CN102686873A - 起动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机(10)的起动装置(22)。所述起动装置(22)包括用于传动小齿轮(24)的电驱动装置(28)。在内燃机(10)的曲轴(12)上支承有齿轮(16)。要么传动小齿轮(24)在电驱动装置(28)的驱动轴(26)上的啮合状态通过间距件(40)实现，要么起动装置(22)以减小的相对于齿轮(16)的间距(54)设置。

Description

起动装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的起动装置。
背景技术
为了起动内燃机使用驱动装置，该驱动装置借助一个与燃料供给装置分开的能量供给装置被供能。对此大多数情况下使用直流电动机，其起动小齿轮首先啮合到内燃机的齿圈中，以由此转动内燃机。这借助于起动机根据强制啮合式原理(Schub-Schraubtriebprinzip)实现。在起动过程结束后，该小齿轮又从内燃机的齿圈中移出。
起停装置在机动车辆中越来越多的推广对起动装置提出了更高的要求，并因此还提出对现今所使用的起动机进行功能扩展的要求。在此，例如需提到更严厉的声学要求以及在驾驶员的起动愿望下能随时再起动的必要性(想法改变功能)。特别是在内燃机的惯性运转情况下这通过现今所使用的起动机的传统原理是不可能实现的。
通过适当地控制起动机的接通机构和电驱动装置，能使该起动机有能力在内燃机的惯性运转期间已啮合到齿圈中，从而实现上述功能。
由DE 197 21 386 A1和EP 0 848 159 B1已知一种用于起动内燃机的起动装置。按照该解决方案，起动装置包括可通过起动继电器与电源连接，并可将内燃机置于啮合以起动的起动电动机。对起动继电器和/或起动电动机的控制通过电子控制装置实现。该控制装置对分配给起动继电器和/或起动电动机的半导体-功率终放级进行控制，使得至少在内燃机的起停工作模式下起动继电器在内燃机的停止状态下具有其接合位置。
由DE 10 2007 029 353 A1已知一种用于内燃机的具有恒定的啮合的起动机。该起动机包括齿圈，该齿圈与和电动机连接的小齿轮恒定地处于啮合。惯性轮包括自由轮离合器，其设计使得由电动机产生的转矩从齿圈传递到惯性轮，从而起动内燃机。对用于在起动机器之后使内燃机曲轴转动所必需的惯性矩M1、惯性轮的惯性矩M2、齿圈和惯性轮的总惯性矩M3以及一个副起动机的齿圈和惯性轮的总惯性矩M4进行选择，使得仅在齿圈与惯性轮啮合的情况下才起动内燃机并且被满足一个关系式：M1＜M2＜M4＜M3。这样以确保曲轴转动的稳定性。
DE 10 2004 044 932 A1涉及一种发动机起动装置。小齿轮和从动轴的轴向运动及小齿轮的振颤则相对于该从动轴在转动方向上被阻止，从而减小在小齿轮和从动轴之间齿轴连接部分的磨损和齿圈及小齿轮的磨损。由此降低在发动机起动时产生的齿啮合噪声。发动机起动装置包括一个从动轴以及一个推力承受面，轴承内环的轴向端面贴靠在该推力承受面上。此外，发动机起动装置包括一个构造在从动轴端部上的螺纹区段。小齿轮的设置使得其在轴承侧的端面贴靠在小齿轮轴上轴承内环的端面上。小齿轮在朝轴承的方向上通过螺钉的牵拉力被压紧。该螺钉位于所述螺纹区段上。小齿轮、从动轴和轴承被固定，使得该推力承受面和小齿轮在轴承侧的端面将轴承的内环夹紧。
发明内容
依照本发明所建议的解决方案，为了实现想法改变功能，起动致动器保持与齿圈持久地啮合，其中该齿圈可通过自由轮离合器(Freilaufkupplung)与内燃机的曲轴相联接并且可以与这个曲轴脱离联接。在本发明建议的解决方案的第一种变型实施方案中，齿圈被支承在内燃机的曲轴上。齿圈可以是能相对于曲轴相对运动的，因此该齿圈在内燃机运转期间处于静止。这能够保持起动装置的起动小齿轮与齿圈的齿持久啮合，以随时准备好起动，而无需等待直至内燃机到达静止状态才随后将起动小齿轮移入到齿圈中。
但是本发明基础构思的前述第一实施方式伴有的缺点是，必需基本地啮合到机动车辆的传动系中。因此前述的第一变型实施方式首先仅能用于较小的件数。但是因为现今成批量地以大件数制造的起动装置已实现了高程度的标准化，故上面所述的适配即自由轮机构以及接通机构的省去对于小件数来说通常没有表现出成本优势，而是意味着附加的花费，其必然会反映在制造成本中。
