Муфта свободного хода стартера
STARTER FREE-WHEEL CLUTCH

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в конструкциях стартеров двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей.
Известны подвижные муфты свободного хода стартера (МСХС), содержащие шестерню и обгонную муфту, ведущий элемент которой снабжен элементом связи с валом стартера в виде шлицевой втулки (Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. - 384 с.: ил., рис. 4.17-4.18, стр 147-148). Общим недостатком таких МСХС является сложность конструкции самих МСХС и валов стартера в зоне их расположения, поскольку осевая подвижность МСХС требует наличия на валу стартера гладкой части меньшего диаметра для посадки шестерни и шлицевой части увеличенного диаметра для посадки шлицевой втулки.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является устанавливаемая на выходной вал стартера подвижная в осевом направлении МСХС (Патент РФ № RU 2274781 МПК F16D 41/06, опубл. 20.04.06. Б-11), содержащая устанавливаемые на вал стартера шестерню, с возможностью перемещения ее в осевом направлении, и обгонную муфту трения (ОМТ), снабженную элементами связи ее ведущего и ведомого элементов, соответственно, с валом стартера и шестерней, в которой шестерня выполняется за одно целое с ведомым элементом ОМТ и элементом их связи, элементами передачи момента являются подпружиненные ролики, а элементом связи ведущего элемента ОМТ с валом стартера является шлицевая втулка. Недостатком такой МСХС, помимо описанного ранее, является присущая ОМТ роликового типа склонность к смещениям и перекосам осей ее ведущего и ведомого элементов, обусловленная свойством их относительной самоустановки на режиме обгона и усугубляемая осевой удаленностью посадочных мест втулки и шестерни, что требует увеличения количества и радиуса расположения роликов по критерию долговечности, и, как следствие, приводит к усложнению конструкции и увеличению габаритов самой МСХС и элементов стартера в зоне ее расположения.
В основу изобретения положены задачи повышения долговечности МСХС, упрощения конструкции и снижения габаритов самой МСХС и элементов стартера в зоне ее расположения.
Технический результат достигается тем, что в МСХС, содержащей устанавливаемые на вал стартера шестерню, с возможностью перемещения ее в осевом направлении, и ОМТ, снабженную элементами связи ее ведущего и ведомого элементов с валом стартера и шестерней:
- ОМТ содержит в своем составе, по крайней мере, одну самозатягивающуюся пружину, содержащую участки самозатягивания на ведущем и ведомом элементе с функцией элемента его связи с шестерней, и/или выполненную за одно целое с ведущим элементом обгонной муфты трения с функцией элемента связи с валом стартера или с ведомым элементом;
самозатягивающаяся пружина снабжена дополнительными, противоположно направленными витками разгрузки выполненного за одно целое с ними ведущего элемента обгонной муфты трения с функцией элемента связи с валом или ведомого элемента ОМТ;
- МСХС выполнена раздвижной, с подвижным в осевом направлении элементом связи ведомого элемента ОМТ с шестерней, и при этом функцию ведущего элемента ОМТ совместно с функцией элемента его связи с валом стартера выполняет контактирующий с самозатягивающейся пружиной участок вала стартера;
- МСХС выполнена разъемной по поверхности контакта обгонного участка самозатягивания пружины с ведущим или ведомым элементом ОМТ, снабженным участком захвата концевого витка обгонного участка самозатягивающейся пружины, и при этом МСХС снабжена устройством синхронизации зубчатого зацепления ее шестерни с венцом маховика ДВС. Изобретение поясняется чертежами.
Фиг. 1, 2. Варианты исполнения подвижной МСХС с элементом связи ОМТ с валом стартера в виде шлицевой втулки.
Фиг. 3. Подвижная МСХС с выполненным за одно целое с самозатягивающейся пружиной ведущим элементом ОМТ
Фиг. 4, 5, 6, 7, 8. Разрез А-А с фиг. 3. Варианты выполнения связи самозатягивающейся пружины с валом стартера.
Фиг. 9. Раздвижная в осевом направлении МСХС.
Фиг. 10. Разрез А-А с фиг. 9. Варианты выполнения связи самозатягивающейся пружины с элементом связи ОМТ с шестерней.
