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

 اندازه‌گیری اسب بخار:

اگر بخواهید توان یک موتور را بدانید، باید موتور را به یک توان‌سنج (Dynamometer) وصل کنید. توان‌سنج باری را روی موتور قرار می‌دهد و توانی را که موتور دربرابر بار تولید می‌کند را اندازه می‌گیرد.

ایده‌ی طرز کار توان سنج را می‌توان به این صورت درک کرد: تصور کنید موتوری را روشن کردید و بدون آنکه باری روی آن باشد پدال گاز را فشار می‌دهید؛ در این‌حالت موتور آن‌قدر سریع می‌چرخد که از هم می‌پاشد که این مناسب نیست، بنابراین با یک توان‌سنج، باری را بر موتور قرار می‌دهید و باری را که موتور در دورهای مختلف می‌تواند تحمل کند را اندازه می‌گیرید. باید توان‌سنجی را به موتور وصل کنید، گاز دهید و با توان‌سنج بار روی موتور را تغییر دهید تا دور موتور مثلا روی 7000 دور بر دقیقه ثابت بماند و در این دور، باری را که موتور می‌تواند تحمل کند را ثبت می‌کنید. سپس بار را زیادتر کنید تا دور موتور مثلا به 6500 کاهش یابد و دوباره بار متناظر با این دور را ثبت کنید. به همین ترتیب ادامه دهید. همچنین می‌توانید همین کارها را از 500 و 1000 دور به بالا انجام دهید.
چیزی که توان‌سنج اندازه می‌گیرد در واقع گشتاور پیچشی است و برای تبدیل آن به اسب بخار باید گشتاور را در دور موتور ضرب کنید.

اجزای استارت خودرو:

بالشتک های استارت:وظیفه آنها تولید میدان مغناطیسی بسیار قوی است و با توجه به نوع کلاف های بالشتک ها جریان زیادی از آن عبور کرده و باعث تولید میدان مغناطیسی می شود .

استارت ها از نوع اتصال بالشتک ها به دو صورت سری و موازی طراحی می شوند :

1-     نوع سری : در این نوع از بالشتک جریان برق واردکلاف های بالشتک شده و پس از عبوراز بالشتک ها از طریق ذغال مثبت وارد کلافهای آرمیچر شده و از طریق ذغال منقی به بدنه استارت متصل شده و مدار استارت کامل می شود .

 

 

 

2-     نوع موازی :در این نوع استارت جریان برق باطری ابتدا وارد ذغال های مثبت شده و از طریق ذغال مثبت به دو بالشتک مجاور هم رسیده و از طریق بالشتک مستقیم بدنه می شود یعنی بالشتک ها نسبت به آرمیچر موازی می باشند . 

آرمیچر استارت : با عبور جریان زیاد از آرمیچر میدان مغناطیسی قوی ایجاد می شود و طبق قانون موتور های الکتریکی میدان تولیدی آرمیچر با میدان تولیدی بالشتک ها بر هم نیرو وارد می کنند و باعث چرخش آرمیچر می شود .

ذغال های استارت :جریان عبوری بالشتک ها و آرمیچر از طریق ذغال انجام می گیرد و جنس ذغال ها از مس و کربن بوده و مقدار مس آن بیشتر است تا اتلاف انرژی کمتر و در برابر عبور جریان زیاد و گرما مقاومت داشته باشد . استارت ها در دو نوع دو و چهار ذغاله هستند.

دنده استارت : وظیفه دنده استارت همانند دنده واسطه عمل کرده و نیروی استارت را به فلایویل منتقل می کند. دنده استارت دارای یک مجموعه بنام کلاچ یکطرفه می باشد که نیرو را در یک جهت منتقل کرده و در جهت دیگر بصورت هرز میگردد.

