ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ СТАРТЕРА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Советский патент 1995 года по МПК F02N15/06 

Изобретение относится к двигателестроению, более конкретно к запуску двигателей внутреннего сгорания транспортных средств и касается передачи между пусковым и основным двигателем.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является приводной механизм стартера для двигателя внутреннего сгорания, содержащий ведомый вал редуктора с шестерней, установленный в корпусе на двух подшипниковых опорах, ведущую полумуфту, расположенную на шлицах ведомого вала и связанную с ведомой полумуфтой, взаимодействующей с установленными в двух подшипниках приводным валом, имеющим механизм для осевого перемещения, и подпружиненной относительно этого вала, на котором установлена шестерня стартера. Редуктор выполнен с внешним зацеплением шестерен, подшипниковые опоры его ведомого вала размещены по разные стороны от ведомой шестерни и установлены неподвижно, на ведомой полумуфте, выполнены наружные винтовые шлицы, сопряженные с внутренними винтовыми шлицами, выполненными на внутренней поверхности, связанной с поршнем привода приводного вала через подшипник этого вала, внутри которого размещены ведущая и ведомая полумуфты. Шестерня стартера подпружинена и установлена с возможностью перемещения винтовым пазам приводного вала.

Недостатками известного механизма являются недостаточные долговечность и надежность храповиков из-за высоких удельных нагрузок, вызванных малыми размерами ведущей и ведомых полумуфт вследствие размещения их внутри приводного вала, наружный диаметр которого ограничен размерами поршня, и соответственно, размерами корпуса приводного механизма. Такая конструкция требует применения винтовых шлицов как в паре ведомая полумуфта приводной вал, необходимых для снижения осевых нагрузок при размыкании ведомой полумуфты при обгоне, так и в паре приводной вал-шестерня стартера, необходимых для обеспечения поворота шестерни.

Целью изобретения является повышение долговечности механизма с обеспечением его компактности.

При реализации заявляемого устройства достигается повышение механической прочности деталей приводного механизма за счет возможности увеличения их диаметра и снижения вследствие этого удельных нагрузок без увеличения диаметра корпуса приводного механизма. Следствием этого является повышение долговечности механизма с обеспечением его компактности.

На фиг. 1 изображен пневмостартер с пневмодвигателем и приводным механизмом в сборе; на фиг. 2 в большем масштабе представлен заявляемый приводной механизм.

Пневмостартер для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства отстоит из пневматического двигателя 1 лопастного типа и приводного механизма, включающего одноступенчатый редуктор 2 внутреннего зацепления с прямозубыми шестернями и привод 3. Ведущая 4 и ведомая 5 шестерни редуктора размещены внутри цилиндрической поверхности полости корпуса 6. Ведущая шестерня 4 находится в зацеплении с венцом 7 ведомой шестерни 5, связанной с наружной обоймой 8 парой фрикционных колец 9 и парой ведомых колец 10 которые в совокупности с тарельчатыми пружинами 11 и резьбовым кольцом 12 образуют фрикционное устройство. Привод 3 содержит ведомый вал 13 редуктора, установленный в двух подшипниковых опорах 14 и 15, приводной вал 16, установленный в двух подшипниках 17 и 18, ведущую полумуфту 19, расположенную на прямых шлицах 20 ведомого вала 13 и связанную с ведомой полумуфтой 21 посредством храповиков 22 и 23, расположенных на прилегающих торцах соответственно ведущей и ведомой полумуфт.

На наружной поверхности вала 16 выполнены винтовые шлицы 24, сопряженные с внутренними шлицами, выполненными на ведомой полумуфте 21. Последняя посредством пружины 25 подпружинена относительно вала 16. По другую сторону от пружины 25 установлено стопорное кольцо 26. Вал 13 выполнен полым в виде хвостовика ведомой шестерни 5 редуктора 2. Оба подшипника 14 и 15 этого вала размещены по одну сторону от этой шестерни. Ближний к ней подшипник 14 расположен у основания хвостовика, а дальний от нее подшипник 15 размещен внутри поршня 27 и сопряжен с ведущей полумуфтой 19. Иными словами, шестерня 5 установлена в корпусе консольно на одной подвижной и одной неподвижной опоре, причем в рабочем положении расстояние увеличивается. Поршень 27 с уплотнением 28 и возвратной пружиной 29 размещен в полости 30 корпуса 31 привода. Подшипник 14 закреплен в проставке 32, центрирующей относительно друг друга корпус 31 и втулку 33 поршня 27. Для привода поршня 27 и связанного с ним подшипника 14 посредством сжатого воздуха кольцевая полость 34 в зазоре между втулкой 33 поршня и стенкой корпуса 31 сообщена с входным каналом 35, выполненным в стенке корпуса 31. В стенке корпуса 31 выполнен также выходной канал 36 для отвода сжатого воздуха. На валу 16 неподвижно на прямых шлицах 37 установлена шестерня стартера 38, которая при работе стартера вводится в зацепление с зубчатым венцом маховика (не показаны). Дальний относительно этой шестерни подшипник 18 вала 16 закреплен на хвостовике этого вала внутри вала 13 с помощью болта 39 и контактирует с внутренней поверхностью последнего. Наружная обойма этого подшипника связана через кольцо 40 с втулкой 41, противоположный торец которого связан с ведущей полумуфтой 19 через упорное кольцо 42 и упор, выполненный в виде стопорного кольца 43. Усилие, создаваемое пружиной 25, должно быть больше сил сопротивления, возникающих при перемещении вала 16 относительно подшипника 18. Внутренний диаметр упора 43 должен быть больше наружного диаметра стопорного кольца 26. Величина перемещения ведомой полумуфты 21 по винтовым шлицам 29 до упора должна быть не меньше разницы величины перемещения поршня 27, необходимого для соединения входного вала 35 и выходного 36 каналов, и максимально допустимого расстояния между торцом шестерни и торцом маховика. В связи с тем, что шлицы 20 не только передают крутящий момент от редуктора, но и являются второй опорой вала 13, их центровка в ведущей полумуфте 19 должна осуществляться по наружному диаметру шлицов, расположенных на валу 13. Форма упорного кольца 42 и его наружный диаметр должны обеспечивать свободное перемещение его внутри ведущей полумуфты 19. Пневмостартер крепится на двигателе с помощью фланцевого или постельного крепления.

