CN106895133B - 用于发动机起动机的齿轮轴及发动机起动机 - Google Patents

用于发动机起动机的齿轮轴及发动机起动机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于发动机起动机的齿轮轴及发动机起动机。本发明的发动机起动机的齿轮轴上形成有用于安装单向离合器的第一安装部及用于安装小齿轮的第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部之一设置第一花键，所述齿轮轴内部形成有第一储油腔，所述齿轮轴上形成有连通所述第一储油腔的多个第一储油孔，所述第一储油孔在所述第一花键处的所述齿轮轴的外表面上形成开口。本发明能够有效地改善齿轮轴的润滑情况、延长齿轮轴的使用寿命，同时设计、制造和加工成本较低。

Description

用于发动机起动机的齿轮轴及发动机起动机
技术领域
本发明涉及汽车发动机起动机的设计和制造技术领域；具体地说，本发明涉及一种用于发动机起动机的齿轮轴及一种发动机起动机。
背景技术
汽车的发动机起动机将蓄电池的电能转化为机械能，驱动汽车发动机飞轮旋转、实现发动机的起动。
图1是现有技术中的发动机起动机100的结构剖视示意图。在该起动机中，齿轮轴110具有用于安装单向离合器120的第一安装部及用于安装小齿轮130的第二安装部。在图1中，第一安装部处的单向离合器和第二安装部处的小齿轮分别通过螺旋花键140和直花键150以能滑移的方式安装在齿轮轴上。在起动发动机时，齿轮轴和小齿轮向左滑移，从而接合发动机飞轮并向其传递扭矩。在一种更简单的起动机中取消了第二安装部处的弹簧，直花键和小齿轮之间不能相对滑动。
现有技术中还有一种发动机起动机，其在第二安装部处采用了螺旋花键，而在第一安装部处采用了直花键。在起动发动机时，小齿轮沿轴向移动并接合发动机飞轮，但齿轮轴本身不沿轴向移动。
在这些现有技术的起动机中，在齿轮轴或小齿轮高速旋转且沿轴向移动期间，花键有时会被部分暴露在单向离合器或小齿轮之外，导致润滑油脂被甩离、花键接合部分过早干燥、润滑效果变差，进而加剧相关部件的磨损、缩短起动机的使用寿命。
为了改善现有技术中的这种情况，业内常用的方法是改变起动机的齿轮轴系统的布局和结构设计。这种改变牵涉到相当多的零部件，相应地增加了设计、制造和加工成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于发动机起动机的齿轮轴，其能够延长起动机的使用寿命又不会显著增加成本。
进一步地，本发明的目的还在于提供一种发动机起动机。
为了实现前述目的，本发明的第一方面提供了一种用于发动机起动机的齿轮轴，其中，在所述齿轮轴上形成有用于安装单向离合器的第一安装部及用于安装小齿轮的第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部之一设置第一花键，所述齿轮轴内部形成有第一储油腔，所述齿轮轴上形成有连通所述第一储油腔的多个第一储油孔，所述第一储油孔在所述第一花键处的所述齿轮轴的外表面上形成开口。
可选地，在如前所述的齿轮轴中，所述第一花键是螺旋花键。
可选地，在如前所述的齿轮轴中，所述第一安装部和所述第二安装部之另一设置第二花键，所述齿轮轴内部形成有第二储油腔，所述齿轮轴上形成有连通所述第二储油腔的多个第二储油孔，所述第二储油孔在所述第二花键处的所述齿轮轴的外表面上形成开口。
可选地，在如前所述的齿轮轴中，所述第二花键是直花键。
可选地，在如前所述的齿轮轴中，所述第一储油孔和/或所述第二储油孔以阵列的方式均匀分布。
可选地，在如前所述的齿轮轴中，所述第一储油孔的开口分布在所述第一花键的齿顶面或齿底面上。
可选地，在如前所述的齿轮轴中，所述第一储油腔包括多个分隔开的封闭室，每个封闭室分别与若干个第一储油孔连通。
