RU2542829C2 - Starter drive of internal combustion engine (versions) - Google Patents
Starter drive of internal combustion engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542829C2 RU2542829C2 RU2013135033/11A RU2013135033A RU2542829C2 RU 2542829 C2 RU2542829 C2 RU 2542829C2 RU 2013135033/11 A RU2013135033/11 A RU 2013135033/11A RU 2013135033 A RU2013135033 A RU 2013135033A RU 2542829 C2 RU2542829 C2 RU 2542829C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- ring
- gear
- starter
- pulley
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
- Pulleys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а именно к приводам стартеров.The invention relates to starting devices of internal combustion engines (ICE), and in particular to starter drives.
Каждый ДВС снабжается стартером. Особенность работы известных стартеров заключается в том, что стартер оборудован электродвигателем, питаемым от аккумуляторной батареи, на валу электродвигателя установлена обгонная муфта, приводящая шестерню, которая при запуске ДВС специальным устройством вводится в зацепление с зубчатым колесом, установленным на маховике ДВС. После того, как двигатель будет запущен, шестерня этим же устройством выводится из зацепления с зубчатым колесом на маховике.Each engine is equipped with a starter. A feature of the work of known starters is that the starter is equipped with an electric motor powered by a rechargeable battery, an overrunning clutch is installed on the electric motor shaft, which drives the gear, which when starting the engine with a special device is put into gear with a gear mounted on the engine's flywheel. After the engine is started, the gear is disengaged from the gear by the same device on the flywheel.
Обгонная муфта передает вращающий момент только в одном направлении - от двигателя к шестерне - и не является выключающимся устройством.The freewheel transmits torque only in one direction — from the engine to the gear — and is not a turning off device.
Преимущественное распространение в стартерах получили роликовые обгонные муфты, недостатком которых является то, что контакт тел заклинивания в муфте осуществляется по малым площадям при том, что нормальные силы, действующие в контакте тел заклинивания, в 15-20 раз превышают полезное окружное усилие. Эти особенности роликовых обгонных муфт являются причиной их малой долговечности и несущей способности (патент РФ на полезную модель №63887, F16D 41/00, опубл. 10.06.2007).Roller overrunning clutches are predominantly used in starters, the disadvantage of which is that the contact of the jamming bodies in the coupling is carried out over small areas, while the normal forces acting in the contact of the jamming bodies are 15-20 times higher than the effective peripheral force. These features of roller overrunning clutches are the reason for their low durability and bearing capacity (RF patent for utility model No. 63887, F16D 41/00, publ. 10.06.2007).
Известен привод стартера ДВС (авторское свидетельство СССР №545790, F16D 15/00, опубл. 05.02.1977), содержащий установленную на шлицах вала ведущую втулку, связанную через механизм свободного хода с шестерней стартера, с целью повышения надежности ведущая втулка шарнирно соединена с ведущим элементом механизма свободного хода, выполненного в виде дифференциального колодочного механизма.A known ICE starter drive (USSR author's certificate No. 545790, F16D 15/00, published 05.02.1977) containing a drive sleeve mounted on the splines of the shaft connected via a freewheel to the starter gear, in order to increase reliability, the drive sleeve is pivotally connected to the drive element of the freewheel, made in the form of a differential block mechanism.
Однако эта конструкция сложна из-за использования дифференциального колодочного тормоза, состоящего из нескольких звеньев, которые соединены пальцами.However, this design is complicated due to the use of a differential shoe brake, consisting of several links that are connected by fingers.
В качестве прототипа принят привод стартера ДВС (А.Е. Кропп. Новые обгонные муфты и области их применения. Вестник машиностроения. - 2005. - №6. С.8-12). В статье отмечается, что указанный механизм может применяться в приводе стартера ДВС, включающем приводящую шестерню, перемещающуюся вдоль вала стартера с возможностью зацепления в крайнем положении с зубчатым колесом на маховике привода, устанавливаемый на валу стартера шкив, на котором установлено разрезное кольцо, по обе стороны от разреза снабженное отверстиями под пальцы, соединяющие кольцо с рычагом, а отношение расстояния «a» между пальцами, соединяющими кольцо с рычагом, к расстоянию «l» от центра вращения шкива до оси ближайшего к нему пальца удовлетворяет условию работы дифференциальной обгонной муфты:As a prototype, an ICE starter drive was adopted (A.E. Kropp. New overrunning clutches and their applications. Engineering Bulletin. - 2005. - No. 6. P.8-12). The article notes that this mechanism can be used in the ICE starter drive, including the drive gear, moving along the starter shaft with the possibility of engagement in the extreme position with the gear on the drive flywheel, a pulley mounted on the starter shaft, on which a split ring is mounted, on both sides from section provided with holes for pins connecting the ring to the lever, and the ratio of the distance «a» between fingers connecting the ring to the lever, the distance «l» from the center of rotation to the pulley near the axis about him finger satisfies the differential operation freewheel:
где e - основание натурального логарифма,where e is the base of the natural logarithm,
β=0,8-0,9 - коэффициент,β = 0.8-0.9 - coefficient,
f - коэффициент трения в контакте шкива и кольца.f is the coefficient of friction in the contact of the pulley and the ring.
В статье раскрыто конструктивное выполнение механизма в режиме работы дифференциального тормоза, который может быть преобразован в обгонную муфту или в останов и указано, что для того, чтобы преобразовать дифференциальный тормоз в обгонную муфту, необходимо, во-первых, отсоединить палец от корпуса машины, во-вторых, сделать механизм постоянно замкнутым, для этого следует отсоединить направление действия пружины и установить ее так, чтобы она не опиралась на корпус. Таким образом, в статье поставлена задача, но не решена.The article discloses a constructive implementation of the mechanism in the mode of operation of the differential brake, which can be converted into an overrunning clutch or a stop, and it is indicated that in order to convert a differential brake to an overrunning clutch, it is necessary, firstly, to remove the finger from the machine body, in secondly, to make the mechanism permanently closed, for this purpose, the direction of action of the spring should be disconnected and set so that it does not rest on the body. Thus, the article poses a problem, but is not solved.
Предлагаемым изобретением решается задача создания механизма, работающего в режиме обгонной муфты в приводе стартера ДВС.The present invention solves the problem of creating a mechanism operating in the overrunning clutch mode in the drive of the internal combustion engine starter.
Технический результат - расширение функциональных возможностей механизма и повышение его технологичности при работе в режиме обгонной муфты привода стартера ДВС при повышенной несущей способности, долговечности и упрощении конструкции.EFFECT: expanding the functional capabilities of the mechanism and increasing its manufacturability when operating in the overrunning clutch mode of the ICE starter drive with increased bearing capacity, durability and simplification of the design.
Этот технический результат достигается тем, что по варианту 1 в приводе стартера ДВС, включающем шестерню, перемещающуюся вдоль вала стартера с возможностью зацепления в крайнем положении с зубчатым колесом на маховике привода, устанавливаемый на валу стартера шкив, на котором установлено разрезное кольцо, по обе стороны от разреза снабженное отверстиями под пальцы, соединяющие кольцо с рычагом, а отношение расстояния «a» между пальцами, соединяющими кольцо с рычагом, к расстоянию «l» от центра вращения шкива до оси ближайшего к нему пальца удовлетворяет условию работы дифференциальной обгонной муфты, в рычаг встроена пружина сжатия, опирающаяся на разрезное кольцо с возможностью поворота его по часовой стрелке и прижатия к шкиву, в рычаге выполнено отверстие, в которое вставлен палец, приводящий во вращение шестерню, установленную на валу стартера, причем пальцы, соединяющие кольцо с рычагом, и палец, приводящий во вращение шестерню, расположены на одной прямой, проходящей через центр шкива;This technical result is achieved by the fact that, according to version 1, in the ICE starter drive, including a gear moving along the starter shaft with the possibility of engagement in the extreme position with the gear on the drive flywheel, a pulley mounted on the starter shaft on which a split ring is mounted on both sides from section provided with holes for pins connecting the ring to the lever, and the ratio of the distance «a» between fingers connecting the ring to the lever, the distance «l» from the pulley to the rotational center axis of the nearest fell TSA satisfies the differential overrunning clutch operating condition, a compression spring is built into the lever, resting on a split ring with the possibility of turning it clockwise and pressing against the pulley, a hole is made in the lever, into which a finger is inserted, which rotates the gear mounted on the starter shaft, moreover, the fingers connecting the ring to the lever, and the finger that drives the gear, are located on one straight line passing through the center of the pulley;
по варианту 2 центр тяжести рычага смещен по линии действия пружины с возможностью возникновения центробежной силы, действующей при вращении рычага против силы сжатия пружины,according to
…Повышение несущей способности и долговечности привода стартера достигается тем, что контакт тел заклинивания осуществляется по развитым поверхностям, что позволит уменьшить массу соответствующих узлов, повысить надежность за счет более благоприятных условий для передачи сил и снижения контактных напряжений. Дифференциальная обгонная муфта в отличие от всех ранее известных механизмов обладает свойством быть выключенной независимо от относительного вращения ведущих и ведомых деталей привода, для этого достаточно создать зазор между шкивом и кольцом простым изменением направления действующей силы.... An increase in the bearing capacity and durability of the starter drive is achieved by the fact that the contact of the jamming bodies is carried out on developed surfaces, which will reduce the mass of the corresponding nodes, increase reliability due to more favorable conditions for the transfer of forces and reduce contact stresses. Differential overrunning clutch, unlike all previously known mechanisms, has the property of being switched off regardless of the relative rotation of the drive and driven parts of the drive, for this it is enough to create a gap between the pulley and the ring by simply changing the direction of the acting force.
Предлагаемый привод стартера ДВС приведен на чертежах:The proposed ICE starter drive is shown in the drawings:
на фиг.1 - узел привода стартера по варианту 1,figure 1 - the starter drive assembly according to option 1,
на фиг.2 - разрез I-I на фиг 1,figure 2 - section I-I in figure 1,
на фиг.3 - узел привода стартера ДВС по варианту 2,figure 3 - node drive starter engine according to
на фиг.4 - разрез I-I на фиг.2.figure 4 is a section I-I in figure 2.
На вал 1 стартера неповоротно установлен шкив 2, который охватывает разрезное кольцо 3, имеющее отверстия по обе стороны от разреза. В эти отверстия установлены пальцы 4 и 5, соединяющие кольцо 3 с рычагом 6. Пальцы 4 и 5 расположены на прямой, проходящей через центр О шкива 2. Для выбора зазора между кольцом 3 и шкивом 2 и создания первоначального трения между этими деталями в рычаг 6 встроена пружина сжатия 7, которая опирается на кольцо 3 и поворачивает рычаг 5 по часовой стрелке. При этом в пальцах 4 и 5 появляются силы, деформирующие кольцо 3 и прижимающие его с некоторой малой силой к шкиву 2. На той же прямой, на которой расположены пальцы 4, 5, диаметрально противоположно относительно центра О в рычаге 6 выполнено отверстие, в которое установлен палец 8, соединяющий рычаг 6 с втулкой 9. Втулка 9 свободно на подшипниках скольжения установлена на вал 1 стартера. По наружной поверхности втулки 9 выполнены шлицы, на которые устанавливается шестерня 10, которая может занимать два положения на втулке 9: крайнее правое и крайнее левое. При крайнем правом положении шестерни 10 она находится в зацеплении с зубчатым колесом 11, установленным на маховике двигателя; при крайне левом положении шестерни 10 она выведена из зацепления с зубчатым колесом 11. Для перемещения шестерни из одного крайнего положения в другое стартер оборудован соответствующими устройствами, которые применены здесь точно так же, как в известных стартерах, и потому здесь не описаны. Для перемещения шестерни 10 в ней изготовлен кольцевой паз 12, в который входит вилка рычага, перемещающего шестерню 10 (эти вилка и рычаг на фиг.1 не показаны).A
Детали 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 в описанном приводе стартера образуют дифференциальную обгонную муфту. Эта муфта передает вращающий момент силами трения между шкивом 2 и кольцом 3, то есть относится к фрикционному типу обгонных муфт. Чтобы эта муфта действительно работала как обгонная, то есть передавала вращающий момент от ведущей детали к ведомой при вращении ведущей детали в одном направлении и не передавала вращающий момент при вращении ведущей детали в другом направлении, необходимо получить некоторое математическое неравенство, относящееся к размерам механизма, соблюдение которого определяет работу муфты. Нами получено требуемое неравенство в виде
Где «a» и «l» - размеры в дифференциальной обгонной муфте (см. фиг.1),Where " a " and "l" are the dimensions in the differential freewheel (see figure 1),
e=2,718 - основание натуральных логарифмов,e = 2.718 - the base of the natural logarithms,
f - коэффициент трения в контакте между шкивом 2 и кольцом 3,f is the coefficient of friction in contact between the
1,5π=α - угол обхвата кольцом 3 шкива 2.1,5π = α is the angle of the
Привод стартера по варианту 1 работает следующим образом.The starter drive according to option 1 works as follows.
При запуске двигателя в стартере сначала включается механизм перемещения шестерни 10 из крайнего левого положения в крайнее правое. При этом шестерня 10 входит в зацепление с зубчатым колесом 11. После этого включается электродвигатель стартера, и вал 1 начинает вращать шкив 2. Поскольку соблюдается условие (1), то силами трения приводится во вращение кольцо 3 и другие детали обгонной муфты. В результате приводится во вращение шестерня 10 и зубчатое колесо 11. Происходит запуск двигателя.When starting the engine in the starter, the mechanism for moving the
После запуска двигателя электродвигатель стартера отключается от сети его питания, но поскольку шестерня 10 все еще находится в зацеплении с зубчатым колесом 11, появляется опасность разрушения ротора стартера из-за очень большой скорости его вращения, ведь теперь ведущим оказывается колесо 11, которое вращается с частотой коленчатого вала заведенного двигателя. Но в этот момент в работу вступает обгонная муфта, для которой ведущие и ведомые детали поменялись местами и потому при ведущем зубчатом колесе 11 обгонная муфта расклинивается и начинает работать в режиме обгона, то есть вращение от зубчатого колеса 11 не передается на вал стартера.After starting the engine, the starter motor is disconnected from its power supply, but since the
Следующее действие в существующих стартерах - вывод шестерни 10 из зацепления с зубчатым колесом 11. Это действие выполняет пружина сжатия 7 в механизме перемещения шестерни 10. В результате шестерня 10 оказывается в исходном положении, то есть в крайнем левом положении.The next step in existing starters is to remove the
…В приводе стартера по варианту 2 используется свойство дифференциальной обгонной муфты по варианту 1 быть отключенной.... In the starter drive in
Для реализации этого условия в рычаг 6 встроена пружина сжатия 7. Если мы во время работы дифференциальной обгонной муфты создадим силу Q, действующую на рычаг 6 по линии действия силы пружины 7, большей ее по абсолютной величие, действующей в противоположном направлении, то сила Q действует на кольцо 3 таким образом, что между кольцом 3 и шкивом 2 образуется зазор, и муфта отключается.To implement this condition, a compression spring 7 is built into the
Для отключения дифференциальной обгонной муфты автоматически и в нужный момент времени предложено, чтобы сила Q являлась центробежной. Для этого рычаг 6 конструктивно выполняется так, чтобы его центр тяжести располагался на линии действия силы пружины 7, в точке O1, правее точки О - центра вращения шкива 2. Тогда при определенной скорости вращения механизма центробежная сила Q станет больше силы пружины 7 и отключит муфту.To disable the differential overrunning clutch, it is automatically and at the right time that the force Q is centrifugal. For this, the
Из конструкции стартера по варианту 2 исключен механизм перемещения шестерни 10. Тогда узел привода стартера по варианту 2 устроен следующим образом. Детали 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, образующие вал стартера и дифференциальную обгонную муфту в узле привода стартера по варианту 1 (фиг.1), полностью повторяются в конструкции дифференциальной обгонной муфты узла привода стартера по варианту 2. За исключением конструкции рычага 6, который в отличие от рычага 6 стартера по варианту 1 выполнен так, что его центр тяжести расположен на линии действия силы пружины 7, но правее точки О центра вращения шкива 2. Также оказывается справедливым условие (1) и для дифференциальной обгонной муфты в узле привода стартера по варианту 2.From the design of the starter according to
Палец 8 приводит зубчатое колесо 11, свободно на подшипниках установленное на вал 1 стартера. Шестерня 10 находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 11, установленным на маховике двигателя.Finger 8 leads the gear wheel 11, freely mounted on bearings mounted on the starter shaft 1. The
Привод стартера по варианту 2 работает следующим образом.The starter drive according to
При запуске двигателя включается питание электродвигателя стартера и начинает вращаться шкив 2. Поскольку соблюдается условие (1), то силами трения приводится во вращение кольцо 3 и другие детали обгонной муфты. В результате приводится во вращение шестерня 9 и зубчатое колесо 10. Происходит запуск двигателя.When the engine starts, the starter motor power is turned on and
После запуска двигателя электродвигатель стартера отключается от сети его питания, но поскольку шестерня 10 находится в зацеплении с зубчатым колесом 11, то появляется опасность разрушения ротора стартера из-за очень большой скорости его вращения; ведь теперь ведущим оказывается колесо 11, которое вращается с частотой коленчатого вала заведенного двигателя. Но в этот момент в работу вступает обгонная муфта, для которой ведущие и ведомые детали поменялись местами, и потому при ведущем колесе 11 обгонная муфта расклинивается и начинает работать в режиме обгона, то есть вращающий момент от колеса 11 не передается на вал стартера. Однако пружина 7 создает некоторый момент трения в контакте кольца 3 и шкива 2, и этот момент трения может быть достаточным, чтобы вхолостую раскручивать ротор стартера до скорости, которая его разрушит. Чтобы исключить такой сценарий работы стартера, в рычаге 6 центробежная сила при некоторой допустимой скорости вращения вала 1 стартера отключает обгонную муфту путем создания зазора между кольцом 3 и шкивом 2.After starting the engine, the starter motor is disconnected from its power supply, but since the
Таким образом, шестерня 10 и детали обгонной муфты, за исключением шкива 2, вращаются со скоростью, которая определяется скоростью вращения коленчатого вала двигателя, а шкив 2 и вал 1 вращаются со скоростью, которая допустима для ротора двигателя стартера.Thus, the
В результате в приводе стартера по варианту 2 обеспечивается повышение несущей способности и долговечности так же, как и в стартере по варианту 1.As a result, the starter drive according to
Нами установлено на примере стартера FIAT, что в результате его переоборудования число деталей, из которых он первоначально состоял, уменьшилось с 47 до 28, то есть уменьшилось на 40%. Пропорционально этому уменьшению числа деталей можно прогнозировать уменьшение стоимости изготовления стартера, то есть на 40%.We found on the example of the FIAT starter that as a result of its conversion, the number of parts of which it originally consisted decreased from 47 to 28, that is, decreased by 40%. In proportion to this decrease in the number of parts, it is possible to predict a decrease in the cost of manufacturing a starter, that is, by 40%.
Анализ известных аналогов показывает, что предлагаемое изобретение обладает новизной, достижение нового результата новым сочетанием признаков свидетельствует о соответствии критерию «изобретательский уровень», испытания на модели подтверждают его промышленную применимость.Analysis of known analogues shows that the invention has novelty, the achievement of a new result with a new combination of features indicates compliance with the criterion of "inventive step", model tests confirm its industrial applicability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135033/11A RU2542829C2 (en) | 2013-07-25 | 2013-07-25 | Starter drive of internal combustion engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135033/11A RU2542829C2 (en) | 2013-07-25 | 2013-07-25 | Starter drive of internal combustion engine (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013135033A RU2013135033A (en) | 2015-01-27 |
RU2542829C2 true RU2542829C2 (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=53281371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013135033/11A RU2542829C2 (en) | 2013-07-25 | 2013-07-25 | Starter drive of internal combustion engine (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542829C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680878C1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-02-28 | Александр Павлович Намёткин | Starter free-wheel clutch |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3714834A (en) * | 1971-03-12 | 1973-02-06 | Bendix Corp | Engine starting gearing |
FR2337820A1 (en) * | 1976-01-12 | 1977-08-05 | Facet Enterprises | TRANSMISSION BETWEEN A STARTER AND A DRIVE ENGINE |
RU63887U1 (en) * | 2007-01-24 | 2007-06-10 | Захар Иосьевич Горловский | STARTER DRIVE |
-
2013
- 2013-07-25 RU RU2013135033/11A patent/RU2542829C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3714834A (en) * | 1971-03-12 | 1973-02-06 | Bendix Corp | Engine starting gearing |
FR2337820A1 (en) * | 1976-01-12 | 1977-08-05 | Facet Enterprises | TRANSMISSION BETWEEN A STARTER AND A DRIVE ENGINE |
RU63887U1 (en) * | 2007-01-24 | 2007-06-10 | Захар Иосьевич Горловский | STARTER DRIVE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.Е. Кропп, "Новые обгонные муфты и области их применения". Вестник машиностроения. - 2005. - N6, c. 8 - 12. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680878C1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-02-28 | Александр Павлович Намёткин | Starter free-wheel clutch |
WO2019143268A1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Александр Павлович НАМЁТКИН | Starter freewheel clutch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013135033A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3129671B1 (en) | Pulley assembly with radially oriented decoupling mechanism | |
US8522940B2 (en) | Engageable coupling assembly having reduced spin losses and method of assembling such assembly within an automotive transmission to reduce such losses | |
JP2014156881A (en) | Driving-side pulley | |
WO2012026181A1 (en) | Engine starting device for vehicle | |
TWI378197B (en) | Differential gears | |
JP2007032496A5 (en) | ||
JPS6323007B2 (en) | ||
JP2004011764A (en) | Friction clutch for vehicle | |
BRPI0401866A (en) | Motor starter unit | |
JP2010053883A (en) | Pulley unit | |
KR20150132141A (en) | Accessory drive decoupler | |
RU2542829C2 (en) | Starter drive of internal combustion engine (versions) | |
EP1967753A3 (en) | Engine startup torque transmitting device | |
JP2004308719A (en) | One-way clutch device | |
JP2014084955A (en) | One-way clutch | |
TWI573940B (en) | Overrun clutch with delay function | |
JP2015001269A (en) | Driving side pulley | |
JP6715786B2 (en) | Internal combustion engine start assist mechanism | |
JP2006097710A (en) | One-way clutch | |
JP2009036341A (en) | Pulley unit | |
JP4414913B2 (en) | Engine starter and one-way clutch used therefor | |
CN106640468B (en) | The starter of internal combustion engine | |
CN205605685U (en) | Freewheel clutch and have this freewheel clutch's machine | |
RU2734150C1 (en) | Freewheel clutch | |
RU40663U1 (en) | STARTER FREE RUN COUPLING |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170726 |