Редукторный стартер

Все старые стартеры были прямоточными, это значит, что бендикс сидел прямо на валу (на шлицах) и скорость вращения бендикса была такой же как скорость вала.

Конструкция прямоточного стартера 

В конце прошлого века стали применять редукторную конструкцию стартера. Редукторные стартеры получились маленькими, легкими, но не уступали в мощности и надежности старым прямоточным стартерам.
В редукторном стартере маленький мотор крутится с большой скоростью, гораздо большей, чем достаточно для запуска двигателя. Бендикс крутится на отдельном валу, с нужными для двигателя оборотами. Вращение от вала электромотора предается на бендикс через редуктор, который понижает обороты до нужного значения.

Примеры редукторных стартеров на которых хорошо виден редуктор

Что такое редуктор и что он дает.

Редуктор – устройство понижения оборотов
Самый простой редуктор – это пара шестерен.
Если маленькая шестеренка крутит большую, то большая крутится медленнее во столько раз, во сколько ее диаметр больше диаметра маленькой.

Редуктор полностью передает мощность от ведущей шестеренки на ведомую (небольшими потерями, можно пренебречь), тогда получается, что крутящий момент на большой шестеренке во столько же раз возрастает.

Редуктор ставится между двигателем и тем, что двигатель должен крутить, будем называть это привод.  Например, между двигателем автомобиля и колесами всегда включен редуктор (главная передача). Практически любой механизм, который вращается от двигателя: транспортер, лифт, лебедка, электродрель, и другие электроинструменты, обязательно используют редуктор.

Почему нужен редуктор?
Дело в том, что механизмы должны вращаться с определенной скоростью и превышать ее нельзя или опасно. Например, если сверло крутиться очень быстро оно сверлить не будет и почти сразу сгорит. Транспортер и лебедка тоже не могут двигаться быстрее, чем это необходимо. Тогда кажется логичным подобрать для них такой мотор, который будет иметь именно нужные обороты, и никакой редуктор не нужен.
В большинстве случаев не получается. Моторы с низким числом оборотов, приходится делать большого диаметра, чтобы они могли создавать большой крутящий момент, но такие моторы получаются больших размеров и, соответственно, достаточно тяжелые.

В конечном итоге, для того, чтобы какое-то устройство работало, ему нужно передать определенную мощность. Большой и маленький мотор могут иметь одинаковую мощность
Мощность мотора – это произведение крутящего момента на обороты.

N = Mn 
У большого двигателя большой момент M₁, но он развивает маленькие обороты n₁, а маленький двигатель может развить большие обороты n₂, но у него слабый момент M₂.
Произведение получится одинаковым  M₁ n₁ = M₂ n₂

Иначе говоря, уменьшая двигатель, мы уменьшаем его момент, но он может крутиться гораздо быстрее, поэтому можно получить такую же мощность.

Если для привода использовать скоростной двигатель, то от него можно не требовать большого крутящего момента, значит, ротор получается маленьким, и легко крутится. Но как этот двигатель будет крутить тяжелый привод? Вот здесь и выручает редуктор. Двигатель крутит маленькую шестеренку с большой скоростью, а большая шестеренка крутится уже медленно, со скоростью, которая нужна приводу, крутящий момент большая шестеренка повышает до необходимого.

Итак, что выбрать - прямоточное устройство – когда двигатель непосредственно крутит привод или маленький легкий двигатель и редуктор.  Оказывается, маленький двигатель, плюс редуктор получается меньше, чем один большой двигатель, который дает такой же результат.

Такое техническое решение позволяет производить маленькие скоростные двигатели, которые получаются относительно легкими и дешевыми, а подключение их к приводам оптимизируется с помощью редукторов. Многолетняя конструкторская практика доказала правильность такого подхода.
Например, ручная дрель прямоточной схемы, без редуктора весила бы в три – четыре раза больше. 

Для стартеров эти рассуждения полностью применимы. Стартер с редуктором получается маленьким и легким, но мощность его вполне достаточна для запуска двигателя.

Для большинства современных стартеров применяется планетарный редуктор.

Планетарный редуктор состоит из обоймы, солнечной шестерни и сателлитов. Сателлиты установлены на деталь, которая называется водило. Может быть несколько вариантов подключения планетарного редуктора. в зависимости от того какая часть редуктора остановлена  и не крутится. 

Для стартера обычно применяют схему, когда внешняя обойма статично встроена в корпус, якорь крутит солнечную шестерню с большой скоростью, а а сателлиты, обкатываясь по обойме, крутят водило которое является  валом, и на нем уже установлен бендикс

Передаточное отношение определяется числом зубьев на обойме и солнечной шестерне. Получается примерно 3-4, то есть якорь крутится в 4 раза быстрее, чем бендикс.

u = 1+ Z₃/Z₁