为了实现前述目的，本发明的第二方面提供了一种发动机起动机，其中，所述起动机包括单向离合器、小齿轮及如前述第一方面中任一项所述的齿轮轴，所述单向离合器和所述小齿轮之一以能相对滑移的方式安装于所述第一花键。
可选地，在如前所述的起动机中，所述第一花键以能相对滑移的方式接合所述单向离合器，并且，所述第一储油孔的开口分布在所述第一花键上远离所述齿轮轴上的小齿轮安装端的一侧。
可选地，在如前所述的起动机中，所述第一花键以能滑移的方式接合所述小齿轮，并且，所述第一储油孔的开口分布在所述第一花键上远离所述齿轮轴上的单向离合器接合端的一侧。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是现有技术中的发动机起动机的结构剖视示意图，其包括现有技术的齿轮轴；
图2是根据本发明的一个实施方式的齿轮轴的示意图；以及
图3是根据本发明的前述实施方式的齿轮轴的剖视示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。
图2是根据本发明的一个实施方式的齿轮轴的示意图。在此，考虑到图2中的齿轮轴200适于作为图1的现有技术的发动机起动机中的齿轮轴的改进方案，所以，为了使得描述更加清楚、易于理解，在此将结合图1进行描述。
如前所述，在起动机工作时，图1中的齿轮轴将向左沿轴向移动并高速旋转，此时螺旋花键和直花键的左端将会从单向离合器和小齿轮暴露出来，造成花键上的润滑油脂被甩离。所属技术领域的技术人员可以想到除了螺旋花键和直花键外的、适于轴孔配合的其它形式的花键。
为了补偿润滑油脂的缺失，如图2中所示，在根据本发明的图示实施方式的齿轮轴200上形成了多个储油孔211、221，这些储油孔的开口分别在齿轮轴的用于单向离合器的第一安装部和用于小齿轮的第二安装部的花键处210、220形成在齿轮轴的外表面上。在储油孔内可以存储有润滑油脂。这样，在发动机起动机中，当齿轮轴沿轴向移动而部分暴露螺旋花键220和直花键210时，这些储油孔内的润滑油脂由于离心力可以流到螺旋花键与单向离合器之间以及直花键与小齿轮之间以改善相应部位的润滑情况。
所属技术领域的技术人员可以了解，这些储油孔的数量、尺寸（包括但不限于孔径、孔深等）、形状、沿径向向齿轮轴内延伸的具体形式及储油孔之间的间距等则可以根据实际需要进行设定。
例如，为了实现更好的润滑作用，在空间允许、齿轮轴的强度允许的情况下，储油孔的孔深可以尽可能大、数量可以尽可能多，可以存储相当多的量的润滑油脂。例如，在图2中所示的实施方式中，在螺旋花键和直花键处均布置了多个储油孔。为了使得润滑更加均匀、效果更加突出，这些储油孔优选但非必要地以阵列的方式均匀地布置。具体地，图示的示例中，在螺旋花键和直花键处均形成有三列沿周向和轴向均布的储油孔，并且螺旋花键的每个齿底面上及直花键的每个齿顶面上均形成有三个储油孔。根据需要，所属技术领域的技术人员可以根据需要选择具体的储油孔列数、分布间距、分布形式等。
进一步地，这些储油孔的开口形状可以不限于圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形以及其它多边形、甚至不规则形状等。储油孔在齿轮轴内可以是如图所示沿径向向内延伸的直孔，也可以是沿齿轮轴的径向向内延伸并且偏斜的孔或者弯曲的孔，因为在齿轮轴高速旋转的过程中，润滑油脂会由于离心力作用而顺着储油孔流向其开口，最终到达所期望的润滑位置。储油孔的孔径也可以根据需要进行具体设定。
为了便于理解，在此可以将用于安装单向离合器的花键上的储油孔称为第一储油孔，将用于安装小齿轮的花键上的储油孔称为第二储油孔。在起动机工作时，存储于第一储油孔和第二储油孔中的润滑油脂将会分别被甩到螺旋花键与单向离合器从动件的内轨道160之间以及直花键与小齿轮的齿轮孔之间，改善这些部位的润滑情况。
