BR112017008764B1

BR112017008764B1 - Arranque para mecanismo de combustão de veículo a motor

Info

Publication number: BR112017008764B1
Application number: BR112017008764-2A
Authority: BR
Inventors: Jacques Verot; Yongzhou FAN
Original assignee: Jv Sves; Valeo Equipements Electriques Moteur
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2022-09-13
Also published as: WO2016066083A8; EP3212922A1; CN105626344B; US20170321647A1; EP3212922A4; BR112017008764A2; CN105626344A; US10605220B2; EP3212922B1; WO2016066083A1

Abstract

Motor de arranque (11) para motor a combustão de veículo automotivo que compreende: um motor elétrico (15), um pinhão de acionamento (60), um corpo de pinhão (61) no qual o pinhão de acionamento (60) é montado e um eixo de acionamento (12) capaz de transmitir um torque derivado do motor elétrico (15) para o pinhão de acionamento (60) por meio do corpo de pinhão (61). O corpo de pinhão (61) desliza axialmente ao longo do eixo de acionamento (12). Uma câmara (86) é definida por uma extremidade do eixo de acionamento (12) e uma extremidade do corpo de pinhão (61) que é oposta a extremidade do eixo de acionamento (12). A câmara (86) é ventilada por meio de um orifício de atravessamento (85) em uma parede anelar do eixo de acionamento (12) ou do corpo de pinhão (61). O motor de arranque (11) pode evitar o efeito de ventosa e o efeito de amortecimento causados pela câmara (86).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um arranque (do inglês, starter) para um mecanismo de combustão (do inglês, combustion engine) de veículo a motor (do inglês, motor vehicle) equipado com um orifício para ventilação de ar. A invenção encontra aplicações particularmente vantajosas, embora não exclusivas, em arranques de sistemas de parada e partida automáticos de mecanismo de veículo. PLANO DE FUNDO

[0002] Para dar partida a um mecanismo de combustão, notadamente aquele de um veículo a motor, é conhecida a prática de utilizar um arranque provido com um conjunto de acionamento de arranque capaz de transmitir uma energia rotacional do arranque para uma engrenagem anelar de arranque de um mecanismo de combustão. Esse conjunto de acionamento de arranque é montado com liberdade para deslizar em um eixo de acionamento, que é acoplado ao eixo de um motor elétrico por meio de um conjunto de engrenagens redutor de velocidade.

[0003] O conjunto de acionamento de arranque é capaz de mover-se entre uma posição ativa em que um pinhão de acionamento se engaja à engrenagem anelar de arranque para lhe dar partida após a ativação da ignição, e uma posição de repouso, em que o pinhão de acionamento se situa a alguma distância da engrenagem anelar do motor.

[0004] Para esse propósito, como pode ser visto na Figura 1, o conjunto de acionamento de arranque 1 compreende o pinhão de acionamento 2 montado para girar solidário ao corpo de pinhão 3, que é montado com liberdade para deslizar no eixo de acionamento 5. O corpo de pinhão 3 é acionado, por meio de um dispositivo roda livre 8, por meio de um acionador 6 destinado a ser ativado por uma alavanca de controle 7.

[0005] O problema com tal configuração é que a câmara de volume variável 9 que se estende entre uma extremidade do eixo de acionamento 5 e uma extremidade do corpo de pinhão 3 oposta gera uma força de retenção conforme o conjunto de acionamento de arranque 1 se move, e isso pode causar problemas ao engajamento do pinhão 2 com a engrenagem anelar de arranque.

[0006] O que ocorre, conforme o conjunto de acionamento de arranque 1 se move da posição de repouso para a posição ativa, é que o aumento do volume de ar contido na câmara 9 como resultado do movimento do corpo de pinhão 3 para mais longe em relação ao eixo de acionamento 5 cria um efeito de sucção. Ainda, conforme o conjunto de acionamento de arranque 1 se move da posição ativa para a posição de repouso, a redução no volume de ar contido na câmara 9 como resultado do movimento do corpo de pinhão para mais perto do eixo de acionamento 5 cria uma força de compressão de retenção. Deve-se observar que a geração de forças de retenção é amplificada pelo encaixe de buchas de rolamento 10 entre o eixo de acionamento 5 e o corpo de pinhão 3, uma vez que essas são cobertas com óleo e, portanto, fazem com que o volume de ar na câmara 9 seja melhor aprisionado em relação à atmosfera externa.

