СИСТЕМА ПУСКА ОСНОВНОГО ДВИГАТЕЛЯ САМОХОДНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК F02N15/10 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам пуска основного двигателя трактора, самоходной машины и других самоходных энергетических средств, у которых требуется автоматически предотвратить поступательное движение в момент пуска основного двигателя и тем самым не допустить наезд на пользователя, осуществляющего запуск двигателя, а также на людей и предметы, находящиеся на пути движения. Причем в предлагаемой системе это достигается не с помощью встроенных в нее блокировочных устройств, которые пользователь без нарушения возможности пуска может легко отсоединить, а за счет использования новых принципов проектирования технологических систем, обладающих защитными свойствами.

Известны системы пуска основного двигателя с использованием вспомогательного двигателя, который передает вращение коленчатому валу основного двигателя (дизеля) через редуктор.

Вспомогательный двигатель в сборе с редуктором обычно называют пусковым устройством. Известные системы пусковых устройств содержат коленчатый вал пускового двигателя, на котором закреплена шестерня; промежуточную шестерню, связывающую шестерню коленчатого вала с шестерней, установленной на ведущем диске муфты сцепления; рычаг сцепления; вал механизма передачи; ведомый (нажимной) диск сцепления; ведущий диск сцепления; зубчатый венец маховика основного (дизельного) двигателя; пусковую шестерню; автомат выключения пусковой шестерни [1].

Недостатками данной системы пуска основного (дизельного) двигателя вспомогательным двигателем являются:
возможность, в период пуска двигателя, незапланированного движения трактора, самоходной машины или самоходного энергетического средства и травмирование при этом пользователя, осуществляющего запуск вспомогательного двигателя с помощью пускового шнура при невыключенной передаче в КПП, а также людей и предметы, находящиеся на пути движения;
высокая трудоемкость изготовления и металлоемкость механизма управления положением ведомого (нажимного) диска муфты сцепления.

Первый недостаток пытаются частично исправить за счет использования специальных систем блокировки, встроенных в систему пуска.

Известно электрическое блокирующее устройство, которое состоит из выключателя марки ВК-403, установленного в корпусе коробки передач (в дальнейшем - КПП), рамки или валика, перемещающихся под действием рычага КПП в направляющих, закрепленных в крышке КПП. При включении передачи рычаг переключения передач передвигает рамку или поворачивает валик, шарик выключателя при этом поднимается и замыкает контакты выключателя. Это приводит к тому, что первичная обмотка магнето пускового двигателя замыкается " на массу", и во вторичной обмотке не может индуктироваться ток высокого напряжения. Тем самым исключается возможность запуска пускового двигателя. Когда рычаг переключения КПП находится в нейтральном положении, шарик выключателя опускается, контакты размыкаются, обеспечивая работоспособность магнето [2].

Недостатками данного технического решения являются:
нарушение геометрических размеров подвижного толкателя выключателя ВК-403, в результате чего он становится неподвижным, удерживает электрические контакты в постоянно замкнутом состоянии, при котором даже при выключенной скорости запустить двигатель невозможно;
замыкание контактов ВК-403 в месте подсоединения электрических проводов, что дезинформирует пользователя и вынуждает его отсоединять устройство;
возможность запуска основного двигателя при отключенном блокировочном устройстве.

Наиболее близким (прототип) по техническому решению к изобретению является устройство запуска двигателя внутреннего сгорания [3].

Недостатками данного технического решения являются:
возможность отключения блокировочного устройства от системы пуска путем демонтажа цилиндра с запирающим штоком;
отсутствие универсальности, ограниченность применения, вызванная необходимостью использования автономного масляного насоса в двигателях, в которых перед запуском создают минимально допустимое давление в подшипниках коленчатого вала, а также тем, что рычаг КПП имеет постоянную связь с золотником распределителя, и это обуславливает его движение в плоскости расположения золотника распределителя, в то время как в КПП при переключении скоростей рычаг перемещается в двух взаимно перпендикулярных плоскостях;
высокая металлоемкость и трудоемкость изготовления механизма управления положением нажимного диска муфты сцепления пускового двигателя.

Изобретение решает следующие задачи:
повышение безопасности пользователя за счет управления положением нажимного диска муфты сцепления пускового двигателя посредством гибкой связи рычагом КПП;
исключение возможности запуска основного двигателя при техническом отказе или умышленном демонтаже одного из элементов системы;
обеспечение универсальности устройства за счет выбора в качестве объекта регулирования положения нажимного диска, являющегося неотъемлемым конструктивным элементом редукторов во всех пусковых двигателях, независимо от их комплектации;
снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления за счет уменьшения числа трудоемких в изготовлении и металлоемких элементов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Система пуска основного двигателя самоходного энергетического средства содержит коробку перемены передач, вспомогательный двигатель, редуктор вспомогательного двигателя с механизмом управления положением нажимного диска и пусковой шестерней, венец маховика основного двигателя. Система отличается тем, что она снабжена кулисой с дополнительным Г - образным пазом, дополнительным ползуном с поперечным пазом, установленным в коробке перемены передач и взаимодействующим с рычагом КПП и штоком управляющего цилиндра, связанного посредством гидропровода с исполнительным цилиндром и его штоком, установленными в корпусе редуктора вспомогательного двигателя и взаимодействующими с рычагом. Рычаг закреплен в корпусе редуктора и выполнен так, что он охватывает ступицу нажимного диска и обеспечивает его перемещение до соединения с ведущим диском муфты сцепления редуктора, посредством которой пусковая шестерня передает крутящий момент на венец маховика основного двигателя.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой системы пуска; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Система содержит коробку перемены передач 1 (КПП); рычаг 2 КПП; кулису 3 с дополнительным Г-образным пазом 4; дополнительный ползун 5 с поперечным пазом 6, установленный в специально предусмотренном месте КПП 1, не связанном с ползунами 7 переключения передач; управляющий цилиндр 8 с штоком 9, взаимодействующий с дополнительным ползуном 5; гидропровод 10; пусковой двигатель 11; редуктор пускового двигателя 12; исполнительный цилиндр 13 с штоком 14, установленные в корпусе редуктора 12 и взаимодействующие посредством рычага 15, шарнирно закрепленного на опоре 16, расположенной в корпусе редуктора 12. Рычаг 15 охватывает ступицу 17 нажимного диска 18 и взаимодействует с диском посредством шарнирно закрепленных на нем, в средней части, нажимных сухариков 19. Нажимной диск 18 муфты сцепления 20 редуктора 11 под воздействием пружины 21 находится в постоянно разомкнутом состоянии.

