專利名稱：一種緩嚙合的起動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車發(fā)動機(jī)的具有緩嚙合功 能的起動機(jī)。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動機(jī)的起動機(jī)，其他文獻(xiàn)中也稱為起動電機(jī)或啟動機(jī)，通常把蓄電池電 能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)而帶動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。起動機(jī)按其與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈的嚙合方 式分為慣性嚙合式起動機(jī)、緩嚙合式起動機(jī)和強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)三大類。現(xiàn)有技術(shù)中， 汽車的起動裝置通常采用強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)。


圖1所示是現(xiàn)有技術(shù)中較為常用的強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)，由電動機(jī)(圖中未示 出)、驅(qū)動齒輪103、電磁開關(guān)觸點106等組成。起動機(jī)的工作原理如下按下起動按 鈕，電流在電磁開關(guān)保持繞組104和電磁開關(guān)吸拉繞組105中產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下 鐵芯拉桿108推動起動機(jī)驅(qū)動齒輪102向發(fā)動機(jī)飛輪齒圈103軸向移動。無論起動機(jī)驅(qū) 動齒輪102與103發(fā)動機(jī)飛輪齒圈是否嚙合成功，電磁開關(guān)觸點106總能閉合。電動機(jī) 110的電路形成通路，起動機(jī)獲得較大電流帶動發(fā)動機(jī)(本圖未示出)旋轉(zhuǎn)，起動成功。 在起動機(jī)的實際工作過程中，大多數(shù)情況則是驅(qū)動齒輪的齒剛好頂在飛輪齒圈的齒端面 上，即發(fā)生頂齒現(xiàn)象，這樣驅(qū)動齒輪已不能向前移動，起動機(jī)驅(qū)動齒輪和發(fā)動機(jī)飛輪齒 圈難以嚙合?，F(xiàn)有技術(shù)的解決辦法是，在鐵芯拉桿108的靠近杠桿109 —端放置一彈簧 107，彈簧107的一端連接鉸鏈掛鉤111，另一端連接鐵芯拉桿108。電磁開關(guān)保持繞組 104和電磁開關(guān)吸拉繞組105中產(chǎn)生的電磁力使彈簧107被壓縮，鐵芯拉桿108能繼續(xù)向 電磁開關(guān)觸點106處移動，促使電磁開關(guān)觸點106閉合。電磁開關(guān)觸點106閉合后，電 動機(jī)110獲得大電流并高速旋轉(zhuǎn)。通過電動機(jī)110從靜止加速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，在一定軸向壓 力下強(qiáng)制起動機(jī)驅(qū)動齒輪和發(fā)動機(jī)飛輪齒圈進(jìn)行嚙合，驅(qū)動齒輪滑入飛輪齒圈槽中完成 嚙合過程。這種在頂齒狀態(tài)下，由于起動機(jī)驅(qū)動齒輪在較短時間內(nèi)完成靜止到飛速旋轉(zhuǎn) 的過程，因此嚙合前的角加速度大，易出現(xiàn)因驅(qū)動齒輪速度過快導(dǎo)致嚙合不成功。此時 驅(qū)動齒輪相當(dāng)于“銑刀”對飛輪齒圈進(jìn)行“銑削”，因此把這種故障稱為“銑齒”。其 嚴(yán)重后果是飛輪齒環(huán)被銑削干凈，有時驅(qū)動齒輪也同時報廢。

