CN103726968A

CN103726968A - 过载保护型电启动双联齿轮及启动系统

Info

Publication number: CN103726968A
Application number: CN201410010693.2A
Authority: CN
Inventors: 陈翔
Original assignee: Chongqing Longxin Engine Co Ltd
Current assignee: Chongqing Longxin Engine Co Ltd
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明公开了一种过载保护型电启动双联齿轮及启动系统，包括双联齿轮轴和传动配合设置于双联齿轮轴的齿轮Ⅰ及齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ外套于双联齿轮轴使内锥面与双联齿轮轴的外锥面形成锥面副，齿轮Ⅱ设有使锥面副锁紧且使锥面副的打滑扭力值大于等于电启动扭力值的轴向力；本发明在发动机在较大的负载和惯性的情况下，发动机高速运转突然减速或停止时，发生“反拖”现象且扭力值超过锥面之间的最大静摩擦力时，内锥面和外锥面会发生滑动，即齿轮Ⅱ和双联齿轮轴之间会发生相对滑动，使整个电启动系统的齿轮以及启动离合器因此而不会损坏，具有过载保护功能；使用时，可根据实际需要设定锥角、锥面的粗糙度以及轴向力即可设定所需的最大静摩擦力。

Description

过载保护型电启动双联齿轮及启动系统

技术领域

本发明涉及一种发动机附属部件，特别涉及一种过载保护型电启动双联齿轮及启动系统。

背景技术

机动车发动机的电启动是较为普遍使用的结构；原理为起动电机转动依次带动电起动双联齿轮、电起动过桥齿轮、盘形齿轮、起动离合器、磁电机锭子和曲轴转动，完成发动机起动运转。对于较大排量的小型车来说，当发动机在高速运转时突然减速或停止，在较大负载的情况下，惯性也相对较大，发动机“反拖”电启动系统运转，会造成超越离合器忽然受力过大而打坏，也会造成电起动双联齿轮和电起动过桥齿轮受强烈冲击后断齿。而实际使用过程中，较大排量（200排量以上）三轮车发动机存在电起动双联齿轮断齿，超越离合器打坏的故障现象。

因此，需要对现有的发动机电启动结构进行改进，具有过载保护功能，发动机在高速运转时突然减速或停止时，即使在较大的负载和惯性的情况下，整个电启动系统的齿轮以及离合器不会因此而损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种过载保护型电启动双联齿轮及启动系统，具有过载保护功能，发动机在高速运转时突然减速或停止时，即使在较大的负载和惯性的情况下，整个电启动系统的齿轮以及离合器不会因此而损坏。

本发明的过载保护型电启动双联齿轮，包括双联齿轮轴和传动配合设置于双联齿轮轴的齿轮Ⅰ及齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ设有内锥面，双联齿轮轴设有外锥面，所述齿轮Ⅱ外套于双联齿轮轴使内锥面与外锥面形成锥面副，所述齿轮Ⅱ设有使锥面副锁紧且使锥面副的打滑扭力值大于等于电启动扭力值的轴向力；内锥面和外锥面贴合并施加一定的轴向力则具有较好的传动效果；合理设置锥角和粗糙度，则可设定内锥面和外锥面之间可相对滑动的扭力，即当传动扭力大于内锥面和外锥面之间的最大摩擦力，则会产生相对滑动；上述轴向力可以通过另外的部件压紧等等结构实现，在此不再赘述。

进一步，所述锥面副靠近齿轮Ⅰ侧为小头端，齿轮Ⅱ用于锁紧锥面副的轴向力由齿轮Ⅰ轴向压紧施加；通过齿轮Ⅰ直接抵紧齿轮Ⅱ使得锥面副锁紧的结构，可使整个双联齿轮结构紧凑，并不增加较大的抵紧部件；齿轮Ⅰ的设置方式可以是花键传动螺栓固定等等，能够实现传动并且轴向压紧的结构均可。

进一步，所述齿轮Ⅰ螺纹配合设置于双联齿轮轴；采用螺纹连接可直接施加轴向力，并不需要其他的固定部件；即双联齿轮轴设置外螺纹，齿轮Ⅰ设置与外螺纹配合的内螺纹，结构简单紧凑，传动过程中还具有预紧功能；当然，传动的方向应与螺纹锁紧方向一致，避免传动松动。

进一步，所述齿轮Ⅰ通过弹性件对齿轮Ⅱ施加轴向力；避免较为固定的压紧模式导致的摩擦力不可调，特别是在较大的“反拖力”作用下发生内锥面和外锥面之间的滑动后，由于弹性件的弹性力作用，依然能够实现正常的电启动传动，避免频繁的更换和维护。

进一步，所述弹性件为外套于双联齿轮轴的伞状弹性垫圈，所述伞状弹性垫圈外边缘抵住齿轮Ⅱ；伞状弹性垫圈整体形状为锥角较大的锥形，外边缘指的是大头的边缘，该垫圈弹性系数较大，在施加轴向力后发生弹性变形所施加的弹性力也较大，不但使锥面副的摩擦力可调，还具有较小的轴向长度，更适合本发明的结构；且本身厚度较小，使双联齿轮结构整体紧凑。

