Система электрического пуска предназначена для вращения коленчатого вала двигателя с пусковой частотой, при которой обеспечиваются необходимые условия смесеобразования, воспламенения и горения рабочей смеси. Пусковая частота вращения коленчатого вала для карбюраторных двигателей находится в пределах 50... 100 об/мин, а для дизелей — 150...250 об/мин.
Основной частью системы пуска является электродвигатель постоянного тока — стартер, питаемый от аккумуляторной батареи. Широкое распространение получили электродвигатели с последовательным включением обмотки возбуждения; на двигателях легковых автомобилей применяют также электродвигатели со смешанным возбуждением. Стартер должен развивать необходимый крутящий момент для обеспечения пусковой частоты вращения коленчатого вала в заданных пределах.
Крутящий момент от стартера к коленчатому валу передается через шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом маховика. Величина крутящего момента зависит от момента сопротивления провертыванию коленчатого вала двигателя, создаваемого силами трения и компрессии, а также от момента инерции движущихся масс шатунно-поршневой группы. Для увеличения крутящего момента усиливают магнитные поля, создаваемые обмотками стартера. С этой целью обмотку якоря и обмотку возбуждения соединяют между собой последовательно, а для их изготовления используют медные шины прямоугольного сечения, что значительно уменьшает их электрическое сопротивление. При пуске двигателя по обмоткам проходит ток большой силы, вследствие чего усиливаются взаимодействующие магнитные поля и увеличивается крутящий момент стартера. Кроме того, для увеличения крутящего момента вал стартера в момент пуска соединяется с коленчатым валом через маховик двигателя при помощи понижающей зубчатой передачи с передаточным числом 10... 15.
Вал стартера соединяется с маховиком только во время пуска двигателя. Для этой цели служит шестерня, установленная на валу электродвигателя с помощью шлицевого соединения, допускающего осевое перемещение шестерни по валу для ее соединения и разъединения с зубчатым венцом маховика. Разъединение шестерни с зубчатым венцом маховика после пуска двигателя должно осуществляться автоматически, так как из-за большого передаточного числа этой передачи вал стартера может приобрести частоту вращения 1 000... 1 500 об/мин, что может привести к разносу якоря. Для предотвращения этого явления у большинства стартеров устанавливается муфта свободного хода, которая обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направлении — от вала стартера к маховику.
На современных автомобилях управление стартером дистанционное, из кабины водителя; при этом управлении включение стартера осуществляется контактами его тягового реле. Принципиальная схема включения стартера показана на рис. 1. Основными ее элементами являются аккумуляторная батарея, стартер 1, выключатель 2 и стартерная цепь, под которой понимают путь, проходимый током от аккумуляторной батареи к стартеру. В эту цепь входит провод, соединяющий батарею со стартером, корпус (масса) автомобиля и все клеммы по пути стартерного тока. Стартер состоит из электродвигателя 3, механизма привода 10 и тягового реле 5. Тяговое реле вводит в зацепление шестерню 12 с зубчатым венцом 13 маховика, а также обеспечивает включение стартерной цепи при замкнутых контактах выключателя 2. Механизм привода 10 передает крутящий момент от вала стартера на маховик через зубчатую передачу и после начала работы двигателя предотвращает передачу крутящего момента от маховика на вал стартера.
Взаимодействие элементов стартера при пуске двигателя происходит следующим образом. При замыкании контактов выключателя 2 по обмотке 7 тягового реле 5 проходит ток, и сердечник 8 электромагнита втягивается внутрь обмотки, а соединенный с ним рычаг 11 перемещает шестерню 12 привода и вводит ее в зацепление с зубчатым венцом 13 маховика. При полном зацеплении зубчатой передачи сердечник 8 через контактный диск 6 замыкает контакты 4, и ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку электродвигателя. Якорь начинает вращаться и передает крутящий момент через маховик на коленчатый вал двигателя. После пуска двигателя выключатель 2 размыкает контакты, и цепь обмотки электродвигателя прерывается. Под действием пружины 9 контактный диск и шестерня 12 механизма привода возвращаются в исходное положение.
