Стартер мотоцикла как работает
Обновлено: 07.07.2024
Двигатель внутреннего сгорания любого типа не создаёт вращающего момента в неподвижном состоянии. Прежде чем он начнёт работать, его нужно раскрутить с помощью внешнего источника энергии. Практически используются следующие варианты:
Мускульная сила человека
Существуют также ручные инерционные стартеры, при которых ручкой (через повышающий редуктор) раскручивается небольшой маховик, а когда он запасет необходимое количество кинетической энергии, этот маховик через редуктор (понижающий) соединяется с коленвалом пускаемого двигателя. Такой способ позволяет повысить пусковую мощность и не создавать черезмерных усилий на пусковой рукоятке. В СССР такие стартеры устанавливались на часть тракторов Т-16, Т-25 и небольшие судовые дизели.
Долгое время ручной способ был основным для запуска поршневых двигателей самолётов — всем знакомы кадры хроники, когда коленвал авиадвигателя раскручивают, дёргая рукой пропеллер. Данный способ перестал применяться с ростом мощности моторов, поскольку мускульной силы уже просто не хватало, чтобы провернуть вал тяжёлого и мощного двигателя, зачастую ещё и снабжённого редуктором.
Электростартёр
Наиболее удобный способ. При запуске двигатель раскручивается коллекторным электродвигателем постоянного тока, питающимся от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем). Но у него есть один существенный недостаток: чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, особенно зимой, ему необходим большой пусковой ток, который выдаётся аккумулятором, стремительно теряющим максимальный ток и ёмкость с понижением температуры. Иногда, вместе с использованием слишком вязкого масла, это делает запуск на морозе невозможным.
Электродвигатели автомобильных стартёров имеют особую конструкцию с четырьмя щётками, которая позволяет уменьшить сопротивление ротора, увеличить ток ротора и мощность электродвигателя.
Вспомогательный ДВС
Сжатый воздух
Используется для запуска больших дизелей на тепловозах, судах и бронетехнике. Ранее такой способ был основным для запуска поршневых двигателей в авиации. В цилиндрах, кроме обычных впускных и выпускных клапанов, устраиваются дополнительные пусковые клапаны. При запуске они открываются в таком порядке, чтобы входящий через них в цилиндры воздух толкал поршни и раскручивал двигатель. Ёмкости со сжатым воздухом пополняются от компрессора, приводимого главным двигателем при его работе.
Direct Start (Непосредственный запуск)
Немецкая фирма BOSCH опубликовала результаты экспериментов по исследованию возможности прямого (без внешнего прокручивания) запуска бензинового двигателя с непосредственным впрыском топлива. Суть заключается в следующем: в неработающем двигателе с 4-мя и более цилиндрами в одном из цилиндров поршень стоит в положении соотвествующем рабочему ходу. Зная положение коленчатого вала, можно расчитать объем воздуха в этом цилиндре, впрыснуть туда необходимую дозу топлива и поджечь его искрой. Поршень начнет двигаться, вращая коленчатый вал. Далее процесс развивается лавинообразно и двигатель запускается. Эксперимент признан удачным, но, как заявляет руководство фирмы BOSCH, до применения Direct Start на серийных автомобилях еще далеко.
Экзотические способы
В принципе, можно запускать мотор, раскручивая его электродвигателем, питающимся от внешней электросети. Мощность и время работы такого сетевого стартёра почти не ограничены, однако подключиться к электросети можно далеко не везде.
Для запуска двигателя после кратковременного выключения предлагался маховик-накопитель: раскручиваемый двигателем при движении, он затем позволяет запустить двигатель, не нагружая аккумулятор.
Двигатель танка или другой самоходной установки можно запустить выстрелом. Для этого включается зажигание и соответствующая передача, башня танка поворачивается в сторону, противоположную предполагаемому направлению движения. Производится выстрел. Отдача заставляет танк начать движение, а следовательно — производится запуск двигателя.
Зажигание при запуске
Кикстартер: Как работает, что это такое?
От рычага к трансмиссии…
Механизм "kickstart" состоит из нескольких частей, и усилие, приложенное к кикеру, передается в коробку передач, поэтому можно разделить систему на два основных раздела. Первый из них представляет собой узел пускового механизма, который состоит из:
• шестерни стартера;
• множества крепежных элементов.
Эти запчасти передают мощность ноги байкера трансмиссии. Педаль кикера крепится к одному концу его рычага, а другой проходит через крышку стартера и соединен с шестерней. Чтобы педаль со штоком не болтались, ее удерживает в определенном положении специализированный механизм. Он состоит из внешней пружины и продуманного устройства стартера, которое имеет два встроенных жестких стопора.
