CN109139324A - 一种摩托车发动机电启动结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩托车发动机电启动结构，包括启动电机，启动电机依次通过大双联齿轮、小双联齿轮、离合器启动齿轮和超越离合器连接曲轴，大双联齿轮包括转轴；转轴上设有大齿轮、传动齿轮和小齿轮，大齿轮与转轴同步转动，小齿轮相对转轴可转动，传动齿轮通过内螺旋花键槽与转轴上对应的外螺旋花键段配合连接并可沿外螺旋花键的旋向移动；传动齿轮与小齿轮相邻并在轴向上具有间距，其相对端面上还分别设有可啮合的端面齿，其之间还设有回位弹性机构；还包括向传动齿轮提供摩擦制转力的弹性制转机构。本发明可保证正常电启动，同时当电启动失效或行驶过程中突然熄火时，可防止曲轴反转反冲损坏启动电机及传动零部件，有效保护电启动结构。

Description

一种摩托车发动机电启动结构

技术领域

本发明属于摩托车发动机用电动机起动技术领域，具体涉及一种摩托车发动机电启动结构。

背景技术

原设计的一种摩托车发动机电启动结构如附图7所示，启动电机101依次通过大双联齿轮102、小双联齿轮103等传动连接到曲轴，其中大双联齿轮102包括一体的大齿轮2和小齿轮4，并与转轴1采用小间隙配合以可转动。启动电机101电启动时，通过其输出轴上的齿轮带动大双联齿轮102中的大齿轮2，大双联齿轮102中的小齿轮4转动并驱动与之传动连接的小双联齿轮103，再通过小双联齿轮103等带动曲轴以驱动发动机进行电启动。但当电启动失效或行驶过程中突然熄火时，原设计的结构会产生反冲现象，通过曲轴反向驱动传动连接过程中的各个传动齿轮或部件，从而容易导致电启动结构（如超越离合器、各齿轮等）受到损坏。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种摩托车发动机电启动结构，避免电启动失效或行驶过程中突然熄火时，因曲轴反冲作用造成电启动结构中零部件损坏的问题，取得有效保护电启动结构的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种摩托车发动机电启动结构，包括启动电机，所述启动电机通过传动机构连接曲轴，其特征在于：所述传动机构包括大双联齿轮、小双联齿轮、离合器启动齿轮和超越离合器，所述大双联齿轮包括转轴，在转轴上设有大齿轮和小齿轮；所述大齿轮和小齿轮为分体结构，所述大齿轮与转轴同步转动，所述小齿轮相对转轴可转动，在转轴上设有传动齿轮，所述传动齿轮通过内螺旋花键槽与转轴上对应的外螺旋花键段配合连接并可沿外螺旋花键的旋向移动，所述传动齿轮与小齿轮相邻并在转轴的轴向上具有间距，所述传动齿轮和小齿轮相对的端面上分别设有可相互啮合的端面齿，传动齿轮和小齿轮之间设有回位弹性机构以保持传动齿轮与小齿轮之间的轴向间距；还包括向传动齿轮提供摩擦制转力的弹性制转机构；

启动电机的输出轴与所述大齿轮传动连接，所述小齿轮与小双联齿轮传动连接，所述小双联齿轮与离合器启动齿轮传动连接，所述离合器启动齿轮和超越离合器均套设在所述曲轴上，曲轴与超越离合器同步转动，离合器启动齿轮通过超越离合器单向驱动曲轴转动。

