Car starter units and mechanisms lubrication
Car starter units and mechanisms lubrication

The article describes main kinds of car starter troubles as well as ways of use Molykote products for lubrication the following car starter mechanisms: bearing units, sline connection, planetary gear unit, overrunning clutch and solenoid starter switch core.

Особенности работы узлов трения и механизмов стартера автомобиля
Неисправности стартера, связанные с износом узлов трения и механизмов
Применение смазочных материалов в узлах трения и механизмах стартера

 

Особенности работы узлов трения и механизмов стартера автомобиля

Стартер является главным устройством системы автоматического пуска двигателя автомобиля и обычно состоит из четырех основных механизмов:
   • тягового реле;
   • приводного механизма;
   • электрического двигателя постоянного тока;
   • редуктора.

При повороте ключа в замке зажигания автомобиля происходит замыкание цепи питания тягового реле стартера. Электрический ток в обмотке тягового реле создает втягивающее сердечник электромагнитное поле. Сердечник перемещает вилку приводного механизма стартера и вводит шестерню привода в зацепление с венцом маховика. Оказываясь в крайнем положении, сердечник тягового реле замыкает цепь питания обмоток электродвигателя. Якорь начинает вращаться, и через установленную на валу шестерню крутящий момент передается на коленчатый вал двигателя автомобиля. Запуск двигателя происходит при достижении необходимой частоты вращения коленчатого вала, после чего приводная шестерня стартера начинает вращаться с большей частотой, чем якорь электродвигателя. Конструкция обгонной муфты (муфты свободного хода или бендикса) препятствует передаче крутящего момента от маховика двигателя автомобиля на якорь электродвигателя стартера и не позволяет набравшему обороты двигателю вывести стартер из строя. При обратном повороте ключа в замке зажигания цепь питания тягового реле стартера размыкается, и сердечник реле вместе с элементами приводного механизма под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение, размыкая цепь питания обмоток электродвигателя.


Наличие редуктора в конструкции стартера позволяет использовать более компактные, экономичные и дешевые электродвигатели с высокой номинальной частотой вращения якоря. Запуск таких стартеров в холодное время года облегчается. Наибольшее распространение в конструкции современных автомобилей получили стартеры с встроенными планетарными редукторами. Центральное колесо приводится непосредственно валом якоря электродвигателя, а вал водила планетарной передачи через муфту свободного хода соединяется с приводной шестерней стартера.


Работа стартера под воздействием кратковременных переменных по величине механических нагрузок приводит к интенсивному изнашиванию его основных деталей и узлов. Повышенный износ происходит во время частых пусков двигателя автомобиля при низких температурах и в ходе работы стартера в нехарактерных для него условиях (например, при несвоевременном выводе из зацепления приводной шестерни с венцом маховика, несвоевременном размыкании цепи питания стартера после запуска двигателя или в режиме движения автомобиля с помощью стартера).

Применение смазочных материалов Molykote от компании Dow Corning способствует снижению интенсивности изнашивания узлов трения и механизмов стартера, обеспечивая его надежную работу в течение длительного времени.

 

Неисправности стартера, связанные с износом узлов трения и механизмов

Низкая скорость вращения вала стартера и большой потребляемый ток могут являться признаками увеличенного сопротивления вращению. Зачастую оно возникает вследствие износа подшипников скольжения и перекоса якоря электродвигателя. Стартеры, в которых возбуждение обмотки якоря происходит под действием постоянных магнитов статора, имеют дополнительный подшипник на передней крышке. Стартеры с обмотками возбуждения, как правило, переднего подшипника не имеют. Поскольку зазор между якорем и статором электродвигателя составляет десятые доли миллиметра, даже небольшой перекос вала приводит к касанию якорем неподвижного статора.

Выход из строя подшипников стартера может привести к неравномерному вращению и биению вала. В итоге зубья приводной шестерни, венца маховика и зубчатых колес планетарного редуктора начинают работать в режиме ударных нагрузок, что приводит к их быстрому разрушению. В этом случае неизбежна замена узлов стартера, а в некоторых случаях и венца маховика.

Износ планетарного редуктора может привести к появлению периодических стуков, повышению уровня постоянного шума и рабочей температуры. При этом возможно заклинивание стартера. Для устранения указанных неисправностей прибегают, как правило, к замене изношенных деталей редуктора.


