Стартер (двигатели ВАЗ и УЗАМ) Москвич 2141 с 1986 по 2001 год

Стартер (двигатели ВАЗ и УЗАМ)

Общие сведения

Стартер представляет собой 4-полюсный электродвигатель постоянного тока смешанного возбуждения, имеющий сцепную муфту, обеспечивающую соединение и разъединение шестерни якоря стартера с зубчатым венцом маховика двигателя.

На двигателе ВАЗ применяется стартер СТ-221 (или 35.3708). Он крепится к картеру сцепления тремя болтами, ввернутыми во фланец крышки стартера. Стартер 421.3708 (или 4216.3708) двигателя УЗАМ крепится к фланцу на блоке цилиндров с помощью гаек и двух шпилек, ввернутых в картер сцепления. В таблице 9.8 приведена техническая характеристика стартеров.

Таблица 9.8. Характеристика стартеров

Возможные неисправности стартера, их причины и способы устранения приведены в таблице 9.9.

Таблица 9.9. Возможные неисправности стартера

Устройство стартера

Конструкция и принцип действия обоих стартеров идентичны и различаются исполнением отдельных элементов, способом крепления на двигателях и подсоединением электропроводов. Поэтому устройство стартера рассмотрено на примере стартера 421.3708 (см. рисунок 9.12).

Рисунок 9.12. Стартер 421.3708:

1. корпус;
2. якорь;
3. крышки;
4. траверса;
5. регулировочная шайба;
6. защитный колпак;
7. стопорная шайба;
8. упорная шайба;
9. прокладка;
10. реле;
11. якорь реле с пружиной;
12. заглушка;
13. рычаг;
14. уплотнительное кольцо;
15. упорное кольцо;
16. замковое кольцо;
17. привод;
18. крышки;
19. подшипник.

Якорь стартера вращается в трех бронзографитовых подшипниках (втулках), установленных в передней и задней крышках, скрепленных с корпусом двумя стяжными шпильками.

Во внутренней полости передней крышки стартера расположен привод, состоящий из шестерни, роликовой муфты свободного хода и направляющей втулки. Для ввода шестерни привода в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя и включения электрической цепи питания стартера от аккумуляторной батареи служит тяговое реле, установленное на передней крышке. Реле имеет катушку с втягивающей и удерживающей обмотками. В момент введения в зацепление шестерни с маховиком участвуют обе обмотки, после чего при работе стартера (вращении якоря) в целях экономии электроэнергии втягивающая обмотка реле обесточивается. С помощью усилия, передаваемого от тягового реле рычагом через буферную пружину привода, перемещающегося по шлицам вала якоря, осуществляются зацепление шестерни с венцом маховика и передача крутящего момента от стартера к двигателю.

Для предохранения обмотки и коллектора якоря от разноса при возрастании его частоты вращения после запуска двигателя в приводе установлена муфта свободного хода, рассчитанная на кратковременную работу.

На внутренней стороне задней крышки установлена траверза с двумя изолированными и двумя замкнутыми на массу щеткодержателями с медно-графитовыми щетками. Все щетки снабжены гибкими канатиками, присоединенными винтами к щеткодержателям. Концы попарно соединенных последовательно катушек обмотки возбуждения подсоединены к изолированным от массы щеткодержателям, другие концы этих катушек контактируют с болтом тягового реле. Щетки пружинами щеткодержателей прижимаются к коллектору якоря стартера.

В целях улучшения искрообразования в момент запуска двигателя при включении стартера 421.3708 происходит также замыкание вспомогательного контакта, закорачивающего дополнительный резистор катушки зажигания. После пуска двигателя следует немедленно отпустить ключ зажигания. При этом ток в цепи удерживающей обмотки прерывается, якорь тягового реле под действием усилия возвратной пружины отходит в первоначальное положение и рычаг выводит шестерню стартера из зацепления с венцом маховика. При этом контактный диск тягового реле размыкает главные и вспомогательные контакты, и электрическая цепь стартера прерывается.