进一步，齿轮Ⅰ通过外套于双联齿轮轴的调节垫片轴向顶紧伞状弹性垫圈内边缘；改变调节垫片的厚度，可改变伞状弹性垫圈在齿轮Ⅰ的轴向移动所产生的变形量，结合锥面副的锥角以及粗糙度，使得滑动扭力（摩擦力）的范围可调，适用于不同需求的启动系统。

进一步，所述双联齿轮轴设有环形凸台，所述外锥面位于环形凸台外表面，采用环形凸台设置外锥面的结构，利于增大锥面副处的直径尺寸，承受较大的或者符合需求的扭力值；所述环形凸台靠近齿轮Ⅰ一侧形成缩径台阶轴，所述伞状弹性垫圈外套于该缩径台阶轴。

本发明还公开了一种电启动系统，所述电启动系统安装有所述的过载保护型电启动双联齿轮。

进一步，所述过载保护型电启动双联齿轮的齿轮Ⅱ与启动电机的动力输出轴传动啮合安装于电启动系统；使得“反拖”的传动链增长，部分抵消“反拖”力，并位于启动电机处发生过载保护，使整个系统的齿轮和离合器均受到过载保护。

本发明的有益效果：本发明的发动机油位传感器，采用锥面副的传动结构，并根据所需扭力值调整锥面之间的发生滑动的最大扭力值，在发动机在较大的负载和惯性的情况下，发动机高速运转突然减速或停止时，发生“反拖”现象且扭力值超过锥面之间的最大静摩擦力时，内锥面和外锥面会发生滑动，即齿轮Ⅱ和双联齿轮轴之间会发生相对滑动，使整个电启动系统的齿轮以及启动离合器因此而不会损坏，具有过载保护功能；使用时，可根据实际需要设定锥角、锥面的粗糙度以及轴向力即可设定所需的最大静摩擦力，即发生“反拖”时所产生的大扭力值时实现相对滑动，保护系统齿轮以及离合器。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的发动机油位传感器，包括双联齿轮轴1和传动配合设置于双联齿轮轴1的齿轮Ⅰ2及齿轮Ⅱ5，所述齿轮Ⅱ5设有内锥面，双联齿轮轴1设有外锥面，所述齿轮Ⅱ5外套于双联齿轮轴使内锥面与外锥面形成锥面副6，所述齿轮Ⅱ5设有使锥面副6锁紧且使锥面副6的打滑扭力值大于等于电启动扭力值的轴向力，锥面副的打滑扭力（转动力）指的是在一定的扭力（转动力）下内锥面和外锥面发生转动滑移；内锥面和外锥面贴合并施加一定的轴向力则具有较好的传动效果；合理设置锥角和粗糙度，则可设定内锥面和外锥面之间可相对滑动的扭力，即当传动扭力大于内锥面和外锥面之间的最大摩擦力，则会产生相对滑动；上述轴向力可以通过另外的部件压紧等等结构实现，在此不再赘述；使用时本发明的双联齿轮可用于电启动系统的系统中，根据需要齿轮Ⅰ2和齿轮Ⅱ5用于传递启动动力；启动动力可由齿轮Ⅱ5传入，由齿轮Ⅰ2输出，实现启动动力的输出至发动机。

本实施例中，所述锥面副6靠近齿轮Ⅰ2侧为小头端，齿轮Ⅱ5用于锁紧锥面副6的轴向力由齿轮Ⅰ2轴向压紧施加；通过齿轮Ⅰ2直接抵紧齿轮Ⅱ5使得锥面副6锁紧的结构，可使整个双联齿轮结构紧凑，并不增加较大的抵紧部件；齿轮Ⅰ的设置方式可以是花键传动螺栓固定等等，能够实现传动并且轴向压紧的结构均可。

本实施例中，所述齿轮Ⅰ2螺纹配合设置于双联齿轮轴1；采用螺纹连接可直接施加轴向力，并不需要其他的固定部件；即双联齿轮轴设置外螺纹，齿轮Ⅰ2设置与外螺纹配合的内螺纹，结构简单紧凑，传动过程中还具有预紧功能；当然，传动的方向应与螺纹锁紧方向一致，避免传动松动。

本实施例中，所述齿轮Ⅰ2通过弹性件4对齿轮Ⅱ5施加轴向力；避免较为固定的压紧模式导致的摩擦力不可调，特别是在较大的“反拖力”作用下发生内锥面和外锥面之间的滑动后，由于弹性件的弹性力作用，依然能够实现正常的电启动传动，避免频繁的更换和维护。

本实施例中，所述弹性件4为外套于双联齿轮轴1的伞状弹性垫圈，所述伞状弹性垫圈外边缘抵住齿轮Ⅱ5；伞状弹性垫圈整体形状为锥角较大的锥形，外边缘指的是大头的边缘，该垫圈弹性系数较大，在施加轴向力后发生弹性变形所施加的弹性力也较大，不但使锥面副的摩擦力可调，还具有较小的轴向长度，更适合本发明的结构；且本身厚度较小，使双联齿轮结构整体紧凑。

