CN102168640A

CN102168640A - 一种发动机起动机

Info

Publication number: CN102168640A
Application number: CN2010101171470A
Authority: CN
Inventors: 高东; 刘舜; 刘光; 吴胜礼
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明提供一种发动机起动机，包括电动机、减速机构、驱动齿轮以及前端盖，电动机与减速机构连接，减速机构连接有一驱动轴，驱动轴上设置有与驱动轴配合的可沿驱动轴的轴向方向移动的驱动齿轮，所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件设置在驱动齿轮上，所述第二磁性件设置在前端盖的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件相对应的位置上，所述第一磁性件和第二磁性件具有相互吸引的磁力，所述驱动齿轮在磁性组件、驱动轴以及电动机的共同作用下，实现与发动机飞轮的啮合；在磁性组件和驱动轴以及发动机飞轮的共同作用下，实现与发动机飞轮的完全啮合以及使驱动齿轮的回到初始位置。

Description

一种发动机起动机

技术领域

本发明涉及一种车辆用的起动机，尤其涉及一种车辆用的发动机起动机。

背景技术

目前在起动机行业中，发动机起动机主要包括电动机、驱动齿轮、单向离合器、驱动拨叉、电磁开关等，起动控制装置主要由点火开关、起动继电器及连接电路等组成。并且，起动机依靠电磁开关来实现三个功能：1、将驱动齿轮拨出，同时，给电动机低速旋转提供电流，与发动机飞轮啮合；2、在驱动齿轮与发动机飞轮啮合后，同时给电动机通电，使电动机高速旋转，从而带动飞轮旋转，起动发动机；3、在起动结束后，能使驱动齿轮迅速脱离飞轮，从而保护起动机；同时，断开电动机的电流。

但是，上述传统的起动机由于存在电磁开关、单向离合器、驱动拨叉等部件，使其结构复杂、制造成本高、体积相对较大；而且在发动机上仅有的空间中，电磁开关占据了很大一部分的有限空间，进而占据其他零部件的装配空间。

发明内容

为解决现有技术中发动机起动机部件繁多，结构复杂，占有空间大的问题，本发明提供了一种结构简单的、体积较小、占用空间小的发动机起动机。

本发明提供了一种发动机起动机，包括电动机、减速机构、驱动齿轮以及前端盖，所述电动机与减速机构连接，所述减速机构连接有一驱动轴，所述驱动轴上设置有与驱动轴配合的可沿驱动轴的轴向方向移动的驱动齿轮，其中，所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件设置在驱动齿轮上，所述第二磁性件设置在前端盖的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件相对应的位置上，所述第一磁性件和第二磁性件具有相互吸引的磁力，所述驱动齿轮在磁性组件和驱动轴的共同作用下，实现与发动机飞轮的啮合；在磁性组件和驱动轴以及发动机飞轮的共同作用下，实现与发动机飞轮的完全啮合以及驱动齿轮的回到初始位置。

当起动机未工作时，所述第一磁性件与第二磁性件相互正对且产生较强的磁力，而所述驱动齿轮在起动机开始工作时由第一磁性件与第二磁性件的磁力矩作用下克服驱动轴对驱动齿轮产生的旋转力矩而沿驱动轴的轴向方向上移动，直至驱动齿轮移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，所述驱动齿轮或与所述发动机飞轮顺利啮合，或所述驱动齿轮与发动机飞轮在相啮合的临界点发生打齿时，所述驱动轴对驱动齿轮的旋转力矩克服第一磁性件与第二磁性件的磁力矩，使驱动齿轮产生旋转直至与发动机飞轮顺利啮合；所述发动机飞轮的转速超过驱动齿轮的转速时，在第一磁性件和第二磁性件之间的轴向磁力矩的吸引力的作用下，驱动齿轮在旋转过程中将朝着电动机的方向退出与发动机飞轮的啮合，直至被拉回至其在驱动轴的初始位置上。

本发明提供的发动机起动机，利用了具有磁力作用的磁性组件合理的设置在起动机内部结构中，替代传统发动机起动机中的电磁开关、单向离合器、驱动拨叉等众多部件，不但减化了起动机的结构，降低了制造成本，而且大大的减小了起动机的体积，有利于其它部件在发动机上有限空间内的布局和安装。

