Нужен ли автозапуск двигателя и как работает данная система

1.Устройство системы пуска двигателя

В обычной системе пуска двигателя можно выделить три основных механизма

1. Электромотор – создает вращающий момент.
2. Система привода – передает вращение на двигатель.
3. Электромагнитный включатель – приводит ведущую шестерню стартера в зацепление с ободом маховика, а также дает электрический ток в электромотор.

Рассмотрим электромотор системы пуска, создающий вращающий момент. Корпус электромотора выполнен из стали и имеет внешний вид цилиндра. Внутри корпуса имеются обмотки возбуждения, намотанные вокруг сердечников, прикрепленных к корпусу. Эти обмотки выполнены из толстой токопроводящей проволоки, способной выдержать сильный электрический ток. Обмотки генерируют электромагнитное поле, способное вращать якорь стартера. Одним из элементов якоря является сердечник, с канавками вдоль которого располагаются витки обмоток якоря. Оба конца каждой обмотки подключены к коллектору. Вращающие моменты, создаваемые каждой из обмоток, складываются, чтобы можно было вращать якорь, точнее вал якоря. Если посмотреть на стартер со стороны коллектора, то на якоре видно щеткодержатель.

Рассмотрим, как устроен щеткодержатель в щеткодержателе объединены 4 щетки, прижимаемые к коллектору. Две из четырех щеток находятся в изолированных оправках и соединены с обмотками якоря и далее через коллектор с обмотками возбуждения. Те и другие заземлены на корпус.

Система пуска устройство и принцип работы

Система пуска двигателя состоит из:

Механизм запуска (замок зажигания).

Соединительные провода большого сечения (многопроволочные медные).

Стартер состоит из пяти основных элементов:

• 1. Корпус стартера выполнен из стали, имеет форму цилиндра. На внутреннюю стенку корпуса крепятся обмотки возбуждения (обычно четыре) совместно с сердечниками (полюсами). Крепеж происходит винтовым соединением. Винт закручивается в сердечник, который прижимает обмотку к стенке. Корпус имеет резьбовые технологические отверстия для крепления передней части, в которой происходит движение обгонной муфты.
• 2. Якорь стартера представляет собой ось из легированной стали, на которую запрессован сердечник якоря и коллекторные пластины. Сердечник имеет пазы для укладки обмоток якоря. Концы обмоток надежно крепятся к коллекторным пластинам. Коллекторные пластины расположены по кругу и жестко установлены на диэлектрической основе. Диаметр сердечника напрямую связан с внутренним диаметром корпуса (совместно с обмотками). Якорь крепится в передней крышке стартера и в задней крышке при помощи втулок, изготовленных из латуни, реже из меди. Втулки одновременно являются и подшипниками.
• 3. Втягивающее реле или тяговое реле устанавливается на корпус стартера. В корпусе тягового реле, в задней части находятся силовые контакты — «пятаки», и подвижный контакт-перемычка, выполненные из мягких металлов. «Пятаки» представляют собой обыкновенные болты, запрессованные в эбонитовую крышку тягового реле. При помощи гаек к ним крепятся силовые провода от аккумулятора и от плюсовых щеток стартера. Сердечник тягового реле соединяется, через подвижное «коромысло» с обгонной муфтой, в простонародье именуемой бендиксом.
• 4. Обгонная муфта (бендикс) крепится подвижно на вал якоря и представляет собой роликовый механизм, который связан с шестерней зацепления с венцом маховика. Конструкция собрана так, что при подаче крутящего момента на бендикс в одну сторону, ролики, находящиеся в сепараторе выходят из пазов сепаратора и жестко фиксируют шестерню к наружной обойме. При вращении в противоположную сторону ролики западают в сепаратор, и шестерня вращается независимо от наружной обоймы.
• 5. Щеткодержатель элемент стартера, через который подается рабочее напряжение на медно-графитные щетки, а затем передается на коллекторные пластины якоря. Выполнен щеткодержатель в виде диэлектрической обоймы с металлическими вставками, внутри которых находятся щетки. Контакты щеток (мягкий многожильный провод) при помощи точечной сварки привариваются к полюсным пластинам. Полюсными пластинами обычно являются «хвосты» обмоток возбуждения.

Как работает система Старт-стоп?

Принцип работы системы Start&Stop построен таком образом, что в случае полной остановки автомобиля на светофоре или в пробке «умная» система, руководствуясь определенными алгоритмами и данными, полученными от датчика количества вращения коленчатого вала, производит остановку двигателя. В это время питание электропотребителей (магнитола, кондиционер, и прочее…) переключается на аккумулятор. Когда выжимается педаль сцепления (или отпускается педаль тормоза в случае с АКПП) система автоматически активирует стартер, который производит мгновенный запуск двигателя. Количество цикла не ограничено и может повторяться бесконечно.

