專利名稱：起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法及其起動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法及其起動機(jī)，具體涉及一種汽車內(nèi)燃機(jī)的啟動方法，以及 按照該方法制成的起動機(jī)，屬于內(nèi)燃機(jī)起動技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前汽車內(nèi)燃機(jī)使用的起動機(jī)多數(shù)為強(qiáng)制嚙合式起動機(jī),有部分大功率柴油內(nèi)燃機(jī)用的起 動機(jī)為引進(jìn)歐洲國家技術(shù)的齒輪移動式起動機(jī)。下面對這兩種起動機(jī)作簡要說明。1、 強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)，主要由輸出動力的直流電機(jī)、驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)的單向驅(qū)動齒輪、 安裝于電機(jī)外側(cè)并使電機(jī)供電和斷電的電磁幵關(guān)、可使單向驅(qū)動齒輪推出和退位的傳動撥叉、 以及直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的支撐銅套等組成.，起動機(jī)工作時，電磁開關(guān)線圈供電，電磁鐵帶動傳動撥 叉，傳動撥叉通過杠桿原理產(chǎn)生兩個動作，下端推動套裝于電機(jī)軸上的單向驅(qū)動齒輪，與內(nèi)燃 機(jī)飛輪齒環(huán)嚙合。上端使直流電機(jī)的供電電路接通供電，電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火，當(dāng)內(nèi) 燃機(jī)起動后，電磁開關(guān)線圈停止供電，電磁鐵磁力消失，在回位彈簧的作用下，傳動撥叉通 過杠桿原理作用， 一方面使單向驅(qū)動退位，另一方面，電磁開關(guān)的供電路斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)， 完成起動過程。2、 強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)存在的問題強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)一般使用前、中、后三個銅套作為起動機(jī)電機(jī)軸運(yùn)轉(zhuǎn)的支撐點(diǎn)，銅套 的潤滑件較差，易磨損，經(jīng)常造成起動機(jī)定子與轉(zhuǎn)子掃鏜，電機(jī)輸出力矩小，無法啟動內(nèi)燃 機(jī)。尤其是在北方寒冷的冬季，大功率的柴油內(nèi)燃機(jī)起動機(jī)的銅套使用時間更短，造成起動 機(jī)修理頻繁。強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)的單向驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)嚙合時是通過傳動撥叉來實(shí)現(xiàn) 的，傳動撥叉的中下部與由通過殼體支撐的中間銷軸作為傳動撥叉的杠桿支點(diǎn)，、傳動撥叉由 靜態(tài)到動態(tài)工作范圍內(nèi)因起電機(jī)功率大小和具體的參數(shù)要求不同，大約有2(T 40°的擺動 角度。因而電磁鐵與傳動撥叉上端的連接部位和傳動撥叉下端"叉"形件上的銷釘與單向驅(qū) 動齒輪傳動轂的連接部位必須留有與傳動撥叉相應(yīng)擺動范圍的自由配合間隙，在使用過程中 因傳動撥叉、中間銷與傳動撥叉之間的相互磨損，中間銷與殼體之間的相互磨損，傳動撥叉 下端"叉"形件上的銷釘與單項(xiàng)驅(qū)動齒輪傳動轂之間的相互磨損等。因而各部件之間的配合間隙逐步變化增大，致使單向驅(qū)動齒輪的運(yùn)行與電磁開關(guān)主觸點(diǎn)的閉合時間不同步，出現(xiàn)提 前供電造成"銑齒"，所謂"銑齒"是指起動機(jī)的單向驅(qū)動齒輪未與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)嚙合， 而起動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲響，單向驅(qū)動齒輪相當(dāng)于"銑刀"對內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)進(jìn)行 "銑消"，嚴(yán)重時雙方齒輪同時報廢。強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)的單向驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)嚙合出現(xiàn)齒與齒相頂時，傳動撥 叉繼續(xù)壓縮單向驅(qū)動齒輪上的緩沖彈簧，直至電磁開關(guān)的主觸電接通供電，起動機(jī)轉(zhuǎn)子帶動 驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)一個角度找到順利嚙合的位置，單向驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)嚙合起動機(jī)正 常運(yùn)轉(zhuǎn)，因該起動機(jī)固有的結(jié)構(gòu)，所以各傳動部件之間必須有相應(yīng)的自由間隙，加之使用過 程中磨損造成間隙增大的缺點(diǎn)，易產(chǎn)生提前供電造成銑齒，為了盡量避免銑齒的產(chǎn)生，生產(chǎn) 時電磁開關(guān)主觸點(diǎn)的有效供電范圍較小。