Привод стартера: надежный посредник между стартером и двигателем
Нормальная работа стартера обеспечивается специальным механизмом — приводом стартера (прозванным в народе «бендиксом»), который объединяет в себе обгонную муфту, шестерню и вилку привода. О том, что такое привод стартера, каких типов он бывает, как сконструирован и работает — читайте в данной статье.
Что такое привод стартера?
Привод стартера — механизм системы запуска двигателя внутреннего сгорания, являющийся связующим звеном между электростартером и маховиком двигателя. Привод имеет две функции:
• Подключение стартера к двигателю для передачи крутящего момента от электродвигателя стартера на маховик коленвала;
• Защита стартера от перегрузки после запуска двигателя.
Ключевое значение имеет защитная функция привода стартера. Для запуска силового агрегата необходимо, чтобы его коленчатый вал вращался с частотой 60-200 об/мин (для бензиновых — меньше, для дизелей — больше) — именно на такую угловую скорость рассчитан стартер. Однако после запуска обороты возрастают до 700-900 и более, и в этом случае крутящий момент меняет направления, поступая от маховика к стартеру. Повышенная частота вращения опасна для стартера, поэтому при успешном запуске мотора его маховик должен разъединяться со стартером — именно эту функцию и решает привод.
Конструктивно привод стартера объединяет в себе три механизма:
• Шестерня привода маховика;
• Обгонная муфта (или муфта свободного хода);
• Рычаг или вилка привода с поводком, втулкой или муфтой включения привода.
Каждый из механизмов имеет свои функции. Рычаг привода, связанный с тяговым реле стартера, подводит привод к маховику мотора, обеспечивая зацепление шестерни с венцом. Шестерня привода передает крутящий момент от стартера на венец маховика. А обгонная муфта обеспечивает передачу крутящего момента от ротора стартера на шестерню в момент пуска двигателя, и разобщает привод и маховик после успешного запуска двигателя.
Интересно заметить, что в народе привод стартера получил название «бендикс» — это связано с французской компанией Bendix. В прошлом запчасти данного бренда получили известность в нашей стране, и со временем название стало нарицательным. Сегодня каждый автолюбитель, услышав слово «бендикс», понимает, что речь идет именно о приводе стартера.
Типы приводов стартера
Применяемые сегодня приводы стартера разделяются на типы по конструкции обгонной муфты и способу присоединения рычага (вилки) привода.
Рычаг может соединяться с приводом тремя способами:
• С помощью муфты с кольцевым желобом — выступы на рожках вилки располагаются в желобе;
• С помощью поводка с двумя пазами под выступы на рожках вилки;
• С помощью поводка с двумя штифтами (прямоугольными, цилиндрическими), на которые надеваются рожки вилки с отверстиями соответствующей формы.
При этом приводы стартера могут поступать в продажу как с рычагом, так и без него.
По конструкции обгонной муфты приводы стартера делятся на две большие группы:
• С роликовой обгонной муфтой;
• С храповой обгонной муфтой.
Сегодня наибольшее применение находят роликовые муфты, которые имеют более простую конструкцию, надежность и высокую устойчивость к негативным воздействиям окружающей среды и подкапотного пространства (вода, масла, грязь, перепады температур и т.д.). Приводы стартера с храповой обгонной муфтой чаще устанавливаются на грузовые автомобили с мощными силовыми агрегатами. Храповые муфты могут работать под высокими нагрузками и при этом обладают небольшими массогабаритными показателями, а главное — обеспечивают более полное прерывание крутящего момента.
Конструкция и принцип работы привода стартера с роликовой обгонной муфтой
Основу конструкции привода стартера с роликовой муфтой свободного хода составляет ведущая (наружная) обойма, в расширенной части которой выточены полости переменного сечения под установку роликов и их прижимных пружин. Внутрь ведущей обоймы устанавливается ведомая обойма, объединенная с шестерней привода, которая во время работы стартера входит в зацеплении с венцом маховика. В пространство между наружной поверхностью ведомой обоймы и полостями ведущей обоймы установлены ролики, они с помощью пружин (а иногда и дополнительных плунжеров) перемещаются в узкую часть полостей. Выпадение роликов предотвращается фиксирующей шайбой, а вся конструкция собирается воедино кожухом муфты.