[0007] O sistema descrito no documento EP1298317 permite a criação de uma comunicação entre a câmara de volume variável e um espaço situado próximo ao dispositivo roda livre, pela criação de entalhes superficiais em uma periferia interna do corpo de pinhão. No entanto, tal sistema requer o desenvolvimento de uma ferramenta complexa para ser capaz de criar o corpo de pinhão por estampagem a frio. Ainda, o corpo de pinhão é mecanicamente enfraquecido como resultado da criação de engalhes ao longo de todo seu comprimento.

RESUMO

[0008] A invenção busca prover uma solução efetiva para essas desvantagens ao propor um arranque para mecanismo de combustão de veículo a motor, compreendendo: - um motor elétrico, - um pinhão de acionamento, - um corpo de pinhão no qual o pinhão de acionamento é montado, - um eixo de acionamento capaz de transmitir um torque derivado de tal motor elétrico para tal pinhão de acionamento por meio de tal corpo de pinhão, tal corpo de pinhão sendo montado com a possibilidade de deslizar axialmente ao longo do eixo de acionamento,

[0009] e no qual, havendo uma câmara delimitada notadamente por uma extremidade do eixo de acionamento e uma extremidade do corpo de pinhão oposta a extremidade do eixo de acionamento, tal câmara é ventilada por meio de um orifício de atravessamento feito em uma parede anelar de tal eixo de acionamento ou de tal corpo de pinhão.

[0010] Entende-se por ventilação que a câmara é posta em comunicação com a atmosfera externa por meio do orifício de atravessamento. Portanto, conforme o conjunto de acionamento do arranque começa a mover-se de uma posição para a outra, a invenção torna possível evitar a geração de forças de retenção que reduzam o movimento do pinhão de acionamento. Ainda, a invenção oferece a vantagem de ser facilmente implantada, exigindo apenas a criação de um simples orifício após a usinagem do corpo de pinhão, esse orifício tendo nenhum efeito adverso na rigidez mecânica do todo.

[0011] De acordo com uma modalidade, tal arranque compreende ao menos uma bucha de rolamento montada entre tal corpo de pinhão e tal eixo de acionamento, uma extremidade de tal orifício de atravessamento se abrindo entre a extremidade de tal corpo de pinhão que delimita tal câmara e tal bucha de rolamento.

[0012] Isso significa que a abertura pode prevenir que a bucha de rolamento e a graxa em contato com o corpo de pinhão e o eixo de acionamento retenham o ar da câmara e, assim, retenham o movimento do pinhão através de um efeito de ventosa ou de amortecimento.

[0013] De acordo com uma modalidade, com tal corpo de pinhão circundando o eixo de acionamento, tal orifício de atravessamento é produzido em uma parede anelar de tal corpo de pinhão.

[0014] De acordo com uma modalidade, com tal eixo de acionamento circundando o eixo de acionamento, tal orifício de atravessamento é produzido em uma parede anelar de tal eixo de acionamento.

[0015] De acordo com uma modalidade, tal orifício de atravessamento possui uma orientação substancialmente radial. Isso torna possível evitar o ingresso de poeira sob o efeito da força centrífuga.

[0016] De acordo com uma modalidade, tal corpo de pinhão compreende uma porção com estrias na qual tal pinhão de acionamento é montado de modo a deslizar axialmente entre uma posição de repouso e uma posição dente-contra-dente.

[0017] De acordo com uma modalidade, tal orifício de atravessamento abre para dentro de tal porção com estrias de tal corpo de pinhão.

[0018] De acordo com uma modalidade, tal orifício de atravessamento abre embaixo de tal pinhão de acionamento quando tal pinhão de acionamento está na posição de repouso.

