CN101881248B - 无磁力开关起动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型无磁力开关起动机，属于汽车起动机技术领域，主要解决了现有起动机中电磁开关容易损坏的问题。该新型无磁力开关起动机，包括起动机本体，以及于起动机本体连接的电机轴，其特征在于，所述电机轴后端设置有花键系统，在花键系统与起动机本体之间还设置有回位控制系统。通过花键系统的运动，带动回位控制系统控制起动机齿轮前移，与飞轮齿啮合，实现启动发动机的目的。本发明设计巧妙，结构简单，用机械结构代替了电磁开关，改变了起动机齿轮与飞轮齿的啮合方式，不仅延长了齿轮的使用寿命，还提高了起动机的安全性和稳定性，节约了大量有色金属，降低了生产成本。

Description

无磁力开关起动机

技术领域

本发明涉及一种汽车起动机，具体地说，是涉及一种无磁力开关起动机。

背景技术

传统的汽车起动机是通过电磁开关通电后，由衔铁移动带动拔叉来推动起动机齿轮，当起动机齿与飞轮齿啮合后，主电路连通，起动机开始转动。但是，现有的电磁开关出现故障的几率很高，各种车型的电磁开关通用性很差，因此，在使用过程中存在很多不便，如果在汽车使用过程中，特别是处于高速公路或偏僻的交通要道上，起动机磁力开关出现故障，将会产生及其严重的后果，轻者耽误自己的时间，重者造型交通堵塞，甚至出现交通事故，这种情况对于自动变速的汽车而言特别重要。出于上述原因，汽车起动机工作方式的改进越来越受到大家的关注。

目前，市面上已经出现了一种汽车起动机，通过在其定子绕组中装有一组吸力线圈，使之起到磁力开关的功能，但是其齿前移靠的依然是电磁吸力，如果这组吸力线圈出现故障，那么起动机功率将降低，而且齿不能前移，使得发动机不能起动。而且，通过吸力线圈来代替磁力开关的方式仅仅适用于小功率起动机，因此，现有技术存在的诸多问题仍然未能得到很好地解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无磁力开关起动机，解决现有技术存在的问题，使起动机的起动故障率大大降低，并延长起动机的使用寿命，节约大量有色金属，降低起动机的生产制造成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

无磁力开关起动机，包括起动机本体，以及与起动机本体连接的电机轴，其特征在于，所述电机轴后端设置有花键系统，在花键系统与起动机本体之间还设置有回位控制系统；所述花键系统包括花键、花键套、花键毂、推块和推块座，所述起动机外部设置有端盖，花键毂套接于起动机的端盖后端，花键套设置于花键毂中部，花键设置于与花键套对应的电机轴上；推块座内设置有轴承，轴承套接于花键套上，推块下端固定于推块座上；电机轴穿过花键套与起动机本体连接为一体。

所述花键的倾斜方向与电机轴旋转向相反。

所述花键向电机轴旋转的相反方向倾斜65°。

所述推块座后端的电机轴上设置有限位卡圈。

所述端盖外包覆有耐磨套。

所述回位控制系统包括大回位弹簧、小回位弹簧、连接杆、定位杆和支撑块，起动机本体前端设置有拔叉，拔叉通过拔叉支撑销固定于起动机本体上；支撑块下端固定于起动机本体上，连接杆一端穿过支撑块上端与拔叉上端通过插销连接，另一端穿过推块上端，在连接杆的该端端头设置有挡块；大回位弹簧套接于连接杆上，且位于支撑块与拔叉之间；定位杆穿过推块，一端固定于起动机本体上，另一端设有限位块；小回位弹簧一端与推块座连接，另一端与起动机本体连接。

所述起动机本体、电机轴、花键系统和回位控制系统外部包覆有防尘罩。

本发明的设计原理为：利用电机轴后端的花键与花键套配合，通过电机轴旋转带动推块座前后移动，进一步使回位控制系统带动起动机拔叉下端前后移动，从而实现起动机齿轮与飞轮齿的啮合和分离，达到起动发动机的目的。

本发明打破了起动机的传统理论，取消了起动机的电磁开关，只在起动机的主电路上任意位置安装一个专用继电器。该专用继电器与普通继电器相比，具有一个能使继电器两触点接通的手动控制按钮，手动控制按钮与专用继电器内部的电磁铁连接。为使继电器工作时，动作迅速、有力，专用继电器的线圈使用两组，一组为吸拉线圈，另一组为维持线圈。在继电器内部出现故障时，可按下手动控制按钮，强行使起动机的主电路连通，使起动机正常工作，这种操作方式仅作为应急使用。