Износ поверхности винтовых шлицов на валу стартера может являться причиной образования задиров и заедания приводной шестерни. В результате ее ввод или вывод из зацепления с венцом маховика невозможен. В случае использования роликовых обгонных муфт, конструктивно не обеспечивающих полное разъединение якоря и маховика коленчатого вала, такая неисправность приводит к разрушению стартера.

 

Обгонная муфта предотвращает передачу крутящего момента от маховика на якорь электродвигателя стартера. Нельзя допускать возникновения перегрева и самопроизвольного заклинивания муфты, так как в момент запуска двигателя она напрямую связывает вал стартера с водилом планетарной передачи и якорем электродвигателя. Заклинивание муфты приводит к резкому увеличению частоты вращения якоря и, как правило, к полному разрушению стартера. При повышенном износе деталей обгонной муфты происходит ее пробуксовка, что делает невозможным запуск двигателя автомобиля. В этом случае необходима замена обгонной муфты.

Сердечник тягового релеСердечник тягового реле должен свободно перемещаться в корпусе. Если при подаче питания на обмотки тягового реле сердечник остается неподвижным, это зачастую свидетельствует о заклинивании сердечника из-за коррозии или продуктов износа. Для устранения заклинивания следы коррозии удаляют, проводят замену изношенных деталей или устанавливают новое реле. В редких случаях возможно заклинивание втянутого в реле сердечника. Это влечет за собой невозможность возвращения в исходное положение деталей приводного механизма стартера под действием возвратной пружины тягового реле при отключении питания его обмоток. Указанное явление сопровождается невозможностью своевременного вывода приводной шестерни стартера из зацепления с венцом маховика. В результате длительной работы обгонной муфты возможен ее перегрев и заклинивание, приводящее к полному разрушению стартера.

Таким образом, многие неисправности стартера могут быть связаны с износом его узлов трения и механизмов:
   • при повороте ключа зажигания стартер не включается (заклинивание сердечника тягового реле, заедание приводной шестерни и обгонной муфты на валу вследствие износа винтовых шлицов);
   • стартер проворачивает коленчатый вал двигателя, но очень медленно (износ подшипников скольжения, перекос и биение якоря или вала стартера);
   • электродвигатель стартера вращается, но коленчатый вал двигателя автомобиля стоит на месте (износ обгонной муфты или деталей планетарного редуктора);
   • после запуска двигателя автомобиля и отключения питания стартера якорь электродвигателя продолжает вращаться под действием маховика (заклинивание обгонной муфты).

В отличие от неисправностей элементов электрической части стартера указанные механические неисправности, как правило, опаснее по своим последствиям и чаще приводят к полному разрушению стартера и его частей. Применение специализированных смазочных материалов Molykote от компании Dow Corning в узлах трения и механизмах стартера способствует их защите в критических и аварийных условиях эксплуатации, позволяя повысить срок службы стартера.

 

Применение смазочных материалов в узлах трения и механизмах стартера

Автомобильные стартеры работают в сложных условиях эксплуатации: низкая температура окружающей среды в холодное время года, высокая температура отдельных узлов при запуске двигателя, высокая скорость вращающихся деталей, повышенные нагрузки, отложение продуктов износа и возможность попадания влаги из внешней среды.

Именно поэтому к смазке для узлов трения стартера предъявляются повышенные требования, общими из которых являются: 
   • широкий диапазон рабочих температур;
   • долговременная смазка;
   • устойчивость к смыванию водой;
   • защита от коррозии.

Для смазки подшипников скольжения стартера и винтового шлицевого соединения успешно применяется высокоэффективная литиевая пластичная смазка Molykote BR 2 Plus с добавлением твердых смазочных материалов. Она разработана для эксплуатации пар трения металл/металл в диапазоне от малых до больших скоростей при средних и высоких нагрузках. В состав смазочного материала входят противозадирная присадка и ингибитор коррозии, благодаря чему обеспечивается отличная защита от заедания и высокие антикоррозионные свойства.

Для винтовой шлицевой поверхности вала стартера применяется антифрикционное покрытие Molykote 3400A Leadfree на основе дисульфида молибдена с эпоксидным связующим, обеспечивающее низкий коэффициент, высокую несущую способность, устойчивость к воздействию жидкостями и хорошую защиту от коррозии.

