Как появился стартер в автомобиле: от ручного вращения к автоматике

На заре автомобилестроения мало было изобрести надежный двигатель внутреннего сгорания, нужно было облегчить его запуск (это было тогда ой как не просто). Первые автомобили не имели привычного нам электрического стартера — двигатель заводили вручную, проворачивая коленчатый вал специальной рукояткой, водитель вставлял пускатель в специальное отверстие, упирался ногой в землю и с усилием проворачивал её. Это было не только утомительно, но и опасно, при неправильном обращении рукоятка могла резко провернуться в обратную сторону и травмировать человека. Если двигатель «схватывал» и давал обратный ход, рукоятка могла резко крутануться, ломая пальцы или сбивая человека с ног. Все это подтолкнуло инженеров к поиску более надёжного и безопасного способа запуска мотора.

До появления классического электростартера инженеры пробовали разные подходы. Одним из них был пневматический пуск: в автомобиль устанавливали баллон со сжатым воздухом, который через систему клапанов и редукторов подавался в цилиндры и проворачивал двигатель. Такие системы встречались на некоторых ранних грузовиках и спецтехнике. Плюсы неоспоримы — не требовалась физическая сила. Но минусов ещё больше — громоздкость, необходимость заправки баллона, сложность обслуживания. Этот подход остался неразрешённым, не подходящим для легковых автомобилей массового рынка. Но теперь применяется на огромных дизелях кораблей.

Ключевым моментом в истории стартера стало изобретение Чарльза Кеттеринга (Charles Kettering) в начале XX века. Кеттеринг, работавший в компании «Dayton Engineering Laboratories Company» (DELCO), предложил использовать электродвигатель для запуска ДВС. В 1912 году его разработка была впервые серийно применена на автомобиле Cadillac Model 30.

Что изменилось с внедрением электростартера Кеттеринга. Запуск двигателя стал полностью безопасным и удобным. Исчезла необходимость вручную крутить рукоятку, что резко снизило риск травм. Теперь завести автомобиль мог практически любой человек, в том числе женщины и люди без большой физической силы. Стартер стал частью общей электрической схемы автомобиля, что позволило объединить запуск двигателя с освещением, зажиганием и другими электрическими компонентами. Кеттеринг также разработал систему, которая автоматически отключала стартер после запуска двигателя. Это стало важным шагом к надёжности и долговечности узла.

Первые электростартеры представляли собой относительно простой механизм. Электродвигатель постоянного тока получал питание от аккумуляторной батареи. При повороте ключа (или нажатии кнопки) ток шёл на обмотки стартера, заставляя якорь вращаться. Бендикс (обгонная муфта) соединял вал стартера с маховиком двигателя только на время запуска. Как только двигатель начинал работать самостоятельно, бендикс отключал стартер, чтобы тот не вращался на слишком высоких оборотах. Эта базовая схема с небольшими усовершенствованиями используется и сегодня.

Внедрение стартера оказало огромное влияние на автомобильную индустрию. Резко выросла популярность автомобилей — машина стала доступнее для широкой аудитории, поскольку исчезла необходимость в специальных навыках и физической силе для её запуска. Стартер стимулировал улучшение аккумуляторов, проводки, реле и других компонентов бортовой сети. Отпала необходимость в отверстии для пусковой рукоятки, что дало инженерам больше свободы при компоновке агрегатов. После успеха «Cadillac» другие автопроизводители быстро начали внедрять электростартеры. Уже к середине 1920 х годов они стали стандартом для большинства легковых автомобилей в США и Европе.

С течением времени конструкция стартера совершенствовалась и развивалась. Появились редукторные стартеры. В них между электродвигателем и бендиксом устанавливали редуктор, что позволяло уменьшить габариты и массу стартера при сохранении или даже увеличении крутящего момента. Такие стартеры стали особенно актуальны с ростом степени сжатия и усложнением двигателей. Появились новые изоляционные материалы из более прочных сплавов и улучшенных подшипников, повысилась надёжность и срок службы узла. Появились системы, которые не позволяли включить стартер при включённой передаче (на автомобилях с МКПП) или синхронизировали его работу с иммобилайзером и другими электронными системами. Иммобилайзер — это электронное противоугонное устройство, которое не даёт запустить двигатель или блокирует его работу, если не подтверждена легитимность попытки завести автомобиль. Его главная задача — защитить машину от угона, сделав кражу технически сложной: даже при доступе к салону и возможности повернуть ключ в замке зажигания, мотор не начнёт работать без корректной авторизации владельца.

Сегодня классический электростартер остаётся основным способом запуска ДВС, но появились и новые подходы. Система «старт стоп». Она автоматически глушит и запускает двигатель в пробках, что требует от стартера повышенной износостойкости и быстрого срабатывания. Для этого используют усиленные стартеры или стартер генераторы. В гибридных автомобилях часто применяют стартер генератор, который может не только запускать ДВС, но и вырабатывать электроэнергию и возвращать её в аккумулятор. В полностью электрических автомобилях стартер не нужен — тяговый электродвигатель сам выполняет функции запуска и движения. Тем не менее, для традиционных бензиновых и дизельных автомобилей электростартер по-прежнему остаётся незаменимым узлом.

Cadillac 30-й модели 1912 года считается первым массовым автомобилем с электростартером. Его появление часто называют одним из поворотных моментов в истории автопрома. Ранние аккумуляторы были менее ёмкими и более чувствительными к условиям эксплуатации, поэтому надёжность системы запуска зависела не только от стартера, но и от качества батареи и обслуживания. Военные и грузовые автомобили в первой половине XX века иногда сохраняли возможность ручного запуска как резервный вариант на случай разряда аккумулятора или неисправности стартера.

История стартера — это история решения одной из самых насущных проблем раннего автомобилестроения: как сделать запуск двигателя простым, безопасным и доступным для любого водителя. От опасной пусковой рукоятки до современных редукторных и гибридных систем стартер прошёл долгий путь, став неотъемлемой частью автомобиля. Его изобретение не только упростило эксплуатацию машин, но и открыло дорогу к массовому распространению автотранспорта по всему миру.

Спасибо за внимание.

Источник: wikipedia.org