207 bezoekers online

Column: Startmotor vervangen? Eerst meten!

1 jaar geleden gepubliceerd

Meten aan het startcircuit

Iedere monteur heeft wel eens een startmotor vervangen vanwege de klacht dat de auto moeizaam start (langzaam rondgaat). Er kunnen verschillende oorzaken zijn voor dit probleem.

Dit is een vervolg op een eerdere column over het meten aan een accu.


Oorzaken dat een auto moeizaam start

Er zijn 3 mogelijke oorzaken en het is aan jou als monteur de taak om de juiste oorzaak op te sporen en het juiste reparatieadvies te geven.

1. Een slechte accu.

Dit kunnen we vrij snel uitsluiten zoals ik in het artikel over het meten aan een accu heb uitgelegd.

2. Een versleten startmotor

Vaak een lagerprobleem, maar ook een scheef gemonteerde startmotor of geblokkeerde motor geeft deze symptomen.

3. Te hoge weerstand elektrische circuit startmotor

Te hoge weerstand in het elektrische circuit (bedrading, aansluitpunten, accupolen of inwendig in de startmotor) heeft ook tot gevolg dat de startmotor te langzaam rondgaat.

Diagnose van het startmotorcircuit

Daarvoor hebben we een multimeter en een stroomtang nodig. Gereedschap dat in iedere werkplaats tot de standaard uitrusting zou moeten behoren.

Multimeter en stroomtang
Fig 1 Multimeter en stroomtang

We meten de startspanning en de startstroom tijdens het starten. De startspanning gewoon op de accupolen en de startstroom bij voorkeur op de minkabel van de accu.
Verder is het erg handig als je weet wat de startstroom behoort te zijn van de auto die je onder handen hebt. Dit gegeven wordt meestal niet in de werkplaats documentatie vermeld en dus moeten we dit proefondervindelijk vaststellen door dit bij een goede auto te meten.

Een leidraad is dat dit bij een 4 cilinder benzinemotor rond de 125-150 Ampére bedraagt en bij een dieselmotor 150-195 Ampére.

Advies: meet van elke auto die in je werkplaats komt de startstroom en noteer dit zodat je een referentielijst opbouwt!. Zet ook de omgevingstemperatuur van de accu erbij op het moment van meten, want deze is van invloed op de hoogte van de startstroom.

Stuur je meetresultaten op zodat we dit op de site kunnen publiceren. Wordt dan een handig referentielijstje : info@problemcar.nl

Startstroom meten in de praktijk

We gaan nu eens kijken hoe we dit in de praktijk kunnen toepassen. We hebben als voorbeeld een 4 cilinder benzine motor, die moeizaam start. Volgens je referentielijstje moet deze auto een startstroom hebben van 135 Ampére.

Stel dat de startstroom 200 Ampére bedraagt. Welke conclusie kunnen we dan trekken?
Mechanische oorzaak of een elektrische?

Uitleg startstroom te hoog

Een startstroom van 200 A is te hoog en een te hoge startstroom heeft altijd een mechanische oorzaak.

Vaak is het een versleten startmotor (lagers). Maar pas op, het hoeft niet altijd de startmotor te zijn, ook een vastgelopen dynamo of aircopomp kan dit veroorzaken doordat de multieriem de motor blokkeert en de startmotor tegenwerkt.

Dit is te verklaren middels de wet van Ohm:

U=IxR

Deze wet (formule) stelt dat er altijd een verband is tussen stroom (I), spanning (V) en weerstand (R)

Voorbeeld:

de startspanning U = 10 Volt (accu was getest en in goede conditie)
de startstroom I = 200 Ampére ( is te hoog, immers in ons voorbeeld heeft een goede startmotor een startstroom van 135 A)

We kunnen nu met de wet van Ohm de weerstand uitrekenen:

U=IxR waaruit volgt dat R=U/I

dus de weerstand is 10/200 = 0,05 Ohm..

Van een goede startmotor is de weerstand ook uit te rekenen 10/135 = 0,075 Ohm.

Hieruit volgt dat de oorzaak van het moeizame starten niet wordt veroorzaakt door een te hoge elektrische weerstand want 0.05 Ohm is immers lager dan 0.075 Ohm.

Daarom is een te hoge startstroom altijd een mechanisch probleem.

Uitleg startstroom te laag

Stel dat de startstroom 80 Ampére bedraagt, welke conclusie trek je dan? Mechanische oorzaak of elektrische?

