CN103994007A - 发动机起动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机起动系统，包括：起动机；传动组件；以及辅助起动机构。辅助起动机构包括：第一蜗轮蜗杆组件、第一驱动部件、第二驱动部件和夹持部件，第一驱动部件设置成可用于驱动第一蜗杆在啮合位置与分离位置之间移动，第二驱动部件驱动第一蜗杆沿第一蜗杆的轴向移动，从而使得第一蜗轮能够将来自第二驱动部件的动力输出给传动组件且由传动组件的输出端将该部分动力输出给发动机的曲轴，以起动发动机。根据本发明的发动机起动系统，利用起动机和辅助起动机构起动发动机，降低整车对起动机的依赖，延长了起动机蓄电池在冷态下的工作时间，从而提高了整车的起动成功率，进而提高了车辆的可靠性。

Description

发动机起动系统

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其是涉及一种发动机起动系统。

背景技术

近年来，人们对汽车的可靠性要求越来越高。发动机作为汽车的动力来源，其可靠性对汽车尤为重要。发动机技术目前已经成为是整车厂商和消费者关注的焦点。目前，衡量发动机性能的主要参数为动力性能、经济性能、排放性能。为此，人们开发出了增压发动机技术，缸内直喷技术等。

低温环境下，在搭载增压直喷柴油发动机的整车冷启动标定过程中，整车蓄电池的电池容量在短时间内就会消耗掉，不能支持发动机着火。参考相关资料，发现蓄电池电量的最佳工作特性对环境温度有特殊要求。通常情况下，环境温度越低，电阻越大，耗电量增加，且蓄电池厂家不同，对温度要求不同。因此，在冷态下启动发动机，如果启动失败，就有蓄电池电量耗光，不能支持发动机再次启动的风险。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种发动机起动系统。该发动机起动系统具有对起动机的依赖程度低，冷态下的工作时间长，起动成功率高的特点。

根据本发明实施例的发动机起动系统，包括：起动机；传动组件，所述传动组件具有输入端和输出端，所述输入端设置成可选择性地与所述起动机接合且所述输出端设置成可选择性地与所述发动机接合，以至少将来自所述起动机的动力传输给所述发动机以驱动所述发动机的曲轴旋转；以及辅助起动机构，所述辅助起动机构包括：第一蜗轮蜗杆组件，所述第一蜗轮蜗杆组件包括：第一蜗轮和第一蜗杆，所述第一蜗杆具有与所述第一蜗轮啮合的啮合位置以及与所述第一蜗轮分离的分离位置；以及第一驱动部件、第二驱动部件和夹持部件，所述第一驱动部件设置成可用于驱动所述第一蜗杆在所述啮合位置与所述分离位置之间移动，所述夹持部件设置成用于夹持定位或释放所述第一蜗杆，其中在所述第一驱动部件驱动所述第一蜗杆从所述分离位置运动至所述啮合位置时所述夹持部件释放所述第一蜗杆，且所述第二驱动部件驱动所述第一蜗杆沿所述第一蜗杆的轴向移动，从而使得所述第一蜗轮能够将来自所述第二驱动部件的动力输出给所述传动组件且由所述传动组件的所述输出端将该部分动力输出给所述发动机的曲轴，以起动所述发动机。

根据本发明实施例的发动机起动系统，利用起动机和辅助起动机构起动发动机，降低整车对起动机的依赖，延长了起动机蓄电池在冷态下的工作时间，从而提高了整车的起动成功率，进而提高了车辆的可靠性。

在本发明的一个示例中，所述传动组件包括：同轴相连的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮构造为所述传动组件的所述输入端；第二蜗轮蜗杆组件，所述第二蜗轮蜗杆组件包括：两个第二蜗轮和与所述两个第二蜗轮啮合的第二蜗杆，其中一个所述第二蜗轮与所述第二齿轮啮合；第三蜗轮蜗杆组件，所述第三蜗轮蜗杆组件包括：第三蜗轮和与所述第三蜗轮啮合的第三蜗杆，所述第三蜗轮与另外一个所述第二蜗轮啮合；以及起动齿轮，所述起动齿轮与所述第三蜗杆啮合，所述起动齿轮设置成可选择性地接合所述发动机并与所述发动机配合传动。由此，传动组件可将起动机和辅助起动机构产生的动力输出给发动机。

