آشنایی با سیستم استارت خودرو - شرکت هیروسان

آشنایی با سیستم استارت خودرو

سیستم استارت خودرو چیست و چه وظیفه ای برعهده دارد؟

یکی از قطعات با اهمیت در سیستم برق خودرو، استارت خودرو می باشد. این قطعه از قطعات راه انداز خودرو محسوب می شود. این قطعه وظیفه روشن کردن خودرو را برعهده دارد. در واقع وظیفه اصلی آن به حرکت درآوردن وسیله نقلیه ای به نام پیشرانه در خودرو می باشد تا در نهایت موجب روشن شدن خودرو شود. در واقع استارت خودرو را می توان مدل برتر و بروز هندل های قدیمی به حساب آورد. این قطعه نوعی موتور الکتریکی می باشد که کار آن تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است. به طور خلاصه کار کردن این قطعه بدین صورت است که برقی از طرف باتری خودرو به استارت انتقال داده می شود. این برق انتقال داده شده در واقع از طرف ما که با چرخاندن سوییچ در کابین صورت می گیرد به استارت منتقل می شود. سپس این برق در استارت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. این انرژی مکانیکی به میل لنگ منتقل شده و باعث حرکت آن می شود. در این صورت یک سیکل احتراق در موتور ایجاد شده و موجب روشن شدن موتور می شود. نکته ای که در مورد موتور های اتومبیل در حال حاضر وجود دارد این است که نیاز به حداقل ۱۰۰ دور در دقیقه می باشد تا خودرو شروع به فعالیت کند. سیستم استارت خودرو به نظر قطعه ای ساده می رسد. ولی اشتباه نکنید، ایجاد هرگونه خرابی در آن می تواند کل اتومبیل را از کار بیاندازد. بنابراین برای هر شخصی ضروری است که اطلاعات کافی در مورد این سیستم کسب کند. بدین جهت ما اطلاعات جامعی در مورد این قطعه برای شما عزیزان گردآوری کرده ایم. امیدواریم با مطالعه کل این متن توانسته باشید در مورد نحوه کارکرد و اجزای آن اطلاعاتی بدست بیاورید.

تاریخچه استارت خودرو

همانطور که میدانید روشن شدن اتومبیل های اولیه توسط هندل دادن صورت می گرفت. در این اتومبیل ها چرخش اولیه محور موتور به جای انرژی مکانیکی با  با انرژی دست انجام می گرفت. لازم به ذکر است که روش های دیگری نیز جهت روشن کردن اتومبیل همچون فنرهای بادی و سیلندر باروت نیز به کار گرفته می شود. ولی روشن کردن ماشین به روش های فنرهای بادی و سیلندر باروت در آن زمان رواج کافی نداشت. جالب است بدانید که نخستین استارت برقی برای اتومبیل ساخته نشده بود، بلکه برای یک موتورسیکلت بود. فردی به نام اچ‌ جی‌ داوسینگ که یک مهندس برق انگلیسی بود پس از ساخته شدن اولین استارت برقی برای موتورسیکلت، در سال ۱۸۹۶ میلادی یک استارت برقی دیگری اختراع کرد. ولی این اختراع هیچ گاه به ثبت نرسید. اولین استارت برقی خودرو در سال 1903 اختراع و به ثبت رسید. این استارت توسط یک فرد آمریکایی به نام «کلاید جی کلمن» انجام گرفت. پس از 8 سال فردی دیگر به نام چارلز اف کترینگ یک موتور استارتی به ثبت رساند. این اختراع قرار بود جایگزین هندل در اتومبیل ها شود. ولی سال ها طول کشید تا سیستم استارت به جای هندل در اتومبیل ها مورد استفاده قرار گیرد. بالاخره شرکت کادیلاک سال ۱۹۱۱ اقدام به نصب یک استارت الکتریکی بر روی خودرو های خود کرد. از آن پس استفاده از خودرو ها برای خانم ها نیز رواج یافت.

اساس کار استارت خودرو

به طور کلی یک استارتر یا استارت خودرو، از تعدادی سیم پیچ و آهنربا ساخته شده است که در آن ها موجب ایجاد میدان مغناطیسی ثابت و هم نامی می شود. در واقع یک استارتر ساده، تشکیل شده از دو آهنربای مغناطیسی است. قدرت استارت های ساده بستگی به نیروی ایجاد شده توسط آهنربا دارد. استارت دارای بالشتک هایی است که هسته آهنی آن محسوب می شوند. این بالشتک ها با سیم پیچ احاطه شده اند. به هنگام ایجاد جریان برق در این سیم پیچ ها، شاهد بوجود آمدن قطب N و S در هر دو هسته آهنی هستیم. این قطب های هم حوزه موجب ایجاد میدان مغناطیسی می شود. در این هنگام آرمیچر که یک سیم پیچ دارای جریان الکتریکی است، شروع به چرخش در این میدان مغناطیسی می کند. این عمل موجب تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی می شود. به طور خلاصه نیروی دافعه ای که توسط آهنربای استارت ایجاد شده است و به آرمیچر در وسط استارت انتقال داده شده است تا موجب حرکت آن شود، اساس کار استارت می باشد.