實用新型內(nèi)容為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供了一種具有緩嚙合功能的起動機(jī)，能 有效避免出現(xiàn)嚙合過程中的銑齒故障。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種緩嚙合起動機(jī)，包括蓄電池、電動 機(jī)、驅(qū)動齒輪、飛輪齒圈、杠桿、鉸鏈掛鉤、電磁開關(guān)觸點、鐵芯拉桿及吸拉繞組，所 述吸拉繞組一端與電池連接，另一端與電動機(jī)連接，所述杠桿一端與鉸鏈掛鉤連接，另 一端與所述驅(qū)動齒輪連接，所述杠桿推動所述驅(qū)動齒輪與所述飛輪齒圈嚙合，所述電磁 開關(guān)觸點一端與電池連接，另一端與電動機(jī)連接，其特征在于所述鉸鏈掛鉤與所述鐵芯拉桿直接連接，所述吸拉繞組中通過的電流滿足驅(qū)動所述電動機(jī)轉(zhuǎn)動的臨界條件，使所 述飛輪齒圈與所述驅(qū)動齒輪嚙合在先，所述電磁開關(guān)觸點閉合在后。進(jìn)一步地，所述吸拉電流的大小為80至150安培。進(jìn)一步地，所述起動機(jī)還包括一與電動機(jī)相連接的減速器。進(jìn)一步地，所述起動機(jī)與一發(fā)動機(jī)連接，所述發(fā)動機(jī)為柴油發(fā)動機(jī)或汽油發(fā)動 機(jī)。進(jìn)一步地，所述起動機(jī)滿足L2 Ll大于La Lb,其中Ll是所述驅(qū)動齒輪與 所述飛輪齒圈的距離，L2是起動機(jī)處于非工作狀態(tài)時，鐵芯拉桿與電磁開關(guān)觸點之間的 距離，La是所述杠桿的支點到所述鉸鏈掛鉤的距離，Lb是所述杠桿的支點到與所述驅(qū)動 齒輪的軸線的距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本技術(shù)方案具有如下技術(shù)效果 本技術(shù)方案通過控制電磁開關(guān)吸拉繞組通電產(chǎn)生電磁力的同時，驅(qū)動電動機(jī)輸 出小扭矩并且緩慢旋轉(zhuǎn)，使起動機(jī)的驅(qū)動齒輪和發(fā)動機(jī)的飛輪齒圈嚙合成功后，才使起 動機(jī)的電磁開關(guān)觸點接通，不會出現(xiàn)兩者順序顛倒。通過使千安培級的強(qiáng)大電流出現(xiàn)在 驅(qū)動齒輪和發(fā)動機(jī)飛輪齒圈的嚙合以后，避免了現(xiàn)有技術(shù)中嚙合前出現(xiàn)的100牛米左右 的大扭矩所造成的銑齒故障，使之具有緩嚙合功能。本技術(shù)方案能夠提高起動機(jī)工作可 靠性，延長了發(fā)動機(jī)飛輪齒圈的工作壽命，滿足了起動機(jī)系統(tǒng)耐久性的目的。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不作為對本實用新 型的限定。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的起動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型所涉及的起動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖2為本實用新型所涉及的起動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型的起動機(jī)包括發(fā) 動機(jī)1、電池2、起動按鈕3、電磁開關(guān)保持繞組4、電磁開關(guān)吸拉繞組5、電磁開關(guān)觸點 6、鐵芯拉桿7、鉸鏈掛鉤8、杠桿支點9、直流電動機(jī)10、減速器11、起動機(jī)驅(qū)動齒輪 12、發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13。其中，本實用新型所涉及的電池2優(yōu)選地為蓄電池，電磁開關(guān) 觸點6及起動按鈕3與電池2串聯(lián)。電磁開關(guān)保持繞組4 一端與起動按鈕3連接，另一 端接地。電磁開關(guān)吸拉繞組5 —端與起動按鈕3連接，另一端與直流電動機(jī)10串聯(lián)。本實用新型所涉及的起動機(jī)工作原理如下起動按鈕3處于閉合狀態(tài)時，電流I1 從電池2中流出并分流為維持電流I2與吸拉電流13，電流流經(jīng)電磁開關(guān)保持繞組4、電磁 開關(guān)吸拉繞組5后產(chǎn)生電磁力，驅(qū)動鐵芯拉桿7朝電磁開關(guān)觸點6的方向移動，并通過杠 桿原理，驅(qū)動起動機(jī)驅(qū)動齒輪12朝發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13方向移動。