CN102881515B - 一种反冲击强制断电电磁开关 - Google Patents

Abstract

一种反冲击强制断电电磁开关，包括动铁芯、依次设置于动铁芯之外的吸拉线圈和保持线圈、连杆、挂钩、动触点以及可与动触点连接的静触点，所述动铁芯中间设置有中间细两端粗的台阶状内孔，所述挂钩与动铁芯相连接，挂钩尾端设有与动铁芯内孔相通的凹槽；所述连杆尾端设置在所述挂钩的凹槽内，其杆身延伸到动铁芯内孔外，且连杆尾端装有垫圈，始端与动触点连接。本发明可以避免电磁开关触点粘连的故障发生，进而减少起动机整机的故障率，减低了发动机公司零公里PPM值和售后PPM值。

Description

一种反冲击强制断电电磁开关

技术领域

本发明涉及汽车电器设备技术领域，特别是涉及一种反冲击强制断电电磁开关。

背景技术

目前，汽车发动机配件的零公里和售后故障率统计中，起动机所占的比例始终处于前几位，在这些失效故障中电磁开关的故障比例尤其突出，成为主要失效模式之一。而在电磁开关故障模式中开关主触点粘连也是常见的现象。并且，开关主触点粘连后又会导致起动机出现其他的故障，例如：1、由于主触点粘连，蓄电池长期供电给起动机，驱动齿轮在发动机正常工作过程中被飞轮齿圈反带，时间长了，发动机换向器和电枢都会损坏，单向器也会损坏。2、导致蓄电池馈电受损的潜在失效。3、使发电机不得不提供大的负载电流，维持供电系统平衡。4、如果起动机内部由于零件损坏，而出现短路时，蓄电池+30端线束也可能变热老化。

目前，主要有分体式和整体式两种电磁开关，其具体结构特点如图1和图2所示。

图1所示为分体式电磁开关，动铁芯(51)与动触点(53)没有机械连接，当T50断电时，动触点依靠开关盖(55)里面的小的回位弹簧(56)回位，压缩力F55大约20N～30N左右，如果发生动触点与静触点粘连现象，就会导致力F55不足以分离粘连在一起的动触点与静触点。就会导致电磁开关失效。

图2所示为整体式电磁开关，动铁芯(61)与连杆(67)通过滚花过盈(68)连接，从而使动触点(63)与动铁芯(61)构成整体式结构，当T50断电时，动触点(63)依靠安装于动铁芯位置的回位弹簧(62)的压缩力F64和单向器通过拔叉的杠杆作用在动铁芯上产生向左的拉力F63的合力共同作用回位，合力大约60N～80N左右，如果发生动触点(63)与静触点(64)粘连现象，依靠此合力分离粘连在一起的动触点和静触点，避免电磁开关粘连失效。

现在使用的电磁开关基本上是上述分体式或者整体式结构，但是此两类电磁开关均存在触点粘连现象，无法避免故障的发生，所以，开关触点粘连是个有待解决的难点问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种反冲击强制断电电磁开关，以避免电磁开关触点粘连的故障发生，进而减少起动机整机的故障率。

为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种反冲击强制断电电磁开关，包括动铁芯、依次设置于动铁芯之外的吸拉线圈和保持线圈、连杆、挂钩、动触点以及可与动触点连接的静触点，所述动铁芯中间设置有中间细两端粗的台阶状内孔，所述挂钩与动铁芯相连接，挂钩尾端设有与动铁芯内孔相通的凹槽；所述连杆尾端设置在所述挂钩的凹槽内，其杆身延伸到动铁芯内孔外，且连杆尾端装有垫圈，始端与动触点连接。

作为优选，所述垫圈的外径大于所述动铁芯内孔的最小内径。

进一步地，所述垫圈的外径小于所述挂钩凹槽的内径。

进一步地，所述动铁芯内孔与连杆之间设置有第一回位弹簧。

进一步地，所述连杆端部设置有第二回位弹簧。

进一步地，所述静触点设置在与动触点相对应的位置上，并且静触点分别与30端子和电机端子连接。

进一步地，所述第一回位弹簧的压缩力为25～44N。

进一步地，所述第二回位弹簧的压缩力为10～22N。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：有效避免电磁开关的动静触点粘连的故障发生，降低了起动机整机的故障率，减低了发动机公司零公里PPM值和售后PPM值，同时，节省了起动机公司的索赔成本，也就是提高了企业的利润率，减少了客户的投诉和抱怨，提高了汽车公司的销售量。