آیا وجود استارت در خودرو ضروری است؟

سوالی که ممکن است برای افراد بسیاری مطرح شود این است که چرا به سیستم استارت در خودرو نیاز است؟ برای پاسخ به این سوال با ما همراه شوید. برای روشن شدن خودرو به طور کلی نیاز به چهار عنصر داریم. این چهار عنصر می بایست در موتور احتراق داخلی خودرو جمع شوند تا خودرو روشن شود. این چهار عنصر عبارت است از

1- مخلوط هوا و سوخت قابل احتراق

2- حرکت تراکم

3- نوعی سیستم اشتغال

4- حداقل دور راه اندازی لازم.

 همانطور که ذکر شد برای روشن شدن خودرو نیاز به تمامی این چهار عنصر است. ولی چگونه این چهار عنصر را باید ایجاد کرد؟ در واقع  برای ایجاد سه عنصر اولیه می بایست در ابتدا عنصر چهارم را ایجاد کرد حداقل دور راه اندازی در خودرو حدود 100 دور بر دقیقه است. کار استارت در خودرو تامیین حداقل دور راه اندازی خودرو است. در این صورت سه عنصر اولیه نیز تامین می شود.

بخش‌های اصلی استارت

استارت خودرو نیز مانند سایر بخش های خودرو از قسمت های ریز و درشت تشکیل شده است. معمولا استارت ها از دو بخش اصلی تشکیل شده اند. این دو بخش اصلی اتوماتیک استارت خودرو و موتور استارت می باشد. در ادامه درمورد نحوه کارکرد این دو قطعه توضیح خواهیم داد. همچنین بخش های تشکیل دهنده هر دو را نام خواهیم برد تا با استارت اتومبیل بیشتر آشنا شوید.

1- بررسی اتوماتیک استارت خودرو

استارت در واقع از دو بخش استوانه ای شکل کوچک و بزرگ تشکیل شده است. اتوماتیک استارت خودرو استوانه کوچک تر است. برق باتری خودرو به این بخش منتقل می شود. در واقع می توان گفت که اتوماتیک استارت خودرو رابط برق مستقیم باطری و موتور استارت است. این قطعه همچنین وظیفه به حرکت در آوردن دنده استارت به هنگام استارت زدن را بر عهده دارد تا فلایویل درگیر شده و موجب به چرخش درآوردن آن شود.

جهت توضیحات بیشتر در ابتدا لازم است با اجزای تشکیل دهنده ی اتوماتیک استارت آشنا شوید.  قطعات تشکیل دهنده و سازنده این بخش از استارت عبارت اند از 1- دو پیچ، 2- پلانجر، 3- اهرم دو شاخه، 4- سیم‌پیچ کشنده، 5- فیش اتوماتیک، 6- سیم‌پیچ نگهدارنده و 7- پولکی. در ادامه اتوماتیک استارت خودرو را از لحاظ ظاهری مورد بررسی قرار می دهیم.

این قطعه از دو عدد پیچ و یک فیش تشکیل شده است. یکی از این پیچ ها که به نام S شناخته می‌شود به سمت قطب مثبت باتری متصل می شود و دیگری که اسم آن M است برق از طریق آن به سیم‌پیچ دور بالشتک‌های موتور استارت منتقل می شود. قطعه فیش اتوماتیک در استارت به سوئیچ متصل است. در داخل این قطعه نیز دو سیم ‌پیچ وجود دارد که نام یکی از آن ها سیم‌پیچ کشنده (ضخیمتر) و دیگری سیم‌پیچ نگهدارنده ( نازکتر) نام دارد. علاوه بر آن  یک قطعه استوانه‌ای شکل به نام پلانجر در داخل اتوماتیک استارت وجود دارد.

