Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
STARTER FREEWHEEL CLUTCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/143268
Kind Code:
A1
Abstract:
The present starter freewheel clutch comprises a gear having an aperture for mounting the gear on a starter shaft so as to be capable of axial and circumferential relative movement, a friction overrunning clutch, and an element of an axially movable torque-transmitting joint. Said friction overrunning clutch comprises at least one self-tightening spring. Said spring is provided with two sections that are self-tightening, and/or is integrated with the element of the axially movable torque-transmitting joint, or is connected to said element by means of a shaped section of said spring. The invention achieves a simplified structure and a decrease in the dimensions of both the clutch and the starter elements in the area where the clutch is located.

Inventors:
NAMJOTKIN, Aleksandr Pavlovich (ul. Stavropolskaya, 169 kv. 11, g. Samara 5, 443105, RU)
ZVYAGINTSEV, Viktor Aleksandrovich (ul. Sosnovaya, 23Krasnoyarskij rajon, Samarskaya oblas, selo Belozjorki 3, 443373, RU)
ZVYAGINTSEV, Timofej Viktorovich (ul. Sosnovaya, 23Krasnoyarskij rajon, Samarskaya oblas, selo Belozjorki 3, 443373, RU)
GUDAS, Denis Vladimirovich (ul. Gagarina, 120 A kv. 3, g. Samara 3, 443083, RU)
Application Number:
RU2019/000030
Publication Date:
July 25, 2019
Filing Date:
January 21, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
NAMJOTKIN, Aleksandr Pavlovich (ul. Stavropolskaya, 169 kv. 11, g. Samara 5, 443105, RU)
ZVYAGINTSEV, Viktor Aleksandrovich (ul. Sosnovaya, 23Krasnoyarskij rajon, Samarskaya oblas, selo Belozjorki 3, 443373, RU)
ZVYAGINTSEV, Timofej Viktorovich (ul. Sosnovaya, 23Krasnoyarskij rajon, Samarskaya oblas, selo Belozjorki 3, 443373, RU)
GUDAS, Denis Vladimirovich (ul. Gagarina, 120 A kv. 3, g. Samara 3, 443083, RU)
International Classes:
F16D41/06; F02N15/02
Foreign References:
RU2542829C22015-02-27
US6681909B22004-01-27
US2609694A1952-09-09
RU2047016C11995-10-27
US8973547B22015-03-10
US3125889A1964-03-24
US8627935B22014-01-14
US20150159616A12015-06-11
Attorney, Agent or Firm:
LIMITED LIABILITY COMPANY INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY "TECHNEED" (PO BOX 54, Moscow, 7, 125167, RU)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Муфта свободного хода стартера, содержащая шестерню с отверстием для установки на вал стартера с возможностью осевого и окружного относительных перемещений, обгонную муфту трения и элемент подвижного в осевом направлении и передающего вращающий момент соединения, отличающаяся тем, что обгонная муфта трения содержит в своём составе, по крайней мере, одну самозатягивающуюся пружину, имеющую два участка самозатягивания, и/или выполненную за одно целое с элементом подвижного в осевом направлении и передающего вращающий момент соединения или связанную с ним посредством своего профилированного участка.

2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена раздвижной, с подвижной относительно ОМТ шестерней и связанной с ней посредством подвижного в осевом направлении и передающего вращающий момент соединения, а ОМТ содержит в своём составе контактирующую с обгонным участком самозатягивания пружины часть вала стартера.

3. Муфта по п. 1 или п. 2, отличающаяся тем, что самозатягивающаяся пружина снабжена дополнительными, противоположно направленными витками разгрузки выполненного за одно целое с ними элемента подвижного в осевом направлении и передающего вращающий момент соединения.

4. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена разъёмной по поверхности контакта обгонного участка неподвижно закреплённой на валу стартера самозатягивающейся пружины с расположенным на шестерне элементом захвата концевого витка этого участка, и при этом МСХС снабжена устройством синхронизации зубчатого зацепления ее шестерни с венцом маховика ДВС.

Description:
Муфта свободного хода стартера

Область техники

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в конструкциях стартеров двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей.

Предшествующий уровень техники

Известны подвижные муфты свободного хода стартера (МСХС), содержащие шестерню, обгонную муфту и элемент подвижного в осевом направлении и передающего вращающий момент соединения (элемент ПС) в виде шлицевой втулки, связанной со шлицевым участком вала стартера (Акимов С. В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулём», 2004, рис.4.17-4.18, стр. 147-148). Общим недостатком таких МСХС является сложность конструкции самих МСХС и валов стартера в зоне их расположения, поскольку осевая подвижность МСХС требует наличия на валу стартера гладкой части меньшего диаметра для посадки шестерни и шлицевой части увеличенного диаметра для посадки шлицевой втулки.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устанавливаемая на выходной вал стартера подвижная в осевом направлении МСХС (RU2274781 от 20.04.06), содержащая шестерню, с отверстием для установки на вал стартера с возможностью осевого и окружного относительных перемещений, обгонную муфту трения (ОМТ) роликового типа и элемент ПС в виде шлицевой втулки, связанной со шлицевым участком вала стартера. Недостатком такой МСХС, помимо описанного ранее общего для всех МСХС недостатка, является присущая ОМТ роликового типа склонность к смещениям и перекосам осей её контактирующих с подвижными роликами элементов, связанных с шестерней и шлицевой втулкой, обусловленная свойством их относительной самоустановки на режиме обгона и усугубляемая осевой удалённостью посадочных мест шлицевой втулки и шестерни, что требует увеличения количества и радиуса расположения роликов по критерию долговечности, и, как следствие, приводит к усложнению конструкции и увеличению габаритов самой МСХС и элементов стартера в зоне её расположения. Раскрытие изобретения

В основу изобретения положены задачи повышения долговечности МСХС, упрощения конструкции и снижения габаритов самой МСХС и элементов стартера в зоне её расположения.

Технический результат достигается тем, что в МСХС, содержащей шестерню с отверстием для установки на вал стартера с возможностью осевого и окружного относительных перемещений, ОМТ и элемент подвижного в осевом направлении и передающего вращающий момент соединения:

- ОМТ содержит в своём составе, по крайней мере, одну самозатягивающуюся пружину, имеющую два участка самозатягивания, и/или выполненную за одно целое с элементом ПС или связанную с ним посредством своего профилированного участка;

- МСХС выполнена раздвижной, с подвижной относительно ОМТ шестернёй и связанной с ней посредством ПС, а ОМТ содержит в своём составе контактирующую с обгонным участком самозатягивания пружины часть вала стартера;

- самозатягивающаяся пружина снабжена дополнительными, противоположно направленными витками разгрузки выполненного за одно целое с ними элемента ПС;

- МСХС выполнена разъёмной по поверхности контакта обгонного участка неподвижно закреплённой на валу стартера самозатягивающейся пружины с расположенным на шестерне элементом захвата концевого витка этого участка и при этом МСХС снабжена устройством синхронизации зубчатого зацепления ее шестерни с венцом маховика ДВС.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана подвижная МСХС с двумя работающими на обжим участками самозатягивания пружины ОМТ.

На фиг. 2 показана подвижная МСХС с двумя работающими на раздачу участками самозатягивания пружины ОМТ.

На фиг. 3 показан (разрез А-А на фиг. 2) упор крайнего витка беспроворотного участка пружины

На фиг. 4 и фиг. 5 показана подвижная МСХС с самозатягивающейся пружиной, выполненной за одно целое с элементом ПС. На фиг. 6 и фиг. 7 показана подвижная МСХС с самозатягивающейся пружиной, связанной с элементом ПС посредством своего профилированного в радиальном направлении участка.

На фиг. 8 показана подвижная МСХС с самозатягивающейся пружиной, связанной с элементом ПС посредством своего профилированного в осевом направлении участка.

На фиг. 9 и фиг. 10 показан разрез А-А МСХС, показанной на фиг. 4 (варианты выполнения ПС в подвижной МСХС).

На фиг. 11 показана МСХС с дополнительными витками разгрузки.

На фиг. 12 показан разрез А-А МСХС, показанной на фиг. 11.

На фиг. 13 показана раздвижная в осевом направлении МСХС.

На фиг. 14 показан разрез А-А МСХС, показанной на фиг. 13 (варианты выполнения ПС в раздвижной МСХС).

На фиг. 15 и фиг. 16 показана разъёмная МСХС в исходном и рабочем положениях.

На фиг. 17 показан вид А МСХС, показанной на фиг. 16 (элемент захвата концевого витка обгонного участка самозатягивающейся пружины).

Возможные варианты осуществления изобретения

В состав МСХС - подвижной (фигуры 1-12), раздвижной (фигуры 13-14) или разъёмной (фигуры 15-17), в зависимости от их особенностей, входят отличающиеся по конструктивному исполнению:

- шестерня 1, установленная на вал 2 стартера с возможностью осевого и окружного относительных перемещений;

- ОМТ, содержащая самозатягивающуюся пружину 3 с двумя участками самозатягивания (фигуры 1-2, 15-16), выполненную за одно целое с элементом 4 ПС (фигуры 4-5, 9-14), снабжённую витками разгрузки 5 этого элемента (фигуры 11-12), связанную с ним посредством своего профилированного в радиальном (фигуры 6, 7) или осевом (фиг.8) направлениях участка 6.

- элементы 4 ПС (фигуры 1-2, 4-14);

- элементы осевой связи, обеспечивающие перемещение подвижных МСХС как одного целого (фигуры 1-2, 5-6, 8), и ограничивающие относительное перемещение подвижных и неподвижных в осевом направлении элементов раздвижных МСХС (фиг.13); - элементы ограничения перекосов осей элементов ОМТ относительно друг друга или оси вала 2 стартера (фигуры 1-2, 4-6, 8,11,13), предназначенные для снижения нагрузки на посадку «шестерня 1 - вал 2 стартера»;

- элементы устройства синхронизации зубчатого зацепления шестерни 1 (фигуры 15-17) с венцом маховика ДВС в разъёмных МСХС, обеспечивающего возможность передачи момента от вала 2 стартера в исходном положении и на этапе ввода шестерни 1 в зацепление, поскольку, ОМТ разомкнута до момента полного ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС;

- втулка 7 привода перемещения подвижной части МСХС (фигуры 1-2, 4-6, 8, 11,

13-16).

Шестерня 1 имеет в своем составе выполненную за одно целое втулку 8 (фигуры 1 - 17), а так же расположенные на ней элемент 9 (фигуры 15-17) захвата для работы в разъемных МСХС или элемент упора крайнего витка пружины, например, в виде зуба 10 (фиг.З).

Самозатягивающаяся пружина 3 имеет:

- обгонный участок самозатягивания L2, работающий на обжим (фигуры 1, 13, 15- 17) или на раздачу (фигуры 2, 4-6, 8,11), контактирующий со втулкой 8 шестерни 1 или участком 11 шлицевой втулки 4, на котором установленные с предварительным радиальным натягом и испытывающие в связи с этим деформации изгиба витки могут либо проскальзывать по поверхности связанного с ним элемента ОМТ, либо самозатягиваться на нём в режиме передачи пускового момента, причём удалённая от конца пружины 3 граница этого участка является точкой А наибольшего нагружения, где при передаче пускового момента действуют максимальные по величине напряжения;

- беспроворотный участок самозатягивания L1, работающий на обжим (фигуры 1, 15-17) или на раздачу (фиг.2), контактирующий со втулкой 8 шестерни 1 или участком 11 шлицевой втулки 4, на котором условия закрепления витков исключают возможность его вращения относительно связанного с ним элемента;

- выполненный за одно целое с ней элемент 4 ПС в виде отогнутого кончика (фиг.4,9-14), причём его форма и размеры обеспечивают свободное осевое перемещение в пазах или шлицах смежных элементов или вала 2 стартера;

- профилированный в радиальном (фигуры 6-7) или осевом (фиг.8) направлениях участок 6 связи с элементом 4 ПС;

- участок L3 установленных с зазором г дополнительных витков разгрузки 5 (фигуры 11-12) выполненного за одно целое с ними элемента 4 ПС в виде отогнутого кончика, причём величина зазора г исключает посадку витков на вал 2 стартера и их самозатягивание на нём при величинах момента на валу 2 стартера, характерных для этапа ввода шестерни в зацепление с венцом маховика ДВС.

Элементами 4 ПС являются:

- установленная на шлицы вала 2 стартера шлицевая втулка (фигуры 1-2, 5-8);

- отогнутый кончик самозатягивающейся пружины 3, связанный с пазом на валу 2 стартера (фигуры 4, 9) или на втулке 8 шестерни 1 (фигуры 13-14), или отформованные на её витках элементы шлицев (фигуры 10-12), связанные со шлицами вала 2 стартера;

В состав элементов осевой связи подвижной и раздвижной МСХС входят:

- разрезное стопорное кольцо 12 (фиг.1), половинки которого вложены в проточку шестерни 1, образуя замок, и завальцованная чашка 13, охватывающая шлицевую втулку 4, стопорное кольцо 12 и втулку 8 шестерни 1;

- стопорное кольцо 14, расположенное в зоне телескопического соединения (фигуры 2, 5, 8) втулки 8 шестерни 1 и шлицевой втулки 4 подвижных МСХС, либо неподвижно закрепленное на валу 2 стартера в раздвижных МСХС (фиг.13);

- фланец 15 шлицевой втулки 4, размещенный в проточке на втулке 8 шестерни 1 (фиг.6) посредством его деформирования из конусного участка.

В состав элементов ограничения перекосов осей элементов ОМТ относительно друг друга или оси вала 2 стартера входят:

- элементы телескопического соединения втулки 8 шестерни 1 и шлицевой втулки (фигуры 1-2, 5, 8), предназначенные для исключения их относительного смещения при самозатягивании пружины 3, причём минимальный зазор в нём должен обеспечивать раздельное вращение этих элементов при незначительных перекосах их осей, обусловленных зазорами в их посадках на вал 2 стартера;

- втулка 16 (фиг.4), жестко связанная со втулкой 8 шестерни 1 и имеющая ходовую посадку по валу 2 стартера;

- свободная от самозатягивания поверхность самозатягивающейся пружины 3, имеющей в зависимости от направления самозатягивания ходовую посадку по валу 2 стартера (фигуры 4, 11) или по поверхности втулки 8 шестерни 1 (фиг.13).

В состав элементов устройства синхронизации зубчатого зацепления шестерни с венцом маховика ДВС в разъёмных МСХС (фигуры 15-17) входят:

- самозатягивающаяся пружина 17, отогнутый конец которой взаимодействует с выступом 18 на торцевой поверхности шестерни 1 ;

- выполненная за одно целое с валом 2 втулка 19. Наилучшие, по критериям минимального момента, передаваемого с шестерни 1 на вал 2 стартера, и минимального тепловыделения на режиме обгона, результаты обеспечиваются при минимально возможном, с учётом технологических погрешностей, радиальном натяге на обгонном участке самозатягивающейся пружины 3, что обеспечивается максимально допустимыми по габаритным ограничениям диаметром и количеством его витков.

Наилучшие, по критерию технологичности, результаты обеспечивает использование пружин с двумя одинаковыми по длине участками самозатягивания, обеспечивающее случайное распределение функций обгонного и беспроворотного участков на них. При наличии ограничений осевого габарита ОМТ однозначно выбранный беспроворотный участок L1 должен иметь максимально возможный радиальный натяг витков, исключающий их скольжение по смежному элементу ОМТ на режиме обгона, а также максимально возможное количество витков самоторможения и дополнительный упор конца крайнего витка, например, в виде зуба 10 (фиг.З) на втулке 8 шестерни 1. Минимальные осевые габариты МСХС обеспечиваются за счет использования ОМТ с самозатягивающейся пружиной, выполненной за одно целое с элементом ПС или связанной с ним посредством своего профилированного в радиальном (фигуры 6-7) или осевом (фиг.8) направлениях участках.

Наилучшие по критерию долговечности результаты обеспечиваются при:

- минимальных значениях контактного давления витков и отогнутых концов самозатягивающейся пружины на контактирующие с ними поверхности элементов ОМТ и вала стартера;

- создании условий для смазки поверхностей пружины и элемента ОМТ, контактирующего с ней, на участке обгона, в условиях их микросмещений на режимах самозатягивания ;

- использовании двух и более осесимметрично нагруженных самозатягивающихся пружин 3 (фигуры 9, 14), независимо от способа их размещения - путём вкладывания друг в друга или последовательно вдоль оси;

- использовании прорезных пружин (фиг.5) с несколькими спиралями, например, выполненными за одно целое с элементом ПС;

- использовании витков разгрузки независимо от способа их укладки - вдоль оси или вторым слоем внутри или снаружи витков обгонного участка.

Заявленные МСХС работают, реализуя в составе стартера следующую последовательность этапов цикла пуска ДВС: - подвод шестерни МСХС из исходного положения к зубчатому венцу маховика ДВС (на чертежах не показан) до соприкосновения торцевых поверхностей зубьев;

- синхронизация зубчатого зацепления шестерни МСХС и венца маховика ДВС путём проворачивания шестерни относительного неподвижного венца маховика ДВС до совпадения зубьев шестерни с впадинами между зубьев венца;

- ввод шестерни в зацепление с венцом маховика ДВС на полную ширину зубьев;

- увеличение момента на шестерне МСХС до значения, обеспечивающего начало проворачивания ДВС;

- проворачивание ДВС путём передачи пускового момента от вала стартера через МСХС на маховик ДВС;

- разгрузка элементов МСХС от пускового момента;

- переход в режим обгона - разобщение шестерни, получившей высокооборотное вращение от маховика запущенного ДВС, и вала стартера во избежание повреждения элементов стартера;

- вывод шестерни из зацепления с венцом маховика ДВС и возврат МСХС в исходное положение в случаях успешного или несостоявшегося пусков ДВС.

На этапе подвода шестерни 1 к зубчатому венцу маховика ДВС путём перемещения влево втулки 7 (фигуры 1-2, 4-6, 8, 11, 13-16), передающей осевое усилие от втягивающего реле стартера (на чертежах реле не показано):

- подвижные МСХС перемещаются с поворотом относительно неподвижного вала 2 стартера на угол, определяемый винтовыми шлицами (фигуры 1, 2, 5-8, 11) или пазами (фиг.4) на неподвижном валу 2 стартера, за счёт взаимодействия их поверхностей с элементом 4 ПС пружины 3.

- в раздвижной МСХС (фиг.13) шестерня 1 перемещается с поворотом относительно неподвижного вала 2 стартера и неподвижной самозатягивающейся пружины 3 на угол, определяемый винтовым пазом во втулке 8 шестерни 1, за счёт взаимодействия поверхности этого паза с элементом 4 пружины 3;

- в разъёмной МСХС (фигуры 15-16) шестерня 1 перемещается без поворота относительно неподвижного вала 2 стартера с сохранением возможности зацепления выступа 18 шестерни 1 с отогнутым концом самозатягивающейся пружины 17.

Этап синхронизации зубчатого зацепления шестерни 1 и венца маховика ДВС начинается с момента подачи питания на электродвигатель стартера, когда постепенный рост крутящего момента на его валу 2, при неподвижной, вследствие торможения о венец маховика, шестерне 1, приводит к нагружению МСХС этим моментом посредством элемента 4 ПС, и началу самозатягивания пружины 3 в подвижных и раздвижных МСХС (фигуры 1-14) и пружины 17 устройства синхронизации в разъёмных МСХС (фигуры 15- 16). При этом самозатягивающиеся пружины 3 и 17 воспринимают и передают этот крутящий момент посредством взаимодействия их отогнутых концов (или шлицев) с ответными элементами МСХС или валом 2 стартера, а также посредством трения витков по контактирующим с ними поверхностям, которое является следствием наличия предварительного радиального натяга и обусловленного им давления витков на эти поверхности. Участки самозатягивающихся витков пружин 3 и 17 в зоне, прилегающей к точке А наибольшего нагружения, испытывают деформации сжатия или растяжения, в зависимости от направления самозатягивания - на обжим или на раздачу, проскальзывают по контактирующим с ними поверхностям элементов МСХС, увеличивают давление на них сверх обусловленного радиальным натягом значения, причём:

- длина таких зон, отсчитываемая вдоль спиральной оси витков от точки А наибольшего нагружения, возрастает с увеличением передаваемого момента;

- величины осевых усилий, деформаций и проскальзывания меняются от максимального, пропорционального действующему моменту значения, достигаемого в точке А наибольшего нагружения, до нулевого значения на границе зоны деформаций, а величина давления витков на контактирующие с ними поверхности - от максимального значения до значения, определяемого предварительным радиальным натягом;

величина проскальзывания в точке А наибольшего нагружения самозатягивающейся пружины оказывает существенное влияние на износ контактирующих с самозатягивающимися витками поверхностей, особенно, на беспроворотном участке самозатягивания L1 в подвижных МСХС, поэтому на этом участке назначается максимально возможный радиальный натяг и может применяться закрепление или зацепление конечного витка с целью минимизации длины зоны проскальзывания.

При использовании нескольких осесимметрично нагруженных или прорезных самозатягивающихся пружин (фигуры 5, 9, 14) в составе ОМТ или устройстве синхронизации, действующее на них усилие, обусловленное моментом, распределяется между ними, исключая перекос контактирующих с ними элементов, связанных с шестерней и/или шлицевой втулкой. При неосесимметричном нагружении, например, при использовании одной пружины, отсутствие перекоса обеспечивается элементами его ограничения (фигуры 1-2, 4-5, 8, 11, 13). Появление крутящего момента на этапе синхронизации приводит также к уменьшению зазора г (фиг.12) между валом 2 стартера и дополнительными витками 5 разгрузки отогнутого конца пружины 3 на участке L3 (фиг.11), который, в этом случае, работает как пружина кручения, не касаясь витками вала 2 стартера. В связи с необходимостью сохранения на этом и последующем этапах подвижности пружины 3 относительно вала 2, зазор г между ним и поверхностью витков выбирается на основе анализа динамики нарастания крутящего момента стартера из условия, что их самозатягивание начинается только после полного ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС, когда развиваемый стартером момент превысит величину, необходимую для посадки этих витков на его вал 2.

Процесс синхронизации обеспечивается за счёт того, что действующий на валу 2 стартера момент превышает момент от сопротивления трения торцевых поверхностей зубьев шестерни 1 и венца маховика, когда вал 2 стартера вместе со всей МСХС посредством элемента 4 ПС поворачивается относительно неподвижного венца, и продолжается до момента совпадения зубьев шестерни с впадинами между зубьев венца ДВС.

Этап ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС на полную ширину зубьев реализуется за счёт перемещении втулки 7 влево под действием создаваемого втягивающим реле осевого усилия при непрерывно возрастающем крутящем моменте на валу 2 стартера. При этом:

- в подвижных и раздвижных МСХС винтовая форма шлицев (фигуры 1, 2, 5-8, 11) и пазов (фигуры 4, 13) обеспечивает осевую составляющую действующего на их поверхности усилия в направлении ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС;

- в разъёмных МСХС (фигуры 15-16) шестерня 1 перемещается по валу 2, воспринимая от него крутящий момент до выхода её выступа 18 из контакта с отогнутым концом самозатягивающейся пружины 17, после чего вал 2 получает возможность свободного вращения с набором оборотов, а пружина 17 разгружается от действующего на неё момента, что сопровождается процессами, обратными самозатягиванию.

Этап ввода шестерни 1 в зацепление завершается при:

- достижении конечного положения шестернёй 1 в подвижных и раздвижных МСХС (фигуры 1-14);

- входе в контакт концевого витка обгонного участка самозатягивающейся пружины 3 с расположенным на втулке 8 шестерни 1 элементом 9 захвата этого витка в разъёмных MCXC (фигуры 15-17). При этом обязательным условием завершения ввода шестерни 1 в зацепление для разъемных МСХС является контакт неподвижно закрепленной на валу 2 стартера втулки 19 и шестерни 1 с возможным образованием регламентированного зазора а (фиг.15), а зазор d выбирается таким образом, чтобы достижение контакта концевого витка пружины 3 с элементом 9 захвата и возникновение в концевом витке достаточного для начала самозатягивания радиального натяга начиналось не ранее завершения процесса ввода шестерни 1 в зацепление.

На этапе увеличения момента на шестерне 1 , по мере роста развиваемого стартером крутящего момента, продолжается процесс самозатягивания витков самозатягивающейся пружины 3, включая дополнительные витки разгрузки на участке L3 (фиг.11), а также часть витков беспроворотного участка самозатягивания L2. При этом элементы МСХС, контактирующие с пружиной 3, смещаются на незначительный угол вследствие деформаций проволоки и проскальзывания витков по контактирующим с ними поверхностям, а шестерня 1 разъёмной МСХС (фигуры 13-14) и вся подвижная МСХС (фиг.11) с витками разгрузки теряют возможность осевого перемещения относительно вала 2 стартера.

Этап проворачивания маховика ДВС начинается, когда развиваемый валом 2 стартера момент, передаваемый через МСХС посредством элементов 4 ПС, превышает сопротивление механизмов ДВС и завершается, при отключении питания электродвигателя стартера, разгрузкой МСХС от пускового момента и переходом её либо в режим обгона в случае успешного пуска ДВС с последующим выводом шестерни 1 из зацепления, либо сразу в режим вывода шестерни 1 из зацепления при несостоявшемся пуске.

На этапе разгрузки от пускового момента, по мере падения момента на валу 2 стартера, происходит постепенная разгрузка элементов МСХС, контактирующих с элементами самозатягивающейся пружины 3, и самой пружины 3, в том числе витков разгрузки на участке L3, которая сопровождается процессами, обратными процессам этапа нагружения. В результате разгрузки шестерня 1 разъёмной МСХС (фигуры 15-16) и вся подвижная МСХС с витками разгрузки (фиг.11) возвращают возможность осевого перемещения по валу 2.

На этапе перехода в режим обгона после успешного запуска ДВС шестерня 1 начинает вращаться с большей, чем вал 2 стартера скоростью, что сопровождается нагружением витков пружины 3 в противоположном самозатягиванию направлении. Участки самозатягивающихся витков пружины в зоне, прилегающей к точке А наибольшего нагружения, начинает испытывать деформации противоположные деформациям при самозатягивании, проскальзывать по контактирующим с ними поверхностям в противоположном самозатягиванию направлении, снижать обусловленное радиальным натягом давление на них, причём на обгонном участке L2 пружины 3 :

- длина этой зоны, отсчитываемая вдоль оси проволоки от точки А наибольшего нагружения, возрастает, практически, до последнего витка, который после этого начинает скользить по контактирующей с ним поверхности;

- витки в этой зоне нагружены моментом, создающим в проволоке напряжения изгиба, превышающие напряжения изгиба, обусловленные радиальным натягом, в связи с чем перестают давить на контактирующую с ними поверхность и создавать момент от сил трения;

- конечная величина нагружающего витки разгрузочного момента определяется радиальным натягом крайнего витка, который в отличие от других витков обгонного участка самозатягивания не теряет контакта с ответной поверхностью и скользит по ней, создавая этот передаваемый на вал 2 стартера момент.

Создаваемый конечным витком обгонного участка самозатягивания L2 пружины 3 разгрузочный момент действует на витки её участка разгрузки L3 (фиг.11), увеличивая зазор между ними и валом 2 стартера, создаёт меньшее, чем при нагружении пусковым моментом, и направленное в противоположную сторону усилие в местах контакта элемента 4 с ответными элементами ПС (фигуры 1-2, 4-14), уменьшает радиальный натяг на части витков беспроворотного участка L1, имеющих радиальный натяг, не превышающий натяга конечного витка обгонного участка L2, причём остальные витки беспроворотного участка L1 сохраняют заданный при изготовлении радиальный натяг.

Этап вывода шестерни 1 из зацепления с венцом маховика ДВС начинается с момента снятия питания с электродвигателя и втягивающего реле стартера путём перемещения вправо втулки 7, а его особенности зависят от результатов предыдущих этапов.

При успешном пуске ДВС, когда венец его маховика вращает шестерню 1, ОМТ посредством элемента 4 ПС передаёт разгрузочный момент, определяемый радиальным натягом крайнего витка обгонного участка самозатягивания L2 пружины 3, с шестерни 1 на вал 2, скорость вращения которого определяется этим моментом и сопротивлением механизмов стартера, и должна минимизироваться по критерию долговечности. При этом:

- в подвижных и раздвижных МСХС (фигуры 1-14) винтовая форма шлицев или пазов обеспечивает осевую составляющую действующего на их поверхности усилия в направлении вывода шестерни 1 из зацепления с венцом маховика ДВС, исчезающую после полного выхода из зацепления, когда возврат МСХС в исходное состояние происходит под действием перемещающейся вправо втулки 7;

- в разъёмных МСХС (фигуры 15-16) концевой виток обгонного участка самозатягивания L2 самозатягивающейся пружины 3 выходит из контакта с расположенным на втулке 8 шестерни 1 элементом захвата 9 этого витка, в результате чего пружина 3 разгружается от разгрузочного момента, затем вращающаяся шестерня 1 перемещается по валу 2 без передачи на него этого момента, а после полного выхода из зацепления, вращаясь по инерции, достигает углового положения относительно вала 2, когда её выступ 18 входит в контакт с отогнутым концом самозатягивающейся пружины 17, после чего МСХС возвращается в исходное состояние под действием перемещающейся вправо втулки 7.

В случае несостоявшегося пуска ДВС вывод шестерни 1 из зацепления с неподвижным венцом маховика ДВС начинается при неподвижном вале 2 стартера, при этом:

- в подвижных и раздвижных МСХС, вследствие винтовой формы шлицев и пазов, на МСХС и вал 2 стартера до полного выхода шестерни 1 из зацепления действует разгрузочный момент, что приводит к повороту на небольшой угол вала 2 стартера или ОМТ в режиме обгона, после чего МСХС возвращается в исходное состояние под действием перемещающейся вправо втулки 7;

- в разъёмных МСХС перемещение шестерни 1 происходит свободно с момента выхода концевого витка обгонного участка L2 самозатягивающейся пружины 3 из контакта с расположенным на втулке 8 шестерни 1 элементом захвата 9 этого витка, в результате чего МСХС возвращается в исходное состояние;

- для разъёмной МСХС возможен вариант, при котором выступ 18 шестерни 1 упрётся в конец самозатягивающейся пружины 17 и шестерня 1 не выйдет полностью из зацепления с венцом маховика ДВС, причём такое положение МСХС не является аварийным, поскольку следующая попытка пуска начнётся сразу с этапа полного ввода в зацепление шестерни 1 и венца маховика ДВС.

Заявленная МСХС позволяет значительно снизить себестоимость как самой МСХС, за счет упрощения конструкции, так и элементов стартера путем устранения необходимости выполнения технологически сложных элементов на его валу и уменьшения габаритов материалоёмких элементов стартера в зоне расположения МСХС.




 
Previous Patent: RING

Next Patent: METHOD FOR PERFORMING PAYMENT TRANSACTIONS