Startmotor

Onderwerpen:

Algemeen
Werking
Solenoïde
Bendix
Vrijloop
Planetair tandwielstelsel
Mogelijke defecten aan de startmotor

Algemeen:
Op elke verbrandingsmotor (benzine/diesel) is een startmotor gemonteerd. Deze startmotor zorgt ervoor dat de motor op gang wordt. Het rondsel van de startmotor grijpt in de tandkrans van het vliegwiel, waarna het vliegwiel in beweging wordt gezet. Een motor moet een bepaald starttoerental hebben om het vierslagproces in gang te zetten (inlaatslag-compressieslag-arbeidsslag-uitlaatslag). Het starttoerental moet hoog genoeg zijn om de motor te kunnen laten aanslaan.

Een startmotor is een gelijkstroommotor, welke met een dikke pluskabel direct met de accu verbonden is. Dit is gedaan omdat er zeer (hoge) krachtige stromen (en dus ook warmte) doorheen gaan. De startmotor zet elektrische energie om in bewegingsenergie.

Werking:
De startmotor is altijd bij het vliegwiel gemonteerd. Bij het inschakelen van de startmotor, grijpt het rondsel (al draaiend d.m.v. de bendix) in de tanden van het vliegwiel. Het vliegwiel gaat dan draaien. Er zitten twee elektrische aansluitingen op de startmotor; een voor de signaaldraad dat afkomstig is van het contactslot (klem 50) en een van de pluskabel vanaf de accu (klem 30). Soms is de aansluiting vanaf het contactslot uitgevoerd als stekkerverbinding i.p.v. een schroefverbinding (zie onderstaande afbeelding).
Wanneer de sleutel in het contactslot tot de aanslag gedraaid wordt om te starten, komt er een spanning van 12 Volt op de contactslotaansluiting (klem 50) van de startmotor te staan. Door dit signaal wordt de solenoïde bekrachtigd en vloeit de stroom van de 12v aansluiting door de spoelen. De werking van de solenoïde is ongeveer hetzelfde als van een normaal relais; van een kleine stuurstroom wordt een grote hoofdstroom gemaakt. De solenoïde is alleen een stuk groter uitgevoerd, omdat er zeer grote stroomsterktes doorheen gaan. Op het moment dat de solenoïde bekrachtigd wordt, zal de startmotor gaan draaien.

Solenoïde:
Een solenoïde is een elektromagnetische component. Wanneer er een stroom door de solenoïde vloeit, wordt deze magnetisch. Door deze magnetische werking kan een component mechanisch bewogen worden, net als bij een veel gebruikt relais waarmee bijvoorbeeld de verlichting en de ruitenwissers worden ingeschakeld. In dit geval worden de twee verbindingen van het startrelais door de magnetische werking naar elkaar toe getrokken.

Op het moment dat er gestart wordt, komt er een stuurstroompje op de “aansluiting contactslot” te staan. In de solenoïde wordt dan de spanning die op de “aansluiting 12v (accu)” staat doorgeschakeld. De koolborstels geven de spanning door aan de collector. De noord- en zuidpolen in de rotor zorgen uiteindelijk voor een krachtige beweging in de stator; de elektromotor zal draaien.
De hefboom wordt door de solenoïde aan de bovenkant naar links getrokken. Door het (blauwe) scharnierpunt zal de onderzijde van de hefboom naar rechts bewegen. Hiermee wordt het rondsel met een draaiende beweging in de tandkrans van het vliegwiel geduwd. Vervolgens zal de rotor gaan draaien, waardoor uiteindelijk het vliegwiel in beweging zal worden gebracht. De verbrandingsmotor van de auto zal met een bepaald toerental (bijv. 400 omw/min) worden aangedreven. Het motormanagementsysteem van de auto zorgt tijdens het starten voor o.a. het toevoeren van de juiste brandstofhoeveelheid, zodat de motor na een paar krukasomwentelingen aan zal slaan.

Bendix:
Het geheel van de veer, vrijloop en rondsel wordt de bendix genoemd. In deze bendix wordt een horizontale beweging gemaakt (in de afbeelding van links naar rechts). Ook zorgt de bendix ervoor dat het rondsel een draaiende beweging maakt bij het naar buiten bewegen. Hiermee wordt voorkomen dat de tanden van het rondsel recht tegenover de tanden van de starterkrans komen te staan, waardoor de tanden van het rondsel niet in de starterkrans zou kunnen aangrijpen, maar tegen de tanden van het vliegwiel komen te staan.
Nadat de motor is aangeslagen, wordt het rondsel weer naar binnen getrokken. Dit gaat soms gepaard met een gierend geluid. Door reinigen en invetten van de bendix kan dit probleem (tijdelijk) worden verholpen. Het is niet schadelijk, alleen hinderlijk.