本发明的电启动结构，在启动电机电启动时，启动电机驱动大齿轮，大齿轮带动转轴同步转动，因弹性制转机构向传动齿轮提供有制转的力，传动齿轮的转动滞后于转轴，在转轴上的外螺旋花键提供的轴向分力作用下，传动齿轮朝向小齿轮靠拢，压缩回位弹性机构，并最终通过端面齿与小齿轮的端面齿啮合，传动齿轮与小齿轮抵接并啮合之后不能再轴向运动，在外螺旋花键的带动下只能与转轴同步转动，传动齿轮也就带动小齿轮转动并克服摩擦制转力相对于弹性制转机构转动，小齿轮通过小双联齿轮带动离合器启动齿轮转动，离合器启动齿轮对应单向驱动超越离合器，超越离合器与曲轴是同步转动的，也就带动曲轴转动，启动发动机。电启动完毕后，在回位弹性机构的作用下，传动齿轮与小齿轮的啮合脱开，保持设计间距。正常电启动发动机后，发动机的曲轴及超越离合器持续转动，因超越离合器与离合器启动齿轮之间的单向驱动特性，不存在曲轴对电启动结构中传动机构的驱动力，本电启动结构形式下，当电启动失效或行驶过程中突然熄火时，发动机曲轴虽然存在反转反冲情况，但此时小齿轮已与传动齿轮脱开啮合，反冲力至多传递至小齿轮，而小齿轮自身在转轴上是空转，没有制转力，启动电机及传动机构的各零部件就不会受到冲击作用，避免出现断裂、卡死等损坏现象，有效地保护了电启动结构；离合器启动齿轮和超越离合器均套设在曲轴上，可有效减少过渡轴的使用，节约空间，超越离合器与曲轴之间力的传递效果更好。

进一步完善上述技术方案，所述回位弹性机构为螺旋压簧，所述传动齿轮和小齿轮相对的端面上还分别开设有相对的环形凹槽，所述螺旋压簧的两端分别落入所述两环形凹槽内，所述环形凹槽和螺旋压簧均与转轴同轴。

这样，提供给传动齿轮的回位弹力均匀，相对于转轴是整个周向均匀作用在传动齿轮的端面，避免传动齿轮回位移动时相对转轴楔紧或卡滞。

进一步地，所述弹性制转机构为开口的弹性簧圈，所述弹性簧圈在传动齿轮的周向上通过弹性变形抱紧传动齿轮，所述弹性簧圈上连接有延伸的弹性段，所述弹性段的自由端被周向限位以阻止弹性簧圈随传动齿轮转动从而向传动齿轮提供制转力。

这样，弹性簧圈与传动齿轮在周向上的接触面积长，并且基本在整个周向上抱紧传动齿轮，作用力平衡，不会增加传动齿轮与转轴之间的作用力，保证传动齿轮的运动灵活性。

进一步地，所述传动齿轮的外圆周上设有环槽，所述弹性簧圈落入所述环槽。

这样，便于弹性簧圈在传动齿轮上的作用位置定位，避免异常时滑脱。

进一步地，所述弹性簧圈和弹性段由弹簧钢丝一体弯形而成。

这样，方便制造，一体结构的构件强度更好。

进一步地，所述传动齿轮位于大齿轮和小齿轮之间，所述大齿轮和小齿轮分别与所述外螺旋花键段的两端面相抵接，小齿轮的另一侧面设有连接在转轴上的挡圈。

这样，简化机构，节约空间；合理利用外螺旋花键段的端面进行大、小齿轮的轴向定位，减少挡圈的使用量。

进一步地，所述大齿轮朝向传动齿轮的一侧设有凹入的容置腔，所述外螺旋花键段的端面抵接于容置腔的底面；所述传动齿轮在回位弹性机构的作用下与容置腔的底面相抵接。

这样，保证了大齿轮的周齿的有效长度，同时减少整个结构的轴向空间占用。

进一步地，所述大齿轮与转轴通过花键形式连接。

这样，大齿轮和转轴分别制造，制造更简单，成本低。

进一步地，所述超越离合器通过锥孔套筒固定连接于曲轴的轴端，所述锥孔套筒通过其锥孔与所述轴端的尾部的锥度段楔紧配合，所述轴端的端面位于所述锥孔内，所述轴端的端面上还设有内螺纹孔并通过所述内螺纹孔连接有螺栓，螺栓的头部位于所述锥孔外且与锥孔套筒的端面相抵接，所述锥孔套筒的另一端面周围设有凸沿，所述超越离合器固定连接于所述凸沿朝向曲轴的一端面。