當(dāng)起動機(jī)驅(qū)動齒輪12 與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13發(fā)生齒對齒的情況，即頂齒情況出現(xiàn)時，由于本設(shè)計方案的鐵芯拉 桿7采用剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計，鐵芯拉桿7直接與鉸鏈掛鉤8相連接，去掉了現(xiàn)有技術(shù)中必須使 用的彈簧，利用直流電動機(jī)10的低速旋轉(zhuǎn)完成嚙合后再接通電磁開關(guān)觸點6，因此當(dāng)頂 齒情況出現(xiàn)時，電磁開關(guān)觸點不能接通，起動機(jī)不會輸出最大扭矩，避免了銑齒故障的
4出現(xiàn)。如圖2所示，Ll是起動機(jī)驅(qū)動齒輪12與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13的距離，L2是起動 按鈕3處于分離狀態(tài)下時，鐵芯拉桿7與電磁開關(guān)觸點6之間的距離。在設(shè)計時，當(dāng)杠桿 支點9位于杠桿中心位置時，L2的距離大于Ll的距離，即滿足L2 Ll大于La Lb, 其中La是杠桿支點9到鉸鏈掛鉤8的距離，Lb是杠桿支點9到與起動機(jī)驅(qū)動齒輪12軸 線的距離。在設(shè)計滿足上述距離時，當(dāng)起動機(jī)驅(qū)動齒輪12與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13發(fā)生齒對 齒的情況時，鐵芯拉桿7使電磁開關(guān)觸點6無法接觸，而導(dǎo)致電磁開關(guān)觸點6不能閉合。 電磁開關(guān)吸拉繞組5的線圈的直徑設(shè)計較現(xiàn)有技術(shù)增大，流經(jīng)電磁開關(guān)吸拉繞組5的電流 滿足以下條件既產(chǎn)生電磁力驅(qū)動鐵芯拉桿7，又能剛好驅(qū)動直流電動機(jī)10轉(zhuǎn)動，即滿 足使直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動的臨界條件。通常而言，現(xiàn)有技術(shù)中的吸拉電流I3在30到40安培 范圍內(nèi)，本技術(shù)方案的吸拉電流I3根據(jù)常用的直流電動機(jī)的型號不同，設(shè)置在80到150 安培之間；其中，實驗數(shù)據(jù)表明，最佳的實施方式為90到130安培。直流電動機(jī)10在 吸拉電流I3的驅(qū)動下輸出小扭矩且緩慢地旋轉(zhuǎn)起動機(jī)驅(qū)動齒輪12，使起動機(jī)驅(qū)動齒輪12 在較小的輸出扭矩下和發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13進(jìn)行嚙合，因此能夠?qū)崿F(xiàn)緩嚙合。以10個齒 的驅(qū)動齒輪為例，當(dāng)直流電機(jī)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動不超過36度后，即可實現(xiàn)與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈 嚙合。在起動機(jī)驅(qū)動齒輪12與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13成功嚙合后，驅(qū)動齒輪得以繼續(xù)向飛輪 齒圈方向移動，電磁力使鐵芯及拉桿繼續(xù)移動，接通電磁開關(guān)觸點6。1000安培級的強(qiáng) 大電流驅(qū)動起動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，并由驅(qū)動齒輪帶動飛輪齒圈高速轉(zhuǎn)動，使發(fā)動機(jī)工作。