CN103527378B - 一种发动机启动马达及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机启动马达及车辆，其中，启动马达包括作为定子的外壳、穿过外壳的主轴、安装于主轴上的转子和延伸弹簧、与发动机飞轮相适配的启动轮；启动轮固定在主轴的一端，主轴的另一端设有启动机构；启动机构包括插销和设置在主轴上的与插销相适配的插槽；启动机构还包括电磁铁和回位弹簧，电磁铁和回位弹簧与插销的位置相适配；需要启动发动机时，电磁铁通电，电磁铁吸合插销克服回位弹簧的弹簧力使插销脱离插槽，主轴在延伸弹簧的作用下离开初始位置并使启动轮与发动机飞轮啮合；启动马达启动后带动发动机运转。启动完成后的正常运转时，电磁铁失电，插销在回位弹簧作用下插入插槽，保证启动轮和飞轮的完全分离。

Description

一种发动机启动马达及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是指一种发动机启动马达及车辆。

背景技术

现有的机动车的发动机大多都采用燃油发动机，且燃油需要在一定的温度条件下才能点燃。因此在机动车刚启动时，需要通过一个启动马达装置带动发动机到一定转速，以使发动机的燃烧室内空气压缩以达到一定压力和温度，才能使喷入的燃油被点燃。燃烧的燃油带动发动机迅速达到1000rpm左右，进入正常运转。一般需要使得发动机的转速稳定在700rpm以上，如果转速过低则会导致扫气过程过长、燃烧室内空气泄漏过大，使气缸内空气压缩不足，导致燃烧室内的空气温度不够，燃油无法正常点燃。

现有的汽车发动机都是选用电启动马达，由于电启动马达的比功率限制和所占用的空间限制，导致现有技术中都只能是利用电启动马达带动发动机的转速到350rpm左右就喷入燃油。由于启动时转速低，燃烧室内的压缩空气温度低，燃油不易点燃，因此必须暂时过量喷入燃油，使燃油浓度相对过浓。这样非常浪费燃油；且燃烧不充分会恶化排放指标，加大了空气的污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构更为合理的发动机启动马达及车辆。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种发动机启动马达，包括作为定子的外壳、穿过所述外壳的主轴、安装于所述主轴上的转子和延伸弹簧、与发动机飞轮相适配的启动轮；所述启动轮固定在所述主轴的一端，所述主轴的另一端设有启动机构；所述启动机构包括插销和设置在所述主轴上的与所述插销相适配的插槽；所述启动机构还包括电磁铁和回位弹簧，所述电磁铁和所述回位弹簧与所述插销的位置相适配；需要启动发动机时，所述电磁铁通电，所述电磁铁吸合所述插销克服所述回位弹簧的弹簧力使所述插销脱离所述插槽，所述主轴在所述延伸弹簧的作用下离开初始位置并使所述启动轮与发动机飞轮啮合；所述启动马达启动后带动发动机运转。

其中，所述启动马达是由电磁换向阀控制，在换向阀阀芯处于第一位置时，高压液压油进入所述启动马达内，推动转子转动，进而转子带动主轴并启动轮转动，由启动轮带动发动机飞轮转动，最终带动发动机进入正常运转；当换向阀阀芯处于第二位置时，高压液压油通过换向阀和油箱相通，流回油箱，启动马达两侧没有任何压力差，启动马达不转动。

其中，所述主轴上设有重锤，所述重锤通过连杆连接在主轴上，且所述连杆垂直于所述主轴；所述外壳的内壁上设有一具有坡度的突出部，所述突出部的位置与所述重锤的位置相适配，以在转速增加时，所述重锤在离心力作用下拉伸连杆朝向远离所述主轴的方向延伸并贴靠在该突出部上，在突出部的坡度作用下带动所述主轴向初始位置移动，直至转速达到一定转速后，重锤的离心力完全克服延伸弹簧的弹簧力，使主轴回复到初始位置，启动轮则完全和发动机飞轮脱离；同时启动机构的电磁铁失电，插销在回位弹簧的弹簧力作用下插入主轴上的插槽内，保证在发动机正常运转时，启动轮和发动机飞轮完全脱离，启动马达停止转动。

其中，所述电磁换向阀连接车辆的蓄电池和车辆的电子控制单元。

其中，所述外壳的两个相对的侧壁上分别设有与所述主轴相适配的孔，所述主轴的两端通过所述孔穿过所述外壳，所述启动轮设置于所述主轴的一个端部，且所述启动机构设置在所述主轴的另一个端部。

其中，所述外壳上所述孔与主轴之间设有轴承和密封圈。

其中，所述外壳的外表面固定有用于容置所述启动机构的后盖。

本发明的实施例还提供一种车辆，包括如上所述的发动机启动马达。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，提出了一种液压马达式的发动机启动马达，在发动机启动时能够通过蓄能器中或电机带动的液压泵的液压油驱动液压马达运转，由液压马达直接拖动发动机到800rpm左右。此时的发动机转速基本上相当于发动机怠速时的转速，发动机的扫气过程基本正常，压缩空气可以达到燃油正常点火温度。这样发动机在启动时就无需过量喷入燃油，能够节省能源并降低排放。