سیم ‌پیچ کشنده درون اتوماتیک به هنگام  داشتن خاصیت آهنربا، پلانجر را به سمت داخل می‌کشد. سیم‌پیچ نگهدارنده نیز پلانجر را در داخل اتوماتیک استارت نگه می‌دارد. پلانجر موجب حرکت یک پولک مسی می شود و بین پیچ ‌S و پیچ M ارتباط  برقرار می‌کند.  یعنی در این صورت برق از طرف باتری به داخل موتور استارت انتقال یافته و موجب حرکت آن می شود. از سوی دیگر حرکت پلانجر موجب اتصال انتهای آن به اهرم دوشاخه‌ای می شود. در این صورت اهرم دوشاخه با حرکت خود باعث حرکت دنده استارت به سمت جلو می شود و در نهایت موجب درگیری این دنده با فلایول می شود.

2- بررسی موتور استارت خودرو

یکی دیگر از بخش های اصلی استارت خودرو، موتور استارت می باشد که پوسته بیرونی و اصلی آن از استوانه فولادی می باشد. درون این پوسته قطعات مختلفی قرار دارد که با هم به بررسی آن ها می پردازیم. به طور خلاصه موتور استارت از دو قطعه اصلی بالشتک ها و آرمیچر تشکیل شده است. بالشتک های موجود در آن معمولا 4 عدد می باشد که به وسیله چند عدد پیچ به پوسته متصل شده اند. هر یک از بالشتک ها تشکیل شده از یک هسته آهنی و سیم پیچ هستند. بالشتک ها وظیفه به وجود آوردن میدان مغناطیسی را دارند. ایجاد میدان مغناطیسی با آهنربا شدن بالشتک ها انجام میگیرد. در موتور استارت قطعه ای به نام زغال یا جاروبک نیز وجود دارد. تعداد زغال ها با تعداد بالشتک ها برابر است. جنس زغال ها از مس گرافیک دار است. وظیفه این زغال ها نیز رساندن جریان برق به کالکتور آرمیچر می باشد. به طور معمول زغال ها بر روی سرسیم‌های بالشتک‌های موجود در موتور استارت لحیم می‌شوند. آرمیچر یکی دیگر از اجزای تشکیل دهنده موتور استارت است. آرمیچر به تولید میدان مغناطیسی می پردازد. این قطعه وسط موتور استارت قرار دارد. دوران این قطعه عامل اصلی روشن شدن موتور خودرو است. یک آرمیچر از ۴ قسمت کلکتور، سیم‌پیچ، هسته و شافت  تشکیل شده است. دنده استارت از دیگر قطعات می باشد. دنده استارت دارای 8 یا 9 دندانه است که بر روی هسته آرمیچر در حال حرکت است. حرکت این قطعه به دو صورت انجام میگیرد. حرکت آن یا به صورت چرخشی است که توسط اهرم دوشاخه انجام می‌شود و یا به صورت دورانی است که با چرخش آرمیچر انجام می شود. برای روشن شدن خودرو حرکت دنده استارت می بایست ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ دور در دقیقه باشد.

اجزای تشکیل دهنده موتور استارت

موتور استارت خودرو از قسمت های مختلف تشکیل شده است. در این بخش آن ها را نام برده ایم. در بخش های بعدی این متن هر یک را نیز به صورت تک به تک مورد بررسی قرار خواهیم داد. اجزای تشکیل دهنده موتور استارت عبارت اند از:

1-  پوسته اصلی

2-  بالشتک‌ها (هسته‌های آهنی و سیم‌پیچ‌ها)

3-  پیچ اتصال بالشتک به پوسته

4-  زغال‌ها

5-  فنر و پایه نگهدارنده زغال

6-  جازغالی پلاستیکی

7-  آرمیچر

8-  کلکتور آرمیچر

9-  سیم‌پیچ‌های آرمیچر

10-   هسته آرمیچر

11-  شافت آرمیچر

12-  دنده استارت

13- کلاچ

بررسی بالشتک های استارت خودرو

بالشتک ها در سیستم استارت خودرو وظیفه بسیار مهمی برعهده دارند. کار اصلی آنها تولید یک میدان مغناطیسی که بسيار قوي است، می باشد. بر اساس به انوع کلاف موجود در بالشتک ها، مقدار زیادی جریان از آن عبور می کند. جریان عبور داده شده موجب توليد ميدان مغناطيسي مي شود . بالشتک در استارت به دو صورت متفاوت نصب می شوند. اتصال بالشتك ها به دو صورت سري و موازي انجام میگیرد. براساس نحوه اتصال بالشتک ها، استارت ها را نیز به دو نوع مختلف دستبندی می شوند. در نوع اتصال بالشتک ها به روش سری،  جريان برق به كلاف هاي بالشتك وارد شده و پس از عبور از آن بوسیله زغال مثبت جریان به كلافهاي آرميچر انتقال داده می شود. سپس به واسطه زغال منفی به بدنه استارت متصل میشود که مدار استارت كامل می کند. در نوع دوم اتصال یعنی موازی، برق وارد ذغال های مثبت می شود و به به دو بالشتك مجاور نیز انتقال داده می شود. سپس از طریق بالشتک به طور مستقیم وارد بدن می شود. در این نوع بالشتک های متصل شده به صورت موازی با آرمیچر قرار دارند.

