專(zhuān)利名稱(chēng)：高性能起動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型系汽車(chē)起動(dòng)裝置。
現(xiàn)行的汽車(chē)起動(dòng)機(jī)系采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)起動(dòng)齒輪而沒(méi)有減速裝置。這樣其起動(dòng)力矩等于電機(jī)的扭矩。為了使其起動(dòng)機(jī)具有足夠的起動(dòng)力矩，現(xiàn)行的起動(dòng)機(jī)不得不把電機(jī)功率加大。這樣的起動(dòng)機(jī)有如下幾個(gè)缺點(diǎn)一是冷起動(dòng)性差。起動(dòng)機(jī)功率越大、起動(dòng)次數(shù)越少、起動(dòng)性能越差。所以在高寒條件下汽車(chē)的冷起動(dòng)一直是所需解決的難題。增加起動(dòng)力矩減小電機(jī)功率是提高起動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)性能的良好途徑。但長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)找到一種適合生產(chǎn)及使用條件的有效方法。其二現(xiàn)行的起動(dòng)機(jī)體積大，重量大，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)總布置不利。其三是現(xiàn)行的起動(dòng)機(jī)由于功率大，所以采用永磁材料較困難。其原因是功率越大，需要永磁材料越多，而釹鐵硼永磁材料價(jià)格很貴，這樣成本將有所增加。
本實(shí)用新型的目的是克服上述起動(dòng)機(jī)存在的缺點(diǎn)而提供的一種高性能起動(dòng)機(jī)。這種起動(dòng)機(jī)可廣泛地用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、及工程機(jī)械上。
一種高性能起動(dòng)機(jī)系由起動(dòng)齒輪嚙合機(jī)構(gòu)、起動(dòng)電機(jī)、減速裝置三部分組成。這種高性能起動(dòng)機(jī)同現(xiàn)行的起動(dòng)機(jī)根本區(qū)別在于，高性能起動(dòng)機(jī)裝有能使電機(jī)輸出扭矩增加的減速裝置。
一種高性能起動(dòng)機(jī)是在現(xiàn)行起動(dòng)機(jī)的電機(jī)殼體10及起動(dòng)機(jī)殼體9之間加一減速裝置。齒輪2的齒數(shù)比齒輪4的齒數(shù)少；齒輪1的齒數(shù)大于齒輪3的齒數(shù)；齒輪3和齒輪4用花鍵軸5固定聯(lián)接在一起；其花鍵軸5二端的軸頸分別置于電機(jī)殼體10上的軸孔及起動(dòng)機(jī)殼體9上的軸孔之中。齒輪2與電機(jī)軸8固定聯(lián)接且與齒輪4相嚙合；齒輪1與滑鍵軸6固定在一起且與齒輪3相嚙合。這樣的機(jī)構(gòu)形成了齒輪1與齒輪2之間的轉(zhuǎn)速差。從而實(shí)現(xiàn)齒輪1上的輸出扭矩的增加。
起動(dòng)齒輪嚙合機(jī)構(gòu)系由起動(dòng)齒輪7、起動(dòng)機(jī)殼體9、撥叉14、挺桿15、動(dòng)鐵16線(xiàn)圈17等件組成。該機(jī)構(gòu)同現(xiàn)行的起動(dòng)機(jī)沒(méi)什么不同、所不同的是滑鍵軸6與電機(jī)軸8之間斷開(kāi)。
當(dāng)需要起動(dòng)時(shí)接通線(xiàn)圈17的電源、動(dòng)鐵16將在磁場(chǎng)的作用下被吸動(dòng)、同時(shí)帶動(dòng)挺桿15移動(dòng)；撥叉14在挺桿15的牽引下推動(dòng)滑鍵齒輪7與發(fā)動(dòng)機(jī)和飛輪上的齒環(huán)嚙合，此時(shí)接通電刷13上的電源，電樞12即在磁極11磁場(chǎng)的作用下開(kāi)始旋轉(zhuǎn)、從而把電機(jī)軸8上的輸出扭矩通過(guò)減速裝置中的齒輪2、齒輪4、齒輪3及齒輪1而傳給起動(dòng)齒輪7。發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的齒環(huán)在起動(dòng)齒輪7的帶動(dòng)下而旋轉(zhuǎn)、直至發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)為止、起動(dòng)齒輪7方可退出嚙合、至此起動(dòng)機(jī)完成一個(gè)起動(dòng)循環(huán)。附