當(dāng)起動機(jī)使用一段時間后因電磁開關(guān)主觸點(diǎn)的燒觸 間隙增大，在單向驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)出現(xiàn)齒與齒相頂時只聽到起動機(jī)"咔咔"的聲 響，而起動機(jī)不能工作。這就是"頂齒"，是指單向驅(qū)動齒輪的齒與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)的齒相對， 而起動機(jī)不轉(zhuǎn)，連續(xù)啟動雙方齒輪有較強(qiáng)的機(jī)械沖撞。強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)中的單向驅(qū)動齒輪是該起動機(jī)故障率較高的一個部件。單向驅(qū)動齒輪 是由單向離合器和驅(qū)動齒輪組合在一起而得名的。因而無論是單向器損壞還是驅(qū)動齒輪損壞 都將導(dǎo)致單向驅(qū)動齒輪的固定組合的整體更換。所述的強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)的內(nèi)容敬請參閱下面有關(guān)文獻(xiàn)[l]吳建剛.起動機(jī)銑齒故障的原因及解決方法.汽車電器，2002 (6): 51-52 [2]田有太. 一種對起動機(jī)通病的解決辦法之探討.汽車電器，2003 (3): 57 [3]趙同山.對起動機(jī)銑齒問題的幾點(diǎn)看法.汽車電器，2004 (10): 56 3、齒輪移動式起動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理齒輪移動式起動機(jī)是我國引進(jìn)歐洲國家的起動機(jī)技術(shù)。該起動機(jī)以德國博世(BOSCH)公司 的同軸齒輪移動起動機(jī)為典型代表。該起動機(jī)主要由直流電機(jī)、供電繼電器、推力電磁線圈、 摩擦片式單項(xiàng)離合器、驅(qū)動齒輪及帶有回位彈簧的驅(qū)動齒輪推桿等組成，摩擦片式單向離合 器裝于轉(zhuǎn)子的前端，驅(qū)動齒輪獨(dú)立安裝于單向離合器軸的前端，轉(zhuǎn)子軸、單向離合器軸、驅(qū) 動齒輪均為空心內(nèi)腔。驅(qū)動齒輪推桿由轉(zhuǎn)子軸的后端通過轉(zhuǎn)子軸的空心內(nèi)腔將單向離合器、 驅(qū)動齒輪一線貫通。并在驅(qū)動齒輪的前端用螺絲緊固。該起動機(jī)的定子線圈由兩并兩串的4 個主線圈和4個相串聯(lián)的輔助線圈組成復(fù)勵式直流電機(jī)。該起動機(jī)在工作時采用兩級動作方式:首先，是供電繼電器接觸橋一側(cè)接通電源給定子線 圈的輔助線圈、推力電磁線圈供電，此時一方面是驅(qū)動齒輪慢轉(zhuǎn)，另一方面推力電磁線圈產(chǎn)生磁力，推動帶有回位彈簧的驅(qū)動齒輪推桿，推動單向離合器以及驅(qū)動齒輪軸向前移，尋找 與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)嚙合，然后通過推力電磁線圈上的一個機(jī)械裝置和供電繼電器上的一個機(jī) 械裝置的動作配合，將供電繼電器上接觸橋另一側(cè)主電源接通，此時定子線包的主線圈和輔 助線圈同時工作，起動機(jī)輸出全部轉(zhuǎn)矩帶動內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)的起動。內(nèi)燃機(jī)啟動 后，供電繼電器斷電，驅(qū)動齒輪在推桿回位彈簧的作用下回位，完成起動。齒輪移動式起動 機(jī)通過驅(qū)動齒輪的慢轉(zhuǎn)性能和先嚙合后供電的方式有效解決了強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)存在的"銑 齒"和"頂齒"的問題，提高了供電的可靠性。 同軸齒輪移動式起動機(jī)的缺點(diǎn)(1) 齒輪移動式起動機(jī)因有供電繼電器、推力電磁線圈定子線圈的主線圈和輔助線圈以及 動作過程中的相關(guān)機(jī)械裝置的配合，使該起動機(jī)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝公差要求高，體積較大， 而且耗銅較大、成本高。(2) 起動機(jī)轉(zhuǎn)子的支撐點(diǎn)仍然使用銅套，易磨損，當(dāng)出現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子輕度掃鏜時慢轉(zhuǎn)功能 喪失，失去了原來應(yīng)有的嚙合性能。以上對同軸齒輪移動式起動機(jī)的所述,敬請參閱下面的文獻(xiàn)。 [l]秦振海王國川.陜汽牌SX2110中型載貨汽車電器系統(tǒng)原理.汽車電器，2007. (12).28[2]金珍春.斯太爾起動機(jī)的工作原理是怎樣的.汽車電器，2002. (5)49 [3]句帥.慢轉(zhuǎn)嚙合延時供電起動機(jī).中國.ZL 94213020. 0,授權(quán)日1995年3月31日 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法及其起動機(jī)，所要解決的問題是提供一種穩(wěn)定性和安全 性較高的通過起動機(jī)的齒輪旋轉(zhuǎn)軸移來啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，以及按照該方法制成的結(jié)構(gòu)緊湊、 性能優(yōu)越、使用壽命長的新型汽車內(nèi)燃機(jī)的起動機(jī)。