附图说明

图1为现有技术的分体式电磁开关的示意图；

图2为现有技术的整体式电磁开关的示意图；

图3为本发明的电磁开关的示意图；

图4为本发明的实施例的电路示意图；

图5为本发明的实施例的不工作状态示意图；

图6为本发明的实施例的啮合工作状态示意图；

图7为本发明的实施例的断电后触点粘连时状态示意图；

图8为本发明的电磁开关的放大图。

其中：1...电机部件，2...电机端子，3...吸拉线圈，4...保持线圈，

6...车载继电器，7...钥匙开关，8...30端子，9...挂钩，11...飞轮齿圈，12...驱动齿轮，13...输出轴，14...驱动单向器，15...拔叉，16...动铁芯，17...动触点，18...静触点，19...第一回位弹簧，20...连杆，21...垫圈，22...螺旋花键，23...第二回位弹簧，51...动铁芯，52...顶杆，53...动触点，54...静触点，55...开关盖，56...回位弹簧，61...动铁芯，62...回位弹簧，67...连杆，63...动触点，64...静触点，65...开关盖，68...滚花过盈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图3为本发明的电磁开关的示意图，如图所示:一种反冲击强制断电电磁开关，包括动铁芯(16)、依次设置于动铁芯(16)之外的吸拉线圈(3)和保持线圈(4)、连杆(20)、挂钩(9)、动触点(17)以及可与动触点连接的静触点(18)，所述动铁芯(16)中间设置有中间细两端粗的台阶状内孔，所述挂钩(9)与动铁芯(16)相连接，挂钩(9)尾端设有与动铁芯(16)内孔相通的凹槽；所述连杆(20)尾端设置在所述挂钩(9)的凹槽内，其杆身延伸到动铁芯(16)内孔外，且连杆(20)尾端装有垫圈(21)，始端与动触点(17)连接。

如图4、图5和图6所示：当钥匙开关(7)转到“起动”档，车载继电器(6)导通，起动机电磁开关端子T50导通，此时，电磁开关的吸拉线圈(3)和保持线圈(4)工作，动铁芯(16)在吸拉线圈(3)和保持线圈(4)产生的电磁吸力的作用下向右移动，与动铁芯(16)相连的挂钩(9)也随之向右移动，待挂钩(9)凹槽底部接触到连杆(20)尾端时，连杆(20)与动铁芯(16)构成整体，一起向右移动，而此时动铁芯(16)相对连杆(20)有相对位移δ(δ定义为反冲击间隙)。与连杆(20)相连的动触点(17)向右移动直到与静触点(18)接触导通。动触电(17)与静触点(18)导通，进而使电机端子(2)与30端子(8)导通，电机部件(1)开始工作，输出轴(13)转动，驱动单向器(14)转动。

在动触点(17)和静触点(18)导通的过程中，动铁芯(16)在电磁力作用下向右移动动，由于拔叉(15)尾端与挂钩(9)顶端相连，故带动拔叉(15)尾端向右移动，通过拔叉(15)的杠杆作用使拔叉(15)与单向器(14)配合的一端向左移动，推动单向器(14)左移，此时单向器(14)的驱动齿轮(12)与发动机的飞轮齿圈(11)啮合，驱动发动机曲轴转动，成功启动发动机。

当钥匙开关7断电后，车载继电器6断电，T50端子断电，吸拉线圈(3)和保持线圈(4)断电，动铁芯16在回位弹簧(19)力F4和拔叉(15)拉力F3作用下回位，动触点17在F3+F4+F5的合力作用下回位，所以电磁开关动触点(17)和静触点(18)成功分离。电机部分1断电，单向器14回位，起动机停止工作。完成启动任务。

当动触点(17)和静触点(18)粘连后，本发明的反冲击强制断电电磁开关的功能才能发挥出来，即体现出它的特点和优势。从图7和图8可看出动触点(16)和静触点(17)的分离过程，由于在连杆(20)的尾端安装了垫圈(21)，当动铁芯(16)移动到下边接触到它时，动铁芯(16)就可以带着连杆(20)一起向下移动，从而带着动触点(17)向下移动，最终动触点(17)和静触点(18)被强制分离。

