Startmotor

Een startmotor is doorgaans een elektromotor die dient om een verbrandingsmotor te starten. De elektromotor wordt gevoed door een accu. In de regel is de startmotor voorzien van een starterrondsel dat in de vliegwielvertanding ingrijpt. Een startmotor heeft een hoge stroomsterkte nodig en daarom loopt de stroom niet via het contactslot. Gebruikelijk is dat het startcircuit van een auto is uitgerust met een relais dat door het contactslot wordt bediend. Bij oudere auto's wordt het circuit door een trekkoord ingeschakeld. De eerste auto's hadden geen startmotor maar moesten handmatig aangeslingerd worden.

Een elektrische startmotor is over het algemeen een gelijkstroommotor die voorzien is van een in serie geschakelde veldwikkeling en ankerwikkeling. Dit type motor noemt men een seriemotor. Deze motoren hebben een hoog aanloopkoppel en de eigenschap dat het koppel zal toenemen bij een dalend toerental en maximaal is bij het inschakelen van de stroom bij een stilstaande motor. Door deze kenmerken is de seriemotor zeer geschikt als startmotor. Voor het ingrijpen van het starterrondsel in de vliegwielvertanding bestaan er verschillende constructies. Er zijn startmotoren met een verschuifbaar rondsel, maar ook startmotoren met een verschuifbaar anker, of startmotoren met een verschuifbaar rondsel met een voorschakelfase. Bij grote motoren is de startmotor soms uitgevoerd als een kleine verbrandingsmotor, met dezelfde functie als een elektrische startmotor.^[1]

Voor de uitvinding van de startmotor werden motoren op verschillende manieren gestart, zoals met veerstarter, buskruitcilinders of handmatig met een afneembare hendel om de krukas of propeller te draaien.^[2] Handmatig starten was vaak onhandig en gevaarlijk.^[3]

De eerste elektrische starter werd in 1896 toegepast op een Arnold door H. J. Dowsing.^[4] In 1903 patenteerde Clyde J. Coleman de eerste elektrische starter in Amerika.^[5][6] In 1911 ontwikkelden Charles F. Kettering en Henry M. Leland bij DELCO een elektrische starter voor auto’s,^[7][8] met een systeem dat later op de Cadillac Model Thirty werd toegepast.^[9][10][11]

Hoewel elektrische startmotoren snel populair werden, bestonden er in 1912 verschillende concurrerende systemen, zoals luchtstarters en veerstartermotoren bij merken als Adams, S.C.A.T. en Wolseley.^[9] De introductie van een elektrische starter en 12-volt elektrische installatie op de Dodge 30-35 in 1914 maakte starten eenvoudiger en veiliger.^[12]

Handstarters bleven nog tot de jaren 1960 gebruikelijk bij sommige auto’s, zoals de Ford Model T en Citroën 2CV, en ook in het oostblok (bijvoorbeeld Lada) tot in de jaren 1980. Voor vroege Duitse turbojetmotoren ontwierp Norbert Riedel een kleine tweetakt startmotor die met een trekkoord werd gestart om de turbines te laten draaien.

Voor de introductie van de door sleutel bediende start-ontstekingsschakelaar bij Chrysler in 1949,^[13] werd de startmotor vaak bediend door de bestuurder met een knop op de vloer of het dashboard. Sommige voertuigen hadden een pedaal waarmee het starterpignon handmatig in de tandkrans van het vliegwiel werd gebracht en vervolgens de elektrische schakeling naar de startmotor werd gesloten. Ferguson-tractoren uit de jaren 1940, zoals de Ferguson TE20, hadden een extra stand op de versnellingshendel die de starter inschakelde, waardoor starten in versnelling werd voorkomen en de veiligheid werd vergroot.^[14]

De meest gebruikte methode om het starterrondsel in de vliegwielvertanding te laten aangrijpen is door middel van een solenoïde. Door de solenoïde te bekrachtigen wordt een kern in een spoel getrokken, waardoor de schakelhefboom het starterrondsel op de starterkrans laat aangrijpen. Daarna sluit de solenoïdekern de ingebouwde schakelaar, waardoor de startmotor in werking treedt. Het draaiende startmotoranker drijft het starterrondsel over de steile schroefdraad tot de aanslag in de starterkransvertanding, waardoor de krachtoverbrenging tot stand komt. Als de startmotor defect is, start de auto niet, terwijl andere systemen zoals de lampen en radio nog wel werken. Vaak kan een eenvoudig controle van de kabels of het gebruik van startkabels het probleem oplossen.^[15] Het korte moment waarin het startmotoranker de verbinding met de starterkrans tot stand brengt, is voldoende om een krachtig draaimoment te ontwikkelen. Nadat de motor is aangeslagen, draait de starterkrans sneller dan het startmotoranker en treedt de vrijloopkoppeling in werking, zodat het startmotoranker niet met een ontoelaatbaar hoog toerental wordt aangedreven. Een eventueel gemonteerde ankerrem zorgt voor een snel uitschakelen en tot stilstand komen van het anker.

Sommige dieselmotoren van 6-16 cilinders worden gestart met een hydraulisch aangedreven motor. Hydraulisch aangedreven startmotoren worden gebruikt voor onder andere generatoren, reddingsbootmotoren en offshore brandspuitmotoren. Een hydraulisch aangedreven startmotor kan met de hand bediend worden. Hydraulische startmotoren kunnen in verschillende configuraties worden toegepast op vrijwel elke motor. Ze maken gebruik van het efficiënte axiale plunjerprincipe, dat een hoog koppel levert bij elke temperatuur of in elke omgeving, en zorgt voor minimale slijtage van de tandkrans en het pignon.^[16][17][18]