استارت موتور
راه اندازی موتور یا استارت زدن
چهار عنصر زیر باید در موتور احتراق داخلی جمع شود تا بتوان ان را راه اندازی و استارتر کرد
1- مخلوط هوا – سوخت قابل احتراق
2- حرکت تراکم
3- نوعی سیستم اشتغال
4- حداقل دور راه اندازی لازم (در حدود 100 دور بر دقیقه)(استارت)
برای تامین سه عنصر نخست باید عنصر چهارم یعنی حداقل دور راه اندازیلازم را تامین کرد (استارت)
توانایی دستیابی به این دور حداقل نیز خود تابع چند عامل است
1- ولتاژ نامی سیستم راه اندازی
2- حداقل دمای محتمل که باید بتوان موتور را در ان دما روشن کرد این دما را دمای حد راه اندازی
می نامند
3- مقاومت موتور گردانی . به عبارت دیگر گشتاور لازم برای موتور گردانی در دمای حد راه اندازی
4- مشخصه های باتری
5- افت ولتاژ بین باتری و استارت
6- نسبت دنده استارت به دنده فلایویل
7- مشخصه های استارت
8- حداقل دور لازم برای موتور گردانی در دمای حد راه اندازی
نکته دیگری که در ارتباط با نیازهای راه اندازی موتو ر شایان توجه است دمای راه اندازی است
میتوان دریافت که با کاهش دما گشتاور استارت نیز کاهش می یابد اما گشتاور لازم برای موتور
گردانی با حداقل دور افزایش می یابد
دمای حد راه اندازی برای اتومبیلهای سواری از 18 – تا 25- درجه سانیگراد و برای کامیونها و اتوبوسها
از 15- تا 20- درجه سانتیگراد تغییر می کند سازندگان استارت غالبا 20+ تا 20- درجه سانتیگراد را
ذکر می کنند
اصول کار موتور استارت
هر موتور الکتریکی به زبان ساده ماشینی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است موتور
استارت هم از این قائده مستثنی نیست وقتی جریانی از رسانای واقع در میدان مغناطیسی عبور
می کند نیروی بر رسانا وارد می شود اندازه این نیرو با شدت میدان طول رسانای واقع در میدان و
شدت جریانی که از رسانا می گذرد متناسب است
در موتورهای DC رسانای ساده کاربرد عملی ندارد و رسانا را به صورت یک یا چند حلقه شکل
می دهند تا ارمیچر تشکیل شود جریان برق از طریق کموتاتور (سوی گردان) تیغه ای و زغال (جاروبک)
تامین می شود نیروی که بر رسانا وارد می شود حاصل بر هم کنش میدان مغناطیسی اصلی و
میدان ایجاد شده حول رساناست در استارت خودروهای سبک میدان اصلی را به وسیله سیم پیچهای
متوالی سنگین کاری ایجاد می کنند که روی هسته هایی از اهن نرم پیچیده شده اند با پیشرفت
تکنولوژی ساخت اهنربا امروزه بیشتر از اهنرباهای دائمی برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده
می کنند در این صورت می توان استارت را کوچکتر و سبکتر ساخت شدت میدان مغناطیسی ایجاد
شده حول رسانای ارمیچر تابع شدت جریان عبوری از سیم پیچهای میدان ساز است
بیشتر استارتها چهار قطب وچهار زغال دارند د صورت استفاده از چهار قطب میدان مغناطیسی
در چهار ناحیه متمرکز می شود میدان مغناطیسی به یکی ز سه روش زیر ایجاد می شود با استفاده
از اهنربای دائمی سیم پیچهای میدان ساز متوالی یا سیم پیچهای میدان ساز متوالی – موازی
میدان های متوالی – موازی را میتوان با مقاومت کمتری ساخت و بدین ترتیب جریان و در نتیجه
گشتاور خروجی استارت را افزایش داد برای انتقال جریان برق از چهار زغال استفاده می شود این
زغالها مانند زغالهای مورد استفاده در بیشتر موتورها یا مولدها از مخلوطی از مس و کربن ساخته
می شود زغالهای استارت مس بیشتری دارند تا اتلاف جریان در انها به حداقل برسد
ارمیچر از یک کموتاتور مسی تیغه ای و سیم پیچهای مسی سنگین تشکیل می شود به طور کلی
ارمیچر را به دو روش می توان سیم پیچی کرد این دو روش را سیم پیچی موجی و سیم پیچی
همپوش می نامنددر استارتها بیشتر از روش سیم پیچی موجی استفاده می شود زیرا با استفاده
از این روش مناسبترین مشخصه ها از لحاظ گشتاور و سرعت در سیستم چهار قطبی حاصل می شود
در استارت باید مکانیسمی هم برای درگیری و خلاص شدن از دنده فلایویل تعبیه شود در استارت
خودروهای سبک از یکی از دو روش درگیری لخت یا پیش درگیری استفاده می شود
استارت با درگیری لخت
در همه خودروها استارت باید فقط در مرحله راه اندازی با دنده فلایول درگیر باشد اگر استارت با
دنده فلایویل درگیر بماند موتور با دور بالا ان را به کار می اندازد و استارت به سرعت خورد می شود
بیش از 80 سال از استارت با درگیری لخت استفاده شده است و این نوع استارت به تدریج از رده
خارج شده است این استارت چهار قطب و چهار زغال دارد و روی خودروهای بنزینی متوسط نصب
