专利名称：一种柴油机的制作方法
技术领域：
本发明涉及柴油机尤其是单缸柴油机技术领域。
背景技术：
目前市场上销售和在用的柴油机尤其是单缸柴油机在起动时大量采用手摇起动方法。由 于柴油机压縮比高，或由于供油系统相位误差可能导致空气与柴油的混合气提前着火，在柴 油机起动时出现反转，对新手来说由于没有经验或者心情紧张，这种可能性还有所增加。一 般来说，柴油机起动出现反转时，由于起动轴速度陡然提高，摇手把与起动轴紧紧贴合在一 起，加上现有起动爪带有挡片或称倒钩，操作者无法使其人为脱开。大角度的反转对于操作 者容易造成伤害，轻则扭伤关节，重则摇手把飞出砸伤人员。防反转技术国内已有一些研究， 典型方案是釆用棘轮棘爪机构，手摇起动时棘轮随起动轴转动，如果反转，棘爪抵住棘轮的 棘齿，利用棘爪动作使摇手把及棘轮机构与反转的起动轴分离，从而防止反转。但是这类方 案结构比较复杂，分离动作不太可靠。还有技术方案在反转发生后，能够打开柴油机减压手 柄,但不能使反转停止，更不能使摇手把与起动轴分离。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够控制反转角度的柴油机。
一种柴油机，包括机身、摇手把、起动轴，其特征是它还包括起动爪、滑槽、撑杆、单 向转动机构，当起动成功后， 一对起动爪相互之间或一个起动爪与销钉差速分离，当起动失 败发生反转时，滑槽与撑杆相对运动，继而摇手把与起动轴上的起动爪或销钉分离，反转终 止。
本发明采取的技术方案能有效控制反转角度，防止柴油机大角度反转，避免伤害操作者 和周围人员，方案结构简单，可靠性好。本发明的技术方案不涉及柴油机内部结构，安装、 维修都很方便。
以下结合附图介绍本发明技术方案。
图l为技术方案示意图。
图2为技术方案另一示意图。
图3为棘轮等后视图。
图4为滑槽立体图。
图5为起动爪立体图。
图6为起动爪外圆展开图。
图7为起动成功时销钉与起动爪分离示意图。图8为起动成功时撑杆与滑槽分离示意图。 图9为反转时撑杆与滑槽分离示意图。
图io为反转时销钉与起动爪分离示意图。
图11为棘轮中心孔局部剖视图。
图12为起动爪与摇手把设计为一体示意图。
图13为销钉6沿起动爪9斜面上升。
图14为起动爪9与销钉6分离。
图15为实施例5简图。
图16为实施例6简图。
图17为实施例7简图。
图18为实施例8简图。
图19为实施例9简图。
图20为实施例IO简图。
图21为实施例ll简图。
图22为另一起动爪立体图。
图23为与图22对应的摇手把和起动爪。
图24为另一滑槽。
图25为起动爪分离情形。
图26为滑槽与撑杆分离情形。
图27为带U形挡环的滑槽。
图28为实施例12简图。
其中l一撑杆，l一l 一撑杆，2—摇手把(由15—前端、16—手柄、17—曲拐等组成)， 3—滑槽，3 — 1一滑槽，4一棘轮，5—凸台，6—销钉，7—单向轴承内环，8—起动轴，9一 起动爪，9 — 1—起动爪，9 —2—起动爪，IO—机身，ll一棘齿，12—棘爪，13—单向轴承外 环，14一U形挡环。
具体实施例方式
实施例1:
如图1所示，在摇手把2前端15上安装一个棘轮4，摇手把2的曲拐17延伸与前端15 成T形，其上安装相应的棘爪12，起动柴油机时，摇手把2插入起动爪9孔内，起动爪9 与起动轴8设计为一体，固定在摇手把2上的销钉6和棘轮4端面的撑杆1分别与起动爪9 和机身上的滑槽3啮合定位。
如图1所示，两个撑杆1固定在棘轮4上，撑杆1在棘轮4端面对称分布，为了减小摩擦阻力，撑杆l末端可釆用半球形。 如图2所为技术方案正面视图。
如图3所示，棘轮4端面有两个与撑杆1，起动柴油机时机身10上的滑槽3和撑杆1 啮合，棘轮4与机身IO处于静止状态，棘爪12随摇手把2从棘轮4的棘齿11上滑过。摇 手把2反转，棘爪12顶住棘齿U，棘轮4与摇手把2相对静止，跟随摇手把2反转。
图4为滑槽3的立体图。
