Мощность стартера дизельного двигателя

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

Производится обзор пусковых устройств дизельных двигателей. Рассмотрены способы пуска двигателей. Представлены краткие описания систем пуска.

Ключевые слова

НАДЕЖНОСТЬ ПУСКА ХОЛОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ПУСК, ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, СТАРТЕР, ХОЛОДНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Текст научной работы

Также согласно ГОСТ Р 54120-2010 стартерная система пуска должна обеспечивать необходимую для надежного пуска холодного двигателя частоту вращения коленчатого вала в соответствии с требованиями к пусковым качествам двигателей и требованиями к двигателю данного ГОСТ, с общим числом попыток пуска не менее трех [1].

При создании новых конструкций двигателей стремятся снизить его минимальную пусковую скорость вращения коленчатого вала с целью уменьшения мощности, веса, стоимости и габаритов пусковых систем, а также повысить надежность пуска.

Пуск дизеля возможен при помощи следующих способов:

Ручной пуск;
Электростартерный пуск;
Пневмостартерный пуск;
Воздушный (цилиндровый) пуск;
Пуск вспомогательным поршневым двигателем;
Пуск инерционным стартером.

Необходимые для пуска двигателя мощность, скорость вращения и вращающий момент пускового устройства (ПУ), находят из выражений:

где P- мощность пускового устройства; M_с — момент коленчатого вала двигателя; n_min — минимальная пусковая скорость вращения коленчатого вала; 0,85 — к.п.д. зубчатой передачи.

где n - скорость вращения пускового устройства; i — передаточное отношение между шестерней стартера и венцом маховика двигателя.

где M — вращающий (пусковой) момент пускового устройства.

Пуск дизелей от руки возможен для маломощных и двигателей средней мощности. Это актуально для двигателей устаревших конструкций, имеющих специальные приспособления и маломощных дизель- генераторных установок (ДГУ). Современные маломощные двигатели, устанавливаемые на легковые автомобили, коммерческую технику и малогабаритную спецтехнику, как правило, не приспособлены для ручного запуска.

Электростартерный пуск является основным способом пуска для большинства видов дизельной техники. Для воспламенения топлива нужна достаточно высокая скорость вращения коленчатого вала при пуске, это необходимо для получения достаточно большой температуры в конце хода сжатия. При этом важно чтобы сжатый воздух не успел охладиться через стенки цилиндра и камеры сгорания (КС) и чтобы утечка воздуха через компрессионные кольца заметно не влияла на давление в КС.

А в дизелях классической конструкции, скорость движения плунжера топливного насоса высокого давления (ТНВД) зависит от пусковой скорости и определяет достаточное давление впрыска топлива.

Момент сопротивления вращению и собственные пусковых качества двигателя — это два основных фактора влияющих на подбор стартера по пусковой мощности. Большую мощность стартеров дизельных двигателей определяют возросший крутящий момент, высокие степень сжатия и минимальная скорость вращения. А повышение напряжения до 24 вольт позволяет получить большую мощность электродвигателя стартера при меньших размерах. При напряжении 12 вольт, была бы слишком большая сила тока в цепи электродвигателя стартера, что привело бы к увеличению его габаритов и емкости аккумуляторных батарей. Сопротивление обмоток стартера обычно очень низкое и не превышает 1 мОм.

Рисунок 1. Характеристики электродвигателя с последовательным возбуждением

Пусковому (начальному) режиму стартера соответствуют следующие условия: момент пуска- n_ст=0, электродвигатель потребляет максимальный ток короткого замыкания I_к.з., вращающий момент достигает максимума. А пусковая частота вращения коленчатого вала дизельных двигателей находится в пределах 150-250 об/мин, что в 2 — 3 раза больше, чем у бензиновых.

Максимальный крутящий момент M_вр развивается при малой частоте вращения якоря. (Рис.1.) При этом сила тока в обмотке электродвигателя может достигать наибольшего значения и составлять 200- 900 А, в зависимости от модели стартера.

По мере увеличения частоты вращения якоря, сила тока в обмотках уменьшается и соответственно уменьшается момент на валу якоря. Такой закон изменения крутящего момента наиболее благоприятен для пуска двигателя, так как в начале проворачивания коленчатого вала момент сопротивления наибольший [2].

Полезная мощность стартера P₁ (л.с.):

меньше электромагнитной на величину механических и магнитных потерь: Р₁= Р_эл— Р_мех— Р_магн;
подсчитывается по формуле: P_=\frac

Разделив полезную мощность стартера на угловую скорость вращения якоря ω, найдем полезный момент стартера: [13]

Надежность электрического пуска сильно зависит от начальной скорости вращения коленчатого вала, которая в свою очередь определяется максимальным вращающим моментом M_вр и пусковой мощностью стартера P_пол. Повысить эти параметры можно увеличением силы тока в цепи и напряжения на зажимах стартера. А достичь этого возможно лишь снизив падение напряжения на выводах аккумуляторной батареи, уменьшив её внутреннее сопротивление путем увеличения ёмкости и температуры электролита, а также применением контактных соединительных проводов малого сопротивления и поддерживая стартер в исправном техническом состоянии.

На данный момент на отечественных дизельных тракторах и грузовых автомобилях применяют стартеры следующих моделей:

Номинальное напряжение, В

Номинальная мощность при питании от аккумуляторной батареи, кВт

Пусковая мощность при питании от аккумуляторной батареи не менее, кВт

Число зубьев шестерни

Масса стартера, кг

Применяемость на двигателях и их модификациях

КамАЗ 740.50-360, КамАЗ 740.51-320

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 категории 2

Дизели отечественных автомобилей и тракторов имеют стартеры с электродвигателями постоянного тока и последовательного (сериесного) возбуждения (табл.1). В отличие от стартеров бензиновых двигателей с электродвигателями смешанного возбуждения, стартерам дизелей из-за высокой компрессии внутри цилиндра, не требуется эффект электротормоза. Также на мощных дизелях пока не устанавливаются стартеры с постоянными магнитами.

