專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
和
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)和停止裝置。更具體而言，本發(fā)明涉及一種通過(guò)釋放儲(chǔ)存在彈性元件中的能量來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種內(nèi)燃機(jī)，其包括一發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；一曲軸，其被安裝成在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；一飛輪，其被安裝到曲軸上，以便于在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和工作過(guò)程中隨曲軸一起在啟動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；以及一彈簧殼體，其被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上。一個(gè)具有至少一個(gè)彈性構(gòu)件的能量?jī)?chǔ)存機(jī)構(gòu)被安裝在彈簧殼體內(nèi)。彈性構(gòu)件響應(yīng)于彈簧殼體在加載方向上的旋轉(zhuǎn)而被加載，且彈簧殼體可響應(yīng)于彈性構(gòu)件的卸載而沿與加載方向相反的卸載方向旋轉(zhuǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)還包括一彈簧加載機(jī)構(gòu)，其包括至少一個(gè)滾輪，其可接合到飛輪與彈簧殼體之間，或從飛輪與彈簧殼體之間脫出，從而可利用至少這一個(gè)滾輪將飛輪在啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為彈簧殼體在加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。
一發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)還被設(shè)計(jì)成這樣其優(yōu)選地包括一制有螺旋紋的構(gòu)件，其與彈簧殼體相連；并包括一啟動(dòng)游輪，其被旋接到制有螺旋紋的構(gòu)件上，使得彈簧殼體在卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)造成啟動(dòng)游輪移動(dòng)到與飛輪相接合的狀態(tài)。這樣，啟動(dòng)游輪就將彈簧殼體在卸載方向上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為飛輪在啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。啟動(dòng)游輪可以是一摩擦滾輪或一齒輪。還設(shè)置了一控制系統(tǒng)，用于將彈性構(gòu)件從負(fù)載狀態(tài)釋放，以使得彈簧殼體在卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
優(yōu)選地是，上述的至少一個(gè)滾輪包括一個(gè)可與飛輪接合和脫離的第一滾輪、以及一個(gè)可與彈簧殼體接合和脫離的第二滾輪。優(yōu)選地是，第一、第二滾輪聯(lián)接到一起，以便于能共同轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能通過(guò)第一、第二滾輪將飛輪在啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為彈簧殼體在加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。
可將一旋緊離合器(overwind clutch)可操作地設(shè)置在第一滾輪與第二滾輪之間，用于將它們聯(lián)接起來(lái)，以便于實(shí)現(xiàn)共同轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)在第一、第二滾輪之間達(dá)到一閾值力矩時(shí)(即當(dāng)彈性構(gòu)件中所存儲(chǔ)的力量達(dá)到較高水平時(shí))，旋緊離合器將允許在第一、第二滾輪之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而降低對(duì)彈簧造成損壞的可能性。
優(yōu)選地是，使用一單向離合器，其或者將彈性構(gòu)件與彈簧殼體中的一個(gè)心軸連接起來(lái)，或者相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)殼體支撐著心軸。該單向離合器可降低在卸載過(guò)程中對(duì)彈性構(gòu)件的內(nèi)端造成損壞的可能性。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在閱讀了下文的詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖之后，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。