انواع استارت :

1- دنده مارپیچی :در این نوع استارت اتومات جدا از استارت است و عیب این نوع استارت ها این بود که گاها دنده استارت پس از روشن شدن موتور گیر میکرد. هنگامیکه برق سوئیچ اتومات را تحریک می کند از طریق اتومات استارت در همان لحظه جریان کمی به موتور استارت رسیده و استارت به آرامی می چرخد در این حالت دنده استارت روی شفت حرکت مخالف کرده به دنده فلایویل نزدیک می شود و در لحظه ای جریان اصلی برق از طریق کنتاکت اتصال دهنده به موتور استارت رسیده و باعث می شود نیرویی به دنده استارت وارد گردد که همان نیروی گریز از مرکز که مخالف گردش شفت آرمیچر بوده و باعث درگیری کامل و بیرون نزدن دنده استارت می شود و سبب چرخش فلایویل می شود . هنگامیکه موتور روشن شد دور دنده فلایویل دنده استارت را به عقب می راند ، در پشت دنده استارت یک فنر بزرگ پیچشی تعبییه شده و ضربه دنده استارت را مستهلک میکند .

2-مارپیچی کشویی : در این نوع استارت اتومات استارت دو وظیفه در حین راه اندازی موتور استارت دارد:

الف ) ارسال برق اصلی باطری به موتور استارت

ب ) به حرکت در آوردن ( به جلو ) بردن دنده استارت جهت درگیر ی با دنده فلایویل برای گردش موتور

عملکرد اتومات استارت در نوع مارپیچی کشویی : اتومات استارت دارای دو عدد سیم پیچ بوده که یکی از سیم پیچها نازک با تعداد دور زیاد و بصورت موازی وصل شده بنام سیم پیچ نگهدارنده و دیگری از سیم ضخیم با تعداد دور کم و بصورت سری متصل شده بنام سیم پیچ کشنده و هنگامیکه سوئیچ را در مرحله استارت قرار می دهیم جریان از طریق سوئیچ به سلونوئید استارت رسیده که به دو سر مشترک سیم پیچ نگهدارنده و کشنده وصل شده در ابتدا جریان از هر دو سیم پیچ عبور کرده و باعث تولید میدان مغناطیسی قوی شده و این حالت باعث جذب پیستون یا پلانچر اتومات به طرف داخل می شود با حرکت پیستوندو عمل صورت می گیرد:1- دیسک کنتاکت دهنده اتصال به پیچهای M و B که B اتومات به برق باطری و M به موتور استارت وصل شده می شود. برق باطری از طریق اتومات وارد موتور استارت شده و در این حالت سیم پیچ کشنده چون بثورت سری بوده از مدار خارج می شود و سیم پیچ نکهدارنده پیستون را نگه می دارد و باعث چرخش استارت می شود 2- از طرف دیگر حرکت پیستون یا پلانچر به طرف داخل باعث حرکت ماهک دنده استارت بطرف جلو شده و دنده استارت با دنده فلایویل درگیر می شود . با قطع برق سوئیچ از حالت استارت برق اتومات استارت قطع شده و میدان مغناطیسی آن از بین می رود و همین امر باعث می شود فنر برگشت دهنده پیستون را به جلو برده و دنده استارت با توجه به مکانیزم خود به عقب بر گردد و اتصال کنتاکت دهنده نیز ترمینال B  و M را از هم جدا می کند و استارت از چرخش می ایستد . عاملی که وجود اتومات استارت را یک ضرورت برای استارت می کند بخاطر عبور جریان خیلی زیاد است ، هیچ کلید و سوئیچی نمی تواند این جریان زیاد را تحمل کند زیرا زود ذوب می شود .