بررسی آرميچر استارت خودرو

برای ایجاد میدان مغناطیسی در استارت جریان برق باید از آرمیچر عبور کند. بر اساس قانون مربوط به موتور های الکتریکی، ميدان توليدي آرميچر و همچنین بالشتك ها بر یکدیگر نیرو وارد می کنند. این نیرو موجب به حرکت در آوردن و در نتیجه چرخ آرمیچر می شود.

بررسی زغال های استارت

زغال های موجود در استارت خودرو واسطه ای برای عبور جریان از بالشتک ها و آرمیچر است. ذغال ها از مس و کربن ساخته شده اند. هر چقدر درصد مس در ذغال ها بیشتر باشد، انرژی کمتری اتلاف می شود و عبور جریان افزایش پیدا می کند. در نهایت گرما از مقاومت بالایی برخوردار است. ذغال ها در دو نوع  ذغال دو و ذغال چهارساخته می شوند.

بررسی دنده استارت خودرو

دنده استارت در خودرو مثل یک دنده واسطه عمل می کند. این قطعه وظیفه انتقال نیروی استارت به فلایویل را بر عهده دارد. همچنین  این قطعه دارای یک قطعه دیگر به نام كلاچ يكطرفه  است که کار آن انتقال نيرو در يك جهت است.

انواع استارت خودرو

حال که با نحوه عملکرد و اجزای تشکیل دهنده استارت خودرو آشنا شده اید، بهتر است در مورد انواع آن اطلاعاتی را کسب کنید. استارت ها نیز در انواع مختلف ساخته می شوند. چهار نوع از استارت ها عبارت است از دنده مارپیچی، مارپیچی کشویی، آرميچر كشويی و استارت های گیربکسی. در ادامه به بررسی هر یک خواهیم پرداخت.

دنده مارپیچی  (انواع استارت خودرو)

 در استارت خودرو نوع دنده مارپیچی، اتومات به صورت جدا از استارت قرار دارد. استارت  دنده مارپیچی  دارای یک مشکل هستند که آن گیر کردن اغلب دنده استارت به هنگام روشن کردن موتور خودرو است. هنگامی که جریان برق موجب تحریک سوئيچ اتومات می شود، مقدار جریان کمتری از طريق اتومات استارت در همان هنگام به موتور استارت انتقال داده می شود. در این صورت استارت به آرامی شروع به چرخش می کند. سپس این چرخش موجب به حرکت در آوردن مخالف دنده استارت بر روي شفت می شود و در نتیجه به دنده فلایویل نزدیک می شود. به هنگامی که جریان برق به موتور استارت به وسیله كنتاكت اتصال دهنده منتقل می شود، نیرویی به دنده استارت انتقال می یابد. این نیرو همان نيروي گريز از مرکز می باشد که مخالف گردش شفت آرمیچر است. این نیرو در نهایت موجب چرخش فلايويل مي شود.

مارپیچی كشويی  (انواع استارت خودرو)

از انواع دیگر استارت خودرو، استارت مارپیچی کشویی است. در این نوع از استارت، اتومات آن دو وظیفه بر عهده دارد. اولین وظیفه آن  ارسال جریان برق اصلي باتري به موتور استارت است و وظیفه دیگری آن به حركت در آوردن دنده استارت برای درگيری با دنده فلايويل است. در ادامه این توضیحات به بررسی عملکرد اتومات استارت در این نوع خواهیم پرداخت. اتومات در این نوع استارت  دارای دو تا سیم پیچ است. یکی از این سیم پیچ ها که نازک نیز می باشد و همچنین تعداد دور زیاد دارد و به صورت موازی وصل شده است، سیم پیچ نگهدارنده نام دارد. دومین سیم پیچ که ضخیم تر نیز می باشد، پيچ كشنده نام دارد. در این سیم پیچ تعداد دور ها کم و همچنین اتصال به صورت سری می باشد. حال به هنگام قرار گرفتن سوئیچ در مرحله استارت، جریان به وسیله سوئيچ به سلونوئيد استارت منتقل می شود. قطعه سلونوئيد در  استارت به سر  سيم پيچ نگهدارنده و سیم پیج كشنده که مشترک نیز میباشند، متصل است. این قطعه در ابتدا جریان را از هر دو سيم پيچ عبور می دهد. در این صورت ميدان مغناطيسي قوي ایجاد می شود و در نتیجه باعث جذب پيستون به طرف داخل می شود. در این هنگام پیستون به حرکت در می آید. پس از آن دو عمل زیر صورت مي گيرد:

1-  در اولین حالت ديسك كنتاكت دهنده اتصال به پيچ هايی به نام های M و B  متصل می شود. پیچ B به برق باتري و پیچ M  به موتور استارت وصل است. سپس جریان برق باتري وارد موتور شده و سيم پيچ كشنده از مدار خارج مي شود. و سيم پيچ نگهدارنده، پيستون را نگه مي دارد و در نهایت باعث چرخش استارت خودرو مي شود.

2-    از سوی ديگر حركت پيستون موجب به حركت درآمدن ماهك دنده استارت به سمت جلو می شود. در این حین دنده استارت نیز با دنده فلايويل درگير شده و موتور را روشن می کند.

آرميچر كشويی(انواع استارت خودرو)

استارت های نوع آرميچر كشويی برای استفاده در اتوبوس ها و همچنین کامیون ها(ماشین های سنگین) طراحی شده اند. این نوع از سيم پيچ كشنده و سيم پيچ و مجموعه آرميچر تشکیل شده اند. مجموعه آرمیچر موجود در این نوع استارت ها برای درگير شدن با فلايويل حركت مي كنند. یکی دیگر از قطعه های استارت خودرو از نوع آرميچر كشويی كلاچ چند صفحه اي می باشد. كلاچ چند صفحه اي به هنگام استارت زدن حركت را انتقال می دهد و به هنگام روشن شدن حركت را منتقل نمي كند.

استارت های گیربکسی  (انواع استارت خودرو)

از این نوع در موتور هایی استفاده می شود که نیاز به چرخش راحت تر موتور خودرو هایی است که تعداد سیلندر در آن ها بیشتر است. همچنین در موتور هایی که حجم آنها بالا بوده و یا نیاز به گشتاور بیشتر است، این نوع کاربرد دارد. در این نوع در واقع یک قطعه به نام گیربکس به استارت خودرو اضافه می شود. گیربکس اضافه شده به استارت، دور های بوجود آمده توسط آرمیچر را به گشتاور تبدیل می کند. در نهایت این عمل موجب کاهش یافتن حجم و فضای اشغال شده توسط گیربکس می شود. همچنین وجود گیربکس باعث کاهش جریان مصرفی نیز می شود.

دلایل استارت نخوردن خودرو

همان طور که متوجه شده اید، سیستم استارت خودرو اهمیت بالایی دارد. بدون این قطعه روشن شدن خودرو امکان پذیر نیست. بنابراین وجود هر گونه مشکلی در سیستم استارت خودرو موجب از کار ماشین خواهد شد. ولی روشن نشدن خودرو دلیل بر این نیست که مکل آن از سیستم استارت است. بلکه موارد دیگری نیز وجود دارد که دلیل استارت نخوردن خودرو است. در زیر به چند مورد از این دلایل اشاره شده است:

1-  مشکلی برای باتری خودرو به وجود آمده (شارژ تمام کرده یا خراب شده)

2-  قطع شدن سیم کشی استارت یا سوئیچ

3-  خرابی استارت، سیم کشی و اتصالات

4-  موتور قفل شده

5-    خراب شدن سلکتور گیربکس

تشخیص علت استارت نخوردن موتور خودرو

همان طور که متوجه شده اید، دلایل بسیاری وجود دارد که باعث استارت نخوردن موتور ماشین می شود. اگر می خواهید به هنگام روشن نشدن خودروی خود آن را علت یابی کنید، به صورت زیر عمل کنید.

1-  برای این که تشخیص دهید اشکال از موتور است یا نه، نور چراغ ها را بررسی کنید. اگر نور چراغ ها عادی است، باتری خودرو سالم می باشد.

2-  به هنگام چرخاندن سوییچ جهت استارت زدن بررسی کنید که به هنگام روشن شدن چراغ های پشت آمپر، صدایی خفیف می شنوید یا خیر. در صورت نشنیدن صدا موضوع قطع شدن سیم کشی استارت منتفی است. اگر چراغ های پشت آمپر لحظه ای خاموش می شوند ، احتمال استارت نخوردن، خرابی موتور استارت  یا سیم کشی استارتر است.

3-    هنگامی که موارد فوق از دلایل استارت نخوردن خودرو نبود، احتمالا موتور ماشین قفل است. در این صورت دنده را در وضعیت 5 قرار دهید. سپس ماشین را هل دهید اگر حرکت کرد موتور قفل نیست.