Реле втягивающее: управление работой стартера
Электрический автомобильный стартер управляется с помощью специального устройства, расположенного на его корпусе — втягивающего (или тягового) реле. Все о втягивающих реле, их конструкции, типах и принципе работы, а также о верном подборе и замене реле в случае его поломки — читайте в данной статье.
Что такое втягивающее реле стартера?
Втягивающее реле стартера (тяговое реле) — узел автомобильного электрического стартера; совмещенный с контактной группой соленоид, обеспечивающий подключение электродвигателя стартера к аккумуляторной батарее и механическое соединение стартера с венцом маховика при запуске двигателя.
Втягивающее реле входит в механическую и электрическую части стартера, управляя их совместной работой. На данный узел возлагается несколько функций:
- Подвод привода стартера (бендикса) к зубчатому венцу маховика при запуске двигателя и его удерживание вплоть до момента отпуска ключа зажигания;
- Подключение электродвигателя стартера к аккумуляторной батарее;
- Отвод привода и отключение стартера при отпуске ключа зажигания.
Тяговое реле хотя и работает в составе стартера, но является отдельным узлом, который играет важную роль в работе системы пуска двигателя. Любая неисправность этого узла значительно затрудняет запуск двигателя или делает его невозможным, поэтому как можно скорее необходимо выполнить ремонт или замену. Но прежде, чем покупать новое реле, следует разобраться в его типах, особенностях и принципе работы.
Конструкция, типы и особенности втягивающих реле
Устройство втягивающего реле стартера
В настоящее время на электростартерах используются одинаковые по конструкции и принципу работы втягивающие реле. Этот узел содержит два взаимосвязанных устройства — силовое реле и включающий его (а заодно и подводящий бендикс к маховику) соленоид с подвижным якорем.
Основу конструкции составляет цилиндрический соленоид с двумя обмотками — большой втягивающей и намотанной поверх нее удерживающей. На задней части соленоида располагается корпус реле, выполненный из прочного диэлектрического материала. На торцевой стенке реле располагаются контактные болты — это клеммы высокого сечения, через которые выполняется подключение стартера к аккумуляторной батарее. Болты могут быть стальными, медными или латунными, применение таких контактов обусловлено высокими токами в цепи стартера при пуске двигателя — они достигают 400-800 А и более, и простые клеммы при таком токе просто расплавились бы.
Внутри соленоида располагается подвижный шток, который со стороны реле несет контактный диск — круг из латуни или другого сплава. Шток пружиной отведен от контактных болтов, поэтому в нерабочем положении цепь разомкнута. Также внутри соленоида расположен массивный якорь, однако эта деталь не имеет жесткой фиксации и при необходимости легко вынимается. Якорь представляет собой металлический (стальной) стержень круглого сечения, он подпружинен и в нерабочем положении выступает из соленоида. На тыльном торце якоря предусмотрено углубление для упора в шток реле. На наружной части якоря выполнена проточка, отверстие, кронштейны или иное приспособления для соединения с вилкой привода стартера.
Вся эта конструкция помещена в металлический корпус (разборный или неразборный), на диэлектрическом корпусе реле располагаются клеммы для подключения узла к соответствующим электрическим цепям — силовой цепи, цепи замка зажигания и, если это предусмотрено, к цепи катушки зажигания. Реле жестко монтируется на корпусе стартера.
Тяговые реле, имея принципиально одинаковую конструкцию, делятся на два типа по функционалу (и количеству контактов со стороны реле):
- Только с функцией замыкания силовой цепи — подача напряжения от аккумуляторной батареи на электродвигатель стартера;
- С функцией замыкания силовой цепи и цепи катушки замыкания либо иного оборудования.
Реле первого типа имеет описанную выше конструкцию, а в реле второго типа предусмотрена дополнительная клемма с пружинящим контактом, который замыкается контактным диском. В реле первого типа есть только четыре клеммы — две силовых и две слаботочных (для подключения втягивающей и удерживающей обмоток), а в реле второго типа клемм уже пять — две силовых, две слаботочных и одна дополнительная.
Принцип работы тягового реле
Схема подключения втягивающего реле с дополнительным контактом и дополнительным реле стартера
Втягивающие реле всех типов имеют одинаковый принцип работы. В этом узле параллельно происходит три процесса.
При переводе ключа зажигания в положение включения стартера ток от аккумуляторной батареи подается на обе катушки соленоида — втягивающую и удерживающую. В соленоиде возникает магнитное поле, втягивающее якорь — он преодолевает сопротивление пружины и входит внутрь соленоида до упора. Двигаясь, якорь тянет вилку, которая, выступая в качестве рычага, подводит привод стартера с закрепленной на нем приводной шестерней к зубчатому венцу маховика — стартер механически соединяется с двигателем.