Если заряд АКБ опустится ниже установленного уровня, соответствующий датчик оповестит об этом систему, которая произведет отключение системы. Обратное включение системы Старт-стоп будет произведено после того как датчик зарядки АКБ сообщит о том, что в батарее находится достаточно мощности для полноценной работы системы. Кроме того. водитель может сам в ручном режиме произвести принудительное отключение этой системы, для этого производителем предусмотрена специальная кнопка, которая расположена на панели приборов.

Компания Kia Motors имеет свою систему Старт-стоп с аналогичной конструкцией, она называется — ISG (Idle Stop&Go). Главное отличие этой системы в умении особым образом управлять автомобильным генератором. Система ISG способна отключать генератор во время пиковых нагрузок двигателя, делается это для того чтобы снять нагрузку и сэкономить тем самым расход потребляемого топлива. И наоборот, когда водитель давит на педаль тормоза и двигатель не нуждается в мощности ISG включает генератор и подзаряжает АКБ. В случае снижения заряда аккумуляторной батареи ниже 75% уровня система выполняет самоотключение.

Еще одна не менее успешная система — STARS (Starter Alternator Reversible System) от компании Valeo, использует для экономии топлива реверсионный генератор. Этой системой оборудованы автомобили таких компаний как: Mercedes и Citroen, благодаря ей автовладельцам удается добиться более чем 10%-й экономии топлива.

Что такое реверсионный генератор? Это грубо говоря — электромашина переменного тока, способная чередовать (изменять) свою работу, выполняя в зависимости от необходимости то — функцию генератора, то — функцию стартера. Работа данного стартер-генератора построена таким образом, что он при помощи специального приводного ремня и обратимого натяжителя, может передавать усилие в двух различных направлениях. Работает реверсионный генератор тихо и обладает намного меньшим временем запуска — 0,4 секунды, для сравнения у простого стартера это время составляет — 0,8 секунды.

В отличие от «Бошовской» системы управление STARS осуществляется отдельным ЭБУ, взаимодействующим с электронным блоком управления ДВС. Все остальное — входные датчики и прочие детали практически идентичны системе Старт-стоп от компании Bosch.

Новым словом среди подобного рода систем можно считать сравнительно молодую систему, которая использует рекуперативное торможение, образуя тем самым дополнительный источник энергии, позволяющий сократить расход топлива. Заряд батареи происходит во время торможения автомобиля.

SISS (Smart Idle Stop System) — личная разработка компании Mazda, которая успешно конкурирует с остальными Старт-стоп системами. Здесь запуск двигателя осуществляется посредством впрыска топлива в цилиндры с последующим его воспламенением. Данной установкой агрегатируются преимущественно бензиновые агрегаты, в которых реализована функция непосредственного впрыска топлива.

С целью обеспечения оптимальной работы системы SISS остановка поршней в цилиндрах двигателя происходит в определенном положении, которое наиболее оптимально для последующего запуска мотора. При старте в цилиндры подается определенная часть топлива, затем происходит ее воспламенение и двигатель снова заводится. Чтобы помочь двигателю произвести запуск на короткое время в работу включается стартер. Данная технология позволяет сэкономить порядка 9% топлива, недостатком является то, что система работает исключительно с автоматическими коробками.

Также читайте:

• Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации (ч. 1)
• Езда зимой: основные принципы зимнего вождения, советы специалистов
• Что такое климат контроль? Принцип работы и основные отличия от кондиционера
• Вариатор или автомат — что лучше?

Как она работает?

Суть технологии «старт-стоп» заключается в остановке работы ДВС при долгом (относительно) простое автомобиля и последующем запуске при выжиме сцепления. Если авто с АКПП, ДВС запускается, когда водитель отпускает тормоз. Система объединяет в себе:

• Узел, осуществляющий запуск ДВС.
• Электронные элементы управления.

Что требуется для многократного пуска ДВС? Производители используют для этого:

• Усиленный стартер (рассчитанный на более частый запуск мотора).
• Стартер-генератор.
• Технологию впрыска горючего и воспламенения смеси.

Наиболее простой и надежной на данный момент является система от «Бош». Она применяется на марках «Фольксваген», «БМВ», а также «Ауди». Технология позволяет снизить расход до 8 процентов (но реальные измерения показывают совсем другие цифры – порядка 4 процентов в обычных условиях эксплуатации).

