专利名称：一种柴油机免摇启动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及柴油机免摇启动器技术领域。
背景技术：
柴油机免摇启动器可解决手摇启动式单缸柴油机在启动时费时费力的问题，中国专利CN2821351Y中公开一种此类的柴油免摇启动器，其工作原理和结构在公开文献中有详细描述。目前，手摇启动式单缸柴油机仍广泛应用于农业机械中，柴油机免摇启动器经多年的改良后，市场上现有的柴油机免摇启动器主要包括由两块直板和外巻板构成机壳，由启动齿轮、方箱活动齿轮、方箱单向齿轮、离合齿轮、主动齿轮、计时齿轮等构成的齿轮传动系统，以及离合齿轮上的离合器，活动齿轮操动机构，主动齿轮轴上同轴传动连接的涡簧机构，与计时齿轮配合的计时机构，与计时机构、活动齿轮操动机构连锁配合的减压保险装置、离合保险装置，该种启动器能够利用涡簧机构储存能量并在柴油机启动时释放能量，通过齿轮传动系统由启动轮带动柴油机启动，并在柴油机启动后由柴油机动力通过启动轮及齿轮传动系统带动主动齿轮轴所连的涡簧自动储能，并由计时机构根据储能情况使活动齿轮自动脱开。 现有启动器的结构中均存在方箱，方箱转动装配在方箱单向齿轮轴上并用拉簧拉紧，方箱用于装配方箱活动齿轮并给方箱活动齿轮提供摆动中心和转臂，并由方箱推板驱动方箱的摆动实现方箱活动齿轮与启动齿轮的啮合，因此现有的方箱活动齿轮是装配在方箱上而并非在机壳上，方箱构成的转臂虽可以保证其内活动齿轮和单向齿轮的中心距，但是长度较长的方箱在活动齿轮及方箱推板的受力作用下，一段时间后就会发生弯曲或侧翻变形，导致方箱活动齿轮与启动齿轮咬合不准引起相关齿轮的损毁。方箱一般由钢板弯折而成，材料和制造工艺也直接影响其变形程度，而且方箱所占体积较大，将影响机壳厚度和装配难度。 另外，现有免摇启动器机壳为间隔设置的双直板式固定结构，通过涡簧、主动轴、方箱、启动轴等结构实现启动，与涡簧轴同轴的主动轴仅在直板上定位而导致涡簧轴定位不稳，而且启动轴为单侧定位，由于上述直板的强度、方箱的结构以及涡簧轴的摆动等设计局限性，涡簧能量得不到很好的利用，故只能采用加大涡簧的上紧度来补充能量。而涡簧的加大又会加速自身机件的损坏程度，例如涡簧轴的摆动常引起涡簧的撕裂、断簧，直板、方箱的变形引起齿轮的损毁，上紧较大力量的涡簧容易导致计时轮的失灵又引起抱死。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种壳体强度高、齿轮负载小、能量输出大、储能更轻松、不抱死、防止涡簧撕裂、启动安全的防断簧柴油机免摇启动器。 本实用新型的技术方案是一种柴油机免摇启动器，包括包括具有顶面和底面的机壳及机壳中用于和柴油机输入端传动连接的启动齿轮轴及其上的启动齿轮，所述启动齿轮轴的两端通过轴承转动装配在机壳的顶底面。[0007] 所述机壳由外壳和底板扣装而成，所述启动齿轮轴的两端通过轴承转动装配在外壳和底板上。 所述启动器还包括涡簧机构及与涡簧机构同轴设置的带有主动齿轮的主动轴，涡簧机构的外壳固定在底板上，主动轴的头部通过轴承转动装配在外壳上，主动轴的中部插穿底板通过轴承与底板对应处转动装配，主动轴的尾部穿出底板、涡簧机构后通过轴承转动装配在涡簧壳上。 所述启动器机壳内设有摆动齿轮、启动同轴设置的单向齿轮和传动齿轮、减压手柄、计时机构，摆动齿轮与传动齿轮啮合配合，所述摆动齿轮通过一推板机构与减压手柄传动配合，摆动齿轮通过推板机构所驱动的摆动后和一挑杆机构配合实现与启动齿轮的可离合的啮合传动配合，所述挑杆机构的一端与摆动齿轮配合，另一端与计时机构上所设的计时拨块离合配合，所述摆动齿轮的中心转动装配有一芯体，芯体上设置有偏心轴，芯体通过偏心轴的两端与机壳装配在一起。 所述芯体与机壳之间设有使摆动齿轮与启动齿轮有脱开趋势的复位簧 所述摆动齿轮的芯体背向启动齿轮的一侧通过推板机构与减压手柄传动配合。 所述摆动齿轮通过轴承转动装配在所述芯体外周。 所述摆动齿轮的芯体上径向设有挡块，挡块外端与所述挑杆机构的挑杆的一端离合配合。 所述挑杆与挡块的对应端上设有缺口与挡块卡配。 本实用新型在启动轴设计上采用双侧定位设计，使启动齿轮的定位性更好，安装更方便。 另外，本实用新型主动轴采用三点同心定位设计(壳体、底板、涡簧罩)让涡簧轴
