Автомобіль / Електрообладнання / Стартер / Втулка кінцевого щита колектора, стартер

Втулка кінцевого щита колектора, стартер

Втулка кінцевого щита колектора, стартер - опорна деталь, у якій центрується та обертається вал якоря з боку колектора. Канонічна англійська назва TESMA - Collector End Shield Bush, Starter.

У конструкції стартера ця втулка здається простою деталлю, але її стан безпосередньо впливає на співвісність якоря, механічний опір обертанню, роботу щітково-колекторного вузла і споживання струму. Зношена опора може створювати симптоми, які помилково приймають за слабку батарею, несправні щітки, пошкодження обмоток або проблему силових кабелів.

Правило TESMA: люфт втулки оцінюють не окремо від стартера, а разом зі станом вала якоря, другої опори, колектора, щіток і слідами контакту обертових деталей з нерухомими. Заміна однієї втулки не усуне проблему, якщо вал зношений, корпус деформований або якір уже пошкоджений.

Де знаходиться втулка

Втулка встановлюється у кінцевому щиті з боку колектора - тобто в задній частині електродвигуна стартера відносно привода.

Через неї проходить кінець вала якоря. Разом з опорою на протилежному боці вона повинна:

утримувати якір по осі стартера;
обмежувати радіальне переміщення вала;
забезпечувати вільне обертання;
зберігати правильне положення колектора відносно щіток;
не допускати контакту якоря з нерухомими частинами електродвигуна.

Чому точне центрування якоря важливе

Зазор між обертовими та нерухомими частинами стартера відносно невеликий. Якщо задня опора втрачає геометрію, вал може зміщуватися під навантаженням.

Наслідками можуть бути:

перекіс якоря;
нестабільне положення колектора;
нерівномірний контакт щіток;
підвищене тертя;
шум;
збільшення струму;
зниження швидкості прокручування;
локальний контакт ротора з нерухомими деталями.

З чого виготовляють втулку

У багатьох стартерах застосовуються втулки з антифрикційних матеріалів, зокрема спечених або бронзових композицій. Конкретний матеріал, пористість, спосіб змащення та допустимість додаткового мастила залежать від конструкції.

Не можна вважати, що будь-яку втулку стартера потрібно щільно заповнювати універсальним мастилом. Для частини самозмащувальних втулок неправильний продукт може погіршити роботу. Застосовують процедуру виробника стартера або ремонтного комплекту.

Як втулка працює під час запуску

На стартер подається команда запуску.
Електродвигун отримує великий струм.
Якір швидко набирає оберти.
Його вал обертається у передній і задній опорах.
Втулка кінцевого щита утримує колекторний кінець вала у правильному положенні.
Щітки повинні стабільно контактувати з колектором.
Після завершення запуску стартер зупиняється.

При кожному запуску втулка працює короткочасно, але навантаження на неї значне через високий крутний момент, прискорення, вібрацію та нагрів.

Як зношується втулка

Основний механізм - поступове збільшення робочого зазору між валом та опорою. При нерівномірному навантаженні круглий отвір може набувати овальної форми.

Зношення прискорюють:

велика кількість циклів запуску;
тривалі спроби запуску;
забруднення абразивними частинками;
корозія;
недостатнє або неправильне змащення, якщо воно передбачене;
зношений вал якоря;
перекіс корпуса;
пошкодження другої опори;
перегрів стартера;
повторне використання пошкодженого кінцевого щита.

Овальність втулки

Робоча поверхня може зношуватися нерівномірно. У такому випадку статична перевірка в одному положенні не завжди показує реальний стан.

Овальна втулка може:

давати люфт у певному напрямку;
змінювати положення якоря під електромагнітним навантаженням;
створювати періодичне зачіпання;
викликати різну поведінку стартера від запуску до запуску.

Зношення вала якоря

Перед встановленням нової втулки обов'язково оглядають сам вал. Якщо посадкова поверхня має канавку, корозію, задири або значне нерівномірне зношення, нова втулка може швидко отримати збільшений зазор.

Тому діагностичне питання звучить не тільки «яка втулка», а й «у якому стані вал, що в ній працює».