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的方案為起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，第一步，起動機(jī) 的電磁線圈通電；第二步，起動機(jī)的空心電磁動鐵芯被電磁場吸引，向空心電磁靜鐵芯一側(cè) 移動；第三步，空心電磁動鐵芯軸向前移，同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起前移；第四步， 空心電磁動鐵芯、驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪的前移帶動電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸，電機(jī)通 電后起動；第五步，電機(jī)起動后通過離合器帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，同時帶動內(nèi)燃機(jī)飛 輪齒環(huán)轉(zhuǎn)動，完成內(nèi)燃機(jī)的起動；其特征在于空心電磁動鐵芯的軸向前移同時帶動驅(qū)動軸 和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)并軸向前移，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)完全嚙合，電機(jī)的靜觸點(diǎn)和 環(huán)狀動觸盤相接觸后起動電機(jī)，，并帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。當(dāng)上述空心電磁動鐵芯的軸向前移同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)并軸向前移，驅(qū) 動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)的齒相互頂住，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)不能嚙合時，驅(qū)動齒輪 軸向不動，而驅(qū)動軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)前移，驅(qū)動帶動驅(qū)動齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動錯開頂齒位置，驅(qū) 動齒輪在緩沖彈簧的作用下迅速向前移動，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)完全嚙合，電機(jī)的 靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸后起動電機(jī)，并帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)燃機(jī)飛 輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。當(dāng)上述電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)仍然未嚙合時， 電機(jī)起動旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動軸帶動驅(qū)動齒輪同步轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪在推力彈簧的作用下 作軸向前移，從而使驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)前移，從而使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)迅速嚙合，驅(qū) 動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。上述起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法制成的起動機(jī)，主要包括殼體、驅(qū)動軸、離合器從動盤、 離合器主動盤、轉(zhuǎn)子軸、電磁線圈、空心電磁靜鐵芯、空心電磁動鐵芯和觸點(diǎn)裝置，其結(jié)構(gòu) 是殼體的前端向內(nèi)套裝有前端軸承，殼體的后端向內(nèi)套裝有后端軸承，后端軸承向內(nèi)套裝 有離合器從動盤，驅(qū)動軸的尾部通過驅(qū)動軸螺旋鍵配合安裝在離合器從動盤的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動軸 的前端間隙配合的套裝在前端軸承內(nèi)，驅(qū)動軸的中間位置設(shè)置有臺階，在驅(qū)動軸的臺階的后 端設(shè)置有第二卡圈，在殼體的外側(cè)且在驅(qū)動軸的最前端向外通過驅(qū)動軸直鍵安琴有驅(qū)動齒輪， 驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸之間設(shè)置有緩沖彈簧，在殼體的尾部通過支撐架與驅(qū)動軸同軸安裝有轉(zhuǎn)子 軸，轉(zhuǎn)子軸的前端向外通過轉(zhuǎn)子軸螺旋鍵配合安裝有與離合器從動盤相配合且同軸安裝的離 合器主動盤，離合器主動盤與支撐架之間設(shè)置有主動盤緩沖彈簧，在殼體內(nèi)且在驅(qū)動軸外端 分別同軸套裝有空心電磁靜鐵芯、位于空心電磁靜鐵芯內(nèi)側(cè)的電磁線圈以及位于電磁線圈內(nèi) 側(cè)后方的空心電磁動鐵芯，空心電磁動鐵芯的外側(cè)設(shè)置有起動機(jī)的觸點(diǎn)裝置，在電磁線圈的 內(nèi)側(cè)位于空心電磁靜鐵芯與空心電磁動鐵芯之間設(shè)置有回位彈簧，空心電磁動鐵芯的內(nèi)側(cè)中 間位置向內(nèi)設(shè)置有凸環(huán)，凸環(huán)與驅(qū)動軸的尾部之間設(shè)置有支撐彈簧，凸環(huán)與第二卡圈之間設(shè) 置有推力彈簧。上述的觸點(diǎn)裝置包括下靜觸點(diǎn)、上靜觸點(diǎn)、環(huán)狀動觸盤、環(huán)形動觸盤支撐架、第一卡 圈和動觸點(diǎn)壓力彈簧，其結(jié)構(gòu)為下靜觸點(diǎn)和上靜觸點(diǎn)分別與殼體絕緣的固定在殼體內(nèi)腔的 中間位置的下端和上端，環(huán)狀動觸盤通過環(huán)形動觸盤支撐架套裝在空心電磁動鐵芯尾部的外 側(cè)面上，空心電磁動鐵芯外側(cè)的最后端設(shè)置有第一卡圈，動觸點(diǎn)壓力彈簧設(shè)置在第一卡圈與 環(huán)狀動觸盤支撐架之間。