Фиг. 11. МСХС с дополнительными витками разгрузки ведущего элемента ОМТ.
Фиг. 12. Разрез А-А с фиг. 11. Дополнительные витки разгрузки ведущего элемента ОМТ.
Фиг. 13, 14 Разъемная МСХС в исходном и рабочем положениях.
Фиг. 15. Вид А с фиг 14. Участок захвата концевого витка обгонного участка самозатягивающейся пружины.
В состав МСХС - подвижной (фиг. 1, 2, 3, 11), раздвижной (фиг. 9) или разъемной (фиг. 13-15), в зависимости от их особенностей, входят отличающиеся по конструктивному исполнению:
- шестерня 1 (фиг. 1-3, 9, 11, 13, 14), установленная по ходовой посадке на вал 2;
- ОМТ с самозатягивающейся пружиной 3 (фиг. 1-3, 9-11, 13-15), включающая ведущий элемент 4 (фиг. 1, 2) с элементом 5 (фиг. 1, 2) его связи с валом 2 стартера (фиг. 1-15) или ведущий элемент 6 (фиг. 3-15) с функцией элемента его связи с валом 2 стартера, и ведомый элемент 7 (фиг. 9, 10) с элементом 8 (фиг. 9, 10) его связи с шестерней 1 или ведомый элемент 9 (фиг. 1-8, 11-15) с функцией элемента его связи с шестерней 1;
- элементы осевой связи, обеспечивающие перемещение подвижных МСХС как одного целого (фиг. 1-3, 11), и ограничивающие относительное перемещение подвижных и неподвижных в осевом направлении элементов раздвижных МСХС (фиг. 9);
- элементы ограничения перекосов осей элементов ОМТ относительно друг друга или оси вала 2 стартера (фиг. 1-3, 9, 11), предназначенные для снижения нагрузки на посадку «шестерня 1 - вал 2 стартера»;
- элементы устройства синхронизации зубчатого зацепления шестерни с венцом маховика ДВС в разъемных МСХС (фиг. 13, 14).
Ведущий элемент 4 ОМТ выполнен в виде:
- шлицевой втулки (фиг. 1), на наружной поверхности которой неподвижно закреплен беспроворотный участок самозатягивания L1 самозатягивающейся пружины 3;
шлицевой втулки (фиг. 2), наружная поверхность которой контактирует с обгонным участком самозатягивания L2 самозатягивающейся пружины 3.
Ведущий элемент 6 ОМТ с функцией элемента его связи с валом 2 стартера выполнен в виде:
- отогнутого в направлении вала 2 и входящего в его винтовой паз конца самозатягивающейся пружины 3 (фиг. 3-8, 11, 12);
участка вала 2, контактирующего с обгонным участком самозатягивания L2 самозатягивающейся пружины 3 (фиг. 9);
- неподвижно закрепленной на вале 2 втулки (фиг. 13, 14).
Ведомый элемент 7 ОМТ выполнен в виде отогнутого наружу конца самозатягивающейся пружины 3 (фиг. 9, 10).
Ведомый элемент 9 ОМТ с функцией элемента его связи с шестерней 1 выполнен в виде:
- выполненной за одно целое с шестерней 1 втулки, контактирующей с обгонным участком самозатягивания L2 самозатягивающейся пружины 3 (фиг. 2, 13-15);
- выполненной за одно целое с шестерней 1 втулки, на наружной поверхности которой неподвижно закреплен беспроворотный участок самозатягивания L1 самозатягивающейся пружины 3 (фиг.1);
- жестко связанной с шестерней 1 втулки, внутренняя поверхность которой контактирует с работающим на раздачу участком L2 самозатягивающейся пружины 3 (фиг. 3, 4-8, 11, 12).
Элемент связи 5 ведущего элемента 4 ОМТ с валом 2 стартера выполнен в виде шлицев, расположенных на внутренней поверхности втулки, выполняющей функцию ведущего элемента 4 ОМТ (фиг. 1, 2).
