Пневмостартер

 

Изобретение относится к пусковым устройствам роторного типа, предназначенным для запуска двигателей внутреннего сгорания. В пневмостартере, имеющем планетарный редуктор, на валу между приводной шестерней и зубчатой муфтой узла введения в зацепление шестерен пневмостартера и запускаемого двигателя установлена втулка. Установленный в корпусе радиально упорный подшипник в виде роликов взаимодействует с наружной поверхностью втулки, которая имеет высокую стойкость по контактным напряжениям. При подаче от источника сжатого воздуха включением пускового клапана предварительно вводят в зацепление приводную шестерню с шестерней на валу запускаемого двигателя, после чего включается стартовый клапан и включается в работу пневмодвигатель. Конструктивные особенности предлагаемого пневмостартера повышают его надежность в эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к пусковым устройствам роторного типа, предназначенным для запуска двигателей внутреннего сгорания.

Известен пневмостартер, включающий присоединенный к фланцу корпуса пневмодвигатель, связанный кинематически своим валом с оснащенным приводной шестерней валом пневмостартера и узел введения в зацепление приводной шестерни вала пневмостартера с шестерней вала запускаемого двигателя [1].

Недостатком известного пневмостартера является низкая надежность работы.

Известен выбранный в качестве ближайшего аналога пневмостартер, включающий присоединенный к фланцу корпуса пневмодвигатель, связанный кинематически своим валом с оснащенным приводной шестерней валом пневмостартера и узел введения в зацепление приводной шестерни вала пневмостартера с шестерней вала запускаемого двигателя [2].

Недостатком известного пневмостартера является низкая надежность работы.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышении надежности и экономичности работы пневмостартера.

Технический результат достигается тем, что в пневмостартере, включающем присоединенный к фланцу корпуса пневмодвигатель, связанный кинематически своим валом с оснащенным приводной шестерней валом пневмостартера, и узел введения в зацепление приводной шестерни вала пневмостартера с шестерней вала запускаемого двигателя, согласно изобретению, на валу пневмостартера между приводной шестерней и зубчатой муфтой узла введения в зацепление приводной шестерни с шестерней вала запускаемого двигателя установлена втулка для взаимодействия своей наружной поверхностью с радиально упорным подшипником, установленным в корпусе.

Достижению технического результата способствует то, что кинематическая связь вала пневмодвигателя с оснащенным приводной шестерней валом пневмостартера выполнена в виде планетарного редуктора, связанного своим выходным валом с хвостовиком ведущей полумуфты зубчатой муфты с возможностью передачи крутящего момента и осевого перемещения последней, а также то, что в одном из частных случаев корпус пневмодвигателя с одного торца имеет внутренний фланец с равномерно расположенными по его внутренней поверхности впадинами и выступами с отверстиями, корпус пневмостартера имеет наружный фланец с равномерно расположенными по его периферии ответными впадинами и выступами с резьбовыми отверстиями, при этом наружный фланец корпуса пневмостартера охвачен корпусом пневмодвигателя, с другого торца корпуса которого выполнена внутренняя кольцевая канавка с размещенным в ней упорным разрезным кольцом, в отверстиях выступов размещены соединительные элементы, а между статором пневмодвигателя и упорным разрезным кольцом установлена крышка с резьбовыми отверстиями, в которые пропущены распорные резьбовые элементы.

Способствует достижению технического результата также то, что пневмостартер снабжен тарельчатой пружиной для уменьшения динамических осевых нагрузок, а стопорное кольцо крепления на валу пневмостартера ведущей полумуфты зубчатой муфты охвачено снаружи упорной шайбой.

На достижение технического результата направлено также то, что ступени ротора пневмодвигателя выполнены с двумя перегородками в каналах, входные окна каналов смежных ступеней ротора смещены друг относительно друга на угол 90^o, лопатки статора имеют закругление на задней кромке, выполненное по радиусу r, или скос, при этом закругление r удовлетворяет соотношению r = (0,5-5)δ,мм, где δ - толщина лопатки, мм, а скос выполнен под углом α , равным 40 - 80^o.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2, 3 - варианты выполнения корпуса пневмодвигателя и его соединения с корпусом пневмостартера; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - укрупненно крепление ведущей полумуфты зубчатой муфты на валу пневмостартера; на фиг. 6, 7 - варианты выполнения лопаток статора пневмодвигателя, сечение Б-Б на фиг. 1.

Пневмостартер включает присоединенный к наружному фланцу 1 корпуса 2 пневмодвигатель 3. Корпус 4 пневмодвигателя 3 имеет внутренний фланец 5, который может быть соединен с наружным фланцем 1 корпуса 2, как показано на фиг. 2 или на фиг. 3. В последнем варианте (см. фиг. 3) корпус 4 пневмодвигателя 3 с одного торца имеет внутренний фланец 5 с равномерно расположенными по его внутренней поверхности впадинами 6 и выступами 7 с отверстиями. Корпус 2 пневмостартера имеет наружный фланец 1 с равномерно расположенными по его периферии ответными впадинами 8 и выступами 9 с резьбовыми отверстиями. В отверстиях выступов 7 и 9 размещены соединительные элементы 10. Наружный фланец 1 корпуса 2 пневмостартера охвачен корпусом 4 пневмодвигателя 3. Для отсоединения пневмодвигателя 3 его корпус 4 необходимо повернуть до совмещения выступов 7 с впадинами 8, предварительно изъяв соединительные элементы 10. С другого торца корпуса 4 пневмодвигателя 3 выполнена внутренняя кольцевая канавка с размещенным в ней упорным разрезным кольцом 11. Между статором 12 пневмодвигателя 3 и упорным разрезным кольцом 11 установлена крышка 13 с резьбовыми отверстиями, в которые пропущены распорные резьбовые элементы 14. В корпусе 4 пневмодвигателя 3 предусмотрены входное отверстие 15 и выхлопные отверстия 16. Аналогичные отверстия 16 имеются и в крышке 13. Ступени 17 ротора пневмодвигателя 3 выполнены с двумя перегородками 18 (на фиг. 6, 7 показана одна из них) в каналах 19.

Входные окна каналов 19 смежных ступеней 17 ротора смещены друг относительно друга на угол 90^o. Лопатки 20 статора 12 могут иметь закругление на задней кромке, выполненное по радиусу r (фиг. 6), или скос под углом α (фиг. 7) r = (0,5-5)δ,мм, где δ - толщина лопатки, мм.

Угол α находится в пределах 40 - 80^o.

Пневмодвигатель 3 связан кинематически своим валом 21 с оснащенным приводной шестерней 22 валом 23 пневмостартера. Кинематическая связь выполнена в виде планетарного редуктора (не показан), связанного своим выходным валом 42 с хвостовиком 24 ведущей полумуфты 25 зубчатой муфты с возможностью передачи крутящего момента и осевого перемещения по шлицам (не показаны). Имеется узел введения в зацепление приводной шестерни 22 вала 23 с шестерней (не показана) вала запускаемого двигателя, выполненный в виде поршневого элемента 25, пружин 26, 27, косых шлицев 28 на валу 23, по которым перемещается ведомая полумуфта 29 зубчатой муфты. На валу 23 между приводной шестерней 22 и зубчатой муфтой узла введения в зацепление приводной шестерни 22 с шестерней вала запускаемого двигателя установлена втулка 30. Эта втулка 30 установлена по соответствующей посадке, обеспечивающей ее совместное вращение с валом 23, и выполнена из соответствующего материала и по технологии, которые обеспечивают ей восприятие высоких удельных контактных напряжении при взаимодействии своей наружной поверхностью с радиально упорным подшипником 31, установленным в корпусе 2 и представленным в виде роликов. Пружина 27 установлена между ведомой полумуфтой 29 и втулкой 30. Для уменьшения динамических осевых нагрузок крепление на валу 23 ведущей полумуфты 25 зубчатой муфты выполнено в виде стопорного кольца 32 (см. фиг. 5) в канавке на валу 23, охваченного снаружи упорной шайбой 33, и тарельчатой пружины 34, установленной между упомянутой упорной шайбой 33 и другой упорной шайбой 35. В корпусе 2 предусмотрены каналы 36, 37 подвода сжатого воздуха, которые сообщаются между собой при введении в зацепление шестерен вала пневмостартера и вала запускаемого двигателя, что обеспечивает подачу рабочего потока сжатого воздуха в пневмодвигатель 3, поскольку включается стартовый клапан 38.

Пневмостартер работает следующим образом. Сжатый воздух от источника поступает в пусковой клапан 39 и на вход стартового клапана 38. Затем оператором включается пусковой клапан 39, вводятся в зацепление шестерни вала 23 пневмостартера и вала запускаемого двигателя. Сообщаются каналы 36, 37, открывается стартовый клапан 38, включается пневмодвигатель 3 и осуществляется запуск двигателя. Автоматически по команде или отпусканием кнопки оператором пускового клапана 39 прекращается доступ сжатого воздуха в узел введения в зацепление шестерен вала 23 пневмостартера и вала запускаемого двигателя. Шестерни выводятся из зацепления и выключается стартовый клапан 38, пневмодвигатель 3 останавливается.

Автоматическое отключение пускового клапана 39 может быть осуществлено, если задействована линия управления, включающая датчик 40 давления и реле 41 давления, при этом пусковой клапан 39 должен быть электроуправляемым. Во время запуска двигателя датчик 40 регистрирует повышение давления в нагнетательной линии топливоподкачивающего насоса или системы охлаждения и при достижении заранее определенной величины, соответствующей режиму запуска двигателя, срабатывает реле 41 и клапан 39 перекрывает подачу сжатого воздуха.

Наличие втулки на валу пневмостартера, предназначенной для взаимодействия с подшипником в виде роликов, повышает надежность и долговечность работы пневмостартера, поскольку вал воспринимает значительные ударные нагрузки, а предложенная конструкция позволяет уменьшить возникающие напряжения.

Охват стопорного кольца снаружи стопорной шайбой также способствует достижению технического результата (повышению надежности), поскольку даже его поломка не приведет к выходу из строя пневмостартера.

Наличие в кинематической цепи планетарного редуктора также повышает надежность пневмостартера в эксплуатации.

Предложенное конструктивное выполнение фланцев уменьшает габариты и делает компактным соединение пневмодвигателя с корпусом пневмостартера, позволяет надежно и быстро осуществлять соединения или рассоединение фланцев.

Формула изобретения

1. Пневмостартер, включающий присоединенный к фланцу корпуса пневмодвигатель, связанный кинематически своим валом с оснащенным приводной шестерней валом пневмостартера, и узел введения в зацепление приводной шестерни вала пневмостартера с шестерней вала запускаемого двигателя, отличающийся тем, что на валу пневмостартера между приводной шестерней и зубчатой муфтой узла введения в зацепление приводной шестерни с шестерней вала запускаемого двигателя установлена втулка для взаимодействия своей наружной поверхностью с радиальноупорным подшипником, установленным в корпусе.

2. Пневмостартер по п.1, отличающийся тем, что кинематическая связь вала пневмодвигателя с оснащенным приводной шестерней валом пневмостартера выполнена в виде планетарного редуктора, связанного своим выходным валом с хвостовиком ведущей полумуфты зубчатой муфты с возможностью передачи крутящего момента и осевого перемещения последней.

3. Пневмостартер по п.1, отличающийся тем, что корпус пневмодвигателя с одного торца имеет внутренний фланец с равномерно расположенными по его внутренней поверхности впадинами и выступами с отверстиями, корпус пневмостартера имеет наружный фланец с равномерно расположенными по его периферии ответными впадинами и выступами с резьбовыми отверстиями, при этом наружный фланец корпуса пневмостартера охвачен корпусом пневмодвигателя, с другого торца корпуса которого выполнена внутренняя кольцевая канавка с размещенным в ней упорным разрезным кольцом, в отверстиях выступов размещены соединительные элементы, а между статором пневмодвигателя и упорным разрезным кольцом установлена крышка с резьбовыми отверстиями, в которые пропущены распорные резьбовые элементы.

4. Пневмостартер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен тарельчатой пружиной для уменьшения динамических осевых нагрузок, а стопорное кольцо крепления на валу пневмостартера ведущей полумуфты зубчатой муфты охвачено снаружи упорной шайбой.

5. Пневмостартер по п.1 или 3, отличающийся тем, что ступени ротора пневмодвигателя выполнены с двумя перегородками в каналах, входные окна каналов смежных ступней ротора смещены друг относительно друга на угол 90^o, лопатки статора имеют закругление на задней кромке, выполненное по радиусу r, или скос, при этом закругление r удовлетворяет соотношению r = (0,5-5)δ, мм,
где δ - толщина лопатки, мм,
а скос выполнен под углом α, равным 40 - 80^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7