Автомобиль / Электрооборудование / Неисправности - Электрооборудование / Износ щеток стартера

Износ щеток стартера

Износ щеток стартера - постепенное уменьшение рабочей длины щеток, ухудшение их контакта с коллектором или нарушение работы щеточного узла. Из-за этого электродвигатель стартера может работать нестабильно, вращаться медленно, запускаться только после нескольких попыток или вообще не реагировать после срабатывания втягивающего механизма.

Щетки являются внутренними элементами стартера. Они передают ток к вращающейся части электродвигателя через коллектор. Поэтому их состояние всегда оценивают вместе со щеткодержателем, пружинами, гибкими проводниками, коллектором, якорем и опорами вала.

Эту неисправность нужно отличать от износа втягивающего реле стартера. При изношенных щетках втягивающий механизм может нормально срабатывать и замыкать силовую цепь, но электродвигатель не получает стабильного внутреннего контакта.

Правило TESMA: одиночный щелчок, медленная прокрутка или периодический отказ не доказывают износ щеток. Сначала проверяют батарею, плюсовой кабель, массу, управляющую команду и силовые контакты стартера.

Для чего нужны щетки стартера

Стартер является высокотоковым электродвигателем кратковременного действия. Для создания необходимого крутящего момента через его внутренние цепи проходит большой ток.

Щетки должны:

стабильно контактировать с коллектором;
передавать большой ток без чрезмерного сопротивления;
свободно двигаться в щеткодержателе;
компенсировать постепенный износ;
сохранять контакт при вибрации и высокой нагрузке.

Щеточный узел стартера

В зависимости от конструкции он может включать:

несколько щеток;
щеткодержатель;
пружины;
гибкие токопроводящие проводники;
изоляционные элементы;
внутренние силовые перемычки;
крепления.

Количество щеток, геометрия, материал и способ соединения зависят от конкретного стартера.

Щетки и коллектор

Коллектор состоит из проводящих сегментов, связанных с обмотками якоря. При вращении щетки скользят по его поверхности и обеспечивают необходимую коммутацию тока.

Контакт должен быть:

стабильным;
достаточным по площади;
без чрезмерного искрения;
без сильного локального нагрева;
без заклинивания щеток.

Щетка и коллектор работают парой

Замена щеток без проверки коллектора является неполной дефектовкой.

Проверяют:

подгорание;
неравномерный износ;
глубокие дорожки;
механические повреждения;
загрязнение;
следы перегрева;
дефекты сегментов;
следы контакта якоря с неподвижными деталями.

Допустимые размеры и биение определяют только по документации конкретного стартера.

Как изнашиваются щетки

Во время каждого запуска щетки трутся о коллектор, поэтому постепенно становятся короче.

При значительном износе возможны:

недостаточный рабочий ход;
снижение контактного прижима;
периодическая потеря контакта;
повышенное искрение;
нагрев;
нестабильная работа электродвигателя.

Длина щетки - не единственный критерий

Даже относительно длинная щетка может работать неправильно.

Причины:

заедание в направляющей;
деформация щеткодержателя;
слабая пружина;
поврежденный гибкий проводник;
щеточная пыль;
перекос;
повреждение коллектора;
перегрев.

Зависание щетки

Если щетка заедает в направляющей, пружина не может поддерживать постоянный контакт с коллектором.

Причинами бывают:

щеточная пыль;
коррозия;
деформация;
перегрев;
неподходящая ремонтная щетка;
повреждение после предыдущего ремонта.

Пружины щеток

Пружины обеспечивают контактный прижим.

Проверяют:

целостность;
положение;
деформацию;
коррозию;
равномерность работы.

Универсальной силы прижима для всех стартеров нет.

Гибкие проводники

Возможны:

частичный обрыв;
перелом возле крепления;
перегрев;
повреждение соединения;
коррозия;
ослабление внутреннего контакта.

Щеточная пыль

При износе образуется мелкая пыль, которая может накапливаться внутри стартера.

Она способна:

мешать движению щеток;
загрязнять коллектор;
ухудшать теплообмен;
скапливаться возле изоляционных элементов.

Основные симптомы износа

стартер работает через раз;
после щелчка электродвигатель не вращается;
стартер начинает работать после нескольких попыток;
двигатель прокручивается медленно;
проблема появляется на горячую;
неисправность зависит от вибрации;
электродвигатель работает нестабильно;
при стендовой проверке заметно повышенное искрение;
щетки изношены неравномерно;
видны следы перегрева щеточного узла.