在上述方案中，为配合花键系统，本发明中起动机本体的端盖上螺孔位置与现有技术中端盖上螺孔位置不同，其他结构均相同。在工作过程，各个部件的主要功能分别为：

1.花键套：在电机轴旋转过程中，由于花键的作用，使花键套带动花键毂向外移动，进而带动推块座移动；

2.花键毂：对花键套进行导向，保证花键套与推块座在移动时不摆动、不发卡；

3.推块座：作为花键套与推块之间的桥梁，为推块提供支撑，并带动推块移动；

4.轴承：改变花键套产生的力的方向，使推块座只能前后移动而不能左右旋转；

5.推块：随着推块座的移动而移动，并在移动中对连接杆形成一个牵引力；

6.连接杆：实现推块与拔叉支撑销的连接，并将推块移动形成的牵引力传递至拔叉支撑销，从而控制拔叉下端移动；

7.大回位弹簧和小回位弹簧：两者分别位于起动机本体的上下两端，其中，小回位弹簧控制推块座的回位，并相应地带动花键套回位，大回位弹簧即通过推块控制推块座和花键套的回位，又控制拔叉下端的回位，进而带动起动机齿与飞轮齿分离；

8.支撑块：为大回位弹簧提供支撑作用；

9.定位杆：限制花键套、花键毂的移动方向，使其只能在电机轴上前后移动，而不能左右转动；

10.限位卡圈：限制花键套的移动距离；

11.防尘罩：为起动机本体、电机轴、花键系统、回位控制系统及相关的部件提供防尘保护。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.取消了电磁开关，对制造商来说大大节约了成本；对使用者而言，由于电磁开关在起动机故障中所占比例高达40％左右，因此取消电磁开关将使起动机出现故障的几率大大降低，不仅使用更加放心，而且大大降低了维修开支；对于维修者来说，维修将更加简单。如果在使用过程中因继电器出现故障造成起动机不能正常工作，只需要按下继电器上的手动控制按钮，即可使起动机强行恢复工作。传统的起动机由于有电磁开关，一旦在野外工作时电磁开关出现故障，将没有办法解决。

2.由于在起动机齿轮与飞轮齿接触时，起动机齿轮仍然是向电机轴旋转的相反方向转动，并且此时电机轴已经处于转动状态，因此，在起动机齿轮和飞轮齿倒角作用下，以及起动机齿轮单向啮合器的作用下，起动机齿轮与飞轮齿的啮合将更加自然，回位更顺畅，随动性更好，因此，起动机齿轮、飞轮齿的使用寿命将大大延长。

3.传统的起动机在不工作时，其电磁开关上由于接有主电源线而一直存在电流，而起动机一般都安装于排气管下方，该处温度很高，且主电源线无保险，因此，起动机存在很大的安全隐患，同时，电磁开关受高温影响，很容易造成开关工作状态不良，甚至损坏；本发明既没有电磁开关，在非工作状态下，整个起动机总成上也完全无电，因此安全性更高，工作状态更加稳定。

4.传统的起动机很容易出现因电压太低、衔铁发滞等问题，这些问题将引起起动机齿轮不回，从而导致起动机主电路断不开等故障出现。如果没有配置电源总开关，将很容易烧毁起动机，甚至燃烧引起火灾。本发明中起动机主电路与继电器并非一体，主电路的通断不受机械部件影响，继电器的触点开合也与起动机上的任何机械结构无关，它的开合仅受点火开关的控制。因此，本发明中起动机的安全性和稳定性得到进一步提高。

5.传统起动机的各种电磁开关形状、大小、安装螺孔等各不相同，通用性极差，如遇维修，不仅电磁开关成本过高，而且配件供给也十分困难，既费时又费力，给使用者、维修者都带来了很多的不便，本发明中只有继电器，分别为12V和24V两种，因此通用性极高，而且安装时不受形状、尺寸大小、螺孔等因素限制，维修时也不需要将起动机全部拆卸下来，安装、维修均十分方便。

6.本发明设计巧妙，结构简单，重量小，成本低，工作时反应快捷灵活，由于没有电磁开关，使得安装、拆卸也更加简、方便。

7.电磁开关的取消，将节约大量的有色金属、铜等材料，使生产成本大大降低。

本发明可适用于各型号的汽车，以及其他用途的发动机，具有很高的实用和推广价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中专用继电器的结构示意图。

附图中标号对应的名称：1-起动机本体，2-电机轴，3-花键套，4-推块，5-推块座，6-限位卡圈，7-大回位弹簧，8-小回位弹簧，9-连接杆，10-定位杆，11-支撑块，12-拔叉支撑销，13-限位块，14-防尘罩，15-专用继电器，16-起动机齿轮，17-拔叉，18-花键毂，19-专用继电器本体，20-接线柱，21-手动控制按钮，22-继电器控制接线柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，无磁力开关起动机，包括起动机本体1，以及与起动机本体1连接的电机轴2，其特征在于，所述电机轴2后端设置有花键系统，在花键齿套系统与起动机本体1之间还设置有回位控制系统。