В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять надежность крепления стартера, а также наконечников проводов к клеммам тягового реле стартера и надежность их электрического контакта. В связи с потреблением стартером большого электрического тока даже незначительные переходные сопротивления в его цепи приводят к падению напряжения и снижению мощности стартера. При техническом обслуживании следует проверить состояние наконечников проводов и деталей их крепления, не допуская их окисления и загрязнения.

Контрольная проверка стартера на стенде

Проверка эффективности работы стартера на стенде производится в режиме холостого хода и под нагрузкой. Кроме того, проверяются отсутствие замыканий в обмотках стартера и тяговое реле его включения.

Источником питании стартера при его проверке может служить полностью заряженная аккумуляторная батарея 6СТ-55 или низковольтный агрегат постоянного тока напряжением 12 В с максимальным током нагрузки не менее 500 А. Соединительные провода к источнику тока, амперметру и стартеру должны иметь сечение не менее 16 мм².

Проверка на холостом ходу

Для испытания стартера на холостом ходу его устанавливают на специальный стенд типа Sun GST215DC, ELKON U400 или аналогичный, либо при отсутствии такового зажимают в тисках. Электрическая схема подключения стартера для проверки показана на рисунке 9.13.

Рисунок 9.13. Схема соединений для проверки стартера на стенде:

1. вольтметр с пределом измерений не менее 15 В;
2. стартер;
3. реостат на 800 А;
4. амперметр с шунтом на 1000 А;
5. аккумуляторная батарея;
6. выключатель.

Исправный стартер при напряжении на клеммах 12 В должен потреблять ток не более 35 А для СТ-221 и 85 А для 421.3708, а частота вращения якоря должна быть 5000±500 об/мин. Если при проведении испытаний наблюдаются повышенное потребление тока, пониженная частота вращения якоря, а также шум во время работы стартера, то это указывает на электрические или механические неисправности в результате некачественной сборки, межвитковое замыкание обмотки якоря или замыкание ее на массу.

Пониженная частота вращения якоря при нормальном напряжении на клеммах стартера и малом потребляемом токе указывает на ненадежный контакт соединений проводов и недостаточное усилие прижима пружин щеток.

Проверка под нагрузкой

При испытании стартера под нагрузкой в режиме полного торможения схема его электрического подсоединения остается прежней (см. рисунок 9.13). При этом шестерня стартера вводится в зацепление с заторможенным зубчатым венцом стенда.

В случае отсутствия испытательного стенда для измерения крутящего момента на шестерню стартера надевают зажимное приспособление с рычагом, связанным с динамометром. Во избежание перегрева и повреждения обмотки включение стартера при испытании ограничивается временем 4-5 с. Тормозной момент определяется произведением длины рычага на показание динамометра.

При напряжении на клеммах 12 В и токе нагрузки не более 500 А для СТ-221 и 600 А для стартера 421.3708. Увеличение потребляемого тока с уменьшением указанного значения тормозного момента указывает на неисправность в обмотках якоря или возбуждения. Падение тормозного момента и потребляемого тока ниже номинальных значений происходит по причине нарушения контактов во внутренних соединениях стартера или ослабления усилия прижима щеток к коллектору. При этом резкое падение напряжении в цепи ниже 6 В говорит о неисправности или чрезмерном разряде аккумуляторной батареи. Если при проведении испытаний якорь стартера проворачивается в момент заторможенного состояния шестерни, происходит пробуксовка муфты свободного хода то она подлежит замене.

Проверка работоспособности тягового реле стартера

В цепь питания обмотки тягового реле стартера ввести амперметр, установить между ограничительным кольцом и шестерней привода прокладку толщиной 12,8 мм для СТ-221 и 15 мм для 421.3708 и включить реле. Сила тока питания обмотки не должна превышать 23 А. Если она больше, то это указывает на неисправность обмотки реле или привода стартера.