在主动轴上作同心转动避免涡簧轴在储能时大幅摆动防止涡簧的撕裂。 另外，本实用新型的外壳采用整体拉伸工艺将壳体固定在底板上，全密封设计，
使其强度更高、实用性更强，通过以上设计，选择合适的涡簧后使其运行更稳定，同比减小
30%，减轻的齿轮受力负荷。 另外，本实用新型将方箱去除而将摆动齿轮轴通过芯块和偏心轴直接安装在壳体上，方箱的去除使柴油机的机壳厚度、重量和装配难度降低，并根据需要设计出在允许配合间隙内与传动齿轮合齿轮始终啮合、与摆动齿轮离合啮合的摆动齿轮，而且使摆动齿轮与启动齿轮的啮合结合更容易、分离更彻底；而且采用摆动齿轮内部的芯块作为摆动部件，比起摆动轴心在摆动齿轮外部的方箱，其摆动力臂和摆动扭矩变小，因而摆动齿轮负载较小、机构简单且不易发生变形，同时使挑杆与摆动齿轮的锁定配合更加稳定可靠，提高机械效率；并且力臂的减小使摆动齿轮在离合时对挑杆的撞击力减小，使挑杆的磨损减小。
图1是本实用新型的结构示意图；[0020] 图2是本实用新型的内部结构展开图； 图3是本实用新型中的计时轨道与计时齿轮轴的位置关系示意图；[0022] 图4是本实用新型中的计时齿轮及计时挡块的结构示意图；[0023] 图5是本实用新型中计时机构在储能状态下的示意图；[0024] 图6是本实用新型中计时机构在释能状态下的示意图； 图7是本实用新型中的释能保险装置的实施例1的结构示意图； 图8是图7的内部结构示意图； 图9是本实用新型中的释能保险装置的实施例2的结构示意图； 图10是本实用新型中的释能保险装置的实施例3的结构示意图； 图11是图10的右视图； 图12是本实用新型中的释能保险装置的实施例4的结构示意图； 图13是图12的右视图。
具体实施方式本实用新型属于对现有柴油机免摇启动器的改进，如图1、图2所示，包括由外壳1和底板2扣合成的机壳。外壳1用整体拉伸成形用螺栓固定在底板2上。机壳内设有用于蓄能和释放能量的涡簧机构31、用于和柴油机联动的启动齿轮轴3，涡簧机构31的涡簧轴29通过主动轴18同轴传动连接有主动齿轮17，启动齿轮4固定装配在启动齿轮轴3上，启动齿轮4与主动齿轮17之间于机壳中通过各对应的齿轮轴设有可与启动齿轮4通过自身活动而离合的摆动齿轮27、初绕单向齿轮5及与其同轴设置的初绕传动齿轮5'、离合轴齿轮7及与其同轴设置的离合齿轮8。所述装初绕单向齿轮5通过单向轮机构装配在机壳上设置的初绕轴6上，传动齿轮5'固定在初绕轴6上，初绕轴6伸出机壳的外端设有初绕孔；离合齿轮8通过离合机构装配在机壳上设置的离合轴35上，离合轴齿轮7装配在离合轴35上，以离合轴35为中心在机壳上外表面固定有离合轴套36，离合轴套36内装有离合机构的离合活动轴34及其顶端的离合滑块33，离合轴套36外装有和离合活动轴36、离合滑块33传动连接的离合手柄11，离合轴套36上还套装有离合锁套10。摆动齿轮27与初绕传动齿轮5'、离合轴齿轮7依次啮合，初绕单向齿轮5与主动齿轮17啮合，主动齿轮17与离合齿轮8啮合配合，上述单向轮机构和离合机构均属于现有技术，此处不再详述。[0033] 另外，启动器还包括计时机构、推板机构、挑杆机构。计时机构包括主动齿轮17附近设置的与主动轴18上的小齿轮啮合而与主动轴18同步转动的计时齿轮20，计时齿轮20通过计时齿轮轴21装配在机壳上，计时齿轮20上设有计时拨块22，计时齿轮20、计时拨块22可与其两侧设置的挑杆机构的挑杆24和减压保险机构的减压计时板15配合而形成计时保险。所述推板机构包括转动装配在底板2上的拐臂状的摆动齿轮推板16、减压手柄12及减压手柄轴13上的小推板14，小推板14与摆动齿轮推板16的上端传动配合，摆动齿轮推板16的下端与摆动齿轮27传动配合；所述挑杆机构包括转动装配在底板2上的挑杆24，挑杆24转动装配在挑杆轴23上，挑杆24的两端分别与摆动齿轮27上的摆动挡块25和计时齿轮20上的计时拨块22离合传动配合，挑杆24上设有驱动挑杆24向锁定位置顺时针转动的扭簧。 