[0019] De acordo com uma modalidade, tal arranque compreende um membro de retorno elástico para trazer tal pinhão de acionamento de volta para a posição de repouso, tal pinhão de acionamento compreendendo uma cavidade que acomoda uma extremidade de tal membro de retorno elástico, tal orifício de atravessamento tendo a abertura voltada para tal cavidade quando tal pinhão de acionamento está na posição de repouso. Isso previne, assim, que as extremidades da abertura, que podem potencialmente ter rebarbas, sejam capazes de impedir o movimento do pinhão de acionamento ao longo do corpo de pinhão entre suas duas posições.

[0020] De acordo com uma modalidade, tal orifício de atravessamento possui um diâmetro da ordem de 2 milímetros.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] A invenção será melhor entendida com a leitura da descrição que segue e com o exame das figuras que acompanham. Essas figuras são dadas apenas como forma de ilustração inteiramente não limitante da invenção.

[0022] A Figura 1, já descrita, é uma vista de uma seção longitudinal de um conjunto de acionamento de arranque de um arranque de mecanismo de combustão de acordo com o estado da arte anterior;

[0023] a Figura 2 é uma vista em seção longitudinal do arranque de mecanismo de combustão de acordo com a presente invenção;

[0024] a Figura 3 exibe uma vista detalhada em seção transversal do conjunto de acionamento do arranque da Figura 2;

[0025] as Figuras 4a e 4b são, respectivamente, uma vista lateral e uma vista em seção longitudinal do corpo de pinhão do conjunto de acionamento de arranque da Figura 3;

[0026] a Figura 5 é uma ilustração esquemática em seção longitudinal de uma segunda modalidade do conjunto de acionamento de arranque do arranque de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0027] Nas Figuras 2 a 5, os elementos que são idênticos, similares ou análogos retêm as mesmas referências de uma figura para a outra.

[0028] Ainda, uma orientação da frente para trás que corresponde a uma orientação da esquerda para a direita nas Figuras 2, 3 e 5 é adotada.

[0029] Em referência à Figura 2, o arranque 11 de acordo com a invenção compreende notadamente um eixo de acionamento 12, um conjunto de acionamento de arranque 13 montado no eixo de acionamento 12, e um motor elétrico 15 feito de um estator indutor 16 e de um rotor de induzido 17 preso a um eixo 18. O motor 15 compreende um abrigo 21 montado em um suporte 22 do arranque 11 destinado a ser fixado a uma parte fixa do veículo automotivo.

[0030] Um conjunto de engrenagens redutor de velocidade 23 do tipo caixa de câmbio epicíclica é preferencialmente imposto entre uma extremidade traseira do eixo de acionamento 12 e o eixo 18 do motor elétrico 15.

[0031] O arranque 11 também compreende um interruptor de contato eletromagnético 25 que corre paralelo ao motor elétrico 15 e é instalado radialmente acima deste último. O interruptor de contato 25 possui uma placa de metal 28 equipada com um conjunto de bobinas de excitação 29a, 29b. Terminais 31, 32 são configurados de modo que cada um forme um contato fixo dentro da placa 28. Um dos terminais, 31, é destinado a ser conectado ao terminal positivo da bateria do veículo, o outro terminal 32 é conectado à entrada da bobina de indução do estator 16 e às escovas 35 de polaridade positiva.

[0032] Essas escovas 35 se esfregam contra tiras conducentes 38 de um conjunto de anéis coletores 39 para energizar as bobinas rotoras. As escovas 35 pertencem a um porta escovas 42 equipado com celas 43 que guiam e acomodam as escovas 35. Essas escovas 35 são conduzidas na direção das tiras conducentes 38 por meios elásticos 44 do tipo de mola. Um rolamento de placa de extremidade traseira 45 é usado para montar uma extremidade do eixo 18 do motor elétrico 15 de tal forma que ele possa girar.

[0033] De uma forma conhecida, quando a bobina de magnetização 29a for energizada, um pistão de núcleo móvel 48 é atraído por atração magnética na direção de um pistão de núcleo fixo 49 do interruptor de contato 25 para, por um lado, após ocupar uma folga, agir sobre uma vara 50 que porta um contato móvel 51 para fechar os contatos 31, 32 do interruptor de contato 25 e energizar o motor elétrico 15 e, por outro lado, acionar uma alavanca de controle 52 que age no conjunto de acionamento de arranque 13. A extremidade superior da alavanca 52 é, de forma conhecida, montada de forma articulada em uma vara móvel 55 conectada elasticamente ao pistão de núcleo móvel 48 por meio de uma mola 56, chamada mola de engajamento dente-contra-dente, abrigada no pistão de núcleo móvel 48.

