CN108999736B - 一种柴油机减阻起动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柴油机减阻起动装置，包括电磁离合装置和控制装置，所述电磁离合装置连接于柴油机曲轴自由端与附件带轮间用于控制曲轴与附件带轮间力的传递与断开，所述控制装置用于控制所述电磁离合装置，所述柴油机起动阶段由所述控制装置控制电磁离合装置动作使所述曲轴与附件带轮间不传递力，所述柴油机非起动阶段由所述控制装置控制电磁离合装置复位使所述曲轴与附件带轮间传递力。通过本发明装置可减少柴油机起动时部分附件阻力，电磁离合装置动作稳定，振动影响小，另外可避免蓄电池大电流放电，延长蓄电池寿命。

Description

一种柴油机减阻起动装置
技术领域
本发明涉及一种发动机起动装置，特别是涉及一种柴油机减阻起动装置。
背景技术
为使发动机由静止进入到工作状态，必须在外力驱动下，带动发动机曲轴运转，以促使缸内活塞作往复运动，进行工作循环；一旦发动机进入自行运转，发动机的起动就已完成。一般情况汽油机的起动时间不超过5S，柴油机的起动时间不超过15S。
电力起动机起动是通过蓄电池电能转化成机械能来起动发动机的；在短暂起动过程中，要克服运动副的摩擦阻力，工质的压缩阻力，附件运转产生的阻力等。传统发动机起动瞬间，因机油粘度、环境温度等因素，导致蓄电池大电流放电，柴油发动机尤甚。由于柴油发动机压缩比较高且为压燃式，因此较汽油机起动阻力大，起动转速高；常温下柴油机要求的起动转速达150～300r/min；如此必须采用容量大的蓄电池和大功率的串激直流电机；甚至有些柴油发动机为保证冬季顺利起动，采用预热装置；如电热塞加热、进气加热器、电火焰预热器等。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油机减阻起动装置，解决柴油机起动时需要大功率串激直流电机带动进而造成蓄电池大电流放电的问题。
本发明的技术方案是这样的：一种柴油机减阻起动装置，包括电磁离合装置和控制装置，所述电磁离合装置连接于柴油机曲轴自由端与附件带轮间用于控制曲轴与附件带轮间力的传递与断开，所述控制装置用于控制所述电磁离合装置，所述柴油机起动阶段由所述控制装置控制电磁离合装置动作使所述曲轴与附件带轮间不传递力，所述柴油机非起动阶段由所述控制装置控制电磁离合装置复位使所述曲轴与附件带轮间传递力。
现有技术中电磁离合装置往往采用摩擦片带动从动盘轴向动作传递动力，为了进一步解决从动盘轴向运动造成的不稳定，所述电磁离合装置包括传力毂、传力板、摩擦定片、摩擦动片、弹性件、皮带轮及电磁体，所述传力毂内壁与曲轴键连接，所述皮带轮与传力毂外壁通过轴承连接，所述皮带轮的上端面设有第一槽，所述电磁体固定连接于柴油机的本体并设置于所述第一槽内，所述电磁体与所述皮带轮间留有第一间隙，所述传力毂的前端与传力板固定连接，所述摩擦定片与所述传力板固定连接，所述摩擦动片设置于所述摩擦定片与皮带轮的下端面之间，所述皮带轮的下端面设有轴向销钉，所述摩擦动片通过弹性件与皮带轮连接并由所述轴向销钉导向，所述摩擦动片与摩擦定片接触时所述摩擦动片与皮带轮的下端面间留有第二间隙，所述摩擦动片与轴向销钉的配合长度大于所述第二间隙，所述控制装置控制所述电磁体的通断电。
进一步的，所述摩擦动片设有周向均布的轴向销钉孔，所述轴向销钉滑配且贯通于轴向销钉孔中。
进一步的，所述皮带轮的下端面设有圆环凹腔，所述摩擦动片设置于所述圆环凹腔内并与圆环凹腔的侧壁留有间隙。
进一步的，弹性件为蝶形弹簧，所述皮带轮的下端面设有导向芯轴，所述皮带轮上围绕所述导向芯轴设有弹簧柱腔，所述蝶形弹簧设置于所述弹簧柱腔内并由所述导向芯轴导向，所述导向芯轴头端与摩擦动片间留有间隙。
优选的，所述传力毂外壁为台阶状，所述轴承设置于所述传力毂外壁的轴肩并与所述皮带轮连接。
优选的，所述第一间隙为0.3～0.5mm。
优选的，所述第二间隙为0.3～0.6mm。