这样，电启动驱动力作用于曲轴的轴端，便于曲轴的设计制造，曲轴通过锥孔套筒与超越离合器的固定连接形式简单可靠，传动时依靠锥孔与锥度段之间的摩擦力传递扭矩，并辅以螺栓保障锥孔与锥度段之间的有效贴合。

进一步地，所述凸沿远离曲轴的一端面还固定连接有磁电机以随曲轴同步转动。

这样，磁电机随曲轴同步转动，在行驶过程中给摩托车的蓄电池充电或为摩托车的用电设备供电；磁电机也通过锥孔套筒直接固定连接在曲轴上，减少中间传递，节约空间。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明可保证正常电启动时所需的传动动作，同时当电启动失效或行驶过程中突然熄火时，虽然存在曲轴的反转反冲情况，但此时小齿轮已与传动齿轮脱开啮合，反冲力至多传递至小齿轮，而小齿轮自身在转轴上是空转，没有制转力，启动电机及传动机构的各零部件就不会受到冲击作用，不会出现断裂、卡死等损坏现象，有效地保护了电启动结构。

2、本发明的回位弹性机构和弹性制转机构提供给传动齿轮的力均匀、合理，不会影响传动齿轮的设计机构动作灵活性，保证电启动及防反冲功效的正常实现。

3、本发明的大双联齿轮的各齿轮布置合理，可以在现有结构上直接替换使用；离合器启动齿轮、超越离合器以及磁电机与曲轴的连接简单可靠，有效减少过渡轴的使用，占用更少的空间，便于发动机的整体设计。

附图说明

图1-具体实施例一的一种摩托车发动机电启动结构的结构示意图；

图2-具体实施例一中的大双联齿轮的结构示意图（2:1放大）；

图3-图2的A-A剖视图（大齿轮未画出，主要示意弹性簧圈的结构及与传动齿轮的连接）；

图4-具体实施例一中转轴上右旋的外螺旋花键的示意图；

图5-具体实施例二中的大双联齿轮的结构示意图；

图6-具体实施例三中的大双联齿轮的结构示意图；

图7-原设计的一种摩托车发动机电启动结构的示意图；

其中，转轴1，外螺旋花键11，大齿轮2，容置腔21，传动齿轮3，环槽31，小齿轮4，环形凹槽41，端面齿42，挡圈5，间距6，螺旋压簧7，弹性簧圈8，弹性段81，壳体100，启动电机101，大双联齿轮102，小双联齿轮103，离合器启动齿轮104，圆环连接部1041，铜套1042，超越离合器105，滚柱1051，紧固螺栓1052，锥孔套筒106，凸沿1061，螺栓107，磁电机108，铆钉1081，曲轴109，轴端1091，键1092，

顶头安装盲孔32，弹簧33，顶头34，环形平面43，弹簧片9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例一

参见图1-3，具体实施例一的一种摩托车发动机电启动结构，包括启动电机101，所述启动电机101通过传动机构连接曲轴109，所述传动机构包括大双联齿轮102、小双联齿轮103、离合器启动齿轮104和超越离合器105，所述大双联齿轮102包括转轴1，所述转轴1上设有大齿轮2、传动齿轮3和小齿轮4，所述大齿轮2与转轴1通过直齿花键配合以保证同步转动，所述小齿轮4相对转轴1可转动，大齿轮2和小齿轮4之间的转轴1段上加工有若干条外螺旋花键11，形成外螺旋花键段，所述传动齿轮3通过对应的内螺旋花键槽与转轴1上的外螺旋花键段配合连接并可沿外螺旋花键11的旋向移动，大齿轮2和小齿轮4分别与所述外螺旋花键段的两端面相抵接，小齿轮4的另一侧面设有连接在转轴1上的挡圈5以进行轴向定位；所述传动齿轮3和小齿轮4相对的端面上分别设有可相互啮合的端面齿42，但在转轴1的轴向上具有间距6，该间距6通过传动齿轮3和小齿轮4之间设置的回位弹性机构来保证，所述回位弹性机构为螺旋压簧7，所述传动齿轮3和小齿轮4相对的端面上分别开设有相对的环形凹槽41，所述螺旋压簧7的两端分别落入所述两环形凹槽41内，所述环形凹槽41和螺旋压簧7均与转轴1同轴；还包括向传动齿轮3提供摩擦制转力的弹性制转机构，所述弹性制转机构为开口的弹性簧圈8，所述弹性簧圈8由弹簧钢丝一体弯形而成，包括由弹簧钢丝经对折并拢形成的弹性段81，弹性段81开口的一端继续弯形呈开口的簧圈形状，弹性簧圈8经弹性变形抱紧在传动齿轮3的外圆上，具体为落入传动齿轮3的外圆周上设有的环槽31内并将传动齿轮3抱紧以提供摩擦制转力。

