Устройство и принцип работы системы запуска двигателя
Система запуска двигателя обеспечивает первоначальное проворачивание коленчатого вала ДВС, благодаря чему в цилиндрах происходит воспламенение топливовоздушной смеси и мотор начинает работать самостоятельно. В эту систему входят несколько ключевых элементов и узлов, работу которых мы рассмотрим далее в статье.
Что представляет собой
В современных автомобилях реализована электрическая система пуска двигателя. Также ее часто называют стартерной системой пуска. Одновременно с вращением коленвала в работу включается система ГРМ, зажигания и топливоподачи. Происходит сгорание топливовоздушной смеси в камерах сгорания и поршни проворачивают коленвал. После достижения определенных оборотов коленчатого вала двигатель начинает работать самостоятельно, по инерции.
Запуск двигателя
Чтобы запустить двигатель, нужно достичь определенной частоты вращения коленчатого вала. Для разных типов двигателей это значение отличается. Для бензинового мотора минимально необходимо 40-70 об/мин, для дизельного – 100-200 об/мин.
На начальном этапе автомобилестроения активно использовалась механическая система пуска с помощью заводной рукоятки. Это было ненадежно и неудобно. Сейчас от таких решений отказались в пользу электрической системы запуска.
Устройство системы запуска двигателя
В систему пуска двигателя входят следующие ключевые элементы:
механизмы управления (замок зажигания, дистанционный запуск, система Старт-Стоп);
аккумуляторная батарея;
стартер;
провода определенного сечения.
Схема запуска двигателя
Ключевым элементом системы является стартер, который, в свою очередь, питается от аккумуляторной батареи. Это электродвигатель постоянного тока. Он создает крутящий момент, который передается маховику и коленчатому валу.
Как работает запуск двигателя
После поворота ключа в замке зажигания в положение «запуск» замыкается электрическая цепь. Ток по плюсовой цепи от аккумулятора поступает на обмотку тягового реле стартера. Затем по обмотке возбуждения ток проходит к плюсовой щетке, затем по обмотке якоря на минусовую щетку. Так срабатывает тяговое реле. Подвижный сердечник втягивается и замыкает силовые пятаки. При движении сердечника выдвигается вилка, которая толкает приводной механизм (бендикс).
После замыкания силовых пятаков от аккумулятора подается пусковой ток по плюсовому проводу на статор, щетки и ротор (якорь) стартера. Вокруг обмоток возникает магнитное поле, которое приводит в движение якорь. Таким образом электрическая энергия от аккумулятора преобразуется в механическую энергию.
Работа выключенного и включенного стартера
Как уже было сказано, вилка, во время движения втягивающего реле, выталкивает бендикс к венцу маховика. Так происходит зацепление. Якорь вращается и приводит в движение маховик, который передает это движение коленчатому валу. После запуска двигателя маховик раскручивается до больших оборотов. Чтобы не повредить стартер, срабатывает обгонная муфта бендикса. При определенной частоте бендикс вращается независимо от якоря.
После запуска двигателя и отключения зажигания от положения «запуск» бендикс принимает исходное положение, а двигатель работает самостоятельно.
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.
Справка. Внутреннее сопротивление аккумулятора в среднем составляет 2-9 мОм. Сопротивление стартера бензинового мотора в среднем 20-30 мОм. Как видно, для правильной работы необходимо, чтобы сопротивление стартера и проводов в несколько раз превышало сопротивление аккумулятора, иначе внутреннее напряжение аккумулятора при пуске будет проседать ниже 7-9 вольт, а этого допускать нельзя. В момент подачи тока напряжение исправного АКБ проседает в среднем до 10,8В в течение нескольких секунд, а затем вновь восстанавливается до 12В или чуть выше.
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.
Сила тока при старте
Стартеры для бензинового и дизельного мотора будут отличаться по мощности. Для бензиновых ДВС используются стартеры мощностью 0,8-1,4 кВт, для дизельных – 2 кВт и выше. Что это значит? Это значит, что стартеру с дизельным мотором нужно больше мощности, чтобы прокрутить коленвал на сжатие. Стартер мощностью 1 кВт потребляет 80А, 2 кВт потребляет 160А. Больше всего энергии уходит на начальную прокрутку коленчатого вала.
Среднее значение пускового тока для бензинового двигателя – 255А для успешной прокрутки коленвала, но это с учетом плюсовой температуры 18С° или выше. При минусовой температуре стартеру нужно крутить коленвал в загустевшем масле, что повышает сопротивление.
Особенности запуска двигателя в зимних условиях
В зимнее время бывает трудно запустить двигатель. Масло густеет, а значит провернуть его труднее. Также часто подводит аккумулятор.