在机壳中设有离合保险、减压保险、计时保险、释能保险四个保险装置，其中的离合保险、减压保险、计时保险与现有技术类似或是在现有结构基础上的改进，离合保险包括转动装配在离合手柄按压方向之下并与离合手柄11的柄体配合的离合锁套10以及离合锁套10与挑杆机构之间联动的离合保险拨片10-1和拉杆37，离合锁套10转动装配于离合轴套36外周上，离合锁套10上设有与离合手柄11按压时配合的高位挡沿和低位凹槽，离合锁套IO通过转动时可实现对离合手柄11按压动作的限制或开放；保险拨片10-1固定在离合锁套10上，拉杆37的一端铰接在挑杆机构的挑杆24上，另一端与保险拨片10-1传动连接。减压保险包括转动装配在底板2上的用于连接减压拉线的减压手柄12和转动装配在底板2上的减压计时板15，减压手柄12的减压手柄轴13上设有凹槽，减压计时板15为拐臂，其下端与计时拨块22离合传动配合，其上端和减压手柄轴13上的凹槽对应顶配。[0035] 所述摆动齿轮27通过其内部的摆动齿轮轴承26转动装配在摆动齿轮离合芯块28上，摆动齿轮离合芯块28偏心转动装配在启动齿轮4附近的底板2与壳体之间固定的偏心轴38上，摆动齿轮离合芯块28上还固定有径向设置的摆动挡块25，摆动挡块25与机壳之间连有复位拉簧，摆动齿轮离合芯块28、偏心轴38、摆动挡块25共同组成摆动齿轮的摆动机构。该摆动机构去替代了现有技术中的方箱，摆动齿轮27通过偏心轴38固定装配在机壳上，该结构更加紧凑稳定，而且由于摆动力臂小，因此产生的扭矩和冲击力均比较小。所述的与摆动挡块25配合的挑杆24上设有缺口与摆动挡块25外端在锁定时卡配。[0036] 所述主动轴18采用头、中尾三点定位，主动轴18的头部通过轴承18-1转动装配在外壳1上，主动轴18的尾部穿出涡簧轴29并通过轴承18-3转动装配在涡簧壳32上，主动轴18的中部插穿底板2并通过轴承18-2与底板2上的对应处转动转动。主动轴18通过花键与涡簧轴29同轴传动连接。 所述启动轴4两侧定位，启动轴4的两端通过轴承18-1 、18-2转动装配在外壳1和底板2上。 如图3 图6所示，所述计时齿轮20上的计时拨块22通过销轴转动配在计时齿轮20上，并且计时拨块22上于转动位置两侧与计时齿轮20的中心轴套之间连有两根弹簧，实现计时拨块22与计时齿轮20的弹性阻尼配合，根据需要该弹簧当然可以用合适的扭簧替换。在底板2与计时拨块22的相对面上设有凸起的弧形延伸的计时轨道19，计时轨道19为弧形延伸的尖角结构，尖角结构的大端与挑杆机构的挑杆的一端配合，尖角结构的小端与减压保险机构的保险拨片25的一端配合，尖角结构的大端与计时齿轮轴的轴心距大于另一端的轴心距。计时拨块22上设有导柱39与计时轨道19的内外弧面导向配合。如图5所示，在储能时，计时齿轮20逆时针转动，导柱39受计时轨道19向外的挑拨而使计时拨块对应挑杆机构的端部外摆，计时拨块22的导柱39沿计时轨道19的外弧面转动，计时拨块22的端头在导柱39和计时轨道19的作用下外移使其与对应的挑杆24顶推配合可靠；如图6所示，在释能时，计时齿轮20顺时针转动，导柱39受计时轨道19向内的挑拨而使计时拨块对应挑杆机构的端部内摆，计时拨块22的导柱39沿计时轨道19的内弧面转动，计时拨块22对应减压计时推板15的端头在导柱39和计时轨道19的作用下内移使其不会卡到挑杆24而且与对应的减压计时推板15的顶推配合准确可靠。 上述实施例中的计时轨道19和计时挡块22上的导柱39分别为相互配合的挑动机构的固定挑拨块和活动挑拨块，活动挑拨块和固定挑拨块的其中一个是弧形延伸的尖角结构，另一个为与尖角结构配合的挡块结构，在相对转动时相互挑拨而发生离心或向心的挑动，其目的是为了实现在计时齿轮20储能旋转结束时将计时拨块22与挑杆机构对应的端部向远离旋转中心的方向挑动，在计时齿轮20释能旋转时将计时拨块22与减压保险杆机构对应的端部向靠近旋转中心的方向挑动。由于挑动方向和尖角与挡块的设置位置有关，因此所述尖角结构和挡块结构是可以在计时挡块22和壳体2上进 互换的，当尖角结构成为设置于计时挡块上的活动挑拨块、而挡块结构成为设置于壳体上的固定挑拨块时， 尖角结构的布置方式将逆向设置，及大端与计时齿轮的轴心的轴心距需小于其小端的轴心距。 所述启动器外壳的外表面上于离合轴套36附近设有用于在免摇启动时对压下后 的离合手柄或离合活动轴轴向限位锁定的释能保险装置，所述释能保险装置有以下的四个 实施例。 如图7、图8所示，本实用新型释能保险装置的实施例l，在离合轴套36的套壁上 径向弹性插配有挡柱46，挡柱46的一端插入离合轴套36中对离合滑块33的轴向移动进行 约束，挡柱46的另一端插配在固定在离合轴套36上的挡柱套41中并与挡柱套41之间顶 装有弹簧42，挡柱套41上活动插装有可撬动挡柱46从离合轴套36中退出而解除限位的解 锁手柄45。 如图9所示，释能保险装置的实施例2，包括离合轴套36上的固定支架53，支架53 上转动装配有杠杆51，杠杆51的一端设有径向活动插穿离合轴套36套壁的挡销56，杠杆 51的另一端与离合轴套36之间连有弹簧52将挡销56的端头顶压保持在离合轴套36内孔 中。 如图10、图11所示，释能保险装置的实施例3，释能保险装置的实施例3，包括转 动装配在壳体1上的离合手柄11小端与壳体之间位置的支撑板63、以及支撑板63与外壳 1之间所连的扭簧62，支撑板63与离合手柄11小端的配合面为斜面。当离合手柄11按下 时，离合手柄11的小端抬起，支撑板63受扭簧作用支撑在离合手柄11的小端下面，使离合 手柄不能自动复位，待启动完成后，按压支撑板63接触对离合手柄11小端的约束而使离合 手柄复位。 如图12、图13所示，释能保险装置的实施例4，包括转动装配在壳体1上的离合手 柄11长端与壳体之间位置的压板71、以及压板71与外壳1之间所连的扭簧72，压板71上 设有朝向离合手柄11延伸的锁片73，锁片73上设有与离合手柄11卡配的凹槽74，锁片11 的端部与凹槽74之间通过斜面过度。当离合手柄11按下时，离合手柄11的长端柄体下落 并沿锁片73的斜面进入凹槽74中被锁死而不能复位，待启动完成后，按压压板71可驱动 锁片73解锁使离合手柄11复位并重新与锁片通过斜面顶配。 本实用新型的工作过程及原理是 初绕储能过程将摇把插入初绕轴6外孔内顺时针摇动，初绕轴6上的初绕传动齿 轮5'带动离合轴齿轮7、离合齿轮8，通过离合齿轮8的带动、主动轮17做顺时针转动，涡 簧轴29随主动齿轮轴18转动，此时涡簧31被上紧。涡簧31上满后，主动轮17、离合齿轮 8与初绕单向齿轮5互锁，初绕储能结束。 预启动过程当初绕储能结束即可搬动减压手柄12，减压拉线调整后加压手柄轴 13所带的凸块压下小推板14，小推板14压下摆动齿轮推板16，摆动齿轮推板16转动并推 动摆动齿轮离合芯块28以其偏心轴为中心摆动而使其与启动齿轮3啮合。如有咬合误差， 同步机构启动补偿。啮合正确后挑杆24受自身所连扭簧的弹力转动落下并挡止在摆动齿 轮离合芯块28上固定的摆动挡块25上。减压计时板15受自身所带扭簧作用转动上端进入 减压手柄轴13周面上的凹槽内，减压手柄12处于中立位置，挑杆24在摆动的同时通过所 连接的拉杆37带动离合锁套10摆动而处于开放位置，柴油机减压阀打开、计时保险闭合，预启动过程完成。 免摇启动过程预启动过程完成后，用手压下离合手柄ll，离合器解锁，涡簧释 放，主动轮17逆时针转动带动初绕单向齿轮5、初绕传动齿轮5'、摆动齿轮27、启动齿轮3 转动，同时，计时轮20顺时针转动其上计时拨块22顶推减压计时板15转动解除对减压手 柄轴13的约束，减压手柄12受弹簧拉力倒下复位，柴油机减压阀闭合，柴油机即可启动。此 时离合轴套36或外壳上(根据释能保险装置的实施例来选择)上所带的释能保险装置将 离合手柄锁闭，离合手柄不能复位。 自动储能过程启动器处于释能状态，柴油机运转正常后，用户搬动释能保险装置 的解锁机构，释能保险装置对离合手柄或离合活动轴的轴向限位被解除，离合手柄11受弹 簧弹力作用而自动回位，离合齿轮8和离合轴齿轮7锁闭，自动储能开始。启动轮3带动摆 动齿轮27、初绕传动齿轮5'、离合轴齿轮7、离合齿轮8，通过离合齿轮8的带动、主动齿轮 17做顺时针转动，涡簧轴29随主动齿轮轴18转动，此时涡簧31被上紧。同时主动齿轮17 带动计时齿轮20逆时针转动，当自动储能将近完成时，计时保险被计时拨块22打开，计时 拨块22顶推挑杆24转动而将挑杆24对摆动挡块25的约束端抬起，摆动挡块25所在的摆 动齿轮离合芯块28受自身所连弹簧的弹力作用下绕偏心轴38逆时针摆动复位，使摆动齿 轮离合芯块28外圈的摆动齿轮27与启动齿轮3自动分离。同时挑杆24上所连拉杆37推 动离合锁套10转动而锁闭离合手柄11。整个过程完成，柴油机正常工作，启动器传动机构 分离。
权利要求一种柴油机免摇启动器，包括具有顶面和底面的机壳及机壳中用于和柴油机输入端传动连接的启动齿轮轴及其上的启动齿轮，其特征在于所述启动齿轮轴的两端通过轴承转动装配在机壳的顶底面。
2. 根据权利要求1所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述机壳由外壳和底板扣 装而成，所述启动齿轮轴的两端通过轴承转动装配在外壳和底板上。
3. 根据权利要求2所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述启动器还包括涡簧机 构及与涡簧机构同轴设置的带有主动齿轮的主动轴，涡簧机构的外壳固定在底板上，主动 轴的头部通过轴承转动装配在外壳上，主动轴的中部插穿底板通过轴承与底板对应处转动 装配，主动轴的尾部穿出底板、涡簧机构后通过轴承转动装配在涡簧壳上。
4. 根据权利要求所述1或2或3所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述启动器 机壳内设有摆动齿轮、启动同轴设置的单向齿轮和传动齿轮、减压手柄、计时机构，摆动齿 轮与传动齿轮啮合配合，所述摆动齿轮通过一推板机构与减压手柄传动配合，摆动齿轮通 过推板机构所驱动的摆动后和一挑杆机构配合实现与启动齿轮的可离合的啮合传动配合， 所述挑杆机构的一端与摆动齿轮配合，另一端与计时机构上所设的计时拨块离合配合，所 述摆动齿轮的中心转动装配有一芯体，芯体上设置有偏心轴，芯体通过偏心轴的两端与机 壳装配在一起。
5. 根据权利要求4所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述芯体与机壳之间设有 使摆动齿轮与启动齿轮有脱开趋势的复位簧。
6. 根据权利要求5所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述摆动齿轮的芯体背向 启动齿轮的一侧通过推板机构与减压手柄传动配合。
7. 根据权利要求5所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述摆动齿轮通过轴承转 动装配在所述芯体外周。
8. 根据权利要求5所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述摆动齿轮的芯体上径 向设有挡块，挡块外端与挑杆机构的挑杆的一端离合配合。
9. 根据权利要求8所述的柴油机免摇启动器，其特征在于所述挑杆与挡块的对应端 上设有缺口与挡块卡配。
专利摘要本实用新型公开了一种柴油机免摇启动器，包括包括具有顶面和底面的机壳及机壳中用于和柴油机输入端传动连接的启动齿轮轴及其上的启动齿轮，所述启动齿轮轴的两端通过轴承转动装配在机壳的顶底面。本实用新型在启动轴设计上采用双侧定位设计，使启动齿轮的定位性更好，安装更加方便。
文档编号F02N15/02GK201461185SQ200920090590
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者夏新河 申请人:获嘉县兴达机械制造有限公司