Основні симптоми зношеної втулки

стартер обертає двигун повільніше, ніж раніше;
стартер обертається важко навіть при справній батареї;
під час роботи з'являється механічний шум;
стартер іноді підклинює;
робота погіршується після нагрівання;
струм стартера вищий за очікуваний для конкретної системи;
щітки зношуються нерівномірно;
колектор має нерівномірні сліди роботи;
на якорі або внутрішніх деталях видно сліди контакту;
при ручній перевірці вала відчувається надмірний радіальний люфт.

Жодна з цих ознак окремо не доводить несправність саме задньої втулки.

Стартер повільно крутить

Це один із найтиповіших симптомів, але причин у нього багато.

До демонтажу стартера перевіряють:

стартерну батарею;
силові клеми;
плюсовий кабель;
масу двигуна;
падіння напруги під навантаженням;
механічний опір самого двигуна;
стан стартера.

Якщо зовнішнє силове коло справне, а стартер споживає великий струм і обертається важко, перевірка втулок стає логічною частиною подальшого розбирання.

Стартер погано працює на гарячу

Температурна залежність може бути пов'язана зі зміною зазорів у зношених опорах, але це не є унікальною ознакою втулки.

На гарячу також можуть проявлятися:

зношені щітки;
проблеми колектора;
дефекти обмоток;
підгорілі силові контакти;
підвищений опір кабелів;
механічна проблема двигуна.

Найцінніша перевірка - відтворення несправності саме у тому температурному стані, коли вона виникає.

Шум і скрегіт усередині стартера

Зношена задня опора може дозволити якорю зміщуватися та торкатися внутрішніх деталей. Такий шум потрібно відрізняти від скреготу приводної шестерні по зубчастому вінцю.

Якщо шум виникає всередині електродвигуна, перевіряють:

обидві опори якоря;
вал;
сліди контакту на якорі;
магніти або полюсні деталі;
колектор;
щітковий вузол;
редуктор, якщо він є.

Підвищений струм стартера

Збільшене механічне тертя через перекіс якоря може підвищувати споживання струму. Але високий струм також можливий при внутрішньому електричному дефекті або великому механічному опорі двигуна.

Тому струм не використовують як самостійний доказ зношення втулки.

Нерівномірний знос щіток

Якщо вал зміщується, колектор може працювати відносно щіток не так, як передбачено конструкцією. Це здатне створювати:

нерівномірну пляму контакту;
підвищене іскріння;
нерівномірне зношення щіток;
локальне підгоряння колектора.

У такому випадку замінювати тільки щітки без перевірки опор якоря неправильно.

Як перевірити втулку після розбирання

Після розбирання стартера оцінюють:

радіальний люфт вала;
рівномірність обертання;
форму внутрішньої поверхні втулки;
задири;
потемніння від перегріву;
тріщини;
посадку втулки у щиті;
стан вала;
співвісність обох опор;
сліди контакту якоря з корпусом.

Допустимий діаметральний або радіальний зазор не задають універсально. Він залежить від конкретного стартера та визначається документацією виробника або технологією ремонтного комплекту.

Перевірка вала без втулки

Після демонтажу старої втулки посадкову поверхню вала очищають і уважно оглядають.

Неприпустимо використовувати нову втулку як спосіб приховати:

глибоку канавку на валу;
задири;
сильну корозію;
деформацію;
помітне нерівномірне зношення.

Перевірка кінцевого щита

Втулка повинна надійно утримуватися у посадковому місці. Якщо отвір щита пошкоджений, розбитий або деформований, правильна посадка нової втулки може бути неможливою.

У такій ситуації ремонту потребує не тільки сама втулка.

Чи можна оцінити втулку без зняття стартера

Без розбирання можна лише запідозрити механічну проблему за сукупністю ознак:

повільна прокрутка при справній батареї;
нормальне силове коло;
підвищене споживання струму;
внутрішній механічний шум;
температурна залежність.

Для підтвердження стану конкретної втулки стартер, як правило, потрібно демонтувати та розібрати.

Коли втулку замінюють

Заміна доцільна, якщо підтверджені:

надмірний люфт;
овальність;
задири;
тріщина;
пошкодження робочої поверхні;
ослаблення посадки у щиті;
ознаки заклинювання;
зношення, яке порушує центрування якоря.

Чому іноді змінюють обидві втулки

Якір утримується не однією опорою. Якщо зношена задня втулка, потрібно перевірити і протилежну опору.