Элемент связи 8 ведомого элемента 7 ОМТ с шестерней 1 выполнен в виде втулки, жестко соединенной с шестерней 1 и имеющей винтовой паз для зацепления с ведомым элементом 7 ОМТ (фиг. 9, 10).
Самозатягивающаяся пружина 3 содержит:
- концевой обгонный участок самозатягивания L2, работающий на обжим (фиг. 1, 2, 9, 11, 13-15) или на раздачу (фиг. 3-8, 10, 11), на котором установленные с предварительным радиальным натягом и испытывающие в связи с этим деформации изгиба витки могут либо проскальзывать по поверхности связанного с ним элемента ОМТ, либо самозатягиваться на нем в режиме передачи пускового момента, причем удаленная от конца пружины 3 граница этого участка является точкой А наибольшего нагружения, где при передаче пускового момента действуют максимальные по величине напряжения;
- беспроворотный участок самозатягивания L1 (фиг. 1, 2, 13, 14), на котором условия закрепления витков исключают возможность его вращения относительно связанного с ним ведущего 4 (фиг. 2, 13, 14) или ведомого 9 (фиг. 1) элементов ОМТ;
- отогнутый конец, выполняющий функцию ведущего элемента 6 ОМТ (фиг. 3, 4-8, 11) или функцию ведомого элемента 7 ОМТ (фиг. 9, 10), причем его форма и размеры обеспечивают свободное осевое перемещение в пазах и шлицах смежных элементов ОМТ или вала 2 стартера;
- участок L3 установленных с зазором г дополнительных витков разгрузки (фиг. 11, 12) выполненного за одно целое с ними отогнутого конца пружины 3, выполняющего функцию ведущего элемента 6 ОМТ, причем величина зазора г исключает посадку витков на вал 2 стартера и их самозатягивание на нем при величинах момента на валу 2 стартера, составляющих менее половины максимального пускового момента.
В состав элементов осевой связи подвижной МСХС входят:
- разрезное стопорное кольцо 10 (фиг. 1), половинки которого вложены в проточку шестерни 1, образуя замок, и завальцованная чашка 11, охватывающая ведущий 4 и ведомый 9 элементы ОМТ;
- стопорное кольцо 12, расположенное в зоне телескопического соединения (фиг. 2) ведущего 4 и ведомого 9 элементов ОМТ;
В состав элементов ограничения перекосов осей элементов ОМТ относительно друг друга или оси вала 2 стартера входят:
- элементы телескопического соединения ведущего 4 и ведомого 9 элементов ОМТ (фиг. 1, 2), предназначенные для исключения относительного смещения последних при самозатягивании пружины 3, причем минимальный зазор в нем должен обеспечивать раздельное вращение этих элементов при незначительных перекосах их осей, обусловленных зазорами в их посадках на вал 2 стартера;
- втулка 13 (фиг. 3), жестко связанная с ведомым 9 элементом ОМТ и имеющая ходовую посадку по валу 2 стартера;
поверхность самозатягивающейся пружины 3, имеющей в зависимости от направления самозатягивания ходовую посадку по валу 2 стартера (фиг. 3, 11) или по втулке, выполняющей функцию элемента 8 связи ОМТ с шестерней 1 (фиг. 9).
Особенностью разъемной МСХС (фиг. 13, 14) является то, что в исходном положении и на этапе ввода шестерни в зацепление, ОМТ разомкнута и не обеспечивает возможность передачи момента для синхронизации зубчатого зацепления шестерни и венца маховика ДВС. Для выполнения функции синхронизации в разъемную МСХС введено устройство синхронизации в виде самозатягивающейся пружины 14, отогнутый конец которой взаимодействует с выступом 15 на торцевой поверхности шестерни 1.
Наилучшие, по критериям минимального момента, передаваемого с шестерни 1 на вал 2 стартера, и тепловыделения на режиме обгона, результаты обеспечиваются при минимально возможном, с учетом технологических погрешностей, радиальном натяге на обгонном участке самозатягивания пружины 3, что обеспечивается максимально допустимыми по габаритным ограничениям диаметром и количеством его витков.