В случае отклонения каких-либо рабочих параметров стартера от номинальных следует проверить его обмотку на отсутствие замыканий.

Проверка обмоток стартера на отсутствие замыкания на массу

Отсоединить вывод обмотки возбуждения от тягового реле, приподнять изолированные щетки, отсоединить провод шунтовой катушки от неизолированного щеткодержателя, извлечь щетки из изолированных щеткодержателей, отвернув предварительно винты крепления щеточных канатиков.

Подвести через контрольную лампу напряжение 12 В к выводу обмотки возбуждения и к корпусу стартера. Загорание включенной в цепь контрольной лампы свидетельствует о замыкании обмотки возбуждения на массу.

Аналогичным способом производится проверка отсутствия замыкания на массу изолированных щеткодержателей. При этом напряжение подводится к изолированному щеткодержателю и корпусу стартера.

Отсутствие замыкания коллектора или обмотки якоря на массу проверяется в следующей последовательности: приподнять неизолированные и изолированные щетки; подвести напряжение к пластинам (ламелям) коллектора и корпусу стартера. Если при этом происходит загорание контрольной лампы, то значит обмотка якоря замыкает на массу.

При обнаружении дефектов деталей стартера, нарушающих его работоспособность, стартер следует разобрать и отремонтировать.

Разборка стартера (на примере стартера для двигателя УЗАМ)

1. Отвернуть контактный болт и отсоединить вывод обмоток возбуждения.

2. Отвернуть винты крепления тягового реле к крышке со стороны привода и снять реле.

3. Отвернуть гайки на стяжных шпильках стартера.

4. Отвернуть два винта и снять защитный колпак на задней крышке.

5. Снять стопорную и регулировочную шайбы с вала якоря.

6. Снять заднюю крышку (со стороны коллектора), траверзу, корпус и переднюю крышку.

7. Извлечь якорь вместе с приводом.

8. Легким ударом по торцу сдвинуть цилиндрическую упорную шайбу в сторону привода, затем с помощью отвертки разжать пружинное замковое кольцо и отвернуть его из выточки вала якоря.

9. Снять пружинное кольцо, упорную шайбу с вала якоря и привод.

После разборки детали следует тщательно очистить от загрязнений, промыть керосином и продуть сжатым воздухом.

Проверка технического состояния и ремонт деталей

Якорь

Проверить мегомметром или с помощью контрольной лампы, нет ли замыкания на массу. Напряжение через лампу подводится к пластинам коллектора и к сердечнику якоря. Горение лампы указывает на замыкание обмотки и пластины коллектора с массой. При проверке мегомметр должен показывать сопротивление не менее 10 кОм. Дефектный якорь заменить.

Контрольным прибором проверить, нет ли замыканий между секциями обмотки якоря или пластинами коллектора, а также нет ли обрывов в месте припайки выводов секций обмотки к пластинам коллектора.

Проверку обмотки якоря на межвитковое замыкание производят известным способом (стальной пластинкой) на специальном стенде. Для этого необходимо уложить якорь на шарикоподшипники стенда, а трансформатор стенда включить в сеть переменного тока напряжением 220 В. Затем на железо якоря вдоль оси наложить тонкую стальную пластину и, медленно проворачивая якорь (придерживая при этом пластину от проворачивания), наблюдать за пластиной. При наличии межвиткового замыкания пластина начнет вибрировать и притягиваться соответствующим пазом якоря.

Осмотреть рабочую поверхность коллектора и проверить его биение относительно цапф вала. Загрязненную или пригоревшую поверхность следует зачистить мелкозернистой шлифовальной шкуркой зернистостью 80 или 100.

При значительном повреждении поверхности или ее биении свыше 0,05 мм коллектор необходимо проточить на токарном станке, снимая как можно меньший слой металла. После проточки также прошлифовать коллектор мелкозернистой шлифовальной шкуркой. Слюду между пластинами коллектора стартера не подрезать, так как медная щеточная пыль с грязью будет набиваться в канавки, что может нарушить нормальную работу стартера.