圖1中的透視圖表示了一臺(tái)實(shí)施本發(fā)明的剪草機(jī)；圖2是對(duì)圖1所示剪草機(jī)的一個(gè)部分所作的剖面圖，圖中，一彈簧加載機(jī)構(gòu)處于接合位置；圖3是沿圖2中的3-3線所作的剖面圖；圖4中的剖視圖與圖2類(lèi)似，區(qū)別僅在于彈簧加載機(jī)構(gòu)處于脫離位置；圖5是圖2、4所示彈簧加載機(jī)構(gòu)的透視圖；圖6是一個(gè)示意性的透視圖，表示了在對(duì)彈性構(gòu)件加載的過(guò)程中，飛輪、滾輪以及彈簧殼體所處的狀態(tài)；圖7中示意性的透視圖表示了處于對(duì)彈性構(gòu)件卸載的過(guò)程中的飛輪和啟動(dòng)游輪；圖8是與圖3類(lèi)似的視圖，表示了一種備選的單向離合器；圖9中的剖視圖表示了另一種備選的單向離合機(jī)構(gòu)；圖10是對(duì)圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部分所作的剖視圖，表示了處于接合位置的彈簧加載機(jī)構(gòu)的第二種實(shí)施方式；圖11是與圖10類(lèi)似的剖視圖，區(qū)別僅在于該圖中彈簧加載機(jī)構(gòu)的第二種實(shí)施方式處于脫開(kāi)位置；圖12是沿圖10中的12-12線對(duì)彈簧加載機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施方式所作的視圖；圖13中示意性的透視圖表示了彈簧加載機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施方式；以及圖14是對(duì)彈簧加載機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施方式所作的示意性端面圖。
具體實(shí)施例方式
在對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，應(yīng)明白本發(fā)明在應(yīng)用中并不限于下文說(shuō)明中所述的、或附圖所示的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和各組件格局。本發(fā)明可以有其它的實(shí)施方式，并可按照多種方式進(jìn)行實(shí)踐和執(zhí)行。此外，還應(yīng)明白此處所用的措辭和術(shù)語(yǔ)僅是為了進(jìn)行說(shuō)明，而不應(yīng)被看作是限定性的。這里使用的“包括”和“包含”及其變化說(shuō)法的含義是指包括其后所列的各個(gè)條目及其等效條目，且包括其它的附加條目。這里使用的“由……組成”及其變化說(shuō)法的意思是指僅包括其后所列的各個(gè)條目。使用字母來(lái)標(biāo)識(shí)方法或過(guò)程中的要素僅是為了便于識(shí)別，并不意味著各要素必須以特定的順序來(lái)執(zhí)行。
圖1表示了一個(gè)包含機(jī)座14的剪草機(jī)10、一個(gè)送風(fēng)機(jī)殼體或者固定殼體18、一個(gè)安裝在機(jī)座14上并支撐著固定殼體的發(fā)動(dòng)機(jī)20(圖2)、一組將機(jī)座14支撐在地面上的輪子22、以及一個(gè)從機(jī)座14向上延伸的手柄組件26。剪草機(jī)10還包括第一、第二手動(dòng)致動(dòng)器，在圖示實(shí)施方式中這兩個(gè)致動(dòng)器是一個(gè)橫桿手柄30和一個(gè)按鈕34，它們位于手柄26上位于遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)20的位置處。橫桿手柄30或作為備選的按鈕34與發(fā)動(dòng)機(jī)20內(nèi)的機(jī)構(gòu)通過(guò)纜索36可操作地相連著。如下文更為詳細(xì)說(shuō)明的那樣，橫桿手柄30和按鈕34必須同時(shí)被操作才能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。橫桿30、按鈕34、以及纜索36構(gòu)成了發(fā)動(dòng)機(jī)20控制系統(tǒng)的一部分。作為備選方案，也可以使用其它形式的手動(dòng)致動(dòng)器，例如杠桿、旋鈕、抽取式鑰匙等等。
應(yīng)當(dāng)指出的是盡管本發(fā)明在圖中被表示為應(yīng)用在一剪草機(jī)10上，但本發(fā)明也可應(yīng)用在其它由四沖程或二沖程往復(fù)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置中。在某些應(yīng)用場(chǎng)合中，或許希望采用兩步式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)程序。在其它應(yīng)用中，可能只需要觸動(dòng)單個(gè)手動(dòng)致動(dòng)器—例如按鈕或橫桿手柄就可啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。
在剪草機(jī)10的工作過(guò)程中，橫桿手柄30必須被移動(dòng)到一個(gè)靠近手柄組件26端部的啟動(dòng)位置38(圖1)上，以此來(lái)保證發(fā)動(dòng)機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦操作者放任離開(kāi)，則橫桿30就會(huì)受到偏置而移動(dòng)到息止位置(見(jiàn)圖1)。這將使發(fā)動(dòng)機(jī)20的點(diǎn)火電路接地，并能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20的停機(jī)過(guò)程。為了移動(dòng)橫桿手柄30至啟動(dòng)位置38，必須首先按下按鈕34并保持住再同時(shí)移動(dòng)橫桿手柄30。按下按鈕34可打開(kāi)一個(gè)卡鎖，該卡鎖位于橫桿手柄30上、或啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20所必需的其它發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)(下文將詳細(xì)討論)中的另一個(gè)可動(dòng)構(gòu)件上。作為備選方案，橫桿手柄30和按鈕34可被設(shè)置成這樣使得橫桿手柄30必須先被移到啟動(dòng)位置38才能對(duì)按鈕34進(jìn)行操作，在這種情況下，操作按鈕34就能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。