Поскольку шестерня ножного стартера перемещается на 180 градусов, зубья на ней установлены лишь с одной стороны
Один удерживает рычаг кикера от вращения по часовой стрелке на 360 градусов, а другой предотвращает поворот на 180 градусов. Между двумя этими точками педаль работает в диапазоне 180 градусов, вращаясь против часовой стрелки (по направлению к заднему колесу). Напряжение пружины удерживает рычаг в вертикальном положении и возвращает его в вертикальное положение после каждого удара ногой.
Все остальные части установлены на главном валу со стороны передачи, включая:
• пружину сцепления стартера,
• несколько крепежных деталей для фиксации элементов.
Пружина сцепления стартера толкает шестерню главного вала на стартерную муфту, заставляя две шестерни соединяться. При этом шестеренка главного вала пускового механизма имеет зубцы на внутренней поверхности, которые совпадают с аналогичными элементами на стартерной муфте.
Эта запчасть комплектуется двумя квадратными шпонками, разрезанными внутри. Они позволяют закрепить его на главном валу, поэтому, когда стартерная муфта двигается, главный вал поворачивается вместе с ней. С левой стороны находится подшипник, в котором установлен главный вал. За ним размещаются:
• пружина сцепления стартера;
• шайба и гайка для фиксации всех элементов.
Шестерня сектора стартера совпадает с шестерней главного вала стартера, поэтому, когда происходит нажим на педаль кикера, вал вращается. При этом, чтобы предотвратить вращение рычага на 360 градусов, шестерни соединены. Поэтому основной вал имеет радиус поворота 180 градусов, то есть ходит между упорами.
Муфта стартера и главная передача стартера установлены на валу трансмиссии.
Еще одно инженерное решение позволяет механизму стартового сектора отсоединяться от муфты стартера, когда рычаг кикера находится в положении 12 часов. Секрет состоит в том, что два пандуса расположены на главной шестерне стартера, только внутри внешнего ряда зубов. Они выстраиваются в линию с двумя гораздо большими рампами, которые расположены внутри крышки стартера, называемой диском кулачка.
Подробное фото главной шестерни стартера
При выравнивании рамп шестерня главного вала стартера сдвигается вниз, и он отключает ее от муфты стартера. Это позволяет основному валу свободно вращаться в штатном режиме.
Подробное фото внутренней стороны внутренней части крышки стартера
Правильное выравнивание зубчатых колес имеет решающее значение, поэтому инженеры отметили два внешних зуба на шестерне главного вала стартера прямыми линиями верхней части. При сборке коробки передач первый зуб на колесе стартера должен находиться между ними на передачах. Если посмотреть внимательно, можно увидеть, как пандусы выталкивают шестерню главного вала стартера к коробке передач.
Собранный кикстартер с педалью в вертикальном положении.
Собранный кикстартер с педалью в нижнем положении.
Когда педаль кикера поворачивается против часовой стрелки, то рампы на главном валу стартера перестают выравниваться с рампами на кулачковом диске. В результате пружина сцепления стартера может выдвинуть шестерню главного вала стартера так, чтобы она совпала с его муфтой. Так выглядит первый этап запуска двигателя мотоцикла – приведение в движение вала трансмиссии.
Современная мототехника заводится при помощи простого нажатия кнопки старта, если она оснащена системой запуска двигателя. Конечно, так было не всегда, и запуск мотора при помощи рычага кик-стартера даже сегодня широко используется в качестве дублирующей или основной системы запуска. Но за удобство запуска с кнопки приходится платить: дополнительный вес компонентов, усложнение конструкции, отказы и поломки. Несмотря на эти недостатки, электростартер мотоцикла позволяет с комфортом пользоваться техникой и получать больше удовольствия от поездок.
Задача электростартера заключается в создании нужных условий для розжига топлива: коленвал мотора необходимо раскрутить до определенных оборотов, что позволит ДВС выйти на стабильную самостоятельную работу. Электродвигатель стартера выступает источником механической энергии для раскрутки коленчатого вала, и работает он только в момент запуска двигателя.
В борьбе за снижение веса конструкторы мототехники отдают предпочтение компактным аккумуляторным батареям с небольшими пусковыми токами. Для раскручивания коленвала двигателя требуется достаточно большое усилие, которое высокооборотистый коллекторный электродвигатель стартера выдать не в состоянии. Для повышения крутящего момента и снижения оборотов используются планетарный редуктор, который монтируется либо в корпусе двигателя, либо в самом электростартере. Последний вариант конструкции используется в стартерах мототехники с двигателями большого объема, хотя такое решение можно увидеть и для компактных малокубатурных моторов, где в корпусе нет места для редуктора.