Рисунок 2. Начальные и пусковые характероистики стартера 142Б (Двигатель КамАЗ- 740)

Например, производители двигателей CUMMINS, CATERPILLAR оснащают свои двигатели для работы в условиях Крайнего Севера или в шахтах, где велика опасность взрыва от рудничных газов.

Также использование пневмостартера позволяет уменьшить количество источников питания на борту АТС. Так как в этом случае не требуется затрачивать энергию на привод электродвигателя стартера [7].

Воздушный пуск применяют на дизелях средней и большой мощности. Иногда используется в качестве резервной системы пуска. Главным преимуществом является возможность создания большого пускового момента, а недостатками возросшая масса пусковых устройств, наличие компрессора, ухудшение условий воспламенения топлива из-за сильного охлаждения пускового воздуха при расширении.

В качестве рабочего тела применяют сжатый воздух, нагнетаемый в пусковые баллоны компрессором, приводимым в движение непосредственно валом двигателя или электромотором. Также в состав системы цилиндрового пуска (рис.4), помимо компрессора и баллонов входят редукционный клапан, главный клапан, воздухораспределитель, трубопроводы, вентили, предохранительные клапаны, манометры и другая арматура. В упрощенных конструкциях в качестве рабочего тела используют сжатый в цилиндре воздух или продукты сгорания, в этом случае преимуществом является отсутствие компрессора.

Рисунок 4. Состав системы пуска сжатым воздухом: 1 — пусковые баллоны; 2 — запирающий вентиль; 3 — главный клапан; 4 — автоматические пусковые клапаны; 5 — воздухораспределитель

Воздух из баллона поступает в воздухораспределитель, направляющий его по цилиндрам в порядке их работы. Воздух подается в такте расширения, приводя в движение кривошипно-шатунный механизм (рис.5.). Объем пусковых баллонов позволяет произвести 3-4 повторных пусков без промежуточной подкачки [8].

Рисунок 5. Воздушный запуск тракторного дизеля

Пуск вспомогательными поршневыми двигателями находит ограниченное применение на тракторных дизелях. Для запуска основных используются одноцилиндровые двухтактные и двухцилиндровые четырехтактные карбюраторные пусковые двигатели. Технические характеристики пусковых двигателей представлены в таблице 2.

Наименование пускового двигателя

Карбюраторный двухтактный с кривошипно-камерной продувкой

Номинальная мощность л.с.

Число оборотов при номинальной мощности

Пусковой рукояткой или стартером

На отечественных дизелях наиболее распространена каскадная система пуска: сначала запускают вспомогательный пусковой двигатель вручную или электростартером, а затем производят пуск основного двигателя пусковым. Передача крутящего момента с коленчатого вала пускового двигателя на зубчатый венец маховика осуществляется через понижающий редуктор и дисковую муфту сцепления. После пуска автоматическая муфта центробежного действия выключает зубчатую передачу (рис.6.) [10].

Рисунок 6. Кинематическая схема пусковой системы дизеля Д-240 с пусковым двигателем П-10УД: 1 — коленчатый вал пускового двигателя; 2 — шестерня коленчатого вала; 3 — промежуточная шестерня; 4 — зубчатое колесо муфты сцепления редуктора; 5 — зубчатое колесо автоматического устройства; 6 — центробежное автоматическое устройство; 7 — венец маховика основного двигателя; 8 — вал редуктора; 9 — роликовая муфта свободного хода; 10 — муфта сцепления

Преимуществами использования пусковых двигателей являются возможность большего числа повторных запусков и проворачивание коленчатого вала основного двигателя до его запуска, что ценно при низкой температуре. Так как система охлаждения общая, происходит предварительный подогрев. Также в случае застревания трактора, временное подключение пускового двигателя с трансмиссии трактора позволяет выехать в натяг. Эти свойства придают уникальность пусковой системе со вспомогательным двигателем. Она незаменима при автономной эксплуатации машины.

К недостатками следует отнести преждевременный выход из строя пусковых двигателей и передаточных механизмов из-за неисправностей основных двигателей. Наиболее подвержены преждевременному износу детали кривошипно-шатунного механизма и муфты сцепления. Как результат снижение мощности и экономичности, а также затруднение пуска.

Пуск инерционным стартером. Преимуществом подобных способов заключается в том, что они совершенно не связаны с работой двигателя, аккумулятора, стартера и пневмосистемы. Известно, что человек, действуя обеими руками рывком, может выдать мощность не более 0,5 л.с., а этого недостаточно для пуска мощных дизелей, так как для проворачивания коленчатого вала 500 сильного двигателя требуется около 10 л.с. Устройство инерционных и электроинерционных стартеров основано на принципе накопления энергии в течение нескольких минут, а затем её быстрого использования за несколько секунд. Это позволяет развить достаточную мощность необходимую для прокручивания коленчатого вала [8].

Рисунок 7. Устройство электроинерционного стартера

Заключение

Общие тенденции решения проблемы холодного пуска дизельных двигателей, развиваются в направлении совершенствования пусковых систем и конструкций двигателей с целью улучшения пусковых свойств.

Так как основу машинно- тракторного парка по-прежнему составляет отечественная техника с достаточно длительным сроком эксплуатации, имеющая значительный износ.

Основные проблемы при эксплуатации возникают при пониженной температуре окружающего воздуха именно с пуском двигателя, так как техника обычно хранится под открытым небом.

В инструкциях по эксплуатации многих двигателей указано, что их легкий пуск вполне возможен при температуре окружающей среды примерно до –15 °С. Это не всегда соответствует действительности, особенно если двигатель изношен. Иногда уже при –5 °С дизель запускается с трудом. Применение современных моторных масел и охлаждающих жидкостей, частично снизило остроту проблемы. И по-прежнему острой остается проблема обеспечения зимними сортами топлива [11].