基于市场上通行的常规的用于内燃机的强制啮合起动装置，在本发明基础构思的实施方式中建议，在至今使用的市场上通行的强制啮合起动装置上，例如在ISBN 3-7782-20284，黄皮书系列，汽车技术，“起动机和发电机”，2002版，76至79页所描述的Bosch R起动机上进行尽可能最小的更改，以由此充分利用在大件数情况下的成本优势。这意味着，有意识地不省去迄今标准化实施的接通组件并且不省去自由轮机构功能。
在本发明建议的解决方案的第二种变型实施方式中，标准化的起动装置在保留自由轮机构和保留接通机构的条件下进行如下修改，即借助于间距件移动该起动装置的起动小齿轮的小齿轮静止位置，使得起动小齿轮与设置在曲轴上的内燃机齿圈持久地处于啮合。
接通机构仍然包括接通继电器，但该接通继电器具有被改变的静止位置和被减小的啮合行程。这意味着，噪声生成的降低以及较小的接触振颤，因为在啮合时实现了减小的最大速度。可以按照要求的规格选择继电器线圈。
作为替代方案，在本发明基础构思的另一变型实施方式中，起动装置、特别是在电驱动装置的从动轴上设置的起动小齿轮朝内燃机的齿圈移得更近地设置。因此一方面可以实现，保持起动小齿轮与内燃机的齿圈的持久啮合，并且另一方面可以节省结构空间。在这个解决方案中，接通机构的空行程被增大。还可设想的是，将至今在接通机构上安装的叉形杠杆移除并在接通继电器上设置一个单独的止挡。
附图说明
下面依据附图详细地描述本发明。
附图中：
图1示出了本发明建议的起动装置的第一种实施方式，具有一个小齿轮静止位置，其通过使用间距件能实现传动小齿轮与齿圈的持久啮合，
图1.1示出了叉形杆设计的细节图，以及
图2示出了本发明建议的起动装置的另一变型实施方式，通过起动机相对于齿圈的位置移动具有在传动小齿轮和齿圈间的持久啮合。
具体实施方式
在下面关于本发明的实施方式中结合起动装置22谈谈一个标准起动装置。在此，涉及一个市场通行的强制啮合式起动机，例如在出版物，ISBN 3-7782-20284，黄皮书系列，汽车技术，“起动机和发电机”，2002版，76至79页所描述的Bosch R起动机。
从根据图1的图示中可得知本发明建议的起动装置的第一变型实施方式，其中该传动小齿轮与内燃机的齿轮、特别是内燃机曲轴上的齿圈处于永久的啮合。
图1示出了，内燃机10具有曲轴12。在曲轴12上除了惯性轮14(该惯性轮可以是单质量惯性轮或者多质量惯性轮)之外，安装有齿轮，特别是齿圈16。在这个齿圈16和曲轴12之间的相对运动通过如下方式可以实现，即齿轮16，特别地被构造为齿圈的齿轮被容纳在自由轮机构(Freilauf)18上。在此存在的可行方式是，该齿轮，特别是被构造为齿圈16的齿轮能够以不同于曲轴12的圆周速度转动。
如从图1的图示中可以得知，齿轮16的齿20与起动装置22的传动小齿轮24相啮合。起动装置22在图1所示的本发明建议的实施方式中以第一间距46相对于齿轮16设置。
在图1中所示的本发明建议的起动装置22是一种标准起动装置，一种强制啮合式起动机，ISBN 3-7782-20284，黄皮书系列，汽车技术，“起动机和发电机”，2002版，76至79页所描述的Bosch R起动机，中央起动机(Vorgelegestarter)R70，其具有电驱动装置28，该电驱动装置特别地被设计为直流驱动装置。该电驱动28包括定子50，和转子52，参见图2。此外，起动装置22包括接通继电器30，该接通继电器作用于叉形杆34。叉形杆34可围绕旋转点38回转。根据接通继电器30的移入或移出行程，在沿着滑道32操纵叉形杆34时产生传动小齿轮24的轴向移动，给该传动小齿轮24分配一个自由轮机构36。
从本发明建议的解决方案结合图1所描述的第一变型实施方式看出，为了实现在支承于自由轮机构18内的曲轴12上的齿轮16和起动装置22的传动小齿轮24及其自由轮机构36之间的持久啮合，设置一个间距件40。间距件40在在图1中所示出的依据本发明建议的解决方案的实施方式中被设置为套筒形，并包括第一端面42以及第二端面44。第一端面42面对电驱动装置28，而该被构造为套筒形状的间距件40的第二端面44则支承自由轮机构36的一轴环，该轴环被分配给传动小齿轮24。间距件40的设置能实现，使传动小齿轮24和齿轮16持续保持啮合，即保持处于啮合的状态下。图1中所示的位置为该传动小齿轮54的静止位置，在该静止位置这个传动小齿轮与齿轮16的齿20相啮合。按照第一变型实施方式，起动装置22的接通继电器30具有一个改变的静止位置和一个减小的吸引行程。对此参见图1.1。继电器30运动过的继电器行程被缩短Δs＝d/1.75。在此，d表示间距件40的长度。叉形杆34的传动比，即杆行程计为1.57。由此，继电器30具有一个另外的静止位置，其被精确地移动了Δs＝d/1.57。