Также во время движения якорь своей тыльной стороной толкает шток. Закрепленный на штоке контактный диск упирается в контактные болты и замыкает цепь питания стартера — якорь стартера приходит во вращение, крутящий момент от него через бендикс поступает на маховик и коленчатый вал, двигатель запускается. Если в реле предусмотрен дополнительный контакт, то при его замыкании ток подается на катушку зажигания или какое-либо вспомогательное оборудование, необходимое для запуска двигателя.
При замыкании контактных болтов втягивающая обмотка оказывается закороченной (ее выводы замыкаются друг на друга), поэтому она перестает работать. Однако удерживающая обмотка все еще подключена к аккумуляторной батарее, и создаваемого ею магнитного поля достаточно для надежного удерживания якоря внутри соленоида.
После успешного запуска двигателя ключ зажигания возвращается в первоначальное положение, вследствие чего цепь удерживающей обмотки разрывается — в этот магнитное поле вокруг соленоида исчезает и якорь под действием пружины выталкивается из соленоида, а шток отводится от контактных болтов. Привод стартера отводится от венца маховика, а стартер отключается. Тяговое реле и весь стартер переводятся в положение готовности к новому запуску двигателя.
Вопросы выбора, ремонта и замены втягивающего реле
Общее устройство электростартера и место в нем втягивающего реле
Тяговое реле подвергается значительным электрическим и механическим нагрузкам, поэтому высока вероятность его выхода из строя даже при бережной эксплуатации. О неисправности данного узла свидетельствуют различные признаки — отсутствие характерного стука подвода привода стартера при включении зажигания, слабое вращение стартера при заряженной аккумуляторной батарее, «молчание» стартера при работающем подводе привода и другие. Также неисправности выявляются при прозвонке реле — обычно происходят обрывы обмоток, повышение сопротивления в силовой цепи вследствие обгорания и загрязнения контактов, и т.д. Определить неисправность помогают алгоритмы диагностики, обычно приведенные в инструкции к автомобилю. Зачастую выявленные проблемы устранить сложно или вовсе невозможно (как, например, обрыв втягивающей или удерживающей обмоток, поломка контактного болта и некоторые другие), поэтому реле проще и дешевле полностью заменить.
На замену следует выбирать только те типы и модели втягивающих реле, которые указываются производителем транспортного средства. Покупку нужно делать по каталожным номерам — только так можно уверенно поменять узел и заставить стартер работать в штатном режиме. Реле другого типа установить сложно или в принципе невозможно (вследствие неодинаковых габаритов), а если это и получится сделать, то стартер может работать некорректно или вовсе не выполнять свою главную функцию.
Для замены реле электростартер приходится демонтировать с двигателя и разбирать, зачастую — с применением специального инструмента. При монтаже нового реле нужно тщательно выполнять электрические соединения — провода предварительно зачищаются и скручиваются, при фиксации их на клеммах нужно обеспечить надежность, предотвратив искрение и нагрев. Все операции лучше выполнять в соответствии с рекомендациями, прописанными автопроизводителем в инструкции по ремонту и обслуживанию транспортного средства.
В дальнейшем тяговое реле, как и сам стартер, требуют лишь периодического осмотра и проверки согласно регламенту ТО. При правильном выборе и замене этот узел будет работать надежно и эффективно, обеспечивая уверенный запуск двигателя.
Что такое реле стартера?
Втягивающее реле в стартере автомобиля подает ток на мотор самого стартера, а также выталкивает бендикс стартера. Таким образом, когда стартер начинает крутиться, то бендикс стартера должен вытолкнуться. Реле стартера считают простым прибором. Но в случае, когда он по каким-то причинам не работает, то автомобиль просто не завести, особенно если вы ездите на машине с коробкой автомат.
Как устроено реле стартера и каким образом оно работает?
Втягивающее реле в стартере является частью зацепления венца маховика с бендиксом. Электромагнитизм – это основные принципы его работы. На сердечник в виде полой трубки, в которой помещён якорь, намотана специальная проволока-обмотка. Ток в катушке активизирует специальное электромагнитное поле, под влиянием которого якорь начинает входить в сам сердечник.
У стартера в состав втягивающего реле входят разные корпуса, якоря, магниты с 2-мя обмотками, возвращающая пружина и специальные контакты. Магнит внешне выглядит в виде двух катушек: одна катушка держит, другая втягивает. Та катушка, которая удерживает объединена с выводом управления и стыкуется с корпусом. Втягивающая — с клеммой управления и электрическим двигателем.
