Система запуска двигателя автомобиля: электрический пуск ДВС

Генератор

Работающий двигатель приводит в движение ремень, вращающий генератор тока, который вырабатывает электрический ток для всех устройств автомобиля. Следует сказать, что генератор «включается» и начинает вырабатывать ток, только при достижении определенного числа оборотов двигателя (обычно более 1000 оборотов в минуту). Поэтому, если после запуска двигателя сигнальная панель предупреждает, что генератор не работает, попробуйте слегка «газануть», чтобы обороты двигателя превысили отметку в 1000. Если и после этого генератор не включается — следует заглушить двигатель и искать причину неисправности, поскольку езда без генератора выведет из строя аккумулятор.

После запуска двигателя генератор берет на себя основную функцию по снабжению автомобиля электрическим током, а также подзаряжает сам аккумулятор.

На современных автомобилях устанавливается генератор переменного тока, который затем преобразуется в постоянный ток (при помощи регулятора напряжения), который собственно и питает все устройства автомобиля. На некоторых автомобилях на приборной панели имеется вольтметр, который показывает напряжение в электросистеме автомобиля. На работающем двигателе при исправном генераторе величина напряжения должна быть в пределах 13,5..14,5 В. В противном случае электросистема неисправна.

В начало страницы

Как правильно пользоваться автозапуском

Если в вашем автомобиле установлена система дистанционного запуска двигателя, важно соблюдать несколько простых правил, различных для механической и автоматической трансмиссии

Алгоритм использования в автомобилях с МКПП

Оставляя автомобиль с механической коробкой передач на стоянке необходимо:

• поставить коробку в нейтральное положение;
• включить стояночный тормоз;
• покинув машину, включить сигнализацию и активировать автозапуск.

Многие водители оставляют автомобиль на передаче. Но в таком случае модуль автозапуска не будет активирован. Чтобы решить данную проблему, разработчики оснастили устройство «программной нейтралью»: двигатель не получится заглушить до тех пор, пока МКПП не окажется в нейтральном положении.

Алгоритм использования в автомобилях с АКПП

Машины с автоматической коробкой следует оставлять на стоянке, предварительно переведя селектор КПП в режим Parking. Только после этого водитель может заглушить двигатель, выйти из машины, включить сигнализацию и систему автозапуска. Если селектор выбора передач будет находиться в ином положении, автозапуск активировать не получится.

Управлять удаленным запуском можно как с брелка, так и со смартфона

Дистанционный запуск двигателя делает жизнь автомобилиста гораздо комфортнее. Больше не надо выходить по утрам и прогревать машину, мерзнуть в холодном салоне и тратить время на ожидание, когда температура двигателя достигнет нужных значений. Однако, если транспортное средство находится вне зоны видимости, владелец не сможет контролировать его безопасность, чем могут воспользоваться автоворы. Что важнее – удобство и экономия времени или спокойствие за собственный автомобиль – каждый решает для себя сам.

Экзотические способы

Direct Start (непосредственный запуск)

Немецкая ]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, соответствующем рабочему ходу. Зная положение коленчатого вала, можно рассчитать объём 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 ещё далеко

Отдача

Двигатель танка или другой самоходной установки теоретически 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. Вопрос в том, кто из командиров разрешит провести эксперимент

Проверить информацию . Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения.

Характеристики УПП

Основными критериями выбора УПП являются диапазон ограничения тока, степень защиты корпуса, допустимое количество пусков за единицу времени, номинальный ток и напряжение, допустимая мощность электродвигателя, возможность параллельного включения шунтирующего электроаппарата. Выбор устройства осуществляется по стандартным методикам.

При выборе УПП также необходимо учесть наличие следующих функций:

• Запуск в функции тока или напряжения. Устройства плавного пуска с такой функцией применяют при ограниченной мощности питающей сети. Такие УПП позволяют осуществлять регулировку тока и избежать перегрева кабелей, сработки защиты, остановку генераторов, чувствительных к резким колебаниям потребляемого нагрузкой тока. Для технологического оборудования, где недопустим быстрый пуск с повышенным моментом, используют УПП с пуском в функции напряжения. Такие устройства плавно увеличивают напряжение в обмотках электрических машин. Для более точной регулировки используют УПП с обратной связью по току и напряжению.
• Количество фаз. Для пуска электродвигателей используются УПП с регулировкой электрических параметров по одной, двум и трем фазам. Устройства первых двух типов используются для привода оборудования с нечастым запуском, так как несимметричная нагрузка в момент пуска отрицательно сказывается на работе электрической машины.
• Наличие шунтирующего контактора. При завершении переходного процесса целесообразно отключить подачу тока через устройство плавного пуска, чтобы исключить перегрев симистров. Это достигается параллельным включением в цепь контактора, который замыкает силовые контакты после разгона электродвигателя. Существуют модели УПП, не предусматривающие параллельного подключения контакторов, однако, для мощного двигателя лучше выбрать устройство с шунтирующим коммутирующим аппаратом.
• Функции защиты. Многие УПП имеют встроенную защиту от перегрева самого устройства, изменения частоты питающего напряжения, снижения величины выходного тока, а также функции отключения нагрузки при превышении времени разгона, обрыва фаз, неравномерной нагрузки. В некоторых моделях также возможно подключение датчика нагрева обмоток электродвигателя. Для защиты привода с УПП от коротких замыканий необходимы предохранители или автоматические выключатели.
• Функции регулирования скорости. Существуют УПП, где реализована возможность снижения частоты вращения электродвигателя. Однако, УПП не заменяют частотный преобразователь. Регулировка скорости осуществляется ступенчато. При длительной работе на пониженной скорости УПП сильно перегревается. Устройство плавного пуска не обеспечивает долговременной работы двигателя в режиме пониженной скорости. Такие режимы применяются при регулировке и наладке производственного оборудования.
• Режим торможения. Для приводов инерционного оборудования следует выбрать УПП с функцией торможения. В этом режиме на обмотки электродвигателя подается напряжение, вызывающее торможение электрической машины. Такие устройства применяют для подъемников, транспортеров, тяговых вентиляторов.
• Контроль состояния байпасного контактора. При незамкнутых силовых контактах шунтирующего контактора по достижении номинальной частоты вращения ротора электродвигателя, УПП осуществляет отключение привода.
• Пуск с максимальным моментом. Устройства плавного пуска с этой функцией подают на обмотки номинальное напряжение питающей сети. После резкого пускового толчка, напряжение ограничивается. Далее разгон электрической машины осуществляется в плавном режиме. УПП с такой функцией используется для приводов оборудования с включением под значительной нагрузкой.

Блок цилиндров

Теперь само устройство двигателя внутреннего сгорания. Основой любой установки является блок цилиндров. В нем и на нем располагаются все составные.

Конструктивные особенности блока зависят от некоторых условий – количества цилиндров, их расположения, способа охлаждения. Количество цилиндров, которые объедены в одном блоке, может варьироваться от 1 до 16. Причем блоки с нечетным количеством цилиндров встречаются редко, из выпускающихся ныне двигателей можно встретить только одно- и трехцилиндровые установки. Большинство же агрегатов идут с парным количеством цилиндров – 2, 4, 6, 8 и реже 12 и 16.

Четырёхцилиндровый блок

Силовые установки с количеством от 1 до 4 цилиндров обычно имеют рядное расположение цилиндров. Если количество цилиндров больше, их располагают в два ряда, при этом с определенным углом положения одного ряда относительно другого, так называемые силовые установки с V-образным положением цилиндров. Такое расположение позволило уменьшить габариты блока, но при этом изготовление их сложнее, чем рядным расположением.

Восьмицилиндровый блок

Существует еще один тип блоков, в которых цилиндры располагаются в два ряда и с углом между ними в 180 градусов. Эти двигатели получили название оппозитных. Встречаются они в основном на мотоциклах, хотя есть и авто с таким типом силового агрегата.

Но условие количеством цилиндров и их расположением – необязательное. Встречаются 2-цилиндровые и 4-цилиндровые двигатели с V-образным или оппозитным положением цилиндров, а также 6-цилиндровые моторы с рядным расположением.

Используется два типа охлаждения, которые применяются на силовых установках – воздушное и жидкостное. От этого зависит конструктивная особенность блока. Блок с воздушным охлаждением менее габаритный и конструктивно проще, поскольку цилиндры не входят в его конструкцию.

Блок с жидкостным же охлаждением более сложен, в его конструкцию входят цилиндры, а поверх блока с цилиндрами расположена рубашка охлаждения. Внутри ее циркулирует жидкость, отводя тепло от цилиндров. При этом блок вместе рубашкой охлаждения представляют одно целое.

Сверху блок накрывается специальной плитой – головкой блока цилиндров (ГБЦ). Она является одной из составляющих, обеспечивающих закрытое пространство, в котором производится процесс горения. Конструкция ее может быть простая, не включающая дополнительные механизмы, или же сложная.

Электростартёр[править | править код]

Электрический автомобильный стартёр.

Реле стартёра (вверху слева, чёрного цвета). Тяговое реле (соленоид, в центре вверху, малого диаметра, золотистого цвета). В серебристом корпусе — рычажная передача и обгонная муфта. Электродвигатель — большого диаметра, золотистого цвета.