Пневмостартер с приводным механизмом работает следующим образом.

Для введения шестерни 38 стартера в зацепление с зубчатым венцом маховика сжатый воздух подают в каналы 35. Под действием сжатого воздуха поршень 27 перемещается в осевом направлении и через подшипник 15 сжимает возвратную пружину 29, а через ведущую полумуфту 19, соединенную с хвостовиком 13 шлицами 20, ведомую полумуфту 21 и пружину 25, передает осевое усилие на вал 16, на котором жестко закреплена шестерня 38. При утыкании шестерни 38 в зубчатый венец маховика ведомая полумуфта 21 продолжает движение по винтовым шлицам 24 вала 16 в осевом направлении, создавая при этом крутящий момент, проворачивающий вал 16 вместе с шестерней 38 относительно маховика. При полном введении шестерни в зацепление обеспечивается сообщение входного 35 и выходного 36 каналов, в результате чего сжатый воздух через открытый пусковой клапан (не показан) поступает в пневмодвигатель и начинается прокручивание двигателя внутреннего сгорания.

После пуска двигателя при обгоне происходит расцепление храповиков 22 и 23, вал 16 с шестерней 38 начинает вращаться относительно шестерни 5 на подшипниках 17 и 18. При отключении подачи сжатого воздуха через канал 35 поршень 27 под действием пружины 29 отходит в исходное положение и через подшипник 15, ведущую полумуфту 19, стопорное кольцо 43 и упорное кольцо 42, втулку 31, кольцо 40 и подшипник 17 передает осевое усилие на вывод шестерни 38 из зацепления. Фрикционное устройство, встроенное в шестерню 5, обеспечивает сглаживание динамических нагрузок на механизм привода и ограничивает максимальный момент, развиваемый стартером при пуске.

Заявляемая конструкция приводного механизма обеспечивает возможность увеличения диаметров ведомой 21 и ведущей 19 полумуфт, а также диаметров вала 16 и вала 13 и, как следствие, увеличение их прочности и долговечности при неизменном диаметре корпуса приводного механизма. Установка вала 13 на одной неподвижной опоре 14 и одной подвижной опоре 15 обеспечивает возможность использования редуктора внутреннего зацепления, уменьшающего габаритные размеры пневмотранспортера, не увеличивая его длину. Кроме того, использование одной пары винтовых шлицов 24 и для обеспечения проворота шестерни 38 и для снижения нагрузок при работе обгонной муфты позволяет упростить и удешевить конструкции, а нахождение их внутри корпуса приводного механизма 31 гарантирует надежное сохранение смазки на винтовых шлицах и препятствует их загрязнению. Следствием этого является дополнительное повышение долговечности и надежности работы. Поскольку посадка подшипника 17, установленного внутри вала 13, на вал 16 осуществляется с помощью болта 39, не требуется каких-либо специальных приемов или инструмента, что упрощает сборку механизма.

Использование: двигателестроение, в частности приводные механизмы пусковых устройств. Сущность изобретения: механизм содержит ведомый вал 13 редуктора 2 с шестерней 5, установленной в корпусе 6 на двух опорах. Вал 13 выполнен с полостью, в которой частично размещен приводной вал 16 с одним из подшипников 17. Шестерня 5 может быть закреплена консольно, а подшипник 14 вала 13 расположен в полости с возможностью взаимодействия его наружной поверхности с ведущей полумуфтой 19. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ СТАРТЕРА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий ведомый вал редуктора с шестерней, установленной в корпусе на двух подшипниковых опорах, ведущую полумуфту, расположенную на шлицах ведомого вала и связанную с ведомой полумуфтой, взаимодействующей с установленным в двух подшипниках приводным валом, имеющим механизм для осевого перемещения, и подпружиненной относительно ведомого вала, на котором установлена шестерня стартера, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности механизма с обеспечением его компактности, ведомый вал редуктора выполнен с внутренней полостью, в которой частично размещен приводной вал с одним из подшипников, наружная поверхность которого связана с ведущей полумуфтой, а одна из двух подшипниковых опор ведомого вала закреплена неподвижно на ведущей полумуфте с возможностью осевого перемещения совместно с ней, причем ведущая полумуфта с механизмом для осевого перемещения приводного вала, а ведомая полумуфта размещена на винтовых шлицах приводного вала между его подшипниками. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шестерня ведомого вала закреплена в корпусе консольно. 3. Механизм по пп.1 и 2, отличающийся тем, что подшипник приводного вала расположен во внутренней полости ведомого вала редуктора с возможностью взаимодействия его наружной поверхности с ведущей полумуфтой через втулку, упор и упорное кольцо.