在图中的示例中，第一储油孔的开口形成在螺旋花键的齿底上。可以了解，当螺旋花键采用螺旋花键的齿顶面作为定心面而安装在单向离合器从动件的内轨道内时，螺旋花键的齿底将不与单向离合器从动件的内轨道的内表面接触，此时第一储油孔提供了非接触表面存储；当螺旋花键在单向离合器从动件的内轨道内采用螺旋花键的齿底面作为定心面时，螺旋花键的齿底将与单向离合器从动件的内轨道的内表面接触，此时第一储油孔提供了接触表面存储。
在未图示的可选的实施方式中，第一储油孔的开口也可以形成在螺旋花键的齿顶上。此时，当螺旋花键在单向离合器从动件的内轨道内采用螺旋花键的齿顶面作为定心面时，螺旋花键的齿顶将与单向离合器从动件的内轨道的内表面接触，此时第一储油孔提供了接触表面存储；当螺旋花键在单向离合器从动件的内轨道内采用螺旋花键的齿底面作为定心面时，螺旋花键的齿顶将不与单向离合器从动件的内轨道的内表面接触，此时第一储油孔提供了非接触表面存储。
可以了解，接触表面存储和非接触表面存储的润滑油脂能够以不同的速度被甩出储油孔、各具优点，前者甩出速度较缓、能够持续长时提供润滑油，而后者甩出速度较快、能够及时地为部件补充润滑油。在可选的实施方式中，如果既在螺旋花键的齿顶上又在螺旋花键的底底上设计有储油孔的开口，则这两种存储方式协同作用，能够实现更好的润滑效果。
第二储油孔的开口可以具有类似的设置。例如，第二储油孔的开口可以如图示形成有直花键的齿顶上，也可以形成在直花键的齿底上，或者既形成在直花键的齿顶上又形成在直花键的齿底上，这样，第二储油孔在直花键和齿轮孔之间可以根据需要形成接触表面存储、非接触表面存储或者设计有两种存储方式协同作用。
由以上结合附图的描述可见，本发明中除齿轮轴外的其它相关部件均不需作出任何改变设计即可实现更优的润滑效果、延长齿轮轴和发动机起动机的使用寿命。
考虑到图2所示齿轮轴的螺旋花键用于连接发动机起动机内的单向离合器，在起动时齿轮轴需要向左滑移，所以这些第一储油孔和第二储油孔的开口在螺旋花键和直花键上优选地靠右分布，使得在齿轮轴沿轴向向左移动后不会暴露在螺旋花键与单向离合器从动件的内轨道的接合、直花键与小齿轮的齿轮孔的接合之外，不会造成润滑油脂的缺失。当螺旋花键用于连接发动机起动机的小齿轮时，在起动时小齿轮向左滑移、而齿轮轴本身并不移动，则暴露用于安装小齿轮处的螺旋花键的右端，此时分布在螺旋花键上的储油孔需要靠左分布。总结而言，当在用于单向离合器的第一安装部处采用例如螺旋花键等允许滑移的花键时，储油孔的开口适于分布在花键上远离齿轮轴上小齿轮安装端的一侧；当在用于小齿轮的第二安装部处采用例如螺旋花键等允许滑移的花键时，储油孔的开口适于分布在花键上远离齿轮轴上的单向离合器接合端的一侧。
图2中的齿轮轴上既设计有螺旋花键、又设计有直花键，既在螺旋花键上形成有储油孔、又在直花键上形成有储油孔。所属技术领域的技术人员可以了解，实际上，直花键和小齿轮之间仅在齿轮轴刚开始向左移动而小齿轮还未接合进发动机飞轮的齿圈内时存在滑移，即小齿轮压缩弹簧而相对于直花键向右移动；而螺旋花键的左端则是在整个起动过程中都要暴露出来。毫无疑问，所属技术领域的技术人员易于想到仅在螺旋花键处形成有储油孔的可选实施方式。
在一种发动机起动机的齿轮轴设计中，可以仅设计有螺旋花键而没有设计直花键。如图1中的齿轮轴设计中的直花键的存在，使得在齿轮轴沿轴向移动而小齿轮还未与驱动发动机飞轮的齿啮合时，齿轮能够在直花键上向右滑移从而避免打齿。未设计这种直花键的齿轮轴可能会有轻微打齿的现象，但由于其结构更加简单所以也有许多具体的应用；或者在其它的实现方式中也可以采用其它结构来取代这种直花键来克服打齿的现象。在这种没有直花键设计的情况下，则可以仅在螺旋花键处形成有储油孔和储油腔，储油孔的开口也开设在螺旋花键上靠右的位置处。虽然在上下文中没有详细描述，所述技术领域的技术人员可以了解，在单向离合器从动件的内轨道内可以形成有与齿轮轴上的螺旋花键匹配的螺旋花键槽，其同时驱动齿轮轴沿周向旋转和沿轴向移动；在此不再赘述。