附图说明

图1是本发明的发动机起动机的一种实施方式的部分剖视结构示意图；

图2是本发明的发动机起动机的一种实施方式的结构爆炸示意图；

图3是本发明的发动机起动机的旋转齿轮的结构示意图；

图4是本发明的发动机起动机的旋转齿轮的另一视角的结构示意图；

图5是本发明的发动机起动机的旋转轴的结构示意图；

图6是本发明的发动机起动机的一种实施方式的结构示意图；

图7是本发明的发动机起动机的一种实施方式的部分结构示意图；

具体实施方式

下面将通过具体实施方式并结合附图来对本发明进行详细说明。

如图1至图2所示，根据本发明的发动机起动机的一种实施方式，包括电动机1、减速机构(本实施例未示出)以及前端盖2，所述的减速机构本实施方式中采用行星齿轮机构，所述的行星齿轮机构可以为现有技术中所公知的技术，包括太阳轮、行星轮以及行星架等，本发明就不再详细描述。所述电动机1的输出轴与行星齿轮机构连接，所述的行星齿轮机构可以设置于电动机1的壳体内，所述行星齿轮机构连接有一驱动轴4，所述驱动轴4上设置有斜齿，所述驱动轴4上还设置有与驱动轴4斜齿配合的可沿驱动轴4的轴向方向移动的驱动齿轮3，更好地，所述前端盖2上设有一支撑孔20，所述驱动轴4一端通过该支撑孔20可转动地支撑在前端盖上2，所述前端盖2上还设置有一缺口21，所述驱动齿轮3通过该缺口21可实现与发动机飞轮的啮合。其中，所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件5和第二磁性件6，所述第一磁性件5设置在所述驱动齿轮3上，所述第二磁性件6设置在前端盖2的与驱动齿轮3处于初始位置时的第一磁性件5的相对应的位置上，所述驱动齿轮在磁性组件和驱动轴的共同作用下，实现与发动机飞轮的啮合；在磁性组件和驱动轴以及发动机飞轮的共同作用下，实现与发动机飞轮的完全啮合以及驱动齿轮的回到初始位置。当起动机未工作时，所述第一磁性件5与第二磁性件6之间产生较强的磁力，当起动机开始工作时，电动机1开始工作，所述驱动齿轮3在第一磁性件5与第二磁性件6磁性作用下产生的磁力矩克服驱动轴4对驱动齿轮3产生的旋转力矩，使驱动齿轮3沿驱动轴4的轴向方向上移动，直至当驱动齿轮3移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，所述驱动齿轮3或与所述发动机飞轮顺利啮合，或当所述驱动齿轮3与发动机飞轮在相啮合的临界点发生打齿时，所述驱动轴4对驱动齿轮3的旋转力矩克服第一磁性件5与第二磁性件6的磁力矩，使驱动齿轮3产生旋转直至与发动机飞轮顺利啮合；当驱动齿轮3与发动机飞轮完全啮合时，所述驱动齿轮3不再作轴向移动，而在驱动轴4的旋转驱动下带动发动机飞轮旋转。所述的第一磁性件5和第二磁性件6为永磁体。

如图3和图4所示，所述驱动齿轮3上具有用于与发动机飞轮相啮合的齿轮部30以及径向较大部31，且所述驱动齿轮3的径向较大部31位于驱动齿轮3的临近减速机构的一侧，所述驱动齿轮3具有一中心孔32，所述驱动轴4穿过所述中心孔32，所述中心孔32的位于径向较大部31的部分具有内斜齿，且与驱动轴4上的斜齿相配合。

如图5所示，所述驱动轴4具有一法兰端40、斜齿部41以及光轴部42，所述驱动轴4通过该法兰端40与减速机构连接，所述斜齿即是设置在斜齿部41上，所述驱动齿轮3通过该斜齿部41与驱动轴4斜齿配合，所述驱动轴4的支撑在前端盖2上的光轴部42一端还设置有一用于限制驱动齿轮3轴向移动的挡环7。请参阅图1，作为一种实施方式，上述第二磁性件6设置在前端盖2的与驱动齿轮3处于初始位置时的第一磁性件5相对应的位置是指驱动齿轮3靠近法兰端40的位于驱动轴4的斜齿部41的初始位置时，第一磁性件5所处的位置，即此时第二磁性件6相应地处于与第一磁性件5正对或错开的位置。

请参阅图1、图2和图7，所述第一磁性件5设置在所述驱动齿轮3径向较大部31的外表面；所述第二磁性件6设置在前端盖2内表面的与驱动齿轮3处于初始位置时的第一磁性件5的相对应的位置上。作为一种实施方式，本实施例中，所述第一磁性件5和第二磁性件6的截面形状均为T型，为均设置成弧形的板状结构；所述的驱动齿轮3径向较大部31与前端盖2内表面分别设置有用于与第一磁性件5和第二磁性件6配合安装的弧形的T型槽结构33、21。当然，所述第一磁性件5和第二磁性件6的截面形状还可以是其它形状，前端盖2内表面也可以设置有相应形状的用于与第一磁性件5和第二磁性件6配合的安装结构。比如，第一磁性件5和第二磁性件6的截面形状可以是长条形，通过前端盖2内表面的安装结构也可以是长条形的槽，通过胶把第一磁性件5和第二磁性件6粘贴到前端盖2内表面的安装结构中。