Стартер щелкает, но не вращается

Симптом Стартер щелкает, но не вращается может быть связан со щетками, но также возможны:

слабая батарея;
высокое сопротивление плюсового кабеля;
плохая масса;
подгоревшие контакты втягивающего реле;
внутренний обрыв;
заклинивание якоря;
механическая блокировка двигателя.

Стартер не крутит

При симптоме Стартер не крутит сначала устанавливают наличие команды запуска и нормального силового питания.

Стартер работает через раз

Периодический контакт щеток может зависеть от:

положения якоря;
длины щеток;
свободы их движения;
состояния отдельных участков коллектора;
температуры;
вибрации.

Такой же симптом могут создавать втягивающее реле и управляющая цепь.

Почему положение якоря влияет на запуск

При поврежденных участках коллектора и сильно изношенных щетках стартер может отказывать в определенном положении якоря.

Временное восстановление контакта после изменения положения является диагностической подсказкой, но не ремонтом.

Медленная прокрутка

Плохой контакт щеток способен ограничивать ток и снижать крутящий момент.

Но медленную работу также вызывают:

разряженная батарея;
коррозия клемм;
высокое сопротивление кабелей;
плохая масса;
изношенные втулки;
перекос якоря;
внутреннее замыкание;
заклинивание редуктора;
повышенное механическое сопротивление двигателя.

Неисправность на горячую

После нагрева могут проявляться:

заедание щетки;
нестабильный контакт проводника;
изменение внутренних зазоров;
дефект обмотки;
износ втулок;
неисправность силовых контактов.

Проверку повторяют именно при температуре фактического отказа.

Повышенное искрение

Выраженное искрение заставляет проверить:

щетки;
пружины;
коллектор;
обмотки якоря;
перекос якоря;
втулки;
внутренние соединения.

Перегрев щеточного узла

Высокое переходное сопротивление создает локальное тепло.

Следы перегрева могут быть на:

щеткодержателе;
проводниках;
изоляторах;
коллекторе;
силовых перемычках.

Причины ускоренного износа

большое количество запусков;
частые повторные попытки;
длительное включение стартера;
поврежденный коллектор;
слабые пружины;
перекос щеткодержателя;
износ втулок;
перекос якоря;
перегрев;
загрязнение;
некачественные ремонтные щетки;
неподходящий материал;
ошибки сборки.

Система Start-Stop

Start-Stop увеличивает количество пусковых циклов, но такие стартеры конструктивно рассчитываются на соответствующий режим.

Обычные ремонтные детали нельзя автоматически применять к Start-Stop стартеру без проверки номера агрегата.

С чего начинать диагностику

Полная последовательность описана на странице Диагностика стартера.

Зафиксировать жалобу.
Определить условия отказа.
Проверить батарею.
Проверить клеммы.
Проверить команду запуска.
Оценить реакцию втягивающего механизма.
Измерить напряжение при запуске.
Проверить плюсовую цепь.
Проверить массу.
Оценить скорость прокрутки.
При необходимости измерить ток.

Проверка батареи

Оценивают:

State of Charge;
пусковую способность;
напряжение под нагрузкой;
состояние клемм;
техническое состояние батареи.

Voltage Drop Test плюсовой цепи

Проверяют потерю напряжения между плюсом батареи и силовой клеммой стартера во время прокрутки.

Высокое сопротивление внешней цепи может полностью имитировать внутреннюю неисправность.

Voltage Drop Test массы

Измеряют потери между корпусом стартера и минусом батареи.

Плохая масса может вызывать:

медленную прокрутку;
щелчок без вращения;
нагрев соединения;
нестабильную работу.

Щетки и втягивающее реле

Если втягивающее реле стартера срабатывает, нужно проверить его силовой выход.

При исправном силовом выходе и отсутствии вращения проверяют:

щетки;
коллектор;
якорь;
внутренние соединения;
механическое заклинивание.

Анализ тока стартера

Ток оценивают вместе с напряжением батареи и скоростью прокрутки.

При слабой работе и относительно небольшом токе проверяют:

силовые кабели;
силовые контакты;
щетки;
коллектор;
внутренние обрывы.