Заміна лише однієї сторони при значному зносі другої може залишити:

перекіс;
збільшений люфт;
нерівномірне навантаження;
передчасне зношення нової деталі.

Заміна втулки

Зафіксувати симптом стартера.
До демонтажу перевірити батарею та силове коло.
Підтвердити необхідність розбирання стартера.
Визначити точний тип стартера.
Звірити виробника, номер і конструктивну версію.
Виконати штатне відключення батареї.
Демонтувати стартер за процедурою автомобіля.
Очистити зовнішню поверхню перед розбиранням.
Зафіксувати взаємне положення корпусних деталей, якщо цього потребує конструкція.
Розібрати стартер.
Оглянути щітково-колекторний вузол.
Оцінити люфт якоря.
Оглянути обидві опори.
Оглянути вал якоря.
Оглянути кінцевий щит.
Видалити стару втулку без пошкодження посадкового місця.
Очистити посадковий отвір.
Порівняти стару і нову втулки.
Перевірити зовнішній діаметр.
Перевірити внутрішній діаметр або ремонтний припуск.
Перевірити довжину.
Перевірити конструкцію буртика, якщо він є.
Встановити втулку штатним способом.
Не деформувати її під час запресування.
За потреби виконати калібрування або розгортання за ремонтною процедурою.
Очистити втулку після механічної обробки.
Застосувати тільки передбачене мастило або метод просочення, якщо вони потрібні.
Встановити якір.
Перевірити вільність обертання.
Перевірити радіальний люфт.
Перевірити осьове положення за процедурою виробника.
Зібрати стартер.
Перевірити стартер на стенді.
Встановити його на автомобіль.
Перевірити запуск під реальним навантаженням.

Розгортання або калібрування після запресування

У частини конструкцій внутрішній діаметр втулки після встановлення може змінюватися через натяг посадки. Для таких ремонтів може бути передбачена калібровка або розгортання.

Виконувати її «на око» не можна. Важливі:

кінцевий розмір;
співвісність;
якість поверхні;
відсутність перекосу.

Точний ремонтний розмір беруть з технічної документації конкретного стартера.

Чому надто туга втулка небезпечна

Якщо після ремонту вал обертається з надмірним опором, стартер може:

споживати підвищений струм;
повільно крутити;
сильно нагріватися;
підклинювати після нагрівання;
прискорено зношувати нову втулку і вал.

Чому надто великий зазор теж небезпечний

Надмірний зазор залишає проблему центрування і може викликати:

перекіс якоря;
шум;
контакт ротора з нерухомими частинами;
нестабільну роботу щіток;
погіршення роботи стартера під навантаженням.

Підбір втулки

Втулка - розмірна деталь. Її не варто підбирати тільки за зовнішньою схожістю.

Враховують:

VIN автомобіля як початковий ідентифікатор;
OE стартера або його застосовність;
виробника стартера;
номер стартера;
конструктивну ревізію;
місце встановлення - колекторна сторона;
зовнішній діаметр;
внутрішній діаметр;
довжину;
форму;
наявність буртика;
матеріал;
ремонтний припуск, якщо він передбачений;
сумісність із конкретним кінцевим щитом і валом.

Чому VIN недостатньо для ремонтної втулки

На одному автомобілі залежно від двигуна, ринку, дати випуску або попередніх ремонтів міг бути встановлений стартер різного виробника чи ревізії.

Тому для внутрішньої ремонтної деталі особливо важливий номер самого стартера.

Чому старий зразок теж не гарантує правильний підбір

Стара втулка може бути:

сильно зношеною;
деформованою при демонтажі;
раніше встановленою неправильно;
ремонтного розміру;
деталлю від іншої модифікації стартера.

Розміри старого зразка корисні для перевірки, але не замінюють ідентифікацію стартера.

Ремкомплект стартера

Втулка може постачатися окремо або входити у Ремкомплект, стартер.

Під час комплексного ремонту одночасно можуть перевірятися щітки, втулки, ущільнення, привод, контакти та інші зношувані компоненти.

Комплект не потрібно купувати тільки за фотографією. Його склад і застосовність звіряють із конкретним стартером.

Коли проблема не у втулці

Схожі симптоми можуть створювати:

розряджена батарея;
високий опір силового кабелю;
погана маса;
зношені щітки;
підгорілий колектор;
внутрішня несправність обмотки;
пошкоджений редуктор;
несправна шестерня вільного ходу стартера;
несправний електромагнітний перемикач стартера;
високий механічний опір двигуна.

