专利名称：柴油机启动器的制作方法
技术领域：
本发明属于柴油机的启动装置领域。
本发明是一种将发条弹簧卷紧后储存的机械能通过相关机构松驰释放转换成动能，来启动柴油机的全新的启动装置-柴油机启动器。
本发明与现有技术、现有专利申请资料对比，是在于提供了一种将超越离合器、偏心轮设计在柴油机皮带轮内或柴油机启动轴上的；柴油机启动后柴油机与柴油机启动器能自动分离的；小齿轮轴上设有十字槽的；启动轴设计成一个变径空心轴的；发条弹簧外端与外壳采取滑动连接的；信号传递机构利用发条弹簧外圈卷紧与松驰状态传递信号的；启动器外壳为单箱体的并且是用钢板冲压成型的；柴油机启动器外壳与柴油机箱体直接固定连接的、全新的柴油机启动装置。
国家要实现四个现代化，农业现代化是基础，而农业现代化的重要标志就是农业机械化。农业生产战线上耕、种、犁、耙、收各种作业，农、林、牧、副、渔各种行业都要机械化，这些机械设备的动力都是柴油机，其中多数是用中小功率柴油机配套。目前农村现有的农用汽车、拖拉机和其它各种农业机械所配套的柴油机的启动，有的采用电启动。其缺点是1．必须要有电源，必须配备电瓶，电瓶体积大而笨重；还必须配发电机，随时要对电瓶充电，以补充电的消耗。2．电瓶使用寿命短，特别是柴油车，一般一年就要更换新电瓶。3．往往因为电路中的接触不良，或氧化，烧蚀接头，启动时常出现故障。4．如车辆停车较久(比如柴油车，一个月左右)就启动不了，必须另行对电瓶充电后，才能启动。中小功率柴油机大多数采用手摇启动，其缺点是1．有时会因主机启动后，摇把无法和柴油机启动轴脱离，而打伤手臂、头部等，甚至会造成人员伤亡事故。2．人的体力有限，一到冬季，气温很低，又往往达不到应有的启动速度，迟迟启动不了。3．小拖拉机、小货车在途中停车后，驾驶员又必须下车取出摇手，摇燃后，收放摇手，再上车开车，很不方便。4．有些驾驶员为了减少再次启动的困难和麻烦，往往停车不停机，这样也容易造成人身伤亡等意外事故。5．一条大吨位的运输船，需要安装4-6台195型柴油机，连续4-6次手摇启动，消耗相当大的体力。
本发明的目的在于针对以上现有柴油机启动方面的缺陷，提供了一种全新的中小功率柴油机的启动装置，即发条弹簧储能式柴油机启动装置-柴油机启动器。它既不用电机、电瓶、发电机，又不用人工手摇，只要轻轻一按，柴油机就能瞬间启动，而且启动性能好、启动时安全、稳定、可靠，启动后柴油机与柴油机启动器能及时自动分离。
柴油机启动器主要应用于全部单缸柴油机(如175、185、195、1105、1110、1115等机型)所配套各种农业机械和车辆及各种设备的启动，也适用于电启动车辆的后备装置，一旦电机、电瓶出毛病，就用该柴油机启动器启动。
下面结合附图详细描述本发明附
图1为第一实施方案中安装在柴油机飞轮侧的柴油机启动器的内部结构示意图；附图2为第二实施方案中安装在柴油机启动轴侧的柴油机启动器的内部结构示意图；本发明的实施方案之一是将柴油机启动器安装在柴油机的飞轮一侧，是通过以下技术方案实现的本发明主要由外壳(1)、发条弹簧(2)、大齿轮(3)、大齿轮轴(4)、主轴(5)、手柄(6)、启动杆(7)、小齿轮(8)、小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)、变径空心轴(11)、紧定式单向器(12)、摇臂式单向器(13)、偏心轮(14)、柴油机皮带轮(15)、超越离合器(16)、信号传递机构(17)等零、部件组成(见图1)。
