Система зажигания и пуска — это две взаимосвязанные электрические системы, которые отвечают за запуск двигателя и его работу. Без них автомобиль просто не сможет ехать. Эта статья разберет, как они устроены, какие компоненты входят в их состав, и почему они иногда выходят из строя.
Как устроена система пуска автомобиля
Система пуска отвечает за первоначальный запуск двигателя. Когда вы поворачиваете ключ зажигания или нажимаете кнопку «Старт», в действие приходит целая цепочка электрических компонентов.
Основные элементы системы пуска включают аккумуляторную батарею (АКБ), стартер, реле стартера и электропроводку. Каждый элемент играет важную роль. АКБ — это источник электроэнергии. Стартер — это мощный электромотор, который вращает коленчатый вал двигателя. Реле стартера — это электрический выключатель, который соединяет АКБ со стартером только при подаче команды с замка зажигания.
Когда вы запускаете двигатель, через реле пускается мощный ток от АКБ к стартеру. Стартер раскручивает коленчатый вал, и двигатель начинает работать. Как только двигатель запустился, стартер автоматически отключается благодаря специальному электромеханическому механизму.
Аккумуляторная батарея: сердце системы пуска
Аккумулятор — это устройство, которое накапливает электроэнергию и отдает её в нужный момент. На современных автомобилях используются свинцово-кислотные батареи 12 вольт (на некоторых грузовиках — 24 вольта).
Батарея состоит из нескольких банок, каждая из которых генерирует примерно 2 вольта. Эти банки соединены в последовательную цепь, чтобы получить 12 вольт. Внутри каждой банки находятся положительные и отрицательные пластины из свинца, погруженные в электролит (раствор серной кислоты и воды).
Когда АКБ разряжается, её напряжение падает. Это приводит к тому, что стартер вращается медленнее, и двигатель сложнее запустить. Если напряжение АКБ упадет ниже определенного порога (примерно 10.5 вольт), стартер может вообще не сработать.
Стандартный срок службы аккумулятора — 3–5 лет, в зависимости от условий эксплуатации. В холодном климате батареи изнашиваются быстрее, потому что при низких температурах её емкость резко падает, а отдача тока увеличивается.
Стартер: электромотор, запускающий двигатель
Стартер — это мощный электромотор, который преобразует электрическую энергию в механическую. Когда вы включаете зажигание, стартер получает мощный импульс электротока и начинает вращаться с большой скоростью (от 5000 до 10000 оборотов в минуту).
Стартер соединен с коленчатым валом двигателя через бендикс — специальный механизм с пружиной и шестерней. Когда стартер вращается, его шестерня входит в зацепление с кольцом маховика двигателя. Это передает вращение на коленчатый вал.
Как только двигатель начинает самостоятельно работать и развивает обороты выше, чем стартер, бендикс автоматически отключает шестерню стартера. Это защищает стартер от перегрузки, потому что в противном случае маховик начнет вращать стартер, что его разрушит.
Стартеры имеют сложную конструкцию с якорем, коммутатором, щетками и полюсными наконечниками. Если произойдет поломка любой из этих частей, стартер перестает работать. К счастью, стартеры обычно живут долго — 5–7 лет или 100–150 тысяч километров.
Генератор: система зарядки батареи
Генератор — это устройство, которое генерирует электричество, когда двигатель работает. Без генератора аккумулятор со временем полностью разрядится, потому что стартер, фары, магнитола и другие потребители постоянно отнимают заряд.
Генератор состоит из статора (неподвижной части с катушками), ротора (вращающейся части с магнитом), регулятора напряжения и диодного моста. Когда двигатель работает и вращает вал генератора через ремень, ротор вращается, создавая переменное магнитное поле. Это поле индуцирует ток в катушках статора.
Регулятор напряжения следит за тем, чтобы напряжение на выходе генератора всегда оставалось в пределах 13.5–14.5 вольт (для 12-вольтовых систем). Если напряжение превышает этот диапазон, регулятор уменьшает силу магнитного поля. Если напряжение падает, регулятор увеличивает силу поля.