下面轉(zhuǎn)到圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)20包括一個(gè)曲軸42，其以一種公知的方式旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動(dòng)位于剪草機(jī)10機(jī)座14下的切削刀片。曲軸42可以如圖中實(shí)施方式那樣垂直定位，從而可將切削刀片直接連接到曲軸42的下端上。作為可選方案，其也可以是水平定向或者非垂直定向。安裝在曲軸42頂端上的是一個(gè)飛輪46和一個(gè)啟動(dòng)帽50。飛輪46具有一斜切邊緣52。如圖所示，一螺帽54可被旋擰到曲軸42的一個(gè)端部42上，以便于將啟動(dòng)帽50和飛輪46固定在曲軸42的頂端上。
在飛輪46、曲軸42、以及啟動(dòng)帽50的上方，一常規(guī)的反沖啟動(dòng)組件58(見(jiàn)圖1)被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到固定殼體18上。反沖啟動(dòng)機(jī)58包括一些棘爪，當(dāng)一啟動(dòng)拉繩62(見(jiàn)圖1)被拉動(dòng)時(shí)，棘爪與啟動(dòng)帽50相接合，從而轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸42?？赏ㄟ^(guò)牽拉啟動(dòng)拉繩62來(lái)按照常規(guī)的方式啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。
在發(fā)動(dòng)機(jī)20的側(cè)旁可安裝一心軸70。在圖示的結(jié)構(gòu)中，心軸70基本上是水平的，且與曲軸42垂直。但在其它的可選結(jié)構(gòu)中，心軸70可相對(duì)于水平方向傾斜，還可以既不平行于、也不垂直于曲軸42。心軸70包括一個(gè)被固定到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體66上的端部72(例如通過(guò)焊接、整體成型、鍵銷(xiāo)連接方式，或借助于圖示的花鍵或其它防轉(zhuǎn)動(dòng)連接關(guān)系)，從而使心軸70與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體66之間不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
參見(jiàn)圖2和圖3，心軸70可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著一彈簧殼體74，該殼體包括一圓筒體78和一個(gè)具有斜切邊緣86的端帽82。圓筒體82與端帽被相互固定到一起(例如通過(guò)冷縮過(guò)盈配合、咬嵌配合、螺紋界面或焊接的方法)，從而能一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在彈簧殼體74內(nèi)設(shè)置一彈性構(gòu)件或彈簧90，在圖示的實(shí)施方式中，該彈簧90是一彈簧鋼卷。彈簧90的外端被一個(gè)螺栓、卡鉤等元件固定到彈簧殼體74上，其內(nèi)端94則通過(guò)一單向離合器可釋放地連接到心軸70上。圖3所示的單向離合器結(jié)構(gòu)包括一彎鉤98(由彈簧90的內(nèi)端94形成)、以及一眼孔102(其被制在心軸70的側(cè)面中)。
圖2到圖6表示了一彈簧加載機(jī)構(gòu)，其包括一可樞轉(zhuǎn)的支架106、一飛輪滾輪110、一彈簧殼體滾輪114、以及一個(gè)設(shè)置在飛輪滾輪110與彈簧殼體滾輪114之間的旋緊離合器118。滾輪110、114都包括一斜切的摩擦邊緣，該邊緣上優(yōu)選地具有一高摩擦表面或諸如橡膠等的彈性材料。在本文的語(yǔ)境中，“滾輪”或者是指圖示的彈性(例如橡膠的)摩擦滾輪，或者是指齒輪等帶有齒牙的構(gòu)件。
滾輪110、114被支撐成可在一滾輪軸122上轉(zhuǎn)動(dòng)，且旋緊離合器118將滾輪110、114聯(lián)接起來(lái)，使它們共同轉(zhuǎn)動(dòng)。旋緊離合器118優(yōu)選為一摩擦離合器，如果達(dá)到某一選定力矩時(shí)，該摩擦離合器將發(fā)生打滑。從圖5可看出，可擺轉(zhuǎn)的支架106被樞轉(zhuǎn)地安裝到一對(duì)直立的構(gòu)件126上，該構(gòu)件被固定到定殼體18或發(fā)動(dòng)機(jī)殼體66上。
可樞轉(zhuǎn)的支架106可在圖2所示的接合位置與圖4所示的脫離位置之間移動(dòng)。一復(fù)位彈簧130將可樞轉(zhuǎn)的支架106偏置向接合位置。當(dāng)支架106處于接合位置時(shí)，飛輪滾輪110和彈簧殼體滾輪114被布置成相對(duì)于水平方向成約45°的夾角，它們分別與飛輪46以及彈簧殼體74端帽82的斜切邊緣52、86相接合。當(dāng)支架106處于脫離位置時(shí)，滾輪110、114與飛輪46和端帽82脫離開(kāi)。纜索36與可樞轉(zhuǎn)的支架106相連接，從而可使可樞轉(zhuǎn)的支架106響應(yīng)于對(duì)橫桿手柄30和按鈕34中一者或二者的觸動(dòng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
下面將描述該彈簧加載機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程。如圖6所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)20的工作過(guò)程中，飛輪46在一工作方向或啟動(dòng)方向134(在圖示的實(shí)施方式中，該方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?上轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)橫桿手柄30被釋放而移動(dòng)到圖1所示的息止位置時(shí)，彈簧加載機(jī)構(gòu)在復(fù)位彈簧130的作用下而移動(dòng)到接合位置。飛輪滾輪110由于與飛輪46摩擦接合而在逆時(shí)針?lè)较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)。由于旋緊離合器118將滾輪110和114聯(lián)接到一起、以使它們共同轉(zhuǎn)動(dòng)，所以彈簧殼體滾輪114也將在逆時(shí)針?lè)较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)。彈簧殼體74由于與彈簧殼體滾輪114摩擦接合，所以將在加載方向138(在圖示的實(shí)施方式中，該方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?上旋轉(zhuǎn)。
隨著彈簧殼體74在加載方向138上的轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧90端部的彎鉤98就會(huì)與心軸70上的眼孔102相接合，使彈簧90旋套到心軸70上。由于彈簧90被加載，所以其會(huì)對(duì)曲軸42和飛輪46在啟動(dòng)方向或工作方向134上形成一個(gè)增大的阻力。如果是在發(fā)動(dòng)機(jī)減速過(guò)程中對(duì)彈簧90進(jìn)行加載，則彈簧90會(huì)對(duì)曲軸42和飛輪46產(chǎn)生制動(dòng)作用。如果在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中對(duì)彈簧90進(jìn)行加載，則四沖程或二沖程內(nèi)燃循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力將足以對(duì)彈簧90加載，基本上不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)20的工作造成影響。
不論是在發(fā)動(dòng)機(jī)減速階段、還是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作過(guò)程中對(duì)彈簧90進(jìn)行加載，一旦彈簧90已達(dá)到一個(gè)預(yù)定的負(fù)載或閾值力矩時(shí)，旋緊離合器118(見(jiàn)圖1)就允許飛輪46和曲軸42與彈簧90脫開(kāi)。更為具體地講，一旦彈簧90達(dá)到預(yù)定的負(fù)載或閾值力矩之后，由將飛輪滾輪110和彈簧殼體滾輪114聯(lián)接起來(lái)的旋緊離合器118所產(chǎn)生的摩擦力就能被克服了。一旦彈簧90達(dá)到該預(yù)定負(fù)載，則旋緊離合器118就會(huì)打滑，以使得飛輪滾輪110相對(duì)于彈簧殼體滾輪114轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不再對(duì)彈簧90進(jìn)行加載。
因而，旋緊離合器118是這樣一種裝置其可降低彈簧90由于被過(guò)度旋緊而造成損壞的可能性。在這一點(diǎn)上，旋緊離合器118可被安裝到任何位置處，只要能被可操作地定位在曲軸42和彈簧90之間即可。這也就是說(shuō)旋緊離合器118必須要能將曲軸42與彈簧90脫開(kāi)，從而在曲軸42仍然轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，能在理想的閾值水平上停止對(duì)彈簧90加載。盡管上述的彈簧加載系統(tǒng)考慮了在發(fā)動(dòng)機(jī)減速過(guò)程中對(duì)彈簧90進(jìn)行加載的可能性，但可利用手動(dòng)或自動(dòng)的方法來(lái)操作可樞轉(zhuǎn)的支架106，以便于在發(fā)動(dòng)機(jī)20正常工作過(guò)程中才對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)90進(jìn)行加載。
在圖2、4和圖5中，發(fā)動(dòng)機(jī)20還包括一鎖止機(jī)構(gòu)，該鎖止機(jī)構(gòu)包括一棘輪或齒圈142，其被附接到彈簧殼體74上；并包括一個(gè)被安裝到可樞轉(zhuǎn)支架106上的棘爪146。加載機(jī)構(gòu)與橫桿手柄30、按鈕34、以及纜索36一道，都是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組成部分。當(dāng)可樞轉(zhuǎn)支架106處于接合位置時(shí)，棘爪146允許彈簧殼體74在加載方向138上轉(zhuǎn)動(dòng)，但阻止彈簧殼體74在與加載方向138相反的卸載方向150(見(jiàn)圖7)上轉(zhuǎn)動(dòng)。參見(jiàn)圖5，棘爪146被一扭轉(zhuǎn)彈簧154偏置向棘輪142。這樣，在圖示的實(shí)施方式中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)20停機(jī)時(shí)，鎖止機(jī)構(gòu)可阻止彈簧90的卸載。
圖2、3和圖7表示了一種能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20的彈簧卸載機(jī)構(gòu)或發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)。該發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一制有螺旋紋的部分158，其與彈簧殼體74制為一體，或另外固定到彈簧殼體74上；一啟動(dòng)游輪162，其被旋接到制有螺旋紋的部分158上；以及一個(gè)被安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)殼體66上的偏置構(gòu)件(在圖2和圖4中，該構(gòu)件為彈簧片166)。當(dāng)可樞轉(zhuǎn)的支架106被擺轉(zhuǎn)到脫離位置(例如當(dāng)橫桿手柄30和/或按鈕34被觸動(dòng)時(shí))，棘爪146與棘輪142脫開(kāi)，這將使得彈簧90被卸載。
隨著彈簧90的卸載，彈簧殼體74和制有螺旋紋的部分158將在卸載方向上一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由此使啟動(dòng)游輪162沿制有螺旋紋部分158線性地移動(dòng)、從而與飛輪46相接合(如圖4中的標(biāo)號(hào)174所示)。啟動(dòng)游輪162包括一斜切的摩擦邊緣，其優(yōu)選地具有一高摩擦表面、或帶有橡膠等彈性材料。在彈簧90進(jìn)行卸載的作用下，啟動(dòng)游輪162使飛輪46在啟動(dòng)方向134(如圖7所示)上轉(zhuǎn)動(dòng)。
一旦彈簧90已基本上變?yōu)樾遁d狀態(tài)之后，彎鉤98和眼孔102構(gòu)成的單向離合器就使得彈簧90的內(nèi)端94能從心軸70上滑脫出去。這將有助于防止內(nèi)端94被彎折到自身上，從而可避免彈簧材料的疲勞破壞。
在圖8中表示了一種備選的單向離合器結(jié)構(gòu)。該離合器結(jié)構(gòu)包括一環(huán)繞著心軸70的套筒175。彈簧90的內(nèi)端94被連接到該套筒175上—例如通過(guò)焊接的方法。在套筒175與心軸70之間設(shè)置了一些滾珠176。滾珠176接合到或者制在套筒175上、或者制在心軸70上的底切槽、溝槽或狹槽中(在圖示的結(jié)構(gòu)中，這些槽結(jié)構(gòu)為制在心軸70上的斜坡槽177)，以便于能在加載方向138上阻止套筒175相對(duì)于心軸70的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于套筒175不能相對(duì)于心軸70在加載方向138上轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可利用上述的彈簧加載機(jī)構(gòu)將彈簧90繞緊，并使其箍套住心軸70。但是，如果彈簧90已基本上變?yōu)樾遁d狀態(tài)，則彈簧殼體74、彈簧90以及套筒175可在卸載方向150上一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于彈簧殼體74、彈簧90、以及套筒175在卸載方向150上一起轉(zhuǎn)動(dòng)，可降低彈簧90內(nèi)端上的應(yīng)力和疲勞應(yīng)變。
圖9中表示了單向離合器的另一種可選結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，彈簧90的內(nèi)端94被直接固定到心軸70上—例如通過(guò)焊接的方法。心軸70被一個(gè)單向離合器178支撐在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體66中。該單向離合器178可阻止心軸70在加載方向138上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可響應(yīng)于彈簧殼體74在加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)而將彈簧90旋緊到心軸70上。但是，一旦彈簧90已被基本釋放之后，則單向離合器178就允許心軸70與彈簧90和彈簧殼體74一道轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有助于降低內(nèi)端94上的應(yīng)力和疲勞應(yīng)變。
在曲軸42轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)已經(jīng)足以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20之后，發(fā)動(dòng)機(jī)的二沖程循環(huán)或四沖程循環(huán)被啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)上升到一個(gè)工作轉(zhuǎn)速上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)20轉(zhuǎn)速的升高，飛輪46會(huì)超過(guò)啟動(dòng)游輪162，并沿著制有螺旋紋的部分158將啟動(dòng)游輪162轉(zhuǎn)動(dòng)到圖2中的左側(cè)。偏置構(gòu)件166協(xié)助啟動(dòng)游輪162復(fù)位，從而使其所在位置與飛輪46脫開(kāi)。
圖10-12中表示了一種備選的實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式中的元件相同或基本上相同的各個(gè)元件被用相同的標(biāo)號(hào)指代。在該實(shí)施方式中，滾輪110、114在處于接合位置時(shí)(見(jiàn)圖10)的定向基本上是水平的，飛輪滾輪110與飛輪46之間的接合部位并不具有斜切邊緣。彈簧加載機(jī)構(gòu)被偏置向接合位置，且通過(guò)操作橫桿手柄30和/或按鈕34，可借助于纜索36將加載機(jī)構(gòu)移動(dòng)到脫離位置(見(jiàn)圖11)。
在該實(shí)施方式中，啟動(dòng)游輪162采取了小齒輪的形式，而并非第一實(shí)施方式中滾輪的形式。飛輪46包括一懸垂的凸緣180，且沿其下邊緣制有齒牙，啟動(dòng)游輪162可響應(yīng)于彈簧的卸載而與飛輪46的齒牙相接合。為了有助于將啟動(dòng)游輪162復(fù)位到與飛輪46相脫離的位置，采用了一個(gè)螺旋彈簧181。作為備選方案，也可用上文表示在圖2和圖4中的彈簧片166來(lái)替代螺旋彈簧181。
圖13和圖14示意性地表示了一種第三實(shí)施方式。該實(shí)施方式包括另一種改型的彈簧加載機(jī)構(gòu)，該實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)與上述的兩種啟動(dòng)機(jī)構(gòu)基本上相同。在該實(shí)施方式中，彈簧加載機(jī)構(gòu)包括一臂件182，其可樞轉(zhuǎn)地與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體66的一個(gè)部分相連接。一滾輪186被該臂件182支撐著，以便于進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
臂件182的樞轉(zhuǎn)軸不與彈簧殼體74的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線共線，從而當(dāng)處于脫開(kāi)位置(圖14中的虛線)時(shí)，滾輪186被移開(kāi)，由此與飛輪46和彈簧殼體74都脫離接觸。滾輪186可被移動(dòng)到一個(gè)接合位置上，在該位置上，其與飛輪46和彈簧殼體74都摩擦接觸，這樣，響應(yīng)于飛輪46的轉(zhuǎn)動(dòng)，造成彈簧殼體74旋轉(zhuǎn)，因而可對(duì)彈簧90進(jìn)行加載。滾輪186的直徑大于彈簧殼體74與飛輪46之間的間隙，這樣就不會(huì)使?jié)L輪186從飛輪46與殼體74之間穿過(guò)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；曲軸，其被安裝成在所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；飛輪，其被安裝到所述曲軸上，以便于在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和工作過(guò)程中隨所述曲軸一起在啟動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；彈簧殼體，其被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上；具有至少一個(gè)彈性構(gòu)件的能量?jī)?chǔ)存機(jī)構(gòu)，其被安裝在所述彈簧殼體內(nèi)，所述彈性構(gòu)件響應(yīng)于所述彈簧殼體在加載方向上的旋轉(zhuǎn)而被加載，且所述彈簧殼體可響應(yīng)于所述彈性構(gòu)件的卸載而沿與所述加載方向相反的卸載方向旋轉(zhuǎn)；彈簧加載機(jī)構(gòu)，其包括至少一個(gè)滾輪，其可移動(dòng)接合到所述彈簧殼體與所述曲軸和所述飛輪其中之一的之間，或從它們之間脫離出，從而可利用所述至少一個(gè)滾輪將所述曲軸和所述飛輪在所述啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述彈簧殼體在所述加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，其將所述彈簧殼體在所述卸載方向上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為所述曲軸和飛輪在所述啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；以及控制系統(tǒng)，其用于將所述彈簧從負(fù)載狀態(tài)釋放，以使得所述彈簧殼體在所述卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的至少一個(gè)滾輪包括一個(gè)可與所述飛輪接合和脫離的第一滾輪、以及一個(gè)可與所述彈簧殼體接合和脫離的第二滾輪，所述第一、第二滾輪聯(lián)接到一起，以便于能共同轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能通過(guò)所述第一、第二滾輪將所述飛輪在所述啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為所述彈簧殼體在所述加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括旋緊離合器，其被可操作地設(shè)置在所述第一滾輪與所述第二滾輪之間，用于將它們聯(lián)接起來(lái)，以便于實(shí)現(xiàn)共同轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)所述第一、第二滾輪之間達(dá)到一閾值力矩時(shí)，旋緊離合器允許所述第一、第二滾輪之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述第一、第二滾輪繞同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)，且所述飛輪和所述彈簧殼體具有分別與所述第一滾輪和所述第二滾輪相接合的斜切邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一制有螺旋紋的構(gòu)件，其與所述彈簧殼體相連；并包括一啟動(dòng)游輪，其被旋接到制有螺旋紋的所述構(gòu)件上，使得所述彈簧殼體在所述卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)造成所述啟動(dòng)游輪移動(dòng)而與所述飛輪相接合，所述啟動(dòng)游輪將所述彈簧殼體在所述卸載方向上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為所述曲軸和飛輪在所述啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述啟動(dòng)游輪具有一斜切表面，且所述飛輪具有與所述啟動(dòng)游輪的所述斜切邊緣互補(bǔ)的斜切邊緣，以利于所述啟動(dòng)游輪與所述飛輪的結(jié)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述啟動(dòng)游輪具有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，并具有一帶有齒牙的邊緣，且所述飛輪具有一與所述啟動(dòng)游輪的所述帶齒邊緣相配套、并與之嚙合的帶齒邊緣，以利于將所述彈簧殼體在所述卸載方向上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為所述飛輪在所述啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括偏置構(gòu)件，其將所述彈簧加載機(jī)構(gòu)偏置向一位置，在該位置上，彈簧加載機(jī)構(gòu)接合到所述彈簧殼體與所述曲軸和所述飛輪二者之一的之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述彈簧加載機(jī)構(gòu)包括安裝到所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上的第一、第二支架；并包括可樞轉(zhuǎn)地安裝到所述第一、第二支架之間的可擺轉(zhuǎn)支架構(gòu)件；且包括桿軸，其被安裝到所述可樞轉(zhuǎn)支架構(gòu)件上，所述的至少一個(gè)滾輪被安裝成可在所述第一、第二支架之間繞所述桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述控制系統(tǒng)包括纜索，其被連接在至少一個(gè)所述可樞轉(zhuǎn)支架構(gòu)件與一遠(yuǎn)位橫桿手柄上，從而響應(yīng)于對(duì)所述橫桿手柄的操作，所述可樞轉(zhuǎn)支架能將所述的至少一個(gè)滾輪進(jìn)行擺轉(zhuǎn)，使其接合到所述彈簧殼體與所述曲軸和所述飛輪二者之一的之間，或從它們之間脫離出。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述彈簧殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不與所述曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述彈簧殼體的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直于所述曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還包括心軸，其延伸到所述彈簧殼體內(nèi)，并支撐著該彈簧殼體；以及一單向離合器，當(dāng)所述彈簧殼體在所述加載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該單向離合器將所述彈性構(gòu)件與所述心軸連接起來(lái)，當(dāng)所述彈性構(gòu)件已基本上變?yōu)橥耆遁d狀態(tài)時(shí)，所述單向離合器將所述彈性構(gòu)件與所述心軸脫開(kāi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括心軸，其延伸到所述彈簧殼體內(nèi)，并支撐著該彈簧殼體，所述彈性構(gòu)件被固定到所述心軸上，且被固定到所述彈簧殼體上；以及單向離合器，其被安裝到所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的一個(gè)部分中，所述單向離合器支撐著所述心軸，其中，所述單向離合器阻止所述心軸在所述加載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可響應(yīng)于所述彈簧殼體在所述加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)所述彈性構(gòu)件進(jìn)行加載，而且，一旦所述彈性構(gòu)件基本上被卸載之后，所述單向離合器允許所述心軸在所述卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述心軸與所述彈簧殼體在所述卸載方向上一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
15.一種內(nèi)燃機(jī)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；曲軸，其被支撐在所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)，且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和工作的過(guò)程中，其可在一啟動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；飛輪，其被安裝到所述曲軸上，且隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)；彈簧殼體；彈性構(gòu)件，其位于所述彈簧殼體內(nèi)，所述彈簧殼體可在一加載方向上的旋轉(zhuǎn)以對(duì)所述彈性構(gòu)件進(jìn)行加載，且所述彈簧殼體可響應(yīng)于所述彈性構(gòu)件的卸載而在一卸載方向上旋轉(zhuǎn)；彈簧加載機(jī)構(gòu)，其包括一臂件，其被所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體可樞轉(zhuǎn)地支撐著，并包括一滾輪，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到所述臂件上；以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，其將所述彈簧殼體在所述卸載方向上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為所述曲軸和飛輪在所述啟動(dòng)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；其中，所述臂件可在一接合位置與一脫開(kāi)位置之間擺轉(zhuǎn)，在接合位置上，所述滾輪將所述彈簧殼體與所述曲軸和飛輪中的至少之一接合起來(lái)，在脫開(kāi)位置上，所述滾輪與所述彈簧殼體、曲軸以及飛輪中的至少二者相脫離；其中，當(dāng)所述臂件處于所述接合位置時(shí)，所述滾輪將所述曲軸和飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為所述彈簧殼體在加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，由此對(duì)所述彈性構(gòu)件進(jìn)行加載；以及所述彈性構(gòu)件被選擇性地卸載，以驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述彈簧殼體可繞一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)，且所述樞轉(zhuǎn)臂件可繞一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述樞軸不與所述彈簧殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線共線。
17.一種內(nèi)燃機(jī)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；曲軸，其被支撐在所述發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)，且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和工作的過(guò)程中，其可在一啟動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；飛輪，其被安裝到所述曲軸上，且隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)；彈簧殼體；心軸，其延伸到所述彈簧殼體內(nèi)，并支撐著所述彈簧殼體；彈性構(gòu)件，其位于所述彈簧殼體內(nèi)，并環(huán)繞著所述心軸，所述彈簧殼體的一部分與所述彈簧殼體相連接；單向離合器，其將所述彈性構(gòu)件的一部分與所述心軸連接起來(lái)；彈簧加載機(jī)構(gòu)，其可響應(yīng)于所述曲軸和飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而在一加載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)所述彈簧殼體；以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可響應(yīng)于所述彈性構(gòu)件的卸載而使所述彈簧殼體在一卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)；其中，所述單向離合器能響應(yīng)于所述彈簧殼體在所述加載方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)而將所述彈性構(gòu)件卷繞到所述心軸上，而且，一旦所述彈性構(gòu)件基本上被卸載之后，所述單向離合器將所述彈性構(gòu)件與所述心軸脫離開(kāi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述單向離合器包括一個(gè)位于所述心軸上的眼孔、以及所述彈性構(gòu)件的一個(gè)彎鉤。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述單向離合器包括一包繞著所述心軸的套筒、以及多個(gè)位于所述套筒與所述心軸之間的滾珠，其中，所述彈性構(gòu)件被連接到所述套筒上，且所述滾珠只允許所述套筒繞所述心軸在所述卸載方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)，其包括一彈簧殼體，其被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體上，以便于繞一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)具有至少一個(gè)彈性構(gòu)件的能量?jī)?chǔ)存機(jī)構(gòu)被安裝在彈簧殼體內(nèi)。一彈簧加載機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)滾輪，其可接合到彈簧殼體與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪之間，或從它們之間脫離出，從而可利用至少這一個(gè)滾輪對(duì)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以驅(qū)使彈簧殼體在對(duì)彈性構(gòu)件進(jìn)行加載的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。一發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一制有螺旋紋的構(gòu)件，其與彈簧殼體相連，并包括一啟動(dòng)游輪，其被旋接到制有螺旋紋的構(gòu)件上。彈簧殼體響應(yīng)于彈性構(gòu)件的卸載而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)將使啟動(dòng)游輪移動(dòng)到與飛輪相接合的狀態(tài)，由此可轉(zhuǎn)動(dòng)所述飛輪而啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02D9/02GK1549895SQ02816810
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月27日
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