Устройство и работа стартера

Техническая характеристика:

• Номинальная мощность, кВт — 0,9
• Сила потребляемого тока при номинальной мощности, А — 230
• Направление вращения (со стороны шестерни) — Левое
• Масса стартера, кг — 5

Для раскручивания коленчатого вала двигателя до частоты, при которой двигатель начнет работать (т. е. для пуска двигателя), применяется стартер типа 39.3708. Он проворачивает коленчатый вал шестерней за зубчатый венец маховика. Стартер устанавливается с левой стороны двигателя (по ходу движения автомобиля) и крепится к картеру сцепления с одной стороны гайкой, а с другой — болтом. Причем болт проходит сквозь картер сцепления и заворачивается в блок цилиндров двигателя.

Могут еще применяться взаимозаменяемые стартеры 1111-3708010-05 производства Белоруссии и AZE-1517 производства Словении. Но здесь описан только стартер 39.3708, как основной для автомобилей «Ока».

Стартер 39.3708 — это четырехполюсный электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением, с дистанционным электромагнитным включением и роликовой муфтой свободного хода. Он состоит из следующих основных частей: корпуса 32 (статора), якоря с муфтой свободного хода и шестерней 3 привода, двух крышек 7 и 29 и тягового реле. Корпус и крышки с кожухом 28 соединены вместе двумя стяжными болтами.

Корпус 32 стартера изготовлен из мягкой полосовой стали, свернутой в кольцо и сваренной в стыке. Внутри корпуса закреплены винтами четыре стальных полюса 33 с катушками обмотки возбуждения. Корпус с полюсами и обмоткой представляет собой статор стартера. Три катушки обмотки (сериесные) соединены с обмоткой якоря последовательно, а одна (шунтовая) — параллельно. Поэтому возбуждение стартера и называется смешанным. Оно позволяет получить большой крутящий момент в заторможенном состоянии и сравнительно низкую частоту вращения якоря на холостом ходу, что уменьшает износ втулок подшипников и облегчает условия работы муфты свободного хода.


Через сериесные катушки статора протекает такой же ток, как и через обмотку якоря, т. е. основной ток, потребляемый стартером. А он при тяжелых условиях пуска может достигать 310 А. Поэтому сериесные катушки намотаны медной лентой с большой площадью поперечного сечения. Через шунтовую катушку протекает сравнительно небольшой ток. Поэтому она намотана медным проводом в эмалевой изоляции. Катушки оплетены хлопчатобумажной лентой и пропитаны лаком.

Между полюсами статора вращается якорь, собранный на валу 1. Сердечник 31 якоря набран из пластин электротехнической стали, напрессованных на среднюю часть вала. По окружности сердечника имеются продольные пазы, изолированные картоном, в которых находится обмотка якоря, выполненная медной лентой. Концы обмотки припаяны к пластинам коллектора 22.

Особенностью стартера 39.3708 является торцовый коллектор 22, напрессованный на заднюю часть вала якоря. Такой коллектор имеет форму диска с контактными секторами, к которым в направлении оси стартера прижаты щетки. Торцовый коллектор способствует более стабильной и длительной работе щеточного контакта. Кроме того, применение такого коллектора позволило уменьшить длину и массу стартера, а также расход дефицитной меди.

Вал якоря вращается в двух металлокерамических втулках. Задняя втулка* 24 запрессована в крышку 29, а передняя расположена в картере сцепления и передний конец вала якоря входит в нее при установке стартера в гнездо картера сцепления. От осевого перемещения вал якоря фиксируется стопорной шайбой 25, которая помещается в канавке на заднем конце вала.


На переднем конце вала якоря расположена муфта свободного хода с шестерней 3 привода. Назначение муфты — передавать крутящий момент от вала якоря стартера к венцу маховика при пуске двигателя, а после пуска — разъединять вал якоря и шестерню привода, так как после пуска двигатель начинает с большой частотой вращать вал якоря и может его повредить.

