блокирующее устройство запуска двигателя

Формула изобретения

Блокирующее устройство запуска двигателя, содержащее пусковой двигатель, трубопроводы и исполнительный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра со штоком, отличающееся тем, что исполнительный механизм снабжен рычагом, установленным на опоре, который с одной стороны соединен с тормозной лентой, охватывающей выходной вал коробки передач, а с другой стороны рычаг взаимодействует через шток, поршень гидроцилиндра исполнительного механизма и стержень с нормально замкнутым контактом, один конец которого соединен с массой транспортного средства, а с другой через нормально замкнутый контакт, находящийся под сиденьем оператора, электрически соединен с первичной обмоткой магнето пускового двигателя, при этом к раме транспортного средства в вертикальной плоскости шарнирно прикреплены подножка и гидроцилиндр, шток которого соединен шарнирно с подножкой, а рабочая полость гидроцилиндра трубопроводом соединена с рабочей полостью гидроцилиндра исполнительного механизма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в пусковых системах двигателей тракторов и самоходных комбайнов для блокировки запуска основного двигателя внутреннего сгорания.

Известно блокирующее устройство запуска двигателя транспортного средства, содержащее выключатель электрической цепи запуска двигателя с контактирующим органом, рычаг управления коробкой передач, шарнирно установленный в корпусе с возможностью взаимодействия нижним концом с ползунами включения передач и ползуном переключения диапазонного редуктора, при этом устройство снабжено крышкой с размещенным в ней выключателем, двуплечим рычагом, установленным на неподвижной оси в крышке выключателя с возможностью взаимодействия плечами с рычагом управления коробкой передач и контактирующим органом выключателя электрической цепи запуска двигателя, и пружиной, установленной между крышкой выключателя и одним из концов двуплечего рычага. Часть плеча двухплечего рычага, взаимодействующая с контактирующим органом выключателя электрической цепи запуска двигателя, выполнена в виде цилиндрической поверхности, образованной радиусом, смещенным относительно центра неподвижной оси (а.с. №1532345, МКИ В 60 К 28/10).

Недостатком данного устройства является низкая надежность, сложность в обслуживании и ремонте, низкая технологичность изготовления и ремонта.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству относится устройство блокировки запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее рычаг коробки передач, пусковой двигатель с предпусковым масляным насосом и механизмом включения муфты сцепления, снабженным валом и трубопроводы. Устройство дополнительно содержит распределитель с золотником, связанным с рычагом коробки передач, и исполнительный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра с штоком, сообщенного при помощи трубопроводов через распределитель с предпусковым масляным насосом, а на валу механизма включения муфты сцепления выполнено отверстие с диаметром, превышающим диаметр штока гидроцилиндра (а.с. №1343094, МКИ F 02 N 15/10).

Недостатком данного устройства является: взаимодействие рычага переключения передач с золотником через тягу подразумевает движение рычага только в одной плоскости, при перемещении рычага в другой плоскости данное устройство не будет работать, сложность конструкции (наличие масляного насоса), выполнение отверстия на валу приводит к его ослаблению и возможности выхода из строя, устройство сложно в обслуживании, невысокая надежность, низкая ремонтопригодность, все это может привести к запуску двигателя с включенной передачей и травмированию.

Задачей данного изобретения является повышение надежности блокировки запуска двигателя при включенной передаче и повышение безопастности.

Поставленная задача решается за счет того, что блокирующее устройство запуска двигателя содержит пусковой двигатель, трубопровод и исполнительный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра со штоком, при этом исполнительный механизм снабжен рычагом, установленным на опоре, который с одной стороны соединен с тормозной лентой, охватывающей выходной вал коробки передач, а с другой стороны рычаг взаимодействует через шток, поршень гидроцилиндра исполнительного механизма и стержень с нормально замкнутым контактом, один конец которого соединен с массой транспортного средства, а с другой через нормально замкнутый контакт, находящийся под сиденьем оператора, электрически соединен с первичной обмоткой магнитопускового двигателя, при этом к раме транспортного средства в вертикальной плоскости шарнирно прикреплена подножка и гидроцилиндр, шток которого соединен шарнирно с подножкой, а рабочая полость гидроцлиндра трубопроводом соединена с рабочей полостью гидроцилиндра исполнительного механизма.

Новые существенные признаки:

1. Рабочая полость гидроцлиндра трубопроводом соединена с рабочей полостью гидроцилиндра исполнительного механизма.

2. С другой стороны рычаг взаимодействует через шток, поршень гидроцилиндра исполнительного механизма и стержень с нормально замкнутым контактом.