附图说明

图1为本发明实施例的发动机启动马达的工作状态结构示意图；

图2为本发明实施例的发动机启动马达的非工作状态结构示意图；

图3a为发动机启动马达与发动机飞轮连接时候的结构示意图；

图3b为图3a的侧视图；

图4a为发动机启动马达与发动机飞轮未连接时候的结构示意图；

图4b为图4a的侧视图；

图5为电磁换向阀、液压泵、启动马达在工作状态的电路结构示意图；

图6为电磁换向阀、液压泵、启动马达在非工作状态的电路结构示意图。

附图标记说明：

1.启动轮；

2.主轴；

21.转子；

22.重锤；

23.连杆；

24.延伸弹簧；

25.插销；

26.电磁铁；

27.回位弹簧；

28.插槽；

29.位置传感器；

3.外壳；

31.突出部；

32.后盖；

4.轴承和密封圈；

5.发动机飞轮；

61.电磁换向阀；

62.液压泵；

63.发动机启动马达；

64.油箱。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的发动机启动马达结构不合理导致使用时无法将发动机的转速提升到目标值的问题，提出了一种发动机启动马达。如图1、图2、图3a、图3b、图4a、图4b、图5、图6所示的，包括作为定子的外壳3、穿过所述外壳3的主轴2、安装于所述主轴2上的转子21和延伸弹簧24、与发动机飞轮相适配的启动轮1；所述启动轮1固定在所述主轴2的一端，且所述主轴2的另一端设有启动机构；所述延伸弹簧24的一端固定在主轴2上，另一端固定在外壳2上；所述启动机构包括一插销25，且所述主轴2上设有与所述插销25相适配的插槽；所述启动机构还包括电磁铁26和回位弹簧27，所述电磁铁26和回位弹簧27与所述插销25的位置相适配，在电磁铁26通电时，电磁铁26吸合所述插销25以克服回位弹簧27的弹簧力，使插销25脱离所述插槽，所述主轴2在所述延伸弹簧的24的作用下离开初始位置并带动所述启动轮1与发动机飞轮啮合；

所述启动马达是由电磁换向阀控制，在换向阀阀芯处于位置1时，高压液压油进入所述启动马达内，推动转子转动，进而转子带动主轴并启动轮转动，由启动轮带动发动机飞轮转动，最终带动发动机进入正常运转；当换向阀阀芯处于位置2时，高压液压油通过换向阀和油箱相通，自然流回油箱，启动马达两侧没有任何压力差，启动马达不转动。

所述启动机构还包括液压单元，所述液压单元包括电磁换向阀61、液压泵62、本发明实施例的发动机启动马达63、油箱64；所述电磁换向阀61连接车辆的启动机构以在车辆启动时使得所述电磁换向阀61的电磁铁26带电，并驱动液压泵62将液压油输送到所述发动机启动马达63以驱动所述发动机启动马达63工作；所述发动机启动马达63连接所述主轴2以驱动所述主轴2工作。

同时，该启动机构还包括位置传感器29，该位置传感器29连接该电磁换向阀。这样该位置传感器在检测到主轴2回到初始位置时，控制该电磁换向阀61停止工作。

如图1、图2所示的，所述主轴2上设有重锤22，所述重锤22通过连杆23连接在主轴2上，且所述连杆23垂直于所述主轴2；所述外壳3上设有一具有坡度的突出部31，所述突出部31的位置与所述重锤22的位置相适配以使转轴的转速增加，并在达到预定值时，所述重锤22在离心力作用下拉伸连杆23朝向远离所述主轴2的方向延伸并贴靠在该突出部上以在突出部的坡度作用下带动所述主轴2向初始位置移动，直至转速达到一定转速后，重锤的离心力完全克服延伸弹簧的弹簧力，使主轴回复到初始位置，启动轮完全和发动机飞轮脱离；同时启动机构的电磁铁失电，插销在回位弹簧的弹簧力作用下插入主轴上的插槽内，在发动机正常运转时，启动轮和发动机飞轮完全脱离，启动轮停止转动。

如图5、图6所示的，所述电磁换向阀61连接车辆的蓄电池和车辆的电子控制单元。

如图1、图2所示的，所述外壳的两个相对的侧壁上分别设有与所述主轴相适配的孔，所述主轴的两端通过所述孔穿过所述外壳，所述启动轮1设置于所述主轴2的一个端部，且所述启动机构设置于所述主轴2的另一个端部。如图1、图2所示的，所述孔与主轴之间设有轴承和密封圈4。如图1、图2所示的，所述外壳的外表面固定有用于容置所述启动机构的后盖32。