Полностью решить проблему холодного пуска дизельных двигателей для всех встречающихся температурных зон практически невозможно без использования средств облегчения пуска и соответствующих сезону сортов дизельного топлива.

Галкин А.Р.
Рыбанов А.А.
Абрамова О.Ф.

Борисов Г.А.
Ичанкин Ю.В.
Ковчик А.И.
Копылов А.В.
Лычкин М.Э.

Борисов Г.А.
Ичанкин Ю.В.
Чернышев А.Д.

Список литературы

Цитировать

Принципиальное отличие с "точки зрения аккумулятора" =) между бензиновым и дизельным моторами в нагрузке на АКБ при запуске, которая при пуске дизеля выше летом в 2 раза, а зимой иногда и в 10 раз.

Что происходит с аккумулятором при запуске бензинового мотора? Нагрузка в виде стартера мощностью 1 кВт в течении 2-4 секунд зимним утром - это ток 120-250 ампер, требуемый от батареи.

На практике заряженный аккумулятор емкостью 60-75 Ач легко справляется с холодными утренними пусками бензинового мотора. Аккумулятор емкостью 60Ач и током 540А без усилий проходит тест 10 секундной нагрузкой в 200 Ампер. Напряжение при этом не опускается ниже 9 Вольт при -30 С. Проблемы с пуском зимой автомобилей с бензиновыми моторами будут испытывать владельцы разряженных или старых аккумуляторов.

При старте дизельного мотора нагрузки для батареи гораздо серьезней. Стартер дизельного мотора обычно мощностью от 2кВт. Такой стартер потребляет уже 200-400 Ампер. Ток нагрузки зависит от объема двигателя и компрессии, т.е. нагрузку которую нужно преодолеть электромотору стартера, чтобы раскрутить коленчатый вал дизеля до оборотов запуска 100-200 об/мин. Напряжение при пуске также не должно опускаться ниже 8 Вольт. При напряжениях 7,5-8 В уже не работает ЭБУ, а значит и вся электроника автомобиля.

Топливо в двигателе Дизеля взрывается от сжатия, т.е от повышения температуры в момент сжатия. В старых дизелях с высокой степенью сжатия взрыв топливной смеси при пуске в основном зависел от способности аккумулятора мощно раскрутить дизель до оборотов запуска. Создавалась необходимая температура для подрыва смеси от высокой степени сжатия. Однако такая высокая степень сжатия негативно сказывалась на деталях мотора так как граничила с их прочностью. Современные дизельные моторы не обладают уже такой высокой степенью сжатия как их предшественники, соответственно температура в камере цилиндра при запуске не такая высокая как в старых дизелях. Попадание большой порции холодного топлива и воздуха уменьшают температуру в цилиндре и взрыв может не состоятся. В новых дизельных моторах впрыск топлива разделен на две порции: предвпрыск меньшей части топлива и впрыск основной порции топлива. 30% и 70%. Дизельное топливо сгорает (взрывается) более быстро чем бензиновая смесь - два взрыва один за другим "успевают" толкнуть поршень, и такой способ позволяет работать более "холодным" дизелям с меньшей степенью сжатия. Современные дизеля отличаются из-за такого способа подрыва топливной смеси меньшей вибрацией. Также камера цилиндра перед пуском предварительно нагревается свечой накаливания. Обычно в дизельном моторе применяется по одной свече на камеру сгорания, то есть от 4-х и выше.

Свечи представляют собой нагревательный элемент и предназначены для облегчения холодного пуска путем подогрева впрыскиваемого топлива до температуры, при которой оно испарится, хорошо смешается с поступающим воздухом и легко воспламенится уже от компрессии. Повернув ключ в замке зажигания, водитель увидит на приборной панели такой значок как на фотографии "свечи накала включены". Для аккумулятора это означает нагрузку в 100-150 Ампер (нагрузка как при пуске бензинового мотора, только дольше).

Важно! Свечи представляют собой мощный нагревательный элемент и находятся в специальном отверстии блока цилиндров ведущим к камере сгорания. Так как современные блоки делают из алюминия, который разрушается от термических нагрузок выше расчетных, не следуйте советам из интернета о многократном включении свечей накала перед пуском мотора. Конструкторы специально ограничили время работы свечи накала (нагревательной спирали) с помощью реле или с помощью ШИМ импульсов тока управляющих мощностью свечи.

Свечи нагревают камеру сгорания в моторе, а не топливо! Кроме того ток потребления в момент их работы равен 15-30 секундной попытке запуска бензинового автомобиля. Это большая нагрузка для любого аккумулятора как емкостью как 75Ач так и 100Ач.

Оптимальный вариант холодного пуска дизельного мотора

Дождаться отключения свечей накаливания - ждем срабатывания (щелчок) реле которое их отключит, либо подождать 5-10 сек после выключения значка на приборной панели. Обычно индикатор тухнет раньше, чем прекращается работа свечей накала. Даже с уже отключенной нагревательной спиралью разогретая свеча будет прогревать камеру сгорания, а нагрузка с АКБ будет снята либо значительно уменьшена. В этот момент нужно заводить мотор. Батарея получает "отдых" перед стартом, успевает вернуть свое напряжение в норму и готова к новой нагрузке.

Важно! В современном дизеле виновником затрудненного холодного пуска мотора может быть не только аккумулятор, но и неисправные свечи накала или некорректно работающая система впрыска.

Как не нужно заводить дизельный ДВС в мороз

- включать и выключать зажигание снова и снова, включая нагревательный элемент свечи накала. В этом случае либо свеча выйдет из строя, либо треснет блок цилиндров из-за существенной разницы температур в блоке. Также нагрузка в 100-150 Ампер в течении нескольких минут разрядит практически "в ноль" любой АКБ.

- сразу, не дожидаясь отключения свечей пробовать заводить мотор. Непомерно высокие нагрузки на батарею существенно сократят ее срок службы.

Какой аккумулятор лучше для дизельного автомобиля.

