволяют такие признаки, как явное затухание габаритов и подсветки панели приборов в момент пуска двигателя.
Как известно, яркость ламп зависит от напряжения в бортовой сети. При этом нормально работающая система пуска не должна сильно «просаживать» напряжение. Отметим, что в норме допускается снижение яркости приборной панели и, в ряде случаев, перезапуск магнитолы, однако яркость не должна сильно понижаться.
Если же яркость освещения не меняется, при этом коленвал также не крутится, зачастую уместно говорить об обрыве в цепи. Если стартер крутит медленно и освещение практически гаснет, тогда проблемы могут быть как с самим стартером (например, подклинивание), так и с электроцепями или АКБ.
Еще отметим, что в случае проблем с запуском, которые связаны со стартером, некоторые водители привыкли стучать по данному устройству. Дело в том, что такие постукивания на старых моделях стартеров (например, на «классике» ВАЗ) в некоторых случаях позволяли сместить щетки стартера, ротора и т.д. В результате удавалось на короткое время восстановить работоспособность устройства.
При этом важно понимать, что современные стартеры в своем устройстве имеют постоянные магниты. Указанный магниты весьма хрупкие, то есть после удара по стартеру происходит их раскалывание.
В конечном итоге цельный магнит разрушается. Более того, такие магниты на некоторых моделях стартеров могут быть просто приклеены к корпусу. Соответственно, если ударять по корпусу сильно, отколовшиеся части магнита попадают на ротор или в область установки подшипников, полностью выводя стартер из строя.