启动电机101的输出轴通过齿轮与所述大齿轮2传动连接，所述小齿轮4与小双联齿轮103传动连接，所述小双联齿轮103与离合器启动齿轮104传动连接，所述离合器启动齿轮104和超越离合器105均套设在所述曲轴109上，曲轴109与超越离合器105同步转动，离合器启动齿轮104通过超越离合器105单向驱动曲轴109转动。本结构与壳体100装配之后，所述弹性段81的自由端被装配后的壳体100（仅示意了作用部位）在周向上限位（未固定连接），弹性簧圈8不能随传动齿轮3转动从而向传动齿轮3提供摩擦制转力。

其中，所述大齿轮2朝向传动齿轮3的一侧设有凹入的容置腔21，所述外螺旋花键段的端面抵接于容置腔21的底面；所述传动齿轮3在螺旋压簧7的作用下与容置腔21的底面相抵接。这样，保证了大齿轮2的周齿的有效长度，同时减少整个结构的轴向空间占用。

所述超越离合器105通过锥孔套筒106固定连接于曲轴109的轴端1091，所述锥孔套筒106通过其锥孔与所述轴端1091的尾部的锥度段楔紧配合，所述轴端1091的端面位于所述锥孔内，所述轴端1091的端面上还设有内螺纹孔并通过所述内螺纹孔连接有螺栓107，螺栓107的头部位于所述锥孔外且与锥孔套筒106的对应端面相抵接，传动时依靠锥孔与锥度段之间的摩擦力传递扭矩，螺栓107拉紧以保障锥孔与锥度段之间的有效贴合并楔紧，锥孔与锥度段上还对应设有键槽，并通过键1092连接实现锥孔套筒106和曲轴109的周向定位，所述锥孔套筒106的另一端面周围设有凸沿1061，所述超越离合器105固定连接于所述凸沿1061朝向曲轴109的一端面，具体为在周向上使用若干紧固螺栓1052穿过凸沿1061后旋紧连接超越离合器105；所述凸沿1061远离曲轴109的一端面还固定连接有磁电机108以随曲轴109同步转动，具体为在周向上使用若干铆钉1081穿过磁电机108的定子外壳体和凸沿1061，并在两端实施铆固。