Наилучшие по критерию долговечности результаты обеспечиваются
при:
- минимальных значениях контактного давления витков и отогнутых концов самозатягивающейся пружины на контактирующие с ними поверхности элементов ОМТ и вала стартера;
- создании условий для смазки поверхностей пружины и элемента ОМТ, контактирующего с ней, на участке обгона, в условиях их микросмещений на режимах самозатягивания;
- использовании двух и более осесимметрично нагруженных самозатягивающихся пружин 3 (фиг. 4-8, 10), независимо от способа их размещения - путем вкладывания друг в друга или последовательно вдоль оси;
- использовании витков разгрузки независимо от способа их укладки - вдоль оси или вторым слоем внутри или снаружи витков обгонного участка.
Наилучшим образом неподвижность соединения в конструкциях с несколькими витками на беспроворотном участке L1 (фиг. 1, 2, 13, 14) обеспечивается за счет увеличения радиального натяга его витков на связанных с ними элементах ОМТ.
Заявленные МСХС работают, реализуя в составе стартера следующую последовательность этапов цикла пуска ДВС:
- подвод шестерни МСХС из исходного положения к зубчатому венцу маховика ДВС (на чертежах не показан) до соприкосновения торцевых поверхностей зубьев;
- синхронизация зубчатого зацепления шестерни МСХС и венца маховика ДВС путем проворачивания шестерни относительного неподвижного венца маховика ДВС до совпадения зубьев шестерни с впадинами между зубьев венца;
- ввод шестерни в зацепление с венцом маховика ДВС на полную ширину зубьев;
увеличение момента на шестерне МСХС до значения, обеспечивающего начало проворачивания ДВС;
- проворачивание ДВС путем передачи пускового момента от вала стартера через МСХС на маховик ДВС;
- разгрузка элементов МСХС от пускового момента;
- переход в режим обгона - разобщение шестерни, получившей высокооборотное вращение от маховика запущенного ДВС, и вала стартера во избежание повреждения элементов стартера;
- вывод шестерни из зацепления с венцом маховика ДВС и возврат МСХС в исходное положение в случаях успешного или несостоявшегося пусков ДВС.
На этапе подвода шестерни 1 к зубчатому венцу маховика ДВС путем перемещения влево втулки 16 (фиг. 1-3, 9, 11, 13, 14), передающей осевое усилие от втягивающего реле стартера (на чертежах не показано):
- подвижные МСХС перемещаются с поворотом относительно неподвижного вала 2 стартера на угол, определяемый винтовыми шлицами (фиг.1,2,11) или пазами (фиг. 3) на неподвижном валу 2 стартера, за счет взаимодействия их поверхностей с ведущими 6 (фиг. 3, 11) элементами ОМТ или элементами связи 5 (фиг. 1, 2) ОМТ с валом 2 стартера;
- в раздвижной МСХС (фиг. 9) шестерня 1 и втулка 8 элемента ее связи с ведомым элементом 7 ОМТ перемещаются с поворотом относительно неподвижного вала 2 стартера и неподвижной самозатягивающейся пружины 3 на угол, определяемый винтовым пазом во втулке 8, за счет взаимодействия поверхности этого паза с ведомым элементом 7 ОМТ, выполненным в виде отогнутого конца (или шлицев) самозатягивающейся пружины 3;
- в разъемной МСХС (фиг. 13, 14) шестерня 1 перемещается без поворота относительно неподвижного вала 2 стартера с сохранением возможности зацепления выступа 15 шестерни 1 с отогнутым концом самозатягивающейся пружины 14.
