CN203962264U - 一种基于启动爪的卷簧式柴油机启动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于启动爪和超越离合器联动的卷簧式柴油启动器，由把手、启动端、预紧端、主动齿轮、从动齿轮、棘轮、棘爪、涡卷弹簧、芯轴、转轴、轴承、超越离合器和启动爪组成。所述转轴为空心轴，其内空套上芯轴。所述把手推动芯轴，芯轴连接启动爪。所述转轴连接从动齿轮、棘轮、涡卷弹簧、轴承和超越离合器内圈。所述超越离合器外圈通过螺钉连接套环和启动爪，使得超越离合器、套环、启动爪一体运动。本实用新型通过卷簧蓄能，把手推动启动爪，使得启动爪啮合发动机爪盘，利用启动爪自身结构特点启动发动机并自行脱离。在无法自行脱离的情况下通过超越离合器的主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换使启动爪随着超越离合器外圈空转，保护发动机及启动器机构，并由弹簧回位。本实用新型结构简单，不耗能，实用性强，启动安全可靠，平稳高效、无冲击、使用寿命长、低成本、美观大方，十分适用于农用拖拉机。

Description

一种基于启动爪的卷簧式柴油机启动器

技术领域

本实用新型涉及一种基于启动爪柴油发动机的启动设备，且使用超越离合器作为保险装置，本实用新型不耗能，使用范围广，不受环境等因素影响，操作简单，实用性强，启动安全可靠，平稳高效、无冲击、使用寿命长、低成本、美观大方。十分适用于农用拖拉机，即可配套整车，又可直接配套广大用户的农用拖拉机。 

背景技术

随着改革开放的纵深发展以及农业产业转型，农业机械化是大势所趋。以单缸柴油机为配套动力的25马力以下的三轮车、四轮车、机动船等已进入千家万户。但是，这种类型的农用机械一直沿用传统的手摇启动方法，既费力又费时，有时还会因操作不慎造成意外伤害的事故。据权威部门统计，国内的柴油机（20匹马力以下）存有量约占1~2亿台左右。若这些机械全部配套安装该产品，用五年时间普及的话，仅满足这一项就需要建立日产100台的厂家2500个左右。目前，我国机械行业市场竞争日趋激烈，特别是农用三轮车，四轮车拖拉机市场发展潜力巨大。无冲击柴油机启动器的面世，有效解决了目前市场上柴油机启动器冲击大、寿命短、可靠性差的缺点，能迅速占领市场，创造经济效益。 

发明内容

为了克服现有的柴油机启动器启动时冲击大、噪声大、使用寿命短、功能性弱的特征，本实用新型提供一种卷簧式柴油机启动器，本实用新型功能性强，安装方便，操作简单，能有效克服现有柴油机启动器的缺点，十分适合使用在农业拖拉机上。 

本实用新型要解决的主要问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种新型卷簧式柴油机启动器，启动开始前手动结合，推动把手，使得把手、芯轴、超越离合器、启动爪连动机构向轴向运动，使得启动爪与发动机爪盘连接。启动结束后启动爪自动回位。它能够很好的接合发动机，避免启动过程的冲击，机构的损坏和噪声。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卷簧式柴油机启动器，包括外壳和转动连接于外壳底面中心的转轴，所述转轴为空心轴，其内固定有芯轴；所述转轴上依次安装有从动齿轮、棘轮、涡卷弹簧箱、涡卷弹簧、涡卷弹簧固定板，轴承和超越离合器。所述涡卷弹簧固定板与外壳内壁固定连接；所述棘轮端面固定于从动齿轮端面，棘轮齿上啮合有棘爪。所述棘爪中心设有启动轴，启动轴一端支承于涡卷弹簧箱，另一端伸出于外壳外作启动端；所述涡卷弹簧内端连接于转轴，涡卷弹簧外端固定于涡卷弹簧箱，涡卷弹簧外还罩有一涡卷弹簧固定板；

超越离合器是随着技术发展而出现的基础件，现已经标准化。超越离合器连接在转轴上。超越离合器内圈开有一球槽，用来固定滚珠，以便通过转轴弧形槽连接于转轴上，且能把受到的轴向推力转化成轴向位移和径向位移。超越离合器外圈周布5个螺孔，呈五边形的启动爪也周布5个螺孔，之间有同样周布5个螺孔的套环。超越离合器外圈，套环，启动爪通过螺钉连接，套环内外径与超越离合器外圈内外径相同。启动爪连接在芯轴上，且同套环、超越离合器连接。推动芯轴，即可推动启动爪，进而使得超越离合器，套环一起推动。