在图7和图8中，T50断电的瞬间，动铁芯(16)处于位置A时刻,反冲击间隙δ处于最大值(如图8所示)，此时动铁芯(16)受回位弹簧(19)的推力F1，设计参数F1＝44N。在F1作用下，动铁芯(16)下移,接触到垫圈(21)，使反冲击间隙δ＝0，动铁芯(16)到达位置B，此时的弹簧力为F4，由第一回位弹簧(19)的设计图纸可知F4的静态力是25N。

当发动机的飞轮齿圈(11)转速高于起动机驱动齿轮(12)的转速时，单向器(14)会被飞轮齿圈(11)反推向起动机尾端,此力通过单向器(14)传递给拨叉(15)，其计算公式为：

F2＝(2Mt/Do)×Tanβ＝(2×0.8×1000/16.5)×Tan20＝35.3N

其中：

Mt＝0.8N.m  单向器(14)反向打滑扭矩.它是估计值

Do＝16.5mm  输出轴(13)的螺旋花键(22)分度圆直径

Tanβ＝20°  输出轴(13)的螺旋花键(22)的螺旋角

F3：由于拨叉(15)的杠杆作用，在动铁芯(16)端产生的向左的拉力,由杠杆原理可知(图8)，F2与F3的关系式：

F2×L1＝F3×L2

其中：

L1＝43mm；L2＝27mm

所以，F3＝F2×L1/L2

F3＝35.3×43/27＝56.2N；

当反冲击间隙δ＝0时，回位弹簧(23)作用于动触点(17)上的力，由设计图纸可知：F5＝22N；

从而可知：粘连的动触点(17)和静触点(18)反冲击断电时静态合力F为：F＝F3+F4+F5＝56.2N+25N+22N＝103.2N。

而在反冲击间隙从最大值到δ＝0过程中，动铁芯(16)的合力(F3+F4)产生的所有动能都撞击在垫圈(21)上，在此瞬间会产生很大的动态冲击力，其动态合力对于粘连的动触点(17)和静触点(18)的分离力要远远大于(F3+F4)的静态力本身的分离力。所以实际产生的动态的分离力要远大于F＝103.2N。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种反冲击强制断电电磁开关，包括动铁芯(16)、依次设置于动铁芯之外的吸拉线圈(3)和保持线圈(4)、连杆(20)、挂钩(9)、动触点(17)以及可与动触点(17)连接的静触点(18)，其特征在于，

所述动铁芯(16)中间设置有中间细两端粗的台阶状内孔，所述动铁芯(16)内孔与连杆(20)之间设置有第一回位弹簧(19)；

所述挂钩(9)与动铁芯(16)相连接，挂钩(9)尾端设有与动铁芯(16)内孔相通的凹槽；

所述连杆(20)尾端设置在所述挂钩(9)的凹槽内，其杆身延伸到动铁芯(16)的内孔外，且连杆(20)尾端装有垫圈(21)，始端与动触点(17)连接，所述垫圈(21)的外径大于所述动铁芯(16)内孔的最小内径，所述垫圈(21)的外径小于所述挂钩(9)凹槽的内径；

当所述动触点(17)和静触点(18)粘连后，所述动铁芯(16)移动到接触到垫圈(21)时，反冲击间隙从最大值到0，动铁芯(16)的合力产生的所有动能都撞击在垫圈(21)上，所述动铁芯(16)带着连杆(20)一起移动，所述动触点(17)和静触点(18)被强制分离。

2.根据权利要求1所述的反冲击强制断电电磁开关，其特征在于，所述连杆(20)端部设置有第二回位弹簧(23)。

3.根据权利要求1所述的反冲击强制断电电磁开关，其特征在于，所述静触点(18)设置在与动触点(17)相对应的位置上，并且静触点(18)分别与30端子(8)和电机端子(2)连接。

4.根据权利要求1所述的反冲击强制断电电磁开关，其特征在于，所述第一回位弹簧(19)的压缩力为25～44N。

5.根据权利要求2所述的反冲击强制断电电磁开关，其特征在于，所述第二回位弹簧(23)的压缩力为10～22N。