Наиболее удобный способ. При запуске двигатель раскручивается коллекторным электродвигателем — машиной постоянного тока, питающейся от аккумуляторной батареи (после запуска аккумулятор подзаряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем). При низких температурах обычно применяемые кислотные аккумуляторы теряют мощность, пусковая ёмкость их падает (главным образом — из-за снижения скорости химических реакций), а вязкость масла в системе смазки увеличивается. Поэтому запуск двигателя зимой затруднён, а иногда и невозможен. При наличии электрической сети в этом случае возможен запуск от сетевого пускового устройства (практически неограниченной мощности).

Электродвигатели автомобильных стартёров имеют особую конструкцию с четырьмя щётками, которая позволяет увеличить ток ротора и мощность электродвигателя.

Принцип работы электростартёраправить | править код

При включении стартёра электрический ток (через реле включения, иначе сгорят контакты в замке зажигания) поступает на тяговое реле (соленоид). Сердечник соленоида втягивается и через рычажную передачу вводит в зацепление шестерню электродвигателя стартёра с зубчатым венцом (большая шестерня) маховика. После этого замыкаются контакты реле стартёра. Через это реле проходит очень большой ток (десятки и даже сотни ампер) на электродвигатель. После запуска муфта свободного хода (бендикс) позволяет вращаться независимо друг от друга маховику двигателя и электродвигателю стартёра. После выключения стартёра детали стартёра возвращаются в исходное состояние. На старых автомобилях (например, ГАЗ-69, ГАЗ-63) тяговое реле (соленоид) отсутствовало, водитель включал стартёр педалью на полу кабины.

Величина электрического напряжения на стартёреправить | править код

На автомобилях с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания напряжение бортовой сети составляет 12 вольт, применяется такое же электрическое напряжение на стартёре. На ряде автомобилей, выпускавшихся в первой половине XX века, использовалось напряжение 6 вольт.

На автомобилях с мощными дизельными двигателями напряжение бортовой сети составляет 24 вольта. Это обусловлено тем, что дизелю с большим рабочим объёмом и с большой степенью сжатия требуется мощный электрический стартёр. Устанавливаются по два 12-вольтовых автомобильных аккумулятора, соединённые последовательно.

При равной электрической мощности при повышении электрического напряжения в два раза сила тока соответственно снижается в два раза: P = I ⋅ U {displaystyle P=Icdot U} , где I {displaystyle I}  — сила тока, а U {displaystyle U}  — напряжение.

Повышение напряжения позволяет уменьшить разрядный ток аккумуляторной батареи, а также снизить бесполезный нагрев проводов.

На легковых автомобилях, микроавтобусах и малотоннажных грузовиках с дизельными двигателями применяются 12-вольтовые стартёры (этого вполне достаточно).

Сила тока при старте

Стартеры для бензинового и дизельного мотора будут отличаться по мощности. Для бензиновых ДВС используются стартеры мощностью 0,8-1,4 кВт, для дизельных – 2 кВт и выше. Что это значит? Это значит, что стартеру с дизельным мотором нужно больше мощности, чтобы прокрутить коленвал на сжатие. Стартер мощностью 1 кВт потребляет 80А, 2 кВт потребляет 160А. Больше всего энергии уходит на начальную прокрутку коленчатого вала.

Среднее значение пускового тока для бензинового двигателя – 255А для успешной прокрутки коленвала, но это с учетом плюсовой температуры 18С° или выше. При минусовой температуре стартеру нужно крутить коленвал в загустевшем масле, что повышает сопротивление.

Система пуска двигателя

Электрическое оборудование двигателя включает в себя аккумуляторную батарею, систему зажигания, стартер и генератор с соответствующей электрической проводкой.

Система пуска двигателя включает в себя аккумуляторную батарею, стартер, замок зажигания и соответствующую электрическую проводку. Все элементы системы пуска двигателя соединены друг с другом электрически.

Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока, состоящий из статорных обмоток возбуждения в полюсами и якоря с щеточно-коллекторным узлом. В одном корпусе с электродвигателем расположен рычаг привода и тяговое реле. Корпус защищает механизмы стартера от попадания грязи и брызг воды.

При повороте ключа зажигания в положение пуска двигателя включается тяговое реле. Якорь тягового реле, втягиваясь в электромагнитную катушку, поворачивает рычаг привода, который вводит шестерню стартера в зацепление с венцом маховика. Одновременно якорь замыкает контакты включения электродвигателя. Происходит прокрутка коленчатого вала двигателя стартером. После пуска двигателя, когда частота вращения шестерни превышает частоту вращения вала стартера, муфта свободного хода разъединяет стартер и вал двигателя и тем самым предохраняет электродвигатель от повреждений.