Этап синхронизации зубчатого зацепления шестерни 1 (фиг. 1-3, 9, 11, 13, 14) и венца маховика ДВС начинается с момента подачи питания на электродвигатель стартера, когда постепенный рост крутящего момента на его валу 2, при неподвижной, вследствие торможения о венец маховика, шестерне 1, приводит к нагружению МСХС этим моментом, и началу самозатягивания пружины 3 ОМТ в подвижных и раздвижных МСХС (фиг. 1-3, 9, 11) и пружины 14 устройства синхронизации в разъемных МСХС (фиг. 13, 14). При этом самозатягивающиеся пружины 3 и 14 воспринимают и передают этот крутящий момент посредством взаимодействия их отогнутых концов (или шлицев) с ответными элементами ОМТ (фиг. 9, 13, 14) или валом 2 стартера (фиг. 3, 11), а также посредством трения витков по контактирующим с ними поверхностям (фиг. 1, 2), которое является следствием наличия предварительного радиального натяга и обусловленного им давления витков на эти поверхности. Проволока самозатягивающихся витков пружин 3 и 14 в зоне, прилегающей к точке А наибольшего нагружения, испытывает деформации сжатия или растяжения, в зависимости от направления самозатягивания - на обжим (фиг. 1, 2, 10) или на раздачу (фиг. 3, 11), проскальзывает по контактирующим с ними поверхностям элементов ОМТ, увеличивает давление на них сверх обусловленного радиальным натягом значения, причем:
- длина таких зон, отсчитываемая вдоль оси проволоки от точки А наибольшего нагружения, возрастает с увеличением передаваемого момента;
- величины осевых усилий, деформаций и проскальзывания меняются от максимального, пропорционального действующему моменту значения, достигаемого в точке А наибольшего нагружения, до нулевого значения на границе зоны деформаций, а величина давления витков на контактирующие с ними поверхности - от максимального значения до значения, определяемого предварительным радиальным натягом;
- величина проскальзывания в точке А (фиг. 1, 2, 4-8, 10) наибольшего нагружения самозатягивающейся пружины оказывает существенное влияние на износ контактирующих с самозатягивающимися витками поверхностей, особенно, на беспроворотном участке L1 в подвижных МСХС, поэтому на этом участке назначается максимально возможный радиальный натяг и может применяться закрепление или зацепление конечного витка с целью минимизации длины зоны проскальзывания.
При использовании нескольких осесимметрично нагруженных самозатягивающихся пружин (фиг. 4, 10) в составе ОМТ или устройства синхронизации, действующее на них усилие, обусловленное моментом, распределяется между ними, исключая перекос осей элементов ОМТ друг относительно друга и относительно оси вала 2 стартера, а также оси шестерни 1 относительно оси вала 2 стартера. При неосесимметричном нагружении, например, при использовании одной пружины, отсутствие перекоса обеспечивается элементами его ограничения (фиг. 1-3, 9, 11).
Появление крутящего момента на этапе синхронизации приводит также к уменьшению зазора r (фиг. 12) между валом 2 стартера и дополнительными витками разгрузки отогнутого конца пружины 3 на участке L3 (фиг. 11), который, в этом случае, работает как пружина кручения, не касаясь витками вала 2 стартера. В связи с необходимостью сохранения на этом и последующем этапах подвижности пружины 3 относительно вала 2, зазор r между ним и поверхностью витков выбирается на основе анализа динамики нарастания крутящего момента стартера из условия, что их самозатягивание начинается только после полного ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС, когда развиваемый стартером момент превысит величину, необходимую для посадки этих витков на его вал 2.
Процесс синхронизации обеспечивается за счет того, что действующий на валу 2 стартера момент превышает момент от сопротивления трения торцевых поверхностей зубьев шестерни 1 и венца маховика, когда вал 2 стартера вместе со всей МСХС поворачивается относительно неподвижного венца, и продолжается до момента совпадения зубьев шестерни с впадинами между зубьев венца ДВС.
Этап ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС на полную ширину зубьев реализуется за счет перемещении втулки 16 влево (фиг. 1-3, 9, 11, 13, 14) под действием создаваемого втягивающим реле осевого усилия при непрерывно возрастающем крутящем моменте на валу 2 стартера. При этом:
- в подвижных и раздвижных МСХС винтовая форма шлицев (фиг. 1, 2, 5-8, 9, 11) и пазов (фиг. 3, 4) обеспечивает осевую составляющую действующего на их поверхности усилия в направлении ввода шестерни 1 в зацепление с венцом маховика ДВС;
- в разъемных МСХС (фиг. 13, 14) шестерня 1 перемещается по валу 2, воспринимая от него крутящий момент до выхода ее выступа 15 из контакта с отогнутым концом самозатягивающейся пружины 14, после чего вал 2 получает возможность свободного вращения с набором оборотов, а пружина 14 разгружается от действующего на нее момента, что сопровождается процессами, обратными самозатягиванию.