При большом токе и медленном вращении проверяют:

втулки;
перекос якоря;
обмотки;
редуктор;
механическое сопротивление двигателя.

Универсального тока для всех стартеров нет.

Проверка снятого стартера

На стенде оценивают:

втягивающий механизм;
стабильность вращения;
шум;
ток;
щетки;
коллектор;
втулки;
редуктор;
привод и обгонную муфту.

Дефектовка щеток

Проверяют:

остаточную длину каждой щетки;
равномерность износа;
рабочую поверхность;
трещины;
следы перегрева;
свободу движения;
пружины;
проводники;
щеткодержатель.

Минимальная длина

Универсальной минимальной длины щеток не существует. Используют спецификацию конкретного стартера.

Неравномерный износ

Если одна щетка изношена сильнее, проверяют:

соответствующую поверхность коллектора;
направляющую;
пружину;
щеткодержатель;
геометрию якоря;
втулки.

Проверка коллектора

Проверяют:

износ;
биение по спецификации;
подгорание;
глубокие канавки;
дефекты сегментов;
следы перегрева;
загрязнение.

Можно ли зачистить коллектор

Механическую обработку выполняют только если она допустима для конкретного якоря и после нее сохраняются необходимые размеры и геометрия.

Щетки и втулки

Изношенные опоры могут вызвать перекос якоря и ускорить износ щеток.

Связанная деталь TESMA - Втулка задней крышки стартера.

Щетки и якорь

Новые щетки не устранят:

дефект обмоток якоря;
повреждение вала;
сильный перегрев;
повреждение коллектора;
следы контакта с неподвижными деталями;
нарушение геометрии.

Щетки и редуктор

При заклинивании или повреждении редуктора стартер может вращаться медленно даже при полностью исправном щеточном узле.

Когда достаточно заменить щетки

Это возможно, если:

конструкция предусматривает ремонт;
коллектор пригоден;
щеткодержатель исправен;
пружины исправны;
якорь исправен;
втулки или подшипники пригодны;
редуктор исправен;
втягивающее реле исправно.

Когда меняют щеткодержатель

Замена узла может потребоваться, если:

изношены направляющие;
корпус деформирован;
пружины интегрированы в узел;
повреждены силовые перемычки;
повреждены гибкие проводники;
отдельные щетки не предусмотрены конструкцией.

Когда нужен полный ремонт стартера

Проверяют весь агрегат при наличии:

сильного износа коллектора;
износа втулок;
повреждения якоря;
повреждения редуктора;
неисправности обгонной муфты;
подгоревших контактов втягивающего реле;
сильного загрязнения;
перегрева.

Для ремонтопригодных конструкций может использоваться Ремкомплект стартера.

Когда стартер заменяют в сборе

поврежден корпус;
серьезно поврежден якорь;
повреждены магниты или статор;
изношено несколько дорогих узлов;
повреждена геометрия опор;
нет качественных ремонтных деталей;
ремонт экономически нецелесообразен.

Подбор щеток стартера

Учитывают:

производителя стартера;
номер стартера;
OE-номер;
ревизию;
тип щеткодержателя;
количество щеток;
геометрию;
материал;
расположение проводников;
внутреннее соединение;
напряжение системы;
применение Start-Stop.

Почему VIN недостаточно

На одной модели могут применяться стартеры разных производителей. Кроме того, агрегат мог быть заменен ранее.

Для внутренней детали желательно проверить номер фактически установленного стартера.

Почему старые щетки не являются надежным образцом

Ранее стартер могли ремонтировать неподходящими компонентами. Поэтому окончательную применяемость определяют по номеру агрегата и конструкции.

Алгоритм ремонта

Зафиксировать симптом.
Определить условия появления.
Проверить батарею.
Проверить плюсовой кабель.
Проверить массу.
Проверить команду START.
Проверить втягивающий механизм.
Выполнить Voltage Drop Test.
Оценить скорость прокрутки.
При необходимости измерить ток.
Подтвердить внутреннюю неисправность.
Отключить батарею по процедуре.
Снять стартер.
Очистить наружную поверхность.
Проверить стартер на стенде.
Разобрать агрегат.
Проверить все щетки.
Проверить щеткодержатель.
Проверить пружины.
Проверить проводники.
Проверить коллектор.
Проверить якорь.
Проверить вал.
Проверить втулки.
Проверить втягивающий механизм.
Проверить редуктор.
Проверить привод.
Определить полный перечень дефектов.
Подобрать детали по номеру стартера.
Заменить подтвержденно изношенные компоненты.
Очистить внутренние детали.
Собрать стартер.
Проверить свободное вращение якоря.
Проверить зазоры по документации.
Выполнить стендовый тест.
Установить стартер.
Подключить проводку.
Восстановить питание батареи.
Проверить холодный запуск.
Проверить горячий запуск.
Проверить повторные циклы.
Подтвердить устранение симптома.