При минусовой температуре внутреннее сопротивление аккумулятора повышается, батарея садится быстрее, также неохотно отдает нужный пусковой ток. Для успешного пуска двигателя зимой АКБ должна быть полностью заряжена и не должна быть замерзшей. Дополнительно нужно следить за контактами на клеммах.
Вот несколько советов, которые помогут запустить двигатель зимой:
Перед включением стартера на холодную включите дальний свет на несколько секунд. Это запустит химические процессы в батарее, так сказать, «разбудит» аккумулятор.
Не крутите стартер больше 10 секунд. Так батарея быстро садится, особенно на морозе.
Выжмите полностью педаль сцепления, чтобы стартеру не нужно было крутить дополнительные шестерни в вязком трансмиссионном масле.
Иногда могут помочь специальные аэрозоли или «стартерные жидкости», которые впрыскивают в воздухозаборник. При исправном состоянии мотор заведется.
Тысячи водителей ежедневно заводят свои моторы и едут по делам. Начало движения возможно благодаря слаженной работе системы запуска двигателя. Зная ее устройство, можно не только запускать двигатель в самых разных условиях, но и подобрать нужные компоненты в соответствии с требованиями именно к вашему автомобилю.
10 лучших пусковых устройств для автомобиля
Характеристика в рейтинге
Artway JS-1014
Самый популярный. Полная комплектация
1
BERKUT SPECIALIST JSC-300C
Может запустить двигатель без АКБ
2
Neoline Jump Starter 850A
Самый большой пусковой ток. Стильный дизайн
3
CARKU E-Power Elite
Лучшее соотношение цены и качества
4
High Power 20800 мА*ч
Устойчивость к низким температурам
5
Fubag Drive 400
Лучшая цена
1
AURORA START 55
Надежность. Простое управление
2
ОРИОН PW 700
Лучший выбор покупателя
3
Elitech УПЗ 30/120
Несколько режимов работы. Отсек для высоковольтных проводов
4
PATRIOT BCT-600 Start
Самая высокая мощность
5
AIRLINE AJS-55-05
Лучшая цена
Как правило, необходимость в данном оборудовании возникает ранним утром на автомобильной стоянке, однако внештатные ситуации могут возникнуть и в дальних путешествиях. Старенький аккумулятор не выдержал ночных перепадов температуры (или зимнего мороза), кто-то не выключил магнитолу или подогрев сидений – в таких ситуациях завести автомобиль поможет пусковое устройство.
В нашем обзоре представлено оборудование разных марок, которое имеет одну общую черту – они лучшие на отечественном рынке. Выборка велась на основании заявленных характеристик моделей и практического опыта эксплуатации, которым многие пользователи великодушно поделились в своих отзывах. Для удобства читателя рейтинг приборов был разделен по категориям на сетевые и автономные устройства.
Лучшие пусковые устройства для автомобиля, работающие автономно (Jump starter)
Отличное и самое технически совершенное оборудование позволяет быстро завести авто при севшем аккумуляторе. Основное преимущество выражено в полной автономии устройства – он справится со своими задачами вдали от благ цивилизации – в полевых условиях.
5 Fubag Drive 400
Пусковое устройство от известного немецкого производителя отличается высоким качеством исполнения, надежностью комплектующих деталей и долговечностью. Максимальный ток запуска – 400 А. Этого вполне достаточно, чтобы завести двигатель легкового авто среднего класса. Тем более прибору по силам зарядить ноутбук, планшет или смартфон. При этом вес пускового устройства составляет всего 300 грамм – просто невероятно, как у него получается заводить авто с разряженным аккумулятором!
Но владельцы в своих отзывах подтверждают заявленные возможности прибора. До полного разряда он способен обеспечить несколько эффективных попыток завести мотор – их число зависит от температуры окружающего воздуха. Тем не менее, и при -30 °C Fubag Drive 400 может обеспечить 5-6 таких попыток. Вдобавок ко всем своим преимуществам, пусковое устройство имеет встроенный фонарь, который всегда может пригодиться в дальней дороге.
4 High Power 20800 мА*ч
Покупая современные пусковые устройства, отечественный потребитель с трудом верит в то, что небольшая элегантная коробочка способна «оживить» его автомобиль в лютую стужу, когда даже тяжелый и большой аккумулятор отказывается работать. Имеющий высокую емкость, зарядный блок High Power достаточно надежен и долговечен. Его работоспособность сохраняется при температурах до -40 °C, так что пользователям из северных регионов нашей страны на него можно смело обращать внимание.
Отзывы владельцев разнятся. При этом пусковое устройство на морозе может осуществить до 10 полноценных попыток завести автомобиль. Некоторые пользователи считают, что это слишком мало. Другие, более практичные владельцы, полученным результатом довольны. Батарея выдерживает до 3000 полных циклов, что является достаточно характерным показателем в пользу качественных комплектующих прибора.