本实用新型的有益效果是，本实用新型基于启动爪和超越离合器的配套使用，启动爪连接发动机爪盘，且其结构特性保证启动爪在启动发动机后自动脱离发动机爪盘，超越离合器具有单向转动性，只能往一个方向一直转动。其中发动机爪盘为柴油机发动机附属设备，与本实用新型配套使用，但不属于本实用新型。当启动爪由于某些原因启动后未脱离发动机爪盘时，超越离合器内外圈产生速度差，使得内圈静止，外圈在单向转动方向转动。保护启动器机构，很好的避免了摩擦损坏和冲击，大大增加设备使用寿命。

附图说明：

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。

图1和图2是本实用新型的三维结构图；

图3是本实用新型的三维爆炸图；

图4是本实用新型的转轴顶端转轴弧形槽结构示意图；

图5是本实用新型的超越离合器结构示意图；

图6和图7是本实用新型的启动爪结构示意图；

图8是本实用新型的芯轴结构示意图；

图9是本实用新型的套环结构示意图；

图10是本实用新型的涡卷弹簧释能转向图；

图3中 1.启动爪，２.套环，3.超越离合器滚柱，4.超越离合器外圈，5.转轴，6.涡卷弹簧固定螺母，7.涡卷弹簧固定板，8.涡卷弹簧固定螺钉，9.涡卷弹簧，10.涡卷弹簧箱，11.棘爪，12.启动轴套筒，13.卡环，14.启动轴，15.外壳，16.把手弹簧，17.把手套筒，18.把手，19.预紧轴，20.预紧轴套筒，21.销轴，22.主动齿轮，23.棘轮，24.连杆销，25.芯轴，26.轴承，27.螺钉螺母，28.滚珠，29.超越离合器内圈，30.从动齿轮，31.螺盖。

图4中 501.转轴弧形槽。

图5中 291.超越离合器滚珠槽。

图6中 101.启动爪端连接口。

图7中 102.启动爪凹槽方向。

图8中 251.芯轴端连接口。

图10中 502.涡卷弹簧释能时转动方向，503.涡卷弹簧储能时转动方向。

具体实施方式：

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图3—10所示，本实用新型包括外壳（15）和连接于外壳（15）底面中心的转轴（5）,转轴（5）为空心轴,其内固定设置有芯轴（25），

转轴（5）上连接超越离合器内圈（29）；

芯轴（25）外端伸出外壳（15）并通过连杆销（24）连接把手（18）、把手套筒（17）、把手弹簧（16），芯轴（25）另一端设计成凸台形式，即芯轴端连接口（251），通过连接启动爪连接口（101）连接启动爪（1）、螺盖（31）。

芯轴（25）上依次安装有把手（18）、把手套筒（17）、把手弹簧（16）、棘轮（23）、从动齿轮（30）、涡卷弹簧箱（10）、涡卷弹簧（9）、 轴承（26）、涡卷弹簧固定板（7）和超越离合器内圈（29）、启动爪（1）、螺盖（31），涡卷弹簧箱（10）与外壳（15）内壁固定连接

芯轴（25）后端，即伸出外壳（15）的一端，依次连接把手（18）、把手套筒（17）、把手弹簧（16），芯轴（25）上把手弹簧（16）尾端距外壳（15）的距离要小于转轴（5）上转轴弧形槽（501）的轴向距离，使得推动把手（18）时，超越离合器内圈（29）不会被推出转轴（5）。

转轴（5）连接在超越离合器内圈（29）的一端上开有转轴弧形槽（501）， 超越离合器内圈（29）开有超越离合器滚珠槽（291），超越离合器滚珠槽（291）上装配滚珠（28），转轴（5）通过转轴弧形槽（501）、滚珠（28）、超越离合器滚珠槽（291）与超越离合器内圈（29）相连，本实用新型的超越离合器内圈（29）可以在受到轴向力推动时同时在转轴（5）上产生轴向和径向运动。

涡卷弹簧固定板（7）前段为突起的中空圆柱体，中间放置轴承（26），

超越离合器是一个整体，由超越离合器外圈（4），超越离合器滚柱（3）、超越离合器内圈（29）和滚珠（28）组成，超越离合器外圈（4）、套环（2）、启动爪（1）在相同的位置周布开有5个螺孔，使用螺钉将超越离合器外圈（4）与套环（2）、启动爪（1）相连。

启动爪（1）通过键连接于芯轴（25），顶部固定有螺盖（31）；芯轴端连接口（251）设计成凸台形式，连接于启动爪端连接口（101），使得推动芯轴（25）时可使启动爪（1）、套环（2）、超越离合器内圈（29）的连接体在推力下沿轴向前进；回拉芯轴（25）时可使启动爪（1）在螺盖（31）的推力下回位。