实施例一的电启动结构，在启动电机101电启动时，启动电机101驱动大齿轮2，大齿轮2带动转轴1同步转动，因弹性簧圈8向传动齿轮3提供有制转的力，传动齿轮3的转动滞后于转轴1，在转轴1上的外螺旋花键11提供的轴向分力作用下，传动齿轮3带着弹性簧圈8朝向小齿轮4靠拢，压缩螺旋压簧7，并最终通过其端面齿42与小齿轮4的端面齿42啮合，传动齿轮3与小齿轮4抵接并啮合之后不能再轴向运动，在外螺旋花键11的带动下只能与转轴1同步转动，传动齿轮3也就带动小齿轮4转动并克服摩擦制转力相对于弹性簧圈8转动，小齿轮4通过小双联齿轮103带动离合器启动齿轮104转动，离合器启动齿轮104对应单向驱动超越离合器105，超越离合器105与曲轴109是同步转动的，也就带动曲轴109转动，启动发动机。电启动完毕后，在螺旋压簧7的作用下，传动齿轮3与小齿轮4的啮合脱开，保持设计间距6。这样，当电启动失效或行驶过程中突然熄火时，虽然曲轴109存在反转反冲情况，但此时小齿轮4已与传动齿轮3脱开啮合，反冲力至多传递至小齿轮4，而小齿轮4自身在转轴1上是空转，没有制转力，启动电机101及传动机构的各零部件就不会受到冲击作用，不会出现断裂、卡死等损坏现象，有效地保护了电启动结构。磁电机108随曲轴109同步转动，在行驶过程中给摩托车的蓄电池充电或为摩托车的用电设备供电；磁电机108、离合器启动齿轮104和超越离合器105均设在曲轴109上，可有效减少过渡轴的使用，节约空间，其中离合器启动齿轮104通过其周齿与小双联齿轮103啮合传动，离合器启动齿轮104空套在曲轴109上，本实施例是通过铜套1042空套在曲轴109上，单独的离合器启动齿轮104本身与曲轴109之间是可转动的，离合器启动齿轮104朝向超越离合器105的一端面凸起设有圆环连接部1041以伸入与超越离合器105对应的一侧内，与超越离合器105的单向楔紧滚柱1051配合工作，实现对超越离合器105和曲轴109的单向驱动，单向驱动原理为现有的超越离合器的基本功能特征，此处不再赘述。

其中，传动齿轮3的机构动作的实现，依靠回位弹性机构和弹性制转机构实现，而实施例一采用的螺旋压簧7和弹性簧圈8在提供对应的力时，对传动齿轮3的作用部位合理，传动齿轮3的受力均匀，没有增加传动齿轮3与转轴1之间的作用力，充分保证了传动齿轮3相对转轴1的运动灵活性，从而保证电启动及防反冲功效的正常实现。

本领域人员应知晓，大齿轮2、小齿轮4以及小双联齿轮103是具有周齿的以进行扭矩的传递，传动齿轮3不设置周齿，因为没有相关连接传递扭矩的需要。外螺旋花键11的旋向应与使用时大齿轮2的转动方向相匹配，实施一的外螺旋花键11的旋向采用右旋形式，参见图4，对应的，使用时，大齿轮2带动转轴1作逆时针转动（从图示方位的左侧看），外螺旋花键11驱动传动齿轮3朝向小齿轮4运动，实现机构动作；与前述转动方向相匹配，所以图3中示意的壳体100限位于弹性段81的左侧。

实施例二

参见图2、5，具体实施例二与具体实施例一的不同之处在于：回位弹性机构和弹性制转机构的设置形式不同，实施例二的回位弹性机构为顶头形式，在传动齿轮3朝向小齿轮4的端面设有顶头安装盲孔32，所述顶头安装盲孔32内置有弹簧33，顶头34为圆柱形，顶头34置于顶头安装盲孔32内并压住弹簧33，小齿轮4与顶头34对应位置为环形平面43，顶头34朝向小齿轮4的一端高于传动齿轮3的端面齿42并抵接于所述环形平面43，位置关系上，所述顶头安装盲孔32和环形平面43分别位于传动齿轮3和小齿轮4相对端面的内缘，端面齿42分别位于传动齿轮3和小齿轮4相对端面的外缘。

实施例二的弹性制转机构为弹簧片9，所述弹簧片9的一端与传动齿轮3的外圆周面接触并提供向传动齿轮3轴线方向的力以达到摩擦制转的效果，弹簧片9的另一端固定设置，即与装配后的壳体100固定连接，实施例二可省去环槽31。

实施例二的齿轮结构使用时，相应的顶头34和弹簧片9同样分别起到使传动齿轮3回位以保证与小齿轮4的设计间距6以及向传动齿轮3提供摩擦制转力的作用，完成电启动及防反冲功效的相关机构动作，只是在传动齿轮3的受力均匀性上的功效稍差。

