Кожен сучасний автомобіль має електростартер, який забезпечує запуск силового агрегату.Важливою складовою пускача є набір щіток, які подають електричний струм на якір.Про щітки стартера, їх призначення і конструкції, а також про діагностику і заміну читайте в представленій статті.
Призначення і роль щіток в електростартері
У більшості сучасних автомобілів, оснащених двигунами внутрішнього згоряння, завдання запуску силового агрегату вирішується за допомогою електростартера.За останні півстоліття стартери не зазнали істотних змін: в основі конструкції лежить компактний і простий електродвигун постійного струму, який доповнений реле і приводним механізмом.Стартер складається з трьох основних компонентів:
- Кузов в зборі зі статором;
-Якір;
- Щітковий вузол.
Статор є нерухомою частиною електродвигуна.Найбільш вживаними є електромагнітні статори, в яких магнітне поле створюється обмотками збудження.Але також можна зустріти пускачі зі статорами на основі звичайних постійних магнітів.Якір є рухомою частиною електродвигуна, містить обмотки (з полюсними наконечниками), колекторний вузол і приводні частини (шестерні).Обертання якоря забезпечується взаємодією магнітних полів, що утворюються навколо обмоток якоря і статора при подачі на них електричного струму.
Щітковий вузол являє собою вузол електродвигуна, який забезпечує ковзний контакт з рухомим якорем.Щітковий вузол складається з кількох основних частин - щіток і щіткотримача, який утримує щітки в робочому положенні.Щітки притискаються до колекторного вузла якоря (він складається з ряду мідних пластин, які є контактами обмоток якоря), що забезпечує постійну подачу струму до обмоток якоря під час його обертання.
Щітки стартера є важливими і критичними компонентами, які слід описати більш детально.
Типи та конструкція лопатей стартера
Конструктивно всі щітки стартера принципово однакові.Типова щітка складається з двох основних частин:
- Щітка, формована з м'якого електропровідного матеріалу;
- Гнучкий провідник (з клемою або без) для подачі струму.
Щітка являє собою паралелепіпед, відлитий зі спеціального електропровідного матеріалу на основі графіту.В даний час щітки стартера виготовляються з двох основних матеріалів:
- Електрографіт (ЕГ) або штучний графіт.Матеріал, отриманий шляхом пресування та випалу з коксу або інших електропровідних матеріалів на основі вуглецевого та вуглеводневого зв'язуючого;
- Композити на основі графіту та металевого порошку.Найчастіше використовуються мідно-графітові щітки, пресовані з графіту і мідного порошку.
Найбільшого поширення набули мідно-графітові щітки.Завдяки включенню міді такі щітки мають менший електричний опір і більш стійкі до зношування.Такі щітки мають ряд недоліків, основним з яких є підвищений абразивний ефект, що призводить до підвищеного зносу арматурного колектора.Однак робочий цикл стартера зазвичай короткий (від кількох десятків секунд до кількох хвилин на добу), тому зношування колектора відбувається повільно.
У корпусі щітки жорстко закріплені один або два гнучких провідника великого перетину.Провідники мідні, багатожильні, сплетені з кількох тонких дротів (що забезпечує гнучкість).На щітках для пускачів малої потужності зазвичай використовують тільки один провідник, на щітках для пускачів великої потужності два провідники закріплюють з протилежних сторін щітки (для рівномірної подачі струму).Монтаж провідника зазвичай здійснюється за допомогою металевої гільзи (поршня).Провідник може бути як оголеним, так і ізольованим - все залежить від конструкції конкретного пускача.Для зручності монтажу на кінці провідника можна розмістити клему.Провідники повинні бути гнучкими, що дозволяє щітці змінювати положення під час зносу і під час роботи стартера, не втрачаючи контакту з колектором.
У стартері використовується кілька щіток, зазвичай їх кількість становить 4, 6 або 8. В цьому випадку половина щіток підключається до «маси», а друга половина до обмоток статора.Таке підключення забезпечує одночасну подачу струму при включенні реле стартера на обмотки статора і обмотки якоря.
Щітки орієнтовані в щіткотримачі таким чином, що в кожен момент часу струм подається на певні обмотки якоря.Кожна щітка притискається до колектора за допомогою пружини.Щіткотримач разом з щітками є окремим вузлом, який при необхідності ремонту або заміни щіток можна демонтувати і легко встановити на місце.
В цілому щітки стартера дуже прості, тому вони надійні і довговічні.Однак вони також потребують періодичного обслуговування та ремонту.
Питання діагностики та ремонту щіток стартера
Під час роботи щітки стартера піддаються постійному зносу і значним електричним навантаженням (у момент запуску двигуна через щітки протікає струм від 100 до 1000 і більше ампер), тому з часом вони зменшуються в розмірах і руйнуються.Це може призвести до втрати контакту з колектором, а значить, до погіршення роботи всього стартера.Якщо стартер з часом починає працювати гірше, не забезпечує необхідної кутової швидкості обертання колінчастого вала або взагалі не включається, то слід перевірити його реле, стан електроконтактів і, нарешті, щіток.Якщо з реле і контактами все в порядку, а стартер погано працює навіть при підключенні до акумулятора в обхід реле, то проблему слід шукати в щітках.
Для діагностики і заміни щіток слід демонтувати і розібрати стартер, в загальному випадку розбирання виконується наступним чином:
- Відкручуємо болти, що тримають задню кришку стартера;
- Зняти кришку;
- Зняти всі сальники і хомути (зазвичай в стартері є два ущільнювальних кільця, хомут і прокладка);
- Обережно зніміть щіткотримач з колектора арматури.В цьому випадку щітки будуть виштовхуватися пружинами, але нічого страшного не станеться, так як деталі утримуються гнучкими провідниками.
Тепер потрібно зробити візуальний огляд щіток, оцінити ступінь зносу і цілісність.Якщо щітки мають надмірний знос (мають довжину менше рекомендованої виробником), тріщини, заломи або інші пошкодження, їх необхідно замінити.Причому комплектація щіток змінюється відразу, так як старі щітки незабаром можуть вийти з ладу і ремонт доведеться проводити заново.
Демонтаж щіток здійснюється в залежності від типу їх кріплення.Якщо провідники просто спаяні, то слід скористатися паяльником.Якщо на провідниках є клеми, то демонтаж і установка зводиться до відкручування / вкручування шурупів або болтів.Установка нових щіток проводиться в зворотному порядку, при цьому необхідно стежити за надійністю електричних контактів.
Після заміни щіток стартер збирається в зворотній послідовності, а весь вузол встановлюється на штатне місце.Нові щітки мають плоску робочу частину, тому будуть «обкатуватися» кілька днів, в цей час стартер при підвищених навантаженнях варто уникати.Надалі щітки стартера не вимагають особливого догляду та обслуговування.
Час публікації: 27 серпня 2023 р