В основе лежит усиленный стартер, рассчитанный на большее количество запусков ДВС. Механизм имеет малошумный привод. Запуск двигателя осуществляется максимально бесшумно и быстро. При этом электроника контролирует заряд АКБ. Система не будет работать, если батарея имеет низкое напряжение. Для отслеживания и корректировки всех параметров в системе имеются:

• Входные датчики.
• Исполнительные устройства.
• Электронный блок управления (ним является прошитый штатный ЭБУ двигателя, но может быть установлен и отдельный блок).

К первым можно отнести датчики:

• Педали сцепления (на АКПП – педали тормоза).
• АБС (участвуют в измерении частоты вращения колес).
• Коленвала.
• Рычага трансмиссии (для машин с МКПП).
• Состояния АКБ.

Система «Бош» не имеет собственный электронный блок (в отличие от STARS, но о ней немного позже). Узел использует ЭБУ двигателя, где прописывается соответствующее ПО. В качестве исполнительных устройств используются:

• Форсунки или инжектор.
• Стартер.
• Катушки зажигания (на бензиновых авто).

Прекращение работы двигателя осуществляется при двух условиях:

1. Полная остановка машины (также есть системы, позволяющие отключить двигатель еще до остановки).
2. Нажатая педаль тормоза АКПП или перевод рычага МКПП в положение «нейтраль» (сцепление при этом не задействуется).

При этом учитываются такие параметры:

• Частота вращения коленвала (должна быть в районе тысячи оборотов в минуту).
• Уровень напряжения АКБ (если он ниже нормы, система не работает).
• Температура ДВС.
• Режим работы кондиционера и акустики.

Почему учитывается последний фактор? После отключения ДВС, питание на кондиционер и акустику подается от батареи.

Когда водитель нажимает на сцепление или отпускает тормоз (на МКПП и АКПП соответственно), система автоматически подает сигнал на стартер и выполняет запуск ДВС. Данный цикл повторяется при последующей остановке автомобиля.

В случае недостаточного напряжения АКБ, система не работает. Также водитель может ее принудительно отключить посредством специальной кнопки на панели.

Устройство пускового двигателя

Конструкция ПД состоит из:

• Системы питания.
• Редуктора пускового двигателя.
• Кривошипно-шатунного механизма.
• Остова.
• Системы зажигания.
• Регулятора.

Остов двигателя состоит из цилиндра, картера и головки цилиндров. Части картера соединены между собой болтами. Штифты очерчивают центр пускового двигателя. Передаточные шестерни защищены специальной крышкой и располагаются в передней части картера, цилиндр — в верхней части. Удвоенные литые стенки создают рубашку, в которую подается вода через патрубок. Колодцы, соединенные двумя продувочными окнами, позволяют смеси поступать в картер.

По своему устройству пусковые двигатели являются двухтактными стартовыми двигателями, идущими в паре с модифицированными дизелями. Двигатели оснащаются однорежимным центробежным регулятором, напрямую подключаемым к карбюратору. Стабильность работы коленвала, как и открытие и закрытие дроссельной заслонки, регулируются в автоматическом режиме. Несмотря на малую мощность (всего 10 лошадиных сил), ПД может вращать коленвал со скоростью 3500 оборотов в минуту.

Возможные опасности, связанные с дистанционным запуском

Как и у любой другой технологии, у дистанционного запуска двигателя автомобиля имеются свои определенные преимущества и недостатки. В первую очередь это существенное упрощение угона автомобиля. Если раньше грабителям нужно было как-то проникнуть в салон авто, а далее взломать иммобилайзер или же механическим образом завести автомобиль через отмычку в зажигании, то с такой функцией дистанционного запуска такая работа существенно упростилась.

Преступники используют специальные усилители сигнала, что позволяет им подавать команды на открытие дверей и запуск двигателя на расстоянии в километр и более. То есть, один из грабителей находится рядом с автовладельцем, держа в руках переносной усилитель, а второй преступник просто садиться в заведённый автомобиль и далее уезжает на машине так, словно у него в кармане оригинальный ключ. Неудивительно, что с появлением такой функции дистанционного запуска двигателя количество автомобильных краж существенно возросло.

Брелок имеет встроенный чип, который, обмениваясь данными с блоком управления, заводит двигатель, но при этом существенно снижается общая безопасность автомобиля. Грабители банально могут сосканировать такой код с помощью различных грабберов, а в последующем, сделав ключ двойник, они без каких-либо проблем заведут автомобиль и угонят машину.