Муфта свободного хода состоит из ступицы 6 с ведущей обоймой и ведомого кольца, составляющего одно целое с шестерней 3. В ведущей обойме имеются три паза, профилированных по радиусу, в которых находятся стальные закаленные ролики 4. В широкой части паза ролики могут свободно проворачиваться, а в узкой части — заклиниваются между ведущей обоймой и ведомым кольцом. Пружинами 39 через Г-образные толкатели 38 ролики поджимаются в сторону узкой части паза. Другим концом пружины упираются в отогнутые лепестки пластины 5. Два упорных полукольца 40 удерживают ведомое кольцо внутри ведущей обоймы. Полукольца 40 вместе с пластиной 5 и ведущей обоймой 6 завальцованы в стальном кожухе 37.

На ступице муфты установлены два кольца — нажимное 35 и ограничительное 34, прижатые буферной пружиной 36 к стопорному кольцу на ступице. Между кольцами 35 и 34 находятся пальцы рычага 10 привода. Ступица муфты имеет внутренние винтовые шлицы и может, поворачиваясь, перемещаться по винтовым шлицам вала якоря, одновременно перемещая шестерню 3 привода на переднем конце вала якоря.

Крышки 7 и 29 отлиты из алюминиевого сплава. В крышке 7 на оси 8 закреплен стальной штампованный рычаг 10 привода, передающий тяговое усилие от якоря 12 реле к нажимному кольцу 35. К крышке 29 прикреплен пластмассовый щеткодержатель 23 с четырьмя меднографитовыми щетками. Выводы двух щеток соединены с крышкой (т. е. с массой). Это «отрицательные» щетки. К двум другим щеткам присоединяется вывод сериесных катушек обмотки статора. Это щетки «положительные», через них подводится ток к обмотке якоря. Снаружи крышка 29 закрыта стальным штампованным кожухом 28.


Тяговое реле прикреплено двумя винтами к крышке 7. С его помощью дистанционно управляют включением стартера. Реле замыкает цепь питания обмоток якоря и статора, а также через рычаг 10 вводит шестерню 3 в зацепление с венцом маховика. Реле — двухобмоточное, имеет втягивающую 16 и удерживающую 15 обмотки, намотанные в одну сторону. Начала обмоток припаяны к штекеру «50» на крышке реле. Конец удерживающей обмотки приварен к фланцу реле (т. е. соединен с массой), а конец втягивающей — соединен с нижним контактным болтом реле.

Конструкция реле — неразборная. Катушка с обмотками и сердечник с фланцем реле завальцованы в стальном корпусе 14. Контакты реле выполнены в виде двух мощных медных болтов 21, закрепленных гайками на пластмассовой крышке 20. К нижнему контактному болту присоединяются выводы обмотки статора, а к верхнему — провод от аккумуляторной батареи. Контактные болты замыкаются медным контактным диском 19.

Работа стартера

Стартер включается с помощью вспомогательного реле 44 типа 113.3747-10, установленного слева под панелью приборов около блока предохранителей. Устройство реле описано на листе 35. Оно разгружает контакты «30» и «50» выключателя зажигания от большого тока, потребляемого обмотками тягового репе. Благодаря этому повышается надежность работы выключателя зажигания и увеличивается его долговечность.

При повороте ключа в положение II («Стартер») замыкаются контакты «30» и «50» выключателя зажигания 45 и через обмотку вспомогательного реле 44 начинает протекать ток, который действует в цепи: «плюс» аккумуляторной батареи — штекер «30» вспомогательного реле — замкнутые контакты «30» и «50» выключателя зажигания — штекер «85», обмотка и штекер «86» вспомогательного реле 44 — масса.

Контакты вспомогательного реле под действием тока в его якоре замыкаются, и через них идет ток в обмотки тягового реле стартера по цепи: «плюс» аккумуляторной батареи — штекер «30» контакты и штекер «87» вспомогательного реле — штекер «50» стартера. Здесь путь тока раздваивается на две параллельные ветви. Одна проходит через удерживающую обмотку 15 тягового реле и на массу, а вторая — через втягивающую обмотку 16, через обмотки статора и якоря тоже на массу.