可选地，发动机起动系统还包括：中间传动齿轮，所述中间传动齿轮与所述第一蜗轮啮合，所述中间传动齿轮与所述第三蜗轮同轴相连。由此，便于将辅助起动机构产生的动力输出给传动组件。

进一步地，所述第一驱动部件包括：举升装置，所述举升装置设置成用于在所述啮合位置与所述分离位置之间举升所述第一蜗杆。

更进一步地，所述举升装置包括：举升电机或举升油缸。由此，便于使第一蜗杆在啮合位置和分离位置之间切换。

为方便第二驱动部件驱动第一蜗杆沿第一蜗杆的轴向方向移动，所述第二驱动部件包括：驱动弹簧或驱动电机。

具体地，所述夹持部件包括：相对设置的两个夹持臂，所述两个夹持臂的自由端可相对靠近或远离。由此，便于夹持装置夹持定位或释放第一蜗杆。

可选地，所述夹持部件设置在所述第二驱动部件的顶部。由此，可使辅助起动机构的结构更加紧凑、合理。

根据本发明的一些实施例，发动机起动系统还包括：复位机构，所述复位机构和所述第二驱动部件分别位于所述第一蜗杆的两端，所述复位机构包括：

可选地，第一复位磁性件和第二复位磁性件，所述第一复位磁性件固定在所述第一蜗杆上，所述第二复位磁性件与所述第一复位磁性件相对设置，所述第二复位磁性件可通过磁性作用驱动所述第一复位磁性件沿靠近或远离所述第二复位磁性件的方向运动。由此，当发动机成功起动后，辅助起动机构可以自动恢复到初始状态，以便于发动机在下一次起动时辅助起动发动机。

可选地，所述第一复位磁性件为永磁体，所述第二复位磁性件为电磁铁；或者所述第一复位磁性件为电磁铁，所述第二复位磁性件为永磁体；或者所述第一复位磁性件为电磁铁，所述第二复位磁性件为电磁铁。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的发动机起动系统的结构示意图；

图2是图1中的夹持部件的结构示意图，其中夹持部件处于夹紧第一蜗杆的状态；

图3是图1中的夹持部件的结构示意图，其中夹持部件处于释放第一蜗杆的状态；

图4是根据本发明的一个实施例的发动机起动系统的起动过程流程图。

附图标记：

发动机起动系统100，

起动机110，

传动组件120，第一齿轮121，第二齿轮122，

第二蜗轮蜗杆组件123，第二蜗轮1231，第二蜗杆1232，

第三蜗轮蜗杆组件124，第三蜗轮1241，第三蜗杆1242，

起动齿轮125，

辅助起动机构130，

第一蜗轮蜗杆组件131，第一蜗轮1311，第一蜗杆1312，

第一驱动部件132，举升装置1321，

第二驱动部件133，

夹持部件134，夹持臂1341，

中间传动齿轮140，

复位机构150，第一复位磁性件151，第二复位磁性件152，

发动机160。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1-图3详细描述根据本发明实施例的发动机起动系统100。

如图1所示，根据本发明实施例的发动机起动系统100，包括：起动机110、传动组件120和辅助起动机构130。其中，传动组件120设在起动机110和发动机160之间，以将起动机110产生的动力传递至发动机160，辅助起动机构130用于辅助起动机110起动发动机160。

具体而言，传动组件120具有输入端和输出端，输入端设置成可选择性地与起动机110接合，输出端设置成可选择性地与发动机160接合，以至少将来自起动机110的动力传输给发动机160以驱动发动机160的曲轴(图未示出)旋转。当起动机110起动时，起动机110与传动组件120的输入端接合，使发动机160达到预定转速；当发动机160达到预定转速时，起动机110脱离传动组件120的输入端，辅助起动机构130将继续起动发动机160，直至发动机160起动成功；当发动机160起动成功时，传动组件120脱离发动机160。

辅助起动机构130包括：第一蜗轮蜗杆组件131、第一驱动部件132、第二驱动部件133和夹持部件134。

第一蜗轮蜗杆组件131包括：第一蜗轮1311和第一蜗杆1312，第一蜗杆1312具有与第一蜗轮1311啮合的啮合位置以及与第一蜗轮1311分离的分离位置。当辅助起动机构130给传动组件120输出动力时，第一蜗杆1312位于与第一蜗轮1311啮合的啮合位置；当辅助起动机构130停止给传动组件120输出动力时，第一蜗杆1312位于与第一蜗轮1311分离的分离位置。

