Казалось бы, относительно банальный момент – как запускается двигатель автомобиля, фактически видится достаточно сложным моментом с точки зрения технологии процесса. Для обычного пользователя транспортного средства (как правило, легкового ТС) технический цикл старт/стоп видится простой стандартной операцией. Между тем, за этой операцией скрывается множество критериев, оказывающих существенное влияние на эксплуатацию машин в целом.
СТРУКТУРА СТАТЬИ :
Технический расклад: как запускается двигатель автомобиля
Так, что заводит двигатель машины, прежде чем начнётся движение? Современные системы запуска двигателя призваны вращать коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания. При этом требуется достижение достаточно высокой скорости вращения, чтобы инициировать сгорание топлива и, как следствие, завод двигателя.
Традиционно эксплуатируемые автомобили малой, средней, большой грузоподъёмности наделены практически аналогичной конфигурацией системы стартера. Дизельные двигатели грузовиков средней и большой грузоподъёмности также имеют аналогичную конфигурацию систем.
Однако дизельные системы старт/стоп более надёжны, по сравнению с легковыми автомобилями. Обусловлено это тем, что дизельный вариант требует более высокого крутящего момента для достижения высокой степени сжатия. К тому же здесь используются более тяжёлые вращающиеся узлы (коленчатые валы, поршни и т.д.).
Машины гибридной конструкции (включая электромобили), а также некоторые типы машин, оснащенных системами остановки/запуска, имеют различные конфигурации из тех, что заводит двигатель автомобиля.
Система запуска двигателя современного автомобиля
Внимательное рассмотрение современной системы позволяет воочию увидеть, как запускается двигатель автомобиля технологически. Такая система включает в состав конструкции несколько компонентов:
- Замок зажигания.
- Аккумулятор.
- Стартер.
- Генератор переменного тока.
Базовая компоновка набора компонентов стартера показана на картинке ниже. Обобщённо процесс запуска выглядит так: Через замок зажигания водитель машины управляет потоком электроэнергии, необходимой для работы системы пуска.
Электроэнергия берётся от аккумулятора, который заряжается, не только автономно, но также от генератора при работающем моторе. Когда требуется запуск автомобильного двигателя, аккумулятор обеспечивает электрическую мощность на стартере. При этом механикой стартера вращаются детали машины, участвующие в процессе запуска.
Стартер – это фактически мощный электродвигатель постоянного тока компактного исполнения. Стартер дополнен электрическим электромагнитным переключателем (сверхмощным реле). Когда ключ зажигания активирован водителем машины, срабатывает электрический соленоид, направляющий ведущую шестерню стартера в зацеп с коленчатым валом.
Будучи в состоянии зацепления с большим зубчатым венцом маховика двигателя, мотор стартера раскручивает вращающиеся узлы мотора машины. Как только процесс заводит двигатель, водитель отпускает ключ зажигания, подача электроэнергии на соленоид прекращается. Соответственно, ведущая шестерня стартера выходит из зацепа, возвращается на место, тогда как мотор машины остаётся в рабочем состоянии.
Следует отметить: генератор не играет никакой роли в пусковом процессе. Роль этого компонента ограничивается подзарядкой аккумулятора, что запускает двигатель стартером. Однако генератором компенсируется растраченный заряд аккумулятора сразу после события старта.
Аккумуляторная батарея как источник энергии старта
Что заводит двигатель автомобиля кроме стартера, так это, как правило, залитая кислотой свинцовая батарея хранения электроэнергии. Сохраняемая энергия вырабатывается автомобильным генератором переменного тока или передаётся зарядным устройством.
Если исключить процесс как запускается двигатель автомобиля, накопленная энергия АКБ используется также для работы других электрических устройств, в том числе, когда автомобильный мотор не работает:
- топливного насоса,
- электронных блоков управления,
- приборной панели и др.
Автомобильным аккумулятором обеспечивается высокий уровень мощности (200-1200 ампер). Правда, эта мощность, что запускает двигатель, выделяется в течение короткого периода времени (менее одной секунды). АКБ фактически выступает буфером электроэнергии, питающим электрические аксессуары:
- радио,
- приборы освещения,
- бортовой компьютер.
Автомобильный аккумулятор рассчитан на выполнение многочисленных циклов старт/стоп. В отличие от аккумуляторов «глубокого цикла», пусковые, осветительные, запальные аккумуляторы не рассчитаны на работу в условиях значительного глубинного разряда. Поэтому для достижения максимального срока службы АКБ требуют стабильно полного заряженного состояния.
Генератор переменного тока как стабилизатор заряда АКБ
Автомобильный генератор переменного тока вырабатывает электричество под системные нагрузки, а избыточная энергия направляется на заряд аккумулятора. Когда машина работает и стоит без движения, но водитель продолжает использовать вспомогательные нагрузки в течение длительного времени, происходит разряд АКБ. Такая часто повторяющаяся практика чревата повреждением аккумулятора.
Очевидный момент: глубина разряда АКБ, достигаемая в период неработающего мотора, зависит от продолжительности пользования аксессуарами (радио, фары, вентиляторы). Зависимость также определяется маркой/моделью автомобиля, условиями окружающей среды, другими параметрами.
Периоды выключения автомобильного мотора продолжительностью 5–7 минут не оказывают влияния на срок службы аккумулятора (при условии полного заряда между событиями).
Практика показывает: выключение мотора машины на 10–20 минут при всех работающих системных аксессуарах (высокая совокупная потребляемая мощность) приводит к значительному разряду аккумулятора и сокращению срока службы.
В целом, частые циклы старт/стоп (запуск, езда 3-5 км, останов мотора, новый пуск через короткое время) приводят к нарушению нормального состояния аккумулятора. Редкие циклы старт/стоп (пуск, езда 10 км и более, стоп) способствуют продлению срока службы АКБ, поскольку заряд поддерживается на оптимальном уровне.
Для оптимальной зарядки аккумулятора требуется движение, но не стоянка машины при работе мотора на холостом ходу. Бортовой генератор не эффективен на холостом ходу. Стандарт производительности нацелен на срок службы АКБ не менее пяти лет. Соответственно, батарея подлежит замене до истечения этого срока службы.
При помощи информации: ANL