3 CARKU E-Power Elite
Более пяти лет это компактное пусковое устройство представлено на отечественном рынке, являясь достаточно популярным и востребованным оборудованием. В эксплуатации CARKU E-Power Elite демонстрирует высокую надежность и практичность. Имея пиковые показания пускового тока в пределах 400 A, устройство отлично справляется с запуском двигателей легковых автомобилей до 4000 см³ (активирует и дизельные моторы, но с объемом не более 2-х литров).
Кроме аварийного восстановления аккумулятора, этот Jump starter может использоваться для подзарядки ноутбуков, планшетов и другой современной техники. Владельцы положительно отзываются о надежности и уровне технических характеристик пускового устройства. Заряда хватает на несколько запусков мотора, при этом температура воздуха вокруг авто может находиться на уровне до -30 °C, а это самые распространенные климатические условия, в которых данный прибор будет необходим, как никогда.
2 Neoline Jump Starter 850A
Это пусковое устройство имеет приличную величину заряда батареи – 20000 мА*ч, что позволяет осуществить 25-30 запусков двигателя автомобиля. Кроме того, оборудование способно работать с дизельными моторами (номинальный ток составляет 450 A, max – 850 A), объем которых не превышает 9 литров. Сам прибор выглядит более чем современно и технологично. Выполненный из высококачественного пластика корпус в стиле хай-тек минимализма, добротные зажимы и провода размещены в достаточно приличном кейсе.
На основании полученной информации из отзывов владельцев, проверивших на деле характеристики Neoline Jump Starter 850A, можно сделать вывод, что внешняя презентабельность устройства более чем оправдана – пусковое отлично справляется со своими задачами. «Замерзший» автомобиль, аккумулятору которого не хватило сил даже «пикнуть» сигнализацией, после простых манипуляций очень быстро возвращается к жизни. Те, кто оказывался в подобных ситуациях, отлично знают, что на помощь окружающих рассчитывать особо не приходится, поэтому возможность быстро решить проблему самостоятельно дорогого стоит.
1 BERKUT SPECIALIST JSC-300C
Пусковое устройство конденсаторного типа может получить рабочий заряд от любого источника питания с напряжением не ниже 5 V. Такая уникальная технология позволяет зарядить пускатель от уже практически «мертвого» аккумулятора. Информация наполнения емкости выводится на лицевой панели в виде диодной шкалы и когда устройство будет готово к работе, загорится маркер «Статус».
Владельцы считают это пусковое одним из лучших. Говорят, что практически «в ноль» разряженный аккумулятор позволяет устройству набирать заряд чуть менее 2-х минут. Больше всего положительных оценок в отзывах дано функции запуска двигателя автомобиля без АКБ. Для этого только необходимо, чтобы BERKUT SPECIALIST JSC-300C уже был заряжен и готов к работе. Кроме того, при запуске авто с дизельным мотором есть возможность активировать специальный режим, который обеспечивает задержку (пока идет нагрев свечей). После применения на практике этого устройства, большинство пользователей изменило свое мнение относительно завышенной стоимости прибора. Возможности, которые демонстрирует этот Jump Starter, однозначно стоят потраченных денег.
Artway JS-1014
Модель JS-1014 поставляется в Россию с 2008 года, когда о пусковых устройствах мало кто вообще слышал. С тех пор она прошла адаптацию под российские условия эксплуатации. Прибор прославился качественной сборкой и безотказностью – готов завести двигатель при разряженном в ноль аккумуляторе или при его отсутствии. Примечательно, что через порт USB-C и набор комплектных переходников он способен зарядить большинство современных гаджетов и бытовых приборов – смартфоны, ноутбуки, фотоаппараты, планшеты и т. д. Емкость встроенной батареи составляет 14000 мА∙ч, а для зарядки самого ПЗУ требуется 5‒6 часов.
Хорошо продуман вопрос безопасности. Устройство оснащено защитой от ошибочного расхода энергии, чрезмерного заряда, короткого замыкания и перегрева, сертифицировано по Международному стандарту перевозок и может транспортироваться в качестве ручной клади. Производитель добавил в функционал и свою собственную новейшую разработку AVRT — это автоматическая регулировка необходимого пускового тока для запуска двигателя и защиты бортовой сети вашего автомобиля. В результате ПЗУ постоянно получает положительные отзывы и пользуется спросом. В числе плюсов – нежадная комплектация с 8 переходниками и удобным кейсом для их хранения, фонарик и стробоскоп, которые могут работать в режиме SOS. Так что в случае возникновения нештатной ситуации на дороге, вы сможете дополнительно обезопасить себя и свое авто при помощи световых сигналов. Из минусов – подходит только для легковых автомобилей с напряжением 12В.
