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Startermechanik



Vielleicht ändert sich das ja mit dem Aufkommen von Startstopp- und Hybridanlagen, aber bis jetzt ist die Verbindung zwischen Starter und Schwungrad formschlüssig und zeitlich begrenzt. Allenfalls wird bei Startstopp-Anlagen das Ritzel kurz nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors schon in die Schwungradverzahnung geschoben.

So ein Schwungrad hat beim Pkw etwa 120 bis 150 Zähne, der Starter 8 bis 10. Daraus ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von etwa 15 : 1, das aber bei Motoren mit vielen Zylindern oder hoher Kompression noch etwas großer werden kann. Umgekehrt vermindert ein in der Ankerwelle eingebautes Vorgelege diesen Wert vielleicht etwas.

Klar ist, dass ein Lkw-Schwungrad durch den größeren Durchmesser wesentlich schwerer (geschätzte 60 kg) ist und durch mehr Zähne auf ein eher höheres Übersetzungsverhältnis kommt. Der Starter muss kurz nach dem Einspuren teilweise ein hohes Drehmoment auf die Kurbelwelle wuchten, damit der Verbrennungsmotor überhaupt anläuft. Wie gut, dass Gleichstrommotoren im Stillstand das höchste Drehmoment aufbauen.

Es ist der Wechsel zwischen dem Verdichten und Entspannen hauptsächlich von Luft, der eine ziemliche Drehzahlschwankung ergibt. Je weniger Zylinder desto stärker. Während also die Drehzahl sich (bei längerem Starten) von Null auf unter 300/min Kurbelwellendrehzahl einpendelt, beginnt der Starterstrom mit sehr hohen Werten und fällt ab, je mehr der Motor mithilft und dann anspringt und die Drehzahl meist mehr als verdoppelt.

Betriebswarme Benziner schaffen das schon nach zwei Kurbelwellenumdrehungen. Ab etwa 300/min wird dann meist (bei Indirekteinspritzern) die zusätzliche Einspritzung daraus abgeschaltet. Bei dieser Kurbelwellendrehzahl dreht der Anker natürlich ca. 5000/min, mit Vorgelege noch erheblich mehr. Bliebe die mechanische Verbindung erhalten, könnten daraus bei Leerlaufdrehzahl auch leicht über 10.000/min und bei Höchstdrehzahl 100.000/min werden.

Erstaunlich, dass bestimmte Motoren gar keinen Kraftstoff mehr vorfördern müssen, sondern entweder mit der Förderpumpe schnell genug sind, oder lange einen Restdruck halten. Sensoren mit aktiver Spannungsversorgung sind sehr schnell im Auffinden der richtigen Förder- und Zündzeitpunkte, wobei letztere ohnehin durch Mehrfachzündung leichter getroffen werden. Hier haben staatlich verordneten Beschränkungen von Emissionen und CO2-Werten vermutlich die Entwicklung beschleunigt.

Bei Kälte gibt es zwei gegenläufige Tendenzen. Einerseits sinkt die Bereitschaft des gesamten elektrischen Systems, Spannung am Starter zu gewährleisten, während früher. andererseits von ihm eine höhere 'Bereitstellungsdrehzahl' gefordert wird. Immerhin sind die Schmiermittel in ihrer Winterviskosität gefallen und damit von geringerer Belastung als früher. Trotzdem können wir im Winter von mindestens der doppelten Belastung für den Starter ausgehen.

Es hat in der Kfz-Geschichte Fahrzeuge gegeben (z.B. den alten Fiat 500), bei denen man von der Auslegung des elektrischen Systems her einen erfolgreichen Kaltstart z.B. bei -25°C (Bild 2) für unmöglich halten musste. Es gibt also für jedes Fahrzeug so etwas wie eine Startgrenztemperatur. Nicht zuletzt deshalb laufen Verbrennungsmotoren in den kältesten Regionen der Erde den ganzen Winter durch.

Und natürlich ist der Starter nicht alleine schuld, wenn die Startgrenztemperatur zu hoch ist. Denn auch die Auslegung der Batterie, die Übergangswiderstände und sogar der Generator müssen mit betrachtet werden. Natürlich kann man auch die beste Versorgung durch zu viel Kurzstreckenbetrieb im Winter in die Knie zwingen. 04/11








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