[0034] O conjunto de acionamento de arranque 13 pode, portanto, mover-se de uma posição de repouso em que um pinhão de acionamento 60 se situa a alguma distância da engrenagem anelar do arranque mecanismo de combustão, para uma posição ativa em que o pinhão de acionamento 60 se engaja com a engrenagem anelar do arranque do mecanismo de combustão. O eixo de acionamento 12 transmite, portanto, torque derivado do motor elétrico 15 para o pinhão de acionamento 60 por meio de um corpo de pinhão 61 por meio de um dispositivo roda livre 62. A partir da desativação do interruptor de contato 25, o conjunto de acionamento de arranque 13 retorna de sua posição ativa para sua posição de repouso.

[0035] Mais especificamente, como pode ser visto na Figura 3, o conjunto de acionamento de arranque 13 compreende o pinhão de acionamento 60 instalado no lado de fora do suporte 22, um corpo de pinhão 61, um acionador 65 configurado para ser acionado pela alavanca de controle 52, e o dispositivo roda livre 62.

[0036] Quando o conjunto de acionamento do arranque 13 está em uma posição ativa, o corpo de pinhão 61 é acionado, por meio do dispositivo roda livre 62, pelo acionador 65. Esse dispositivo roda livre 62 é, por exemplo do tipo que emprega rolos, mas, como uma alternativa, poderia ser substituído por um dispositivo de embreagem cônico ou uma embreagem equipada com uma série de discos de fricção, como descrito no documento FR2978500.

[0037] De uma forma conhecida, o acionador 65 é provido internamente de estrias helicoidais que se engajam de forma complementar com dentes helicoidais portados pelo eixo de acionamento 12. O conjunto de acionamento de arranque 13 recebe, portanto, um movimento helicoidal conforme é movido pela alavanca 52 para entrar na posição ativa, por meio do pinhão 60, em engajamento com a engrenagem anelar do arranque do mecanismo de combustão.

[0038] O corpo de pinhão 61, que possui um formato de eixo tubular oco fechado em uma de suas extremidades, circunda o eixo de acionamento 12 que se estende por dentro da parte oca do corpo de pinhão 61. Esse corpo de pinhão 61 é montado com liberdade para deslizar no eixo de acionamento 12.

[0039] Para isto, o corpo de pinhão 61 repousa sobre o eixo de acionamento 12 por meio de duas buchas de rolamento 68, 69. Como alternativa, utiliza(m)-se apenas uma ou mais do que duas bucha(s) de rolamento. Como é claramente visível na Figura 4b, a parte do corpo de pinhão 61 que acomoda as duas buchas de rolamento 68, 69 possui um diâmetro interno D1 maior que o diâmetro interno D2 da parte que recebe a extremidade frontal do eixo de acionamento 12, cuja parte possui um diâmetro interno ligeiramente maior do que o diâmetro externo do eixo de acionamento 12 por causa da folga de montagem J. Ainda, o corpo de pinhão 61 possui um ombro 71 na parte traseira, cuja periferia constitui um trilho interno para o roda livre 62 do tipo de rolo.

[0040] O corpo de pinhão 61 é montado de tal modo que possa girar em um rolamento frontal 70 do suporte 22. Esse rolamento 70 consiste, por exemplo, em um rolamento por bilha em contato de rolamento ou, como alternativa, um rolamento por agulha em contato de rolamento, ou um rolamento simples.

[0041] Ainda, o corpo de pinhão 61 compreende uma porção 74 que, em sua periferia externa, possui estrias axiais (cf. Figuras 4a e 4b) destinadas a colaborar com estrias axiais de formato correspondente feitas em uma periferia interna do pinhão de acionamento 60. O pinhão de acionamento 60 é, portanto, conectado para girar solidário ao corpo de pinhão 61, mas é montado com liberdade de mover-se em translação em relação ao corpo de pinhão 61 entre uma posição de repouso e uma posição de dente-contra-dente.

