CN201377374Y

CN201377374Y - 内燃机起动手柄防反转装置

Info

Publication number: CN201377374Y
Application number: CN200920039421U
Authority: CN
Inventors: 张超建
Original assignee: JIANGHUAI POWER CO Ltd JIANGSU
Current assignee: JIANGHUAI POWER CO Ltd JIANGSU; Jiangsu Jianghuai Engine Co Ltd
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-04-14

Abstract

内燃机起动手柄防反转装置，含有起动手柄、只能作单向相对运动的转动副元件，起动手柄上设有起动销，起动手柄上还安装有反推销或轴向设有双向螺旋凹槽的反推块，只能作单向相对运动的转动副元件的外圈固定在内燃机本体上，只能作单向相对运动的转动副元件的内圈的外端设有与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同的反推螺旋槽，或设有与起动手柄上的反推块上的双向螺旋凹槽工作面相接触的弧形凸块。以单向反推轴承替代现有技术中的棘轮止回机构，克服了棘轮机构因存在棘齿间距而造成的空转角，实现了没有空转角的无级止回，有效地减小手柄的反转脱开角，提高了防止手柄反转的效果，结构简单，零件数量少，可靠性高，不影响正常起动效果。

Description

内燃机起动手柄防反转装置

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，具体涉及内燃机手摇起动安全技术领域。

背景技术

内燃机开始工作必须先起动，通过旋转曲轴推动活塞压缩气缸内的空气以提高温度，使缸内燃油混合气着火推动活塞、连杆，使内燃机运转并输出扭矩做功。常见的起动方式有电机起动、辅助内燃机起动以及弹性元件储能起动、人力起动等，对于小功率内燃机则往往从成本和便利角度出发，采用人力起动。人力起动中最常见的方式是通过起动手柄手摇起动，目前国内15kW以下的单缸柴油机基本上仍采用手摇起动。

由于手摇起动时人的技能经验和力量方面的差别，可能会发生内燃机反转事件，包括未着火的瞬间性反转和着火后连续性反转事件，如果出现内燃机着火后连续性反转事件是非常危险的。因为起动手柄和内燃机起动轴之间通常是简单的单向啮合，内燃机发生反转后起动手柄被起动轴反向推动而无法脱开，导致手柄同步反转甚至伤害操作人员。

针对上述问题，出现了多种防止内燃机起动手柄反转的技术方案。这些技术方案基本分四种：，一是内燃机内部点火和进气时间的调整，使起动过程中出现反转时点火时间处于气门开启状态，杜绝反转后着火连续运转的可能以减轻伤害；二是单纯在起动手柄上设置反向打滑的机构，如日本专利“昭59-200064”公布的技术方案；三是在内燃机内部设置的反转时传动脱开机构，如中国专利申请200720187883.7“内置式自动减压防反转起动装置”；四是在起动手柄和内燃机上设置棘轮机构和分离机构，如中国专利申请200810100091.0“脱开式安全手柄”。与本实用新型最相近的背景技术为上述第四种：中国专利申请200810100091.0“脱开式安全手柄”，主要由起动轴、起动销、推销、底座、棘轮机构、手柄组成，底座上设置推销，棘轮上设置斜槽，手柄与棘轮安装在一起，当用手柄起动内燃机时，如产生起动反转，在起动轴、棘轮机构，底座的作用下，手柄与起动轴脱离，消除了手起动时的安全隐患，避免了人身伤害事故的产生。该专利申请采用了在起动手柄上设置棘轮棘爪机构，由于棘轮棘爪机构是一种单向间歇运动机构，存在着因棘轮齿间距造成的棘爪反转空行程或空转角，导致手柄有效脱工作角过小机构冲击力过大同时总的反转脱开角却较大而反应不灵敏的缺陷；同时由于该专利申请的起动手柄由多个零件滑动配合装配而成，结构繁琐、内部摩擦力大，且存在结构刚度低、可靠性差，发动机改装成本较高推广困难等缺陷。

发明内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、能有效防止内燃机在起动时发生未着火的瞬间性反转和着火后连续性反转事件的内燃机起动手柄防反转装置。