Требуемой мощностью обладают АКБ емкостью 90-110 Ач. Конечно при условии, что аккумулятор заряжен.

Для дизельных ДВС небольшого объема 1,6-2 литра подойдут аккумуляторы емкостью 70-80Ач с пусковым током от 720 Ампер.

Важно! При низких температурах у аккумулятора ниже напряжение при обычной нагрузке. Т.е. если летом при старте мотора напряжение АКБ 10,5 Вольт, то в мороз будет 9,5 Вольт. Забыть выключить габариты зимой означает глубокий разряд для батареи. Зимой аккумулятор становится в несколько раз слабее чем летом. Также очень важно зимой подзаряжать дополнительно батарею стационарным зарядным, потому что зимой в авто батарея в основном "помогает" генератору запитывать электроприборы, а не заряжается во время движения.

И еще. Сравнительный тест бензинового Киа Рио и дизельного Киа Соренто, проведенный лабораторией НТЦ "Цельсий-Проф" по заказу журнала "За Рулем". В Соренто установлен аккумулятор емкостью 90Ач с пусковым током 730А, а в Киа Рио 60Ач 540А. Оба аккумулятора подобраны согласно требованиям производителей и расчетов конструкторов. Тесты подтвердили достаточность 60-ки на бензиновом а 90-ки на авто с дизельным моторами. Оба авто завелись и при минус 25 и даже при минус 33 градусах мороза.

Предельная температура тоже одинакова. При " —36 °С" дизельный мотор не запустился в большей степени из-за температурных пределов возможностей зимней солярки. А бензиновый мотор не смог завестись из-за недостаточных запасов мощности аккумулятора: напряжение в АКБ при попытке пуска было около 7 Вольт.

—25 °С		—30 °С		—33 °С		—36 °С
KIA SORENTO 2,2 CRDI	KIA RIO 1,6 бенз	KIA SORENTO 2,2 CRDI	KIA RIO 1,6 бенз	KIA SORENTO 2,2 CRDI	KIA RIO 1,6 бенз	KIA SORENTO 2,2 CRDI	KIA RIO 1,6 бенз
Продолжительность работы свечей накаливания	2,4 с	—	2,5 с	—	2,4 с	—	2,5 с	—
Продолжительность работы стартера до первых вспышек	0,83 с	0,88 с	1,3 с	2,0 с	1,5 с	2,8 с	вспышек не было	вспышек не было
Количество оборотов коленчатого вала до пуска	1,5	2,5	2	2,5	1,5	3,5	пуска не было	пуска не было
Средняя частота вращения коленчатого вала при пуске	146 об/мин	170 об/мин	86 об/мин	136 об/мин	90 об/мин	105 об/мин	60 об/мин	75 об/мин
Среднее напряжение на клеммах аккумулятора	9,7 В	9,9 В	7,9 В	8,8 В	8,7 В	7,9 В	7,15 В	6,9 В
Общая продолжительность работы стартера	1,16 с	1,52 с	2,7 с	3,0 с	4,5 с	5,5 с	13,5 с	12,3 с

Топливо в дизеле не взрывается, а именно сгорает при впрыске в конце такта сжатия, когда при сжатии нагревается воздух. "Взрывное" горение характерно для бензиновых двигателей, так как в них воспламеняется искрой сжатая бензиново-воздушная смесь

если на иат добло 1,9 дизель поставить два спарених акб,будут ли они дозаряжатся

Выбирая аккумулятор, покупатели всегда обращают внимание на величину его пускового тока. Некоторые полагают, что именно такой ток и будет потреблять стартер, если применить данную модель АКБ.

В электрической цепи АКБ -стартер аккумулятор имеет свое внутреннее сопротивление (2-9 мОм), соединительные провода и клеммы имеют сопротивление (0,003 Ом), и сам стартер (электромотор постоянного тока) также имеет внутреннее сопротивление (в покое незначительное, а в момент вращения на порядок выше). Стартер, клеммы, провода и являются резисторами ограничивающими ток аккумулятора в цепи. На стартере -"резисторе" происходит и падение напряжения. У мощных дизельных стартеров Rвн невысокое ( 6-10 мОм), у стартеров для бензиновых моторов больше (20-30мОм). Обычно сопротивление стартера и силовых проводов в 1,5-2 раза должно превышать внутреннее сопротивление аккумулятора. Это нужно для того чтобы напряжение при пуске не опускалось ниже 9 Вольт, а значит не нарушалась работа ЭБУ, датчиков, исполнительной электроники авто, помимо этого чтобы на стартер не подавался слишком высокий ток. Как видно из осциллограммы рис.2 в начале пуска (стартер только начинает вращение и почти не имеет R сопротивления) ток в цепи 360 Ампер и напряжение в этот момент 8 Вольт. Если бы не было никакого сопротивления проводов и стартера, то был бы зафиксирован ток 450 Ампер и напряжение 7,2 Вольта. Затем электромотор стартера мощностью 0,8 кВт начинает вращаться и его Rвн увеличивается, ток в цепи уменьшается, а напряжение растет. Если не учитывать начальный момент с 0 сек до 0,05 сек, то в нашем случае пусковой ток на стартере 150-100 Ампер а напряжение в этот момент (до начала работы генератора авто) 10-11 Вольт.

На рисунке показана осциллограмма напряжения и тока, снятая со стартера, в момент пуска бензинового двигателя объемом 1,5 л. Аккумулятор емкостью 60 Ач с пусковым током EN 450 А. В данном случае пуск мотора занял 1,2 секунды. За это время мотор успел раскрутиться стартером до 200 об/мин. Красный цвет у графика тока (ед. измерения Ампер). Синим цветом раскрашен график напряжения (ед. измерения Вольт).