涡卷弹簧固定板（7）通过螺钉螺母（27）与外壳（15）内壁固定连接；从动齿轮（30）上啮合有主动齿轮（22），主动齿轮（22）中心设有预紧轴（19），预紧轴（19）一端支承于涡卷弹簧箱（10），另一端伸出于外壳（15）并连接预紧轴套筒（20），卡环（13）作为预紧端。

棘轮（23）端面固定于从动齿轮（30）的端面，棘轮（23）上啮合有棘爪（11），棘轮（23）与从动齿轮（30）之间通过销轴（21）连接，两个销轴（21）关于从动齿轮（30）中心对称，从动齿轮（30）和棘轮（23）上相同位置开有两个对应的销孔，销轴固定在销孔中；棘爪（11）中心设有启动轴（14），启动轴（14）一端支承于涡卷弹簧箱（10），另一端伸出于外壳（15）并连接卡环（13），启动轴套筒（12）作为启动端。

涡卷弹簧（9）内端连接于转轴（5），涡卷弹簧（9）外端固定于涡卷弹簧箱（10）上，涡卷弹簧（9）外还罩有一涡卷弹簧固定板（7）；涡卷弹簧固定板（7），涡卷弹簧（9）外端和涡卷弹簧箱（10）通过涡卷弹簧固定螺钉（8），涡卷弹簧固定螺母（6）相连接。

涡卷弹簧（9）释放能量时转轴（5）的涡卷弹簧释能时转动方向（502）应该与超越离合器单向转动方向相反；启动爪凹槽方向（102）与涡卷弹簧（9）释放能量时转轴（5）的涡卷弹簧释能时转动方向（502）相同。

本实用新型中，主动齿轮（22）与预紧轴（19）为一体或通过键连接。

本实用新型中，选用逆向行程较大，承受力矩和高速转动性一般的超越离合器型号。

本实用新型的超越离合器的种类和型号不限于本说明书中的实施例，可根据不同需要进行不同选择。

本实用新型的工作方法如下：

通过摇把连接预紧轴（19）在外壳（15）外的端口,摇把通过主动齿轮（22），从动齿轮（30）传递力矩到转轴（5），转轴（5）带动涡卷弹簧（9）在涡卷弹簧储能时转动方向（503）转动，棘轮（23）也同时与棘爪（11）啮合，保证涡卷弹簧（9）不回转；并使得通过滚珠（28）连接在转轴（5）的转轴弧形槽（501）上的超越离合器内圈（29）转动；

储能完毕后，棘爪（11）卡住棘轮（23）；推动把手（18），由于把手（18）连接芯轴（25），芯轴（25）连接启动爪（1），进而推动启动爪（1）；启动爪（1）通过螺钉和套环（2），超越离合器外圈（4）连接，推动启动爪（1），进而推动超越离合器内圈（29）；超越离合器内圈（29）通过滚珠（28）在转轴（5）的转轴弧形槽（501）上轴向运动，运动位移和推动把手（18）的位移相同；

此时启动爪（1）由于向前的位移结合在发动机爪盘上；拨动棘爪（11），释放棘轮（23），转轴（5）在涡卷弹簧（9）回转方向转动即卷簧释能方向（502）转动，由于涡卷弹簧（9）释放能量时转轴（5）的涡卷弹簧释能时转动方向（502）应该与超越离合器单向转动方向相反，超越离合器内圈（29）与超越离合器外圈（4）之间无相对运动，故可通过套环（2）带动启动爪（1）在涡卷弹簧释能时转动方向（502）转动，进而传递力矩并作用在与启动爪（1）结合的发动机爪盘上，发动机爪盘带动发动机曲轴，实现发动机启动。

发动机启动后，涡卷弹簧（9）释能完毕，呈静止状态，转轴（5）和超越离合器内圈（29）也静止；启动爪（1）在启动发动机成功后转速下降，与发动机爪盘产生速度差，由于启动爪（1）的凹槽结构，产生轴向推力，推动启动爪（1）脱离发动机爪盘，把手弹簧（16）此时由压缩状态恢复，通过芯轴（25）的连接拉动启动爪（1）回位，拉回把手（18），使启动爪（1）恢复原始位置；如果启动爪（1）在启动发动机之后没有回位，启动爪（1）将带动超越离合器外圈（4）转动，此时超越离合器内圈（29）处于静止状态，内外圈相对于在超越离合器单向转动方向转动，保护了涡卷弹簧（9）和整个机构不因牵连转动而损坏，把手弹簧（16）此时由压缩态恢复，通过芯轴（25）的连接拉动启动爪（1）脱离发动机爪盘，拉回把手（18），使启动爪(1）恢复原始位置。