نام سیستم استارت - استاپ بدون شک می‌تواند تا حدودی کارکرد این سیستم را روشن کند. این سیستم وظیفه دارد در زمان توقف‌های طولانی (مانند توقف پشت چراغ قرمز یا توقف در زمان ترافیک) به طور خودکار و بدون نیاز به دخالت راننده موتور اتومبیل را خاموش کند و به گونه‌ای طراحی شده که بلافاصله پس از تصمیم راننده برای آغاز حرکت، موتور اتومبیل را دوباره روشن ‌کند.
وجود سیستم استارت - استاپ در خودرو‌ها، به منظور کاهش مصرف سوخت است و بررسی‌ها نشان داده وجود چنین سیستمی می‌تواند تا 10درصد مصرف سوخت اتومبیل را کاهش دهد. در اصل این سیستم به این منظور طراحی شده است که زمان مرده کارکرد موتور را به حداقل برساند چرا که در این زمان مرده، نسبت میزان آلایندگی به مسافت پیموده شده به بالاترین مقدار خود می‌رسد زیرا بدون آنکه اتومبیل حرکتی داشته باشد، موتور اتومبیل آلایندگی تولید کرده است. با چنین دیدگاهی، تویوتا در دهه 70 و اوج بحران نفتی و افزایش بهای بنزین در سطح جهانی، ایده‌های اولیه این سیستم را مطرح کرد.
سیستم ابداعی تویوتا که به صورت آزمایشی بر روی تویوتا کراون نصب شده بود پس از توقف 1.5 ثانیه‌ای اتومبیل به صورت خودکار موتور را خاموش می‌کرد. این سیستم نشان داد در ترافیک وحشتناک توکیو می‌تواند تا 10درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی کند. هر چند به صورت تئوری سیستم استارت- استاپ توانسته بود خود را نشان دهد اما به دلیل پیچیدگی و عدم اعتماد رانندگان به آن، در آن زمان همه گیر نشد ضمن آنکه بحران نفتی سریع‌تر از آنچه پیش‌بینی می‌شد رفع شد و برخی از طرح‌های کاهش مصرف سوخت که بیش از حد آلترناتیو بودند از رده خارج شدند اما در دهه 80 بود که بار دیگر و این بار توسط فولکس‌واگن استفاده از این سیستم مطرح شد. البته باز هم استقبال آنقدر زیاد نبود ولی در چند سال اخیر باز هم بحران سوخت و مهم‌تر از آن آلایندگی محیط‌زیست باعث شده توجه به این سیستم افزایش پیدا کند. در ابتدا سیستم استارت - استاپ برای استفاده بر روی خودرو‌های هیبرید عمومیت پیدا کرد چرا که در این خودرو‌ها هدف اصلی نه لذت رانندگی، که کاهش مصرف سوخت بود و اتومبیلسازان از هیچ روشی برای کاهش مصرف سوخت در این سری از خودرو‌ها نمی‌گذشتند و به این ترتیب سیستم استارت - استاپ هم در این خودرو‌ها به صورت استاندارد نصب شد.
پس از مدتی اتومبیلسازان با توجه به مزایای زیاد این سیستم، بار دیگر استفاده از آن را بر روی اتومبیلهای غیرهیبرید مطرح کردند و امروزه تقریباً نصب سیستم استارت- استاپ بر روی اتومبیلهای تولیدی بسیاری از شرکت‌های اتومبیل سازی دیده می‌شود.

