專利名稱:一種即停即起電柔性嚙合起動機的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種汽車起動機,特別是一種汽車即停即起電柔性嚙合起動機。
背景技術:
整車即停即起系統(tǒng)是一種新型節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)(常見于混合動力系統(tǒng)控制系統(tǒng)中),原理是當車輛處于“怠速”狀態(tài)(紅燈或堵車)時,駕駛者只要持續(xù)性踩上制動踏板或其他操作,發(fā)動機就會自動熄火,切換到待機狀態(tài);釋放踏板或其他操作,車輛會瞬間自動點火,重新起動。由于整車即停即起系統(tǒng)需多次使用起動機,即實現(xiàn)起動機的驅動齒輪與齒圈多次嚙合,如發(fā)生頂齒或銑齒故障會導致起動不成功而引起交通阻塞等嚴重問題。故即停即起系統(tǒng)需起動機實現(xiàn)嚙合0故障,即不允許有頂齒或銑齒故障發(fā)生。目前車輛市場上,柴油機上的起動機種類眾多,按照嚙合方式進行分類,一般有慣性嚙合式、柔性嚙合式和強制嚙合式三種,其中大部分使用電柔性嚙合式起動機或強制嚙合式起動機。申請?zhí)枮椤?01010217859”,名稱為“一種兩級電路柔性嚙入式起動機”的中國實用新型專利申請,即公開了一種電柔性起動機,其優(yōu)點為嚙合動作柔和,不會使驅動齒輪與齒圈嚴重受損,卻可能在嚙合過程中發(fā)生頂齒導致電磁開關故障;而強制嚙合雖然有結構簡單、制造成本低、起動效果好、不頂齒等優(yōu)點,但極易發(fā)生銑齒等故障,破壞齒圈。故為了保護齒圈,即停即起系統(tǒng)起動機多采用電柔性嚙合的嚙合方式。圖1為現(xiàn)有技術的電柔性嚙合起動機結構示意圖,圖2為電柔性嚙合起動機電路圖。下面根據(jù)該圖對此種類型起動機的嚙合過程進行描述當起動機開關16接通時,起動繼電器8的觸點閉合,此時電磁開關9的吸拉線圈20、保持線圈21的電路被同時接通,在吸拉線圈20和保持線圈21的共同作用下,柱塞22被吸入,帶動撥叉6將單向離合器4向前推出,使驅動齒輪1向前打出。另一方面,吸拉線圈20的電流流入電機內部19,該電流足夠大可以克服電機空轉阻力使電機19慢轉起來,故驅動齒輪1在被撥出過程中會慢轉,從而能自動叉開頂齒,使驅動齒輪1順利與齒圈嚙合。當驅動齒輪1與齒圈完全嚙合時,在柱塞 22的推動下,使電磁開關9內動觸點10與靜觸點11接通,此時蓄電池端子17與電機端子 18接通,即起動機主電路被接通,吸拉線圈20被短路,電樞12高速旋轉,電樞12的轉速經行星減速機構13減速后再經螺旋花鍵傳給單向離合器4,再通過單向離合器4傳遞給驅動齒輪1,最后起動發(fā)動機。即每一次嚙合過程都是讓驅動齒輪1先嚙入齒圈,電磁開關9觸點才接通,起動機才真正開始工作。但當電柔性嚙合式起動機因自身零件的使用壽命等原因需進行更換時,此時發(fā)動機的齒圈因之前的使用會有不同程度的磨損,而電柔性嚙合式起動機在與齒圈嚙合時的扭矩較小,如果驅動齒輪嚙入力的徑向分力小于齒面的摩擦力,會導致驅動齒輪無法旋轉嚙入齒圈而發(fā)生頂齒,造成電磁開關主觸點無法接通,電磁開關吸拉線圈長時間通電后燒毀, 最后起動機失效。圖3為現(xiàn)有技術強制嚙合起動機的電路圖,圖4為強制嚙合起動機的結構圖,下面根據(jù)該圖對此種類型起動機的嚙合過程進行描述當點火開關16接通時,電流經電磁開關9的50端子M流入吸拉線圈20與保持線圈21,在吸拉線圈20與保持線圈21的共同作用力下,柱塞22移動通過撥叉6將單向離合器4與驅動齒輪1向前推出,如驅動齒輪1未與齒圈23順利嚙合會發(fā)生頂齒,此時驅動齒輪1停止移動,在電磁開關9磁場力的作用下, 柱塞22繼續(xù)向后移動并壓縮輔助彈簧25 (輔助彈簧也可在撥叉6后或單向器4后)至動觸點10與靜觸點11接通,即蓄電池端子17與電機端子18接通,起動機通電轉動,驅動齒輪1轉過一定的角度后,會叉開頂齒位置在輔助彈簧25的推動下迅速與齒圈嚙合,起動發(fā)動機。即電磁開關9觸點接通后,驅動齒輪1才會旋轉,叉開頂齒,并利用輔助彈簧25的儲能,迅速前移,與飛輪齒圈嚙合。由此可見,現(xiàn)有技術中的起動方式存在因齒圈磨損發(fā)生頂齒而引起的電磁開關燒毀或齒圈易被破壞的問題。