本发明主要由上述零、部件组成以下机构启动机构，自动上弦机构，信号传递机构、储能机构、分离机构、输出机构。
本发明的启动机构由变径空心轴(11)、启动杆(7)、紧定式单向器(12)、摇臂式单向器(13)、小齿轮(8)、小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)等组成。变径空心轴(11)的内径是变形的，上面对称设有小齿轮锁定销(9)的滑槽，它外面装有摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、小齿轮(8)；变径空心轴(11)内装有启动杆(7)，小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)；小齿轮(8)的轴上设有一个通过中心的十字槽，圆柱弹簧(10)顶压小齿轮锁定销(9)，将小齿轮(8)锁定在变径空心轴(11)上，不得自由转动；小齿轮(8)又将大齿轮(3)啮合锁定，从而将发条弹簧(2)卷紧锁定；摇臂式单向器(13)和紧定式单向器(12)设计在变径空心轴(11)的外侧，这样它们配合保证变径空心轴(11)和小齿轮(8)只能逆时针转动；柴油机启动器的启动原理是当柴油机需要启动时，用手柄(6)按动启动杆(7)，这时启动杆(7)向下压迫圆柱弹簧(10)继续变形，小齿轮锁定销(9)与小齿轮(8)脱离，小齿轮(8)脱开圆柱弹簧(10)对它的压紧约束，能够在变径空心轴(11)上自由转动，这时，被锁定的发条弹簧(2)脱离了大、小齿轮的锁定约束，逆时针瞬间松驰，输出机构上的主轴(5)将发条弹簧(2)松驰释放的机械能转变成动能，启动了柴油机，当柴油机转速瞬间变成每分钟300转以上时，设计在柴油机皮带轮(15)内的超越离合器(16)与柴油机启动器的主轴(5)超越分离。柴油机启动后，又通过自动上弦机构，将发条弹簧(2)卷紧上弦，上弦后的柴油机启动器在柴油机继续工作的状态下自动停止工作。
本发明的自动上弦机构是由偏心轮(14)、摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、变径空心轴(11)、小齿轮(8)、小齿轮锁定销(9)、大齿轮(3)、大齿轮轴(4)等组成(见图1)。摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、小齿轮(8)套在变径空心轴(11)上；摇臂式单向器设计在外壳(1)的外面；小齿轮(8)用圆柱弹簧(10)、小齿轮锁定销(9)锁定在变径空心轴(11)上。当柴油机启动后，柴油机启动器上的主轴(5)通过设计在柴油机皮带轮(15)上的超越离合器(16)与柴油机分离后停止转动，这时因设计在柴油机皮带轮(15)上的偏心轮(14)继续随柴油机皮带轮(15)转动，因而带动摇臂式单向器(13)促使变径空心轴(11)逆时针方向转动，用小齿轮锁定销(9)锁定的小齿轮(8)也逆时针转动，因而带动与小齿轮(8)啮合的大齿轮(3)顺时针转动，这时固定在大齿轮轴(4)上的发条弹簧(2)开始顺时针上弦。当发条弹簧(2)卷紧后，信号传递机构(17)将发条弹簧(2)卷紧的信号传递给摇臂式单向器(13)，信号传递机构(17)的另一端将摇臂式单向器(13)抬起，摇臂式单向器(13)的摇臂与偏心轮(14)脱离，完成了自动上弦的全过程。
本发明的信号传递机构(17)用轴绞联结在外壳(1)上，中间用扭簧来拨动往返摆动，信号传递机构(17)的一端设计安装在外壳(1)内并始终与发条弹簧(2)外圈接触，用来将发条弹簧(2)卷紧与松驰的信号及时传递给设计在外壳(1)外的摇臂式单向器(13)，信号传递机构(17)另一端设计安装在外壳(1)外面与摇臂单向器(13)摇臂接触，当发条弹簧(2)卷紧时，信号传递机构(17)的另一端将摇臂式单向器(13)的摇臂抬起，摇臂式单向器(13)开始与偏心轮(14)脱离，这时，发条弹簧(2)上弦工作结束；当柴油机启动后，发条弹簧(2)松驰，信号传递机构(17)另一端与摇臂式单向器(13)摇臂脱离，摇臂式单向器(13)的摇臂与偏心轮(14)重新接触，因偏心轮(14)随柴油机皮带轮(15)转动，通过偏心轮(14)带动摇臂式单向器(13)、变径空心轴(11)、小齿轮(8)逆时针转动，这时大齿轮(3)开始顺时针转动，发条弹簧(2)重新卷紧上弦。
本发明的储能机构由发条弹簧(2)，大齿轮轴(4)、弹簧外端固定轴、滑道等组成。它的原理是利用发条弹簧(2)卷紧而储存能量，利用发条弹簧(2)松驰来释放能量，从而将发条弹簧(2)储存的机械能转换为动能启动柴油机，发条弹簧(2)一端固定在大齿轮轴(4)上，另一端固定在外壳(1)上，为了增加柴油机启动器的输出扭矩，发条弹簧(2)外端与柴油机启动器外壳(1)也可采取滑动联结，发条弹簧(2)的外端固定轴随着发条弹簧(2)卷紧与松驰在外壳(1)的滑道上滑动。
本发明的分离机构是设计在柴油机皮带轮内的超越离合器(16)或其它形式的离心式离合器，柴油机与柴油机启动器的联结或脱离是通过超越离合器(16)与主轴(5)联结或脱离。
本发明的输出机构是将现有技术中发条弹簧中心轴、启动器输出轴分开设计改为发条弹簧(2)的中心轴，大齿轮轴(4)和柴油机启动器的启动输出轴固定装配为一个整体，设计在一根主轴(5)上，这样可减少柴油机启动时的阻力，增加柴油机启动器的输出扭矩。
本发明的实施方案之二是将柴油机启动器安装在柴油机的启动轴一侧，是通过以下技术方案实现的本发明主要由外壳(1)、发条弹簧(2)、大齿轮(3)、大齿轮轴(4)、主轴(5)、手柄(6)、启动杆(7)、小齿轮(8)、小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)、变径空心轴(11)、紧定式单向器(12)、摇臂式单向器(13)、偏心轮(14)、柴油机启动轴(18)、超越离合器(16)、信号传递机构(17)等零、部件组成(见图2)。
本发明主要由上述零、部件组成以下机构启动机构，自动上弦机构，信号传递机构、储能机构、分离机构、输出机构。
本发明的启动机构由变径空心轴(11)、启动杆(7)、小齿轮(8)、摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)等组成。变径空心轴(11)的内径是变形的，上面对称设有小齿轮锁定销(9)的滑槽，变径空心轴(11)的外面装有摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、小齿轮(8)，变径空心轴(11)内装有启动杆(7)，小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)；小齿轮轴上设有一个通过中心的十字槽；圆柱弹簧(10)顶压小齿轮锁定销(9)，将小齿轮(8)锁定在变径空心轴(11)上，不得自由转动，小齿轮(8)又将大齿轮(3)啮合锁定，从而将发条弹簧(2)卷紧锁定；摇臂式单向器(13)和紧定式单向器(12)设计在变径空心轴的外侧，这样它们配合保证变径空心轴(11)和小齿轮(8)只能顺时针转动；柴油机启动器的启动原理是当柴油机需要启动时，用手柄(6)按动启动杆(7)，这时启动杆(7)向下压迫圆柱弹簧(10)继续变形，小齿轮锁定销(9)与小齿轮(8)脱离，小齿轮(8)脱开圆柱弹簧(10)对它的压紧约束，能够在变径空心轴(11)上自由转动，这时，被锁定的发条弹簧(2)脱离了大、小齿轮的锁定约束，顺时针瞬间松驰，输出机构上的主轴(5)将发条弹簧(2)松驰释放储存的机械能转变成动能，启动了柴油机，当柴油机转速瞬间变成每分钟300转以上时，设计在柴油机启动轴上的超越离合器(16)与主轴(5)超越分离。柴油机启动后，又通过自动上弦机构，将发条弹簧(2)卷紧上弦，上弦后的柴油机启动器在柴油机继续工作的状态下自动停止工作。
本发明的自动上弦机构是由设计在柴油机启动轴上的偏心轮(14)、摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、变径空心轴(11)、小齿轮(8)、小齿轮锁定销(9)、大齿轮(3)、大齿轮轴(4)等组成(见图2)。摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、小齿轮(8)套在变径空心轴(11)上，摇臂式单向器(13)设计在外壳(1)的外面、小齿轮(8)用圆柱弹簧(10)、小齿轮锁定销(9)锁定在变径空心轴(11)上，当柴油机启动后，主轴(5)通过设计在柴油机启动轴(18)上的超越离合器(16)与柴油机分离后停止转动，这时因设计在柴油机启动轴(18)上的偏心轮(14)继续随柴油机启动轴(18)转动，因而通过摇臂式单向器(13)促使变径空心轴(11)顺时针方向转动，用小齿轮锁定销(9)锁定的变径空心轴(11)上的小齿轮(8)也顺时针转动，因而带动与小齿轮(8)啮合的大齿轮(3)逆时针转动，这时固定在大齿轮轴(4)上的发条弹簧(2)开始逆时针上弦。当发条弹簧(2)卷紧后，信号传递机构(17)将发条弹簧(2)卷紧的信号传递给摇臂单向器(13)，信号传递机构(17)的另一端将摇臂式单向器(13)抬起，摇臂式单向器(13)的摇臂与偏心轮(14)脱离，完成了自动上弦的全过程。
本发明的信号传递机构(17)用轴绞联结在外壳(1)上，中间用扭簧来拨动而往返摆动，信号传递机构(17)的一端设计安装在外壳(1)内，并始终与发条弹簧(2)的外圈接触，用来将发条弹簧(2)卷紧与松驰的信号及时传递给设计在外壳(1)外面的摇臂式单向器(13)，信号传递机构另一端设计安装在外壳(1)的外面，与摇臂单向器(13)摇臂接触，当发条弹簧(2)卷紧时，信号传递机构(17)的另一端将摇臂式单向器(13)的摇臂抬起，摇臂式单向器(13)开始与偏心轮(14)脱离，这时，发条弹簧(2)上弦工作结束；当柴油机启动后，发条弹簧松驰，信号传递机构(17)另一端与摇臂式单向器(13)的摇臂脱离，摇臂式单向器(13)的摇臂与偏心轮(14)重新接触，因偏心轮(14)随柴油机启动轴(18)转动时，通过偏心轮(14)带动摇臂式单向器(13)、变径空心轴(11)、小齿轮(8)顺时针转动，这时大齿轮(3)开始逆时针转动，这样使发条弹簧(2)重新卷紧上弦。
本发明的储能机构由发条弹簧(2)，大齿轮轴(4)、弹簧外端固定轴、滑道等组成。它的原理是利用发条弹簧(2)卷紧而储存能量，利用发条弹簧(2)松驰来释放能量，从而将发条弹簧(2)储存的机械能转换为动能启动柴油机，发条弹簧一端固定在大齿轮轴(4)上，另一端固定在外壳(1)上，为了增加柴油机启动器的输出扭矩，发条弹簧(2)外端与柴油机启动器外壳(1)也可采取滑动联结，发条弹簧(2)的外端固定轴随着发条弹簧(2)卷紧与松驰在外壳(1)的滑道上滑动。
本发明的分离机构是设计在柴油机启动轴(18)上的超越离合器(16)或其它形式的离心式离合器，柴油机与柴油机启动器的联结或脱离是通过柴油机启动轴(18)内的超越离合器(16)与主轴(5)联结或脱离。
本发明的输出机构是将现有技术中发条弹簧的中心轴、启动输出轴分开设计改为发条弹簧(2)的中心轴、大齿轮轴(4)和柴油机启动器的启动输出轴固定装配为一个整体，设计在一根主轴(5)上，这样可减少柴油机启动时的阻力，增加柴油机启动器的输出扭矩。
本发明第一、第二实施方案中的柴油机启动器外壳(1)是单箱体式的结构，而且用钢板冲压成型，这样大大减小了柴油机启动器的体积并方便了与柴油机机体直接连接安装，和其它具有2个箱体或3个箱体叠合组装的结构、用塑料、铸铁、压铸铝作原材料的同类产品相比，具有突破性的、重大的改进，大大节约了制造成本，并避免了制造过程中造成的环境污染。
本发明与现有技术或现有专利技术相比具有以下优点1．输出机构的超越离合器(16)或离心式离合器设计在柴油机的皮带轮(15)内或柴油机启动轴(18)上，这样柴油机启动器自动上弦后，确保柴油机与柴油机启动器能够顺利、自动脱开，与离合器设计在柴油机启动器内的现有技术相比，是一个全新的、重大的、突破性改进。
2．自动上弦机构上的偏心轮(14)设计在柴油机皮带轮(15)上或柴油机启动轴(18)上，这样柴油机启动后，确保已经停止转动的柴油机启动器又通过偏心轮(14)、紧定式单向器(13)、小齿轮(8)、大齿轮(3)将发条弹簧(2)自动上弦，与偏心轮设计在柴油机启动器内的现有技术相比，也是一个全新的、重大的、突破性改进。
3．变径空心轴(11)的内径是变形的，上面对称设有小齿轮锁定销(9)的滑槽。小齿轮(8)的轴上设计有一个十字槽，它与小齿轮锁定销(9)配合，将小齿轮(8)锁定在变径空心轴(11)上，这与用钢球锁定小齿轮内径的现有技术相比，具有启动的准确性和稳定性；4．发条弹簧(2)的外端与外壳(1)滑动连接，与发条弹簧(2)的外端和外壳固定连接的现有技术相比，柴油机启动器的输出扭矩可以增大30％；5．信号传递机构的一端设计在外壳(1)内与发条弹簧(2)外圈始终接触，这样确保发条弹簧(2)卷紧与松驰状态的信号及时传递的准确性，这与现有技术相比又是一个特大的改进；6．摇臂式单向器(13)设计在外壳(1)的外侧，这是现有技术没有的，是一个创造性的改进，为缩小柴油机启动器械体积创造了条件。
7．柴油机启动器外壳采用单箱体式的结构并用钢板冲压成型，这样大大减小了柴油机启动器的体积，减少了制造费用并方便与柴油机机体直接连接安装，和其它具有2个箱体或3个箱体叠合组装的结构、用塑料、铸铁、压铸铝作原材料的同类产品相比，具有突破性重大改革，并避免了制造过程中造成的环境污染。
8．柴油机启动器外壳与柴油机主机直接固定连接，这与柴油机与柴油机启动器分开连接的现有技术相比，确保柴油机启动器启动的安全性、稳定性、可靠性，而且缩短了柴油机与柴油机启动器之间的连接距离。
本发明产品是对现有柴油机启动的重大突破性改革；是一种启动绝对安全可靠，启动时不会产生任何人身意外伤亡事故，又不会像电瓶报废而造成环境污染的绿色环保产品。是一个体积小、启动速度快、启动性能好、启动安全、稳定、可靠的、全新的专利产品，该发明产品是一个小产品，大市场，适用于广大农村市场的产品。据市场调研，柴油机启动器是一个超百亿元市场的产品，该产品实施成功并在全国推广后，将会解决近万人就业，将会带动相关机械行业的共同发展，将会向国家上缴数十亿元税收，为民族工业的振兴，为社会的稳定将会产生积极的效果。
权利要求
1.一种柴油机发条式启动装置-柴油机启动器，它与现有技术共有的技术特征是由启动机构、自动上弦机构、信号传递机构、储能机构、分离机构、输出机构等组成，本发明的技术特征如下启动机构其特征是启动机构中启动轴为变径空心轴(11)，变径空心轴(11)内装有启动杆(7)、小齿轮锁定销(9)、圆柱弹簧(10)，变径空心轴(11)上对称设有小齿轮锁定销(9)的滑槽，变径空心轴(11)外装有摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、小齿轮(8)，小齿轮(8)的轴上设计了一个通过中心的十字槽，小齿轮(8)用小齿轮锁定销(9)锁定在变径空心轴(11)上，与大齿轮(3)啮合；自动上弦机构其特征是自动上弦机构是由偏心轮(14)、摇臂式单向器(13)、紧定式单向器(12)、变径空心轴(11)、小齿轮(8)、小齿轮锁定销(9)、大齿轮(3)、大齿轮轴(4)等组成，偏心轮(14)设计在柴油机皮带轮(15)内或柴油机输出轴(18)内，与柴油机启动器分离，摇臂式单向器(13)设计装配在柴油机启动器外壳(1)的外面；信号传递机构其特征是信号传递机构(17)是用轴绞联结在外壳(1)上，中间用扭簧拨动而往返摆动，信号传递机构的一端设在外壳(1)的内面并始终与发条弹簧(2)外圈保持接触，另一端设计在外壳(1)的外面与摇臂单向器(13)的摇臂接触；储能机构其特征是储能机构是由发条弹簧(2)、大齿轮轴(4)、发条弹簧(2)外端的固定轴、滑道等组成，发条弹簧(2)外端的固定轴随着发条弹簧(2)的卷紧与松驰在滑道上滑动；输出机构其特征是输出机构是将发条弹簧(2)的心轴、大齿轮轴(4)和柴油机启动器的启动输出轴设计装配为一个整体，设计在一根主轴(5)上；分离机构其特征是分离机构是一个设计在柴油机皮带轮(15)内或柴油机启动轴(18)内的超越离合器(16)，它是与柴油机启动器分离设计的；
2.根据权利要求1所述的柴油机启动器其特征足设计在柴油机皮带轮(15)内，或柴油机启动轴(18)内的分离机构上的超越离合器(16)可设计为机械式超越离合器，也可设计为离心式离合器；
3.根据权利要求1所述的柴油机启动器其特征是柴油机启动器外壳(11)与柴油机主机直接固定连接，既可安装在柴油机飞轮的一侧，也可安装在柴油机启动轴的一侧；
4．根据权利要求1所述的柴油机启动器其特征是柴油机启动器外壳采用单箱体式的结构，外壳用钢板冲压成型。
全文摘要
本发明柴油机启动器,属于柴油机启动装置领域,用于单缸柴油机的启动。本发明是将超越离合器、偏心轮设计在皮带轮或柴油机启动轴上的;柴油机启动后与启动器能自动分离的;小齿轮轴上设有十字槽的;启动轴设计成变径空心轴的;发条弹簧外端与外壳滑动连接的;信号传递机构利用发条弹簧外圈卷紧与松弛状态传递信息的;启动器外壳为单箱体的并用钢板冲压成型的;启动器外壳与柴油机箱体直接连接的全新的柴油机启动装置。
文档编号F02N5/02GK1281095SQ00112508
公开日2001年1月24日 申请日期2000年9月4日 优先权日2000年9月4日
发明者帖德顺 申请人:帖德顺