图5为起动爪9的立体图。
图6为起动爪外圆展开图。
滑槽3和起动爪9均由斜面和直立面构成，斜面与直立面之间的底部可为圆弧连接。滑 槽底部圆弧半径略大于撑杆1末端半球形的半径，起动爪9底部圆弧半径略大于销钉6的半 径， 一根销钉6对应配合两个起动爪。当滑槽3和起动爪9相对于起动轴心位于同一侧并在 一条直线方向上时，滑槽3和起动爪9两个斜面方向相同。滑槽3顶部到底部的深度大于等 于起动爪顶部到底部的深度。为了保证撑杆1与滑槽3、销钉6与起动爪9同时啮合到位， 撑杆1伸出的长度以可调整为宜，例如可使用螺栓安装螺母并紧方法。
用摇手把2起动柴油机成功着火后时，起动轴8转速陡然提高，如图7所示，摇手把2 上的销钉6沿起动爪9斜面迅速上升到顶部端面，此即差速分离。如图8所示，撑杆l也迅 速与滑槽3分离，摇手把2和棘轮4等可以整体与起动爪9和滑槽3顺利分离，起动成功并 且安全。
用摇手把2起动柴油机失败而且发生反转后，起动爪9是摇手把反转的动力输出部位， 反转开始时由于棘轮4与机身10相对静止，位于摇手把2上的棘爪12立即顶住棘齿11， 反转开始后棘轮4与摇手把2相对静止，跟随摇手把2反转。棘轮4反转带动固定于其上的 撑杆1转动，如图9所示，撑杆1转动使其沿着滑槽3的斜面上升，直到滑槽3的顶面，如 图10所示，由于撑杆1上升带动摇手把2及位于其上的销钉6从起动爪9中升起至分离， 由于这个分离，摇手把失去反转动力，摇手把2反转此时立即停止。实际反转角度是滑槽3 所对应的圆心角，最多再加上一个棘齿11所对应的圆心角，因为反转发生时棘爪12与棘齿 11之间可能存在接近一个齿位的空转行程。相关安全标准的允许反转角度，可通过选择滑 槽3的斜面长度和距转动轴的半径得到控制，滑槽越短，半径越大，实际反转角度将越小。 所以本发明从根本上解决柴油机起动过程中出现大角度反转伤害操作者和周围人员的问题。
实施例2:
在实施例1中，如图ll所示，棘轮4中心孔孔径大于摇手把2前端直径，并且可以穿 过销钉6，所以，棘轮4可以卸下，这样可以克服摇手把2和棘轮4组合体空间体积较大， 不便于放入工具箱的缺点。 实施例3:
在实施例1中，如图12所示，起动爪9与摇手把2设计为一体，对应地，销钉6固定在起动轴8上，用摇手把2起动柴油机成功着火后时，起动轴8转速陡然提高，如图13所示， 销钉6沿起动爪9斜面迅速上升到顶部端面而差速分离，如图8所示，撑杆1也同时与滑槽 3分离，起动成功并且安全。此时当滑槽3和起动爪9相对于起动轴心位于同一侧并在一条 直线方向上时，滑槽3和起动爪9两个斜面方向相同。
用摇手把2起动柴油机失败而且发生反转后，销钉6是摇手把2反转的动力输出部位， 反转开始时由于棘轮4与机身10相对静止，位于摇手把2上的棘爪12立即顶住棘齿11， 反转开始后棘轮4转而与摇手把2相对静止，跟随摇手把2反转。棘轮4反转带动固定于其 上的撑杆1转动，如图9所示，撑杆1转动使其沿着滑槽3的斜面上升，直到滑槽3的顶面， 如图14所示，由于撑杆1上升带动摇手把2及位于其上的起动爪9与销钉6最终分离，由 于这个分离，摇手把失去反转动力，摇手把2反转此时立即停止。实际反转角度与上述实施 例相同，控制在相关安全标准的允许反转角度范围内。 实施例4:
在实施例3中，棘轮4中心孔直径大于摇手把2前端起动爪9直径，棘轮4可以卸下， 这样可以克服摇手把2和棘轮4组合体空间体积较大，不便于放入工具箱的缺点。 实施例5:
在实施例1中，将棘轮4、棘爪12置于机身上，棘轮内圆固定在机身i0的凸台5上， 撑杆1位于棘轮4端面上，滑槽3位于摇手把2曲拐上，如图15所示。
起动柴油机时，摇手把2插入起动爪9孔内，起动爪9与起动轴8设计为一体，固定在 摇手把2上的销钉6和滑槽3分别与起动爪9和机身上棘轮4端面的撑杆1的啮合。
