Двухрежимный электростартер
Владельцы патента RU 2567847:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) (RU)
Изобретение относится к системам запуска ДВЗ. Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик стартера. Использование: системы запуска двигателей НТС (наземные транспортные системы): автомобили, тракторы и т.д. Задача: расширение эксплуатационных характеристик двигателей НТС за счет подачи смазки к узлам трения до запуска двигателя. Сущность изобретения: водило и корпус эпициклического колеса простого трехзвенного ПМ (планетарного механизма) имеют зубчатые венцы и муфту переключения, обеспечивающие работу ПМ в двух режимах. Положительный эффект: расширяются эксплуатационные характеристики двигателя НТС - повышаются его надежность и долговечность за счет исключения запуска двигателя до подачи смазки к узлам трения. 2 ил.
Изобретение относится к системам запуска двигателей НТС (наземные транспортные системы): автомобили, тракторы и т.д.
Известны электростартеры с непосредственным приводом ведущего вала на шестерню привода маховика [1. Вишняков Н.Н., Вахламов В.К., Нарбут А.Н. Автомобиль: основы конструкции: учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 304 с].
Эта конструкция требует применение высокомоментного электродвигателя, имеющего большие габариты и массу.
Известны электростартеры с установкой простого планетарного механизма между ведущим валом и ведущей шестерней привода маховика. [2. Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2001. - 384 с].
Наиболее близким к предлагаемому устройству является электростартер с установкой простого планетарного механизма между ведущим валом и ведущей шестерней привода маховика. [2. с. 154, рис. 4.23].
Такая конструкция допускает применение высокооборотного электродвигателя меньшей металлоемкости, но планетарный механизм используется только как однорежимный редуктор.
Недостаток описанного устройства заключается в том, что он ограничивает эксплуатационные характеристики двигателя НТС - надежность и долговечность, так как не обеспечивается предварительная подача смазки к трущимся поверхностям перед запуском двигателя. «Холодный» запуск двигателя приравнивают к пробегу автомобиля от сотен до тысячи километров.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении эксплуатационных характеристик двигателя НТС.
Поставленная задача решается за счет предварительной подачи смазки к узлам трения до запуска двигателя.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что электростартер содержит электродвигатель постоянного тока с ведущим валом, простой трехзвенный планетарный механизм, муфту свободного хода, ведущую шестерню привода маховика, тяговое реле, связанное с муфтой свободного хода, при этом водило и корпус эпициклического колеса простого трехзвенного планетарного механизма имеют зубчатые венцы и муфту переключения.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность расширения эксплуатационных характеристик двигателя НТС за счет предварительной подачи смазки к узлам трения.
На фиг. 1 изображена схема электростартера с простым трехзвенным планетарным механизмом.
На фиг. 2 изображен фрагмент фиг. 1 - схема простого трехзвенного планетарного механизма, у которого водило и корпус эпициклического колеса имеют зубчатые венцы и муфту переключения.
На корпусе электродвигателя постоянного тока 1 с крышкой 2 закреплено тяговое реле 3. Статор 4 закреплен внутри средней части корпуса 1, внутри статора 4 расположен якорь 5 с коллектором 6. В крышке 2 зафиксирован щеткодержатель 7 и расположена опора вращения ведущего вала 8 якоря 5. Другой конец ведущего вала 8 зафиксирован в солнечной шестерне 9 простого трехзвенного планетарного механизма, который также состоит из водила 10 с сателлитами 11 и эпициклического колеса 12. Сателлиты 11, установленные на опорах водила 10, зацеплены с солнечной шестерней 9 и эпициклическим колесом 12. Водило 10 соединено с валом 13, на котором закреплен зубчатый венец 14. Корпус 15 эпициклического колеса 12 соединен с зубчатым венцом 16, на котором подвижно установлена муфта переключения 17. На стенке корпуса 1 расположен зубчатый венец 18 рядом с зубчатыми венцами 16 и 14. Вал 13 водила 10 сопряжен с ведущим звеном муфты свободного хода 19, ведомое звено этой муфты жестко соединено с ведущей шестерней 20 привода маховика двигателя внутреннего сгорания. Поводковая муфта 21 подвижно установлена на муфте свободного хода 19 и посредством рычага 22 включения привода соединена с тяговым реле 3, на котором расположены электроконтакты 23.
Устройство работает следующим образом.
Простой трехзвенный планетарный механизм обеспечивает два режима работы.
Первый режим - предпусковой с низкой допусковой частотой вращения используют только для привода масляного насоса системы смазки, которая обеспечит подачу смазки к узлам трения двигателя НТС. Муфта переключения 17 смещается к стенке корпуса 1, замыкает зубчатые венцы 18 и 16, останавливает корпус 15 с эпициклическим колесом 12 относительно корпуса 1. При включении электростартера ток подается на тяговое реле 3, которое, замыкая контакты 23, подает ток по коллектору 6 на якорь 5 и на обмотки возбуждения статора 4. При этом одновременно перемещает рычагом 22 включения привода через поводковую муфту 21 и муфту свободного хода 19 ведущую шестерню 20 до зацепления с маховиком двигателя внутреннего сгорания. Ведущий вал 8 якоря 5 вращает солнечную шестерню 9, которая приводит в действие сателлиты 11. Сателлиты 11, обкатываясь по остановленному эпициклическому колесу 12, вращают водило 10, вал 13, муфту свободного хода 19 и связанную с ней ведущую шестерню 20 с малой частотой и увеличенным крутящим моментом, что обеспечивает вывод из состояния покоя механизмов и систем двигателя НТС, вращение коленчатого вала двигателя, привод масляного насоса и подачу смазочной среды к узлам трения.
Второй режим - пусковой как у обычного электростартера. Муфту переключения 17 перемещаем в сторону муфты свободного хода 19, при этом замыкаем зубчатые венцы 16 и 14, блокируем планетарный механизм, так как два его звена: водило 10 и эпициклическое колесо 12 соединены муфтой 17. При включении электростартера якорь 5, валы 8, 13 и ведущая шестерня 20 вращаются с одинаковой пусковой частотой. После запуска двигателя муфта свободного хода 19 отсоединяет маховик от электростартера.
Использование предлагаемого устройства за счет того, что водило и корпус эпициклического колеса простого трехзвенного планетарного механизма имеют зубчатые венцы и муфту переключения, позволяет расширить эксплуатационные характеристики двигателя: повысить его надежность и долговечность за счет исключения запуска двигателя до подачи смазки к узлам трения. Особенно опасен холодный запуск, который приравнивают к сотням километров пробега НТС.
Электростартер, содержащий электродвигатель постоянного тока с ведущим валом, простой трехзвенный планетарный механизм, муфту свободного хода, ведущую шестерню привода маховика, тяговое реле, связанное с муфтой свободного хода, отличающийся тем, что водило и корпус эпициклического колеса простого трехзвенного планетарного механизма имеют зубчатые венцы и муфту переключения.