上述的回位彈簧的勁度系數(shù)小于推力彈簧的勁度系數(shù)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)三種狀態(tài)下的嚙合啟動，首先，電磁線圈 通電，空心電磁動鐵芯在空心電磁靜鐵芯的引力下推動推力彈簧向前端運(yùn)動，推力彈簧推動 第二卡圈向前運(yùn)動，第二卡圈帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起前移，驅(qū)動軸的尾部通過驅(qū)動軸螺旋鍵與離合器從動盤相連接，使驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸實(shí)現(xiàn)第一次旋轉(zhuǎn)并軸向移動;'若驅(qū)動齒輪 與飛輪齒環(huán)出現(xiàn)"頂齒"時，驅(qū)動軸前端的驅(qū)動齒輪壓縮緩沖彈簧，同時隨著驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn) 導(dǎo)向，驅(qū)動軸繼續(xù)前移，驅(qū)動齒輪錯過頂齒位置，找到順利嚙合的位置，實(shí)現(xiàn)了第二次旋轉(zhuǎn) 軸移；當(dāng)完成了二次旋轉(zhuǎn)軸移后，兩齒輪仍然未順利嚙合，而下靜觸點(diǎn)和上靜觸點(diǎn)與環(huán)形動 觸盤接觸后，起動電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，推力彈簧和緩沖彈 簧帶動驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸一起做軸向移動，使驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸實(shí)現(xiàn)第三次旋轉(zhuǎn)并軸向移動， 就能使驅(qū)動齒輪與飛輪齒環(huán)完全嚙合，達(dá)到安全可靠的起動內(nèi)燃機(jī)的目的。1. 驅(qū)動齒輪與驅(qū)動軸之間采用直鍵方式配合，并在驅(qū)動齒輪與驅(qū)動軸之間設(shè)置緩沖彈 簧，且驅(qū)動齒輪可軸向移動，使驅(qū)動齒輪具有緩沖功能，離合器從動盤內(nèi)圓周的螺旋鍵與驅(qū)動 軸尾端的外螺旋鍵組合，使驅(qū)動軸及驅(qū)動齒輪具有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向功能，空心電磁動鐵芯和環(huán)狀動 觸盤經(jīng)回位彈簧、推力彈簧和支撐彈簧的彈性支撐,加之各零部件之間的合理設(shè)計，使整機(jī)動 作協(xié)調(diào)一致，沒有自由間隙。不僅改善了雙方齒輪嚙合性能，提高了嚙合率，而且徹底解決 了強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)"銑齒"、"頂齒"和有效供電范圍較小等問題。大大延長了起動機(jī)的使 用壽命。2. 內(nèi)置電磁開關(guān)組件取代了強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)的外置電磁開關(guān)，去掉了撥叉、撥叉銷 等部件，不僅挺高了供電的可靠性，而且使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。3. 因殼體內(nèi)腔空間較大，因而可適當(dāng)增加動觸盤與靜觸點(diǎn)的有效接觸面積，避免了起 動機(jī)在大電流工作狀態(tài)下引發(fā)的觸點(diǎn)粘連造成起動機(jī)常轉(zhuǎn)而報廢。4. 驅(qū)動齒輪與單向離合器采取分離式固定，損壞其中之一不會導(dǎo)致兩者固定組合的無 法使用，只要替換掉壞的即可恢復(fù)正常。5. 單向離合器采用固定的方式，起動機(jī)工作時不做軸向往復(fù)移動。6. 前端軸承、后端軸承、第一軸承、第二軸承，根據(jù)各部位的支撐，受力和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 合理選擇不同規(guī)格的全密封滾動軸承，大大延長了整機(jī)的工作時間，是強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)和 齒輪移動式起動機(jī)所用的銅套無法相比的。7. 除驅(qū)動齒輪外，其他各動作部件全部安裝于殼體內(nèi)。不受塵土的侵入而影響起動機(jī)的性能。8.電機(jī)部分為電樞直驅(qū)式電機(jī)，也可以采用減速型電機(jī)，如采用減速型電機(jī)則銅、鐵 材料比強(qiáng)制嚙合式起動機(jī)和齒輪移動式起動機(jī)可成倍下降。新型內(nèi)燃機(jī)起動機(jī)采用多方技術(shù)的全新組合，解決了現(xiàn)有不同結(jié)構(gòu)起動機(jī)所具有的相應(yīng) 問題。整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎，合理緊湊，性能優(yōu)越，將汽車內(nèi)燃機(jī)起動機(jī)的性能提高到一個更高的 層次。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，l一殼體、2—電機(jī)轉(zhuǎn)子、3 —驅(qū)動軸、4 —離合器從動盤、5 —離合器主動盤、6 — 轉(zhuǎn)子軸、7—電磁線圈、8 —空心電磁靜鐵芯、9一空心電磁動鐵芯、IO —下靜觸點(diǎn)、ll一上靜 觸點(diǎn)、12—環(huán)狀動觸盤、13 —環(huán)狀動觸盤支撐架、14一第一卡圈、15 —支撐架、16 —前端軸 承、17 —后端軸承、]8 —驅(qū)動齒輪、19一緩沖彈簧、20 —主動盤緩沖彈簧、21 —推力彈簧、 22 —支撐彈簧、23 —回位彈簧、24 —臺階、25 —第二卡圈、26 —第三卡圏、27^動觸點(diǎn)壓力 彈簧、28 —飛輪齒環(huán)、29 —凸環(huán)、30 —轉(zhuǎn)子軸螺旋鍵、31—驅(qū)動軸直鍵、32—驅(qū)動軸定位孔、 33 —第一軸承、34—定子線圈、35—絕緣電刷、36—換向器、37—第二軸承、38 —搭鐵電刷、 39 —蓄電池、40 —驅(qū)動軸螺旋鍵。