На хвостовике ведущей обоймы располагается муфта, поводок или кольцо крепления вилки, оно посажено свободно, и упирается в расширенную часть обоймы через демпфирующую пружину. Чтобы муфта вилки не сползала с хвостовика обоймы, она фиксируется стопорным кольцом. Внутренняя часть ведущей обоймы имеет шлицы, которые входят в зацепление со шлицами на валу ротора стартера или редуктора. Посредством шлицевого соединения крутящий момент от вала передается на ведущую обойму и весь привод стартера.
Функционирует привод с роликовой обгонной муфтой следующим образом. При включении зажигания срабатывает тяговое реле стартера, его якорь тянет вилку, которая, в свою очередь, выталкивает привод в сторону маховика. Чтобы шестерня привода вошла в зацепление маховика, ее зубцы имеют скосы, также здесь оказывает помощь демпфирующая пружина (она же снижает силу ударов механизма, предотвращая поломку зубцов и других деталей). Одновременно с этим запускается электродвигатель стартера, и крутящий момент от его вала передается на ведущую обойму привода. Под действием пружин ролики в обойме находятся в самой узкой части полостей, благодаря чему возникают большие силы трения между стенками полостей, роликами и наружной поверхностью ведомой обоймы. Эти силы обеспечивают вращение ведущей и ведомой обойм, как единое целое — в результате крутящий момент от стартера передается на венец маховика, и коленвал двигателя приходит во вращение.
При успешном запуске силового агрегата угловая скорость маховика возрастает, и крутящий момент от него начинает передаваться к стартеру. При достижении определенной угловой скорости ролики под действием центробежных сил перемещаются по полостям, переходя в расширенную часть. Вследствие такого движения силы трения между ведущей и ведомой обоймой снижаются, и в какой-то момент детали разобщаются — поток крутящего момента прерывается, и ротор стартера прекращает вращаться. В это же время стартер выключается, и привод под действием пружины (а также косых зубцов на валу) отводится от маховика, возвращаясь в первоначальное положение.
Сегодня существует множество вариаций конструкции роликовой обгонной муфты, однако все они имеют описанный выше принцип работы. Привод стартера с роликовой муфтой легко узнать по внешнему виду — муфта имеет форму кольца небольшой ширины со стороны шестерни.
Конструкция и принцип работы привода стартера с храповой обгонной муфтой
Основу конструкции храповой муфты свободного хода составляет пара, образуемая ведущей и ведомой полумуфтами, на торцах которых выполнены пилообразные зубцы. Ведущая полумуфта располагается на направляющей втулке, имея с ней соединение посредством ленточной резьбы, а внутри втулки выполнены прямые шлицы для соединения с валом стартера. С противоположной стороны, также на втулке, но только без жесткого соединения, располагается ведомая полумуфта, выполненная заедино с шестерней привода. На торце ведомой муфты также выполнены зубцы пилообразной формы, которые могут входить в зацепление с зубцами ведущей полумуфты.
Под полумуфтами располагается механизм блокировки, состоящий из кольца с конической выточкой, соединенного с ведущей полумуфтой, и сухарей, имеющих штифтовое соединение с ведомой полумуфтой. В нерабочем положении кольцо прижимает сухари к втулке. Сверху полумуфты закрываются корпусом в виде открытого стакана, с его открытой стороны находится замковое кольцо, которое не дает ведомой полумуфте соскользнуть с втулки.
Работает привод с храповой обгонной муфтой следующим образом. При включении зажигания, как и в предыдущем случае, привод подводится к маховику, и шестерня входит с зацепление с венцом. При этом возникает осевое усилие, благодаря которому обе полумуфты входят в зацепление — вращение от стартера передается на шестерню и маховик. При запуске двигателя поток крутящего момента меняет направление, ведомая полумуфта начинает вращаться быстрее ведущей. Однако при обратном вращении зацепление между зубцами муфты уже невозможно — вследствие наличия скосов зубцы скользят друг по другу, и ведущая полумуфта отходит от ведомой. Одновременно отодвигается и кольцо с конической выточкой, прижимающее сухари механизма блокировки, и сухари под действием центробежных сил поднимаются по штифтам. Дойдя до верхней точки, сухари прижимаются к кольцу, фиксируя полумуфты на некотором расстоянии друг от друга — в результате поток крутящего момента прерывается. После выключения стартера ведомая полумуфта прекращает вращение, сухари скользят вниз, снимая блокировку, и привод возвращается в первоначальное положение.
Привод стартера с храповой обгонной муфтой легко узнать по внешнему виду — она имеет форму стакана, внутри которого располагаются полумуфты. Такие механизмы сегодня используются на грузовых автомобилях МАЗ, «Урал», КамАЗ и некоторых других.