摇手把2正向转动时，滑槽3和撑杆1啮合，棘轮4跟随转动，与摇手把2处于相对静 止状态，机身上棘爪12从棘轮4的棘齿11上滑过。柴油机反转时，摇手把2反转，棘爪 12顶住棘齿11，棘轮4与机身10相对静止。
用摇手把2起动柴油机成功着火后时，起动轴8转速陡然提高，如图7所示，摇手把2 上的销钉6沿起动爪9斜面迅速上升到顶部端面而差速分离，如图8所示，撑杆1也迅速与 滑槽3分离，起动成功并且安全。
用摇手把2起动柴油机失败而且发生反转后，起动爪9是摇手把反转的动力输出部位， 反转开始时棘爪12立即顶住棘齿11，棘轮4与机身10相对静止，位于摇手把2上的滑槽3 跟随摇手把2反转，滑槽3的斜面因滑过撑杆1而使摇手把2远离机身10，撑杆1到达滑 槽3顶部，摇手把2及位于其上的销钉6从起动爪9中升起至分离，由于这个分离，摇手把 失去反转动力，摇手把2反转此时立即停止。实际反转角度与实施例l相同，控制在相关安 全标准的允许反转角度范围内。 实施例6:
实施例5中，单向转动机构棘轮4、棘爪12替换为单向轴承，如图16，单向轴承内环 7固定在机身10的凸台5上，撑杆1位于单向轴承外环13上，滑槽3位于摇手把2曲拐上，摇手把2正向转动时，滑槽3和撑杆1啮合，单向轴承外环13跟随转动，与摇手把2处于 相对静止状态。摇手把2及滑槽3反转时，根据单向轴承的功能，撑杆1及单向轴承外环 13与单向轴承内环7相对静止，即与机身10相对静止。
用摇手把2起动柴油机成功着火后时，起动轴8转速陡然提高，如图7所示，摇手把2 上的销钉6沿起动爪9斜面迅速上升到顶部端面而差速分离，如图8所示，撑杆1也迅速与 滑槽3分离，起动成功并且安全。
用摇手把2起动柴油机失败而且发生反转后，起动爪9是摇手把反转的动力输出部位， 反转时单向轴承外环13与机身10相对静止，位于摇手把2上的滑槽3跟随摇手把2反转， 滑槽3的斜面因滑过撑杆1而使摇手把2远离机身10，撑杆1到达滑槽3顶部，摇手把2 及位于其上的销钉6从起动爪9中升起至分离，由于这个分离，摇手把失去反转动力，摇手 把2反转此时立即停止。实际反转角度是滑槽3所对应的圆心角，加上单向轴承的自锁角， 后者一般很小，所以实际反转角度可以控制在相关安全标准的允许反转角度范围内。 实施例7:
在实施例1中，单向转动机构棘轮4、棘爪12替换为单向轴承，如图17所示，单向轴 承内环7在摇手把2前端固定不动，撑杆1位于单向轴承外环13上，滑槽3在机身10上。 摇手把2正向转动时，滑槽3和撑杆1啮合，单向轴承外环13及撑杆1与机身10处于相对 静止状态，单向轴承内环7与摇手把2同步转动，即此时单向轴承外环13与单向轴承内环 7处于单向相对运动状态。摇手把2及单向轴承内环7反转时，基于单向轴承的功能，单向 轴承外环]3与内环7相对静止。
用摇手把2起动柴油机成功着火后时，起动轴8转速陡然提高，如图7所示，摇手把2 上的销钉6沿起动爪9斜面迅速上升到顶部端面而差速分离，如图8所示，撑杆1也迅速与 滑槽3分离，起动成功并且安全。
用摇手把2起动柴油机失败而且发生反转后，起动爪9是摇手把反转的动力输出部位， 反转时单向轴承外环13和撑杆1与摇手把2和单向轴承内环7相对静止，撑杆1滑过位于 机身10上的滑槽3的斜面而使摇手把2远离机身10，撑杆1上升到滑槽3顶部，摇手把2 及位于其上的销钉6从起动爪9中升起至分离，由于这个分离，摇手把失去反转动力，摇手 把2反转此时立即停止。实际反转角度是滑槽3所对应的圆心角，加上单向轴承的自锁角， 后者一般很小，所以实际反转角度可以控制在相关安全标准的允许反转角度范围内。 实施例8:
在实施例7中，撑杆l与滑槽3改成仅有一对，滑槽3置于机身10上，摇手把为无延 伸的单曲拐，如图18，技术效果与实施例7相同，但结构更简单。
实施例9:
在实施例6中，撑杆l与滑槽3改成仅有一对，滑槽3设置在摇手把单曲拐上，如图 19，技术效果与实施例6相同，但结构更简单。实施例10:
在实施例5中，撑杆l与滑槽3改成仅有一对，滑槽3设置在摇手把单曲拐上，如图 20,技术效果与实施例5相同，但结构更简单。
实施例11:
在实施例1中，撑杆1与滑槽3改成仅有一对，滑槽3设置机身10上，如图21，技术 效果与实施例l相同，但结构更简单。 实施例12:
实施例9中，起动爪9换为起动爪9一1，后者为由斜面与直立面组成的锯齿形结构， 如图22所示。销钉6换为与起动爪9一1相啮合的形状相同的起动爪9一2，即实施例1中 起动爪与销钉的配合，换为一对锯齿形起动爪之间的啮合，这时起动爪9一1与起动轴8设 计为一体，另一起动爪9一2固定在摇手把2前端原来销钉6的位置，如图23所示。与起动 爪和销钉配合相比， 一对起动爪啮合，接触面积增大，使用更可靠。同理，为了增加撑杆与 滑槽的接触面积，撑杆1换为撑杆l一l，后者末端呈与滑槽贴合良好的斜面，撑杆截面可 为圆形或矩形等形状。滑槽3换为滑槽3 — 1，后者由斜面与直立面组成，其深度大于或等 于起动爪9一1的深度，如图24所示。为了增加操作稳定性，滑槽周围可采用"U"形挡环， 其中"U"开口在斜面顶端一侧，如图25所示。为了縮短撑杆的长度，增加其刚度，摇手把 的曲拐17可以设计为台阶形的，使曲拐中靠前端15部分贴近机身，而摇手把曲拐中靠手柄 16的部分由于台阶形设计而远离机身，保证转动摇手把时与机身保持合适距离而不磕碰。 如图26所示。
用摇手把2起动柴油机成功着火后时，起动轴8转速陡然提高，如图27所示，固定于 摇手把2前端的起动爪9 — 2沿起动爪9一1斜面迅速上升到顶部端面而差速分离，起动成功 并且安全。
用摇手把2起动柴油机失败而且发生反转后，起动爪9一1是摇手把反转的动力输出部 位，反转时单向轴承外环13与机身10相对静止，位于摇手把2上的滑槽3—1跟随摇手把 2反转，滑槽3—1的斜面因滑过撑杆l一l而使摇手把2远离机身10，撑杆1 — 1到达滑槽 3 — 1顶部，如图28所示。位于摇手把2前端的起动爪9一2从起动爪9一1中升起至分离， 由于这个分离，摇手把2失去反转动力，反转立即停止。实际反转角度是滑槽3 — 1所对应 的圆心角，加上单向轴承的自锁角，后者一般很小，所以实际反转角度可以控制在相关安全 标准的允许反转角度范围内。
同理，其它实施例情况下，起动爪、销钉、滑槽、撑杆、摇手把曲拐等作与实施例12 相同的替换，效果相同。
事实上，滑槽的深度即使明显大于起动爪的深度也是可行的，因为无论是起动分离还是 反转分离，主要取决于起动爪9与销钉6分离或一对起动爪彼此分离，对于撑杆与滑槽，即 使部分啮合或处于斜面之上，由于正转或反转已经终止，摇手把2前端仍能顺利从起动爪内孔中退出，撑杆顺利从滑槽中退出，而不可能出现继续转动的不安全状态。据此，滑槽直立 面可直接用U形挡环中间拐弯部分替代，滑槽与U形挡环可设计为一体。
单向转动机构包括以上实施例列举的棘轮棘爪机构、单向轴承及其它可实现单向转动的 任何机构，它们均可实现相同的技术效果。
除实施例3、 4外，其它实施例中，起动爪与摇手把2前端均可设计为一体，，需要注意 的是起动爪与销钉6或一对起动爪的配合方向必须保证能够施加正向起动力矩，并且当滑槽 和起动爪相对于起动轴心位于同一侧并在一条直线方向上时，滑槽和起动爪两个斜面方向相 同。这样的改变均能实现防大角度反转的技术效果。
相关实施例中，撑杆1固定在棘轮4或单向轴承外环13上，相对应的滑槽固定在机身 10上，相反地，滑槽固定在棘轮4或单向轴承外环13上，撑杆固定在机身10上，即撑杆 和滑槽位置对调，而且滑槽斜面方向保证撑杆在摇手把2正向转动时在滑槽直角边啮合定 位，在摇手把2反向转动时，撑杆与滑槽相对运动，显然，这样的位置对调同样可以达到各 实施例原来的技术效果。
相关实施例中，撑杆固定在棘轮4或单向轴承外环13上，相对应的滑槽固定在摇手把 2的曲拐上，相反地，滑槽固定在棘轮4或单向轴承外环13上，撑杆固定在摇手把2的曲 拐上，即撑杆和滑槽位置对调，而且滑槽斜面方向保证撑杆在摇手把2正向转动时在滑槽直 角边啮合定位，在摇手把2反向转动时，撑杆与滑槽相对运动，显然，这样的位置对调同样 可以达到各实施例原来的技术效果。
