Стартер двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к автомобильному электрооборудованию, в частности к устройствам запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Стартер двигателя внутреннего сгорания содержит электродвигатель со статором и ротором, имеющими магнитные полюсные системы, ведущую шестерню, размещенную на валу ротора с возможностью зацепления с зубчатым венцом маховика при изменении ее осевого положения, возвратную пружину. Ведущая шестерня закреплена на валу ротора, при этом вал установлен с возможностью продольного смещения возвратным элементом при выключенном электродвигателе на расстояние, соответствующее сдвигу полюса ротора относительно полюса статора менее чем на половину длины последнего, и переведения в несмещенное положение магнитным втягиванием полюсов ротора с одновременным его вращением в пространство между полюсами статора при включении электродвигателя. Возвратный элемент выполнен в виде пружины. Изобретение обеспечивает конструктивное упрощение стартера, повышение надежности его в работе и снижение энергопотребления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предложение относится к автомобильному электрооборудованию, в частности к устройствам запуска двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.

Практически во всех конструкциях стартеров автомобилей, включающих в себя электродвигатель (как правило, постоянного тока), механизм привода и механизм управления, передача крутящего момента к коленчатому валу осуществляется посредством шестерни, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом маховика. При этом для осевого перемещения шестерни по валу электродвигателя наиболее часто используются тяговые реле с рычагами (US 4296342 F 02 N 11/02, US 4755689 F 02 N 11/00, GB 2120461 F 02 N 11/02), вспомогательные соленоиды (DE 3245263 F 02 N 11/02, DE 19626017 F 02 N 11/02, FR 2518176 F 02 N 11/00), винтовые скользящие приводы (SU F 02 N 11/02, SU 795514 F 02 N 11/02, GB 1371105 F 02 N 11/02, US 4184378 F 02 N 11/02).

Недостатки известных устройств связаны с их достаточно сложной конструкцией и невысокой эксплуатационной надежностью.

Наиболее близким к предложенному можно принять стартер автомобиля, содержащий электродвигатель со статором и ротором, имеющими магнитные полюсные системы, ведущую шестерню, размещенную на валу ротора с возможностью зацепления с зубчатым венцом маховика при изменении ее осевого положения под действием тягового реле и винтового скользящего привода, возвратную пружину, обеспечивающую перемещение шестерни в исходное положение после пуска двигателя внутреннего сгорания (US 4184378 F 02 N 11/02, 22.01.80).

К недостаткам указанного устройства, помимо отмеченных выше, следует отнести большое потребление электроэнергии при его функционировании, обусловленное, в частности, большими пусковыми токами.

Задача предложения заключается в конструктивном упрощении стартера автомобиля, повышении надежности его работы и снижении энергопотребления.

Поставленная задача решается тем, что в стартере автомобиля, содержащем электродвигатель со статором и ротором, имеющими магнитные полюсные системы, ведущую шестерню, размещенную на валу ротора с возможностью зацепления с зубчатым венцом маховика при изменении ее осевого положения, возвратную пружину, - ведущая шестерня жестко закреплена на валу ротора, при этом вал установлен с возможностью продольного смещения возвратной пружины при выключенном электродвигателе на расстояние, соответствующее сдвигу полюсов ротора относительно полюсов статора менее чем на половину длины последней, и переведения в несмещенное положение магнитным втягиванием полюсов ротора в пространство между полюсами статора при включении электродвигателя.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез предложенного устройства. А на фиг. 2 - продольный разрез соответственно в выключенном и включенном положениях. На всех фигурах с целью упрощения чертежей ведущая шестерня и возвратная пружина, а также корпус, подшипники и прочие вспомогательные узлы не показаны.

Основу стартера составляет электродвигатель, например, синхронный, со статором, имеющим обмотки 1 и магнитопроводы 2, и ротором, на валу которого жестко укреплены магнитопроводы 3 и непоказанная ведущая шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом маховика. Вал установлен с возможностью его продольного смещения непоказанной возвратной пружиной при выключенном электродвигателе на расстояние, соответствующее сдвигу полюсов ротора относительно полюсов статора менее чем на половину длины последней, и переведения в несмещенное положение магнитным втягиванием полюсов ротора в пространство между полюсами статора при включении электродвигателя.

Работа устройства происходит следующим образом.

В исходном положении стартера, когда питание на электродвигатель не подано, вал ротора продольно смещен возвратной пружиной. В данном случае на фиг. 2 в качестве характерных позиционирующих обозначений использованы сдвиг полюсов ротора относительно полюсов статора h, ширина обмотки b и отступление торца полюса ротора от торца статорной обмотки а. Величина h определяется требуемым промежутком между ведущей шестерней и зубчатым венцом маховика.

Введение статора в работу осуществляется подачей питания на электродвигатель, а именно на статорные обмотки 1. При этом магнитным полем полюсов статора магнитопроводы 3 и ротор в целом втягиваются в пространство между полюсами статора с одновременным вращением ротора, а ведущая шестерня входит в зацепление с зубчатым венцом маховика. Вращение вала ротора электродвигателя передается коленчатому валу двигателя внутреннего сгорания, который начинает вращаться с пусковой частотой.

Важно подчеркнуть, что для обеспечения заданного направления продольного смещения вала ротора требуется обязательное соблюдение условия а < 1/2 b. В противном случае, т.е. при а > 1/2 b, будет иметь место перемещение вала ротора в противоположную сторону и стартер не сможет выполнять возложенные на него функции. При а=1/2b наблюдается равновесное состояние полюсной системы ротора, что также является недопустимым для реализации выбранного алгоритма функционирования стартера.

Предложенное устройство характеризуется бесконтактным исполнением, что положительно сказывается на надежности его работы. В принятой конструкции стартера пусковые токи снижены по сравнению с известными устройствами в 5-6 раз, что исключает преждевременный разряд аккумуляторной батареи.

Формула изобретения

1. Стартер автомобиля, содержащий электродвигатель со статором и ротором, имеющими магнитные полюсные системы, ведущую шестерню, размещенную на валу ротора с возможностью зацепления с зубчатым венцом маховика при изменении ее осевого положения, возвратную пружину, отличающийся тем, что ведущая шестерня закреплена на валу ротора, при этом вал установлен с возможностью продольного смещения возвратным элементом при выключенном электродвигателе на расстояние, соответствующее сдвигу полюса ротора относительно полюса статора менее чем на половину длины последнего, и переведения в несмещенное положение магнитным втягиванием полюсов ротора с одновременным его вращением в пространство между полюсами статора при включении электродвигателя.

2. Стартер по п.1, отличающийся тем, что возвратный элемент выполнен в виде пружины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2