Диодный мост выпрямляет переменный ток, который генерирует статор, в постоянный ток, необходимый для зарядки батареи и питания электрооборудования автомобиля.
При нормальной работе генератор может прослужить 5–10 лет. Однако его выход из строя может привести к полной потере электроэнергии в автомобиле, что грозит остановкой на дороге.
Реле и предохранители в системе пуска
Реле — это электромеханические выключатели, которые включают и выключают мощные цепи с помощью маломощного управляющего сигнала. В системе пуска главную роль играет реле стартера.
Когда вы включаете зажигание, маломощный ток от замка зажигания подается на катушку реле. Катушка создает магнитное поле, которое притягивает якорь реле. Якорь замыкает мощный контакт, через который течет ток от АКБ к стартеру.
Это устройство необходимо, потому что провод от замка зажигания до стартера был бы очень толстым, если бы через него проходил весь ток стартера (обычно 200–400 ампер). Реле позволяет управлять мощным стартером тонким сигнальным проводом.
Предохранители защищают цепи от перегрузок. Если произойдет короткое замыкание и ток превысит номинальное значение, предохранитель перегорает и разрывает цепь, защищая проводку и компоненты от возгорания.
ЭБУ и система управления зажиганием
Система управления зажиганием и пуска на современных автомобилях контролируется электронным блоком управления (ЭБУ). ЭБУ — это компьютер, который обрабатывает сигналы от различных датчиков и принимает решения о том, когда и как запускать стартер.
ЭБУ получает сигнал от замка зажигания, проверяет, находится ли нога водителя на педали тормоза (на автоматических коробках передач), убеждается, что двигатель уже не работает, и дает команду на включение реле стартера.
В современных дизельных и бензиновых двигателях ЭБУ также контролирует угол опережения зажигания, время впрыска топлива, количество воздуха, поступающего в цилиндры, и множество других параметров для оптимального запуска и работы двигателя.
Если с ЭБУ что-то не так, автомобиль может вообще не запуститься, даже если все остальные компоненты системы пуска в порядке. Это одна из причин, по которой важна компьютерная диагностика автомобиля — она позволяет выявить проблемы в управляющих системах.
Частые неисправности системы пуска
Разряженный аккумулятор — самая распространенная проблема. Батарея теряет заряд из-за включенных фар при заглушенном двигателе, поломки генератора, саморазряда или просто из-за возраста.
Неисправный стартер проявляется как медленное вращение двигателя при запуске или полное его отсутствие, при этом стартер молчит. Проблема может быть в щетках, якоре, обмотках или бендиксе.
Слабый генератор не заряжает АКБ достаточно. На панели приборов загорается лампочка батареи. Проблема может быть в регуляторе напряжения, диодном мосте или неправильном натяжении ремня.
Окисленные контакты на полюсах батареи или в цепи пуска препятствуют прохождению тока. Контакты белеют или зеленеют из-за окисления, что может привести к тому, что стартер вообще не получит питание.
Неисправное реле стартера не замыкает цепь, и стартер не включается, несмотря на поворот ключа зажигания.
Перегоревший предохранитель разрывает цепь и препятствует запуску стартера.
Неисправности ЭБУ могут привести к отсутствию сигнала на реле стартера, что заблокирует запуск двигателя.
Если ваш автомобиль плохо запускается или вообще не заводится, читайте подробную статью «Машина не заводится: причины и решения» — там разобраны все возможные причины и способы диагностики.
Особенности системы пуска на дизельных автомобилях
На дизельных двигателях система пуска имеет некоторые особенности. Дизельное топливо воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха, а не от свечей зажигания, поэтому дизельные двигатели требуют более мощного стартера.
Дизельный двигатель намного плотнее и тяжелее, чем бензиновый такого же объема. Поэтому для его запуска требуется больший момент вращения. Стартер на дизеле обычно мощнее (3–5 кВт вместо 1–2 кВт на бензиновых двигателях).