如图3a、图3b、图4a、图4b所示的，本发明实施例的启动轮1能够在主轴2的带动下伸缩。在伸出时，该启动轮1能够与发送机飞轮5贴靠，实现带动发动机达到预定转速。而在达到预定转速后，如图4a、图4b所示的，启动轮1又能够缩回到初始位置并使得启动轮1停止工作。

下面结合附图对本发明的工作原理进行说明。

在机动车启动时，该电磁换向阀61从蓄电池供电获得动力，使得电磁铁26带电后提起插销25，松脱该主轴2。此时液压泵62将液压油从油箱64泵入发动机启动马达63使得发动机启动马达63工作来驱动该主轴2转动。由于主轴2的插销25已经松脱，因此主轴2可以带动启动轮1自由转动。当插销25松脱后，主轴2在延伸弹簧24的带动下向如图1所示的左侧移动，从而使得启动轮1朝着发动机飞轮5移动并贴靠，以驱动发动机飞轮5转动，实现提升发动机转速的目的。当发动机转速达到一定速度时，此时重锤22在离心力的作用下克服拉杆23上弹簧的作用力向远离主轴2的方向移动。此时重锤22接触到外壳3的突出部，并在突出部坡度挤压作用下带动主轴2回到初始位置。此时启动轮1与发动机飞轮5脱离。而此时位置传感器29检测到主轴2已经返回初始位置后，连接该位置传感器29的电磁换向阀61停止工作。此时发动机启动马达63也停止工作，电磁铁26停电后消磁，插销25在复位弹簧27的作用下重新插入到插槽28内固定住主轴2。

同时，本发明实施例还提出了一种车辆，包括如前所述的发动机启动马达。

上述方案中，提出了一种液压马达式的发动机气动马达，在发动机启动时能够通过蓄能器中的液压油驱动发动机启动马达运转，由发动机启动马达直接拖动发动机到800rpm左右。此时的发动机转速基本上相当于发动机怠速时的转速，发动机的扫气过程基本正常，压缩空气可以达到燃油正常点火温度。这样发动机在启动时就无需过量喷入燃油，能够节省能源并降低排放。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种发动机启动马达，其特征在于，包括作为定子的外壳、穿过所述外壳的主轴、安装于所述主轴上的转子和延伸弹簧、与发动机飞轮相适配的启动轮；所述启动轮固定在所述主轴的一端，所述主轴的另一端设有启动机构；所述启动机构包括插销和设置在所述主轴上的与所述插销相适配的插槽；所述启动机构还包括电磁铁和回位弹簧，所述电磁铁和所述回位弹簧与所述插销的位置相适配；需要启动发动机时，所述电磁铁通电，所述电磁铁吸合所述插销克服所述回位弹簧的弹簧力使所述插销脱离所述插槽，所述主轴在所述延伸弹簧的作用下离开初始位置并使所述启动轮与发动机飞轮啮合；所述启动马达启动后带动发动机运转；所述主轴上设有重锤，所述重锤通过连杆连接在主轴上，且所述连杆垂直于所述主轴；所述外壳的内壁上设有一具有坡度的突出部，所述突出部的位置与所述重锤的位置相适配，以在转速增加时，所述重锤在离心力作用下拉伸连杆朝向远离所述主轴的方向延伸并贴靠在该突出部上，在突出部的坡度作用下带动所述主轴向初始位置移动，直至转速达到一定转速后，重锤的离心力完全克服延伸弹簧的弹簧力，使主轴回复到初始位置，启动轮则完全和发动机飞轮脱离；同时启动机构的电磁铁失电，插销在回位弹簧的弹簧力作用下插入主轴上的插槽内，保证在发动机正常运转时，启动轮和发动机飞轮完全脱离，启动马达停止转动。

2.根据权利要求1所述的发动机启动马达，其特征在于，所述启动马达是由电磁换向阀控制，在换向阀阀芯处于第一位置时，高压液压油进入所述启动马达内，推动转子转动，进而转子带动主轴并启动轮转动，由启动轮带动发动机飞轮转动，最终带动发动机进入正常运转；当换向阀阀芯处于第二位置时，高压液压油通过换向阀和油箱相通，流回油箱，启动马达两侧没有任何压力差，启动马达不转动。

3.根据权利要求2所述的发动机启动马达，其特征在于，所述电磁换向阀连接车辆的蓄电池和车辆的电子控制单元。

4.根据权利要求1所述的发动机启动马达，其特征在于，所述外壳的两个相对的侧壁上分别设有与所述主轴相适配的孔，所述主轴的两端通过所述孔穿过所述外壳，所述启动轮设置于所述主轴的一个端部，且所述启动机构设置在所述主轴的另一个端部。

5.根据权利要求4所述的发动机启动马达，其特征在于，所述外壳上所述孔与主轴之间设有轴承和密封圈。

6.根据权利要求1所述的发动机启动马达，其特征在于，所述外壳的外表面固定有用于容置所述启动机构的后盖。

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的发动机启动马达。