第一驱动部件132设置成可用于驱动第一蜗杆1312在啮合位置与分离位置之间移动，夹持部件134设置成用于夹持定位或释放第一蜗杆1312。其中，在第一驱动部件132的驱动下，夹持部件134夹持第一蜗杆1312，并使第一蜗杆1312从分离位置移动至啮合位置，夹持部件134释放第一蜗杆1312；相反地，夹持部件134可使第一蜗杆1312由啮合位置移动至分离位置。

第一蜗杆1312移动至啮合位置后，第二驱动部件133驱动第一蜗杆1312沿第一蜗杆1312的轴向方向移动，从而使得第一蜗轮1311能够将来自第二驱动部件133的动力输出给传动组件120且由传动组件120的输出端将该部分动力输出给发动机160的曲轴，以起动发动机160。

如图1所示，在本发明的一个示例中，第二驱动部件133包括：驱动弹簧。驱动弹簧一端固定，另一端与第一蜗杆1312相连。当然，第二驱动部件133的结构并不限于此，例如在本发明的另一个示例中，第二驱动部件133包括：驱动电机，驱动电机设在第一蜗杆1312的一端。可以理解的是，驱动电机运行时，可以驱动第一蜗杆1312在啮合位置和分离位置之间移动。

如图2、图3所示，为方便夹持定位或释放第一蜗杆1312，夹持部件134包括：相对设置的两个夹持臂1341。由此可以保证第一蜗杆1312与第一蜗轮1311配合的可靠性。两个夹持臂1341的自由端可相对靠近或远离。具体地，当两个夹持臂1341的自由端相对靠近时，夹持臂1341夹紧第一蜗杆1312；当两个夹持臂1341的自由端相对远离时，夹持臂1341释放第一蜗杆1312。可选地，夹持部件134设置在第二驱动部件133的顶部。由此，可使辅助起动机构130的结构更加紧凑、合理。

当起动机110起动时，起动机110与传动组件120的输入端接合，使发动机160达到预定转速；当发动机160达到预定转速时，起动机110脱离传动组件120的输入端，第二驱动部件133驱动第一蜗杆1312沿第一蜗杆1312的轴向方向移动，第一蜗轮1311将动力输给传动组件120，传动组件120的输出端将该部分动力输出给发动机160的曲轴，继续起动发动机160；当发动机160成功起动后，传动组件120脱离发动机160。

相关技术中，发动机起动是由蓄电池驱动起动机,通过起动机将发动机拖至一定转速，然后发动机燃烧驱动曲轴，最后发动机成功起动并运转。蓄电池驱动起动机是将电能转变为机械能。根据蓄电池电能与温度的关系特性，温度越低，蓄电池电阻越大，进而电能释放越少，导致发动机起动失败的风险也就越大。而本发明的发动机起动系统100，在相关的发动机起动技术中增设辅助起动机构130，延长了蓄电池在冷态下的工作时间，降低了整车对蓄电池的要求，从而降低了冷态下发动机160起动失败的几率，提高了发动机160的起动性能。

根据本发明实施例的发动机起动系统100，利用起动机110和辅助起动机构130起动发动机160，降低整车对起动机110的依赖程度，延长了起动机110蓄电池在冷态下的工作时间，从而提高了整车的起动成功率，进而提高了车辆的可靠性。

如图1所示，在本发明的一个具体的示例中，传动组件120包括：第一齿轮121、第二齿轮122、第二蜗轮蜗杆组件123、第三蜗轮蜗杆组件124以及起动齿轮125。

具体地，如图1所示，第一齿轮121和第二齿轮122同轴相连，由此第一齿轮121可将动力输出给第二齿轮122，使第二齿轮122转动。第一齿轮121可以构造为传动组件120的输入端，起动机110可选择性地与第一齿轮121接合。发动机160起动过程中，当起动机110与第一齿轮121接合时，起动机110起动发动机160；当起动机110脱离第一齿轮121时，由辅助起动机构130起动发动机160。