Запуск основного двигателя осуществляют в два этапа. Вначале проводят запуск пускового двигателя (предлагаемая система не связана с первым этапом запуска). При этом пружина 21 муфты сцепления 20 редуктора пускового двигателя 12 не позволяет нажимному диску 18 взаимодействовать с уже вращающимся ведущим диском муфты 20 и передавать крутящий момент маховику основного двигателя. Рычаг 2 КПП 1 при выполнении первого этапа может находиться в любом положении. Для выполнения второго этапа запуска двигателя требуется включать муфту сцепления в редукторе пускового двигателя путем перевода нажимного диска 18 до соприкосновения с ведущим диском. Эту операцию можно осуществить, только находясь в кабине трактора или самоходного комбайна. Для этого рычаг 2 КПП 1 размещают в дополнительном Г-образном пазе 4 кулисы 3. При этом нижний конец рычага 2 автоматически попадает в поперечный паз 6 дополнительного ползуна 5, установленного в специально предусмотренном месте КПП 1 с возможностью перемещения и взаимодействия с штоком 9 управляющего цилиндра 8. После этого перемещают рычаг 2 по Г-образному пазу 4 кулисы 3, вызывая перемещение дополнительного ползуна 5 и связанного с ним штока 9 управляющего цилиндра 8. При этом рабочая жидкость из полости управляющего цилиндра 8 по гидропроводу 10 нагнетается в полость исполнительного цилиндра 13 и перемещает связанный с ним рычаг 15, нижняя часть которого шарнирно закреплена на опоре 16 внутри редуктора 12. Средняя часть рычага 15 выполнена так, что охватывает ступицу 17 нажимного диска 18, и установленные на рычаге 15 сухарики 19, преодолевая сопротивление пружины 21, взаимодействуют с нажимным диском 18 и передвигают его до замыкания с ведущим диском. При этом обеспечивается возможность передачи крутящего момента от пускового двигателя, муфты сцепления и подпружиненной пусковой шестерни 22 (бендикса) редуктора на венец маховика 23 основного двигателя 24.

После запуска основного двигателя 24 выводят рычаг 2 КПП из дополнительного Г-образного паза 4 кулисы 3. Нижний конец рычага 2 при этом перемещает дополнительный ползун 5 в положение, при котором прекращается его контакт с штоком 9 управляющего цилиндра 8. Одновременно с этим пружина 21 начинает разжиматься и передвигать нажимной диск 18 влево от ведущего диска. При этом рычаг 15 вместе с сухариками 19 повернется относительно опоры 16. Верхняя часть рычага 15, шарнирно сочлененная с штоком 14, передвинет шток 14 влево. Рабочая жидкость из полости исполнительного цилиндра 13 по гидропроводу 10 будет нагнетаться в полость управляющего цилиндра 8 и возвратит шток 9 в исходное положение.

Система позволяет обеспечить более высокие эксплуатационные и экономические характеристики в сравнении с прототипом и сохранять ежегодно жизнь не менее чем 100 трактористам и комбайнерам.

Использование: системы пуска основного двигателя трактора, самоходной машины или других самоходных энергетических средств. Сущность изобретения: система содержит коробку перемены передач, редуктор пускового двигателя с механизмом управления положением нажимного диска и пусковой шестерней, венец маховика основного двигателя. Система пуска снабжена кулисой с дополнительным Г-образным пазом, дополнительным ползуном с поперечным пазом, установленным в коробке перемены передач и взаимодействующим с рычагом коробки перемены передач и штоком управляющего цилиндра, связанного посредством гидропривода с исполнительным цилиндром и его штоком, установленными в корпусе редуктора пускового двигателя и взаимодействующими с рычагом, закрепленным в корпусе редуктора и выполненным с возможностью охватывания ступицы нажимного диска и его перемещения до соедиенния с ведушим диском муфты сцепления редуктора и передачи посредством пусковой шестерни крутящего момента на венец маховика основного двигателя. 4 ил.

Система пуска основного двигателя самоходного энергетического средства, содержащая коробку перемены передач, редуктор пускового двигателя с механизмом управления положением нажимного диска и пусковой шестерней, венец маховика основного двигателя, отличающаяся тем, что она снабжена кулисой с дополнительным Г-образным пазом, дополнительным ползуном с поперечным пазом, установленным в коробке перемены передач и взаимодействующим с рычагом коробки перемены передач и штоком управляющего цилиндра, связанного посредством гидропривода с исполнительным цилиндром и его штоком, установленными в корпусе редуктора пускового двигателя и взаимодействующими с рычагом, закрепленным в корпусе редуктора и выполненным с возможностью охватывания ступицы нажимного диска и его перемещения до соединения с ведущим диском муфты сцепления редуктора и передачи посредством пусковой шестерни крутящего момента на венец маховика основного двигателя.