تاریخچه و نحوه عملکرد استارت خودرو

مجموعه: اصول تعمیر و نگهداری خودرو

در سیستم استارت خودرو نیروی الکتریسیته به نیروی مکانیکی تبدیل می شود

استارت خودرو چیست و چگونه کار می کند؟ 

استارت خودرو چیست؟

به طور کلی موتور خودرو برای روشن شدن یا به اصطلاح استارت خوردن نیاز به شکل گیری سیکل احتراق دارد.

در سیستم استارت اتومبیل موتور الکتریکی قرار دارد که نیروی الکتریسیته را به جریان مکانیکی تبدیل می سازد و با درگیری چرخ دنده های موتور موجب روشن شدن خودرو می گردد. 

موتور اتومبیل برای استارت زدن فرایند هایی از قبیل ترکیب سوخت و هوا، متراکم سازی سوخت و هوا ، ایجاد جرقه با ولتاژ بالا را بر عهده دارد.این سه ترکیب عناصر روشن کننده ی موتور به شمار می آیند.

تاریخچه ی استارت خودرو

به مرور زمان استارت های برقی جایگزین هندل های دستی شدند

در گذشته برای روشن کردن اتومبیل ها اهرمی به نام هندل را با نیروی دست به چرخش در می آوردند. علاوه براین، از  روش های دیگری مانند بهره گیری از سیلندر باروت و فنر های بادی استفاده می کردند.

به مرور زمان و با پیشرفت جامعه ی بشری استارت برقی جایگزین این نوع استارت دستی شد.

نخستین استارت برقی برای یک موتور سیکلت برقی طراحی شد. پس از آن در سال 1896 مهندسی انگلیسی در زمینه ی برق، به نام «اچ جی داوسینگ» نوعی استارت برقی را اختراع کرد. متاسفانه اختراع این مهندس پرنبوغ به ثبت نرسید.

در سال 1903، ساخت اولین استارت برقی مختص مهندسی آمریکایی به نام «کلاید جی کلمن» به ثبت رسید.

هشت سال بعد (1911 میلادی)، فردی دیگر به نام « چارلز اف کترینگ» در شرکت دلکو سیستم استارتی را برای خودرو ها طراحی کرد. پس از این طراحی، شرکت کادیلاک برای نصب یک استارت الکتریکی بر روی موتور اتومبیل اقدام کرد. 

امروزه برای روشن کردن خودرو به جای بهره گیری از سوئیچ، دکمه ی Start/Stop بهینه می شود.

نحوه عملکرد استارت خودرو

سیستم استارت خودرو شامل 8 قطعه است

استارت اتومبیل نوعی موتور الکتریکی است که به وسیله ی سیم و ذغال های درون محفظه جریان الکتریکی(برقی) را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. این جریان مغناطیسی آرمیچر درون استارت را حرکت می دهد.

با حرکت آرمیچر چرخ دنده ها نیز به حرکت در می آیند و موجب چرخش موتور خودرو می گردند. به منظور تکامل سیکل احتراق و روشن شدن خودرو می بایست دور موتور به 100 دور در دقیقه برسد.

به عبارتی دیگر پایه و اساس عملکرد استارت خودرو متشکل از آهنربا و سیم پیچ هایی است که موظف به تشکیل میدان مغناطیسی ثابت و همنام هستند.

در تشکیل استارت های ساده از دو آهنربای مغناطیسی بهره می گیرند. درواقع قدرت یا نیرویی که محور موتور را می چرخاند از نیروی آهنربا نشأت می گیرد.

به وسیله ی  سیم های بالشتک های استارت (آهنربای مغناطیسی) پیچیده شده اند. با برقراری جریان برق در این سیم پیچ ها در دو آهنربای مغناطیسی قطب های N  و S به وجود می آیند.

سپس قطعه ای دارای جریان برق به نام آرمیچر در میدان مغناطیسی قرار می گیرد و بر پایه ی قواعد فیزیک روند چرخش را آغاز می کند. در طی این فرایند جریان الکتریکی به مکانیکی مبدل می گردد.