优选的，所述导向芯轴头端与摩擦动片间的间隙大于1mm。
本发明所提供的技术方案的优点在于，在发动机的起动过程中，通过控制装置对电磁离合装置的电磁线圈通电使电磁体工作，以切断曲轴至皮带轮的动力传输，降低柴油发动机在起动时由水泵及风扇、发电机等附件产生的阻力，对于气压制动的汽车，阻力还来自空气压缩机附件等。一旦完成起动后，通过控制装置切断电磁线圈电源，恢复曲轴与皮带轮的动力传输，从而保证发动机附件进入正常运行状态。本装置可有效降低柴油机起动时的部分附件阻力，进一步保证柴油发动机的起动性能；同时避免了蓄电池大电流放电可能造成的蓄电池极板弯曲等危害，提高了蓄电池工作的可靠性和使用寿命；对车用柴油发动机，在保证起动性能同时，可进一步降低车用蓄电池的容量，降本节支。
附图说明
图1为本发明柴油机减阻起动装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请结合图1所示，本实施例涉及的一种柴油机减阻起动装置，包括电磁离合装置和控制装置，电磁离合装置包括传力毂1、传力板2、摩擦定片3、摩擦动片4、弹性件5、皮带轮6及电磁体7。曲轴8自由端轴肩滑配有一传力毂1，传力毂1内壁设有与曲轴8前端平键匹配的通槽并构成装配关系。传力毂1外壁为台阶状，传力毂1上部外圆柱面与双列深沟球轴承9内圆柱面形成配合，传力毂1外壁圆柱面第一轴肩支承双列深沟球轴承9的轴承内圈，卡装于传力毂1上部外圆柱面内的轴用挡圈用于限位轴承内圈。传力毂1下外圆柱面第二轴肩(中部)及下端面加工有四个螺纹孔，通过紧固螺钉及对应的弹簧垫圈固连传力板2于传力毂1上，传力板2通过固定螺栓紧固于曲轴8前端，构成传力组件。
皮带轮6近传力毂1侧加工有与双列深沟球轴承9外圆柱面配合的内圆柱腔10，该内圆柱腔10下端加工有一用于支撑轴承外圈的台阶，双列深沟球轴承9安置于皮带轮6的内圆柱腔10内，下方台阶支承轴承下端外圈，安装于内圆柱腔10上端的孔用挡圈用于限位双列深沟球轴承9的上端外圈。
皮带轮6的上端面设有圆环状的第一槽11，截面呈矩形，形状为圆环体的电磁体7空嵌于皮带轮6的第一槽11内。电磁体7与第一槽11在圆周方向的间隙为0.4～0.5mm，电磁体7与皮带轮6的第一槽11的底面的第一间隙为0.3～0.5mm。电磁体7的搭铁线用螺栓固定于柴油发动机自由端对应的齿轮室盖上，电磁体7线圈引出线连接ECU或时间继电器等控制装置；电磁体7线圈壳体则用多个螺钉固定在柴油发动机齿轮室盖上，形成固定线圈式。
弹性件5采用蝶形弹簧，皮带轮6的下端面设有圆环凹腔12，圆环凹腔12下端中部周向加工有六个安装导向芯轴13的内螺纹通孔，对应的下方加工有较蝶形弹簧外径略大的圆柱空腔作为弹簧柱腔。导向芯轴13紧固于内螺纹通孔内，且对安置于弹簧柱腔的蝶形弹簧起导向作用。导向芯轴13下端面与摩擦动片4间有1mm以上间隙。
在皮带轮6下端面近蝶形弹簧内侧圆周处均布有用于摩擦动片4导向和传力的轴向销钉14，轴向销钉14一端固定连接于皮带轮6下端面，另外一端与摩擦动片4对应的轴向销钉孔滑配，对摩擦动片4移动时起导向作用，在电磁体7线圈未通电吸合时起到传力作用。
摩擦动片4采用导磁材料制成，呈中孔圆盘状，在蝶形弹簧的弹力作用下，摩擦动片4与皮带轮6下端面的第二间隙为0.3～0.6mm。摩擦动片4的外圆柱面遮置于皮带轮6下端的圆环凹腔12内，两者在周向有0.2～0.3mm间隙，以确保摩擦动片4的移动，采用摩擦动片4内置于皮带轮6下腔的结构可阻止外部灰尘杂质污染摩擦动片4工作面。通过紧定螺钉紧固在传力毂1上的传力板2的面向皮带轮6的一面在周向通过铆钉铆合有摩擦定片3，摩擦定片3呈中孔圆盘状，且内孔大于摩擦动片4，以避让轴向销钉14。
上述电磁离合装置连接于柴油机曲轴8自由端与附件带轮间，附件带轮与皮带轮6通过皮带连接，电磁离合装置用于控制曲轴8与附件带轮间力的传递与断开。控制装置用于控制电磁离合装置，柴油机起动阶段由控制装置控制电磁离合装置动作使曲轴8与附件带轮间不传递力，柴油机非起动阶段由控制装置控制电磁离合装置复位使曲轴8与附件带轮间传递力。