Условия работы электростартера достаточно суровые: высокие обороты, температурные нагрузки, вибрационные воздействия быстро приводят к износу деталей этого узла. Обычными неисправностями становятся износ щеток и рабочей поверхности коллектора, замыкание или обрыв обмотки ротора из-за перегрева, критические загрязнения, износ подшипников вала с последующим перекосом и заклиниванием ротора. К более редким случаям можно отнести механические повреждения стартера в результате падений и другого рода физических воздействий.
Электростартер является ремонтопригодным узлом. Восстановить его работоспособность достаточно просто, если ремонт выполнить вовремя. Одна из самых распространенных манипуляций – замена изношенных щеток новыми и тщательная чистка ламелей коллектора, промежутки между которыми забиваются токопроводящей пылью. Чистить нужно аккуратно и после чистки необходимо убрать последствия при помощи полировки ламелей – если этого не сделать, срок службы новых щеток будет неприлично малым. Для лучшей притирки новых щеток стартеру нужно некоторое время дать поработать без нагрузки. Перед сборкой узла также необходимо почистить подшипник вала и опорную втулку и нанести на них небольшое количество смазки.
Износ и повреждения ламелей коллектора бывают настолько велики, что ремонт становится невозможен или нецелесообразен. Самый очевидный выход – это покупка нового стартера для вашего мотоцикла, тем более что в онлайн-магазине Regulmoto вы найдете широкий выбор электростартеров для многих моделей мототехники китайских производителей.
1 – стартер;
2 – аккумуляторная батарея;
3 – генератор;
4 – монтажный блок;
5 – реле включения стартера;
6 – выключатель зажигания;
I – удерживающая обмотка;
II – втягивающая обмотка.
Для запуска любого ДВС водителю необходимо раскрутить коленчатый вал, то есть передать на него вращающий момент. Коленчатый вал приводит в движение через шатуны поршни, в цилиндры засасывается топливо-воздушная смесь. Свеча зажигания поджигает сжатую топливовоздушную смесь, расширяющиеся газы оказывают давление на поршень. Поршень в цилиндре, который находится в состоянии рабочего хода, через шатун воздействует на коленчатый вал. В результате приходят в движение шатуны и поршни других цилиндров, в которых происходят аналогичные рабочие процессы сжатия, поджига топливо-воздушной смеси, расширения газов. Двигатель запускается и передает крутящий момент на механизмы трансмиссии.
Типы пусковых механизмов
Устройство автомобильного электростартера
1 – ограничительное кольцо хода шестерни;
2 – буферная пружина;
3 – шестерня привода;
4 – ступица обгонной муфты;
5 – ролик обгонной муфты;
6 – наружное кольцо обгонной муфты;
7 – кожух обгонной муфты;
8 – ось рычага привода шестерни;
9 – рычаг привода;
10 – крышка со стороны привода;
11 – якорь тягового реле;
12 – шток тягового реле;
13 – втягивающая обмотка реле;
14 – удерживающая обмотка реле;
15 – корпус реле;
16 – крышка реле;
17 – контактные болты;
18 – контактная пластина;
19 – щетка;
20 – коллектор;
21 – обмотка статора;
22 – обмотка якоря;
23 – стяжной болт;
24 – кожух;
25 – сердечник якоря;
26 – корпус стартера;
27 – полюс статора;
28 – поводковое кольцо.
В качестве вспомогательного двигателя для запуска двигателя применяются коллекторные электродвигатели постоянного тока, получающие питание от бортовой аккумуляторной батареи автомобиля. На вал электродвигателя насажена подвижная муфта одностороннего хода, которую венчает шестерня. При повороте ключа зажигания или нажатии пусковой кнопки соленоид стартера перемещает муфту по валу. Венец муфты входит в зацепление с зубьями маховика ДВС. Одновременно через замкнувшиеся контакты на коллекторные щетки электродвигателя подается электрический ток. Вал двигателя приводится во вращение, крутящий момент передается через зубья маховика на коленчатый вал ДВС. Как только двигатель запускается, соленоид и электродвигатель стартера обесточиваются, муфта под воздействием пружины возвращается в исходное положение, выводя пусковую шестерню из зацепления с маховиком.
Электростартер в ряде случаев может применяться в качестве вспомогательного двигателя автомобиля - когда машину необходимо переместить на небольшое расстояние (в несколько метров) при неработающем ДВС. В экстренных ситуациях, когда жизни водителя и пассажиров может угрожать опасность, водитель может включить первую передачу и стартером привести автомобиль в движение.
Электростартеры мотоциклов
На легких мотоциклах, скутерах, мотороллерах с электрозапуском обычно используется электрическая машина двустороннего действия - династартер, который при подаче тока может работать, как электродвигатель, а в обычном состоянии (при работающем ДВС) выполняет функции электрогенератора.