اکثر کمپانی های خودرو سازی، استارت را به گونه ای طراحی می کنند که تنها در یک جهت قابلیت استارت داشته باشد. دلیل طراحی این گونه استارت ها این است که پس از استارت زدن موتور خودرو در جهت معکوس به چرخش در بیاید و از وارد شدن آسیب به سایر قطعات جلوگیری شود.

اجزای سازنده ی سیستم استارت خودرو

پوسته اصلی استارت خودرو شامل دو قسمت است و سایر قطعات در آن قرار میگیرد

• پوسته اصلی استارت

پوسته ی اصلی سیستم استارت مهمترین قطعه در موتور استارت است که سایر قطعات در درون آن قرار دارند. این پوسته متشکل از دو قسمت اتوماتیک استارت و موتور استارت می باشد که با عنوان پوسته اصلی استارت شناخته می شود.

دو محفظه ی استوانه ای شکل از جنس فولاد در خودرو قرار دارند. یکی از استوانه ها با حجم بزرگتر موتور استارت محسوب می شود و دیگری با استوانه ای کوچک تر بر روی استوانه ی موتور قرار دارد و اتوماتیک استارت می باشد.

اتوماتیک استارت خودرو رابطی برای برقراری برق باتری به موتور استارت است و میان موتور استارت و باتری قرار دارد. به عبارتی دیگر جریان برق موجود در باتری و موتور استارت توسط اتوماتیک استارت قطع و وصل می شود.

اتوماتیک استارت از قطعات پلانجر، اهرم دو شاخه، دو پیچ، فیش اتوماتیک، سیم پیچ کشنده، سیم پیچ نگهدارنده و پولکی مسی ساخته می شود.

میزان برق مورد نیاز برای احتراق معادل 50 الی 150 آمپر است. در قسمت اتوماتیک استارت برق ضعیف نشات گرفته از باطری از یک کنتاکتور عبور می کند و به جریان الکتریکی بالایی تبدیل می شود.

همزمان با این روند، اهرمی دو شاخه در اتوماتیک استارت، دنده را به سمت جلو هدایت می کند تا با فلایول درگیر شود.

لازم به ذکر است فلایول چرخ طیاری است که بر روی میل لنگ قرار دارد.

• بالشتک ها

بالشتک ها هسته های آهنی و سیم پیچ هستند. بالشتک ها درون پوسته نصب می شوند و تعداد آن ها به چهار عدد نیز می رسد. 

بالشتک ها موظف به تشکیل میدان مغناطیسی هستند. این فرایند توسط آهنربا های بالشتک انجام می شود. درواقع بالشتک ها جریان الکتریکی موجود در سیم پیچ ها را به آهنربا تبدیل می کنند و میدان مغناطیسی به وجود می آورند.

• سیم پیچ

اطراف بالشتک ها توسط سیم هایی پوشیده می شود. سیم ها توسط نیروی الکتریکی و بالشتک ها، حوزه ی مغناطیسی را شکل می دهند.

• آرمیچر

آرمیچر مجموعه ای از کلکتور، سیم پیچ ها، هسته و شافت است.

در هسته ی آرمیچر محفظه ای قرار دارد که سیم پیچ ها در آن جای می گیرند. این قطعه موظف به شکل گیری حوزه ای بر خلاف حوزه ی بالشتک و تولید میدان مغناطیسی است. در طی این روند قطب های هم نام از یکدیگر فاصله می گیرند و آرمیچر به حرکت در می آید.

• دنده استارت

دنده استارت نیروی مکانیکی را از آرمیچر دریافت می کند و به فلایول منتقل می سازد. این قطعه بر روی مارپیچ شفت و خود شفت آرمیچر نصب می شود.

دنده استارت با 8 الی 9 دندانه بر روی هسته آرمیچر نصب می شود و با دو حرکت دورانی و چرخشی به سمت جلو فلایول، آن را به چرخش در می آورد.

