Смазка узлов и механизмов стартера автомобиля

Рассмотрены основные виды неисправностей стартера, а также применение продуктов Molykote для смазки подшипниковых узлов, шлицевого соединения, планетарного редуктора, обгонной муфты (бендикса) и сердечника (якоря) тягового реле автомобильных стартеров.

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

 

 

Другие статьи