CN105804911A - 具有储能装置的小型汽油机 - Google Patents

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孔钊
郭宁
蔡小平
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Abstract

本发明公开了一种具有储能装置的小型汽油机，其包括机体、设置在机体中的气缸、设置在气缸中的活塞、和与活塞连动的曲轴，其还包括：电启动时驱动曲轴一端旋转的电机、设置在曲轴和电机之间且单方向传递电机动力的离合机构、以及将电机的动能进行储存并向曲轴释放能量的储能装置。本发明电机功率要求小，结构简单可靠，成本低廉，无需手启动装置，通过储能装置减小启动时各零部件之间的冲击，延长启动装置使用寿命。

Description

具有储能装置的小型汽油机
技术领域
本发明涉及一种具有储能装置的小型汽油机。
背景技术
小型汽油机常用于园林绿化行业，目前市场上小型汽油机中的电启动装置，其主要作用是通过外力对曲轴做功使汽油机在外力的作用下运转起来，当汽油机正常运行后，外力停止。电启动装置主要包括启动和回复机构、离合机构。现有的汽油机气动结构大部分都采用手动启动的方式，该结构对操作的体力要求比较高，不适合体力较差的人群使用，也有部分采用电机通过减速传动系统直接带动曲轴，为了满足引擎点火速度和启动力矩，此种方式所使用的电机功率较大，结构体积较大，而且电机输出轴与曲轴通过减速系统接触时，启动阶段会产生较大的冲击，影响启动系统寿命。同时电机的电源均为铅酸电池，体积较大，使用寿命短，自放电较大，需要频繁充电。
发明内容
本发明目的是：提供一种具有储能装置的小型汽油机，其电机功率小，结构简单，减小启动冲击，延长电启动装置寿命，成本低廉。
本发明的第一技术方案是：一种具有储能装置的小型汽油机，其包括机体、设置在机体中的气缸、设置在气缸中的活塞、和与活塞连动的曲轴，其还包括：启动时驱动曲轴旋转的电机、设置在曲轴和电机之间且单方向传递电机动力的单向轴承、以及将电机的动能进行储存并向曲轴释放能量的储能装置。
在第一技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
其还包括：设置在曲轴上并同轴旋转的飞轮、以及向电机提供动力的电源。
所述电源为可拆卸式充电锂电池包。
其还包括设置在电机和曲轴之间的减速机构，所述减速机构至少包括与电机输出配合的一双联齿轮、以及与双联齿轮传动配合的传动齿轮。
所述储能装置设置在传动齿轮内侧。
所述储能装置为涡簧，且其中心与传动齿轮的中心同轴。
所述电机通过输出齿轮输出，而双联齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，其中第二齿轮的直径大于输出齿轮的直径，而小于第一齿轮的直径，同时第一齿轮的直径小于传动齿轮的直径，而第一齿轮与第二齿轮通过转轴相连接固定。
本发明的第二技术方案是：一种具有储能装置的小型汽油机，机体、设置在机体中的气缸、设置在气缸中的活塞、和与活塞连动的曲轴，其特征在于其还包括：启动时带动曲轴旋转的减速机构、驱动减速机构工作的电机、设置在曲轴和电机之间且单方向传递电机动力的单向轴承、以及设置在减速机构中将电机的动能进行储存并向曲轴释放能量的储能装置，其中减速机构为多级齿轮传动。
在第二技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
所述减速机构至少包括与电机输出配合的一双联齿轮、以及与双联齿轮传动配合的传动齿轮。
所述储能装置设置在传动齿轮内侧。
所述储能装置为涡簧，且其中心与传动齿轮的中心同轴。
其还包括：设置在曲轴上并同轴旋转的飞轮、以及向电机提供动力的电源。
所述电源为可拆卸式充电锂电池包。
所述电机通过输出齿轮输出，而双联齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，其中第二齿轮的直径大于输出齿轮的直径，而小于第一齿轮的直径，同时第一齿轮的直径小于传动齿轮的直径，而第一齿轮与第二齿轮通过转轴相连接固定。
本发明优点是：
本发明电机功率要求小，结构简单可靠，成本低廉，无需手启动装置，通过储能装置减小启动时各零部件之间的冲击，延长启动装置的使用寿命。而且采用锂电池包作为动力驱动直流电机，并通过一个大传动比的减速箱和涡簧储能结构将较大的扭矩和能量(储存在涡簧中的)释放出来启动汽油机。并通过控制器对电机功率和运行状态的优化，提高对电池包能量的利用率。另外采用加大的传动比使使用较小的电机而能获得加大的扭矩，即减小整机的尺寸和重量，又延长了电池包的使用时间。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明中的剖视图；
图2为本发明中电机与减速机构的主视图；
图3为图2沿A-A线的剖视图；
图4为本发明中传动齿轮和储能装置的结构图。
具体实施方式
实施例：如图1-4所示，本发明提供了一种具有储能装置的小型汽油机的具体实施例，其包括机体1、设置在机体1中的气缸10、设置在气缸10中的活塞2、驱动活塞2往复运动的曲轴3、启动时带动曲轴3旋转的减速机构4、设置在曲轴3和减速机构4之间且单方向传递电机动力的离合机构6、驱动减速机构4工作的电机7、设置在减速机构4中并将电机的动能进行储存并向曲轴释放能量的储能装置8、设置在曲轴3上并同轴旋转的飞轮9、以及向电机7提供动力的电源12。其中飞轮9和减速机构4分别设置在曲轴3的两端上。电机7优选为直流电机，并设置有输出轴70、和套设在输出轴70上的输出齿轮72。电源12优选为可拆卸式锂电池包。
结合图2所示，减速机构4为多级齿轮传动，至少包括与电机的输出齿轮72配合的一双联齿轮、以及与双联齿轮传动配合的传动齿轮44。双联齿轮包括与电机的输出齿轮72啮合的第一齿轮40、以及与第一齿轮40同轴设置且与传动齿轮44啮合的第二齿轮42。其中第二齿轮42的直径大于输出齿轮72的直径，而小于第一齿轮40的直径，同时第一齿轮40的直径小于传动齿轮44的直径，第一齿轮40与第二齿轮42通过转轴400相连接固定。