具體實(shí)施方式
起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，第一步，起動機(jī)的電磁線圈通電；第二步，起動機(jī)的空心電 磁動鐵芯被電磁場吸引，向空心電磁靜鐵芯一側(cè)移動；第三步，空心電磁動鐵芯軸向前移， 同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起前移；第四步，空心電磁動鐵芯、驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪的前移帶動電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸，電機(jī)通電后起動；第五步，電機(jī)起動后通過離合器 帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，同時帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)轉(zhuǎn)動，完成內(nèi)燃機(jī)的起動；空心電磁 動鐵芯的軸向前移同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)并軸向前移，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)6 輪齒環(huán)完全嚙合，電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸后起動電機(jī)，并帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪 旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。若空心電磁動鐵芯的軸向前移同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)并軸向前移，驅(qū)動齒 輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)的齒相互頂住，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)不能嚙合時，驅(qū)動齒輪軸向 不動，而驅(qū)動軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)前移，驅(qū)動帶動驅(qū)動齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動錯開頂齒位置，驅(qū)動齒 輪在緩沖彈簧的作用下迅速向前移動，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)完全嚙合，電機(jī)的靜觸 點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸后起動電機(jī)，并帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。當(dāng)電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)仍然朱嚙合時，電 機(jī)起動旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動軸帶動驅(qū)動齒輪同步轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪在推力彈簧的作用下作 軸向前移，從而使驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)前移，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)迅速嚙合，驅(qū)動軸和 驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。圖l為本發(fā)明中的起動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，殼體1前端的內(nèi)側(cè)裝有前端軸承16，且外徑與殼 體1過盈配合，殼體1的后部裝有后端軸承17，且外徑與殼體l過盈配合，內(nèi)徑與離合器從 動盤4的前端部分的外徑過盈配合。離合器從動盤4的內(nèi)圓設(shè)有內(nèi)螺旋鍵，驅(qū)動軸3為階梯 軸，驅(qū)動軸3的尾端外圓周為驅(qū)動軸螺旋鍵40，驅(qū)動軸3的前端穿過前端軸承16的內(nèi)徑， 與軸承16內(nèi)徑形成間隙配合，且伸出殼體1的前端外側(cè)，后端的驅(qū)動軸螺旋鍵40部位深入 到離合器從動盤4的內(nèi)圓周的螺旋鍵部位，且間隙配合，這樣前端軸承16、后、端軸承17及 離合器從動盤4 一起作為驅(qū)動軸3運(yùn)轉(zhuǎn)的前后支撐點(diǎn)。殼體1內(nèi)驅(qū)動軸3由前向后依次套裝 有空心電磁靜鐵芯8、電磁線圈7、空心電磁動鐵芯9、下靜觸點(diǎn)10、上靜觸點(diǎn)11、環(huán)狀動 觸盤12。驅(qū)動軸3伸出殼體1前端的部分設(shè)有驅(qū)動軸直鍵31，驅(qū)動齒輪18與該部位驅(qū)動軸 直鍵31配合套裝，驅(qū)動齒輪18前端部分的內(nèi)腔與驅(qū)動軸3的前端之間套裝有緩沖彈簧19且 驅(qū)動齒輪18可軸向移動。