Een startstroom van 80 A is te laag. En als de startstroom te laag is heeft dit te maken met een te hoge weerstand in het elektrische circuit. Daarom is een te lage startstroom altijd een elektrisch probleem.

Wederom gebruiken we de wet van Ohm:

U=IxR

U=10 V
I= 80 A

Uit U=IxR (of anders geschreven R =U/I) volgt dat de elektrische weerstand 10/80 =0,125 Ohm en dat is bijna 2 maal zoveel als toegestaan. Hier volgt dus uit dat de elektrische weerstand te groot is.

Vaak wordt dit veroorzaakt door corrosie op de accupolen of in de aansluiting van de minkabel op het blok. Dit kunnen we meten door het spanningsverlies te meten over de aansluitingen.

Meet -tijdens het starten- het spanningsverlies van de pluskant tussen de plus-pool van de accu en de plus aansluiting op de startmotor. Deze mag niet meer bedragen dan 0,5 Volt. Is deze groter, dan is er sprake van een (beginnende) corrosie in de kabelaansluiting van de accupool of startmotor. Maakt dit goed schoon en meet opnieuw.

Let op: altijd meten tijdens het starten. Immers, volgens de wet van Ohm meet je geen spanningsverlies als er geen stroom loopt. Controleer dit!

Meet -ook tijdens het starten- het spanningsverlies van de minkant tussen de min-pool van de accu en het huis van de startmotor. Deze mag niet meer bedragen dan 0,1 Volt. Is deze groter, ook dan is er sprake van corrosie in één van de aansluitpunten.

Is het spanningsverlies binnen de norm, dan zit het probleem in het inwendige van de startmotor, bv koolborstels-collector, en moet je de startmotor vervangen.

Werking startmotor

De startmotor is een gelijkstroommotor, (net als de aanjagermotor en ruitenwissermotor). Een gelijkstroommotor heeft in de rotor koperen wikkelingen en in het huis van de startmotor zitten electro-magneten.



Als door de wikkelingen van de rotor een stroom loopt wekt dat een Elektro-Magnetisch-Veld (EMV) op dat in gevecht gaat met de elektro-magneten in het huis met als gevolg dat de motor gaat draaien. In eerste instantie is de stroom die door de (rotorwikkelingen van) de startmotor loopt zeer groot. Dit komt omdat de weerstand van de koperen wikkelingen heel erg klein is, iets van 0,01 Ohm.

Aan de hand van de wet van Ohm kun je dan uitrekenen dat de initiële stroom heel erg groot is, 10 Volt / 0,01 Ohm = 1000 Ampére!

Zodra de startmotor gaat draaien wordt er een Elektro-Magnetisch-Veld (EMV) opgewekt. En dit EMV wordt tegengewerkt. Dit noemen we Contra-Elektro-Magnetisch-Veld (C-EMV).

C-EMV is een elektrische weerstand.

Concreet betekent dit dat hoe sneller de startmotor rond draait hoe groter ook de C-EMV is. En de C-EMV werkt de elektronenstroom tegen, dus hoe sneller de startmotor rond draait, hoe groter ook de elektrische weerstand.

En volgens U=IxR wordt dan de stroom kleiner. Dit is heel belangrijk om goed te begrijpen want het lijkt wat tegenstrijdig. De motor gaat harder draaien, maar de stroom neemt af.

Toch is dit het geval.

Ook is dit de verklaring dat een ruitenwissermotor verbrandt als het mechaniek vast zit. Er loopt dan een veel te hoge stroom door de (bijna) stilstaande motor. Immers, als de motor niet of bijna niet draait is er ook weinig C-EMV die de stroom tegenwerkt. In ons voorbeeld loopt er dan 1000 Ampére door de wikkelingen en dan is het dus logisch dat de wikkelingen smelten oftewel de motor verbrandt.


Conclusie

Door de startstroom te meten kun je conclusies trekken over de toestand van het startcircuit.

Een te hoge stroom? Dan is er een mechanisch probleem in de startmotor of andere mechanische weerstand.

Een te lage stroom? Dan is er een probleem in het elektrische circuit (teveel weerstand in de bekabeling of inwendig in de startmotor).

Nu we dit weten is er altijd nog 1 mogelijke uitslag van een meting die je op een verkeerd spoor zet. Weet jij welke?




Siem Bijman