本实用新型中，启动爪（1）和发动机爪盘只在启动过程中结合，启动结束后即分离，启动过程开始前也不结合，发动机爪盘是发动机中的零部件，不在本实用新型零部件范围之中。

以上述依据本实用新型的实施例为启示，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改造，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于启动爪的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：外壳（15）和连接于外壳（15）底面中心的转轴（5），转轴（5）为空心轴，其内固定设置有芯轴（25），转轴（5）上连接超越离合器内圈（29）；

所述芯轴（25）上依次安装有把手（18）、把手套筒（17）、把手弹簧（16）、棘轮（23）、从动齿轮（30）、涡卷弹簧箱（10）、涡卷弹簧（9）、 轴承（26）、涡卷弹簧固定板（7）和超越离合器内圈（29）、启动爪（1）、螺盖（31）；

所述涡卷弹簧箱（10）与外壳（15）内壁固定连接；

所述从动齿轮（30）上啮合有主动齿轮（22），所述主动齿轮（22）中心设有预紧轴（19），所述预紧轴（19）一端支承于涡卷弹簧箱（10），另一端伸出于外壳（15）并连接预紧轴套筒（20），卡环（13）作为预紧端；

所述棘轮（23）端面固定于从动齿轮（30）端面，棘轮（23）啮合有棘爪（11），所述棘爪（11）中心设有启动轴（14），启动轴（14）一端支承于涡卷弹簧箱（10），另一端伸出于外壳（15）并连接卡环（13），启动轴套筒（12）作为启动端； 

所述涡卷弹簧（9）内端连接于转轴（5），涡卷弹簧（9）外端固定于涡卷弹簧箱（10）上，涡卷弹簧（9）外还罩有一涡卷弹簧固定板（7）；涡卷弹簧固定板（7），涡卷弹簧（9）外端和涡卷弹簧箱（10）通过涡卷弹簧固定螺钉（8），涡卷弹簧固定螺母（6）相连接；

所述超越离合器由超越离合器外圈（4），超越离合器滚柱（3）、超越离合器内圈（29）和滚珠（28）组成。

2.如权利要求1所述的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：所述超越离合器外圈（4）、套环（2）、启动爪（1）在相同的位置周布开有5个螺孔，使用螺钉将超越离合器外圈（4）与套环（2）、启动爪（1）相连。

3.如权利要求1所述的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：转轴（5）连接在超越离合器内圈（29）的一端上开有转轴弧形槽（501）， 超越离合器内圈（29）开有超越离合器滚珠槽（291），超越离合器滚珠槽（291）上装配滚珠（28），转轴（5）通过转轴弧形槽（501）、滚珠（28）、超越离合器滚珠槽（291）与超越离合器内圈（29）相连。

4.如权利要求1所述的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：芯轴（25）后端，即伸出外壳（15）的一端，依次连接把手（18）、把手套筒（17）、把手弹簧（16），芯轴（25）上把手弹簧（16）尾端距外壳（15）的距离要小于转轴（5）上转轴弧形槽（501）的轴向距离，使得推动把手（18）时，超越离合器内圈（29）不会被推出转轴（5）。

5.如权利要求1所述的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：启动爪（1）通过键连接于芯轴（25），顶部固定有螺盖（31）；芯轴端连接口（251）设计成凸台形式，连接于启动爪端连接口（101），使得推动芯轴（25）时可使启动爪（1）、套环（2）、超越离合器内圈（29）的连接体在推力下沿轴向前进；回拉芯轴（25）时可使启动爪（1）在螺盖（31）的推力下回位。

6.如权利要求1所述的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：所述棘轮（23）端面固定于从动齿轮（30）的端面，棘轮（23）上啮合有棘爪（11），棘轮（23）与从动齿轮（30）之间通过销轴（21）连接，两个销轴（21）关于从动齿轮（30）中心对称，从动齿轮（30）和棘轮（23）上相同位置开有两个对应的销孔，销轴固定在销孔中。

7.如权利要求1所述的卷簧式柴油机启动器，其特征在于：所述超越离合器有单向传动性，故涡卷弹簧（9）释放能量时转轴（5）的涡卷弹簧释能时转动方向（502）应该与超越离合器单向转动方向相反；启动爪凹槽方向（102）与涡卷弹簧（9）释放能量时转轴（5）的涡卷弹簧释能时转动方向（502）相同。