驅(qū)動軸3的最前端設(shè)有固定驅(qū)動齒輪18的第三卡圈26，驅(qū)動軸3 的中前端依次設(shè)有可限位的臺階24和第二卡圈25。空心電磁靜鐵芯8與空心電磁動鐵芯9之間設(shè)有回位彈簧23，空心電磁動鐵芯9的內(nèi)圓 周中設(shè)有凸環(huán)29，第二卡圈25與凸環(huán)29之間設(shè)有推力彈簧21，凸環(huán)29與驅(qū)動軸3后端之 間設(shè)有支撐彈簧22，空心電磁動鐵芯9的后端套有環(huán)形動觸盤支撐架13，環(huán)形動觸盤支撐架 13的內(nèi)腔與空心電磁動鐵芯9后部的外圓周之間套裝有動觸點(diǎn)壓力彈簧27，環(huán)狀動觸盤支撐 架13的外圓周上套裝有經(jīng)絕緣后的環(huán)狀動觸盤12?？招碾姶艅予F芯9的尾端設(shè)有第一卡圈 14，第一卡圈14將環(huán)狀動觸盤12與空心電磁動鐵芯9固定于一起，電磁線圈7的后端裝有 一對對稱的下靜觸點(diǎn)10和上靜觸點(diǎn)11，下靜觸點(diǎn)10和上靜觸點(diǎn)11與殼體1絕緣后，與殼體 1用螺絲固定。離合器從動盤4的后端裝有離合器主動盤5,離合器主動盤5的內(nèi)圓周設(shè)有螺旋鍵，離 合器主動盤5的尾端與支撐架15之間設(shè)有主動盤緩沖彈簧20，起動機(jī)工作時由離合器主動 盤5和離合器從動盤4構(gòu)成單向離合器，轉(zhuǎn)子軸6的中前端上設(shè)有轉(zhuǎn)子軸螺旋鍵30，轉(zhuǎn)子軸 6通過支撐架15上的第一軸承33的內(nèi)徑，經(jīng)離合器主動盤5的內(nèi)腔深入到驅(qū)動軸3后端定 位孔32內(nèi)，轉(zhuǎn)子軸6的轉(zhuǎn)子軸螺旋鍵30與離合器主動盤5的內(nèi)圓周螺旋鍵自由配合，前端與定位孔32間隙配合，轉(zhuǎn)子軸,6的后端與電機(jī)轉(zhuǎn)子2相連，電機(jī)轉(zhuǎn)子2的后端通過第二軸承 37固定在殼體1的后端。單向離合器可采用滾柱式單向離合器、棘齒式單向離合器、彈簧式 單向離合器或摩擦片式單向離合器，具體采用哪種離合器，可根據(jù)起動機(jī)功率的大小，扭矩 的大小，起動機(jī)的體積等有關(guān)條件而定。圖中可表示為濰坊柴油機(jī)廠生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)所配套的起動機(jī)，其中，驅(qū)動齒輪18與現(xiàn)己 用的驅(qū)動齒輪齒數(shù)、模數(shù)相同，因棘齒式單向離合器結(jié)構(gòu)簡單使用壽命長，因而單向離合器采 用棘齒式單向離合器。該離合器主動盤5與離合器從動盤4相結(jié)合之處為棘齒結(jié)構(gòu)，離合器 主動盤5與離合器從動盤4的直徑均為50mm，殼體1采用鑄鐵件或鋁壓鑄件，為了便于機(jī)加 工，殼體1可以依照起動機(jī)固定掛腳的后截面分為兩節(jié)設(shè)計，并可用螺釘緊固的方式組合在 一起，電機(jī)部分可選已用的與內(nèi)燃機(jī)相匹配的電機(jī)，轉(zhuǎn)子軸螺旋鍵30應(yīng)與離合器主動盤5的 內(nèi)螺旋鍵相互配合，前端軸承16型號為304，后端軸承17型號為1008，第一軸承33型號為 204，軸承37型號為301，動觸盤12、下靜觸點(diǎn)10和上靜觸點(diǎn)11選用優(yōu)質(zhì)紫銅材料，其它 各部件的材料與現(xiàn)用起動機(jī)各相應(yīng)部件的材質(zhì)相同。驅(qū)動軸3與空心電磁動鐵芯9不應(yīng)有機(jī) 械卡滯現(xiàn)象。在電磁力的作用下應(yīng)移動自如，驅(qū)動齒輪的軸向位移為18mm。為了供電可靠， 動觸盤12與下靜觸點(diǎn)10、上靜觸點(diǎn)11之間的間隙應(yīng)為12 15mm，推力彈簧21要求勁度系 數(shù)大，且?guī)缀鯚o壓縮地套裝于第二卡圈25與空心電磁動鐵芯9內(nèi)腔凸環(huán)29之間，支撐彈簧 22的伸縮范圍應(yīng)大于5mm,以確保電磁線圈7失電后在回位彈簧23的反向彈力作用下，環(huán)狀 動觸盤12與下靜觸點(diǎn)10和上靜觸點(diǎn)11迅速分離，支撐彈簧22安裝后靜態(tài)彈力要略大于驅(qū) 動軸3和驅(qū)動齒輪18的重量之和，回位彈簧23的彈力確保環(huán)狀動觸盤12與下靜觸點(diǎn)10和 上靜觸點(diǎn)ll的有效閉合與分離，回位彈簧23要求勁度系數(shù)小于推力彈簧21。， 下面進(jìn)一步描述本實(shí)用新型起動機(jī)的驅(qū)動裝置的工作過程和工作原理 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行點(diǎn)火時，電磁線圈7通電產(chǎn)生磁力，空心電磁動鐵芯9在空心電磁靜鐵芯 8的引力下推動推力彈簧21向前端運(yùn)動，推力彈簧21推動第二卡圈25向前運(yùn)動，第二卡圈 25帶動驅(qū)動軸3和驅(qū)動齒輪18—起旋轉(zhuǎn)前移，尋找與飛輪齒環(huán)28嚙合的機(jī)會，因驅(qū)動齒輪 18與飛輪齒環(huán)28的相對位置處于隨機(jī)狀態(tài)，在嚙合過程中會出現(xiàn)如下的情況。1. 一次性順利嚙合:順利嚙合是指驅(qū)動齒輪18旋轉(zhuǎn)前移與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)28齒槽正對， 沒有嚙合障礙，是理想嚙合狀態(tài)，此過程為驅(qū)動軸3和驅(qū)動齒輪18—起第一次旋轉(zhuǎn)軸移。2. 頂齒狀態(tài)。所謂頂齒狀態(tài)是指在嚙合過程中起動機(jī)的驅(qū)動齒輪18與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒 環(huán)28齒與齒正對，產(chǎn)生了嚙合障礙。