Этап ввода шестерни 1 в зацепление завершается при:
- достижении конечного положения шестерней 1 в подвижных и раздвижных МСХС (фиг. 1-3, 9, 11);
- входе в контакт концевого витка обгонного участка самозатягивающейся пружины 3 с расположенным на ведомом 9 элементе ОМТ участком захвата 17 этого витка в разъемных МСХС (фиг. 13-15). При этом обязательным условием завершения ввода шестерни 1 в зацепление для разъемных МСХС является контакт ведомого 9 и ведущего 4 элементов ОМТ с возможным образованием регламентированного зазора а (фиг. 15), а зазор d выбирается таким образом, чтобы достижение контакта концевого витка пружины 3 с участком захвата 17 и возникновение в концевом витке достаточного для начала самозатягивания радиального натяга начиналось не ранее завершения процесса ввода шестерни 1 в зацепление.
На этапе увеличения момента на шестерне 1, по мере роста развиваемого стартером крутящего момента, продолжается процесс самозатягивания витков самозатягивающейся пружины 3, включая дополнительные витки разгрузки на участке L3 (фиг. 11), а также часть витков беспроворотного участка L2. При этом элементы ОМТ, контактирующие с пружиной 3, смещаются на незначительный угол вследствие деформаций проволоки и проскальзывания витков по контактирующим с ними поверхностям, а шестерня 1 разъемной МСХС (фиг. 14, 15) и вся подвижная МСХС (фиг. 9) с витками разгрузки теряют возможность осевого перемещения относительно вала 2 стартера.
Этап проворачивания маховика ДВС начинается, когда развиваемый валом 2 стартера момент, передаваемый через МСХС, превышает сопротивление механизмов ДВС и завершается при отключении питания электродвигателя стартера, разгрузкой МСХС от пускового момента и переходом ее либо в режим обгона в случае успешного пуска ДВС с последующим выводом шестерни 1 из зацепления, либо сразу в режим вывода шестерни 1 из зацепления при несостоявшемся пуске.
На этапе разгрузки от пускового момента, по мере падения момента на валу 2 стартера, происходит постепенная разгрузка элементов ОМТ, контактирующих с элементами самозатягивающейся пружины 3, и самой пружины 3, в том числе витков разгрузки на участке L3, которая сопровождается процессами, обратными процессам этапа нагружения. В результате разгрузки шестерня 1 разъемной МСХС (фиг. 14, 15) и вся подвижная МСХС (фиг. 9) с витками разгрузки возвращают возможность осевого перемещения по валу 2.
На этапе перехода в режим обгона после успешного запуска ДВС шестерня 1 (фиг. 1-3, 9, 11, 13, 14) начинает вращаться с большей, чем вал 2 стартера скоростью, что сопровождается нагружением витков пружины 3 в противоположном самозатягиванию направлении. Проволока самозатягивающихся витков пружины в зоне, прилегающей к точке А наибольшего нагружения, начинает испытывать деформации противоположные деформациям при самозатягивании, проскальзывать по контактирующим с ними поверхностям в противоположном самозатягиванию направлении, снижать обусловленное радиальным натягом давление на них, причем на обгонном участке L2 пружины 3:
- длина этой зоны, отсчитываемая вдоль оси проволоки от точки А наибольшего нагружения, возрастает, практически, до последнего витка, который после этого начинает скользить по контактирующей с ним поверхности;
- витки в этой зоне нагружены моментом, создающим в проволоке напряжения изгиба, превышающие напряжения изгиба, обусловленные радиальным натягом, в связи с чем перестают давить на контактирующую с ними поверхность и создавать момент от сил трения;
- конечная величина нагружающего витки разгрузочного момента определяется радиальным натягом крайнего витка, который в отличие от других витков обгонного участка не теряет контакта с ответной поверхностью и скользит по ней, создавая этот передаваемый на вал 2 стартера момент.