نسبت تبدیل دنده به چرخش فلایول 1 به 15 است. به عبارتی دیگر با چرخش دنده استارت به تعداد دفعات 15 الی 20 مرتبه، دنده فلایول یک مرتبه می چرخد.

همچنین جهت دور دنده برای عملکرد صحیح کاملا بر خلاف موتور است.

• زغال استارت

زغال استارت از ترکیب کربن و مس ساخته می شود و معمولا بر روی سیم های بالشتک قرار می گیرد. این قطعه وظیفه ی انتقال جریان برق به  کالکتور آرمیچر را بر عهده دارد.

زغال های موجود در سیستم استارت یکی در میان مثبت و منفی هستند. بدنه ی زغال های مثبت عایق بندی می شوند در حالی که زغال های منفی نیاز به عایق بندی ندارد و به بدنه متصل هستند. 

همچنین تعداد زغال های سیستم  با تعداد بالشتک ها برابری می کند. 

در صورتی که طول زغال ها به نیم سانت یا کمتر برسد، فرایند استارت شکل نمی گیرد. لذا باید برای تعویض ان ها و لحیم زغال های تازه بر  سر سیم ها ی بالشتک اقدام کنید.

• کلگی استارت

داخل پوسته ی اصلی اتوماتیک استارت قطعه ی کلگی قرار دارد که از آلومینیوم خشک تولید شده است.

• درپوش انتهایی استارت

درپوش انتهایی محلی برای قرارگیری زغال های مثبت و منفی می باشد. علاوه براین از شفت آرمیچر نیز نگهداری می کند.

از دیگر اجزای سازنده ی سیستم استارت می توان به کلاچ، جا زغالی، فنر نگهدارنده ی زغال، پیچ های اتصال اشاره کرد.

انواع سیستم استارت در اتومبیل

دنده مارپیچی یکی از انواع استارت خودرو است

استارت مدل دنده مارپیچی

درطراحی استارت مدل مارپیچی، استارت را مستقل از اتومات قرار می دهند.

یکی از معضلات این قبیل استارت، عمل نکردن پیشرانه است. عدم عملکرد پیشرانه ناشی از گیر کردن دنده استارت در زمان روشن شدن موتور می باشد.

• استارت دنده مارپیچی کشویی

در استارت دنده کشویی برای شکل گیری احتراق در پیشرانه ی خودرو، برق تولید شده از باتری به موتور استارت انتقال می شود و با درگیر شدن دنده فلایول، پیشرانه خودرو روشن می گردد.

• استارت گیربکسی

از استارت های گیربکسی به طور گسترده ای استفاده می شود. درواقع این نوع سیستم استارت مختص خودرو هایی است که دارای سیلندری در حجم بالا هستند.

در استارت گیربکسی برای عزم و گشتاور از چرخ دنده های مخصوص و گیربکس استفاده می شود.

• وظیفه ی شمع گرم کن در سیستم استارت

شمع گرم کن ها نوعی سیستم گرمایشی هستند که در داخل محفظه ی احتراق خودرو قرار دارند.

این قطعه با فشرده سازی هوای جریان های الکتریکی گرم می شود و دمای محفظه ی  احتراق را بالا می برد. با افزایش درجه حرارات عمل احتراق در این موتور شکل می گیرد. بدین جهت به موتور خودرو در جهت استارت خوردن کمک می کند.

خراب شدن سیستم استارت خودرو

هرگونه خلل در سیستم استارت خودرو مانع روشن شدن اتومبیل میشود

یکی از نشانه های بارز وجود اختلال در سیستم استارت زنی اتومبیل، عدم روشن شدن پیشرانه خودرو است.

علل مختلفی از قبیل شکسته شدن دنده استارت، تمام شدن و کثیف شدن زغال استارت، چسبیدن شاتون و یاتاقان های میل لنگ، اختلال در اتصالات و قطع شدن سیم کشی استارت در خراب شدن و عدم عملکرد سیستم استارت نقش دارند. 

گردآوری: بخش خودرو بیتوته