При отпускании ключа зажигания происходит выключение тягового реле и электродвигателя стартера. Во избежание повышенного износа муфты свободного хода и повреждения электродвигателя от превышения допустимых оборотов вала cледует выключать стартер сразу же после пуска двигателя.

Диагностика неисправностей

Перед демонтажем с двигателя стартера необходимо выполнить следующие проверки:

• проверка исправности системы пуска двигателя.
• проверка исправности аккумуляторной батареи.
• проверка исправности электрической проводки: проверить целостность проводов и надежность электрических соединений батареи, замка зажигания, стартера, включая «массовый» провод. При необходимости очистить контакты и подтянуть крепления проводов.
• проверка исправности замка зажигания и тягового реле: осмотреть и определить состояние замка и реле.
• повышенный шум стартера: для нормализации шума стартера при пуске двигателя выполнить следующее:

С помощью таблицы диагностики определить причину повышенного шума.

Устранить обнаруженный дефект. Проверить исправность маховика: отсутствие изгиба, следов сильного износа и т.д. Запустить двигатель и отметить с помощью мела или угля вершины зубьев венца маховика с наибольшим радиальным биением. Выключить двигатель и провернуть коленчатый вал так, чтобы отмеченные зубья венца оказались в зацеплении с шестерней стартера. Отсоединить отрицательный провод батареи.

Проверить зазор между шестерней и зубчатым венцом маховика с помощью проволочного щупа диаметром 0,5 мм, рис. Измерение зазора в зацеплении шестерни с маховиком. Для правильного определения зазора необходимо сцентрировать зуб шестерни между зубьями венца и вставить щуп между вершиной зуба шестерни и впадиной венца. Если зазор менее требуемого, отодвинуть стартер от маховика на необходимое расстояние.

Если зазор намного превышает 0,5 мм и составляет около 1,5 мм, придвинуть стартер к маховику. Повышенный зазор может быть причиной поломки зубьев маховика. Для уменьшения зазора следует отрегулировать толщину прокладок только на наружной опоре стартера. Прокладка толщиной 0,4 мм, расположенная в этом месте, соответствует изменению зазора в зацеплении около 0,3 мм.

При отсутствии стандартных прокладок стартера можно использовать плоские шайбы или другие аналогичные детали. Проверка исправности стартера: если батарея, электрическая проводка и замок зажигания исправны, демонтировать стартер для последующей проверки.

Запрещено включать стартер более, чем на 30 секунд непрерывно. Между включениями стартера необходимо выдерживать паузу не менее 2 минут для его охлаждения. Перегрев стартера из-за продолжительной и непрерывной работы может вывести его из строя. Детали стартера не требуют смазки в процессе эксплуатации, кроме случаев полной разборки стартера.

Принцип работы двигателя

Изучив устройство, перейдём к рассмотрению принципа работы ДВС. Как работает двигатель внутреннего сгорания разберём на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Внутри цилиндра возвратно-поступательно перемещается поршень, соединённый с коленчатым валом через шатун. Положение, в котором остаётся поршень после перемещения вверх, называется верхней мёртвой точкой ВМТ. А положение после перемещения вниз — нижней мёртвой точкой НМТ. Ход поршня между двумя крайними точками называется тактом. Рабочий цикл включает 4 последовательных такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Посмотрим поэтапно, как работает 4-тактный двигатель внутреннего сгорания:

1. В начале такта впуска открывается впускной клапан, а поршень перемещается от ВМТ. В это время в цилиндр всасывается горючая смесь.
2. После прохода НМТ поршень поднимается вверх, сжимая рабочую смесь и остаточные газы. Все клапана закрыты. Растёт давление и температура сжатых газов. В это время свеча зажигания даёт искру для воспламенения смеси.
3. Рабочая смесь горит, толкая поршень от ВМТ вниз. Клапана ещё закрыты.
4. На такте выпуска открывается выпускной клапан, и поршень поднимается вверх, выталкивая отработавшие газы из цилиндра.

Принцип работы двухтактного двигателя

Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы двигателя с двумя рабочими тактами отличаются от 4-тактного. Здесь вместо клапанов в определённых местах цилиндра предусмотрены отверстия — продувочные окна. Свечи зажигания установлены в головке цилиндра.

Во время первого такта поршень двигается от НМТ к ВМТ. Через впускное окно под давлением насоса поступает рабочая смесь, заполняя цилиндр. Выпускное окно открыто и выпускает остатки отработавших газов. Перемещаясь, поршень перекрывает окна. Горючая смесь сжимается. Вблизи ВМТ подаётся искра зажигания, после чего начинается второй такт.