В редких случаях возможно самопроизвольное срабатывание системы от электрических помех. Например, на парковках торговых комплексов может не только сработать сигнализация и открываются двери, но и, получив соответствующий ошибочный сигнал, система управления автомобилем заведёт двигатель. Хорошо, если автомобиль будет заблокирован на режиме паркинг у АКПП или на механике у него будет затянут ручной тормоз.

Такие системы дистанционного запуска автомобиля существенно увеличивают нагрузку на аккумулятор. В итоге, стоит нам оставить автомобиль на стоянке буквально на неделю, как охранный комплекс, дистанционный запуск и другие потребители «выпьют» весь заряд аккумулятора, после чего завести автомобиль будет уже невозможно. Поэтому помните о том, что по причине увеличения нагрузки на аккумулятор оставлять надолго машину с такой системой дистанционного запуска не рекомендуется.

На исправном автомобиле пуск двигателя происходит обычно без каких-либо сложностей, в скором времени салон прогревается и можно начинать движение авто. Но представьте такую ситуацию, когда закоротила проводка и одновременно производится запуск двигателя. Если автовладелец в это время находится в салоне, то он успеет заглушить мотор и предпримет все необходимые действия, чтобы не допустить возгорания машины. Однако, если мы заводим автомобиль дистанционно, то такое короткое замыкание неизменно приводит к воспламенению электрооборудования, контролировать такие внештатные ситуации на расстоянии практически невозможно.

Подведём итоги

Сегодня многие автомобили оснащаются системой дистанционного запуска двигателя. На первый взгляд такая опция может показаться интересной и востребованной. Однако нужно помнить о том, что её наличие на автомобиле существенно снижает эффективность охранного комплекса, увеличивается риск угона автомобиля, двигатель может из-за электрических помех самопроизвольно завестись, а решить какие-либо нештатные ситуации на расстоянии при дистанционном запуске будет проблематично.

28.08.2020

Особенности работы аккумуляторной батареи

От состояния и мощности аккумулятора будет зависеть успешный запуск двигателя. Многие знают, что для АКБ важны такие показатели, как емкость и ток холодной прокрутки. Эти параметры указываются на маркировке, например, 60/450А. Емкость измеряется в Ампер-часах. Аккумулятор имеет малое внутренне сопротивление, поэтому он может кратковременно отдавать большие токи, в несколько раз превышающие его емкость. Указанный ток холодной прокрутки 450А, но при соблюдении определенных условий: +18С° в течение не более 10 секунд.

Однако, подаваемый ток на стартер все равно будет меньше указанных значений, так как не учитывается сопротивление самого стартера и силовых проводов. Этот ток и называется пусковым током.

Аккумулятор отдает пусковой ток на стартер в течение 5-10 секунд. Затем нужно сделать паузу 5-10 секунд, чтобы аккумулятор «набрался сил».

Если после попытки запуска напряжение в бортовой сети резко падает или стартер прокручивается наполовину, то это свидетельствует о глубоком разряде АКБ. Если стартер выдает характерные щелчки, то аккумулятор окончательно сел. Среди других причин может быть поломка стартера.

Устройство пускового двигателя

Конструкция ПД состоит из:

• Системы питания.
• Редуктора пускового двигателя.
• Кривошипно-шатунного механизма.
• Остова.
• Системы зажигания.
• Регулятора.

Остов двигателя состоит из цилиндра, картера и головки цилиндров. Части картера соединены между собой болтами. Штифты очерчивают центр пускового двигателя. Передаточные шестерни защищены специальной крышкой и располагаются в передней части картера, цилиндр — в верхней части. Удвоенные литые стенки создают рубашку, в которую подается вода через патрубок. Колодцы, соединенные двумя продувочными окнами, позволяют смеси поступать в картер.

По своему устройству пусковые двигатели являются двухтактными стартовыми двигателями, идущими в паре с модифицированными дизелями. Двигатели оснащаются однорежимным центробежным регулятором, напрямую подключаемым к карбюратору. Стабильность работы коленвала, как и открытие и закрытие дроссельной заслонки, регулируются в автоматическом режиме. Несмотря на малую мощность (всего 10 лошадиных сил), ПД может вращать коленвал со скоростью 3500 оборотов в минуту.

Принцип работы пускового двигателя

Пускач, как и большинство одноцилиндровых двухтактных двигателей, работает на бензине. ПД оснащается свечами зажигания, проводами высокого напряжения и электрическим стартером.

