Rozrusznik

Przedmioty:

Zarys ogólny
Operacja
Elektrozawór
Załącznik
Wolnobieg
Układ przekładni planetarnej
Możliwe wady rozrusznika

Ogólne:
W każdym silniku spalinowym (benzyna/diesel) montowany jest rozrusznik. Ten rozrusznik zapewnia uruchomienie silnika. Koło zębate rozrusznika zazębia się z kołem koronowym koła zamachowego, po czym koło zamachowe zostaje wprawione w ruch. Silnik musi mieć określoną prędkość początkową, aby zainicjować proces czterosuwowy (suw dolotowy – suw sprężania – suw mocy – suw wydechowy). Prędkość początkowa musi być wystarczająco wysoka, aby silnik mógł się uruchomić.

Rozrusznik to silnik prądu stałego, który jest podłączony bezpośrednio do akumulatora za pomocą grubego kabla dodatniego. Stało się tak, ponieważ przepływają przez niego bardzo (wysokie) silne prądy (a zatem także ciepło). Rozrusznik zamienia energię elektryczną na energię kinetyczną.

Operacja:
Rozrusznik jest zawsze montowany w pobliżu koła zamachowego. Podczas włączania rozrusznika zębnik (obracając się za pomocą Bendix) wchodzi w zęby koła zamachowego. Następnie koło zamachowe zacznie się obracać. Na rozruszniku znajdują się dwa połączenia elektryczne; jeden dla przewodu sygnałowego wychodzącego ze stacyjki (zacisk 50) i jeden dla przewodu dodatniego akumulatora (zacisk 30). Czasami połączenie ze stacyjką jest zaprojektowane jako złącze wtykowe zamiast połączenia śrubowego (patrz ilustracja poniżej).
Po obróceniu kluczyka w stacyjce do oporu w celu uruchomienia, do złącza stacyjki (zacisk 12) rozrusznika podawane jest napięcie 50 woltów. Sygnał ten zasila elektrozawór, a prąd przepływa ze złącza 12 V przez cewki. Działanie elektromagnesu jest w przybliżeniu takie samo jak normalnego przekaźnika; mały prąd sterujący jest przekształcany w duży prąd główny. Cewka jest po prostu dużo większa, ponieważ przepływają przez nią bardzo duże prądy. Po zasileniu elektrozaworu rozrusznik zacznie się obracać.

Elektrozawór:
Solenoid jest elementem elektromagnetycznym. Kiedy prąd przepływa przez elektromagnes, staje się on magnetyczny. Ten efekt magnetyczny umożliwia mechaniczne przesuwanie komponentu, podobnie jak powszechnie używanego komponentu przekaźnik który np. włącza światła i wycieraczki. W tym przypadku dwa połączenia przekaźnika rozrusznika są ściągane razem przez działanie magnetyczne.

Podczas rozruchu do „złącza stacyjki” doprowadzany jest prąd sterujący. Następnie w elektromagnesie przełączane jest napięcie na „złączu 12 V (akumulator)”. Szczotki węglowe przekazują napięcie do kolektora. Bieguny północny i południowy w wirniku ostatecznie powodują silny ruch w stojanie; silnik elektryczny będzie się obracał.
Dźwignia jest pociągana w lewo przez elektromagnes u góry. (Niebieski) punkt zawiasu spowoduje przesunięcie dolnej części dźwigni w prawo. Powoduje to wciśnięcie zębnika w koło koronowe koła zamachowego ruchem obrotowym. Wirnik zacznie się wtedy obracać, co ostatecznie wprawi w ruch koło zamachowe. Silnik spalinowy samochodu będzie pracował z określoną prędkością (np. 400 obr/min). System zarządzania silnikiem samochodu podczas rozruchu dba m.in. o dostarczenie odpowiedniej ilości paliwa, dzięki czemu silnik uruchomi się już po kilku obrotach wału korbowego.

Bendix:
Zespół sprężyny, wolnego koła i zębnika nazywa się Bendix. W tym Bendzie wykonywany jest ruch poziomy (od lewej do prawej na obrazku). Bendix zapewnia również, że zębnik wykonuje ruch obrotowy podczas ruchu na zewnątrz. Zapobiega to umieszczeniu zębów zębnika bezpośrednio naprzeciw zębów pierścienia rozrusznika, co uniemożliwiłoby zazębienie się zębów zębnika w pierścieniu rozrusznika, ale z zębami koła zamachowego.
Po uruchomieniu silnika zębnik jest ponownie wciągany. Czasami towarzyszy temu piskliwy dźwięk. Problem ten można (tymczasowo) rozwiązać, czyszcząc i nasmarowując Bendix. Nie jest to szkodliwe, po prostu denerwujące.