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種即停即起電柔性嚙合式起動機,以解決電柔性嚙合因齒圈磨損發(fā)生頂齒而引起的電磁開關燒的故障,使其在發(fā)生頂齒時,仍能保證電磁開關主觸點接通。為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種即停即起電柔性嚙合起動機,包括驅動齒輪、單向離合器、撥叉總成、電磁開關總成、繼電器總成、驅動軸總成、行星減速機構和電樞總成,其中,還包括一強制嚙合結構,所述驅動齒輪通過花鍵與所述單向離合器上的齒輪軸連接,所述單向離合器與所述驅動軸總成通過螺旋花鍵連接,所述驅動軸總成通過所述行星減速機構與所述電樞總成連接,所述齒輪軸的配合花鍵的長度為Li,所述驅動齒輪的配合花鍵長度為L2,所述Ll大于L2,所述強制嚙合結構包括一形成于所述Ll與L2之間的行程間隙M和用于保證所述驅動齒輪與齒圈順利嚙合的嚙合彈簧,所述嚙合彈簧套裝在所述齒輪軸上并設置于所述驅動齒輪與所述齒輪軸之間。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述齒輪軸與所述驅動齒輪連接的一端設置為階梯軸結構,所述驅動齒輪內設置有與所述階梯軸結構適配的凸臺,所述嚙合彈簧分別抵靠在所述凸臺與所述階梯軸結構之間。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述齒輪軸與所述驅動齒輪的配合花鍵為直齒花鍵或螺旋花鍵。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述Ll為25 洲毫米,所述L2為 15 16毫米。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面,所述圓形截面的直徑為2 3毫米。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧,所述彈簧鋼為矩形截面,所述矩形截面的寬度為2 3毫米。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的波形彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面,所述圓形截面的直徑為2 3毫米。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的波形彈簧,所述彈簧鋼為矩形截面,所述矩形截面的寬度為2 3毫米。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面或矩形截面,所述圓形截面的直徑或所述矩形截面的寬度為2 3毫米。上述的即停即起電柔性嚙合起動機,其中,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的波形彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面或矩形截面,所述圓形截面的直徑或所述矩形截面的寬度為2 3毫米。本實用新型的技術效果在于本實用新型提供了一種即停即起電柔性嚙合起動機,結合了柔性嚙合與強制嚙合兩種嚙合方式,正常嚙合時嚙合方式為柔性嚙合;如發(fā)生頂齒故障時,嚙合方式由柔性嚙合轉換為強制嚙合,輸出扭矩增大,驅動齒輪在大扭矩作用下克服齒面摩擦力與齒圈嚙合,從而起動發(fā)動機??蓪崿F(xiàn)嚙合零故障,并有效地解決了電柔性嚙合式起動機出現(xiàn)的電磁開關線圈燒毀的問題。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述,但不作為對本實用新型的限定。
圖1為現(xiàn)有技術的電柔性嚙合起動機結構示意圖;圖2為現(xiàn)有技術的電柔性嚙合起動機電路圖;圖3為現(xiàn)有技術強制嚙合起動機的電路圖;圖4為現(xiàn)有技術強制嚙合起動機的結構圖;圖5A為本實用新型一實施例的結構示意圖(工作狀態(tài));圖5B為圖5A的I部放大圖。其中,附圖標記1驅動齒輪2嚙合彈簧[0029]3齒輪軸4單向離合器[0030]5驅動軸總成6撥叉總成[0031]7柱塞8繼電器總成[0032]9電磁開關總成10動觸點[0033]11靜觸點12電樞總成[0034]13行星減速機構14接觸面[0035]15接觸面16起動機開關[0036]17蓄電池端子18電機端子[0037]19電機20吸拉線圈[0038]21保持線圈22柱塞[0039]23齒圈2450端子[0040]25輔助彈簧26強制嚙合結構[0041]Ll齒輪軸配合花鍵的長度L2驅動齒輪畫[0042]M行程間隙