Кроме того, на дизелях часто устанавливают свечи накаливания (glow plugs), которые разогревают камеры сгорания перед запуском холодного двигателя. Это облегчает воспламенение дизельного топлива при низких температурах.
На современных дизелях с системами DPF, AdBlue и EGR (которые входят в экологические системы) ЭБУ может блокировать запуск двигателя, если что-то не в порядке с этими системами. Например, если DPF забит, ЭБУ может отказать в запуске для защиты двигателя. Подробнее об этих системах читайте в статье «Экологические системы автомобиля: AdBlue, DPF и EGR».
Диагностика и ремонт системы пуска
Правильная диагностика — это ключ к быстрому и недорогому ремонту. Существует несколько методов диагностики системы пуска.
Внешняя визуальная проверка начинается с осмотра аккумулятора и его контактов. Ищите окисление, коррозию, трещины в корпусе батареи или вздутия, которые указывают на проблему.
Проверка напряжения АКБ с помощью мультиметра покажет, заряжена ли батарея. Нормальное напряжение на неработающей батарее — 12.6 вольт. Если напряжение 11.5 вольт или ниже, батарея разряжена.
Проверка под нагрузкой (нагрузочный тест) имитирует включение стартера и показывает, сколько вольт упадет напряжение и как быстро оно вернется. Здоровая батарея почти не должна упасть ниже 10 вольт.
Проверка генератора производится мультиметром на работающем двигателе. Напряжение на выходе генератора должно быть 13.5–14.5 вольт. Если оно ниже, генератор не заряжает батарею.
Проверка стартера включает прослушивание щелчков реле при повороте ключа и замер тока, который потребляет стартер. Если стартер молчит и реле не щелкает, проблема в реле или проводке.
Компьютерная диагностика считывает коды ошибок из памяти ЭБУ, которые указывают на конкретную проблему. Это наиболее надежный способ найти проблему в системе управления. Подробнее о методах диагностики читайте в статье «Диагностика электрики автомобиля (АКБ/генератор/стартер)».
Как предотвратить проблемы с системой пуска
Профилактика лучше, чем ремонт. Вот несколько рекомендаций по уходу за системой пуска.
Регулярно проверяйте состояние аккумулятора. Раз в 6 месяцев осматривайте корпус батареи, её контакты, проверяйте надежность креплений.
Очищайте окисленные контакты батареи специальным щеточным инструментом или наждачной бумагой. Окисление предотвращает нормальный контакт и снижает эффективность системы.
Проверяйте натяжение ремня генератора. Слабый ремень не передает достаточно мощности на генератор, и батарея не заряжается.
Не оставляйте включенные фары при заглушенном двигателе. Это быстро разряжает батарею, особенно на старых автомобилях без автоматического отключения фар.
Берегите батарею от холода. В зимний период припаркуйте автомобиль в теплом месте, если это возможно. Холод снижает производительность батареи.
Своевременно проходите техническое обслуживание. На плановом ТО механик проверит состояние всех компонентов системы пуска и предупредит вас о предстоящих проблемах.
Когда обратиться к специалисту
Если ваш автомобиль плохо запускается, щелкает при включении стартера, или вы видите ошибку батареи на панели приборов, не откладывайте визит к электрику. Проблемы с системой пуска имеют тенденцию быстро прогрессировать, и однажды машина может вообще не запуститься.
В Chip365.by мы выполняем полную диагностику электрики автомобиля, включая проверку аккумулятора, стартера, генератора и всей системы управления. Мы используем профессиональное оборудование, чтобы точно определить причину проблемы.
После диагностики мы предложим вам варианты решения — от простой чистки контактов до замены вышедшего из строя компонента. На сложные ремонты электрики мы даем гарантию качества.
Первая диагностика — 10% скидка! Позвоните нам или приезжайте в мастерскую по адресу в Минске. Мы найдем причину, почему ваша машина плохо запускается, и вернем вам надежный автомобиль.