Нові втулки встановлені, але стартер все одно крутить повільно

Перевіряють:

чи не затиснутий вал після запресування;
співвісність опор;
стан вала;
стан щіток і колектора;
редуктор;
електричний стан якоря та статора;
силове коло автомобіля;
батарею;
механічний опір двигуна.

Повний алгоритм діагностики

Зафіксувати точну скаргу.
Уточнити холодний чи гарячий запуск.
Перевірити батарею.
Перевірити клеми батареї.
Перевірити плюсовий кабель.
Перевірити масу двигуна.
Виконати перевірку падіння напруги під час запуску.
Оцінити швидкість прокручування.
За потреби виміряти струм стартера.
Визначити характер шуму.
Відрізнити внутрішній шум від проблеми зачеплення привода.
Якщо зовнішні кола справні - демонтувати стартер.
Перевірити стартер на стенді.
Оцінити вільність обертання.
Розібрати стартер.
Оглянути колектор.
Оглянути щітки.
Перевірити радіальний люфт якоря.
Перевірити задню втулку.
Перевірити протилежну опору.
Оглянути вал якоря.
Шукати сліди контакту якоря з корпусом.
Оглянути кінцевий щит.
Встановити, чи втулка надійно сидить у посадці.
Визначити, чи достатньо заміни втулки.
Перевірити номер стартера.
Підібрати ремонтну деталь.
Встановити її за ремонтною процедурою.
Перевірити зазор і вільність обертання.
Зібрати стартер.
Повторити стендовий тест.
Встановити стартер на автомобіль.
Повторити перевірку під пусковим навантаженням.

Практичні випадки

Стартер повільно крутив навіть з новою батареєю

Силове коло було справним. Після розбирання виявили значний люфт задньої опори і сліди контакту якоря всередині корпуса.

Висновок: нова батарея не компенсує механічний опір усередині стартера.

Стартер працював гірше тільки після прогріву

На холодному вузлі вал ще обертався прийнятно, а після нагрівання перекіс у зношених опорах збільшував механічний опір.

Висновок: температурний симптом потрібно відтворювати, а не перевіряти тільки холодний стартер.

Після заміни щіток ремонт допоміг ненадовго

Щітки зношувалися нерівномірно через збільшений люфт якоря. Втулки під час першого ремонту не перевірили.

Висновок: щітково-колекторний вузол потрібно оцінювати разом з опорами якоря.

Нова втулка заклинила вал

Після запресування внутрішній діаметр зменшився, але перед складанням вільність обертання не перевірили.

Висновок: встановлення втулки не завершується запресуванням - необхідний контроль кінцевої геометрії.

Нова втулка швидко зносилася

Вал якоря мав виражену канавку, але під час ремонту його залишили без оцінки.

Висновок: нова втулка працює у парі з валом, тому перевіряти потрібно обидві поверхні.

Типові помилки

Вважати повільне прокручування доказом зношення втулки.
Не перевіряти батарею перед зняттям стартера.
Не перевіряти силові кабелі.
Не виконувати тест падіння напруги.
Міняти тільки щітки при великому люфті якоря.
Міняти тільки одну втулку без перевірки другої опори.
Не оглядати вал якоря.
Встановлювати нову втулку на вал із глибокою канавкою.
Не перевіряти кінцевий щит.
Запресовувати втулку ударним способом без контролю деформації.
Пошкоджувати посадкове місце при демонтажі.
Не перевіряти внутрішній діаметр після запресування.
Не виконувати передбачене калібрування.
Розгортати втулку без контролю співвісності.
Робити довільний робочий зазор.
Застосовувати невідповідне мастило.
Заповнювати мастилом самозмащувальну втулку без перевірки процедури.
Збирати стартер із тугим обертанням якоря.
Ігнорувати сліди контакту ротора з корпусом.
Не очищати абразив після розгортання.
Підбирати втулку тільки за фотографією.
Підбирати тільки за маркою автомобіля.
Не перевіряти виробника стартера.
Не звіряти номер стартера.
Вважати однаковий зовнішній діаметр доказом сумісності.
Не враховувати довжину втулки.
Не враховувати внутрішній діаметр.
Не враховувати буртик та конструкцію посадки.
Не виконувати стендову перевірку після ремонту.
Повторно встановлювати стартер без перевірки реального запуску під навантаженням.

