Каждый современный автомобиль имеет электростартер, обеспечивающий запуск силового агрегата.Важным компонентом пускателя является набор щеток, подающих электрический ток на якорь.О щетках стартера, их назначении и конструкции, а также диагностике и замене читайте в представленной статье.
Назначение и роль щеток в электростартере
В большинстве современных автомобилей, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, задача запуска силового агрегата решена с помощью электростартера.За последние полвека стартеры не претерпели существенных изменений: в основе конструкции лежит компактный и простой электродвигатель постоянного тока, дополненный реле и приводным механизмом.Стартер состоит из трех основных компонентов:
- Корпус в сборе со статором;
-Якорь;
- Щеточный узел.
Статор – это неподвижная часть электродвигателя.Наиболее распространены электромагнитные статоры, в которых магнитное поле создается обмотками возбуждения.Но можно встретить и стартеры со статорами на основе обычных постоянных магнитов.Якорь — подвижная часть электродвигателя, содержит обмотки (с наконечниками полюсов), коллекторный узел и детали привода (шестерни).Вращение якоря обеспечивается взаимодействием магнитных полей, образующихся вокруг обмоток якоря и статора при подаче на них электрического тока.
Щеточный узел представляет собой узел электродвигателя, обеспечивающий скользящий контакт с подвижным якорем.Щеточный узел состоит из нескольких основных частей – щеток и щеткодержателя, удерживающего щетки в рабочем положении.Щетки прижаты к коллекторному узлу якоря (он состоит из ряда медных пластин, являющихся контактами обмоток якоря), что обеспечивает постоянную подачу тока к обмоткам якоря при его вращении.
Щетки стартера являются важными и ответственными компонентами, которые следует описать более подробно.
Виды и конструкция стартовых лопаток
Конструктивно все стартовые щетки принципиально одинаковы.Типичная кисть состоит из двух основных частей:
- Щетка отформована из мягкого токопроводящего материала;
- Гибкий проводник (с клеммой или без нее) для подачи тока.
Кисть представляет собой параллелепипед, отлитый из специального токопроводящего материала на основе графита.В настоящее время стартовые щетки изготавливаются из двух основных материалов:
- Электрографит (ЭГ) или искусственный графит.Материал, полученный прессованием и обжигом из кокса или других токопроводящих материалов на основе углерода и углеводородного связующего;
- Композиты на основе графита и металлического порошка.Наиболее часто используемые медно-графитовые щетки прессуются из графита и медного порошка.
Наибольшее распространение получили медно-графитовые щетки.За счет включения меди такие щетки обладают меньшим электрическим сопротивлением и более устойчивы к износу.Такие щетки имеют ряд недостатков, основным из которых является повышенное абразивное воздействие, что приводит к повышенному износу коллектора якоря.Однако рабочий цикл стартера обычно непродолжителен (от нескольких десятков секунд до нескольких минут в сутки), поэтому износ коллектора происходит медленно.
В корпусе щетки жестко закреплены один или два гибких проводника большого сечения.Проводники медные, многопроволочные, сплетенные из нескольких тонких проволок (что обеспечивает гибкость).На щетках пускателей малой мощности обычно применяют только один проводник, на щетках пускателей большой мощности закрепляют два проводника на противоположных сторонах щетки (для равномерной подачи тока).Монтаж проводника обычно осуществляется с помощью металлической втулки (поршня).Проводник может быть как голым, так и изолированным – все зависит от конструкции конкретного пускателя.Для удобства установки на конце проводника может быть расположена клемма.Проводники должны быть гибкими, что позволяет щетке менять положение при износе и во время работы стартера, не теряя контакта с коллектором.
В стартере используется несколько щеток, обычно их количество 4, 6 или 8. В этом случае половина щеток подключается к «земле», а другая половина — к обмоткам статора.Такое подключение обеспечивает то, что при включении реле стартера ток одновременно подается на обмотки статора и обмотки якоря.
Щетки ориентированы в щеткодержателе таким образом, что в каждый момент времени ток подается на определенные обмотки якоря.Каждая щетка прижимается к коллектору посредством пружины.Щетодержатель вместе со щетками представляет собой отдельный узел, который при необходимости ремонта или замены щеток можно демонтировать и легко установить на место.
В целом щетки для стартера очень просты, поэтому надежны и долговечны.Однако они также нуждаются в периодическом обслуживании и ремонте.
Вопросы диагностики и ремонта щеток стартера.
В процессе эксплуатации щетки стартера подвергаются постоянному износу и значительным электрическим нагрузкам (в момент запуска двигателя через щетки протекает ток от 100 до 1000 и более ампер), поэтому со временем они уменьшаются в размерах и разрушаются.Это может привести к потере контакта с коллектором, а значит, к ухудшению работы всего стартера.Если стартер со временем начинает хуже работать, не обеспечивает необходимую угловую скорость вращения коленчатого вала или вообще не включается, то следует проверить его реле, состояние электрических контактов и, наконец, щеток.Если с реле и контактами все в порядке, а стартер плохо работает даже при подключении к аккумулятору в обход реле, то проблему следует искать в щетках.
Для диагностики и замены щеток стартер следует разобрать и разобрать, в целом разборка производится следующим образом:
- Отверните болты, удерживающие заднюю крышку стартера;
- Снимите крышку;
- Снимите все сальники и хомуты (обычно в стартере два уплотнительных кольца, хомут и прокладка);
- Осторожно снимите щеткодержатель с коллектора якоря.В этом случае щетки вытолкнут пружинами, но ничего страшного не произойдет, так как детали удерживаются гибкими проводниками.
Теперь нужно произвести визуальный осмотр щеток, оценить степень износа и целостности.Если щетки имеют чрезмерный износ (имеют длину меньше рекомендованной производителем), трещины, перегибы или другие повреждения, то их следует заменить.Причем комплект щеток меняется сразу, так как старые щетки вскоре могут выйти из строя и ремонт придется выполнять заново.
Разбор щеток осуществляется в зависимости от типа их крепления.Если проводники просто припаиваются, то следует воспользоваться паяльником.Если на проводниках имеются клеммы, то демонтаж и монтаж сводятся к откручиванию/завинчиванию винтов или болтов.Установка новых щеток производится в обратной последовательности, при этом необходимо следить за надежностью электрических контактов.
После замены щеток стартер собирается в обратной последовательности, и весь узел устанавливается на свое штатное место.Новые щетки имеют плоскую рабочую часть, поэтому «обкатываются» они несколько дней, в это время стартер следует избегать при повышенных нагрузках.В дальнейшем щетки стартера не требуют особого ухода и обслуживания.
Время публикации: 27 августа 2023 г.