圖1是高性能起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
今電機(jī)的扭矩為Me。齒輪2齒數(shù)為Z2，齒輪4的齒數(shù)為Z4，齒輪3的齒數(shù)為Z3，齒輪1的齒數(shù)為Z1。則起動(dòng)齒輪7上的扭矩M0則很容易求得MO＝Me· (Z1)/(Z3) × (Z4)/(Z2)原則上 (Z1)/(Z3) × (Z4)/(Z2) 值越大，電機(jī)的功率越小，但這個(gè)值不能過(guò)大。該值過(guò)大、將意味起動(dòng)齒輪7的轉(zhuǎn)速過(guò)低，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)速度過(guò)低。這樣將產(chǎn)生一個(gè)壞處，那就是活塞的密封性隨活塞的運(yùn)動(dòng)速度下降而變壞、即漏氣損失增加、起動(dòng)反而變得困難。本實(shí)用新型推薦 (Z1)/(Z3) × (Z4)/(Z2) 之積在3左右為好。減速比在2～5之間。
電機(jī)在采用永磁電機(jī)時(shí) (Z1)/(Z3) × (Z4)/(Z2) 之積可取偏大值，當(dāng)采用普通電機(jī)時(shí)可取偏小值。
這種高性能起動(dòng)機(jī)的作用機(jī)理在如下幾個(gè)方面一是起動(dòng)扭矩大益于冷起動(dòng)。因?yàn)樵诤錀l件下，發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)副之間隙由于熱脹冷縮效應(yīng)而變小，且機(jī)油粘度較正常工作時(shí)大得多，此時(shí)起動(dòng)阻力很大。而高性能起動(dòng)機(jī)由于帶有減速裝置，起動(dòng)扭矩大為提高。二是發(fā)動(dòng)機(jī)在冷起動(dòng)時(shí)，可燃混合氣的霧化不良，混合氣中的燃油在冷的狀態(tài)下呈微小霧滴狀，這些霧滴只有進(jìn)一步氣化，才能與空氣更均勻地混合，有利于點(diǎn)火燃燒迅速起動(dòng)。而這種進(jìn)一步氣化的條件，正是需要使這些被初始霧化的微小油滴在氣缸中多停留一些時(shí)間，其停留時(shí)間越長(zhǎng)氣化越好，點(diǎn)火成功的機(jī)率也就增加。而增加混合氣在氣缸中停留的時(shí)間的方法只有一個(gè)，那就是在冷起動(dòng)時(shí)把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降得低一些。三是在電并容量相同的條件下，起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)每間隔十秒起動(dòng)1次，直至發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)為止，以此累記起動(dòng)次數(shù)評(píng)價(jià)起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。很明顯只要電瓶容量相同、起動(dòng)力矩相同、那么高性能起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)次數(shù)必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般性能起動(dòng)機(jī)。另一方面在起動(dòng)次數(shù)相同，起動(dòng)扭矩也相同條件下，其所需要的電瓶容量則可小一些，這對(duì)整車(chē)成本，重量指標(biāo)顯然有益。