Wolnobieg:
Gdy silnik spalinowy zostanie uruchomiony po uruchomieniu, będzie pracował na wyższych obrotach (np. 800 obr/min). Jest to dwukrotnie większa prędkość, z jaką obraca się rozrusznik. Po uruchomieniu silnika zębnik jest nadal sprzęgnięty z kołem zamachowym silnika. Powoduje to również, że zębnik obraca się z dwukrotnie większą prędkością. Aby zapobiec uszkodzeniu rozrusznika, przed zębnikiem zamontowano sekcję wolnego koła. Wolnobieg sprawia, że silnik nie może napędzać wirnika rozrusznika; dlatego rozrusznik nie będzie pracował przy prędkości obrotowej silnika wynoszącej 800 obr./min. może wziąć udział.
Wolnobieg można postrzegać jako dwa pierścienie połączone ze sobą za pomocą łożysk. Pierścień zewnętrzny może obracać się tylko w jednym kierunku (na przykład w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara). Kiedy kierunek ruchu zostanie odwrócony (zgodnie z ruchem wskazówek zegara), wolnobieg spowoduje zablokowanie pierścienia zewnętrznego. Następnie pierścień wewnętrzny i zewnętrzny są ze sobą łączone. Dopiero ponowne obrócenie pierścienia zewnętrznego w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara umożliwi ponowne poruszanie się pomiędzy nimi.

Układ przekładni planetarnej:
Niektóre rozruszniki są wyposażone w tak zwaną przekładnię planetarną, która jest również stosowana w automatycznej skrzyni biegów. Ten system przekładni zapewnia inne przełożenie i często jest umieszczany przed Bendixem. Zmniejszając prędkość zębnika (w porównaniu do wirnika), zwiększa się moment obrotowy. Silnik elektryczny ma najwyższy moment obrotowy przy niskiej prędkości. Dzięki przekładni planetarnej większy moment obrotowy (tj. większa siła) może zostać przeniesiony na pierścień rozrusznika przy niższej prędkości. Zobacz tę stronę, aby zapoznać się z wyjaśnieniem układu przekładni planetarnej.

Możliwe usterki rozrusznika:

Po przekręceniu kluczyka w stacyjce nic się nie dzieje lub słychać jedynie kliknięcie:
Może to być spowodowane rozładowaniem akumulatora. Jeśli napięcie na pokładzie jest zbyt niskie, elektromagnes jest zasilany (następnie wydaje dźwięk tykania), ale napięcie jest zbyt niskie, aby napędzać wirnik. Jeśli napięcie akumulatora jest prawidłowe (co najmniej 10,5 V), a rozrusznik jeszcze nie działa, elektromagnes może się zaciąć. Dźwignia nie jest wówczas obsługiwana i nic się nie dzieje. W większości przypadków uderzenie w obudowę rozrusznika młotkiem (i ewentualnie śrubokrętem) (oczywiście niezbyt mocno) spowoduje poluzowanie wszystkiego i umożliwienie ponownego uruchomienia. Jest to problem, który z pewnością powróci w przyszłości, dlatego warto umówić się na wizytę w warsztacie lub firmie remontowej.
Podczas uruchamiania słychać bardzo głośny pisk:
Tuleje łożyskowe są uszkodzone i należy je wymienić. Specjalizują się w tym firmy remontowe, które zajmują się głównie remontami alternatorów i rozruszników.
Podczas uruchamiania rozrusznik na chwilę „ślizga się” (towarzyszy to odgłos zgrzytania), po czym ponownie obraca się na chwilę i ponownie się ślizga:
Prawdopodobnie uszkodzona jest zębatka rozrusznika na kole zamachowym. Jeśli zęby są zużyte, zęby koła zębatego rozrusznika będą się po nich ślizgać. Możliwe przyczyny to; przypadkowe uruchomienie rozrusznika, gdy silnik już pracuje na biegu jałowym, lub częste uruchamianie (np. samochód szkoleniowy lub samochód kurierski, który od lat jest uruchamiany kilka razy dziennie).
Hałas po uruchomieniu silnika:
Możliwą przyczyną jest „zakleszczony” Bendix. Sygnał ten będzie słyszalny przez około jedną do dwóch sekund po zwolnieniu kluczyka zapłonu. Bendix opisano powyżej.