本实用新型的技术方案：含有起动手柄、只能作单向相对运动的转动副元件，起动手柄上设有起动销，起动手柄上还安装有反推销或轴向设有双向螺旋凹槽的反推块，只能作单向相对运动的转动副元件的外圈固定在内燃机本体上，只能作单向相对运动的转动副元件的内圈的外端设有与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同的反推螺旋槽，或设有与起动手柄上的反推块上的双向螺旋凹槽工作面相接触的弧形凸块。

只能作单向相对运动的转动副元件为单向反推轴承，单向反推轴承的内、外圈之间设有若干锲块滚子。

工作时，起动手柄插入内燃机起动轴的中孔内，起动手柄上的起动销插入内燃机起动轴的起动螺旋槽内，起动手柄上的反推销插入单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽内；当起动手柄正向旋转内燃机时，单向反推轴承的内圈处于旋转状态；当内燃机发生反转时，因内燃机起动轴上的起动螺旋槽钩住起动手柄上的起动销，强制起动手柄反转，单向反推轴承的内圈不能反转而处于自锁状态，反转中的起动手柄上的反推销受单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽的轴向推力作用而向内燃机的外侧方向退出，直至起动手柄上的起动销退出内燃机起动轴的起动螺旋槽，起动手柄与内燃机起动轴的传动被切断，起动手柄脱开并停止反转。

单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽导程为113-216mm，可以保证起动手柄在反转18-35度角的范围内可靠脱开。

优选地，单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽导程为132-180mm。反推螺旋槽导程小，起动手柄脱开时的冲击力就小，起动手柄与起动轴脱开的角度就大；反之反推螺旋槽导程大，起动手柄脱开时的冲击力就大，起动手柄与起动轴脱开的角度就小，针对国内内燃机的起动轴上起动螺旋槽的深度基本在10mm左右，反推螺旋槽导程设计为132-180mm，既考虑到了各零件在轴向长度上可能产生的累计误差，又兼顾到起动手柄脱开时的冲击力不能太大，最重要的是可靠地保证了起动手柄在22-30度转角内与起动轴脱开，使伤害操作人员的可能性大大降低。

特别地，起动手柄上的反推销为圆柱形，安装在起动手柄上起动销的后侧，以保证起动销进入内燃机起动轴上的起动螺旋槽底部时，起动手柄上的反推销也同步进入单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽底；起动手柄上的反推销的长度大于起动手柄上起动销的长度，使起动手柄上的反推销在单向反推轴承的径向上与单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽有效接触。

优选地，单向反推轴承的内圈上均布有两个反推螺旋槽。

优选地，起动手柄上的反推销的两端圆柱面上，设有与单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽相匹配的斜面，以加大起动手柄上的反推销与单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽工作面的接触面积，减少两者的接触应力和磨损。

优选地，单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽是双向反推螺旋槽，其中，与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同一侧的反推螺旋槽为工作面，其导程为113-216mm，最佳导程为132-180mm；与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相反一侧的反推螺旋槽的导程大于113mm直至无穷大而成为与内燃机起动轴轴线平行的直槽。

特别地，单向反推轴承的内圈的外端设有圆弧形凸块，且圆弧形凸块的中心线与单向反推轴承的轴心线垂直，相应地，起动手柄上设有反推块，反推块上设有双向反推螺旋凹槽。

优选地，单向反推轴承由单向轴承和镶套组成，镶套固定安装在单向轴承内圈的内孔，镶套的外端设有与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同的反推螺旋槽或设有圆弧形凸块。

特别地，单向反推轴承的内圈与外圈之间还安装了能承受轴向推力的滚珠。

特别地，单向反推轴承外圈与内燃机的起动孔的孔壁固定为一体。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：结构简单，零件数量少，特别是起动手柄上无互相运动的部件，工作可靠性高，不影响正常起动效果；用可在任意位置瞬间反向自锁的单向反推轴承，替代现有技术中的棘轮止回机构，克服了棘轮机构因存在棘齿间距而造成的空转角，实现了没有空转角的无级止回，有效地减小手柄的反转脱开角，简化了结构的同时提高了防止手柄反转的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的起动手柄结构示意图；

