CN112267965B - 一种内燃机启动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内燃机启动装置，包括扭力输入机构、扭力蓄能机构及扭力输出机构；扭力蓄能机构一端与扭力配合，扭力蓄能机构另一端与扭力输出机构连接；扭力蓄能机构包括第一锥齿轮、扭力蓄能装置及锁止装置，扭力蓄能装置一端与第一锥齿轮连接，扭力蓄能装置另一端与扭力输出机构连接，扭力输入机构与第一锥齿轮配合，锁止机构用于开启或关闭扭力蓄能装置对扭矩输出机构的扭力输出。本发明所述的一种内燃机启动装置，解决了现有技术中用于内燃机的电机启动系统的故障率较高的技术问题。

Description

一种内燃机启动装置

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，尤其是涉及一种内燃机启动装置。

背景技术

现代内燃机类动力装置向集成化、系列化、高强化为设计方向发展。发动机启动通常采用电动启动电机带动发动机飞轮，当发动机转速达到 150r/min-200r/min时，发动机可以正常工作。而电动启动系统通常包括启动电机、电源电池、电缆等配件，其多个零部件在动力装置重量的同时也增加了故障率。

为保证动力装置有效可靠启动，迫切需要一种机械式可靠启动方式作为应急电源发动机、消防水泵动力发动机等备用启动方式。当动力装置在有重量要求、抗电磁干扰环境下，如舷外机、无人机等动力装置，可以作为第一启动方式使用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种内燃机启动装置，解决了现有技术中用于内燃机的电机启动系统的故障率较高的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种内燃机启动装置，包括扭力输入机构、扭力蓄能机构及扭力输出机构；

所述扭力蓄能机构一端与所述扭力配合，所述扭力蓄能机构另一端与所述扭力输出机构连接；

所述扭力蓄能机构包括第一锥齿轮、扭力蓄能装置及锁止装置，所述扭力蓄能装置一端与所述第一锥齿轮连接，所述扭力蓄能装置另一端与所述扭力输出机构连接，所述扭力输入机构与所述第一锥齿轮配合，所述锁止机构用于开启或关闭所述扭力蓄能装置对所述扭力输出机构的扭力输出。

进一步的，所述扭力输出机构包括扭力输出轴及扭力输出齿轮结构，所述扭力输出轴与所述扭力输出齿轮结构可拆卸连接，所述第一锥齿轮的轴孔与套设在所述扭力输出轴上，所述第一锥齿轮能够在所述扭力输出轴上轴向滑动，所述第一锥齿轮能够在所述扭力输出轴上转动，所述扭力蓄能装置与所述扭力输出轴连接，所述扭力输出轴与所述锁止装置配合。

进一步的，所述扭力蓄能装置为扭转弹簧，所述扭转弹簧套设在所述扭力输出轴上，所述扭转弹簧一端与所述第一锥齿轮连接，所述扭转弹簧另一端与所述扭力输出轴连接。

进一步的，所述锁止装置包括定位杆、锁止套筒及复位弹簧，所述锁止套筒下端面设有能够通过所述定位杆的开口，所述定位杆贯穿所述锁止套筒上端面，所述定位杆上设有限位板，所述限位板设置在所述锁止套筒内，所述复位弹簧一端抵住所述限位板，所述复位弹簧另一端抵住所述锁止套筒，所述扭力输出轴上设有能够与定位杆配合的定位孔，当对所述定位杆顶部施加载荷时，所述定位杆安装在所述定位孔内。

进一步的，所述扭力输出机构包括档杆、轴套、启动齿轮及启动齿轮轴，所述启动齿轮轴一端与所述轴套连接，所述启动齿轮轴另一端与所述启动齿轮连接，所述档杆与所述轴套外壁固接，所述轴套套设在所述扭力输出轴上，所述轴套内壁设有内花键结构，所述扭力输出轴上设有能够与内花键结构配合的外花键结构，当所述档杆向左侧推动时，所述内花键结构与外花键结构啮合，当所述档杆向右推动时，所述内花键结构与外花键结构分离。

进一步的，所述扭力输出机构还包括回位弹簧，所述回位弹簧一端通过限位套抵住所述扭力输出轴，所述回位弹簧另一端抵住档杆，所述回位弹簧自然状态下，所述内花键结构与外花键结构分离。

进一步的，所述内燃机启动装置还包括箱体，所述扭力蓄能机构设置在所述箱体内，所述扭力输出轴通过一个或多个滚动轴承与所述箱体转动连接，所述箱体上设有长圆孔，所述档杆上设有行程限位杆，所述行程限位杆滑动设置在所述长圆孔内。

进一步的，所述扭力输入机构包括扭力输入杆及第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的轴心位置与所述扭力输入杆连接，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合。