Для начала самостоятельной работы двигателя автомобиля необходимо создать ему начальную или пусковую частоту вращения, т. е. запустить двигатель. Пусковая частота вращения зависит от типа двигателя: 40 - 70 об/мин — для бензиновых двигателей и 100-200 об/мин — для дизельных. Следовательно для запуска нужно раскрутить вал минимум до скорости 40 об/мин в бензиновом двигателе и до 100 об/мин в дизельном. Современные стартеры раскручивают коленчатый вал до скорости 180 об/мин в течении секунды.

Ток, который нужен для запуска мотора с помощью стартера, называется пусковым. Ток написанный на этикетке АКБ называют током холодной прокрутки. ТХП это максимальный ток аккумулятора, когда в цепи учитывается только внутреннее сопротивление АКБ. У разряженной или старой батарее R вн. выше, а значит ТХП ниже. Пусковой ток всегда будет меньше, чем ток холодной прокрутки, так как в электрическую цепь добавляются 2 сопротивления: силовых проводов и стартера. Вот почему важно следить за чистотой клемм и состоянием соединений силовых проводов. "Прибавочные" сопротивления в системе акб -стартер ухудшат пуск.

На графике характеристики стартера предназначенного для запуска двигателей ВАЗ 2101-2107 номинальной мощностью 1,6 кВт. На графике показаны зависимости частоты вращения, мощности и момента от потребляемого тока. Условные обозначения: М- момент стартера, Р -мощность стартера, n-обороты якоря стартера, U-напряжение, I - ток холодной прокрутки. Из схемы видно, что на холостом ходу у стартера максимальные обороты, но вращающий момент и мощность равны нулю. И при полном торможение якоря ток и момент возрастают, а мощность равна нулю. Для хорошего пуска (в этом примере) должны соблюдаться условия: момент вращения стартера должен быть выше момента сопротивления двигателя, при этом обороты стартера должны превышать в 10-20 раз обороты запуска двигателя, напряжение должно быть около 9-10 Вольт и ток холодной прокрутки у батареи 450-550А. Из графика также можно понять, что установка на ВАЗ -2107 АКБ с током холодной прокрутки 700А и выше не улучшат пуск мотора. Так же установка маленькой АКБ с ТХП 300А сделает пуск мотора затрудненным.

На рис 4 характеристики стартера мощностью 0,9 кВт. Стартера такой мощности заводят бензиновые моторы объемом до 1,6л на многих современных авто. У разных моделей характеристики отличаются, но в целом они совпадают.

При тестировании стартеров применяют нагрузку сопротивления, при которой вал стартера полностью затормаживается и пусковой ток достигает максимального значения.
Для стартера мощностью 1 кВт max пусковой ток 700 А, а для дизельного стартера 2,4 кВт max I пусковой = 1500 Ампер.

Горячий - холодный пуск двигателя. "Горячий" мотор, в котором в форсунках есть топливо, свечи сухие, а масло разогрето до рабочей температуры запустится в короткий промежуток времени, иногда меньше чем за секунду. Зимний утренний пуск, будет более длинным так как сопротивление вращению вала замерзшего мотора будет выше (более вязкое масло).

С увеличением тока, который подается на электродвигатель стартера, повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка высоким пусковым током приводит к перегреву обмоток электродвигателя стартера, и возникает опасность выхода из строя. Производители стартеров не рекомендуют использовать попытки пуска дольше 10 секунд. Перерывы между запусками мотора не должны быть короче 1 минуты. Система охлаждения у стартеров. отсутствует.

Сила тока запуска стартера прямо зависит от величины нагрузки на валу - в основном от объема двигателя и его степени сжатия - компрессии. Нагрузка тормозит раскрутку стартера до номинальных оборотов и выход на номинальное внутреннее сопротивление, которое снизит силу тока. На величину нагрузки влияет тип мотора: бензиновый или дизельный, его состояние, возраст, конструкция. Исходя из знаний величины пускового тока в вашем автомобиле, намного проще выбрать подходящую стартерную батарею.

Пусковой ток (ток холодного прокрута), который указан на автомобильном аккумуляторе - это ток который полностью заряженная АКБ сможет подавать в течении 30 сек. Пусковой ток автомобильного аккумулятора зависит от общей площади его электродов. На практике, батарея с большим количеством пластин, а как следствие большего веса и большего размера обладает большим током холодного прокрута.

Важно! Если аккумулятор разряжен или старый или неправильно подобрана пара "аккумулятор-стартер", то при пуске мотора напряжение в сети опустится ниже 7-8 Вольт. В этом случае возможны нарушения искрообразования или перезагрузка ЭБУ (или отключение), вследствие чего пуск не состоится. Компьютерная диагностика электрооборудования: АКБ, стартера, генератора мотор-тестером.

Автомобильный стартер представляет собой устройство, состоящее из двигателя постоянного тока, механизма сцепления-расцепления, редуктора и системы управления. Механизм сцепления-расцепления и редуктор обычно называют приводом стартера.

Стартер предназначен лишь для кратковременных циклов использования 10-30 сек.

P.S. В современных автомобилях, где двигателем, кпп, другими агрегатами полностью управляет электроника важно не допускать при старте мотора падение напряжения ниже уровня необходимого для корректной работы электроники. Поэтому в приоритете аккумуляторы с более высокими характеристиками и пускового тока в том числе. Однако аккумулятор - стартер должны составлять согласованную пару. Для мощного 2,4 кВт стартера не подойдет аккумулятор 50Ач с пусковым током 400А. Внутреннее сопротивление такой АКБ будет выше чем сопротивление стартера и силовых проводов, т.е. напряжение при пуске будет ниже 7-8 Вольт т.е. недостаточное для раскрутки якоря стартера до оборотов при которых он сможет запустить дизель, а слабый ток не сможет создать необходимый момент.

Не самый лучший вариант установка мощного 100 Ач аккумулятора с Rвн около 3 мОм на авто со стартером 0,8 кВт (Rвн 30мОм). Ток холодной прокрутки аккумулятора 950 Ампер будет выше в 1,5 раза максимально допустимого пускового тока (max. 600 Ампер) стартера и в 3 раза выше его "рабочего" пускового тока 250-300А. В таком тандеме из-за чрезмерных электродинамических усилий в первые 0,01 сек механизмы стартера будут подвергаться внезапной механической нагрузке подобной удару. Кроме того обмотка якоря чрезмерно перегреется и скорее всего стартер прослужит мало.

