CN104179617A - 气起动马达的齿轮推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机气动起动机领域的一种气起动马达的齿轮推进装置，包括壳体、小齿轮、输出轴、花键轴、轴承座、轴承、复位弹簧、O型密封圈和活塞。壳体设有前后两个空腔，壳体在后腔的位置径向设有进气口和出气口，后腔内设有活塞及轴承座，活塞与后腔内壁和轴承座形成的气缸配套，气缸内壁设有三段不同的直径，其中中段的直径大于前后两段的直径，活塞的前端通过轴承径向连接花键轴，活塞的后端设有台阶轴，台阶轴设有轴向节流孔，花键轴的一端轴向连接输出轴，输出轴端部通过前腔的轴孔置于壳体的外端，输出轴端部连接小齿轮，轴承与前腔的台阶设有复位弹簧。本发明具有产品使用寿命长、安全系数高、结构简单和易于实现等优点。

Description

气起动马达的齿轮推进装置

技术领域

    本发明涉及一种发动机气动起动机，更具体地说，本发明涉及一种为推动气动起动马达输出小齿轮与发动机飞轮齿圈啮合的气起动马达的齿轮推进装置。

背景技术

预啮合式气起动马达是发动机配置的部件之一。它只是为起动发动机而设。为保护发动机和起动马达，在发动机非起动状态下，起动马达驱动小齿轮需要脱离发动机飞轮齿圈，并与之保持一定距离（称FRG尺寸），通常FRG尺寸为5.5mm。起动发动机时，压缩空气由马达进气口进入气缸推动活塞克服弹簧力，将马达驱动轴及小齿轮延轴向推出，与发动机飞轮齿圈啮合。当啮合时发生“顶齿”现象（相互啮合的两个齿在轴向重叠）时，马达单向器中的螺旋花键机构起作用，使小齿轮旋转一定角度，进而能够与飞轮齿圈啮合。该预啮合完成后，出气口给出气压信号打开主气路，起动马达工作，由小齿轮驱动飞轮齿圈转动直至发动机发火工作。起动成功后，为保护飞轮和小齿轮，需要让压缩空气从进气口快速泄压，通过复位弹簧使小齿轮迅速退回，与飞轮齿圈及时脱离，完成起动过程。上述预啮合过程中，马达会通过气源给出足够大的推力以保证小齿轮与飞轮齿圈的可靠啮合。这个推力远大于复位弹簧阻力，当出现“顶齿”现象时，会使小齿轮与飞轮齿圈产生严重的撞击，大大缩短飞轮齿圈和小齿轮寿命，在需要频繁起动的应用场合更是如此。这种金属撞击有时还会产生火花，这在煤矿等防火防爆的特殊应用上更是不允许的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高飞轮齿圈和小齿轮寿命、提高安全性的气起动马达的齿轮推进装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种气起动马达的齿轮推进装置，包括壳体、小齿轮、输出轴、花键轴、轴承座、轴承、复位弹簧、O型密封圈和活塞。所述壳体设有前后两个空腔，壳体在后腔的位置径向设有进气口和出气口，所述后腔内设有活塞及轴承座，所述活塞与后腔内壁和轴承座形成的气缸配套，所述气缸内壁设有三段不同的直径，其中中段的直径大于前后两段的直径，所述活塞的前端通过轴承径向连接花键轴，活塞的后端设有台阶轴，所述台阶轴设有轴向节流孔，所述花键轴的一端轴向连接输出轴，所述输出轴端部通过前腔的轴孔置于壳体的外端，输出轴端部连接小齿轮，所述轴承与前腔的台阶设有复位弹簧。

本发明的目的还可以通过下述技术方案实现的：

所述活塞、气缸、台阶轴和轴承座均为间隙配合。所述活塞前端设有圈槽及O型密封圈。所述轴承座的前端设有圈槽及O型密封圈。所述小齿轮在起动马达驱动前需脱离发动机飞轮齿圈，并与之保持5.5mm的距离。所述花键轴的另一端设置在轴承座的空腔内。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用新型结构的活塞，通过气源节流方式让小齿轮在FRG行程内的推进既有力又稍缓慢，“顶齿”时不会产生撞击；同时活塞缸的变直径结构使小齿轮在超过FRG行程后的推进和起动完成后的小齿轮退回同样迅速。因此本发明在保证起动时间和能力的基础上，解决了预啮合顶齿撞击导致小齿轮和发动机飞轮齿圈易磨损的问题，大大延长了产品的使用寿命，提高了产品的安全系数，并且结构简单，易于实现。

附图说明

图1为气起动马达的齿轮推进装置准备和复位阶段示意图；

图2为气起动马达的齿轮推进装置进退阶段示意图；

图3为气起动马达的齿轮推进装置启动发动机阶段示意图。

图中：输出轴1、台阶轴2、节流孔3、进气口6、出气口7、发动机飞轮齿圈10、轴承14、O型密封圈15、花键轴17、O型密封圈23、轴承座27、壳体61、小齿轮63、复位弹簧72。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明实质性内容作进一步详细说明:

如图1所示：一种气起动马达的齿轮推进装置，包括壳体61、小齿轮63、输出轴1、花键轴17、轴承座27、轴承14、复位弹簧72、O型密封圈15、23和活塞12。壳体61设有前后两个空腔，壳体61在后腔的位置径向设有进气口6和出气口7，后腔内设有活塞12及轴承座27，活塞12与后腔内壁和轴承座27形成的气缸配套，气缸内壁设有三段不同的直径，其中中段的直径大于前后两段的直径，活塞12与气缸内壁的前段间隙配套，活塞12的后端设有台阶轴2，台阶轴2与汽缸内壁的后段间隙配套，由于中段的直径大于前后两段，当台阶轴12运行到中段时（参见图3），台阶轴12与汽缸内壁之间的间隙明显加大。台阶轴12设有轴向节流孔3，用于泄压。活塞12的前端通过轴承14径向连接花键轴17，花键轴17的一端轴向连接输出轴1，输出轴1端部通过前腔的轴孔置于壳体的外端，输出轴1端部连接小齿轮63，因此小齿轮63与活塞12保持同步动作。工作时，压缩空气经进气口6推动气缸内的活塞12轴向运动，进而推进小齿轮63，实现小齿轮63与发动机飞轮齿圈10的啮合。小齿轮63在起动马达驱动前需脱离发动机飞轮齿圈10，并与之保持5.5mm的距离。轴承14与前腔的台阶设有复位弹簧72，当气缸卸压后，利用复位弹簧72的作用力，使小齿轮63脱离与发动机飞轮齿圈10的啮合。活塞12、气缸、台阶轴2和轴承座27均为间隙配合，既保证活塞12和台阶轴2与气缸的精密配合，又保证活塞12和台阶轴2的轴向运行。活塞12前端设有圈槽及O型密封圈15，轴承座27的前端设有圈槽及O型密封圈23，这两道O型密封圈15、23形成活塞12后端与气缸内壁和轴承座27形成的密闭气压空腔。花键轴17的另一端设置在轴承座27的空腔内。

实施例：在小齿轮63推进过程中，压缩空气开始进入气缸时只能

由台阶轴2左侧经节流孔3进入台阶轴2右侧空间。由于节流作用，节流孔3右侧空间建立气压慢，导致活塞12和小齿轮63缓慢推进（如图1和图2所示）。当活塞12被推进一段距离后，活塞12上的台阶轴2会向左越过进气孔6，因汽缸内壁形成三段不同的直径，中段直径较大，这时会有大量压缩空气由台阶轴2左右两侧进入气缸，让气缸内迅速建立气压，使小齿轮63快速推进，从而实现小齿轮63与发动机飞轮齿圈10快速啮合（如图3所示）。复位弹簧72装于活塞12顶端与前腔台阶之间，当发动机起动完成后，气缸内的压缩空气由台阶轴2外圆面及节流孔迅速由进气口6泄压，加之复位弹簧72的作用，使活塞12快速复位，小齿轮63快速退回（如图1所示）。活塞12复位过程中，只有当活塞12移动到其台阶轴2向右越过进气孔6，台阶轴2右侧空间的压力必须经节流孔3泄压时，活塞12退回才会变得缓慢，而这时小齿轮63已经脱离了发动机飞轮齿圈10（如图2 所示）。

Claims (6)

1.一种气起动马达的齿轮推进装置，包括壳体、小齿轮、输出轴、花键轴、轴承座、轴承、复位弹簧、O型密封圈和活塞，其特征在于：所述壳体设有前后两个空腔，壳体在后腔的位置径向设有进气口和出气口，所述后腔内设有活塞及轴承座，所述活塞与后腔内壁和轴承座形成的气缸配套，所述气缸内壁设有三段不同的直径，其中中段的直径大于前后两段的直径，所述活塞的前端通过轴承径向连接花键轴，活塞的后端设有台阶轴，所述台阶轴设有轴向节流孔，所述花键轴的一端轴向连接输出轴，所述输出轴端部通过前腔的轴孔置于壳体的外端，输出轴端部连接小齿轮，所述轴承与前腔的台阶设有复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的气起动马达的齿轮推进装置，其特征在于：所述活塞、气缸、台阶轴和轴承座均为间隙配合。

3.根据权利要求1所述的气起动马达的齿轮推进装置，其特征在于：所述活塞前端设有圈槽及O型密封圈。

4.根据权利要求1所述的气起动马达的齿轮推进装置，其特征在于：所述轴承座的前端设有圈槽及O型密封圈。

5.根据权利要求1所述的气起动马达的齿轮推进装置，其特征在于：所述小齿轮在起动马达驱动前需脱离发动机飞轮齿圈，并与之保持5.5mm的距离。

6.根据权利要求1所述的气起动马达的齿轮推进装置，其特征在于：所述花键轴的另一端设置在轴承座的空腔内。