本 技術(shù)方案使起動機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)起動機(jī)驅(qū)動齒輪12與發(fā)動機(jī)飛輪齒圈13嚙合在先，起動機(jī)的 電磁開關(guān)觸點6接通在后，而不出現(xiàn)兩者順序顛倒。在本實用新型中，通過在起動機(jī)驅(qū)動齒輪12與直流電動機(jī)10中間采用一減速器 11裝置，降低驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速，增大驅(qū)動齒輪扭矩，可以使實用新型的技術(shù)效果更好，但 是也可視實際工程應(yīng)用情況，可忽略不用。本實用新型所公開的技術(shù)方案適用于柴油發(fā)動機(jī)時，由于柴油發(fā)動機(jī)的起動功 率需求大，因此技術(shù)效果優(yōu)異；本技術(shù)用于汽油發(fā)動機(jī)時，同樣能達(dá)到優(yōu)異的技術(shù)效果。起動機(jī)在發(fā)動機(jī)上做起動系統(tǒng)耐久試驗結(jié)果顯示，具有上述緩嚙合功能的起動 機(jī)可保證在國標(biāo)規(guī)定的起動機(jī)耐久性20000次期限內(nèi)，有正常的工作可靠性和耐久性， 大大降低了發(fā)動機(jī)飛輪齒圈因嚙合不成功造成的銑齒故障率。
權(quán)利要求1.一種緩嚙合起動機(jī)，包括蓄電池、電動機(jī)、驅(qū)動齒輪、飛輪齒圈、杠桿、鉸鏈 掛鉤、電磁開關(guān)觸點、鐵芯拉桿及吸拉繞組，所述吸拉繞組一端與電池連接，另一端與 電動機(jī)連接，所述杠桿一端與鉸鏈掛鉤連接，另一端與所述驅(qū)動齒輪連接，所述杠桿推 動所述驅(qū)動齒輪與所述飛輪齒圈嚙合，所述電磁開關(guān)觸點一端與電池連接，另一端與電 動機(jī)連接，其特征在于所述鉸鏈掛鉤與所述鐵芯拉桿直接連接，所述吸拉繞組中通過的 電流滿足驅(qū)動所述電動機(jī)轉(zhuǎn)動的臨界條件，使所述飛輪齒圈與所述驅(qū)動齒輪嚙合在先， 所述電磁開關(guān)觸點閉合在后。
2.—種如權(quán)利要求1所述的緩嚙合起動機(jī)，其特征在于所述電流的大小為80至150 安培。
3.—種如權(quán)利要求2所述的緩嚙合起動機(jī)，其特征在于所述電流的大小為90到130安培。
4.一種如權(quán)利要求1所述的緩嚙合起動機(jī)，其特征在于，所述起動機(jī)還包括一與電動 機(jī)相連接的減速器。
5.—種如權(quán)利要求1所述的緩嚙合起動機(jī)，其特征在于，所述起動機(jī)與一發(fā)動機(jī)連 接，所述發(fā)動機(jī)為柴油發(fā)動機(jī)或汽油發(fā)動機(jī)。
6.—種如權(quán)利要求1所述的緩嚙合起動機(jī)，其特征在于，所述起動機(jī)滿足L2 Ll大 于La Lb,其中Ll是所述驅(qū)動齒輪與所述飛輪齒圈的距離，L2是起動機(jī)處于非工作狀 態(tài)時，鐵芯拉桿與電磁開關(guān)觸點之間的距離，La是所述杠桿的支點到所述鉸鏈掛鉤的距 離，Lb是所述杠桿的支點到與所述驅(qū)動齒輪的軸線的距離。
專利摘要本實用新型公開了一種緩嚙合起動機(jī)，包括電池、電動機(jī)、驅(qū)動齒輪、飛輪齒圈、杠桿、鉸鏈掛鉤、電磁開關(guān)觸點、鐵芯拉桿及吸拉繞組，所述吸拉繞組一端與電池連接，另一端與電動機(jī)連接，所述杠桿一端與鉸鏈掛鉤連接，另一端與所述驅(qū)動齒輪連接，所述杠桿推動所述驅(qū)動齒輪與所述飛輪齒圈嚙合，所述電磁開關(guān)觸點一端與電池連接，另一端與電動機(jī)連接，其特征在于所述鉸鏈掛鉤與所述鐵芯拉桿直接連接，所述吸拉繞組中通過的電流滿足驅(qū)動所述電動機(jī)轉(zhuǎn)動的臨界條件，使所述飛輪齒圈與所述驅(qū)動齒輪嚙合在先，所述電磁開關(guān)觸點閉合在后。該起動機(jī)能避免驅(qū)動齒輪和飛輪齒圈嚙合過程中出現(xiàn)的銑齒故障。
文檔編號F02N11/14GK201802539SQ20102052421
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者邊建華 申請人:上海法雷奧汽車電器系統(tǒng)有限公司