第二蜗轮蜗杆组件123包括：两个第二蜗轮1231和与两个第二蜗轮1231啮合的第二蜗杆1232，其中一个第二蜗轮1231与第二齿轮122啮合。第三蜗轮蜗杆组件124包括：第三蜗轮1241和与第三蜗轮1241啮合的第三蜗杆1242，第三蜗轮1241与另外一个第二蜗轮1231啮合。起动齿轮125可以作为传动组件120的输出端与第三蜗杆1242啮合，起动齿轮125设置成可选择性地接合发动机160并与发动机160配合传动。在发动机160起动的过程中，起动齿轮125与发动机160配合传动；在发动机160成功起动之后，起动齿轮125脱离发动机160。

在如图1所示的示例中，发动机起动系统100还包括：中间传动齿轮140。具体地，中间传动齿轮140与第一蜗轮1311啮合，中间传动齿轮140与第三蜗轮1241同轴相连，由此中间传动齿轮140可以将动力输出给第三蜗轮1241。当辅助起动机构130起动发动机160时，第一蜗轮1311带动中间传动齿轮140转动，中间传动齿轮140再将动力传递至第三蜗轮蜗杆组件124，第三蜗杆1242带动起动齿轮125转动，最终起动齿轮125与发动机160配合传动，由此即可实现辅助起动机构130辅助起动发动机160。

可选地，第一驱动部件132可以包括：举升装置1321。具体地，举升装置1321包括：举升电机或举升油缸，举升装置1321设置成用于在啮合位置与分离位置之间举升第一蜗杆1312。优选地，如图2-图3所示，夹持部件134设在举升装置1321上方(如图2-图3中所示的上方)。当辅助起动机构130起动发动机160时，举升装置1321托举第一蜗杆1312移动至与第一蜗轮1311啮合的啮合位置；当发动机160成功起动后，举升装置1321带动第一蜗杆1312移动至分离位置。

根据本发明的一个优选的示例，发动机起动系统100还包括：复位机构150。复位机构150和第二驱动部件133分别位于第一蜗杆1312的两端。如图1所示，复位机构150包括：第一复位磁性件151和第二复位磁性件152。

具体地，第一复位磁性件151固定在第一蜗杆1312上，第二复位磁性件152与第一复位磁性件151相对设置，第二复位磁性件152可通过磁性作用驱动第一复位磁性件151沿靠近或远离第二复位磁性件152的方向运动。当辅助起动机构130起动发动机160时，第二复位磁性件152可以通过磁性作用辅助驱动第一蜗杆1312朝向靠近第一复位磁性件151的方向移动；当发动机160成功起动后，第二复位磁性件152可以通过磁性作用驱动第一蜗杆1312朝向远离第二复位磁性件152的方向运动。

可选地，第一复位磁性件151为永磁体，第二复位磁性件152为电磁铁。当然，第一复位磁性件151和第二复位磁性件152材质并不限于此，例如，第一复位磁性件151可以为电磁铁，第二复位磁性件152可以为永磁体；再如，第一复位磁性件151可以为电磁铁，第二复位磁性件152可以为电磁铁。

下面参照附图1-图4详细描述根据本发明实施例的发动机起动系统100的工作过程。

当起动机110起动时，起动机110带动第一齿轮121和第二齿轮122转动，第二齿轮122将动力输出给第二蜗轮蜗杆组件123，第二蜗轮蜗杆组件123将动力输出给第三蜗轮蜗杆组件124，第三蜗轮蜗杆组件124再将动力输出给起动齿轮125，起动齿轮125将动力输出给发动机160的曲轴，使发动机160的曲轴能够达到预定转速X₀；

当发动机160的曲轴达到预定转速后，第一驱动部件132驱动夹持部件134夹持第一蜗杆1312，并使第一蜗杆1312移动至与第一蜗轮1311啮合的啮合位置，夹持臂1341释放第一蜗杆1312；

第二驱动部件133驱动第一蜗杆1312沿第一蜗杆1312的轴向方向移动，第一蜗轮蜗杆组件131将动力输出给中间传动齿轮140，中间传动齿轮140将动力输出给第三蜗轮蜗杆组件124，第三蜗轮蜗杆组件124再将动力输出给起动齿轮125，直至发动机160成功起动；