Когда питается контакт управления стартера, в катушке наводится магнитная индукция, которая может создать магнитное поле. Оно действует на якорь, который начинает работать с возвратной пружиной — сжимать ее. Тут же якорь начинает крутить бендикс, который соединяет стартер с автомобильным аккумулятором автомобиля (АКБ).
В то время, когда замыкание контактов, втягивающая обмотка запитывается от плюсовой клеммы. В итого, ток перестаёт генерироваться на катушке, но якорь продолжает оставаться внутри под воздействием созданного поля удерживающей катушки. После запуска двигателя питание отключается и возвратная пружина выталкивает якорь на исходную позицию. Контакты размыкаются и бендикс выходит из зацепления.
Неисправности втягивающего реле
Главной причиной, по которой реле ломается и становится неисправным – это выход из строя контактных пластин в самом реле, сгорание обмотки, усталость и неисправность самих материалов. Как можно узнать, что втягивающее реле неисправно?
1. После того, как вы завели автомобиль, стартер не выключается, и так же быстро вращается. Появляется характерный звук – жужжание.
2. После включения зажигания в стартовое положение щелчок включения можно услышать, но вращения нет.
3. Автомобильный стартер после запуска начинает крутиться, но в холостую – он не вращает двигатель автомобиля.
Втягивающее реле
Назначение втягивающего реле стартера : втягивающее реле (его еще называют тяговое реле) предназначено для подачи тока управления на мотор стартера для осуществления выталкивания бендикса стартера в зацепление с маховиком. Реле стартера достаточно прост в конструкции, но его неисправность приведет к проблемам с запуском двигателя.
Устройство втягивающего реле
Итак, с назначением мы разобрались, тяговое реле служит для введения бендикса в зацепление с маховиком. Работа втягивающего реле основана на принципах электромагнетизма.
Устройство втягивающего реле.
Втягивающее реле состоит из : 1) корпуса ; 2) якоря, 3) магнита с двумя обмотками , 4) возвращающей пружины 5) контактов.
Магнит выполнен в виде двух катушек: одна катушка является удерживающей, вторая — втягивающей. Удерживающая катушка соединяется с выводом управления и соединена с корпусом. Втягивающая катушка соединена с клеммой управления и электродвигателем.
Когда к контакту управления стартера поступает ток, в катушке образуется магнитная индукция, которая приводит к образованию магнитного поля. Магнитное поле воздействует на якорь, который сжимает возвратную пружину. При этом якорь вращает бендикс, соединяющий стартер с аккумулятором.
Во время замыкания контактов втягивающая обмотка питается от плюсовой клеммы, на катушке перестает генерироваться ток, а якорь удерживается полем катушки. После запуска двигателя питание не подается и возвратная пружина выталкивает якорь обратно в первоначальную позицию. Контакты размыкаются и бендикс выходит из зацепления.
Неисправности втягивающего реле стартера
Одними из самых распространенных неисправностей реле стартера является выгорание контактных пластин реле, сгорание обмотки, разрушение материалов реле стартера.
Как определить неисправности тягового реле?
- После запуска двигателя стартер продолжает работать, издавая характерные звуки.
- Поворот ключа зажигания в положение запуска стартера не сопровождает его включения.
- При повороте ключа зажигания стартер вращается, но двигатель не запускается.
Устройство и принцип работы стартера
Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока, который используют для пуска двигателя внутреннего сгорания установленного на дизельной электростанции или любой другой технике.
Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока, который используют для пуска двигателя внутреннего сгорания установленного на дизельной электростанции или любой другой технике.
При запуске коленчатый вал двигателя раскручивается стартером, питающимся от аккумуляторной батареи, обеспечивая вспышку рабочей смеси в одном из цилиндров.
Мощность стартера зависит от момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала, который пропорционален рабочему объему двигателя, и минимальной частоты вращения коленчатого вала, при которой в цилиндрах начинаются вспышки.
Минимальная пусковая частота карбюраторных бензиновых двигателей, установленных на электростанцию — 40-50 об/мин, а дизельных — 100-250 об/мин.
Обладающему небольшой массой и габаритами стартеру приходится вращать массивный маховик и приводить в движение всю кривошипно-шатунную группу двигателя. Чтобы провернуть коленчатый вал холодного двигателя, ему необходим большой пусковой ток, который выдаётся аккумулятором, стремительно теряющим максимальный ток и ёмкость с понижением температуры. С использованием слишком вязкого масла это делает запуск на морозе невозможным или существенно осложняет его.