图3为本实用新型实施例2的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2的起动手柄结构示意图；

图5为本实用新型的单向反推轴承的另一实施例结构示意图。

图中：1--内燃机起动孔；2-单向反推轴承的外圈；3--单向反推轴承的内圈；4--反推销；5--起动手柄；6-双向反推螺旋槽；7--起动销；8--起动螺旋槽；9--起动轴；10-锲块滚子；11--滚珠；12--斜面；13--锲块滚子；14--起动手柄；15--反推块；16--双向螺旋凹槽；17--弧形凸块；18--镶套；19--起动销；20--单向轴承的内圈；21--单向轴承的外圈；22--单向轴承的内圈；23--弧形凸块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

图1为本实用新型的实施例1。图中，含有起动手柄5、单向反推轴承，单向反推轴承的内圈3高出单向反推轴承的外圈2，单向反推轴承的内圈3与外圈2之间设有锲块滚子10和滚珠11，锲块滚子10横断面上的矢径连续变化，内燃机的起动轴9上带有起动螺旋槽8，单向反推轴承的内圈3空套在内燃机的起动轴9上，起动手柄5的端部设有起动销7，起动手柄5上还安装了反推销4，单向反推轴承的外圈2固定装配在内燃机起动孔1内，单向反推轴承的内圈3的外端均布有两个双向反推螺旋槽6，双向反推螺旋槽6与起动手柄5上的反推销4相接触，单向反推轴承的内圈3上的双向反推螺旋槽6导程为150mm，克服了各零件装配后轴向长度上产生的累计误差，以保证起动手柄5在24-27度转角内与起动轴2脱开。单向反推轴承正向旋转时，单向反推轴承的内圈3、外圈2与锲块滚子10的摩擦力使锲块滚子10向小矢径方向转动，单向反推轴承的内圈3、外圈2之间可以相对转动；如反向旋转时，单向反推轴承的内圈3、外圈2与锲块滚子10的摩擦力使锲块滚子10向大矢径方向转动，导致锲块滚子10锲在单向反推轴承的内圈3与单向反推轴承的外圈2之间，使之不能相对转动。当起动手柄5正向旋转内燃机时，单向反推轴承的内圈3处于自由旋转状态；当内燃机发生反转时，内燃机的起动轴9上的起动螺旋槽8通过起动手柄5上的起动销7强制起动手柄5反转；因为此时单向反推轴承的内圈3处于自锁制动状态，起动手柄5上的反推销4压在单向反推轴承的内圈3上的双向反推螺旋槽6的工作面上，从而使起动手柄5受双向反推螺旋槽6产生的反作用力的轴向分力亦即轴向反推力作用而后退，直至起动销7退出与起动螺旋槽8啮合的位置，切断内燃机的起动轴9与起动手柄5的传动，起动手柄5脱开并停止反转。

图2为本实用新型的实施例1中的起动手柄5的结构示意图。图2中，起动手柄5上设有起动销7，起动手柄5上还安装有反推销4，起动手柄5上的反推销4的长度大于起动手柄5上起动销7的长度，与单向反推轴承的内圈3的外径相等，起动手柄5上的反推销4的两端圆柱面上，设有与单向反推轴承的内圈3上的双向反推螺旋槽6相匹配的斜面12，以加大起动手柄5上的反推销4与单向反推轴承的内圈3上的双向反推螺旋槽工作面的接触面积，减少两者的接触应力和磨损。

图3为本实用新型的实施例2。图中，图3中，含有起动手柄14、单向反推轴承，单向反推轴承由单向轴承和镶套18组成，单向轴承的内圈20高出单向轴承的外圈21，单向轴承的内圈20与外圈21之间设有锲块滚子13，锲块滚子13横断面上的矢径连续变化，内燃机的起动轴9上带有起动螺旋槽8，单向轴承的内圈20空套在内燃机的起动轴9上，起动手柄14的端部设有起动销19，起动手柄14上还安装了轴向设有双向螺旋凹槽16的反推块15，单向轴承的内圈20紧配安装了镶套18，镶套18的外端设有与起动手柄14上的反推块15上的双向螺旋凹槽16相接触的弧形凸块17，弧形凸块17的中心线与单向轴承的轴心线垂直；反推块15的双向螺旋凹槽16的两个螺旋面的导程为175mm，单向轴承的外圈21压装固定在内燃机起动孔1内。单向轴承正向旋转时，单向轴承的内圈20、外圈21与锲块滚子13的摩擦力使锲块滚子13向小矢径方向转动，单向轴承的内圈20、外圈21之间可以相对转动；如反向旋转时，单向轴承的内圈20、外圈21与锲块滚子13的摩擦力使锲块滚子13向大矢径方向转动，导致锲块滚子13锲在单向轴承的内圈20与单向轴承的外圈21之间，使之不能相对转动。当起动手柄10正向旋转内燃机时，单向轴承的内圈20处于自由旋转状态；当内燃机发生反转时，内燃机的起动轴9上的起动螺旋槽8通过起动手柄14上的起动销19强制起动手柄14反转；因为此时单向轴承的内圈20处于自锁制动状态，起动手柄14上的反推块15上的双向反推螺旋槽16推压紧固在单向轴承的内圈20上的镶套18上的弧形凸块17，从而使起动手柄14受双向反推螺旋槽16产生的反作用力的轴向分力亦即轴向反推力作用而后退，直至起动销19退出与起动螺旋槽8啮合的位置，切断内燃机的起动轴9与起动手柄14的传动，起动手柄14脱开并停止反转。