Здравствуйте, можно использовать для заводки Дизеля Вольво 500л.с. при севших штатных аккумуляторах, два аккумулятора от легковых по 60..75Ач и пусковым током 500..700А

Спасибо за информацию и подачу! Очень круто изложенно

Камиль , а кривым стартером до каких оборотов можно раскрутить дв-ль ?

Александр, никто и не предлагает крутить ручной 400 раз целую минуту. Чтобы получить такую скорость достаточно сделать полоборота за 1 десятую секунды. Что собственно ручкой и делается.

Добрый день! На тракторе ЛТЗ 60АВ двигатель Д65 м1л, штатный стартер 12 в, запуск от 24 в,две АКБ по 132 А.ч. соединены последовательно. Какой примерно пусковой ток? Интересуюсь с целью выбора других, меньших по размеру АКБ.

Наблюдаю картинку : мой АКБ EXID Premium светится зелёным глазом, но двигатель прокрутить уже не может. Это у них бывает ?

Отличная осциллограмма, токовая нагрузка полностью совпадает с моей.
Я получил такую при замерах токовыми клещами Hioki СМ4374.

Камиль, если пользоваться твоей теорией, то завести автомобиль "кривым стартером" физически не возможно. Любой исправный советский автомобиль заводится таким способом без особых проблем. Руками никто не раскрутить коленвал до 400-700 об/мин :)

2 Камиль. Вы путаете величину оборотов холостого хода работающего ДВС в прогретом состоянии с минимально достаточными оборотами КВ именно для устойчивого пуска того же ДВС.

Пусковым током стартера автомобиля называется максимальное значение силы тока, который потребляется им во время запуска двигателя. Измеряется в амперах и, в зависимости от рассмотренных в статье факторов, может варьироваться в диапазоне 100-500 А. От чего зависит этот показатель, на что он влияет, как его правильно измерить и уменьшить – простыми и понятными словами рассказано в данном материале.

Базовые понятия

Для начала рассмотрим несколько базовых понятий, чтобы лучше понимать, что такое пусковой ток автомобильного стартера, и не путать эту величину с другими характеристиками.

Автомобильный стартер является ничем иным, как электродвигателем постоянного тока. Это означает, что он выполняет свою работу (крутит коленвал двигателя), потребляя электрическую энергию, накопленную в аккумуляторной батарее. Эта энергия характеризуется несколькими величинами – напряжением, силой тока и мощностью.

Напряжение, при котором работает нагруженный стартер легкового автомобиля, находится в диапазоне примерно 11-13 В. Что значит нагруженный? Если стартер снять с двигателя и подключить к источнику тока без какой-либо нагрузки, то он будет работать и при гораздо меньшем напряжении. Однако будучи установленным на автомобиле, при напряжении менее 11 В он, как правило, не работает. Это хорошо знакомо тем автолюбителям, у которых была изношенная или полностью разряженная АКБ.

Сила тока, который потребляется нагруженным стартером легкового автомобиля, варьируется в диапазоне 100-500 А. Здесь, как и в случае с напряжением, большую роль играет нагрузка. Если стартер подключить к источнику питания отдельно от двигателя, то тока он потреблять будет гораздо меньше. Из этого следует, что чем большая нагрузка на стартер, тем больше тока он будет потреблять.

Мощностью стартера называется величина, которая зависит от напряжения, при котором он работает, и силы тока, который им потребляется в конкретный момент времени. Так, например, если стартер вашего автомобиля при напряжении 12 В потребляет ток силой 150 А, то его мощность в данный момент составляет 12 × 150 = 1800 Вт.

Из этого всего можно вывести следующее, важное для автомобилистов, понятие. Что происходит, когда АКБ изношена или слабо заряжена? А происходит то, что при работе стартера напряжение на ней просаживается, например, до 10,5 В. Это означает, что, если стартер потребляет все те же 150 А, то его мощность при таких условиях уже не 1,8 кВт, а всего лишь 1,5 кВт. Соответственно, он крутит коленвал вяло, либо ему вообще не хватает мощности, чтобы сдвинуть его с места.

Кроме того, чем большая просадка напряжения происходит на клеммах АКБ, тем меньший пусковой ток она способна выдавать. Отсюда следует, что на наш стартер идет уже не 150 А, а вдвое-втрое меньше. Это приводит к резкому уменьшению мощности, которой оказывается недостаточно, чтобы провернуть коленчатый вал двигателя.

Для некоторых автолюбителей будет интересной еще одна характеристика стартера. Она показывает количество энергии, которое он израсходовал, пока запускал двигатель. Измерить ее можно в А*ч (ампер-часах), а как мы помним, именно в этих единицах указывается емкость АКБ. Это означает, что по пусковому току и времени работы стартера мы можем узнать, на сколько сильно он разрядил нашу батарею.

Но здесь следует понимать, что мы рассмотрели упрощенные условия. Так, при больших токах потребления АКБ садится немного больше, чем это можно рассчитать на бумаге. Кроме того, не всегда двигатель запускается с первого раза, и так далее. Из всего этого важно усвоить следующее. Если стартер не смог прокрутиться из-за ослабленной АКБ, то ему, скорее всего, хвалило не А*ч, как думают многие. Ему не хватило пускового тока, так как разряженная или испорченная батарея не в состоянии выдавать такие большие токи.

От чего зависит пусковой ток стартера?

На разных моделях легковых автомобилей пусковой ток стартера может значительно отличаться по своей величине. Разберем, от чего это зависит.