[0042] O pinhão de acionamento 60 compreende uma cavidade 75 claramente visível na Figura 3 e destinada a acomodar um membro de retorno elástico 78, nesse caso, uma mola. Essa mola 78 é apoiada em uma de suas extremidades contra a extremidade fechada dessa cavidade 75 que consiste em uma parede anelar radialmente orientada conectada à periferia interna do pinhão 60. A outra extremidade da mola 78 é apoiada contra um ombro 81 do corpo de pinhão 61. Ainda, um anel de retenção 82, que age como um batente de extremidade axial, é montado em um entalhe 83 usinado na extremidade frontal do corpo de pinhão 61.

[0043] Na posição de repouso, o pinhão de acionamento 60 é apoiado contra a parada de extremidade 82 por conta da ação axial da mola 78, enquanto na posição de dente-contra-dente, o pinhão 60 está longe da parada de extremidade 82 como resultado do contato entre o pinhão 60 e o dente da engrenagem anelar do arranque, cujo contato tem uma tendência a comprimir a mola 78. A mola 78 facilita, então, que o pinhão 60 volte para sua posição de repouso.

[0044] Ainda, um orifício de atravessamento 85 que pode ser claramente visto nas Figuras 2, 3, 4a e 4b, é feito em uma parede anelar axialmente orientada do corpo de pinhão 61. Esse orifício de atravessamento 85 ventila uma câmara de volume variável 86. Essa câmara 86 é definida em parte pela periferia interna do corpo de pinhão 61 e se estende entre uma extremidade frontal do eixo de acionamento 12 e uma extremidade oposta do corpo de pinhão 61.

[0045] O orifício de atravessamento 85 possui uma primeira extremidade, referida como a entrada, que abre para o lado da câmara 86, e uma segunda extremidade, referida como a saída, que abre para o lado da atmosfera externa. A entrada do orifício de atravessamento 85 não necessariamente abre exatamente para dentro da câmara 86, mas pode abrir para qualquer espaço em comunicação com a câmara 86, permitindo que ela seja ventilada, tal como o espaço correspondente à folga de montagem J entre uma periferia externa do eixo de acionamento 12 e uma periferia interna do corpo de pinhão 61 (cf. Figuras 2 e 3).

[0046] Preferencialmente, a entrada do orifício de atravessamento 85 está situada entre a câmara 86 e a bucha de rolamento 68 mais próxima do pinhão de acionamento 60. Ainda, o orifício de atravessamento 85 abre, por meio de sua saída, para a porção com estrias 74.

[0047] Vantajosamente, o orifício de atravessamento 85 é produzido sob o pinhão de acionamento 60 quando o último está em sua posição de repouso. Nessa instância particular, o orifício de atravessamento 85 possui uma saída que abre para dentro da cavidade 75 quando o pinhão de acionamento 60 está na posição de repouso. Isso previne, então, que as extremidades da abertura 85, que podem potencialmente ter rebarbas 9, sejam capazes de impedir o movimento do pinhão 60 ao longo das estrias feitas no corpo de pinhão 61.

[0048] Preferencialmente, o orifício de atravessamento 85 possui uma orientação que é substancialmente radial em relação a um eixo X do corpo de pinhão 61, de modo a prevenir a entrada de poeira sob o efeito da força centrífuga. No entanto, como uma alternativa, essa abertura 85 poderia ser levemente inclinada em relação à direção radial. O orifício de atravessamento 85 possui um diâmetro, por exemplo, da ordem de 2 milímetros.

[0049] Quando o interruptor de contato 25 é ativado, o movimento do conjunto de acionamento de arranque 13 da posição de repouso para a posição ativa causa um aumento no volume da câmara 86 como resultado do afastamento das duas extremidades do eixo de acionamento 12 e do corpo de pinhão 61 voltadas uma para a outra. A presença do orifício de atravessamento 85 colocando a câmara 86 em comunicação com a periferia externa torna possível evitar a geração do efeito ventosa que poderia reduzir o movimento do pinhão de acionamento 60.