此時驅(qū)動軸3前端的驅(qū)動齒輪18壓縮緩沖彈簧19，驅(qū) 動軸3繼續(xù)前移，在與此同時的動作過程中驅(qū)動軸3尾段的驅(qū)動軸螺旋鍵40旋轉(zhuǎn)并導(dǎo)向，驅(qū)動齒輪18旋轉(zhuǎn)一個角度，錯開頂齒的位置，找到順利嚙合的機(jī)會，這時緩沖彈簧19釋放彈力 使驅(qū)動齒輪18滑入內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)28，雙方齒輪嚙合。驅(qū)動軸3前端的限位臺階24在軸承 16的內(nèi)套上支撐限位，與此同時，空心電磁動鐵芯9帶動環(huán)狀動觸盤12與上靜觸點(diǎn)11以及 下靜觸點(diǎn)10閉合，這時電機(jī)轉(zhuǎn)動，此過程為驅(qū)動軸3和驅(qū)動齒輪18 —起第二次旋轉(zhuǎn)軸移。3.在頂齒狀態(tài)時，當(dāng)驅(qū)動齒輪18內(nèi)腔的緩沖彈簧19達(dá)到最大的壓縮行程，而驅(qū)動齒輪 18仍未與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)28嚙合時；這時空心電磁動鐵芯9在電磁力的作用下壓縮推力彈 簧21，繼續(xù)帶動環(huán)狀動觸盤12軸向前移與上靜觸點(diǎn)11以及下靜觸點(diǎn)10接觸，電流經(jīng)蓄電 池39的正極、下靜觸點(diǎn)10、環(huán)狀動觸盤12、上靜觸點(diǎn)11、定子線圈34、絕緣電刷35、轉(zhuǎn) 子換向器36和搭鐵電刷38形歳回路，電機(jī)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動，動力通過電機(jī)軸6上的轉(zhuǎn)子軸螺旋 鍵30驅(qū)動離合器主動盤5，離合器主動盤5驅(qū)動離合器從動盤4，通過離合器從動盤4的內(nèi) 圓周螺旋鍵驅(qū)動驅(qū)動軸3尾段的驅(qū)動軸螺旋鍵40，從而使驅(qū)動齒輪18轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動瞬間驅(qū) 動齒輪18與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)28錯開頂齒位置，緩沖彈簧19和推力彈簧21同時釋放彈力， 雙方齒輪嚙合，電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)燃機(jī)起動。起動后，電磁線圈7失電，磁力消失，電磁 空心電磁動鐵芯9在回位彈簧23的彈力作用下趨向后退，環(huán)狀動觸盤12與上靜觸點(diǎn)11以及 下靜觸點(diǎn)10斷開，空心電磁動鐵芯9內(nèi)圓周的凸環(huán)29推動支撐彈簧22、驅(qū)動軸3及驅(qū)動齒 輪18趨向后退，在退位瞬間因內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)28高速旋轉(zhuǎn),雙方齒輪未能馬上脫開，此時單 向離合器處于超越狀態(tài)，最終在回位彈簧23的彈力作用下驅(qū)動軸3及驅(qū)動齒輪18回位，動 靜觸點(diǎn)斷開。電機(jī)停轉(zhuǎn)，完成對內(nèi)燃機(jī)的起動，此過程為驅(qū)動軸3和驅(qū)動齒輪18 —起第三次 旋轉(zhuǎn)軸移。
權(quán)利要求
1、起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，第一步，起動機(jī)的電磁線圈通電；第二步，起動機(jī)的空心電磁動鐵芯被電磁場吸引，向空心電磁靜鐵芯一側(cè)移動；第三步，空心電磁動鐵芯軸向前移，同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起前移；第四步，空心電磁動鐵芯、驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪的前移帶動電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸，電機(jī)通電后起動；第五步，電機(jī)起動后通過離合器帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，同時帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)轉(zhuǎn)動，完成內(nèi)燃機(jī)的起動；其特征在于空心電磁動鐵芯的軸向前移同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)并軸向前移，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)完全嚙合，電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸后起動電機(jī)，并帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，其特征在于空心電磁動鐵芯的軸 向前移同時帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)并軸向前移，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)的齒相 互頂住，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)不能嚙合時，驅(qū)動齒輪軸向不動，而驅(qū)動軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)前 移，驅(qū)動帶動驅(qū)動齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動錯開頂齒位置，驅(qū)動齒輪在緩沖彈簧的作用下迅速 