Династартер устанавливается непосредственно на левую часть коленчатого вала мотоциклетного двигателя (встречается и обратное расположение), его якорь вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал. Недостатком династертера, как и любого мотоциклетного генератора, является выработка недостаточного тока на малых оборотах двигателя (поскольку нет повышающей обороты якоря ременной, цепной или шестеренчатой передачи). На тяжелых мотоциклах (чопперах, спортбайках и других) применяются более совершенные системы электрозапуска схожие по устройству с автомобильными.
Для обеспечения безопасности мотоциклетные электростартеры дополняются специальными механизмами блокировки, предотвращающими запуск двигателя при неработающих тормозах. Подобная блокировка в обязательном порядке устанавливается на все мотоциклы и скутеры с автоматической передачей (клиноременным вариатором). Двигатель скутера запускается поворотом ключа только в том случае, если одна из тормозных рукояток (переднего или заднего тормоза) зажаты водителем. При свободных тормозных рукоятках энергия на электростартер не подается.
Запуск двигателя в экстренных случаях
Двигатель внутреннего сгорания любого типа не создаёт вращающего момента в неподвижном состоянии. Прежде чем он начнёт работать, его нужно раскрутить с помощью внешнего источника энергии. Практически используются следующие варианты:
Мускульная сила человека
Существуют также ручные инерционные стартеры, при которых ручкой (через повышающий редуктор) раскручивается небольшой маховик, а когда он запасет необходимое количество кинетической энергии, этот маховик через редуктор (понижающий) соединяется с коленвалом пускаемого двигателя. Такой способ позволяет повысить пусковую мощность и не создавать черезмерных усилий на пусковой рукоятке. В СССР такие стартеры устанавливались на часть тракторов Т-16, Т-25 и небольшие судовые дизели.
Долгое время ручной способ был основным для запуска поршневых двигателей самолётов — всем знакомы кадры хроники, когда коленвал авиадвигателя раскручивают, дёргая рукой пропеллер. Данный способ перестал применяться с ростом мощности моторов, поскольку мускульной силы уже просто не хватало, чтобы провернуть вал тяжёлого и мощного двигателя, зачастую ещё и снабжённого редуктором.
Электростартёр
Наиболее удобный способ. При запуске двигатель раскручивается коллекторным электродвигателем постоянного тока, питающимся от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем). Но у него есть один существенный недостаток: чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, особенно зимой, ему необходим большой пусковой ток, который выдаётся аккумулятором, стремительно теряющим максимальный ток и ёмкость с понижением температуры. Иногда, вместе с использованием слишком вязкого масла, это делает запуск на морозе невозможным.
Электродвигатели автомобильных стартёров имеют особую конструкцию с четырьмя щётками, которая позволяет уменьшить сопротивление ротора, увеличить ток ротора и мощность электродвигателя.
Вспомогательный ДВС
Сжатый воздух
Используется для запуска больших дизелей на тепловозах, судах и бронетехнике. Ранее такой способ был основным для запуска поршневых двигателей в авиации. В цилиндрах, кроме обычных впускных и выпускных клапанов, устраиваются дополнительные пусковые клапаны. При запуске они открываются в таком порядке, чтобы входящий через них в цилиндры воздух толкал поршни и раскручивал двигатель. Ёмкости со сжатым воздухом пополняются от компрессора, приводимого главным двигателем при его работе.
Direct Start (Непосредственный запуск)
Немецкая фирма BOSCH опубликовала результаты экспериментов по исследованию возможности прямого (без внешнего прокручивания) запуска бензинового двигателя с непосредственным впрыском топлива. Суть заключается в следующем: в неработающем двигателе с 4-мя и более цилиндрами в одном из цилиндров поршень стоит в положении соотвествующем рабочему ходу. Зная положение коленчатого вала, можно расчитать объем воздуха в этом цилиндре, впрыснуть туда необходимую дозу топлива и поджечь его искрой. Поршень начнет двигаться, вращая коленчатый вал. Далее процесс развивается лавинообразно и двигатель запускается. Эксперимент признан удачным, но, как заявляет руководство фирмы BOSCH, до применения Direct Start на серийных автомобилях еще далеко.
Экзотические способы
В принципе, можно запускать мотор, раскручивая его электродвигателем, питающимся от внешней электросети. Мощность и время работы такого сетевого стартёра почти не ограничены, однако подключиться к электросети можно далеко не везде.
Для запуска двигателя после кратковременного выключения предлагался маховик-накопитель: раскручиваемый двигателем при движении, он затем позволяет запустить двигатель, не нагружая аккумулятор.
Двигатель танка или другой самоходной установки можно запустить выстрелом. Для этого включается зажигание и соответствующая передача, башня танка поворачивается в сторону, противоположную предполагаемому направлению движения. Производится выстрел. Отдача заставляет танк начать движение, а следовательно — производится запуск двигателя.
Зажигание при запуске
Читайте также: