Пружинный стартер. Устройство и принцип действия

К механическим системам пуска относятся простейшие приспособления для пуска двигателей с использованием энергии человека. Простейшая пусковая рукоятка является ровесницей ДВС. Известна система пуска двухтактных бензиновых двигателей малого рабочего объема с помощью шкива, закрепленного на коленчатом валу и приводимого во вращение человеком посредством шнура, намотанного в ободе шкива. Используется система ножного пуска мотоциклетного двигателя кик-стартером, которая применяется и в настоящее время.

Однако такие приспособления пригодны для пуска маломощных двигателей при положительной температуре. При температуре ниже нуля, как правило, усилий водителя недостаточно для обеспечения надежного пуска. Поэтому, когда предъявляются жесткие требования к пуску при низкой температуре или возрастает мощность двигателя, мускульно-механические приспособления заменяют более мощными механическими, электрическими или другими системами пуска.

В частности, одним из механических средств, применяющихся для пуска двигателей внутреннего сгорания, является пружинный стартер. Рассмотрим принцип работы и его устройство на примере пружинного стартера английской фирмы CAV.

Кинематическая схема такого стартера показана на рисунке:

Рис. Кинематическая схема пружинного стартера:
1 — ведущая шестерня редуктора: 2 — дисковые пружины: 3 — главный винтовой вал; 4 — гильза; 5 — паз; 6 — контрольное отверстие; 7 — средняя пара дисковых пружин; 8 — шариковая гайка; 9 — крайняя пара пружин; 10 — пружина; 11 — соединительная тяга; 12 — рычаг включения; 13 — эксцентрик; 14 — предохранительная защелка; 15 — главная шестерня; 16 — винтовые шлицы; 17 — буферная пружина: 18 — звездообразная шайба; 19 — шарик: 20 — корпус; 21 — рукоятка: 22 — храповой механизм; 23 — собачка; 24 — ведомая шестерня гильзы.

Пружинный стартер работает следующим образом. При вращении рукоятки 21 вращается ведущая коническая шестерня 1, поворачивающая большую ведомую шестерню 24 и гильзу 4. Вращение передается шариковой гайке 8 через пазы в гильзе 4 и выступы в шариковой гайке 8. Гайка ввертывается влево по винтовым шлицам главного винтового вала 3, сжимает комплект дисковых пружин 2. Вращение рукоятки прекращают после требуемого для пуска двигателя сжатия комплекта пружин. Собачка 23 храпового механизма 22 препятствует обратному вращению конических шестерен и заводной рукоятки, к которому они стремятся под действием сжатых пружин, и шариковая гайка 8 остается в крайнем левом положении. В начале движения шариковой гайки 8 влево по винтовым шлицам главного вала 3 последний под действием сжимаемого комплекта пружин начинает поворачиваться по часовой стрелке со стороны главной шестерни. При этом звездообразная шайба 18 не вращается, так как предохранительная защелка 14, прижимаемая пружиной 10, упирается в выступ звездообразной шайбы 18. Поэтому звездообразная шайба 18 вместе с главной шестерней 15 движутся вправо по винтовым шлицам 16, и главная шестерня входит в зацепление с венцом маховика. После того, как шарики 19 звездообразной шайбы 18 и втулки главной шестерни переместятся вправо до конца шлицев 16, появится жесткая связь звездообразной шайбы 18 с главным винтовым валом 3 и последний прекращает поворачиваться (защелка 14 препятствует вращению звездообразной шайбы 18 по часовой стрелке).

Для приведения стартера в действие поворачивают рычаг 12 (в данном случае влево). Тяга 11 поднимается и через пружину 10 поднимает предохранительную защелку 14. Звездообразная шайба 18 освобождается и под действием сжатых дисковых пружин 2 шариковая гайка 8 перемещается вправо и вращает главный винтовой вал 3 по часовой стрелке. Энергия, накопленная в пружинах, высвобождается, и стартер начинает прокручивать двигатель внутреннего сгорания. В результате пуска двигателя главная шестерня 15, ведомая венцом маховика, навинчивается влево на шлицы 16 и выходит из зацепления с венцом маховика. Бели же пуск двигателя не произошел, то главная шестерня остается в зацеплении с венцом до следующей попытки пуска.

Контроль состояния сжатия пружины производится визуально через контрольное отверстие 6 в корпусе 20. Средняя пара дисковых пружин 7 окрашена по окружности в зеленый цвет. Поэтому появление в отверстии 6 зеленого цвета свидетельствует о полностью разжатой пружине. Крайняя правая пара пружин 9 окрашена в красный цвет. Появление его в отверстии 6 указывает на состояние полного сжатия пружин. Остальные диски имеют белый цвет, Который указывает на частичное разжатие пружин стартера. Полное сжатие пружин необходимо для пуска холодного двигателя. Пуск теплого двигателя может осуществляться при частичном сжатии пружин.

Пружинный стартер фирмы CAV модификаций SS или SR внешне похож на обычный электрический стартер. Заводная рукоятка имеет рычаг длиной около 200 мм. Максимальный вращающий момент стартера (при полном сжатии пружин) составляет около 90 Н*м. По данным фирмы, такой пружинный стартер обеспечивает пуск шестицилиндрового дизеля с рабочим объемом 6 л при 0 С. Пуск при отрицательной температуре возможен со средствами облегчения, от которых зависит предельная температура пуска.

Преимущества пружинного стартера

• отсутствие аккумуляторной батареи, проводов, электрического генератора
• простота и надежность конструкции
• возможность медленного прокручивания коленчатого вала двигателя с целью регулировки газораспределения и топливной аппаратуры
• плавность входа главной шестерни в зацепление с венцом маховика

Недостатки пружинного стартера

• невозможность пуска двигателя с места водителя и поэтому — непригодность для автомобилей, а преимущественно для строительных машин
• большая продолжительность пуска в связи с необходимостью предварительного сжатия пружин рукояткой
• кратковременность прокручивания при пуске двигателя, что делает невозможным пуск при отрицательных температурах без средств облегчения
• высокая точность изготовления деталей, приводящая к высокой трудоемкости изготовления

В связи с указанными недостатками пружинные стартеры в настоящее время не находят широкого применения.