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作具體的描述[0044]參見圖5A及圖5B,圖5A為本實用新型一實施例的結構示意圖(工作狀態(tài));圖5B 為圖5A的I部放大圖。本實用新型的即停即起電柔性嚙合起動機,包括驅動齒輪1、單向離合器4、撥叉總成6、電磁開關總成9、繼電器總成8、驅動軸總成5、行星減速機構13、電樞總成12,還包括一強制嚙合結構沈,驅動齒輪1與嚙合彈簧2安裝在齒輪軸3上,所述驅動齒輪1通過花鍵與所述單向離合器4上的齒輪軸3連接,所述嚙合彈簧2設置于所述驅動齒輪1與所述齒輪軸3之間,所述單向離合器4與所述驅動軸總成5通過螺旋花鍵連接,所述驅動軸總成5通過所述行星減速機構13與所述電樞總成12連接,電磁開關總成9上的柱塞7與單向離合器4通過撥叉6進行連接。所述齒輪軸3的配合花鍵的長度為Li,所述驅動齒輪1的配合花鍵長度為L2,所述Ll大于L2,所述強制嚙合結構沈包括一形成于所述 Ll與L2之間的間隙M和用于保證所述驅動齒輪1與齒圈23順利嚙合的嚙合彈簧2,所述嚙合彈簧2套裝在所述齒輪軸3上并設置于所述驅動齒輪1與所述齒輪軸3之間。所述齒輪軸3與所述驅動齒輪1連接的一端設置為階梯軸結構,所述驅動齒輪1內設置有與所述階梯軸結構適配的凸臺,所述嚙合彈簧2分別抵靠在所述凸臺與所述階梯軸結構之間。驅動齒輪1內的直齒花鍵長度設計不能過短,不然會影響驅動齒輪1的強度。本實施例中,經有限元分析及耐久試驗,優(yōu)選驅動齒輪1的配合花鍵長度L2選定為15 16mm。 齒輪軸3的外直齒花鍵的長度不能過長,不然也同樣會影響齒輪軸3的強度。本實施例中, 經有限元分析及耐久試驗,在滿足驅動齒輪1的接觸面15與齒輪軸3的接觸面14碰觸可使電磁開關的動、靜觸點接通的條件下,配合花鍵的長度Ll優(yōu)選為25 觀讓。所述齒輪軸 3與所述驅動齒輪1的配合花鍵可以為直齒花鍵或為螺旋花鍵。為保證嚙合彈簧2能提供足夠大的回復力,所述嚙合彈簧2優(yōu)選為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧或波形彈簧,所述嚙合彈簧2的靜止長度為22 M毫米,所述嚙合彈簧2的外徑為25 27毫米,所述彈簧鋼為圓形截面或矩形截面,所述圓形截面的直徑或所述矩形截面的寬度優(yōu)選為2 3毫米。起動機工作時,繼電器8吸合,電磁開關9內電磁力拉動柱塞7向后移動,撥叉6帶動單向離合器4向前移動,驅動齒輪1向前打出,如驅動齒輪1與齒圈23未順利嚙合而發(fā)生頂齒,此時驅動齒輪1不能移動,齒輪軸3繼續(xù)向前移動,驅動齒輪1相對于齒輪軸3繼續(xù)向后移動,抵靠在所述驅動齒輪1的凸臺與所述齒輪軸3的階梯軸結構之間的嚙合彈簧2 被壓縮,電磁開關9內的柱塞22在電磁力的作用下繼續(xù)向后移動,帶動撥叉6繼續(xù)將單向離合器4繼續(xù)向前推出,直至電磁開關9的動觸點10與靜觸點11被接通,整機輸出扭矩增大,單向離合器4通過齒輪軸3的配合花鍵將扭矩傳遞給驅動齒輪1,此時驅動齒輪1的徑向分力大于齒圈23的齒面摩擦力開始360°高速旋轉,當其在轉動過程中叉過頂齒后,驅動齒輪1在嚙合彈簧2的作用下實現(xiàn)與齒圈23嚙合。其中,當起動開關16閉合瞬間至電磁開關9的動觸點10與靜觸點11閉合前的瞬間,電機19的回路型式為蓄電池正極經電磁開關吸拉線圈20至電機19內部,再回到蓄電池負極。本實用新型結合了柔性嚙合與強制嚙合兩種嚙合方式,增大了電柔性嚙合起動機驅動齒輪的后退行程和嚙合彈簧的彈力,如發(fā)動機齒圈磨損嚴重,驅動齒輪無法嚙入齒圈并發(fā)生頂齒時,受電磁開關吸拉力作用,驅動齒輪壓縮嚙合彈簧繼續(xù)后退至電磁開關動、靜觸點強行接通,起動機大扭矩輸出,轉速增加,單向器轉過一定的角度后,在嚙合彈簧的作用下與齒圈嚙合,起動發(fā)動機。正常嚙合時嚙合方式為柔性嚙合;如發(fā)生頂齒故障時,嚙合方式由柔性嚙合轉換為強制嚙合,輸出扭矩增大,驅動齒輪在大扭矩作用下克服齒面摩擦力與齒圈嚙合,從而起動發(fā)動機??蓪崿F(xiàn)嚙合0故障,并有效的解決電柔性嚙合式起動機出現(xiàn)的電磁開關線圈燒的故障。 