Во-первых, от типа двигателя. Так, чтобы прокрутить на старте дизельный двигатель, требуется на порядок больше мощности, чем для бензинового мотора с таким же объемом. А как мы уже выяснили, чем большей мощности стартер, тем больше тока он потребляет для выполнения своей работы.
Во-вторых, от объема двигателя. Чем он больше, тем тяжелее стартеру его запускать. Соответственно, для этого требуется больше мощности, а значит и пускового тока.
В-третьих, пусковой ток на разных автомобилях зависит и от самого стартера – его модели, мощности и так далее. Все это подбирается производителем, исходя из первых двух факторов, а также ряда других нюансов.

Однако пусковые токи стартера могут отличаться не только на разных автомобилях, но и на абсолютно одинаковых. Более того, на одной и той же машине, например, вашей, при разных условиях пусковой ток может сильно разниться. От чего зависит его сила в этом случае?

В первую очередь, от технического состояния двигателя. Если в нем что-либо подклинивает, тяжело вращается и так далее – стартеру труднее все это сдвигать с места, а потому он будет потреблять больший пусковой ток.

Следующий фактор, влияющий на пусковые токи, это температура окружающей среды. Чем она ниже, тем гуще становится моторное масло, и тем тяжелее стартеру такой двигатель запустить.

Далее идет состояние самого стартера. Например, если в нем изношены или загрязнены втулки, выступающие в роли подшипников трения, вращаться ему тяжелее, и он будет потреблять больший ток.

Еще хуже обстоит ситуация, когда есть короткие замыкания в обмотках стартера. Здесь уже прекрасно показывает себя всем известный закон Ома. При локальных замыканиях электрическое сопротивление обмоток уменьшается, а по закону Ома (при одном и том же напряжении) это приводит к увеличению силы тока. При этом следует понимать, что мощность будет не увеличиваться, а наоборот, уменьшаться, так как используется не весь потенциал электродвигателя.

К аналогичному исходу приводят плохие контакты на клеммах, проводящих тот самый пусковой ток от АКБ к стартеру. Здесь работает все тот же закон. Чем хуже контакт, тем меньше сечение проводника на этом участке. А чем меньше сечение, тем больше электрическое сопротивление. А это значит, что и мощность стартера будет меньшей.

Итого, пусковой ток стартера зависит и от характеристик, и от технического состояния, и от сопротивлений, которые препятствуют его работе. Причем сопротивление может быть как механического характера, так и электрическим.

Зачем надо знать пусковой ток стартера?

В первую очередь для того, чтобы правильно подобрать аккумуляторную батарею, если старую пришло время заменить. Если на этот параметр не обратить внимание, погнавшись за привлекательной ценой или ампер-часами емкости, можно столкнуться с тем, что новая батарея не сможет нормально прокрутить ваш стартер, либо вообще не сдвинет его с места.

Как правило, на всех современных автомобильных аккумуляторных батареях эта характеристика указывается под видом максимального пускового тока. То есть, на первый взгляд, сложностей с выбором возникать не должно. Однако здесь есть несколько нюансов. Рассмотрим их.

Далее необходимо учитывать, что автомобиль не всегда эксплуатируется при одинаковых условиях и в идеальном техническом состоянии. Это означает, что батарею по пусковому току надо выбирать с запасом – чем больше, тем лучше.

Это что касается выбора батареи. Однако знать пусковой ток вашего стартера полезно и для других целей. В том числе, по повысившемуся энергопотреблению возможно своевременно выявить кое-какие проблемы с машиной. Если ток потребления стартера увеличился, то это может указывать на его износ, засорение, короткие замыкания в обмотках, плохой контакт и другие поломки. Устранив своевременно эти недостатки, вы уменьшите нагрузку и износ аккумуляторной батареи. Соответственно, прослужит она дольше, а двигатель будет запускаться легче даже несмотря на крепкие морозы.

Как измерить пусковой ток стартера?

В первую очередь, не повторяйте ошибку некоторых автолюбителей, которые однажды попытались измерить пусковой ток стартера при помощи мультиметра. Как они поступали. Мультиметр в режиме амперметра подключался в разрыв одной из клемм на АКБ. То есть, клемма снималась, один щуп прикладывался на батарею, второй – на отсоединенный провод. Далее запускался двигатель, но ток стартера таким способом никто не узнал.

А все потому, что мультиметры, которые есть у многих автолюбителей, не рассчитаны на измерение силы тока более 10-20 А. А стартер даже малолитражного автомобиля потребляет не менее 100 А. Соответственно, такой способ измерения всегда будет приводить к одному и тому же исходу – сгоранию мультиметра. Особенно опасны такие эксперименты с дешевыми приборами, у которых амперметр включен в систему без предохранителя.

Эта методика подходит только для измерения тока утечки АКБ, и должна выполняться исключительно при выключенном двигателе.

Для правильного измерения пускового тока стартера потребуется другой измерительный прибор, который называется токовые клещи. На таких девайсах имеются клещи, которые необходимо замкнуть вокруг провода, по которому течет ток, который мы хотим измерить. Когда работает стартер, то одинаковый ток течет что по минусовому, что по плюсовому проводах, отходящих от АКБ.

Измерения проводятся следующим образом. Аккумулятор необходимо предварительно полностью зарядить. Только так стартер сработает на полную мощность, и только так можно будет оценить потребляемый им ток. Далее на один из силовых проводов АКБ устанавливаются токовые клещи, а помощник включает стартер, поворачивая ключ зажигания. Пока стартер работает, по прибору фиксируются максимальные показатели.

Как уменьшить пусковой ток стартера?

Делать это очень полезно, в первую очередь, для АКБ. Ведь чем меньший ток будет потреблять стартер, тем она прослужит дольше. Также это значительно повысит шансы успешного запуска двигателя в морозы, да еще и при частично разряженной батарее.

Уменьшить пусковой ток стартера можно несколькими способами. Применять их желательно комплексно, и регулярно. Рассмотрим основные.

Для начала необходимо обеспечить нормальный контакт в местах соединения силовых проводов с АКБ и стартером. С контактных площадок и клемм надо удалить окислы и ржавчину, после чего надежно все закрепить на своих местах (если только стартер не будет сниматься для выполнения следующих шагов).