Лучшие пусковые устройства для автомобиля, работающие от электросети
Эти пусковые устройства могут не только помочь быстро завести двигатель автомобиля, но и (при наличии времени) реанимировать аккумуляторную батарею, восстановив ее заряд. Ключевой особенностью этого оборудования является необходимость подключения к бытовой электросети.
5 AIRLINE AJS-55-05
Для быстрой активации мотора в условиях севшего аккумулятора можно использовать трансформаторное зарядно-пусковое устройство AIRLINE AJS-55-05, которое также подходит для восстановления емкости разных АКБ (6 и 12 V). Степень зарядки удобно отслеживать на амперметре, встроенном на панели управления, на которой также расположен светодиодный индикатор, сигнализирующий о завершении процесса восстановления.
Емкость заряжаемой батареи может находиться в пределах до 120 А*час, то есть с помощью пускового устройства будет легко заводить даже микроавтобусы. В отзывах владельцев (в большей их части) основным преимуществом этого прибора считается цена. Из всех представленных в данной категории моделей, AIRLINE AJS имеет самую доступную цену. Несмотря на это, продукт из Поднебесной может похвастаться хорошими техническими характеристиками и надежностью в работе.
4 PATRIOT BCT-600 Start
Для восстановления аккумуляторных батарей емкостью от 120 до 900 А*ч отлично подойдет мощное зарядно-пусковое устройство PATRIOT BCT-600 Start, которое также можно применять непосредственно для быстрого старта двигателя. Достаточно пары минут (немного оживить аккумулятор), чтобы приступить к пуску. Кроме того, гарантия производителя на данную продукцию достигает трех лет, что подтверждает ее высокое качество и надежность.
Несмотря на внушительный вес устройства (25 кг) трудностей с транспортировкой не возникает благодаря предусмотренной удобной рукоятке и наличию колес. Его чаще можно встретить в сервисных центрах и СТО, но за высокую эффективность его предпочитают иметь в своем гараже и обычные владельцы. Прочный корпус PATRIOT BCT-600 Start имеет большое количество перфорированных отверстий, что обеспечивает необходимый отток тепла и защищает от перегрева детали прибора.
3 Elitech УПЗ 30/120
Это сетевое пусковое устройство подходит для любых аккумуляторов с напряжением 12 V и 24 V. Металлический корпус надежно защищает прибор от механических повреждений, а удобная ручка облегчает его перенос. Дополнительным преимуществом, которое в своих отзывах отмечают многие владельцы, является наличие специального места для хранения кабеля.
Управление прибором простое и понятное, осуществляется при помощи тумблеров, расположенных на лицевой панели, что не вызывает никаких затруднений. В зависимости от ситуации, можно выбрать наиболее подходящий режим зарядки, или использовать Elitech УПЗ 30/120 как пусковое устройство, если время «поджимает». Уровень тока можно отслеживать (при регулировке) на встроенном амперметре. Для безопасной эксплуатаци предусмотрены все необходимые средства защиты.
2 ОРИОН PW 700
Даже полностью разряженный аккумулятор автомобиля не сможет надолго задержать владельца, у которого имеется зарядно-пусковое устройство ОРИОН PW 700. Его можно использовать для запуска мотора в условиях низких температур, а также при восстановлении заряда АКБ. Данная модель рассчитана на кислотные батареи любой емкости с напряжением до 12 V, при этом прибор сам контролирует режим старта и заряда, определяя степень состояния накопителя.
Создать зарядное и одновременно пусковое устройство для авто компактного размера и с весом всего 2,45 кг удалось благодаря использованию высокочастотного преобразователя энергии. Предусмотренный принудительный вентилятор и электронная схема защиты от перегрева значительно повысили рабочие показатели и продлили срок эксплуатации прибора, что заслужило положительные оценки в отзывах владельцев.
1 AURORA START 55
AURORA START 55 является надежным пуско-зарядным устройством, которое можно применять для всех свинцово-кислотных аккумуляторов, с максимальным напряжением 24 V. Несколько режимов работы позволяют использовать его для обычной или ускоренной зарядки, а так же непосредственно для запуска двигателя при севшем аккумуляторе или в мороз.
Данная модель имеет компактный размер и эргономичный дизайн, благодаря чему она удобна и проста в использовании. Предусмотренная в этом пусковом устройстве надежная защита от перегрева, короткого замыкания и перегрузки значительно продлевает срок службы, что положительно отмечено в отзывах владельцев. Наличие гарантийных обязательств в первый год эксплуатации подтверждает надежность и качество сборки.