所述花键齿套系统包括花键、花键套3、花键毂18、推块4和推块座5，所述起动机外部设置有端盖，花键毂18套接于起动机的端盖上，与花键配合使用的花键套3设置于花键毂18的中部，花键设置于与花键套对应的电机轴上；推块座5内设置有轴承，轴承套接于花键套上，推块4下端固定于推块座5上；电机轴2穿过花键套3与起动机本体1连接为一体。花键套上设置有卡弧，并通过卡弧对轴承进行限位。

所述花键的倾斜方向与电机轴2旋转方向相反。

所述花键向电机轴旋转的相反方向倾斜65°。

所述推块座4后端的电机轴2上设置有限位卡圈6。

所述端盖外包覆有耐磨套。

所述回位控制系统包括大回位弹簧7、小回位弹簧8、连接杆9、定位杆10和支撑块11，起动机本体1前端设置有拔叉17，拔叉17通过拔叉支撑销12固定于起动机本体上；支撑块11下端固定于起动机本体1上，连接杆9一端穿过支撑块11上端与拔叉17上端通过插销连接，另一端穿过推块4上端，在连接杆的该端端头设置有挡块；大回位弹簧7套接于连接杆9上，且位于支撑块11与拔叉17之间；定位杆10穿过推块4，一端固定于起动机本体1上，另一端设有限位块13；小回位弹簧8一端与推块座5连接，另一端与起动机本体1连接。

所述起动机本体1、电机轴2、花键系统和回位控制系统外部包覆有防尘罩14。

下面结合案例对本发明的工作过程进行说明。

在起动机主电路接通且电机轴旋转1/8圈时，花键套在花键的作用下，在电机轴上朝远离起动机的方向移动2cm左右，推块座和推块亦进行相应移动，推块的移动将带动连接杆移动，与连接杆连接的拔叉在拔叉支撑销控制下使其下端前移，从而推动起动机齿轮与飞轮齿啮合。在这个过程中，大回复弹簧被压缩。

由于起动机齿轮前移时，起动机齿轮中的花键是向电机轴旋转的相反方向倾斜，所以起动机齿轮在拔叉的推动下前移时，起动机齿轮需要向电机轴旋转的相反方向转动一定角度。由于起动机齿轮是在拔叉的推动下前移，因此起动机齿轮的反转速度大于电机轴的旋转速度。用案例说明如下：选用490型发动机配用的起动机，其齿轮为11齿，起动机本体为减速型起动机，速比为3.5∶1，即电机轴转3.5圈，起动机齿轮转1圈。当起动机本体处于回位状态时，如果将起动机主电路接通，电机轴旋转1/8圈，安装于起动机本体后端且套于电机轴上的花键毂将后移2cm，并最终导致起动机齿轮与飞轮齿啮合。经过测试，在这个过程中，起动机齿轮从回位状态到啮合状态时，起动机齿轮将沿与电机轴旋转的相反方向转动了5/3齿，换算成度数为54.5°；而这个过程中，电机轴将转动1/28圈，换算成度数为12.8°，也就是说，起动机齿轮仍然沿电机轴旋转的相反方向转动了41.7°，即在这一过程中，起动机齿轮向电机轴旋转的相反方向进行了转动。

由于起动机齿轮与飞轮齿刚接触时，会发生一定程度的撞击，在撞击后，起动机齿轮需要马上改变转向，使其与电机轴转向一致，而此时，电机轴本就在转动，所以起动机齿轮改变转向将比传统方式更加快捷、灵活。当起动机齿轮与飞轮齿刚刚啮合一点时，因受到拔叉的推力，以及花键对起动机齿轮产生的推力，起动机齿轮将与飞轮齿迅速啮合到位。这是因为起动机齿轮在向前推进时，起动机齿轮内的花键与电机轴旋转方向相反，所以此时起动机齿轮仍在向电机轴旋转的相反方向旋转，只是由于起动机齿轮与飞轮齿啮合后，这种现象在起动机齿轮上体现不出来，而在起动机齿轮内部的花键内孔上体现出来，这一功能是由起动机齿轮的单向啮合器实现的。因此，在这个过程中，起动机齿轮实际上未动，而是其内的花键部分转动，起动机齿轮与飞轮齿的啮合并不会发咬，而是很顺畅自然地啮合到位。当啮合到位后，由于限位卡圈的作用，起动机齿轮开始带动飞轮齿转动，从而开启发动机。