Проверка после ремонта

стабильность срабатывания;
скорость прокрутки;
ток в контексте конкретного стартера;
отсутствие нестабильного контакта;
отсутствие постороннего шума;
холодный запуск;
горячий запуск;
повторные циклы;
отсутствие перегрева клемм;
полное отключение стартера после запуска.

Новые щетки, но стартер не работает

Проверяют:

сборку;
движение щеток;
контакт с коллектором;
силовые перемычки;
якорь;
коллектор;
втягивающее реле;
втулки;
редуктор;
внешние силовые кабели.

Новые щетки быстро износились

Проверяют:

поверхность коллектора;
биение;
втулки;
перекос якоря;
пружины;
щеткодержатель;
материал щеток;
перегрев;
качество предыдущего ремонта.

Практические случаи

Стартер работал только после нескольких попыток

Батарея, кабели и команда запуска были исправны. После разборки обнаружены сильно изношенные щетки.

Вывод: периодический отказ после проверки внешних цепей требует дефектовки щеточного узла.

Стартер щелкал, но щетки были исправны

Voltage Drop Test выявил плохую массу двигателя.

Вывод: щелчок без вращения не является диагнозом щеток.

После замены щеток проблема быстро вернулась

Коллектор имел выраженный неравномерный износ.

Вывод: новые щетки не исправляют поврежденную рабочую поверхность.

Стартер отказывал только на горячую

После прогрева одна щетка начинала заедать в направляющей.

Вывод: температурный дефект нужно воспроизводить.

Стартер медленно вращался, но щетки были не единственной причиной

При дефектовке также обнаружили изношенные втулки и следы перекоса якоря.

Вывод: старый стартер проверяют комплексно.

После ремонта поведение не изменилось

Внутренний узел был исправен, а плюсовой кабель имел повышенное сопротивление.

Вывод: внешнюю силовую цепь проверяют до разборки.

Типичные ошибки

Менять щетки только потому, что стартер не работает.
Считать щелчок доказательством износа щеток.
Не проверять батарею.
Проверять батарею только без нагрузки.
Не проверять плюсовой кабель.
Не проверять массу.
Не выполнять Voltage Drop Test.
Не проверять втягивающее реле.
Не проверять команду START.
Игнорировать температуру.
Не воспроизводить периодический отказ.
Оценивать только длину щеток.
Не проверять их движение.
Не проверять пружины.
Не проверять проводники.
Не проверять щеткодержатель.
Не проверять коллектор.
Ставить новые щетки на поврежденный коллектор.
Произвольно шлифовать коллектор.
Не контролировать остаточный размер.
Не проверять якорь.
Не проверять втулки.
Игнорировать перекос якоря.
Не проверять редуктор.
Подбирать щетки только по фотографии.
Подбирать только по размерам.
Не учитывать материал щеток.
Подбирать внутренние детали только по VIN.
Не проверять номер фактического стартера.
Не учитывать разных производителей стартера.
Устанавливать случайные пружины.
Смазывать щетки или коллектор.
Не очищать щеточную пыль.
Не выполнять стендовый тест после ремонта.
Не проверять горячий запуск.
Не искать причину повторного износа.

Безопасность

Стартерная цепь работает с очень большим током.
Перед демонтажем выполняйте предусмотренное отключение батареи.
Не допускайте короткого замыкания силовой клеммы на корпус.
Не перемыкайте силовые контакты случайным инструментом.
При работе под автомобилем обеспечьте его безопасное удержание.
На стенде надежно фиксируйте стартер.
Не касайтесь приводной шестерни при поданном питании.
Не допускайте чрезмерно длительной работы стартера.
При оплавлении или сильном перегреве сначала устраните электрическую опасность.