Под действием протекающего по обмоткам тягового реле тока возникает магнитное усилие (около 10 кгс), втягивающее якорь 12 реле до соприкосновения с сердечником 18. Якорь втягивается и толкает шток 17 с контактным диском 19, который замыкает контактные болты 21. Размеры штока подобраны так, что замыкание контактных болтов происходит еще до соприкосновения якоря реле с сердечником и при дальнейшем ходе якоря сжимается пружина контактного диска, сильнее прижимая его к контактным болтам.

Одновременно якорь реле рычагом 10 передвигает вперед муфту свободного хода с шестерней 3. Передвигаясь, ступица муфты поворачивается на винтовых шлицах вала якоря и поворачивает шестерню 3. Благодаря повороту шестерни и фаскам на ее зубьях, а также передаче усилия через буферную пружину 36 смягчается удар шестерни в венец маховика и облегчается ввод ее в зацепление. Размеры деталей реле и привода рассчитаны таким образом, что замыкание контактных болтов происходит, когда шестерня 3 еще только частично вошла в зацепление с венцом маховика.

При замыкании контактных болтов втягивающая обмотка реле обесточивается, так как оба ее конца оказываются соединенными с «плюсом» аккумуляторной батареи 43. Но поскольку якорь реле уже втянут, то для его удержания в этом положении требуется сравнительно небольшой магнитный поток, который обеспечивается одной удерживающей обмоткой 15.

Через замкнутые контакты тягового реле идет ток, питающий обмотки статора и якоря. В результате взаимодействия магнитных попей, создаваемых этим током, якорь стартера начинает вращаться. Его вращение через винтовые шлицы передается ступице и ведущей обойме 6 муфты. Поскольку ролики 4 смещены пружинами в узкую часть паза ведущей обоймы, то они заклиниваются между обоймой и ведомым кольцом муфты. Поэтому крутящий момент от вала якоря передается через муфту и шестерню к венцу маховика. Одновременно в результате торможения шестерни и вращения якоря ступица муфты свинчивается со шлицев вала якоря и шестерня досыпается вперед до упора в ограничительное кольцо 42, полностью входя в зацепление с венцом маховика.

После пуска двигателя его избыточный момент разгоняет маховик, вследствие чего частота вращения шестерни 3 начинает превышать частоту вращения якоря стартера. Ведомое кольцо муфты (объединенное с зубчатым колесом) увлекает ролики в широкую часть паза ведущей обоймы 6, сжимая пружины 39. В этой части паза ролики свободно вращаются, не заклиниваясь, и крутящий момент от маховика двигателя не передается на вал якоря стартера.

После возвращения ключа в положение 1 («Зажигание»), вспомогательное реле 44 отключается. Его контакты размыкаются, и цепь питания тягового реле стартера от вспомогательного реле прерывается. Теперь ток идет по следующей цепи: «плюс» аккумуляторной батареи — замкнутые контакты тягового реле — втягивающая 16, а затем удерживающая 15 обмотки тягового реле — масса. Так как направление тока в витках обмоток при этом получается противоположным, то магнитные потоки, создаваемые обмотками, компенсируют друг друга и сердечник реле размагничивается. Якорь реле возвратными пружинами отжимается в исходное положение и контакты реле размыкаются, отключая питание обмоток якоря и статора стартера.

Одновременно якорь тягового реле рычагом 10 передвигает муфту свободного хода назад и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. Якорь стартера тормозится силами трения щеток о коллектор и быстро останавливается.

Стартер рассчитан на кратковременную работу. Поэтому, чтобы не перегревалась обмотка тягового репе, при пуске двигателя стартер рекомендуется включать не более чем на 10...15 с. Обычно двигатель пускается с первой попытки, но если этого не произошло, то повторно включать стартер следует через 20...30 с. Если после трех включений стартера двигатель не запустится, то следует проверить систему питания или зажигания и устранить неисправность, препятствующую пуску двигателя.