所述第一磁性件5与第二磁性件6之间间隙设置，使第一磁性件5与第二磁性件6之间形成气隙，产生磁力，其中间隙值设置为0.1mm-2mm，该间隙值的设置主要依据磁性强弱进行区分，一般地，间隙越小越好。

作为一种实施方式，本实施例中，所述第一磁性件5可以设置为两个，且相对称地设置在驱动齿轮3的径向较大部31的外表面，所述第二磁性件6也相应的设置为两个，且相对称地设置在前端盖2的内表面相应的位置上。并且所述第一磁性件5与第二磁性件6相对的两表面的磁极相反，利用了磁极异性相吸同性相斥的基本原理。作为一种实施方式，本实施例中，第一磁性件5与第二磁性件6相对的表面的磁极为S极，第二磁性件6与第一磁性件5相对的表面的磁极为N极。当然，第一磁性件5和第二磁性件6相对的两表面的磁极也可以分别为N极和S极。即是本实施例中，第一磁性件5与第二磁性件6所产生的磁力矩为相互的吸引力的力矩。

本实施例中，所述第一磁性件和第二磁性件之间的磁力矩一般设置为大于1N.m且小于等2N.m。当驱动齿轮3与发动机飞轮完全啮合后，第一磁性件5和第二磁性件6之间周向的磁力矩应当很小，而轴向的磁力矩会稍微大些。

当然，所述第一磁性件5和第二磁性件6还可以为相应的两个以上，进行上述的相适应性地设置即可。作为另一种实施方式，所述第一磁性件5可以为环状结构，固定在驱动齿轮3的外表面，所述第二磁性件6相应地同样可以为环状结构，固定在前端盖2的内表面的与第一磁性件5相对应的位置上。

另外，作为一种实施方式，所述的第一磁性件5和第二磁性件6可以为电磁线圈，其安装方式也可以结合类似于上述所描述的对第一磁性件5和第二磁性件6的安装方式，其控制方式也可以结合本领域中所公知的控制方式，控制电磁线圈的电流通电时间和电流大小等等。其中，其电流通电时间可以是发动机起动后，使驱动齿轮3复位即可停止通电，其电流大小的控制满足上述的采用永磁体的要求即可。

作为一种更优的实施方式，所述发动机起动机还可以具有用于使驱动齿轮3复位的复位组件(附图中未示出)，所述复位组件包括平面推力轴承(附图中未示出)以及套设于驱动轴4上的弹簧(附图中未示出)，所述平面推力轴承一侧穿过驱动轴4的光轴部42和斜齿部41固定在法兰端40上，平面推力轴承的另一侧固定弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定在驱动齿轮3的一端面上。之所以采用复位组件，是为了所述驱动齿轮3在完成起动发动机的工作后的更好地更顺利地回复到初始位置上。

以下将对本发明的发动机起动机的基本工作原理作一个简单介绍：

当起动点火钥匙时，起动机接线柱10便通过继电器导通电源，电动机1旋转，输出轴输出动力并在减速机构的作用下将动力传送到驱动轴4上，进而驱动轴4带动与其斜齿配合的驱动齿轮3产生旋转的趋势，但是由于在起动机未工作时的初始位置时，驱动齿轮3上的第一磁性件5和第二磁性件6之间产生较强的相互吸引的磁力，足以克服此时驱动轴4对驱动齿轮3产生的旋转力矩，进而使驱动齿轮不随驱动轴4旋转，而是在驱动轴4的轴向方向上平移，直至驱动齿轮3移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，可能产生的两种情况：或是驱动齿轮3与所述发动机飞轮顺利啮合；或是驱动齿轮3与发动机飞轮刚好发生打齿时(即是指驱动齿轮3与发动机飞轮之间齿与齿刚好对撞为俗称的“打齿”现象)，所述驱动齿轮3不能在驱动轴4上作轴向移动，并在电动机1旋转力的驱动作用下，所述驱动轴4对驱动齿轮3的旋转力矩克服第一磁性件5与第二磁性件6之间的磁力矩，使所述驱动齿轮3产生一定的转角，在旋转过程中，驱动齿轮3的齿刚好与与发动机飞轮的的齿完全不发生打齿现象时，两者顺利啮合。

驱动齿轮3与发动机飞轮刚好实现啮合的瞬间，第一磁性件5与第二磁性件6之间由于在轴向方向上的交错量已经很小，磁力矩也变得较小，而发动机飞轮与驱动齿轮3之间存在相对较大的作用于周向方向的扭矩，该扭矩略大于驱动齿轮3与发动机飞轮未啮合之前的第一磁性件5与第二磁性件6之间的最小磁力矩，所以在此扭矩的作用下，使驱动齿轮3仍沿着驱动轴4的轴向方向移动；直至驱动齿轮3与发动机飞轮完合啮合时，由于驱动轴4上的挡环7的限位作用，此时驱动齿轮3不再作轴向移动，则驱动轴4带动驱动齿轮3同步旋转，进而驱使发动机飞轮旋转并使发动机启动，从而完成发动机起动机的前半周期的工作。