向前移動，使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)完全嚙合，電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán)狀動觸盤相接觸后起 動電機(jī)，并帶動驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，其特征在于當(dāng)電機(jī)的靜觸點(diǎn)和環(huán) 狀動觸盤相接觸，驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)仍然未嚙合時，電機(jī)起動旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動軸帶動 驅(qū)動齒輪同步轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪在推力彈簧的作用下作軸向前移，從而使驅(qū)動齒 輪旋轉(zhuǎn)前移，從而使驅(qū)動齒輪與內(nèi)燃機(jī)的飛輪齒環(huán)迅速嚙合，驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪一起旋轉(zhuǎn)帶 動內(nèi)燃機(jī)飛輪齒環(huán)旋轉(zhuǎn)，完成內(nèi)燃機(jī)的起動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法制成的起動機(jī)，主要 包括殼體、驅(qū)動軸、離合器從動盤、離合器主動盤、轉(zhuǎn)子軸、電磁線圈、空心電磁靜鐵芯、 空心電磁動鐵芯和觸點(diǎn)裝置，其特征在于殼體的前端向內(nèi)套裝有前端軸承，殼體的后端向 內(nèi)套裝有后端軸承，后端軸承向內(nèi)套裝有離合器從動盤，驅(qū)動軸的尾部通過驅(qū)動軸螺旋鍵配 合安裝在離合器從動盤的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動軸的前端間隙配合的套裝在前端軸承內(nèi)，驅(qū)動軸的中間 位置設(shè)置有臺階，在驅(qū)動軸的臺階的后端設(shè)置有第二卡圈，在殼體的外側(cè)且在驅(qū)動軸的最前 端向外通過驅(qū)動軸直鍵安裝有驅(qū)動齒輪，驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸之間設(shè)置有緩沖彈簧，在殼體的 尾部通過支撐架與驅(qū)動軸同軸安裝有轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸的前端向外通過轉(zhuǎn)子軸螺旋鍵配合安裝 有與離合器從動盤相配合且同軸安裝的離合器主動盤，離合器主動盤與支撐架之間設(shè)置有主動盤緩沖彈簧，在殼體內(nèi)且在驅(qū)動軸外端分別同軸套裝有空心電磁靜鐵芯、位于空心電磁靜 鐵芯內(nèi)側(cè)的電磁線圈以及位于電磁線圈內(nèi)側(cè)后方的空心電磁動鐵芯，空心電磁動鐵芯的外側(cè) 設(shè)置有起動機(jī)的觸點(diǎn)裝置，在電磁線圈的內(nèi)側(cè)位于空心電磁靜鐵芯與空心電磁動鐵芯之間設(shè) 置有回位彈簧，空心電磁動鐵芯的內(nèi)側(cè)中間位置向內(nèi)設(shè)置有凸環(huán)，凸環(huán)與驅(qū)動軸的尾部之間 設(shè)置有支撐彈簧，凸環(huán)與第二卡圈之間設(shè)置有推力彈簧。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動機(jī)，其特征在于觸點(diǎn)裝置包括下靜觸點(diǎn)、上靜觸點(diǎn)、 環(huán)狀動觸盤、環(huán)形動觸、盤支撐架、第一卡圈和動觸點(diǎn)壓力彈簧，其結(jié)構(gòu)為下靜觸點(diǎn)和上靜 觸點(diǎn)分別與殼體絕緣的固定在殼體內(nèi)腔的中間位置的下端和上端，環(huán)狀動觸盤通過環(huán)形動觸 盤支撐架套裝在空心電磁動鐵芯尾部的外側(cè)面上，空心電磁動鐵芯外側(cè)的最后端設(shè)置有第一 卡圈，動觸點(diǎn)壓力彈簧設(shè)置在第一卡圈與環(huán)狀動觸盤支撐架之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的起動機(jī)，其特征在于回位彈簧的勁度系數(shù)小于推力彈簧的勁 度系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明起動機(jī)啟動內(nèi)燃機(jī)的方法及其起動機(jī)，具體涉及一種汽車內(nèi)燃機(jī)的啟動方法，以及按照該方法制成的起動機(jī)，屬于內(nèi)燃機(jī)起動技術(shù)領(lǐng)域，所要解決的問題是提供一種穩(wěn)定性和安全性較高的通過起動機(jī)的齒輪旋轉(zhuǎn)軸移來啟動內(nèi)燃機(jī)的方法，以及按照該方法制成的結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越、使用壽命長的新型汽車內(nèi)燃機(jī)的起動機(jī)，采用的方案為通過螺旋鍵和彈簧配合使用，使驅(qū)動軸和驅(qū)動齒輪能夠最多實(shí)現(xiàn)三次旋轉(zhuǎn)軸移；其起動機(jī)的結(jié)構(gòu)為驅(qū)動軸的前端滑動套裝，驅(qū)動軸的尾部通過螺旋鍵配合安裝，驅(qū)動軸的最前端安裝有驅(qū)動齒輪，驅(qū)動齒輪和驅(qū)動軸之間設(shè)置有緩沖彈簧，凸環(huán)與驅(qū)動軸之間有支撐彈簧，凸環(huán)與第二卡圈之間有推力彈簧，本發(fā)明可用于起動機(jī)領(lǐng)域。
文檔編號F02N11/08GK101251072SQ20081005458
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者帥 句, 偉 吳 申請人:句 帥;吳 偉