本实施例中，齿轮Ⅰ2通过外套于双联齿轮轴1的调节垫片3轴向顶紧伞状弹性垫圈内边缘；改变调节垫片3的厚度，可改变伞状弹性垫圈在齿轮Ⅰ的轴向移动所产生的变形量，结合锥面副的锥角以及粗糙度，使得滑动扭力（摩擦力）的范围可调，适用于不同需求的启动系统。

本实施例中，所述双联齿轮轴1设有环形凸台11，所述外锥面位于环形凸台11外表面，采用环形凸台11设置外锥面的结构，利于增大锥面副处的直径尺寸，承受较大的或者符合需求的扭力值；所述环形凸台11靠近齿轮Ⅰ2一侧形成缩径台阶轴，所述伞状弹性垫圈外套于该缩径台阶轴。

本发明还公开了一种电启动系统，所述电启动系统安装有所述的过载保护型电启动双联齿轮，上述实施例的过载保护型电启动双联齿轮用于发动机的电启动系统，在发生“反拖”时，发生滑移，避免系统内的所有齿轮以及离合器发生损坏。

本实施例中，所述过载保护型电启动双联齿轮的齿轮Ⅱ5与启动电机的动力输出轴传动啮合安装于电启动系统；使得“反拖”的传动链增长，部分抵消“反拖”力，并位于启动电机处发生过载保护，使整个系统的齿轮和离合器均受到过载保护。

验证：

1、本发明的过载保护型电启动双联齿轮用于电启动系统，进行1万、3万次电起动试验验证，3万次电起动试验验证是为了验证双联齿轮基本功能（电起动功能）的可靠性。

电起动双联齿轮在使用过程中由于弹性件力值会有所衰减，从而造成打滑扭力值下降，如果扭力值下降到了小于发动机起动所需的最小扭力值（理论计算250cc发动机正常启动所需最低扭力值大约为13N.m左右），则电起动功能就会失效。

针对预见的失效情况，对试验前后及过程中电起动双联齿打滑扭力值进行确认，所测数据如下所示：

检测点	打滑扭力值(N.m)
		试验前	32
3000次	28
		5000次	28
10000次	28
		15000次	27
25000次	27
		30000次	27

在3万次电起动试验过程中，电起动齿轮没有失效现象，试验合格。

2、12000公里道路试验验证

道路试验是为了验证双联齿轮的过载保护功能有效性，和可靠性

a、针对有效性验证，试验前在主动齿和双联齿轮轴之间用油性笔做标记；12000公里道路试验后，齿轮Ⅱ打滑则标记有所错位，即起到了过载保护的作用。

b、针对可靠性，试验前后对双联齿打滑扭力值进行了测量：

检测点	打滑扭力值(N.m)
		试验前	33
试验后	28

试验前后扭力值有所下降，但远远大于发动机起动所需的最小扭力值(13N.m)，验证合格。

3、试验总结

经3万次电起动试验和12000公里道路试验中，双联齿轮扭力值回有所衰减，原因是由于弹垫力值的衰减造成的，但在可靠性试验后，打滑扭力值依然远大于发动机起动所需的最低扭力10N.m左右，因此判定联齿轮合格符合设计要求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：包括双联齿轮轴和传动配合设置于双联齿轮轴的齿轮Ⅰ及齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ设有内锥面，双联齿轮轴设有外锥面，所述齿轮Ⅱ外套于双联齿轮轴使内锥面与外锥面形成锥面副，所述齿轮Ⅱ设有使锥面副锁紧且使锥面副的打滑扭力值大于等于电启动扭力值的轴向力。

2.根据权利要求1所述的过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：所述锥面副靠近齿轮Ⅰ侧为小头端，齿轮Ⅱ用于锁紧锥面副的轴向力由齿轮Ⅰ轴向压紧施加。

3.根据权利要求2所述的过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：所述齿轮Ⅰ螺纹配合设置于双联齿轮轴。

4.根据权利要求3所述的过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：所述齿轮Ⅰ通过弹性件对齿轮Ⅱ施加轴向力。

5.根据权利要求4所述的过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：所述弹性件为外套于双联齿轮轴的伞状弹性垫圈，所述伞状弹性垫圈外边缘抵住齿轮Ⅱ。

6.根据权利要求5所述的过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：齿轮Ⅰ通过外套于双联齿轮轴的调节垫片轴向顶紧伞状弹性垫圈内边缘。

7.根据权利要求6所述的过载保护型电启动双联齿轮，其特征在于：所述双联齿轮轴设有环形凸台，所述外锥面位于环形凸台外表面，所述环形凸台靠近齿轮Ⅰ一侧形成缩径台阶轴，所述伞状弹性垫圈外套于该缩径台阶轴。

8.一种电启动系统，其特征在于：所述电启动系统安装有权利要求1至7所述的过载保护型电启动双联齿轮。

9.根据权利要求8所述的电启动系统，其特征在于：所述过载保护型电启动双联齿轮的齿轮Ⅱ与启动电机的动力输出轴传动啮合安装于电启动系统。