如图3所示，离合机构6包括包括套设在曲轴3上的单向轴承61、以及与单向轴承61接触或分开且由电机带动的棘轮5，而棘轮5设置有截面呈圆形且收容单向轴承61的棘轮腔、位于棘轮腔中心且与传动齿轮44同轴固定的固定件54、以及套设在固定件54上的垫片56，以降低成本且减小轴向尺寸，而单向轴承61是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承，单向轴承也叫超越离合器。
如图4所示，储能装置8优选设置在传动齿轮44内侧，优选为涡簧或扭簧，且其中心与传动齿轮44的中心同轴，储能装置8能减小启动时各零部件之间的冲击，延长启动装置的使用寿命。该储能装置8包括位于内侧的内端80、和位于外侧的外端82，其中内端80和外端82之间通过多层缠绕来实现能量储存和释放，其中多层缠绕的空间可收缩和放大。而传动齿轮44则设置有收容外端82且位于外侧的收容槽440、以及位于收容槽440一侧且与外端82卡扣的卡钩442。
工作时，电源12向电机7提供直流电源，电机7的输出轴70高速旋转，带动输出齿轮72转动，通过齿轮啮合促使第一齿轮40旋转，并带动同轴的第二齿轮42相应旋转，再次通过齿轮啮合来驱动传动齿轮44旋转，随着传动齿轮44的转动，不断地向储能装置8施加压力，即涡簧不断地将电机的动能进行储存，一旦涡簧提供的弹力大于曲轴3的阻力，涡簧将通过离合机构向曲轴3释放能量，此时由于单向轴承61是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死促使单方向传动，由此促使曲轴3的旋转，并实现汽油机的电启动过程。一旦汽油机启动过后，曲轴3将高速旋转，其离心力将使单向轴承61与棘轮5相互脱离接触，从而保证曲轴3的高速旋转对棘轮5不造成影响，即棘轮5保持静止状态，也就保证减速机构4停止工作。由此本发明电机功率要求小，结构简单可靠，成本低廉，无需手启动装置，通过储能装置减小启动时各零部件之间的冲击，延长启动装置的使用寿命。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种具有储能装置的小型汽油机，其包括机体、设置在机体中的气缸、设置在气缸中的活塞、和与活塞连动的曲轴，其特征在于其还包括：启动时驱动曲轴旋转的电机、设置在曲轴和电机之间且单方向传递电机动力的单向轴承、以及将电机的动能进行储存并向曲轴释放能量的储能装置。
2.如权利要求1所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于其还包括：设置在曲轴上并同轴旋转的飞轮、以及向电机提供动力的电源。
3.如权利要求2所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述电源为可拆卸式充电锂电池包。
4.如权利要求1或2或3所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：其还包括设置在电机和曲轴之间的减速机构，所述减速机构至少包括与电机输出配合的一双联齿轮、以及与双联齿轮传动配合的传动齿轮。
5.如权利要求4所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述储能装置设置在传动齿轮内侧。
6.如权利要求5所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述储能装置为涡簧，且其中心与传动齿轮的中心同轴。
7.如权利要求4所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述电机通过输出齿轮输出，而双联齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，其中第二齿轮的直径大于输出齿轮的直径，而小于第一齿轮的直径，同时第一齿轮的直径小于传动齿轮的直径，而第一齿轮与第二齿轮通过转轴相连接固定。
8.一种具有储能装置的小型汽油机，其包括机体、设置在机体中的气缸、设置在气缸中的活塞、和与活塞连动的曲轴，其特征在于其还包括：启动时带动曲轴旋转的减速机构、驱动减速机构工作的电机、设置在曲轴和电机之间且单方向传递电机动力的单向轴承、以及设置在减速机构中将电机的动能进行储存并向曲轴释放能量的储能装置，其中减速机构为多级齿轮传动。
9.如权利要求8所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述减速机构至少包括与电机输出配合的一双联齿轮、以及与双联齿轮传动配合的传动齿轮。
10.如权利要求9所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述储能装置设置在传动齿轮内侧。
11.如权利要求10所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述储能装置为涡簧，且其中心与传动齿轮的中心同轴。
12.如权利要求8或9或10或11所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于其还包括：设置在曲轴上并同轴旋转的飞轮、以及向电机提供动力的电源。
13.如权利要求12所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述电源为可拆卸式充电锂电池包。
14.如权利要求9所述的一种具有储能装置的小型汽油机，其特征在于：所述电机通过输出齿轮输出，而双联齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，其中第二齿轮的直径大于输出齿轮的直径，而小于第一齿轮的直径，同时第一齿轮的直径小于传动齿轮的直径，而第一齿轮与第二齿轮通过转轴相连接固定。
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