Электрический стартер, устанавливаемый на большинство электростанций, представляет из себя электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением, с электромагнитным включением шестерни привода и дистанционным управлением. При этом он имеет особую конструкцию с четырьмя щётками (две положительные и две отрицательные), которая позволяет уменьшить сопротивление ротора и увеличить мощность электродвигателя.
Электрическое подключение стартера:
- аккумуляторная батарея (АБ)
- предохранитель
- замок зажигания
- реле стартера
Силовой «+» толстый красный провод- постоянно подключен к верхнему контактному болту на рис. «30». Массой «-» является непосредственно корпус стартера. Провод управления работой стартера (значительно тоньше силового) подключается через наконечник или гайку к обмотке тягового реле на рис. «50».
Принцип работы стартера
1 — корпус стартера;
2 — вал якоря стартера;
3 — шестерня привода с муфтой свободного хода;
4 — рычаг привода шестерни;
5 — обмотки тягового реле;
6 — якорь тягового реле;
7 — контактная пластина;
8 — контактные болты;
9 — обмотки стартера;
10 — якорь стартера;
11 — коленчатый вал двигателя;
12 — зубчатый венец маховика
Принцип работы стартера в двух словах можно описать так:
При нажатии на исполнительное устройство (в качестве которого может выступать: кнопка, ключ зажигания…) питание от АБ через реле стартера подается на обмотку тягового реле 5. Якорь тягового реле под воздействием силы электромагнитной индукции смещается, замыкая контактной пластиной «пяткой»7 силовые контакты 8, одновременно перемещая через рычаг 4 шестерню 3 (бендикс) и переводя ее в зацепление с маховиком 12 двигателя. При замыкании контактов 8 питание от АБ поступает на обмотку стартера 9, приводя во вращение якорь и соответственно шестерню вошедшую в зацепление с венцом маховика, которая проворачивает коленчатый вал двигателя через маховик, запуская двигатель. После начала работы двигателя, (что определяется либо частотой вращения двигателя, либо временем задержки вращения стартера) питания на реле стартера снимается и механизм привода выводит шестерню стартера из зацепления с зубчатым венцом маховика.
Варианты исполнения
1 – шестерня;
2 – муфта;
3 – рычаг;
4, 9 – крышки;
5 – реле;
6 – коллектор;
7 – щетки;
8 – втулка;
10 – болт;
11 – корпус;
12 – полюс;
13 – якорь;
14 – кольцо;
15, 16 – обоймы;
17 – плунжер;
18 – ролик
В стальном корпусе 11 стартера (схема 1) закреплены четыре полюса 12 с обмотками возбуждения, три из которых соединены с обмоткой якоря 13 последовательно и одна параллельно.
Вал якоря стартера вращается в двух втулках 8 из спеченных материалов, пропитанных маслом. Втулка заднего конца вала запрессована в крышку 9, а втулка переднего конца вала – в картере сцепления. На переднем конце вала якоря находится привод стартера, включающий в себя муфту свободного хода 2 и шестерню 1 привода, которые при включении стартера перемещаются по шлицам вала. Крышки стартера отлиты из алюминиевого сплава.
На передней крышке 4 закреплено тяговое реле 5, связанное через пластмассовый рычаг 3 и кольцо 14 с приводом стартера. Реле обеспечивает ввод шестерни в зацепление с венцом маховика и подключение электрической цепи обмоток стартера к аккумуляторной батарее при пуске двигателя.
На задней крышке 9 установлены щеткодержатели с четырьмя медно-графитовыми щетками 7. Щетки прижимаются пружинами к торцовому коллектору 6 якоря. Торцовый коллектор выполнен в виде пластмассового диска, в котором залиты медные контактные пластины. Такой коллектор уменьшает длину стартера, снижает его массу и способствует более стабильной и длительной работе щеточных контактов. Крышки и корпус стартера стянуты между собой двумя болтами 10.
Муфта свободного хода 2 состоит из наружной 16 и внутренней 15 обойм. Внутренняя обойма объединена с шестерней привода стартера. Наружная обойма объединена со ступицей, которая через спиральные шлицы соединена с валом якоря. Спиральные шлицы обеспечивают поворот муфты при ее перемещении вдоль вала, что облегчает ввод в зацепление зубьев шестерни 1 стартера и венца маховика.
В наружной обойме имеются три паза переменной ширины, в которых размещены ролики 18 и поджимные плунжеры 17 с пружинами. Ролики постоянно отжимаются в суженную часть вырезов, заклинивая наружную и внутреннюю обойм. При пуске двигателя заклинивание обойм усиливается, а после пуска обоймы расклиниваются, так как ролики, преодолевая сопротивление пружин поджимных плунжеров, выкатываются в расширенную часть пазов наружной обоймы муфты.