وقتی بعضی از بخش‌ها خاموش نمی‌شود!
شاید تا اینجای کار هم همچنان سیستم استارت - استاپ به نظر یک سیستم ساده برسد که تنها وظیفه روشن و خاموش کردن اتومبیل را بر عهده دارد و به این ترتیب شاید راننده هم بتواند این کار را انجام دهد اما واقعیت آن است که با خاموش شدن موتور برخی تجهیزات اتومبیل از کار می‌افتند که به سختی می‌توان از کار افتادن آن‌ها را پذیرفت. یکی از مهمترین این تجهیزات ایرکاندیشن (کولر) اتومبیل است. کمپرسور ایرکاندیشن مستقیماً نیروی خود را از موتور اتومبیل می‌گیرد و خاموش شدن موتور به معنی توقف کار آن است که در یک هوای گرم به سرعت باعث افزایش دمای کابین می‌شود. برای رفع این مشکل، در خودرو‌های مجهز به سیستم استارت- استاپ، کمپرسور ایرکاندیشن به یک موتور الکتریکی متصل می‌شود که وظیفه به حرکت در آوردن کمپرسور را در زمان خاموش بودن موتور اتومبیل بر عهده دارد. به علاوه واتر پمپ نیز از دیگر تجهیزاتی است که در بعضی از خودرو‌های مجهز به سیستم استارت - استاپ، به جای اتصال مستقیم به موتور، به یک موتور الکتریکی کوچک متصل می‌شود.
کارکرد سیستم
در این بخش کارکرد سیستم استارت - استاپ را در یک اتومبیلی دنده دستی غیر هیبرید مرور می‌کنیم. در نظر داشته باشید جزییات ممکن است در سیستم‌های مختلف اندکی متفاوت باشد اما کلیت کارکرد سیستم مشابه است.
1- در مرحله اول راننده با نزدیک شدن به تقاطع، پای خود را بر روی پدال ترمز گذاشته و با فشردن پدال کلاچ، دنده را در وضعیت خلاص قرار می‌دهد. مجموع این پارامتر‌ها به واحد مدیریت سیستم استارت- استاپ منتقل می‌شود و به این ترتیب سیستم خود را برای خاموش کردن اتومبیل آماده می‌کند اما برای این کار همچنان به یک پالس دیگر نیاز است.
2- با رسیدن سرعت اتومبیل به صفر، واحد مدیریت سیستم استارت - استاپ متوجه توقف کامل اتومبیل می‌شود و فرمان خاموش کردن موتور اتومبیل را به ECU ارسال می‌کند. در این مرحله ECU، برق موتور و سیستم سوخت را قطع می‌کند و موتور بلافاصله خاموش می‌شود. در این حالت اتومبیل کاملاً فاقد آلایندگی است.

بوش استارت :بوش ها محل تکیه گاه شفت آرمیچر استارت می باشد و هر استارت معمولا دارای دو عدد بوش که محل نصب آنها در درپوش عقب و جلو می باشد .

عیب یابی استارت :

1-با باز کردن سوئیچ و قرار دادن در حالت استارت هیچگونه صدایی و یا عملی انجام نمی گیرد : ابتدا قطب های باطری ها را از نظر تمیز بودن و شل نبودن پایه ها بازدید نموده و بوسیله ولت متر باطری را چک می کنیم مقدار آن باید حدود 5/12 ولت باشد اگر هیچگونه ایرادی دیده نشد بوسیله یک پیچ گوشتی دو عدد پیچ بزرگ روی اتومات استارت را به هم متصل کنید در این حالت اگر اگر استارت شروع به چرخیدن نمود احتمالا سوئیچ یا اتومات خراب است.

کابل اتومات به استارت را قطع و یک سر ترمینال اتومات استارت را توسط سیم رابط به بدنه وصل و توسط سیم دیگر از ترمینال مثبت به ورودی اتومات وصل میکنیم در این حالت بایستی اتومات عمل کند یعنی دنده استارت را به سمت جلو بفرستد در صورتی که سیم اتومات به بدنه را قطع کنیم در این حالت اتومات به همان حالت قبلی ماند نشان دهنده سالم بودن اتومات است و در غیر این صورت سیم پیچ نگهدارنده آسیب دیده و اگر عمل نکرد هر دو سیم پیچ آسیب دیده است .

2- اگر استارت زدیم و صدای تیک تیک شنیدیم و استارت نمی چرخید عمل بالا را با پیچ گوشتی انجام می دهیم اگر موتور استارت چرخید اتومات استارت یعنی دیسک کنتاکت دهنده داخل اتومات ارتباط برقرار نمی کند و اگر نچرخید استارت خراب است .

3-    با زدن استارت صدای دنده استارت خیلی شدید شنیده می شود که نشان دهنده خوردگی دنده استارت و یا دنده فلایویل است.