Когда эксплуатацию лучше прекратить

стартер регулярно отказывает;
силовые клеммы сильно нагреваются;
появился дым;
есть запах горелой изоляции;
стартер заклинивает;
появился сильный скрежет;
повторные попытки ухудшают ситуацию;
стартер не отключается после запуска.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

Товарные группы TESMA

Щетки стартера - щетки и компоненты щеточного узла для стартеров разных производителей.
Комплектующие стартера - внутренние и ремонтные компоненты стартера.
Стартер - стартеры в сборе для разных двигателей и модификаций.
Втягивающее реле стартера - электромагнитные механизмы включения стартера.
Редуктор стартера - компоненты редукторных стартеров.

FAQ

Что делают щетки стартера?

Они обеспечивают электрический контакт с коллектором и передачу тока к якорю электродвигателя.

Почему щетки изнашиваются?

Из-за постоянного трения о коллектор во время каждого запуска.

Какие основные симптомы износа?

Периодический отказ, запуск после нескольких попыток, щелчок без вращения, медленная прокрутка и температурная зависимость.

Щелчок означает изношенные щетки?

Нет. Нужно проверить батарею, кабели, массу и втягивающее реле.

Почему стартер работает через раз?

Одной из причин является нестабильный контакт щеток с коллектором, но возможны и другие электрические неисправности.

Почему стартер отказывает на горячую?

Температура может проявить заедание щеток, износ втулок, дефект обмотки или силовых контактов.

Могут ли щетки вызывать медленную прокрутку?

Да, если плохой контакт ограничивает ток, но сначала исключают батарею, кабели и механический дефект.

Может ли одна щетка изнашиваться быстрее?

Да. В этом случае проверяют коллектор, пружину, направляющую и геометрию якоря.

Какая минимальная длина щеток?

Универсального значения нет. Используют документацию конкретного стартера.

Достаточно ли просто заменить щетки?

Только если коллектор, щеткодержатель, пружины, якорь, втулки и остальные узлы исправны.

Нужно ли проверять коллектор?

Да. Поврежденная поверхность способна быстро износить новый комплект.

Можно ли шлифовать коллектор?

Только по допустимой для конкретного якоря технологии.

Можно ли смазывать щетки?

Рабочие поверхности щеток и коллектора случайной смазкой не покрывают.

Почему щетка заедает?

Из-за пыли, коррозии, деформации, перегрева или неподходящей ремонтной детали.

Влияют ли втулки на работу щеток?

Да. Перекос якоря способен ухудшать контакт и ускорять износ.

Можно ли проверить щетки без снятия стартера?

На автомобиле можно проверить внешние цепи, ток и характер работы. Физический износ оценивают после доступа к щеточному узлу.

Что проверить до снятия стартера?

Батарею, плюсовую цепь, массу, команду START, втягивающее реле и падение напряжения под нагрузкой.

Почему новые щетки могут не помочь?

Причина может находиться в коллекторе, якоре, втулках, редукторе, втягивающем реле или внешней проводке.

Почему новые щетки быстро изнашиваются?

Проверяют коллектор, втулки, перекос якоря, пружины, материал щеток и качество ремонта.

Как правильно подобрать щетки?

По производителю и номеру фактически установленного стартера и конструкции щеткодержателя.

Достаточно ли VIN?

Для внутренних деталей желательно дополнительно проверить номер стартера.

Когда стартер лучше заменить в сборе?

При значительном износе нескольких дорогих компонентов, серьезном повреждении якоря или корпуса либо экономической нецелесообразности ремонта.

Что проверить после ремонта?

Холодный и горячий запуск, повторные циклы, скорость прокрутки, нагрев силовых соединений, шум и полное устранение исходного симптома.

Вывод

Износ щеток стартера нарушает внутренний высокотоковый контакт электродвигателя и может вызывать периодический отказ, медленную прокрутку или щелчок без вращения. Но такие симптомы не являются специфическими только для щеток.

Диагностику начинают с батареи, плюсового кабеля, массы, команды START и втягивающего механизма. После снятия стартера щетки проверяют вместе со щеткодержателем, пружинами, коллектором, якорем и втулками.

Правило TESMA: батарея - силовая цепь - команда запуска - втягивающее реле - ток стартера - щетки - коллектор - якорь - опоры. Не меняйте щетки только из-за щелчка или медленной прокрутки и не устанавливайте новый комплект на поврежденный коллектор без полной дефектовки стартера.