3. Один конец нормально замкнутого контакта соединен с массой транспортного средства, а с другой через нормально замкнутый контакт, находящийся под сиденьем оператора, электрически соединен с первичной обмоткой магнитопускового двигателя.

4. К раме транспортного средства в вертикальной плоскости шарнирно прикреплена подножка и гидроцилиндр, шток которого соединен шарнирно с подножкой.

5. Рабочая полость гидроцлиндра трубопроводом соединена с рабочей полостью гидроцилиндра исполнительного механизма.

Перечисленные новые существенные признаки, в совокупности с известными, позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат, заключающийся в повышении надежности блокировки запуска двигателя с включенной передачей за счет наличия тормозной ленты, охватывающей выходной вал коробки передач, создавая дополнительный тормозной момент в трансмиссии, в результате чего частота вращения коленчатого вала пускового двигателя, в момент включения сцепления редуктора, резко падает и пусковой двигатель глохнет. Наличие нормально замкнутых контактов, один из которых взаимодействует через стержень с поршнем исполнительного гидроцилиндра, и позволяет запустить пусковой двигатель только при опущенной подножке и создавшимся при этом дополнительным тормозным моментом в трансмиссии. Установка второго нормально замкнутого контакта под сиденьем водителя позволяет запустить пусковой двигатель из кабины при поднятой подножке и наличии на сиденье оператора.

На фиг.1 представлена общая схема блокирующего устройства.

На фиг.2 представлен разрез блокирующего устройства по исполнительному цилиндру и тормозной ленте.

На фиг.3 представлено обозначение геометрических размеров гидроцилиндра и подножки.

Блокирующее устройство содержит гидроцилиндр 1, один конец которого шарнирно закреплен на кронштейне 2, прикрепленном к раме транспортного средства, шток 3 гидроцилиндра 1 одним концом шарнирно прикреплен к подножке 4 транспортного средства, а другим прикреплен к поршню 5. Оси вращения подножки 5 и гидроцилиндра 1 находятся на одной оси.

Внутри гидроцилинра 1 расположена возвратная пружина 6, которая при опускании подножки 4 и выходе штока 3 из гидроцилиндра 1, за счет разницы длин радиуса вращения b подножки 4 вокруг точки О и переменного радиуса вращения с гидроцилиндра 1 вокруг точки А, растягивается.

Расстояние между осью вращения О подножки 4 и осью вращения А гидроцилиндра 1, а также длины отрезков ОБ и АБ связаны между собой следующим соотношением (теорема косинусов):

где - угол между прямыми ОБ и ОА.

Радиус вращения АБ гидроцилиндра 1 переменный, принимает максимальное значение при угле =90 и минимальное значение при угле =0.

При угле =0 справедливо соотношение: ОБ=ОА+Х, где величина Х включает в себя длину штока (h₁) 3, толщину поршня (h₂) 5, длину возвратной пружины 6 в сжатом состоянии (h₃), толщину стенки (h₄) гидроцилиндра 1 и расстояние между краем этой стенки и местом крепления (h₅), точкой А.

С учетом этого, задаваясь исходными размерами ОА и ОБ согласно зависимости (1) можно определить длину гидроцилиндра (L_цил.) 1 и ход поршня (Н_пор) 5, при заданных ОА и ОБ, по следующим соотношениям:

При этом, для того чтобы избежать заклинивания подножки 4 при повороте вокруг оси О, необходимо выполнение условий:

АБAO+X при повороте гидроцилиндра 1 вверх (против часовой стрелки);

АБAO-X при повороте гидроцилиндра 1 вниз (по часовой стрелке).

Гидроцилиндр 1 через гидропровод 7 соединен с гидроцилиндром 8 исполнительного механизма, который содержит поршень 9 со штоком 10, возвратную пружину 11, стержень 12, подпружиненный пружиной 13 и перемещающийся в направляющих 14.

Шток 10 гидроцилиндра 8 исполнительного механизма шарнирно связан с одним концом рычага 15, второй конец которого через промежуточную опору 16 шарнирно соединен с тормозной лентой 17, охватывающей выходной вал 18 коробки переключения передач 19.

Стержень 12 соединен с нормально замкнутым электрическим контактом 20, последний одним концом соединен с массой транспортного средства, а другим с входной клеммой нормально замкнутого контакта 21, расположенного под сиденьем 22 оператора. Выходная клемма нормально замкнутого контакта 21 соединена с первичной обмоткой магнитопускового двигателя 23 транспортного средства 9 (не показан).

Блокирующее устройство запуска двигателя работает следующим образом.

Для того чтобы запустить пусковой двигатель транспортного средства оператор опускает подножку 4. Так как гидроцилиндр 1 шарнирно прикреплен к кронштейну 2 рамы транспортного средства, а его шток 3 шарнирно прикреплен к подножке 4, то за счет разницы в радиусах вращения гидроцилиндра 1 и подножки 4 последняя, опускаясь, вытягивает шток 3 из гидроцилиндра 1. При этом пружина 6 растягивается, жидкость из рабочей зоны гидроцилиндра 1 выжимается поршнем 5 и по гидропроводу 7 поступает в рабочую зону гидроцилиндра 8 исполнительного механизма. Поршень 9 со штоком 10 гидроцилиндра 8 исполнительного механизма под давлением жидкости перемещается вправо (как показано на чертеже), сжимая возвратную пружину 11. Перемещаясь, поршень 9 со штоком 10, с одной стороны, через рычаг 15 и промежуточную опору 16 стягивает тормозную ленту 17, зажимая выходной вал 18 коробки переключения передач 19, с другой стороны, поршень 19 гидроцилиндра 8 исполнительного механизма, перемещаясь, воздействует на стержень 12, перемещая его и сжимая пружину 13. Перемещаясь в направляющих 14, стержень 12 воздействует на нормально замкнутый электрический контакт 20, размыкая его. При этом цепь между первичной обмоткой магнитопускового двигателя 23 транспортного средства и его массой разрывается, и пусковой двигатель можно запустить.

При запуске дизельного двигателя с включенной передачей пусковое устройство преодолевает наряду с силами сопротивления вращению коленчатого вала дизельного двигателя и внешние силы сопротивления движению транспортного средства. Тормозная лента 17, сжимая выходной вал 18 коробки переключения передач, искусственно, дополнительно к названным силам сопротивления, создает в трансмиссии транспортного средства дополнительный тормозной момент пусковому устройству. В результате этого, частота вращения коленчатого вала пускового двигателя резко падает и он глохнет, при этом дизельный двигатель остается незаведенным, а движение трактора предотвращается искусственно созданным тормозным моментом. Такая ситуация будет повторяться до тех пор, пока не будет отключена передача.

При выключенной передаче крутящий момент, во время запуска дизельного двигателя, не передается через коробку переключения передач 19 и дополнительное сопротивление вращению, создаваемое тормозной лентой 17, не препятствует проворачиванию коленчатого вала дизельного двигателя и его запуску.

Если оператор попытается запустить пусковой двигатель, забыв опустить подножку 4 и не заблокировав тем самым выходной вал 18 коробки переключения передач 19, то поршень 9 гидроцилиндра 8 исполнительного механизма не будет оказывать воздействия через стержень 12 на нормально замкнутый электрический контакт 20, при этом первичная обмотка магнитопускового двигателя 23 будет замкнута на массу транспортного средства, запуск пускового двигателя будет невозможным. Для запуска пускового двигателя оператор должен опустить подножку 4.

После запуска дизельного двигателя оператор поднимает подножку 4, при этом возвратная пружина 11 гидроцилиндра 8 исполнительного механизма разжимается, поршень 9 перемещается в исходное положение, выталкивая жидкость из рабочей полости. Одновременно с этим шток 10, воздействуя на рычаг 15 через опору 16, отжимает тормозную ленту 17 от выходного вала 18 коробки переключения передач 19, разблокируя его.

Переместившись в исходное положение, поршень 11 более не воздействует на стержень 12, который под действием пружины 13 возвращается в начальное положение. При этом нормально замкнутый электрический контакт 20 замыкается.

При поднятии подножки 4 шток 3 гидроцилиндра 1 входит в него вместе с поршнем 5, при этом пружина 6 сжимается. Жидкость из рабочей полости гидроцилиндра 8 исполнительного механизма по гидропорводу 7 возвращается в рабочую полость гидроцилиндра 1. Система приведена в исходное состояние.

Для дистанционного запуска пускового двигателя с помощью электростартера (из кабины транспортного средства), не опуская подножку 4, оператор должен сесть на сиденье 22, при этом нормально замкнутые электрические контакты 21 разомкнутся, и первичная обмотка магнитопускового двигателя 23 отсоединится от массы транспортного средства. Запуск пускового двигателя возможен.

При запуске двигателя дистанционно (из кабины транспортного средства) травмирование оператора исключено, поэтому выходной вал 18 коробки переключения передач 19 не стягивается тормозной лентой 17 и не создает тем самым дополнительного сопротивления в трансмиссии.