[0050] Ainda, quando o interruptor de contato 25 é desativado, o movimento do conjunto de acionamento de arranque 13 da posição ativa para sua posição de repouso leva a uma redução do volume da câmara 86 como resultado da aproximação das duas extremidades do eixo de acionamento 12 e do corpo de pinhão 61 voltadas uma para a outra. A presença do orifício de atravessamento 85 colocando a câmara 86 em comunicação com a periferia externa torna possível evitar a geração do efeito de compressão que poderia reduzir o movimento do pinhão de acionamento 60.

[0051] Na modalidade da Figura 5, o eixo de acionamento 12 possui um formato oco e circunda o corpo de pinhão 61 que assume a forma de um eixo oco que se estende dentro da região oca do eixo de acionamento 12. O eixo de acionamento 12 constitui, então, o elemento conectado na saída do dispositivo roda livre 62 (em vez do corpo de pinhão 61 nas figuras precedentes). O corpo de pinhão 61 é montado com liberdade para deslizar axialmente em relação ao eixo de acionamento 12. Nessa modalidade alternativa, para por a câmara 86 em comunicação com a atmosfera externa, o orifício de atravessamento 85 é feito na parede anelar axialmente orientada do eixo de acionamento 12.

[0052] Evidentemente, a descrição acima foi dada apenas como forma de exemplo e não restringe o campo da invenção, do qual não constituiria desvio a substituição de detalhes da modalidade por quaisquer outros equivalentes.

Claims

1. Arranque (11) para mecanismo de combustão de veículo a motor compreendendo: - um motor elétrico (15), - um pinhão de acionamento (60), - um corpo de pinhão (61) no qual o pinhão de acionamento (60) é montado, - um eixo de acionamento (12) capaz de transmitir um torque derivado de tal motor elétrico (15) para tal pinhão de acionamento (60) por meio de tal corpo de pinhão (61), tal corpo de pinhão (61) sendo montado com a possibilidade de deslizar axialmente ao longo do eixo de acionamento (12), e em que, havendo uma câmara (86) delimitada notadamente por uma extremidade do eixo de acionamento (12) e uma extremidade do corpo de pinhão (61) oposta a extremidade do eixo de acionamento (12), tal câmara (86) é ventilada por meio de um orifício de atravessamento (85) caracterizado pelo fato de que dito corpo de pinhão (61) circundando o eixo de acionamento (12), o tal orifício de atravessamento (85) é feito em uma parede anelar de tal corpo de pinhão (61), e em que tal orifício de atravessamento (85) possui uma orientação substancialmente radial, tal corpo de pinhão (61) compreende uma porção com estrias (74) na qual tal pinhão de acionamento (60) é montado de modo a deslizar axialmente entre uma posição de repouso e uma posição dente-contra-dente, e em que tal orifício de atravessamento (85) abre para dentro de tal porção com estrias (74) de tal corpo de pinhão (61), o tal orifício de atravessamento (85) abre embaixo de tal pinhão de acionamento (60) quando tal pinhão de acionamento (60) está na posição de repouso.

2. Arranque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma bucha de rolamento (68, 69) montada entre tal corpo de pinhão (61) e tal eixo de acionamento (12), uma extremidade de tal orifício de atravessamento (85) se abrindo entre a extremidade de tal corpo de pinhão (61) que delimita tal câmara (86) e tal bucha de rolamento (68, 69).

3. Arranque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, com tal eixo de acionamento (12) circundando o corpo de pinhão (61), tal orifício de atravessamento (85) é produzido em uma parede anelar de tal eixo de acionamento (12).

4. Arranque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um membro de retorno elástico (78) para trazer tal pinhão de acionamento (60) de volta para a posição de repouso, tal pinhão de acionamento (60) compreendendo uma cavidade (75) que acomoda uma extremidade de tal membro de retorno elástico (78), tal orifício de atravessamento (85) tendo a abertura voltada para tal cavidade (75) quando tal pinhão de acionamento (60) está na posição de repouso.

5. Arranque, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que tal orifício de atravessamento (85) possui um diâmetro da ordem de 2 milímetros.