当起动机齿轮与飞轮齿啮合到位时，由于限位卡圈的作用，花键毂不再移动，起动机齿轮也无法再向前移动，仅仅是带动飞轮齿转动，从而启动发动机。

在起动机齿轮与飞轮齿啮合到位后，起动机齿轮为主动齿，电机轴上的花键将一直存在一个将起动机齿轮向前推的推力，因而起动机齿轮不可能退回，而此时起动机本体后端的花键毂在小回位弹簧的作用下，处于半回位状态。当发动机启动且关断主电路后，飞轮齿将成为主动齿，起动机齿轮成为从动齿，起动机齿轮在其单向啮合器与花键的作用下，迅速退回，使起动机齿轮与飞轮齿分离，同时，花键毂在大回位弹簧、小回位弹簧的作用下回位，并控制拔叉使其上端前移，下端后移，从而使起动机齿轮保持在回位状态。

如果起动机本体为非减速型起动机，则起动机本体后端的电机轴、花键毂及其他连接机构均不变，只须将起动机齿轮与电机轴之间的花键的倾斜度加大，使起动机齿轮从回位状态到与飞轮齿啮合到位这一过程中，起动机齿轮要向电机轴旋转的相反方向转动120°，从而保证起动机齿轮在前移过程中，其转速大于电机轴的转速，以便起动机齿轮与飞轮齿啮合更顺畅、自然。以长安汽车使用465发动机配备的起动机为例，起动机转1/8圈为45°，此时起动机齿轮与飞轮齿啮合到位，那么起动机齿轮从回位状态到啮合状态，将要转动120°；又由于起动机齿轮为8齿，则每一个齿轮占据45°，那么起动机齿轮将比电机轴多转动75°，相当于16/9齿，所以啮合时不会出现打齿、异常响声等现象。

传统的起动机使用电磁开关，由于电流在电线中传输速度特别快，而每个电磁开关内的吸拉线圈或维持线圈长度不过数10m，那么，当电磁开关通电后，线圈中产生磁力的时间将特别短，相应地其衔铁移动的速度将特别快。根据计算可知，传统技术中起动机齿轮前移的速度将是本发明的若干倍，那么当起动机齿轮与飞轮齿撞击时，其撞击力将是本发明的若干倍，这就很容易加大起动机齿轮与飞轮齿的磨损，使得两者的使用寿命大大缩短，对使用者来说，将是很大的损失。这也是本发明超越传统技术的又一特点。

Claims (7)

1.无磁力开关起动机，包括起动机本体(1)，以及与起动机本体(1)连接的电机轴(2)，其特征在于，所述电机轴(2)后端设置有花键系统，在花键系统与起动机本体(1)之间还设置有回位控制系统；所述花键系统包括花键、花键套(3)、花键毂(18)、推块(4)和推块座(5)，所述起动机外部设置有端盖，花键毂(18)套接于起动机的端盖的后端，花键套(3)设置于花键毂(18)中部，花键设置于与花键套(3)对应的电机轴上；推块座(5)内设置有轴承，轴承套接于花键套(3)上，推块(4)下端固定于推块座(5)上；电机轴(2)穿过花键套(3)与起动机本体(1)连接为一体。

2.根据权利要求1所述的无磁力开关起动机，其特征在于，所述花键的倾斜方向与电机轴(2)旋转向相反。

3.根据权利要求2所述的无磁力开关起动机，其特征在于，所述花键向电机轴旋转的相反方向倾斜65°。

4.根据权利要求1或2所述的无磁力开关起动机，其特征在于，所述推块座(4)后端的电机轴(2)上设置有限位卡圈(6)。

5.根据权利要求1所述的无磁力开关起动机，其特征在于，所述端盖外包覆有耐磨套。

6.根据权利要求1所述的无磁力开关起动机，其特征在于，所述回位控制系统包括大回位弹簧(7)、小回位弹簧(8)、连接杆(9)、定位杆(10)和支撑块(11)，起动机本体(1)前端设置有拔叉(17)，拔叉(17)通过拔叉支撑销(12)固定于起动机本体上；支撑块(11)下端固定于起动机本体(1)上，连接杆(9)一端穿过支撑块(11)上端与拔叉(17)上端通过插销连接，另一端穿过推块(4)上端，在连接杆的该端端头设置有挡块；大回位弹簧(7)套接于连接杆(9)上，且位于支撑块(11)与拔叉(17)之间；定位杆(10)穿过推块(4)，一端固定于起动机本体(1)上，另一端设有限位块(13)；小回位弹簧(8)一端与推块座(5)连接，另一端与起动机本体(1)连接。

7.根据权利要求1或6所述的无磁力开关起动机，其特征在于，所述起动机本体(1)、电机轴(2)、花键系统和回位控制系统外部包覆有防尘罩(14)。

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