当发动机160成功起动后，第二驱动部件133停止运行，起动齿轮125脱离发动机160，夹持臂1341夹持第一蜗杆1312使第一蜗杆1312移动至分离位置，复位机构150的第二复位磁性件152可以通过磁性作用驱动第一蜗杆1312朝向远离第二复位磁性件152的方向运动，第二驱动部件133也可以辅助复位机构150使第一蜗杆1312朝向远离第二复位磁性件152的方向运动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种发动机起动系统，其特征在于，包括：

起动机；

传动组件，所述传动组件具有输入端和输出端，所述输入端设置成可选择性地与所述起动机接合且所述输出端设置成可选择性地与发动机接合，以至少将来自所述起动机的动力传输给所述发动机以驱动所述发动机的曲轴旋转；以及

辅助起动机构，所述辅助起动机构包括：

第一蜗轮蜗杆组件，所述第一蜗轮蜗杆组件包括：第一蜗轮和第一蜗杆，所述第一蜗杆具有与所述第一蜗轮啮合的啮合位置以及与所述第一蜗轮分离的分离位置；以及

第一驱动部件、第二驱动部件和夹持部件，所述第一驱动部件设置成可用于驱动所述第一蜗杆在所述啮合位置与所述分离位置之间移动，所述夹持部件设置成用于夹持定位或释放所述第一蜗杆，其中在所述第一驱动部件驱动所述第一蜗杆从所述分离位置运动至所述啮合位置时所述夹持部件释放所述第一蜗杆，且所述第二驱动部件驱动所述第一蜗杆沿所述第一蜗杆的轴向移动，从而使得所述第一蜗轮能够将来自所述第二驱动部件的动力输出给所述传动组件且由所述传动组件的所述输出端将该部分动力输出给所述发动机的曲轴，以起动所述发动机。

2.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述传动组件包括：

同轴相连的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮构造为所述传动组件的所述输入端；

第二蜗轮蜗杆组件，所述第二蜗轮蜗杆组件包括：两个第二蜗轮和与所述两个第二蜗轮啮合的第二蜗杆，其中一个所述第二蜗轮与所述第二齿轮啮合；

第三蜗轮蜗杆组件，所述第三蜗轮蜗杆组件包括：第三蜗轮和与所述第三蜗轮啮合的第三蜗杆，所述第三蜗轮与另外一个所述第二蜗轮啮合；以及

起动齿轮，所述起动齿轮与所述第三蜗杆啮合，所述起动齿轮设置成可选择性地接合所述发动机并与所述发动机配合传动。

3.根据权利要求2所述的发动机起动系统，其特征在于，还包括：

中间传动齿轮，所述中间传动齿轮与所述第一蜗轮啮合，所述中间传动齿轮与所述第三蜗轮同轴相连。

4.根据权利要求2所述的发动机起动系统，其特征在于，所述第一驱动部件包括：

举升装置，所述举升装置设置成用于在所述啮合位置与所述分离位置之间举升所述第一蜗杆。

5.根据权利要求4所述的发动机起动系统，其特征在于，所述举升装置包括：举升电机或举升油缸。

6.根据权利要求4所述的发动机起动系统，其特征在于，所述第二驱动部件包括：驱动弹簧或驱动电机。

7.根据权利要求4所述的发动机起动系统，其特征在于，所述夹持部件包括：相对设置的两个夹持臂，所述两个夹持臂的自由端可相对靠近或远离。

8.根据权利要求4所述的发动机起动系统，其特征在于，所述夹持部件设置在所述第二驱动部件的顶部。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的发动机起动系统，其特征在于，还包括：复位机构，所述复位机构和所述第二驱动部件分别位于所述第一蜗杆的两端，所述复位机构包括：

第一复位磁性件和第二复位磁性件，所述第一复位磁性件固定在所述第一蜗杆上，所述第二复位磁性件与所述第一复位磁性件相对设置，所述第二复位磁性件可通过磁性作用驱动所述第一复位磁性件沿靠近或远离所述第二复位磁性件的方向运动。

10.根据权利要求9所述的发动机起动系统，其特征在于，所述第一复位磁性件为永磁体，所述第二复位磁性件为电磁铁；或者

所述第一复位磁性件为电磁铁，所述第二复位磁性件为永磁体；或者

所述第一复位磁性件为电磁铁，所述第二复位磁性件为电磁铁。