Коронные колеса планетарной передачи редукторов в целях уменьшения массы часто изготавливают из пластика, поэтому к смазочным материалам для них предъявляется дополнительное требование - совместимость с пластмассами. Литиевые пластичные смазки Molykote AG-650 и Molykote 7514 на основе синтетического масла специально разработаны для планетарных передач редукторов автомобильных стартеров. Они имеют высокую морозо- и термостойкость, совместимы с пластмассами и эластомерами, способствуют снижению шума и пригодны для долговременной смазки.

Надежную работу обгонных муфт обеспечивает специальная термостойкая пластичная смазка Molykote  7325 на основе силиконового масла и литиевого загустителя с противозадирными и противоизносными присадками. В качестве смазки для обгонных муфт также хорошо зарекомендовала себя морозо- и термостойкая пластичная смазка Molykote 33 Medium (диапазон рабочих температур -73…+ 204 °C) на основе силиконового базового масла и литиевого мыльного загустителя.

Для обеспечения подвижности сердечника реле ведущими производителями рекомендуется использование антифрикционного покрытия Molykote D-7409 на основе дисульфида молибдена и графита с полиамидным связующим. Покрытие разработано для пар трения металл/металл, имеющих прерывистый характер движения, испытывающих умеренные нагрузки и работающих при  скоростях от низких до умеренных.

Использование смазочных материалов, разработанных специально для конкретных узлов и условий эксплуатации, позволяет значительно снизить интенсивность процессов изнашивания и повысить защищенность устройств в критических условиях эксплуатации. Рекомендации по применению материалов Molykote для смазки подшипников, планетарного редуктора, шлицевого соединения, обгонной муфты (бендикса) и сердечника (якоря) тягового реле автомобильных стартеров представлены в таблице.

 

Рекомендации по применению смазочных материалов Molykote в узлах трения и механизмах автомобильных стартеров

Узлы трения и механизмы стартера Требования к смазочным материалам Рекомендуемые смазочные материалы
Подшипники
  • Широкий диапазон рабочих температур (-30…+130 °С)
  • Высокие антикоррозионные свойства
  • Высокая несущая способность
  • Долговременная смазка
Литиевая пластичная смазка Molykote BR 2 Plus с широким диапазоном рабочих температур, высокой несущей способностью, антифреттинговыми свойствами для долговременного смазывания
Планетарный редуктор
  • Широкий диапазон рабочих температур (-30…+150 °С)
  • Высокая несущая способность
  • Хорошая совместимость с пластмассами и эластомерами
  • Долговременная смазка
Синтетические морозо- и термостойкие пластичные смазки Molykote AG-650, Molykote 7514 для высоких нагрузок, подходящие для долговременного смазывания направляющих и зубчатых зацеплений
Шлицевое соединение
  • Защита от коррозии
  • Высокая несущая способность
  • Низкий коэффициент трения
  • Долговременная смазка
Антифрикционное покрытие Molykote 3400A Leadfree на основе дисульфида молибдена с эпоксидным связующим, не содержащее свинца и отверждаемое при нагреве

Литиевая пластичная смазка Molykote BR 2 Plus с широким диапазоном рабочих температур, высокой несущей способностью, антифреттинговыми свойствами для долговременного смазывания
Обгонная муфта
  • Широкий диапазон рабочих температур (-30…+150 °С)
  • Хорошая совместимость с особенностями работы обгонных муфт автомобильных стартеров
  • Возможность использования для обгонных муфт различных размеров и конструкций
  • Стойкость к окислению и повышенной влажности
  • Долговременная смазка
Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка Molykote  7325, разработанная специально для применения в обгонных муфтах автомобильных стартеров

Силиконовая морозо- и термостойкая пластичная смазка Molykote 33 Medium, разработанная для применения в узлах трения точных механизмов
Сердечник тягового реле
  • Высокие антифрикционные свойства в области низких температур
  • Высокие смазывающие и антикоррозионные свойства
  • Высокие антифреттинговые свойства
  • Устойчивость к воздействию масел, жиров и растворителей
Антифрикционное покрытие Molykote D-7409 на основе дисульфида молибдена и графита с полиамидным связующим, отверждаемое при нагреве

 

 

Other articles