相对于现有技术，本发明所述的一种内燃机启动装置具有以下优势：

本发明所述的一种内燃机启动装置，实现内燃机类动力装置启动系统无电常用或应急启动能力，为降低内燃机类动力装置启动简易化，采用机械式启动装置后在满足内燃机启动性能要求下，去除了常规内燃机电启动使用电池、电路、线圈等零部件，有效降低了启动系统结构重量，为动力装置整体集成化设计提供解决方案；

本装置适用范围为提供竖轴功率输出动力装置，如所述曲轴功率输出下端连接消防水炮、舷外机下装、移动式发电机等能耗，即将柴油机与能耗装置竖轴布置，提高竖向空间利用率，实现高紧凑性高集成化结构设计；并且装置整体结构设计合理，简单易实现，易推广使用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种内燃机启动装置非工作状态结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种内燃机启动装置工作状态结构示意图；

图3为本发明实施例所述的一种内燃机启动装置中的内花键结构与外花键结构啮合结构示意图；

图4为本发明实施例所述的一种内燃机启动装置中的内花键结构与外花键结构分离结构示意图。

附图标记说明：

1、第二锥齿轮；2、第一锥齿轮；3、扭力蓄能装置；4、锁止装置；5、扭力输出轴；6、回位弹簧；7、档杆；8、启动齿轮轴；9、内燃机飞轮；10、内燃机本体；51、外花键结构；81、内花键结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种内燃机启动装置，如图1所示，包括扭力输入机构、扭力蓄能机构及扭力输出机构；

扭力蓄能机构一端与扭力配合，扭力蓄能机构另一端与扭力输出机构连接；

扭力蓄能机构包括第一锥齿轮2、扭力蓄能装置3及锁止装置4，扭力蓄能装置3一端与第一锥齿轮2连接，扭力蓄能装置3另一端与扭力输出机构连接，扭力输入机构与第一锥齿轮2配合，锁止机构用于开启或关闭扭力蓄能装置3对扭力输出机构的扭力输出，本装置实现内燃机类动力装置启动系统无电常用或应急启动能力，为降低内燃机类动力装置启动简易化，采用机械式启动装置后在满足内燃机启动性能要求下，去除了常规内燃机电启动使用电池、电路、线圈等零部件，有效降低了启动系统结构重量，为动力装置整体集成化设计提供解决方案。

扭力输出机构包括扭力输出轴5及扭力输出齿轮结构，扭力输出轴5与扭力输出齿轮结构可拆卸连接，第一锥齿轮2的轴孔与套设在扭力输出轴5 上，第一锥齿轮2能够在扭力输出轴5上轴向滑动，第一锥齿轮2能够在扭力输出轴5上转动，扭力蓄能装置3与扭力输出轴5连接，扭力输出轴5与锁止装置4配合。本实施例中，扭力蓄能装置3为扭转弹簧，扭转弹簧套设在扭力输出轴5上，扭转弹簧一端与第一锥齿轮2连接，扭转弹簧另一端通过限位套与扭力输出轴5连接，限位套与扭力输出轴5焊接，扭力输入机构包括扭力输入杆及第二锥齿轮1，第二锥齿轮的轴心位置与扭力输入杆连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮2啮合，扭转弹簧扭转蓄积弹性势能过程中，防止其回弹松脱，通过锁止装置4对扭力输出轴5进行锁止；通过向上提拉定位杆，进而释放扭转弹簧的弹簧力带动扭力输出轴5输出扭矩至飞轮。

本实施例中，锁止装置4包括定位杆、锁止套筒及复位弹簧，锁止套筒下端面设有能够通过定位杆的开口，定位杆贯穿锁止套筒上端面，定位杆上设有限位板，限位板设置在锁止套筒内，复位弹簧一端抵住限位板，复位弹簧另一端抵住锁止套筒，扭力输出轴5上设有能够与定位杆配合的定位孔，当对定位杆顶部施加载荷时，定位杆安装在定位孔内，锁止套筒与箱体焊接。

扭力输出机构包括档杆7、轴套、启动齿轮及启动齿轮轴8，启动齿轮轴8一端与轴套连接，启动齿轮轴8另一端与启动齿轮连接，档杆7与轴套外壁固接，轴套套设在扭力输出轴5上，轴套通过一个滚动轴承与箱体连接，轴套能够在滚动轴承上轴向滑动，轴套内壁设有内花键结构81，扭力输出轴 5上设有能够与内花键结构81配合的外花键结构51，当档杆7向左侧推动时，内花键结构81与外花键结构51啮合，当档杆7向右推动时，内花键结构81与外花键结构51分离，内花键结构81及外花键结构51均包括多个花键，多个花键圆周均匀排列设置。

内燃机启动装置还包括箱体，扭力蓄能机构设置在箱体内，扭力输出轴 5通过两个滚动轴承与箱体转动连接，箱体上设有长圆孔，档杆7上设有行程限位杆，行程限位杆滑动设置在长圆孔内；扭力输出机构还包括回位弹簧 6，回位弹簧6一端通过限位套抵住扭力输出轴5，回位弹簧6另一端抵住档杆7，在回位弹簧6自然状态下，内花键结构81与外花键结构51分离，回位弹簧6其保持一定弹簧压力，使启动齿轮在非工作状态下远离内燃机飞轮9。