Принцип работы двигателя заключается в следующем:

• Поршень за время перехода расстояния между нижней и верхней мертвой точкой перекрывает сначала продувочное окно, а после — впускное.
• Попавшая за это время в камеру сгорания горючая смесь попадает под давление.
• Разрежение, появляющееся в этот момент в кривошипно-шатунном механизме, переводит горючую смесь из карбюратора в кривошипную камеру после открытия поршнем впускного окна.
• Воспламенение горючего при помощи искры происходит в момент, когда поршень находится около ВМТ. Детали смазываются посредством разбрызгивания топлива, которое смешивается в соотношении 1:1 с маслом.

Простая конструкция пусковых двигателей (ПД) позволяет использовать топливо и масло самого низкого качества. Включается пускач посредством нажатия расположенной на его корпусе кнопки.

Часто встречаемые неполадки и способы их устранения

В случае если запуск пускового двигателя выполнить не удается, диагностируют проблему и пытаются ее устранить. Причиной этого может быть засорение основных механизмов и деталей двигателя, что препятствует попаданию топлива в поплавковую камеру. Устранить это можно очисткой всех деталей.

Отсутствие искры на конце свечи может быть еще одной причиной, по которой не запускается двигатель. В таком случае проверяется проводка, проходящая через магнето. Сбитая регулировка корректируется после запуска и прогрева двигателя. Некорректно выставленный угол опережения зажигания может быть одной из причин того, что ПД не запускается.

Некорректная работа двигателя может быть вызвана несколькими причинами:

• Жиклер холостого хода был засорен.
• Неправильно настроен винт холостого хода.
• Загрязнение главного жиклера.
• Неправильная настройка угла зажигания.
• Проблемы с открытием дроссельной заслонки.
• Засорение трубопровода.
• Засорение пускового конденсатора двигателя.

Быстрый перегрев двигателя устраняется доливом воды, однако причин нагрева может быть несколько — к примеру, засорение пространства между головкой и цилиндром или камеры сгорания нагаром. Устраняется это очисткой всех механизмов выключенного двигателя. Однако причиной перегрева пускача не всегда является отсутствие воды или загрязнение: изначально он рассчитан на 10 минут работы за раз максимум. Более длительная работа может привести к его ускоренному износу.

Пуск с помощью пускового реостата или пусковых сопротивлений

Рисунок 1. Схема пуска двигателя параллельного возбуждения с помощью пускового реостата (а) и пусковых сопротивлений (б)

а в начальный момент пуска, при n = 0,

где R_п – сопротивление пускового реостата, или пусковое сопротивление. Значение R_п подбирается так, чтобы в начальный момент пуска было I_а = (1,4 – 1,7) I_н [в малых машинах до (2,0 – 2,5) I_н].

Рассмотрим подробнее пуск двигателя параллельного возбуждения с помощью реостата (рисунок 1, а).

При пуске на холостом ходу M_ст = M. Ток I_а = I_а0 в этом случае мал и составляет обычно 3 – 8 % от I_н.

M_дин = M – M_ст ,

под воздействием которого происходит увеличение n.

Число ступеней пускового реостата и значения их сопротивлений рассчитываются таким образом, чтобы при надлежащих интервалах времени переключение ступеней максимальные и минимальные значения I_а на всех ступенях получилось одинаковыми.

По условиям нагрева ступени реостата рассчитываются на кратковременную работу под током.

Остановка двигателя производится путем его отключения от сети с помощью рубильника или другого выключателя. Схема рисунка 1 составлена так, чтобы при отключении двигателя цепь обмотки возбуждения не размыкалась, а оставалась замкнутой через якорь. При этом ток в обмотке возбуждения после отключения двигателя уменьшается до нуля не мгновенно, а с достаточно большой постоянной времени. Благодаря этому предотвращается индуктирование в обмотке возбуждения большой э. д. с. самоиндукции, которая может повредить изоляцию этой обмотки.

Применяются также несколько видоизмененные по сравнению с рисунком 1, а схемы пусковых реостатов, без контактной дуги д. Конец цепи возбуждения при этом можно присоединить, например, к контакту 2, и при работе двигателя последовательно с обмоткой возбуждения будут включены последние ступени реостата. Поскольку их сопротивление по сравнению с R_в = r_в + R_р.в мало, то это не оказывает большого влияния на работу двигателя.

Автоматизировать переключение пускового реостата неудобно. Поэтому в автоматизированных установках вместо пускового реостата используют пусковые сопротивления (рисунок 1, б), которые поочередно шунтируются контактами К1, К2, К3 автоматически работающих контакторов. Для упрощения схемы и уменьшения количества аппаратов число ступеней принимается минимальным (у двигателей малой мощности обычно 1 – 2 ступени).

Ни в коем случае нельзя допускать разрыва цепи параллельного возбуждения.