На поверхности шлицев и цапф вала якоря не должно быть задиров, забоин и значительного износа. При наличии на поверхности вала следов желтого цвета от втулки шестерни их следует удалить мелкозернистой шлифовальной шкуркой, так как они могут стать причиной заедания шестерни на валу.

Привод

Зубья шестерни не должны иметь значительного износа. Если на заходной части зубьев имеются забоины, то их необходимо подшлифовать мелкозернистым шлифовальным кругом малого диаметра. Шестерня должна легко проворачиваться относительно ступицы муфты свободного хода, но только в направлении вращения якоря при запуске двигателя.

Изношенные или поврежденные детали привода подлежат замене.

Статор

Проверить мегомметром или с помощью контрольной лампы, нет ли замыкания обмотки статора на массу. Напряжение через лампу подводится к общему выводу обмотки и к корпусу стартера. Если лампа горит или мегомметр показывает сопротивление меньше 10 кОм, а также при наличии на обмотке следов перегрева (почернение или обугливание изоляции), ее следует заменить.

Для замены катушек обмотки необходимо снять полюса, отвернув пресс-отверткой крепежные винты. Перед снятием полюсов следует пометить взаимное положение корпуса и полюсов, сохранив его после сборки стартера.

Перед установкой обмотку рекомендуется подогревать примерно до 50 °С, чтобы придать ей гибкость и облегчить укладку на полюсах. Затяжку полюсов винтами нужно производить до отказа, чтобы воздушный зазор между якорем и полюсами выдерживался в первоначальных размерах: 0,38 мм при проверке щупом. Перед завертыванием винты рекомендуется опустить в натуральную олифу, а после затяжки зачеканить их головки по шлицу.

Крышки

Если на крышках есть трещины или сколы, заменить их новыми. Аналогично осматриваются подшипники (втулки) вала якоря в крышках. При наличии дефектов или при повышенном износе их также заменяют. В задней крышке (со стороны коллектора) проверить состояние щеткодержателей, надежность их крепления.

Щеткодержатели положительных щеток не должны замыкать на массу. Щетки должны свободно перемещаться в щеткодержателе. При износе щеток по высоте до 12 мм на СТ-221 и 6-7 мм на стартере 421.3708 их следует заменить новыми, предварительно притерев к коллектору.

Проверить динамометром усилие, с которым пружины воздействуют на щетки (см. таблицу 9.8).

Тяговое реле стартера

Проверить легкость перемещения якоря реле и состояние обмоток, изоляционных материалов и контактов. Если контакты подгорели, произвести зачистку их мелкозернистой шкуркой или бархатным напильником. При значительном износе головок контактных болтов в месте соприкосновения их с контактным диском болты надо развернуть на 180°.

Проверить сопротивление обмотки реле, надежность соединения ее выводов с массой и присоединительными элементами, а также отсутствие следов перегрева или замыканий.

Поврежденное реле заменить новым.

Сборка стартера

Перед сборкой надо смазать моторным маслом винтовые шлицы вала якоря, ступицы муфты свободного хода, шестерню и втулки обеих крышек, а поводковое кольцо привода - смазкой Литол-24.

До начала сборки следует проверить и отрегулировать осевой свободный ход вала якоря, предварительно собрав вместе крышки, корпус и якорь (можно без привода) и затянув гайки стяжных шпилек. Осевой люфт якоря для обеспечения работоспособности должен быть 0,07-0,7 мм. Изменение свободного хода якоря достигается подбором количества и толщины регулировочных шайб на передней (для СТ-221) или задней (для 421.3708) шейках вала якоря. Подобрав регулировочные шайбы, можно приступать к сборке стартера, которая выполняется в порядке, обратном разборке.

После сборки проверить работоспособность стартера на стенде.