Поршень перемещается вниз под действием давления газов. Открываются окна. Сначала выпускное, через которое выходят отработанные газы, а затем впускное, через которое снова подаётся смесь.

От чего зависит мощность АКБ, и как на это влияет пусковой ток?

Как уже упоминалось выше, мощность источника питания зависит от параметра разрядного тока и среднего показателя напряжения.

Все показатели измеряются через идентичные временные промежутки. При этом расчет мощности осуществляется по простой формуле:

P = I*U

,

где параметр P

— мощность аккумулятораВ*А ;I — разрядный ток,А ;U — напряжение разряда, Вольт.

Во время пуска силового узла и работы стартера номинальный параметр напряжения снижается, ток заряда, наоборот, возрастает.

Если говорить простым языком, то повышение потребляемой мощности источником питания во время пуска приводит к падению уровня напряжения на его клеммах.

При этом чем меньше уровень напряжения, тем хуже стартер будет выполнять свою работу и проворачивать коленвал.

Несложно сформировать и обратную зависимость — чем большую мощность имеет АКБ, тем больше оборотов сделает стартер во время пуска силового узла. Это, в свою очередь, позволит быстрее завести мотор.

Сел аккумулятор в авто с МКПП

Также стоит знать, как правильно заводить машину с севшим аккумулятором. Такая проблема возникает, если аккумулятор слабый, а погода холодная или сырая. Первое, что можно попробовать, осуществить запуск с толкания. Тормоза должны работать исправно. Данный способ предполагает использование мужской силы в качестве буксира, дорожного уклона или второго автомобиля. При наличии карбюратора обязательно подкачайте топливо, нажимая 3 — 4 раза педаль газа.

Чтобы всё сделать правильно, ориентируйтесь на следующие действия.

1. Дайте команду толкать машину после того, как вставите ключ в замок и повернёте его.
2. При достижении транспортным средством небольшого ускорения нажмите педаль сцепления и активируйте вторую передачу.
3. Плавно отпустите педаль сцепления, после чего вы почувствуете запуск двигателя, сопровождающийся небольшим толчком. Скорость и спокойствие водителя являются в данном случае основополагающими факторами успеха.
4. Остановите машину, как только она заведётся, но мотор не глушите, пусть он прогреется 15 — 20 минут.

Возможно, вас также заинтересует статья нашего эксперта, в которой он рассказывает, что нужно делать, если не заводится машина и стартер не крутит.

Дополнительно рекомендуем прочитать материал, в котором рассказывается о том, как выбирать бустер для запуска двигателя.

Ещё одна полезная тема — изготовление лебедки из стартера своими руками. Читайте об этом в подробной статье нашего специалиста.

Советуем также почитать материал, в котором подробно описывается принцип изготовления пускового устройства для автомобиля своими руками.

Допускается повторное выполнение упомянутых действий, если с первого раза ничего не получилось. Перед использованием данного метода обязательно убедитесь, что производитель допускает подобные меры. Узнать об этом можно из руководства. Если речь идёт о Chevrolet Aveo например, то подобные манипуляции могут серьёзно навредить двигателю.

Система воздушного пуска двигателя

Система воздушного пуска является еще одним решением, которое позволяет прокручивать коленчатый вал ДВС. Для запуска мотора используется сжатый воздух. При этом такое пневматическое оборудование, как правило, на автомобилях и другой технике не используется, однако пусковые системы данного типа можно встретить на стационарных двигателях внутреннего сгорания.

Если говорить о конструкции, устройство системы воздушного пуска двигателя предполагает наличие следующих элементов:

• воздушный баллон;
• электроклапаны;
• маслоотстойник;
• обратный клапан;
• воздухораспределитель;
• пусковые клапаны;
• трубопроводы;

Принцип работы системы воздушного запуска ДВС основан на том, что сжатый в воздушном баллоне воздух под давлением подается в коробку-распределитель, далее проходит через фильтры в редуктор и поступает к электропневмоклапану.

Далее необходимо нажать кнопку «пуск», после чего клапан открывается, затем воздух из воздухораспределителя проходит через пусковые клапаны и попадает в цилиндры двигателя, создавая давление и раскручивая коленвал. Когда обороты достигают нужной частоты, двигатель запускается.

Добавим, что такие силовые установки дополнительно оснащены электрической системой пуска от стартера, что позволяет завести агрегат в том случае, если с воздушным пуском, который является основным способом, имеются какие-либо проблемы или произошла поломка.