图3是根据本发明的前述实施方式的齿轮轴200的剖视示意图。在图3中示意性地示出了螺旋花键处的第一储油孔221。
从图3可以看出，在螺旋花键220处形成有第一储油腔230，其位于螺旋花键的内部。第一储油孔221与该储油腔连通。如前文所述，虽然图示的储油孔是直孔并且垂直于储油腔，但在可选的实施方式中也可以采用以其它形状或延伸方向的储油孔。储油腔内可以存储润滑油脂；在齿轮轴高速旋转时，由于离心力作用，储油腔内的润滑油脂可以通过与其相连通的储油孔流出到螺旋花键与单向离合器从动件的内轨道之间以改善润滑。
在具体的实施方式中，所属技术领域的技术人员可以根据需要设定此处储油腔的个数、尺寸、形状、结构等参数。例如，此处的储油腔可以包含（例如但不限于在齿轮轴内沿轴向或周向分布的）多个分隔开的封闭室，其中每个封闭室可以分别与（例如但不限于沿轴向或周向分布的）若干个对应的储油孔连通，从而各个封闭室和储油孔可以分段地负责螺旋花键处的润滑，这更有利于润滑改善效果的可靠性。储油腔的长度可以落在螺旋花键的轴向长度范围内，以有利于润滑油脂沿储油孔被甩出到螺旋花键与内轨道之间以改善润滑；或者，如果需要较大的储油量，则也可以将储油腔设置得更长。
另外，在实际的实施方式中，储油腔应当具有在轴端或在圆周上的、用于刀具进入的加工工艺孔（未图示）。在加工完成后可以用塞件封闭加工工艺孔从而形成储油腔。
虽然在图3中并没有直接图示出直花键210处的储油腔，但是，依据以上说明可以了解，根据需要，在直花键处也可以设计有相应的第二储油腔；其具体设置可以参照前面结合螺旋花键所进行的描述，在此不再赘述。另外，所属技术领域的技术人员也可以想到只在一个花键处设置储油孔和/或储油腔的实施方式，同样落入本发明的范围内。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于发动机起动机的齿轮轴，其特征在于，在所述齿轮轴上形成有用于安装单向离合器的第一安装部及用于安装小齿轮的第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部之一设置第一花键，所述齿轮轴内部形成有第一储油腔，所述齿轮轴上形成有连通所述第一储油腔的多个第一储油孔，所述第一储油孔在所述第一花键处的所述齿轮轴的外表面上形成开口，其中，所述第一储油腔包括多个分隔开的封闭室。
2.如权利要求1所述的齿轮轴，其中，所述第一花键是螺旋花键。
3.如权利要求1或2所述的齿轮轴，其中，所述第一安装部和所述第二安装部之另一设置第二花键，所述齿轮轴内部形成有第二储油腔，所述齿轮轴上形成有连通所述第二储油腔的多个第二储油孔，所述第二储油孔在所述第二花键处的所述齿轮轴的外表面上形成开口。
4.如权利要求3所述的齿轮轴，其中，所述第二花键是直花键。
5.如权利要求3所述的齿轮轴，其中，所述第一储油孔和/或所述第二储油孔以阵列的方式均匀分布。
6.如权利要求3所述的齿轮轴，其中，所述第一储油孔的开口分布在所述第一花键的齿顶面或齿底面上。
7.如权利要求1所述的齿轮轴，其中，每个封闭室分别与若干个第一储油孔连通。
8.一种发动机起动机，其特征在于，所述起动机包括单向离合器、小齿轮及如权利要求1至7中任一项所述的齿轮轴，所述单向离合器和所述小齿轮之一以能相对滑移的方式安装于所述第一花键。
9.如权利要求8所述的起动机，其中，所述第一花键以能相对滑移的方式接合所述单向离合器，并且，所述第一储油孔的开口分布在所述第一花键上远离所述齿轮轴上的小齿轮安装端的一侧。
10.如权利要求8所述的起动机，其中，所述第一花键以能滑移的方式接合所述小齿轮，并且，所述第一储油孔的开口分布在所述第一花键上远离所述齿轮轴上的单向离合器接合端的一侧。
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