当发动机启动后，发动机飞轮的转速将超过驱动齿轮3的转速，此时，发动机飞轮将不再与驱动齿轮3产生作用于周向方向的扭矩，在第一磁性件5和第二磁性件6之间的轴向磁力矩的吸引力的作用下，驱动齿轮3在旋转过程中将朝着电动机1的方向退出与发动机飞轮的啮合，直至被拉回至其在驱动轴4的初始位置上，则完成整个起动过程。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims

1.一种发动机起动机，包括电动机、减速机构、驱动齿轮以及前端盖，所述电动机与减速机构连接，所述减速机构连接有一驱动轴，所述驱动轴上设置有与驱动轴配合的可沿驱动轴的轴向方向移动的驱动齿轮，其中，所述发动机起动机还包括一磁性组件，所述磁性组件包括第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件设置在驱动齿轮上，所述第二磁性件设置在前端盖的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件相对应的位置上，所述第一磁性件和第二磁性件具有相互吸引的磁力，所述驱动齿轮在磁性组件、驱动轴以及电动机的共同作用下，实现与发动机飞轮的啮合；在磁性组件和驱动轴以及发动机飞轮的共同作用下，实现与发动机飞轮的完全啮合以及使驱动齿轮的回到初始位置。

2.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动齿轮在起动机开始工作时由第一磁性件与第二磁性件的磁力作用下克服驱动轴对驱动齿轮产生的旋转力作用而沿驱动轴的轴向方向上移动，直至驱动齿轮移动到与发动机飞轮相啮合的临界点。

3.如权利要求2所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动齿轮移动到与发动机飞轮相啮合的临界点时，所述驱动齿轮或与所述发动机飞轮顺利啮合；或所述驱动齿轮与发动机飞轮在相啮合的临界点发生打齿时，所述驱动轴对驱动齿轮的旋转力矩克服第一磁性件与第二磁性件的磁力矩，使驱动齿轮产生旋转直至与发动机飞轮顺利啮合。

4.如权利要求3所述的发动机起动机，其特征在于：所述发动机飞轮的转速超过驱动齿轮的转速时，在第一磁性件和第二磁性件之间的轴向磁力矩的作用下，驱动齿轮在旋转过程中将朝着电动机的方向退出与发动机飞轮的啮合，直至被拉回至其在驱动轴的初始位置上。

5.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件与第二磁性件之间间隙设置。

6.如权利要求1所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动齿轮具有用于与发动机飞轮相啮合的齿轮部以及径向较大部，所述驱动齿轮的径向较大部位于驱动齿轮的临近减速机构的一侧。

7.如权利要求6所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动齿轮具有一中心孔，所述驱动轴穿过所述中心孔，所述中心孔的位于径向较大部的部分具有内斜齿。

8.如权利要求7所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动轴具有一法兰端、斜齿部以及光轴部，所述驱动轴通过该法兰端与减速机构连接，所述驱动轴通过该斜齿部与驱动齿轮的内斜齿配合。

9.如权利要求8所述的发动机起动机，其特征在于：所述驱动轴的支撑在前端盖上的光轴部一端还设置有一用于限制驱动齿轮轴向移动的挡环。

10.如权利要求6所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件设置在所述驱动齿轮径向较大部的外表面；所述第二磁性件设置在前端盖内表面的与驱动齿轮处于初始位置时的第一磁性件的相对应的位置上。

11.如权利要求6所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件为多个且周向等间距地设置在驱动齿轮的径向较大部的外表面，所述第二磁性件为多个且周向等间距地设置在前端盖的内表面。

12.如权利要求11所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件与第二磁性件相对的两表面的磁极相反，初始位置时，第一磁性件5和第二磁性件6之间是相互正对的。

13.如权利要求11所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件和第二磁性件的截面形状均为T型，均设置为弧形的板状结构；所述的驱动齿轮径向较大部与前端盖内表面分别设置有用于与第一磁性件和第二磁性件配合安装的弧形的T型槽结构。

14.如权利要求6所述的发动机起动机，其特征在于：所述第一磁性件为环状结构，固定在驱动齿轮的外表面，所述第二磁性件为环状结构，固定在前端盖的内表面。

15.如权利要求8所述的发动机起动机，其特征在于：所述发动机起动机还具有复位组件，所述复位组件包括平面推力轴承以及套设于驱动轴上的弹簧，所述平面推力轴承一侧穿过驱动轴的光轴部和斜齿部固定在法兰端上，平面推力轴承的另一侧固定弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定在驱动齿轮的一端面上。