Создаваемый конечным витком обгонного участка L2 пружины 3 разгрузочный момент действует на витки ее участка разгрузки L3 (фиг.11), увеличивая зазор между ними и валом 2 стартера, создает усилие в местах контакта ее отогнутых концов и шлицев с элементами ОМТ (фиг. 9, 13, 14) или валом 2 стартера (фиг. 3, 11), уменьшает радиальный натяг на части витков беспроворотного участка L1, имеющих радиальный натяг, не превышающий натяга конечного витка обгонного участка L2, причем остальные витки беспроворотного участка L1 сохраняют заданный при изготовлении радиальный натяг.
Этап вывода шестерни 1 из зацепления с венцом маховика ДВС начинается с момента снятия питания с электродвигателя и втягивающего реле стартера путем перемещения вправо втулки 16 (фиг. 1-3, 9, 11, 13, 14), а его особенности зависят от результатов предыдущих этапов.
При успешном пуске ДВС, когда венец его маховика вращает шестерню 1, ОМТ передает разгрузочный момент, определяемый радиальным натягом крайнего витка обгонного участка L1 самозатягивающейся пружины 3, с шестерни 1 на вал 2 (фиг. 1, 2, 14), скорость вращения которого определяется этим моментом и сопротивлением механизмов стартера, и должна минимизироваться по критерию долговечности. При этом:
- в подвижных и раздвижных МСХС винтовая форма шлицев (фиг. 1, 2, 5-8, 11, 12) и пазов (фиг. 3, 4, 9) обеспечивает осевую составляющую действующего на их поверхности усилия в направлении вывода шестерни 1 из зацепления с венцом маховика ДВС, исчезающую после полного выхода из зацепления, когда возврат МСХС в исходное состояние происходит под действием перемещающейся вправо втулки 16;
- в разъемных МСХС (фиг. 13, 14) концевой виток обгонного участка L2 самозатягивающейся пружины 3 выходит из контакта с расположенным на ведомом 9 элементе ОМТ участком захвата 17 этого витка (фиг. 13-15), в результате чего пружина 3 разгружается от разгрузочного момента, затем вращающаяся шестерня 1 перемещается по валу 2 без передачи на него этого момента, а после полного выхода из зацепления, вращаясь по инерции, достигает углового положения относительно вала 2, когда ее выступ 15 входит в контакт с отогнутым концом самозатягивающейся пружины 14 устройства синхронизации, после чего МСХС возвращается в исходное состояние под действием перемещающейся вправо втулки 16.
В случае несостоявшегося пуска ДВС вывод шестерни 1 из зацепления с неподвижным венцом маховика ДВС начинается при неподвижном вале 2 стартера, при этом:
- в подвижных и раздвижных МСХС, вследствие винтовой формы шлицев (фиг. 1, 2, 5-8, 11, 12) и пазов (фиг. 3, 4, 9), на МСХС и вал 2 стартера до полного выхода шестерни 1 из зацепления действует разгрузочный момент, что приводит к повороту на небольшой угол вала 2 стартера или ОМТ в режиме обгона, после чего МСХС возвращается в исходное состояние под действием перемещающейся вправо втулки 16;
- в разъемных МСХС (фиг. 13, 14) перемещение шестерни 1 происходит свободно с момента выхода концевого витка обгонного участка L2 самозатягивающейся пружины 3 из контакта с расположенным на ведомом 9 элементе ОМТ участком захвата 17 этого витка (фиг. 13-15), в результате чего МСХС возвращается в исходное состояние;
- для разъемной МСХС (фиг. 13, 14) возможен вариант, при котором выступ 15 шестерни 1 упрется в конец самозатягивающейся пружины 14 и шестерня 1 не выйдет полностью из зацепления с венцом маховика ДВС, причем такое положение МСХС не является аварийным, поскольку следующая попытка пуска начнется сразу с этапа полного ввода в зацепление шестерни 1 и венца маховика ДВС.
Заявленная МСХС позволяет значительно снизить себестоимость как самой МСХС, за счет упрощения конструкции, так и элементов стартера путем устранения необходимости выполнения технологически сложных элементов на его валу и уменьшения габаритов материалоемких элементов стартера в зоне расположения МСХС.