می شد این استارت به وسیله یک دنده پینیون کوچک با دنده فلایویل درگیر می شود دنده استارت و
بوشی که با محور ارمیچر اتصال هزار خاری دارد طوری رزوه شده اند که وقتی استارت از طریق
رله به کار می افتد ارمیچر بوش را در داخل دنده استارت می چرخاند دنده استارت به سبب لختی
ساکن می ماند و چون بوش در داخل ان می چرخاند با دنده فلایویل درگیر می شود
وقتی موتور روشن می شود دنده استارت را سریعتر از محور ارمیچر می چرخاند و همین باعث
می شود که دنده استارت دوباره روی بوش بپیچد و از درگیری با دنده فلایویل ازاد شود وقتی دنده
استارت برای اولین بار گشتاور را از ارمیچر می گیرد و نیز هنگامی که موتور دنده استارت را از
درگیری خارج می کند فنری ضربه ایجاد شده را جذب م کند
یکی از مشکلات اصلی این نوع استارت ماهیت خشن درگیری دنده استارت با دنده فلایویل بود
در نتیجه این نوع درگیری دنده استارت و دنده فلایویل خیلی زود سائیده می شدند در بعضی
کاربردها دنده استارت در حین موتور گردانی و پیش از انکه موتور کاملا روشن شود از درگیری خارج
می شود دنده استارت در معرض خطر گریپاژ کردن بر اثر گرد و غبار حاصل از کلاچ نیز بود
غالبا روغنکاری مکانیسم دنده استارت سبب جذب گرد و غبار بیشتر و در نتیجه جلوگیری از درگیری
می شد با استفاده از استارتهای از پیش درگیر بسیاری از این مشکلات حل شد
استارت از پیش درگیر
امروزه بیشتر خودروها استارت از پیش درگیر دارند در این نوع استارت دنده استارت به صورت
مطمئنی با دنده فلایویل درگیر است و توان کامل فقط هنگامی اعمال می شود که این دو به
صورت کامل با هم درگیر شده باشند در این حالت چرخدندها زودتر از موعد مقرر از درگیری خارج
نمی شوند زیرا با اتوماتیک استارت دنده استارت را در وضعیت درگیر نگه می دارد دنده استارت
کلاچ یک طرفه ای دارد که مانع چرخیدن ان توسط دنده فلایویل می شود
استارت از پیش درگیر به این کار می کند که وقتی سوئیچ را می چرخانید اتصال با ترمینال 50 روی
اتوماتیک استارت ایجاد می شود در نتیجه دو سیم پیچ تو نگهدار و درون کش برق دار می شوند سیم
پیچ درون کش مقاومت بسیار کمی دارد بنابراین جریان شدیدی از ان عبور می کند این سیم پیچ
با مدار موتور استارت اتصال متوالی دارد و جریانی که از ان می گذرد به موتور استارت امکان
می دهد که اهسته بچرخد و درگیری را تسهیل کند در همین زمان میدان مغناطیسی ایجاد شده
در اتوماتیک استارت هسته سولنوئید را جذب می کند و از طریق چنگک سبب درگیری دنده استارت
یا دنده فلایویل می شود وقتی دنده استارت کاملا درگیر می شود هسته اتوماتیک استارت در استارت
انتقال می دهند وقتی کنتاکت ها اصلی بسته می شوند سیم پیچ درون کش به سبب اعمال ول
مساوی به دو سر ان عملا از کادر می افتد در این هنگام سیم پیچ تو نگهدار تا زمانی که برق از مغزی
سوئیچ به اتوماتیک استارت می رسد هسته اتوماتیک در جای خود نگه می دارد
وقتی موتور روشن و سویچ رها می شود جریان اصلی برق قطع می شود و هسته اتوماتیک و
دنده استارت بر اثر نیروی کشش فنر به وضعیتهای اولیه خود باز می گردد فنری که روی هسته
تعبیه شده است پیش از خلاصی دنده استارت از درگیری با پایان حرکت خود مجموعه ای از کنتاکتها
مسی سنگین کار را می بندد این کنتاکتها توان کامل باتری را به مدار اصلی موتور دنده فلایویل
کنتاکتها اصلی را باز می کند
در حین درگیری اگر دندانه های استارت به دندانه های دنده فلایویل برخورد کنند در نتیجه فشرده
شدن فنر درگیری کنتاکتهای اصلی بسته می شود در نتیجه موتور استارت می چرخد و دنده استارت
با دنده فلایویل درگیر می شود
گشتاوری که استارت تولید می کند از طریق این کلاچ به دنده فلایویل انتقال می یابد هدف از بکار
گیری این کلاچ جلوگیری از چرخش موتور استارت با دور بسیار بالا در صورت درگیر ماندن دنده استارت
پس از روشن شدن موتور است این کلاچ از یک عضو محرک و یک عضو متحرک تشکیل می شود
که چند غلتک یا ساچمه استوانه ای بین ان دو قرار دارند این غلتکها فنر سوارند و با فشار اوردن روی
فنرها دو عضو محرک و متحرک را به هم قفل می کنند یا ازادانه در جهت عکس می چرخند امروزه
از انوع استارت از پیش درگیر استفاده می شود اما همه انها طبق اصول مشابهی کار می کنند اکنون
استارت های که با اهنربای دائمی کار می کنند به تدریج جایگزین استارتهایی می شوند که سیم پیچ
میدان ساز دارند
منبع: سیستمهای برقی و الکترونیکی اتومبیل (مهندس محمد رضا افضلی)