实施时，所述顶头安装盲孔32及顶头34也可以设置在小齿轮4上，环形平面43设于传动齿轮3上。

实施例三

参见图2、6，具体实施例三与具体实施例一的不同之处在于：弹性段81的自由端固定设置，即与装配后的壳体100固定连接，因为传动齿轮3的轴向移动行程并不长，所以也可以选择将弹性段81的自由端固定，这样，传动齿轮3朝向小齿轮4靠拢，压缩螺旋压簧的同时，由于弹性段81的自由端是固定的，所以弹性簧圈8也会发生一定量的弹性变形，还能为传动齿轮3的回位提供一定回位辅助力；当然，弹性簧圈8的固定主要还是限制其不能随传动齿轮3转动以提供必需的摩擦制转力。

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 (10)

1.一种摩托车发动机电启动结构，包括启动电机，所述启动电机通过传动机构连接曲轴，其特征在于：所述传动机构包括大双联齿轮、小双联齿轮、离合器启动齿轮和超越离合器，所述大双联齿轮包括转轴，在转轴上设有大齿轮和小齿轮；所述大齿轮和小齿轮为分体结构，所述大齿轮与转轴同步转动，所述小齿轮相对转轴可转动，在转轴上设有传动齿轮，所述传动齿轮通过内螺旋花键槽与转轴上对应的外螺旋花键段配合连接并可沿外螺旋花键的旋向移动，所述传动齿轮与小齿轮相邻并在转轴的轴向上具有间距，所述传动齿轮和小齿轮相对的端面上分别设有可相互啮合的端面齿，传动齿轮和小齿轮之间设有回位弹性机构以保持传动齿轮与小齿轮之间的轴向间距；还包括向传动齿轮提供摩擦制转力的弹性制转机构；

启动电机的输出轴与所述大齿轮传动连接，所述小齿轮与小双联齿轮传动连接，所述小双联齿轮与离合器启动齿轮传动连接，所述离合器启动齿轮和超越离合器均套设在所述曲轴上，曲轴与超越离合器同步转动，离合器启动齿轮通过超越离合器单向驱动曲轴转动。

2.根据权利要求1所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述回位弹性机构为螺旋压簧，所述传动齿轮和小齿轮相对的端面上还分别开设有相对的环形凹槽，所述螺旋压簧的两端分别落入所述两环形凹槽内，所述环形凹槽和螺旋压簧均与转轴同轴。

3.根据权利要求1所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述弹性制转机构为开口的弹性簧圈，所述弹性簧圈在传动齿轮的周向上通过弹性变形抱紧传动齿轮，所述弹性簧圈上连接有延伸的弹性段，所述弹性段的自由端被周向限位以阻止弹性簧圈随传动齿轮转动从而向传动齿轮提供制转力。

4.根据权利要求3所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述传动齿轮的外圆周上设有环槽，所述弹性簧圈落入所述环槽。

5.根据权利要求3所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述弹性簧圈和弹性段由弹簧钢丝一体弯形而成。

6.根据权利要求1所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述传动齿轮位于大齿轮和小齿轮之间，所述大齿轮和小齿轮分别与所述外螺旋花键段的两端面相抵接，小齿轮的另一侧面设有连接在转轴上的挡圈。

7.根据权利要求6所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述大齿轮朝向传动齿轮的一侧设有凹入的容置腔，所述外螺旋花键段的端面抵接于容置腔的底面；所述传动齿轮在回位弹性机构的作用下与容置腔的底面相抵接。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述大齿轮与转轴通过花键形式连接。

9.根据权利要求1所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述超越离合器通过锥孔套筒固定连接于曲轴的轴端，所述锥孔套筒通过其锥孔与所述轴端的尾部的锥度段楔紧配合，所述轴端的端面位于所述锥孔内，所述轴端的端面上还设有内螺纹孔并通过所述内螺纹孔连接有螺栓，螺栓的头部位于所述锥孔外且与锥孔套筒的端面相抵接，所述锥孔套筒的另一端面周围设有凸沿，所述超越离合器固定连接于所述凸沿朝向曲轴的一端面。

10.根据权利要求9所述一种摩托车发动机电启动结构，其特征在于：所述凸沿远离曲轴的一端面还固定连接有磁电机以随曲轴同步转动。