图4为本实用新型的实施例2中的起动手柄14的结构示意图。图4中，起动手柄12的端部设有起动销19，起动手柄14上还安装了轴向设有双向螺旋凹槽16的反推块15。

图5为本实用新型的单向反推轴承的另一实施例结构示意图。图5中，单向反推轴承含有单向反推轴承的内圈22、单向反推轴承的外圈21，单向轴承的内圈22高出单向轴承的外圈21，单向轴承的内圈22与外圈21之间设有锲块滚子13，楔块滚子13横断面上的矢径连续变化，单向轴承的内圈22的外端设有与起动手柄14上的反推块15上的双向螺旋凹槽16相接触的弧形凸块23，弧形凸块23的中心线与单向轴承的轴心线垂直；

本实用新型的两个实施例均适用于国内面广量大的S、ZH、ZS等系列单缸柴油机为代表的起动轴上带有起动螺旋槽8的柴油机。适当变换起动手柄头部结构，改起动销为螺旋起动槽，可适用于起动轴上设置起动销的内燃机，如国内面广量大的R、EM等系列单缸柴油机为代表的起动轴上带有圆柱起动销结构的内燃机。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1、内燃机起动手柄防反转装置，含有起动手柄、只能作单向相对运动的转动副元件，起动手柄上设有起动销，其特征在于起动手柄上还安装有反推销或轴向设有双向螺旋凹槽的反推块，只能作单向相对运动的转动副元件的外圈固定在内燃机本体上，只能作单向相对运动的转动副元件的内圈的外端设有与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同的反推螺旋槽，或设有与起动手柄上的反推块上的双向螺旋凹槽工作面相接触的弧形凸块。

2、根据权利要求1所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于只能作单向相对运动的转动副元件为单向反推轴承，单向反推轴承的内、外圈之间设有若干锲块滚子。

3、根据权利要求2所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽导程为113-216mm。

4、根据权利要求3所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽导程为132-180mm。

5、根据权利要求1或4所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于起动手柄上的反推销为圆柱形，安装在起动手柄上起动销的后侧，起动手柄上的反推销的长度大于起动手柄上起动销的长度。

6、根据权利要求5所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承的内圈上均布有两个反推螺旋槽。

7、根据权利要求6所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于起动手柄上的反推销的两端圆柱面上，设有与单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽相匹配的斜面。

8、根据权利要求6所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承的内圈上的反推螺旋槽是双向反推螺旋槽，其中，与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同一侧的反推螺旋槽为工作面，其导程为113-216mm，最佳导程为132-180mm；与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相反一侧的反推螺旋槽的导程大于113mm直至无穷大而成为与内燃机起动轴轴线平行的直槽。

9、根据权利要求2所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承的内圈的外端设有圆弧形凸块，且圆弧形凸块的中心线与单向反推轴承的轴心线垂直，相应地，起动手柄上设有反推块，反推块上设有双向反推螺旋凹槽。

10、根据权利要求1所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承由单向轴承和镶套组成，镶套固定安装在单向轴承内圈的孔内，镶套的外端设有与内燃机起动轴上的起动螺旋槽螺旋方向相同的反推螺旋槽或设有圆弧形凸块。

11、根据权利要求1、7、8、9或10所述的内燃机起动手柄防反转装置，其特征在于单向反推轴承外圈与内燃机的起动孔的孔壁固定为一体。