Безпека

Силовий вивід стартера працює з дуже великим струмом.
Перед демонтажем застосовуйте штатну процедуру відключення батареї.
Не допускайте короткого замикання силової клеми на корпус.
Надійно фіксуйте стартер при стендовому випробуванні.
Не торкайтеся обертового якоря або привода під час тесту.
Не використовуйте пошкоджений інструмент для запресування.
При механічній обробці втулки видаляйте стружку та абразив перед складанням.
Не запускайте стартер тривалими безперервними циклами понад процедуру виробника.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати на цю тему

Товарні групи TESMA

Комплектуючі стартера - внутрішні деталі для ремонту та відновлення стартера.
Стартер - стартери у зборі для різних двигунів і модифікацій.
Щітка стартера - компоненти щітково-колекторного вузла.
Редуктор стартера - деталі редукторних конструкцій стартера.

FAQ

Що таке втулка кінцевого щита колектора стартера?

Це опора колекторного кінця вала якоря, яка забезпечує його центрування та вільне обертання.

Де вона знаходиться?

У задньому кінцевому щиті електродвигуна стартера, з боку колектора.

Як називається англійською?

Канонічна назва TESMA - Collector End Shield Bush, Starter.

Чому ця маленька втулка важлива?

Вона впливає на співвісність якоря, механічний опір, положення колектора та стабільність роботи щіток.

Які симптоми її зношення?

Можливі повільне прокручування, механічний шум, підклинювання, погіршення роботи на гарячу, збільшений струм і радіальний люфт якоря.

Чи доводить повільний стартер зношення втулки?

Ні. Спочатку перевіряють батарею, кабелі, масу, сам двигун та інші компоненти стартера.

Чи може зношена втулка збільшувати струм?

Так, якщо через перекіс збільшується механічне тертя. Але високий струм також має інші причини.

Чи може стартер клинити тільки на гарячу?

Таке можливо через зміну теплових зазорів, але температурний симптом не є специфічним тільки для втулки.

Чи потрібно міняти обидві втулки?

Не завжди, але обидві опори якоря потрібно обов'язково перевірити.

Чи потрібно перевіряти вал?

Так. Зношений або пошкоджений вал може швидко зіпсувати нову втулку.

Чи потрібно розгортати нову втулку?

Залежить від конструкції. Для частини втулок після запресування передбачене калібрування або розгортання за ремонтним розміром.

Який повинен бути зазор?

Універсального значення немає. Використовують специфікацію конкретного стартера.

Чи потрібно мастити втулку?

Це залежить від її матеріалу та конструкції. Використовують тільки метод і матеріал, передбачені виробником.

Чи можна поставити універсальну бронзову втулку?

Тільки якщо підтверджені точні розміри, матеріал і застосовність. Зовнішньої схожості недостатньо.

Як правильно підібрати втулку?

Насамперед за виробником і номером стартера, а також за розмірами, типом посадки та конструкцією втулки.

Чи достатньо VIN?

VIN допомагає визначити штатний стартер, але для внутрішньої ремонтної деталі бажано підтвердити номер фактично встановленого стартера.

Чи може втулка входити до ремкомплекту?

Так, у частині ремонтних комплектів втулки постачаються разом з іншими зношуваними деталями стартера.

Що перевірити після заміни?

Вільність обертання якоря, люфт, відсутність зачіпання, роботу на стенді, струм і фактичне прокручування двигуна.

Висновок

Втулка кінцевого щита колектора, стартер - невелика, але функціонально важлива опора якоря. Її зношення може порушити центрування вала, збільшити механічний опір, погіршити контакт щіток з колектором та змусити стартер споживати більше струму при меншій швидкості обертання.

Правильний ремонт передбачає не тільки встановлення нової втулки. Потрібно перевірити вал, протилежну опору, кінцевий щит, щітки, колектор і сліди контакту якоря з корпусом. Після запресування необхідно переконатися у правильній геометрії та вільному обертанні.

Правило TESMA: не лікуйте повільний стартер заміною втулки без діагностики. Спочатку виключіть батарею і силове коло, після розбирання перевірте обидві опори та вал якоря, а ремонтну втулку підбирайте за конкретним стартером, його номером, конструкцією та точними розмірами.