一種高性能起動(dòng)機(jī)具有良好的冷起動(dòng)性，並且高性能起動(dòng)機(jī)重量輕體積小。對(duì)于不在高寒情況下作業(yè)的起動(dòng)機(jī)，其起動(dòng)力矩可以保持與一般性能起動(dòng)機(jī)相同，其電機(jī)容量可以成倍的減小，其容量減小的倍數(shù)等于減速裝置的減速比。這樣使起動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)更為緊湊。有利于降低成本及發(fā)動(dòng)機(jī)總布置。又由于采用減速裝置，其電機(jī)容量減小，那么高性能起動(dòng)機(jī)上的電機(jī)如果采用永磁電機(jī)時(shí)，所需要的永磁材料將大為減少。而這類(lèi)性能良好的釹鐵硼永磁材料其價(jià)格甚高，只有在用量不大，且綜合成本不高于原起動(dòng)機(jī)的條件下，才有可能被采用；而高性能起動(dòng)機(jī)正好可以作到這一點(diǎn)，它有利于新材料的使用和推廣。此外，這種高性能起動(dòng)機(jī)還有一條意得不到的優(yōu)點(diǎn)。那就是能減輕發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。原因是發(fā)動(dòng)機(jī)在寒冷條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油在起前粘度很大，而且潤(rùn)滑油沒(méi)能充分到達(dá)各運(yùn)動(dòng)副表面，此時(shí)摩擦阻力很大。降低發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速自然會(huì)減少運(yùn)動(dòng)副間的磨損。
本實(shí)用新型在具體設(shè)計(jì)中以CA141發(fā)動(dòng)機(jī)上的起動(dòng)機(jī)為例。其嚙合機(jī)構(gòu)基本參數(shù)不變，電機(jī)原為1.8千瓦，重11.5公斤，現(xiàn)在取 (Z1)/(Z3) × (Z4)/(Z2) ＝ 26/15 × 26/15 ＝3.004則在起動(dòng)扭矩相同條件下，其高性能起動(dòng)機(jī)的電機(jī)容量?jī)H為00.6千瓦。其整機(jī)重量已不足7公斤，原起動(dòng)機(jī)總長(zhǎng)為320mm現(xiàn)高性能起動(dòng)機(jī)總長(zhǎng)為300mm，比原來(lái)起動(dòng)機(jī)短20mm。
Z1、Z2、Z3、Z4齒輪的模數(shù)為1.75。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中花鍵軸6的軸6與電機(jī)軸8的軸線(xiàn)可以偏心布置，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的總布置。
權(quán)利要求1.一種由嚙合機(jī)構(gòu)、電機(jī)構(gòu)成的高性能起動(dòng)機(jī)，其特征在于電機(jī)殼體10及起動(dòng)機(jī)殼體9之間加一減速裝置；齒輪4的齒數(shù)少于齒輪2的齒數(shù)；齒輪1的齒數(shù)大于齒輪3的齒數(shù)，減速比為2～5；齒輪3與齒輪4用花鍵軸5固定聯(lián)結(jié)在一起，其花鍵軸5一端的軸頸分別置于電機(jī)殼體10上的軸孔及起動(dòng)機(jī)殼體9上的軸孔之中；齒輪1與滑鍵軸6固定聯(lián)接且齒輪輪3嚙合；齒輪2與電機(jī)軸8固定聯(lián)接且與齒輪4相嚙合；滑鍵軸6與電機(jī)軸8之間是斷開(kāi)的。
2.按權(quán)利要求1所述的起動(dòng)機(jī)其特征在于當(dāng)滑鍵軸6的軸線(xiàn)與電機(jī)軸8的軸線(xiàn)之間呈偏移布置時(shí)，齒輪2與齒輪1直接嚙合。
專(zhuān)利摘要一種由嚙合機(jī)構(gòu)、減速裝置及電機(jī)組成的高性能起動(dòng)機(jī)同現(xiàn)行起動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別是，高性能起動(dòng)機(jī)在電機(jī)殼體10及起動(dòng)機(jī)殼體9之間加一減速裝置。其減速比在2～5之間。這樣，即提高了起動(dòng)力矩又大大減小了電機(jī)的容量。因此這種高性能起動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、且有利于新的永磁材料應(yīng)用。
文檔編號(hào)F02N11/02GK2066902SQ9020482
公開(kāi)日1990年12月5日 申請(qǐng)日期1990年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月14日
發(fā)明者陳仁 申請(qǐng)人:陳仁