以上撑杆和滑槽位置对调过程中，当滑槽和起动爪相对于起动轴心位于同一侧并在一条 直线方向上时，滑槽和起动爪两个斜面方向相同。
相关实施例中，撑杆或滑槽可以位于棘轮4的端面，也可固定于棘轮4的外圆周上，此 时棘齿与撑杆或滑槽都在外侧，彼此分层错开。而且撑杆或滑槽可以与棘轮4设计为一个整 体，如前所述，撑杆的杆身长度可设计成可调整的。
相关实施例中，撑杆或滑槽可以位于单向轴承外环13的端面，也可固定于单向轴承外 环13的外圆周上，这时撑杆或滑槽可以与单向轴承外环13设计为一个整体。对应的滑槽或 撑杆位于摇手把2的曲拐(或含延伸部分)上，同样可以设计为一个整体。如前所述，撑杆 的杆身长度可设计成可调整的。
相关实施例中，凸台5还可位于单向转动机构外侧，此时撑杆或滑槽将固定在单向轴承 的内环上，棘轮4将为内齿，棘爪12位于棘轮4内侧。各种情形下，凸台5与机身10、单 向轴承与凸台5固定的内环7或外环13、单向轴承内环7和摇手把2前端等可以分别设计 为一体。
撑杆与滑槽成对设置，可以有一对或多对，设置多对时应沿圆周等距离分布，从结构的 简便性考虑，撑杆与滑槽可仅设一对。
权利要求
1、一种柴油机，包括机身、摇手把、起动轴、销钉，其特征是它还包括起动爪、滑槽、撑杆、单向转动机构，起动爪与起动轴设计为一体，单向转动机构位于摇手把上，撑杆和滑槽处于机身与单向转动机构之间且分别固定连接。
2、 一种柴油机，包括机身、摇手把、起动轴，其特征是它还包括一对起动爪、滑槽、 撑杆、单向转动机构， 一起动爪与起动轴设计为一体，另一起动爪固定在摇手把上，单向转 动机构位于摇手把上，撑杆和滑槽处于机身与单向转动机构之间且分别固定连接。
3、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是起动爪与摇手把设计为一体。
4、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是单向转动机构位于机身上， 撑杆和滑槽处于摇手把与单向转动机构之间且分别固定连接。
5、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是摇手把曲拐延伸成T形。
6、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是起动爪能够使摇手把沿轴向 无转动退出。
7、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是滑槽形状与起动爪形状相似， 滑槽深度大于等于起动爪深度。
8、 根据权利要求7所述的柴油机，其特征是滑槽周围有U形挡环。
9、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是摇手把曲拐为台阶形。
10、 根据权利要求1或权利要求2所述的柴油机，其特征是单向机构为棘轮棘爪机构， 且棘轮可以从摇手把上卸下。
全文摘要
一种柴油机，涉及柴油机尤其是单缸柴油机技术领域，本发明提供一种能够控制反转角度的柴油机。一种柴油机，包括机身、摇手把、起动轴，其特征是它还包括起动爪、滑槽、撑杆、单向转动机构，当使用摇手把起动柴油机成功后，一对起动爪相互之间或一个起动爪与销钉之间差速分离，当起动失败发生反转时，滑槽与撑杆相对运动，继而摇手把与起动轴上的起动爪或销钉分离，反转终止。本发明可广泛应用于用摇手把起动的柴油机特别是单缸柴油机。
文档编号F02N1/00GK101624956SQ20091014756
公开日2010年1月13日 申请日期2009年6月15日 优先权日2008年7月8日
发明者吴文冰 申请人:吴文冰