當然,本實用新型還可有其它多種實施例,在不背離本實用新型精神及其實質的情況下,熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應的改變和變形,但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種即停即起電柔性嚙合起動機,包括驅動齒輪、單向離合器、撥叉總成、電磁開關總成、繼電器總成、驅動軸總成、行星減速機構和電樞總成,其特征在于,還包括一強制嚙合結構,所述驅動齒輪通過花鍵與所述單向離合器上的齒輪軸連接,所述單向離合器與所述驅動軸總成通過螺旋花鍵連接,所述驅動軸總成通過所述行星減速機構與所述電樞總成連接,所述齒輪軸的配合花鍵的長度為Li,所述驅動齒輪的配合花鍵長度為L2,所述Ll大于 L2,所述強制嚙合結構包括一形成于所述Ll與L2之間的行程間隙M和用于保證所述驅動齒輪與齒圈順利嚙合的嚙合彈簧,所述嚙合彈簧套裝在所述齒輪軸上并設置于所述驅動齒輪與所述齒輪軸之間。
2.如權利要求1所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述齒輪軸與所述驅動齒輪連接的一端設置為階梯軸結構,所述驅動齒輪內設置有與所述階梯軸結構適配的凸臺,所述嚙合彈簧分別抵靠在所述凸臺與所述階梯軸結構之間。
3.如權利要求1所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述齒輪軸與所述驅動齒輪的配合花鍵為直齒花鍵或螺旋花鍵。
4.如權利要求1、2或3所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述Ll為 25 觀毫米,所述L2為15 16毫米。
5.如權利要求4所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面,所述圓形截面的直徑為2 3毫米。
6.如權利要求4所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧,所述彈簧鋼為矩形截面,所述矩形截面的寬度為2 3毫米。
7.如權利要求4所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的波形彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面,所述圓形截面的直徑為2 3毫米。
8.如權利要求4所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的波形彈簧,所述彈簧鋼為矩形截面,所述矩形截面的寬度為2 3毫米。
9.如權利要求1、2或3所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的圓柱螺旋彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面或矩形截面,所述圓形截面的直徑或所述矩形截面的寬度為2 3毫米。
10.如權利要求1、2或3所述的即停即起電柔性嚙合起動機,其特征在于,所述嚙合彈簧為由彈簧鋼繞制而成的波形彈簧,所述彈簧鋼為圓形截面或矩形截面,所述圓形截面的直徑或所述矩形截面的寬度為2 3毫米。
專利摘要一種即停即起電柔性嚙合起動機,包括驅動齒輪、單向離合器、撥叉總成、電磁開關總成、繼電器總成、驅動軸總成、行星減速機構和電樞總成,還包括一強制嚙合結構,該驅動齒輪通過花鍵與該單向離合器上的齒輪軸連接,該單向離合器與該驅動軸總成通過螺旋花鍵連接,該驅動軸總成通過該行星減速機構與該電樞總成連接,該齒輪軸的配合花鍵的長度為L1,該驅動齒輪的配合花鍵長度為L2,該強制嚙合結構包括一形成于該L1與L2之間的行程間隙M和用于保證該驅動齒輪與齒圈順利嚙合的嚙合彈簧,該嚙合彈簧設置于該驅動齒輪與該齒輪軸之間。本實用新型可實現(xiàn)嚙合零故障,并有效地解決電柔性嚙合式起動機出現(xiàn)的電磁開關線圈燒毀的問題。
文檔編號F16F1/06GK202055968SQ201120087628
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2011年3月29日
發(fā)明者張力, 栗小云, 王彬 申請人:北京佩特來電器有限公司