本实例的工作方式

启动齿轮的齿数Z1为13，模数m为2.5；所述内燃机飞轮9的齿数Z2 为89，模数m为2.5，启动齿轮与内燃机飞轮9的齿数比13：89，可以满足内燃机启动；大功率内燃机按照其启动阻力矩改变合理改变齿数比；

需要进入工作状态时，如图2所示，向左拨动档杆7，使内花键结构81 与外花键结构51啮合，操作人员对定位杆向下施加载荷对扭力输出轴5进行定位，然后操作人员通过摇臂驱动扭力输入杆转动，进而扭力蓄能机构蓄积弹簧的势能，扭力蓄能装置蓄能完成后，取消定位杆上的载荷，便能够实现启动齿轮对内燃机飞轮9的驱动；

需要进入非工作状态时，如图1所示，向左拨动档杆7，使内花键结构 81与外花键结构51脱离。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种内燃机启动装置，其特征在于：包括扭力输入机构、扭力蓄能机构及扭力输出机构；

所述扭力蓄能机构一端与所述扭力配合，所述扭力蓄能机构另一端与所述扭力输出机构连接；

所述扭力蓄能机构包括第一锥齿轮(2)、扭力蓄能装置(3)及锁止装置(4)，所述扭力蓄能装置(3)一端与所述第一锥齿轮(2)连接，所述扭力蓄能装置(3)另一端与所述扭力输出机构连接，所述扭力输入机构与所述第一锥齿轮(2)配合，所述锁止机构用于开启或关闭所述扭力蓄能装置(3)对所述扭力 输出机构的扭力输出。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述扭力输出机构包括扭力输出轴(5)及扭力输出齿轮结构，所述扭力输出轴(5)与所述扭力输出齿轮结构可拆卸连接，所述第一锥齿轮(2)的轴孔与套设在所述扭力输出轴(5)上，所述第一锥齿轮(2)能够在所述扭力输出轴(5)上轴向滑动，所述第一锥齿轮(2)能够在所述扭力输出轴(5)上转动，所述扭力蓄能装置(3)与所述扭力输出轴(5)连接，所述扭力输出轴(5)与所述锁止装置(4)配合。

3.根据权利要求2所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述扭力蓄能装置(3)为扭转弹簧，所述扭转弹簧套设在所述扭力输出轴(5)上，所述扭转弹簧一端与所述第一锥齿轮(2)连接，所述扭转弹簧另一端与所述扭力输出轴(5)连接。

4.根据权利要求2所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述锁止装置(4)包括定位杆、锁止套筒及复位弹簧，所述锁止套筒下端面设有能够通过所述定位杆的开口，所述定位杆贯穿所述锁止套筒上端面，所述定位杆上设有限位板，所述限位板设置在所述锁止套筒内，所述复位弹簧一端抵住所述限位板，所述复位弹簧另一端抵住所述锁止套筒，所述扭力输出轴(5)上设有能够与定位杆配合的定位孔，当对所述定位杆顶部施加载荷时，所述定位杆安装在所述定位孔内。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述扭力输出机构包括档杆(7)、轴套、启动齿轮及启动齿轮轴(8)，所述启动齿轮轴(8)一端与所述轴套连接，所述启动齿轮轴(8)另一端与所述启动齿轮连接，所述档杆(7)与所述轴套外壁固接，所述轴套套设在所述扭力输出轴(5)上，所述轴套内壁设有内花键结构(81)，所述扭力输出轴(5)上设有能够与内花键结构(81)配合的外花键结构(51)，当所述档杆(7)向左侧推动时，所述内花键结构(81)与外花键结构(51)啮合，当所述档杆(7)向右推动时，所述内花键结构(81)与外花键结构(51)分离。

6.根据权利要求5所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述扭力输出机构还包括回位弹簧(6)，所述回位弹簧(6)一端通过限位套抵住所述扭力输出轴(5)，所述回位弹簧(6)另一端抵住档杆(7)，所述回位弹簧(6)自然状态下，所述内花键结构(81)与外花键结构(51)分离。

7.根据权利要求6所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述内燃机启动装置还包括箱体，所述扭力蓄能机构设置在所述箱体内，所述扭力输出轴(5)通过一个或多个滚动轴承与所述箱体转动连接，所述箱体上设有长圆孔，所述档杆(7)上设有行程限位杆，所述行程限位杆滑动设置在所述长圆孔内。

8.根据权利要求6或7任一项所述的一种内燃机启动装置，其特征在于：所述扭力输入机构包括扭力输入杆及第二锥齿轮(1)，所述第二锥齿轮 (1) 的轴心位置与所述扭力输入杆连接，所述第二锥齿轮 (1) 与所述第一锥齿轮(2) 啮合。

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