Vrijloop:
Wanneer de verbrandingsmotor na het starten aanslaat, zal deze met een hoger toerental draaien (bijv. 800 omw/min). Dit is het dubbele toerental dat de startmotor draait. Op het moment van aanslaan van de motor is het rondsel nog in aangrijping met het vliegwiel van de motor. Hierdoor gaat het rondsel ook draaien met een twee keer zo hoog toerental. Om beschadiging van de startmotor te voorkomen is er een vrijloopgedeelte voor het rondsel gemonteerd. De vrijloop zorgt ervoor dat de motor niet de rotor van de startmotor kan aandrijven; de startmotor zal daardoor niet met het motortoerental van 800 omw/min. kan gaan meedraaien.
De vrijloop kan gezien worden als twee ringen die met lagers op elkaar verbonden zitten. De buitenste ring kan maar één kant opdraaien (bijvoorbeeld linksom). Wanneer de bewegingsrichting omdraait (rechtsom) zal de vrijloop er voor zorgen dat de buitenste ring blokkeert. De binnenste en buitenste ring zitten dan met elkaar verbonden. Pas wanneer de buitenste ring weer linksom gedraaid wordt, zal er weer een beweging tussen beide mogelijk zijn.

Planetair tandwielstelsel:
Bepaalde startmotoren zijn uitgevoerd met een zogenaamd planetair tandwielstelsel, dat ook wordt toegepast in een automatische versnellingsbak. Dit tandwielstelsel zorgt voor een andere overbrengingsverhouding en is vaak vóór de bendix geplaatst. Door het toerental van het rondsel te verlagen (t.o.v. de rotor) ontstaat koppelvergroting. Een elektromotor heeft bij een laag toerental het hoogste koppel. Bij een planetair tandwielstelsel kan er met een lager toerental een groter koppel (dus meer kracht) op de starterkrans overgebracht worden. Bekijk deze pagina voor uitleg over het planetair tandwielstelsel.

Mogelijke defecten aan de startmotor:

Bij het omdraaien van de sleutel in het contactslot gebeurt er niets of er is alleen een ‘klik’-geluid hoorbaar:
Dit kan het gevolg zijn van een lege accu. Door een te lage boordspanning wordt de solenoïde wel bekrachtigd (deze geeft dan een tikkend geluid), maar is de spanning te laag om de rotor aan te drijven. Wanneer de accuspanning wel in orde is (minimaal 10,5 volt) en de startmotor doet nog niets, kan het zijn dat de solenoïde blijft “hangen”. De hefboom wordt dan niet bediend en er gebeurt dan niets. Door met een hamer (en eventueel een schroevendraaier) een tik op het startmotorhuis te geven (uiteraard niet te hard) zal in de meeste gevallen de boel weer los komen, waardoor er weer gestart kan worden. Dit is overigens wel een probleem dat in de toekomst zeker terug zal komen, dus het is dan wel tijd om een afspraak te maken bij een garage of revisiebedrijf.
Er is een zeer hard gierend geluid hoorbaar tijdens het starten:
De lagerbussen zijn defect en moeten vervangen worden. Revisiebedrijven die voornamelijk dynamo’s en startmotoren reviseren, zijn hierin gespecialiseerd.
Tijdens het starten ‘slipt’ de startmotor even door (gaat gepaard met een schurend geluid), draait daarna weer even verder rond en slipt opnieuw:
Waarschijnlijk is de starterkrans op het vliegwiel beschadigd. Als de tanden afgesleten zijn, glippen de tanden van het rondsel van de startmotor daar overheen. Mogelijke oorzaken zijn; per ongeluk de startmotor bedienen wanneer de motor al stationair draait, of veelvuldig starten (bijv. van een lesauto of de auto van een koerier die jarenlang meerdere keren op een dag gestart wordt).
Bijgeluid nadat de motor is aangeslagen:
De mogelijke oorzaak daarvan is de bendix die blijft “hangen”. Deze is dan ca. een á twee seconden hoorbaar nadat de contactsleutel is losgelaten. De bendix is hierboven beschreven.