吸引行程减小Δs能实现更小的噪声生成和更小的接触振颤，因此，在操纵本发明所建议的第一变型实施方式的起动装置22时噪声水平明显降低。接通继电器30的绕组可以在积木式结构原理的范围内被设置得相对弱，从而电流消耗是有限的。
前面结合图1描述的起动装置22的特征在于，与标准起动装置，如ISBN 3-7782-20284，黄皮书系列，汽车技术，“起动机和发电机”，2002版，76至79页所描述的Bosch R起动机，中央起动机R70相比，对这个起动装置仅提出最小的修改要求。仅需要一个间距件40，以实现在齿轮16的齿20和起动装置22的传动小齿轮24之间持久的啮合。因此通过现今标准化应用的起动装置即可以实现想法改变功能。
从根据图2的图示中可得知另一个、替代的变型实施方式用于实现在内燃机曲轴上的齿轮16和起动装置的传动小齿轮之间的持久啮合。
与图1中所示的变型实施方式的区别在于，根据图2中图示的起动装置22以相对于曲轴12上齿轮16的、减小的第二间距54设置，从而在传动小齿轮24连同自由轮机构36轴向位置相同的情况下，与标准起动机，如强制啮合式起动机，ISBN 3-7782-20284，黄皮书系列，汽车技术，“起动机和发电机”，2002版，76至79页所描述的Bosch R起动机(参见中央起动机R70)相比，起动装置22移动得更靠近于内燃机10。由此，可以以简单的方式实现在齿轮16的齿20和驱动轴26的传动小齿轮24的齿之间的永久啮合。依据本发明所建议的修改的标准起动装置的在图2中所示的第二变型实施方式的接通继电器30被设计为具有一个增大的空行程，参见位置56。代替在依据本发明所建议的解决方案的第二变型实施方式中所描述的叉形杆34(参见图2)，该叉形杆可围绕旋转点38运动，还可以想到止挡58。止挡58可以如下方式设置：这个止挡被设置为直接与一个加长的滑道48对置。代替止挡58，也可以如图2所示，设置一个单独的止挡60。接通继电器30具有开关功能。当它被完全吸紧时，它可接通起动机电流。标准化应用的接通继电器30具有这样的行程，该行程在新的安装位置上必须继续地能实现，以便接通起动机电流。
通过在特别地被设置为齿圈的齿轮16上以及在传动小齿轮24上的自由轮机构18和36，可以确保只在电驱动装置28的转动方向上传递一个扭矩，该转矩用于在内燃机的静止状态下使其起动。
因为在两个变型实施方式中确保了在齿轮16和起动装置22的传动小齿轮24之间的持久啮合，不必进行等待，直至内燃机10到达停止状态，然后传动小齿轮24才可以借助于接通继电器30被移入到齿轮16的齿20中。接通继电器30承担起动机电流的接通。

Claims (8)

1.一种用于内燃机(10)的起动装置(22)，其中所述起动装置(22)包括用于小齿轮(24)的电驱动装置(28)，并且在所述内燃机(10)的曲轴(12)上支承有齿轮(16)，其特征在于，通过在所述电驱动装置(28)的驱动轴(26)上的间距件(40)所述传动小齿轮(24)转到啮合状态，或者所述起动装置(22)以一个减小的相对于所述齿轮(16)的间距(54)设置。
2.按照权利要求1所述的起动装置(22)，其特征在于，所述间距件(40)被实施为套筒形。
3.按照权利要求1所述的起动装置(22)，其特征在于，所述间距件(40)被设置在所述驱动轴(26)上，电驱动装置(28)和传动小齿轮(24)的自由轮机构(36)之间。
4.按照权利要求2所述的起动装置(22)，其特征在于，所述起动装置相对于标准起动装置与所述齿轮(16)间隔的第一间距以较小的、相对于所述齿轮(16)的第二间距(54)设置。
5.按照权利要求1所述的起动装置(22)，其特征在于，接通继电器(30)包括增大的空行程(56)以及止挡(58)。
6.按照权利要求5所述的起动装置(22)，其特征在于，所述止挡(58)与加长的滑道(48)对置。
7.按照权利要求1所述的起动装置(22)，其特征在于，所述接通继电器(30)作用在能围绕旋转点(38)回转的叉形杆(34)上，该叉形杆使传动小齿轮(24)及其自由轮机构(36)在驱动轴(26)上沿轴向运动，并且接通起动机电流。
8.按照权利要求1所述的起动装置(22)，其特征在于，所述驱动轴(26)是花键轴，是具有多边形轮廓的轴或具有至少一个滑键。
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