该装置工作过程如下：
起动时，柴油机钥匙开关通电，电磁体7线圈通电，产生电磁力，吸合摩擦动片4克服蝶形弹簧力顺导向的轴向销钉14与皮带轮6下端面靠近，摩擦动片4与摩擦定片3间产生间隙，曲轴8动力不能传递，水泵风扇及发电机等附件不工作。由曲轴8、平键、传力毂1、传力板2、摩擦定片3组成的传力件随曲轴8绕双列深沟球轴承9的轴承内圈空转。
柴油机起动成功后，ECU根据发动机转速传感器(与发动机电控系统共享)的转速信号，感知柴油机起动完成，ECU发出指令，切断电磁线圈电源，电磁力消失(或时间继电器在20S左右时间断开)，蝶形弹簧力推动摩擦动片4沿轴向销钉14与摩擦定片3紧密靠合，带动皮带轮6旋转，进而驱动水泵、风扇及发电机等附件进入正常工作状态。其动力传递线路为：曲轴8→平键→传力毂1→传力板2→摩擦定片3→摩擦动片4→轴向销钉14→皮带轮6→水泵风扇及发电机等附件工作。

Claims (8)

1.一种柴油机减阻起动装置，其特征在于：包括电磁离合装置和控制装置，所述电磁离合装置连接于柴油机曲轴自由端与附件带轮间用于控制曲轴与附件带轮间力的传递与断开，所述电磁离合装置包括传力毂、传力板、摩擦定片、摩擦动片、弹性件、皮带轮及电磁体，所述传力毂内壁与曲轴键连接，所述皮带轮与传力毂外壁通过轴承连接，所述皮带轮的上端面设有第一槽，所述电磁体固定连接于柴油机的本体并设置于所述第一槽内，所述电磁体与所述皮带轮间留有第一间隙，所述传力毂的前端与传力板固定连接，所述摩擦定片与所述传力板固定连接，所述摩擦动片设置于所述摩擦定片与皮带轮的下端面之间，所述皮带轮的下端面设有轴向销钉，所述摩擦动片通过弹性件与皮带轮连接并由所述轴向销钉导向，所述摩擦动片与摩擦定片接触时所述摩擦动片与皮带轮的下端面间留有第二间隙，所述摩擦动片与轴向销钉的配合长度大于所述第二间隙，所述控制装置控制所述电磁体的通断电，所述控制装置用于控制所述电磁离合装置，所述柴油机起动阶段由所述控制装置控制电磁离合装置动作使所述曲轴与附件带轮间不传递力，所述柴油机非起动阶段由所述控制装置控制电磁离合装置复位使所述曲轴与附件带轮间传递力。
2.根据权利要求1所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：所述摩擦动片设有周向均布的轴向销钉孔，所述轴向销钉滑配且贯通于轴向销钉孔中。
3.根据权利要求1所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：所述皮带轮的下端面设有圆环凹腔，所述摩擦动片设置于所述圆环凹腔内并与圆环凹腔的侧壁留有间隙。
4.根据权利要求1所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：弹性件为蝶形弹簧，所述皮带轮的下端面设有导向芯轴，所述皮带轮上围绕所述导向芯轴设有弹簧柱腔，所述蝶形弹簧设置于所述弹簧柱腔内并由所述导向芯轴导向，所述导向芯轴头端与摩擦动片间留有间隙。
5.根据权利要求1所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：所述传力毂外壁为台阶状，所述轴承设置于所述传力毂外壁的轴肩并与所述皮带轮连接。
6.根据权利要求1所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：所述第一间隙为0.3～0.5mm。
7.根据权利要求1所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：所述第二间隙为0.3～0.6mm。
8.根据权利要求4所述的柴油机减阻起动装置，其特征在于：所述导向芯轴头端与摩擦动片间的间隙大于1mm。
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