На пусковой ток также оказывают влияние токоведущие щетки и коллектор, к которому они прижимаются. Если на них имеется износ, сколы, царапины, трещины и другие дефекты – это замена. Коллектор необходимо очищать от графитового налета и пыли, которая забивается между его лепестками. Не используйте для этого острые металлические предметы и наждачную бумагу. Коллектор без проблем можно очистить до идеального состояния при помощи спирта и мягкой ветоши.

Для пущей уверенности можно проверить обмотки стартера на предмет коротких замыканий. Чтобы сделать это, понадобится мультиметр, включенный в режим измерения сопротивления. Эту величину можно измерить как на обмотках статора, так и на роторе. В обоих узлах сопротивление одинаковых обмоток должно быть примерно одинаковым. Если есть существенные отклонения или вообще обрыв, то такой стартер эксплуатировать нельзя. Его можно либо заменить, либо попробовать отдать на перемотку.

В завершение напомним, что состояние двигателя тоже влияет на пусковой ток стартера. Потому, если все его узлы поддерживаются в исправности и используется правильное моторное масло, максимальный пусковой ток стартера будет минимальным.

Стартер автомобиля — электрический мотор постоянного тока, который применяется для пуска ДВС (двигателя внутреннего сгорания).

В момент активации стартера (например, после поворота ключа в замке зажигания) устройство вращает коленчатый вал, имитируя работу двигателя.

После воспламенения горючей смеси в камере сгорания мотор переходит на автономный режим работы, а стартер отключается.

Основные технические характеристики

В процессе ремонта или замены стартера важно знать его технические характеристики.

К основным параметрам стоит отнести:

Мощность — показатель, который определяется минимальной пусковой частотой вращения, а также сопротивлением прокручивания коленвала. Параметр зависит от типа транспортного средства. Так, у легковых машин мощность стартера равна 1-2,2 кВт, у грузового транспорта — 4-8 кВт, у тракторов —1,6-4 кВт, а у специальной техники — до 9 кВт. Параметр может меняться с учетом типа двигателя. Чтобы выяснить параметр мощности стартера машины, достаточно заглянуть в паспорт машины.
Момент сопротивления прокручиванию. В автомобильном стартере показатель зависит от объема мотора. Чем выше последний, тем больше момент сопротивления.
Минимальная пусковая частота. Этот параметр зависит от особенностей цикла зажигания в моторе, а также условий образования горючей смеси. Так, в двигателях, работающих на бензине, устанавливается стартер с пусковой частотой 40-50 оборотов в минуту. Если речь идет о моторе грузового авто или дизеле, этот параметр равен 80-250 оборотов в минуту.

Даем определения

При изучении особенностей стартера стоит выделить следующие термины:

Мощность стартера — параметр, который характеризует количество энергии, развиваемое мотором постоянного тока в процессе пуска двигателя. Паспортная и номинальная мощности равны, когда вращение стартера происходит без нагрузки. В момент запуска возникают пусковые токи, которые больше номинального в несколько раз.
Минимальная пусковая частота — параметр, по которому можно судить о частоте вращения коленвала при оптимальных условиях образования смеси и зажигания.
Момент сопротивления прокручивания — величина момента вращения сопротивления прокручиванию вала мотора.

От чего зависит срок службы устройства?

Ресурс стартера автомобиля во многом зависит от нескольких факторов — уровня износа двигателя, емкости АКБ, а также пробега транспортного средства.

Средний срок жизни наиболее изнашиваемых элементов (втулки, муфты и ротора) равен 80-120 тысячам километров. В целом стартер автомобиля служит 5-6 лет при интенсивной эксплуатации автомобиля.

При эксплуатации в условиях большого города ресурс снижается до 3-4 лет. Чтобы продлить срок службы стартера, требуется три компонента:

Принятие профилактических мер;
Своевременная диагностика неполадок;
Квалифицированный ремонт.

Как рассчитать пусковой ток?

Часто в распоряжении автовладельца имеется только мощность стартера и номинальное напряжение (12 или 24 Вольта).

Расчет пускового тока производится по формуле:

I=P/U,

где U — напряжение, В.

P — мощность, которая указывается в паспорте автомобиля, В*А.

Мощности и характеристики стартеров разных машин

Стартеры многих авто имеют индивидуальные параметры. Рассмотрим некоторые варианты.

Мощность (номинальная) — 1,3 кВт (1300 Вт);
Ток в заторможенной позиции — 500-550А;
Ток на ХХ (без реле) — 35-60А;
Номинальный ток — 260-290А.

Мощность (номинальная) — 1,55 кВт (1550 Вт);
Ток в заторможенной позиции — 700А;
Ток на ХХ — 80 А;
Номинальный ток (при максимальной мощности) — 375 А.

КАМАЗ, Евро-1 и Евро-2:

Напряжение номинальное — 24В;
Мощность — 8,2 кВт (8200 Вт);
Направление прокручивания — вправо;
Масса — 24.7 кг (для Евро-1) и 26 кг (для Евро-2).

Для автомобилей УАЗ стартер имеет следующие параметры:

Направление вращения — вправо;
Напряжение номинальное — 12В;
Мощность (если емкость АКБ равна 60 А*ч) — 1,2 кВт (1200Вт);
Ток (при ХХ и температуре 20 0 С) — 75А;
Частота вращения ротора (при ХХ и температуре 20 0 С) — 5000 об/мин;
Ток (полное торможение, температура 20 0 С) — 520А;
Тормозной момент (полное торможение, температура 20 0 С) — 1,6 кгс*м (±0,16);
Напряжение на выводе (полное торможение, температура 20 0 С) — 7 Вольт.

Для примера возьмем автомобиль КАМАЗ, у которого мощность стартера согласно технической документации равна 8200 Вт. Напряжение бортовой сети 24В.

Читайте также: