专利名称：内燃机起动和停止装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的起动和停止装置。
背景技术：
现有技术中已有一种内燃机起动装置，该装置利用弹簧中储存的能量带动曲轴旋转并起动内燃机。在这些内燃机起动装置中必须提供一种用于卷绕弹簧的机构。例如，美国专利No.1,936,554，该专利被让与了Briggs和Stratton公司(本发明的受让人)，公开了一个安装在弹簧附近并且可被用于卷绕弹簧的电动马达。现有技术中还提供了一种与弹簧相互连接并且可被用于卷绕该弹簧的手动曲柄机构。另外，现有技术中还提供了一种与曲轴相互连接的卷绕机构，该机构被用于在内燃机正常运转的情况下卷绕弹簧。
发明概要本发明提供了一种内燃机，该内燃机具有一个可旋转内燃机部件、一个响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而沿一个加载方向旋转的轴，和一个能量储存机构，该能量储存机构包括至少一个弹性件，该弹性件选择性地与所述轴相连接并且通过所述轴沿加载方向的转动而被加载。推荐该内燃机还包括一个选择性地将弹性件保持在加载状态下的锁定机构，和一个离合器机构，当所述轴与该锁定机构之间的扭矩达到一个预定扭矩限值时，该离合器机构允许该轴沿一个卸载方向旋转。
推荐该锁定机构包括一个棘轮件，并且该离合器机构通过摩擦将棘轮件连接在轴上。锁定机构还可以包括一个棘爪和一个棘爪承载件。该棘爪选择性地防止棘轮件沿卸载方向旋转，并且棘爪承载件选择性地移动棘爪，使之与棘轮件进入或脱离啮合。棘爪与棘轮件之间的啮合建立了一条力作用线，该力作用线能够在棘爪与棘轮件相啮合时，使棘爪在自激力的作用下与棘轮件进入啮合。棘爪承载件被如此定位，以便当棘爪与棘轮件相啮合时，力作用线能够驱动棘爪承载件使棘爪与棘轮件脱离啮合。一个轴被选择性地置于棘爪承载件的一个孔中，以便大体上防止棘爪与棘轮件意外地脱离啮合。当该轴被从棘爪承载件的孔中移走时，棘爪承载件被允许使棘爪与棘轮件脱离啮合。
该内燃机还可以包括一个齿轮，该齿轮具有一个容纳有离合器组件的中心凹槽部分。该离合器机构可以包括一个离合器盘、离合器垫圈，和弹簧垫圈。推荐一个离合器盖被置于该齿轮的凹槽部分的上方，以预装入该离合器机构。推荐一个离合器盘被置于该齿轮的凹槽部分内，并且该离合器机构最好被夹在制动盘和离合器盖之间，以在制动盘与齿轮之间以及制动盘与离合器盘之间建立摩擦。棘轮件优选包括配合(depending)耳形部，该耳形部与离合器盘相配合，并连接棘轮件和离合器盘，使它们一起旋转。
一个棘爪控制件可被用于在弹性元件的加载过程中使棘爪与棘轮件脱离啮合。推荐该棘爪控制件是一种摩擦装置，它对一个旋转构件的旋转做出响应，从而移动棘爪。棘爪控制件的推荐实施例是一段弹簧丝，它缠绕在离合器盖周围，并且具有一个伸入棘爪中的一个长孔内的指形部。该离合器盖与齿轮一起旋转，致使弹簧丝旋转，同时在棘爪中的长孔内移动指形部。当该指形部到达长孔的端部时，弹簧丝移动棘爪，使之与棘轮件脱离啮合。当该齿轮沿卸载方向转动时，弹簧丝由于该弹簧丝与离合器盖之间的摩擦力而与齿轮一起旋转，从而允许棘爪与棘轮件相配合。
对附图的简要说明在对本发明的一个实施例进行详细说明之前，我们应该明白，本发明在实际应用中并不仅限于下文说明中所述的或附图中所示的结构细节和组件布置形式。本发明还可以具有其它的实施例，并且可以以多种不同的方式进行实施。另外，我们还应明白此处所用的用语和术语只是为了说明的目的，而不具有限制性。本文使用的“包括”和“包含”及其变化说法的意思是指，包括其后所列的各个条目及其等价条目以及附加的条目。本文使用的“由…构成”及其变化说法的意思是指，仅包括其后所列的各个条目。用数字标示一种方法或过程的各元素仅仅是为了标示，并不意味着各元素应按特定的顺序执行。
图1是一个除草机的透视图，该除草机包括了实施了本发明的一个内燃机和一个内燃机起动装置。
图2是该内燃机起动装置的一个透视图。
图3，包括图3A、3B和3C，是该内燃机起动装置的零件分解图。
图4是内燃机起动装置的一部分的零件分解图，该部分包括离合器组件。
图5是该内燃机起动装置的一个平面视图，其中棘爪处于一个啮合位置。
图6是该内燃机起动装置的一个平面视图，其中棘爪处于一个脱离啮合位置。
图7是锁定机构的一部分的底部透视图。
图8是该内燃机起动装置的一部分的顶部透视图，其中包括棘爪控制件。
图9是该内燃机起动装置的一部分的底部透视图，其中包括棘爪控制件。
图10是该内燃机起动装置的一个俯视图，其中一个锁定凸轮与棘爪相啮合。
详细说明在对推荐实施例进行说明之前应该指明的是，本文没有对本发明的推荐实施例的所有结构和工作细节都进行详细说明，如果需要了解该类型的实施例的其它细节，可以参考1998年10月30日提交的美国申请No.09/183,425中的说明部分和附图，此处并入了该申请的全部内容，以作为参考。
图1表示了一个除草机10，该除草机包括一个内燃机12和一个用于自动起动内燃机12的装置14。图2表示了安装在内燃机12上的起动装置14。在图2中，起动装置14的某些部分已被切去，以便表示某些内部组件，这些组件将在下文详细说明。除草机10具有一个盖板16和一个从盖板16向外和向上延伸的手柄组件18。内燃机12被安装在盖板16上。内燃机12是垂直轴式的，并且包括许多传统结构的组件。然而，这些内燃机组件中的大多数都基本被封闭在一个内燃机壳体24之内，因此没有在图1中表示出来。除了内燃机起动装置14之外，除草机10还装备有一个安装在飞轮26(图2)上方的反冲式起动器(未示出)。一个罩盖28被安装在该反冲式起动器之上，并且一条与该反冲式起动器动态相连的拉绳30穿过罩盖28向外延伸出来。
尽管实施了本发明的内燃机起动装置14特别适用于除草机10，该内燃机起动装置14还可以被用在其它不同的手动操纵的室外动力设备和机械中，包括，但不仅限于，手持草坪和园艺机械、吹雪机、泵、压力洗涤器，和发电机。因此，本发明并不仅限于图中所示的并在此处进行说明的除草机10或内燃机12。本领域内的普通技术人员通过附图以及说明应该清楚地知道内燃机起动装置14可以如何被应用于各种类型的机械和/或各种类型的内燃机中。
一个长拉杆手柄或横杆手柄36形式的第一手动致动器与手柄组件18相连接。横杆手柄36被偏置向图1所示的关闭位置。与现有技术一样，释放横杆手柄36将会通过切断内燃机的点火系统和/或使制动器动作从而启动内燃机12的停止过程。
一个按钮40形式的第二手动致动器被安装在手柄组件18的一位置上，推荐该位置与用于支撑横杆手柄36的枢轴销之一相邻。按钮40与横杆手柄36动态连接。通过按压按钮40并且在按钮40被压下的同时将横杆手柄36向下旋转至起动位置，就可以使内燃机起动装置14动作。这样，只有在操作者执行了两个相互独立的动作之后，内燃机起动装置14才能够开始工作，这种独立的动作可以是例如按压(和保持)按钮40，和向下转动横杆手柄36。
在其它的实施例中，横杆手柄36和按钮40可以由其它的手动致动器所代替，例如一个或多个按钮装置、杠杆机构、或其它合适的手动致动器。另外，按钮40可以以与上述不同的方式工作。例如，按钮40的动作可以允许或使得除草机起动组件的一部分产生动作，而不是允许横杆手柄36被致动。
如图3C所示，起动装置14包括一个安装托架44，该托架44的下面安装有一个弹簧壳48。弹簧壳48的下端被一个端盖52所封闭，并且一个下步骤成56被配合安装在端盖52内。弹簧壳48容纳有一个弹性件或动力弹簧60，该动力弹簧60具有一个通过弹簧保持件64与弹簧壳48相连接的外端，和一个包括一个小环68的内端。
参看图3B，起动装置14还包括一个主轴72，该主轴72具有一个柄轴部分76以及第一、第二和第三缩小直径部分，分别如80、84、88所示。第二缩小直径部分84上加工有滚花或花键。主轴72在其底端受到下轴承56的支撑，以便于旋转。主轴72的柄轴部分76包括一个孔眼92，该孔眼92可松开式地容纳有动力弹簧60内端处的小环68。主轴72被沿一个加载方向96转动以卷绕和加载动力弹簧60。当动力弹簧60卸载时，它使主轴72沿一个与加载方向96相反的卸载方向100转动。
一个中轴承104(图3)被配合安装在安装托架44中并进一步支撑主轴72以便其旋转。中轴承104坐落在主轴72的柄轴部分76的顶部上，此处通过将主轴72的直径减小至第一缩小直径部分80而形成了一个轴肩。该轴肩将中轴承104保持在动力弹簧60上方。或者，一个弹簧扣环或其它结构可以被设置在主轴72上，以保持中轴承104离开动力弹簧60的顶部。
参看图3A、3B、和3C，主轴72的第一缩小部分80延伸穿过中轴承104、安装托架44、一个低臂108、一个垫圈114，并伸入一个主齿轮118。第二和第三缩小部分84、88延伸穿过一个制动盘122；一个离合器组件，该组件包括一个离合器盘126、一个离合器垫圈130和一个弹簧垫圈134(例如一个贝氏(Belleville)垫圈)；一个离合器盖138；一个棘轮件或轮142；一个碎屑盖162；一个小齿轮150；一个起动器花键或螺旋轴154；一个垫圈158；一个按压螺母162；和一个上轴承166。上轴承166被容纳在一个上臂或壳体170内，并进一步支撑主轴72以便其旋转。碎屑盖146有助于使碎屑转移离开棘轮件142和主齿轮118。上壳体170通过铆接或其它方式被固定在碎屑盖146及下臂108上。下臂108(与上壳体170和碎屑盖146一起)可相对安装托架44绕主轴72旋转。
图4更清楚地表示了主齿轮118和离合器组件。主齿轮118包括一个中心凹槽部分174，其中有一个孔延伸穿过。凹槽部分174具有一对沿直径相对的切口178。制动盘122包括一个中心凸缘部分182，它被按压配合在主轴72的加工有滚花的第二缩小直径部分84上，并因此可以说是被固定在了主轴72上，以便与之一起旋转。离合器盘126包括一个非圆孔186。离合器垫圈130包括一对耳形部190，它们被插入主齿轮118中的切口178内，以防止主齿轮118和离合器垫圈130之间的相对转动。离合器盖138通过铆接或其它方式被永久固定在主齿轮118上，同时将离合器组件和制动盘122容纳在凹槽部分174内。弹簧垫圈134对离合器组件进行预加载，并驱使制动盘122压靠在凹槽部分174的底部，从而在其间产生一个摩擦连接。由此主齿轮118通过摩擦与制动盘122和主轴72相连接，以便与制动盘122和主轴72一起旋转。
预加载的弹簧垫圈134还可以在制动盘122和离合器盘126之间产生摩擦连接。由此主轴72和制动盘122通过摩擦与离合器盘126相连接，以便与之一起旋转。离合器盘126和制动盘122之间的摩擦连接允许离合器盘126和制动盘122之间传递的扭矩达到一个扭矩限值，在该限值点处，离合器盘126将相对制动盘122滑动。棘轮件142包括一对配合(depending)耳形部194，它们延伸穿过离合器盖138中的孔、弹簧垫圈134、和离合器垫圈190，并伸入离合器盘126的非圆孔186中。非圆孔186和棘轮件耳形部194之间的干涉配合使棘轮件142能够旋转连接在离合器盘126上。因此，这种结构通过制动盘122与离合器盘126之间的摩擦连接而将主轴72连接在棘轮件142上。
再次参看图3A、3B和3C，安装托加44包括一个具有一个孔的凸起部分198。该凸起部分198延伸穿过下臂108中的一个孔201，并且支撑着一个垫圈205和一个棘爪承载件或棘爪杠杆209。一个有头螺钉213(图3A)或其它合适的固紧件延伸穿过棘爪杠杆209的一个孔215，同时穿过垫圈205，并且通过螺纹或其它方式被固定在凸起部分198内的孔中，从而将棘爪承载件209固定在凸起部分198上。棘爪承载件209可以自由地绕有头螺钉213相对下臂108和安装托架44旋转，并且有头螺钉213为棘爪承载件209提供了一条旋转轴线。棘爪承载件209包括一个开口长孔217并且承载有一个棘爪221(图3A)。一个棘爪杆225延伸穿过棘爪221并且如同铆钉一样被加工成蘑菇形，或者通过其它方式被固定在棘爪承载件209中的孔229中。由此，棘爪杆225为棘爪221提供了一条旋转轴线，该轴线与棘爪承载件209的旋转轴线相隔一定距离，并且允许棘爪相对棘爪承载件旋转。一个扭转弹簧233包括一个固定在棘爪承载件209上的第一端和一个固定在棘爪221上的第二端，以便使棘爪221偏置向棘轮件142。
如图3A和3B所示，一个轴承237(图3B)被插入下臂108中的一个凹陷部分内，并且支撑一个小齿轮轴241进行旋转。小齿轮轴241包括一个与主齿轮118相啮合的有齿部分245。有齿部分245上方的小齿轮轴241部分被选择性地容纳在棘爪承载件209中的长孔217中。小齿轮轴241还包括一个用于支撑一个输入件或滚轴249(图3A)的轴肩或轴节。小齿轮轴241的顶部被支撑在轴承253内，以便旋转，而轴承253被插入上壳体170。滚轴249和小齿轮轴241被相互固定(例如通过轴节上的压配合或通过一个键)，以便一起旋转。一个回复弹簧257(图3B)延伸在安装托架44和下臂108之间，并且将下臂108偏置向一个静止位置(图5)，此时小齿轮轴241被容纳在棘爪承载件长孔217中。在静止位置中，凸起部分198紧靠下臂108中的孔201的边缘，并且阻止下臂108沿该方向继续旋转。推荐下臂108通过一条绳索与横杆手柄36相互连接。下臂108能够对横杆手柄36和按钮40的动作做出响应，转至一个完全脱离啮合位置(图6)。
下面对内燃机的停机过程进行说明。在正常运行中，当横杆手柄36被释放时，回复弹簧257使下臂108偏置向静止位置(图5)，其中滚轴249紧靠飞轮26(图2)，小齿轮轴241进入棘爪承载件长孔217，并且棘爪221与棘轮件142相啮合。由此滚轴249被飞轮26转动，从而使主齿轮118产生旋转，这又依次使主轴72旋转并且动力弹簧60将被加载。由于动力弹簧60的加载，飞轮26因该阻力被减速，并且内燃机12被停机。就这方面而言，起动装置14本身也可被用作一个使飞轮减速的制动器或制动装置，该装置可以与一个单独制动器一起使用。当飞轮26已停止旋转时，动力弹簧60被加载并通过棘爪221被保持在加载状态，以便在下一次开机时起动内燃机12。
或者，动力弹簧60也可以在内燃机12的工作过程中被加载，此时起动装置14将不起制动作用。一个机构(未示出)可被包括其中，以便于移动滚轴249与飞轮26相配合，直至动力弹簧60被加载，然后移动滚轴249与飞轮26脱离配合。或者，一个加载离合器(未示出)可以被用于允许动力弹簧60在内燃机12工作过程中被加载，同时无需一个使滚轴249与飞轮26脱离配合的机构。该加载离合器将允许动力弹簧60被加载至一个点，此时动力弹簧60被进一步加载的阻力超出了加载离合器的扭矩限值，从而允许滚轴249在飞轮26的带动下继续旋转，同时不会使动力弹簧60被过度加载。
无论动力弹簧60何时被加载，棘爪221都允许棘轮件142沿加载方向96旋转，但基本上限制它沿卸载方向100旋转。当棘轮件142沿加载方向96旋转时，棘爪221沿第一个棘轮齿261的斜面上升并落入第一个齿261和第二个齿265之间的空间内。扭转弹簧233确保了棘爪221一旦掠过第一个齿261，就会扣入该空间中。当棘轮件142与主轴72一起旋转并且动力弹簧60被加载时，这一过程将继续进行。在动力弹簧60的作用下，棘爪221基本上限制了棘轮件142沿卸载方向100的旋转。就此而言，棘轮件142、棘爪221和棘爪承载件209在本文中被整体称作动力弹簧60的锁定机构。
参看图8和9，一个可选择的棘爪控制件可以与起动装置14一起使用，以便在动力弹簧60的加载过程中降低棘爪221碰击棘轮件142时产生的噪声。大体上来说，棘爪控制件可以是一个对一个旋转构件的旋转做出响应而产生运动的摩擦件。然而，该棘爪控制件是该系统的一个寄生负载，因此应对该控制件进行标定，以便在它与旋转构件之间产生足够大的摩擦力，以移动棘爪221与棘轮件142脱离啮合(例如，产生足够大的摩擦力，以克服扭转弹簧233的偏置力)。棘爪控制件与旋转构件之间的任何多余摩擦都会进一步降低起动装置14的效率，因此应被避免。
图中所示的棘爪控制件是一段弹簧丝268，而所示的旋转构件是离合器盖138。弹簧线268被绕紧在离合器盖138周围，以便与离合器盖138一起旋转，同时包括一个被弯成或做成指形部272的自由端。棘爪221上设置有一个长孔276，指形部272延伸插入其中。当离合器盖138沿加载方向96旋转时，指形部272沿棘爪221内的长孔276移动。当指形部272抵达长孔276的端部时，它将推动棘爪221离开棘轮件142。当离合器盖138沿加载方向96继续旋转时(即是说，当动力弹簧被加载时)，弹簧丝268将棘爪221保持在脱离啮合位置，并且相对离合器盖138滑动。
当飞轮26已停止后(或如果动力弹簧60在内燃机工作过程中被加载，则当滚轴249与飞轮26脱离啮合时或当加载离合器打滑时)，动力弹簧60将改变主轴72的旋转方向，同时改变上述与主轴72一起旋转的或响应于主轴72的旋转而旋转的构件的转向。在该转变过程中，主轴72以及其它构件由于积聚动量，所以以较低的初始转速沿卸载方向100旋转。沿卸载方向100的少量旋转就可以使指形部272在长孔276内向后运动，并且允许扭转弹簧233驱动棘爪221与棘轮件142进入啮合。
无论该棘爪控制件是否被并入装置14，一旦动力弹簧60被加载，棘轮件142就会在动力弹簧60的偏置力的作用下沿卸载方向100转动。这样，棘爪221和棘轮件142之间的接口处会形成一条力作用线280(图5)。该力作用线280延伸在棘爪承载件209和棘爪221的各自的旋转轴线之间(即，有头螺钉213和旋转杆225被置于力作用线280的相反两侧)。这样，力作用线280形成了一个绕棘爪旋转轴线的力矩，该力矩驱使棘爪221向图5中所示的啮合位置转动。由此，当棘爪221处于啮合位置时，它在自激力的作用下被保持在该啮合位置上，同时动力弹簧60被加载。
如图3A和10所示，其中还设置有一个键轴284、键连杆290，和锁定连杆294，它们与一个锁定凸轮298相互连接。如图3B、5、6和10所示，其中还设置有一个支撑着一个停止开关312的接地托架308。当横杆手柄36被释放时，下臂108旋转至静止位置，并且下臂108的一个接触凸块314与停止开关312相接触，从而使点火系统接地，以防止内燃机12运转。接地托架308被布置在安装托架44附近。一个圆棒销316(图3C)被插入安装托架44内的一个孔320中，并且延伸穿过接地托架308中的孔324和下臂108中的孔328。锁定凸轮298被安装在圆棒销316上，以便旋转，并且包括一个被旋转容纳在锁定连杆294中的孔336内的短轴332。键轴284延伸穿过键连杆290并穿过接地托架308中的一个孔340。键连杆290通过一个配合(depending)杆344与锁定连杆294旋转式地相互连接。杆344延伸穿过锁定连杆294并插入接地托架308的一个曲线孔348中，从而键轴284的旋转使杆344沿曲线孔348运动，并导致锁定连杆294的运动，包括锁定连杆294的某中线性致动。
在图5中，锁定凸轮298被转动，以与棘爪221脱离接触，从而允许下臂108被从静止位置中移出。锁定连杆294的运动使锁定凸轮298在圆棒销316上转动，从而进入和移出一个锁定位置(图10)。当处于锁定位置时，锁定凸轮298紧靠棘爪221，使棘爪221保持与棘轮件142相啮合，并防止下臂108移出静止位置，同时防止棘爪承载件209脱离棘轮件142。一个可拆卸的扳手352(图2)可被用于转动键轴284，并将锁定凸轮298移入锁定位置。就此而言，拆下扳手352可以基本避免内燃机12的起动。
下面将对内燃机的起动进行说明。再次参看图5，力作用线280还形成了一个绕棘爪承载件旋转轴线的力矩，当棘爪221处于啮合位置时，该力矩驱使棘爪承载件209转动脱离啮合位置。该棘爪承载件的设计方案实质上降低了使棘爪221与棘轮件142脱离啮合所需的力，因此与棘爪221直接由小齿轮轴驱动的方案相比，该方案应被优选。当小齿轮轴241被置于长孔217中时，小齿轮轴241阻止了棘爪承载件209的转动。然而，当下臂108被转动，从而将小齿轮轴241移出棘爪承载件长孔217时，棘爪承载件209在力矩的作用下脱离棘轮件142。另外，小齿轮轴241接触棘爪承载件209和棘爪221，并继续使之转向图6所示的完全脱离啮合位置。当处于完全脱离啮合位置时，棘爪承载件209的转动被棘爪承载件209的紧靠锁定凸轮298的端部止住。锁定凸轮298被布置用于止住棘爪承载件209的转动，从而当下臂108向静止位置转动时，小齿轮轴241将再次进入棘爪承载件长孔217。
如图7所示，棘爪221可被提供有一个(例如通过粘结)配合(depending)凸出部358，它与棘爪承载件209的一部分相配合，以防止棘爪221转过棘爪承载件长孔217的上方。当处于配合位置时(如虚线所示)，棘爪221被保持稍微远离长孔217或基本上正好与长孔217相对齐(该基本上正好对齐的壁如图7中的参考数字362所示)。就此而言，当小齿轮轴241移出长孔217时，小齿轮轴241无需使棘爪221相对棘爪承载件209移动，从而基本上完全去掉了扭转弹簧233与棘爪承载件209的运动之间的耦合关系(即是说，该扭转弹簧对棘爪承载件209的运动大体上无影响)。
当锁定凸轮298被转向图5和6所示的解锁位置时，横杆手柄36可被致动(与按钮40的致动相配合)，使下臂108转向图6所示的位置，这使棘爪221与棘轮件142脱离配合，从而允许动力弹簧60卸载。当动力弹簧60卸载时，主轴72被沿卸载方向100转动。螺旋轴154的底端与棘轮件142的耳形部194相啮合，使螺旋轴154与主轴72一起被转动。螺旋轴154的转速使小齿轮150爬上螺旋轴154。当处于螺旋轴154的顶端时，小齿轮齿与飞轮齿轮366(图2)的齿相啮合，从而使飞轮26转动并起动内燃机12。在内燃机转速逐渐增大同时弹簧60卸载的过程中，飞轮26的转速很快就超过了主轴72和螺旋轴154的转速(即，飞轮的转速超过了小齿轮150的转速)并且使小齿轮150重新转回螺旋轴154的下部。
当动力弹簧60接近或达到完全卸载状态时，动力弹簧60内端处的小环68被从主轴72的柄轴部分76的孔眼92中拉出，从而解除主轴72与动力弹簧60之间的耦合。这种解耦减小了动力弹簧60上的磨损和疲劳，延长了动力弹簧60的寿命，并且大体上防止了动力弹簧60的内端被折断。
如果操作者在动力弹簧60卸载时释放横杆手柄36，回复弹簧257将使下臂108移动棘爪221与棘轮件142进入啮合。在这些条件下，正在旋转的主轴及其它构件的角动量可能导致传递给棘爪221的动态力非常大。为了减小对棘爪221的损坏，在这些条件下，离合器机构的扭矩限值的设置值允许主轴72和棘轮件142之间产生相对转动。具体而言，当达到扭转限值时，离合器盘126将在制动盘122上滑动。在这种情况下，动力弹簧60可能会大体上完全卸载，同时不被重新加载，并且内燃机12下一次起动时，可能需要使用反冲式起动器进行手工起动。
权利要求
1.一种内燃机，包括一个可旋转内燃机部件；一个响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而沿一个加载方向旋转的轴，所述轴可沿一个与所述加载方向相反的卸载方向旋转，以起动所述内燃机；一个能量储存机构，它包括至少一个弹性件，所述弹性件对所述轴沿所述加载方向的旋转做出响应，从而被加载，并且对所述弹性件的卸载做出响应，从而使所述轴沿所述卸载方向旋转；一个锁定机构，它选择性地阻止所述轴沿所述卸载方向旋转，从而将所述弹性件保持在加载状态下；和一个被动态地置于所述锁定机构和所述轴之间的离合器机构，当所述轴与所述锁定机构之间的扭矩达到一个预定扭矩限值时，所述离合器机构允许所述轴沿所述卸载方向旋转。
2.按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述锁定机构包括一个棘轮件和一个选择性地与所述棘轮件相配合的棘爪，当所述棘轮件与轴之间的扭矩低于所述扭矩限值时，所述离合器机构将所述棘轮件连接在所述轴上，使它们一起旋转。
3.按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，还包括一个齿轮，该齿轮具有一个中心凹槽部分和一个处于所述中心凹槽部分中的齿轮孔；和一个离合器盖，该离合器盖被固定在所述齿轮上，并且至少部分地覆盖住所述凹槽部分，所述离合器盖具有一个与所述齿轮孔相对齐的孔，所述轴延伸穿过所述齿轮和所述离合器盖中的所述孔。
4.按照权利要求3所述的内燃机，其特征在于，还包括一个离合器盘，它被连接在所述轴上并且被置于所述齿轮的所述凹槽部分内；其中所述离合器机构包括一个离合器盘、离合器垫圈，和被夹在所述离合器盖和所述制动盘之间的弹簧垫圈，所述弹簧垫圈受到所述离合器盖的挤压，从而在所述制动盘与所述齿轮之间建立一个摩擦耦合并在所述离合器盘与所述制动盘之间建立一个摩擦耦合；和其中所述锁定机构包括一个棘轮件和一个选择性地与所述棘轮件相啮合的棘爪，其中所述棘轮件具有一个被所述轴穿过的孔，所述棘轮件包括一个伸入所述凹槽部分中并与所述摩擦盘相配合的部分，该部分被用于使所述棘轮件相对所述离合器盘固定，从而使它们一起旋转。
5.按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，当在所述弹性件的卸载过程中试图停止所述轴沿所述卸载方向的旋转时，所述扭矩限值的设定值允许所述锁定机构和所述轴之间产生相对运动。
6.按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述扭矩限值被设定用于减小对所述锁定机构的损坏。
7.一种内燃机，包括一个可旋转内燃机部件；一个能量储存机构，它包括至少一个弹性件，所述弹性件对所述可旋转内燃机部件的旋转做出响应，从而被加载；一个被动态地置于所述弹性件和所述可旋转内燃机部件之间的棘轮件，所述棘轮件响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而沿一个加载方向旋转，而所述弹性件响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而被加载；一个棘爪，所述棘爪可通过移动与所述棘轮件相啮合，以选择性地阻止所述棘轮件沿一个与所述加载方向相反的卸载方向旋转，并从而选择性地阻止所述弹性件卸载，所述棘轮件与所述棘爪之间的啮合建立了一条力作用线，所述棘爪相对于所述力作用线的位置能够在所述棘爪与所述棘轮件相啮合时，使所述棘爪在自激力的作用下与所述棘轮件保持啮合；一个棘爪承载件，它承载有所述棘爪，并且可通过移动使所述棘爪与所述棘轮件脱离啮合，所述棘爪承载件相对于所述力作用线的位置能够在所述棘爪与所述棘轮件相啮合时，使所述棘爪受到驱动，从而与所述棘轮件脱离啮合。
8.按照权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述棘爪可绕第一旋转轴线转动而所述棘爪承载件可绕第二旋转轴线转动，所述第一和第二旋转轴线被置于所述力作用线的相反两侧上。
9.按照权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述棘爪可绕旋转轴线转动，所述内燃机还包括一个偏压件，该偏压件对所述棘爪施加偏压力，使之与所述棘轮件相啮合。
10.按照权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述棘爪承载件包括一个长孔，所述内燃机还包括一个轴，该轴被容纳在所述长孔中，以防止所述棘爪承载件移动所述棘爪与所述棘轮件脱离啮合，所述棘轮承载件和轴之一可被移动，从而将所述轴从所述长孔中移出，并允许所述棘爪承载件移动所述棘爪与所述棘轮件脱离啮合。
11.按照权利要求10所述的内燃机，其特征在于，其中所述轴使一个小齿轮轴，所述内燃机还包括一个输入构件，该构件受到所述小齿轮轴的支撑，并且可选择性地与所述旋转内燃机部件相配合，从而使所述棘轮件沿所述加载方向旋转，并使所述弹性件加载。
12.按照权利要求10所述的内燃机，其特征在于，还包括一个臂，该臂支撑着所述轴，并且可通过移动使所述轴从所述棘爪承载件内的所述长孔中移出。
13.按照权利要求12所述的内燃机，其特征在于，所述臂在偏置力的作用下将所述轴移入所述长孔。
14.按照权利要求7所述的内燃机，其特征在于，还包括一个棘爪控制件，它对沿所述加载方向旋转的所述棘轮件做出响应，移动所述棘爪和所述棘爪承载件之一，从而使所述棘爪与所述棘轮件脱离啮合。
15.按照权利要求14所述的内燃机，其特征在于，还包括一个旋转构件，所述旋转构件被置于所述棘轮件附近，并且可响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而旋转，其中所述棘爪控制件包括一段至少部分地缠绕在所述旋转构件周围的弹簧丝，所述弹簧丝与所述棘轮件相配合，从而当所述旋转构件沿所述加载方向旋转时，所述弹簧丝移动所述棘爪，使之与所述棘轮件脱离啮合，并且其中所述弹簧丝允许所述棘爪对沿所述卸载方向旋转的所述旋转构件做出响应，从而与所述棘轮件相啮合。
16.按照权利要求15所述的内燃机，其特征在于，所述棘爪包括一个长孔，并且其中所述弹簧丝包括一个伸入所述长孔的指形部。
17.一种内燃机，包括一个可旋转内燃机部件；一个能量储存机构，它包括至少一个弹性件，所述弹性件对所述可旋转内燃机部件的旋转做出响应，从而被加载；一个被动态地置于所述弹性件和所述可旋转内燃机部件之间的棘轮件，所述棘轮件响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而沿一个加载方向旋转，所述棘轮件对所述弹性件的卸载做出响应，从而沿一个与所述加载方向相反的卸载方向旋转。一个棘爪，所述棘爪可选择性地通过移动与所述棘轮件相啮合，从而选择性地阻止所述棘轮件沿所述卸载方向旋转；和一个棘爪控制件，它在所述棘轮件沿所述加载方向旋转时移动所述棘爪与所述棘轮件脱离啮合，并且对沿所述卸载方向旋转的所述棘轮件做出响应，移动所述棘爪进入啮合。
18.按照权利要求17所述的内燃机，其特征在于，其中所述棘爪包括一个长孔，并且其中所述棘爪控制件包括一段弹簧丝，所述弹簧丝包括一个伸入所述长孔的指形部。
19.按照权利要求17所述的内燃机，其特征在于，还包括一个旋转构件，所述旋转构件被置于所述棘轮件附近，并且可响应于所述可旋转内燃机部件的旋转而旋转，其中所述棘爪控制件包括一段至少部分地缠绕在所述旋转构件周围的弹簧丝，所述弹簧丝与所述棘轮件相配合，从而当所述旋转构件沿所述加载方向旋转时，所述弹簧丝移动所述棘爪，使之与所述棘轮件脱离啮合，并且其中所述弹簧丝允许所述棘爪对沿所述卸载方向旋转的所述旋转构件做出响应，从而与所述棘轮件相啮合。
全文摘要
一种用于内燃机的起动和停止装置包括一个能量储存机构,该能量储存机构包括至少一个弹性件。该弹性件对一个主轴的旋转做出响应,从而被加载,而该主轴对该弹性件的卸载做出响应,从而沿一个卸载方向旋转。一个锁定机构通过阻止主轴沿卸载方向旋转来阻止弹性件从一个加载状态下被卸载。一个离合器机构被动态地置于主轴和锁定机构之间,从而当主轴与锁定机构之间的扭矩达到一个预定扭矩限值时,该离合器机构允许主轴沿卸载方向旋转。
文档编号F02D9/02GK1388866SQ01802494
公开日2003年1月1日 申请日期2001年8月6日 优先权日2000年8月23日
发明者加里·J·格劳斯亚内, 约翰·讪滴, 斯坦利·菲利帕克, 埃利奥特·J·马特尔 申请人:布里格斯斯特拉顿公司