CN201310432Y

CN201310432Y - 一种车用电激磁行星减速式发动机起动器

Info

Publication number: CN201310432Y
Application number: CNU2008202276035U
Authority: CN
Inventors: 袁晓明; 金江; 毕国华; 程友明; 肖荆州; 靳芝
Original assignee: CCRI Shanxi Coal Mine Mechanical Equipment Co Ltd; Taiyuan Research Institute of China Coal Research Institute
Current assignee: CCRI Shanxi Coal Mine Mechanical Equipment Co Ltd; Taiyuan Research Institute of China Coal Research Institute
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2018-11-20

Abstract

本实用新型涉及一种车用电激磁行星式发动机起动器，主要结构由电激磁机构、直流电机、行星减速器、拨叉机构、驱动机构、输出机构、电磁铁、绝缘块、接线柱、驱动轴组成，采用电激磁+直流电机+行星减速器+驱动机构相结合的结构设计，以大幅度提高发动机的起动力矩，外部采用隔爆结构，内部采用24V电磁场、直流电机联接，行星减速器的传动速比为4.727∶1，减速后通过拨叉机构与电磁铁联接，同时通过驱动轴、输出齿轮与发动机的联接齿轮啮合联接，转换后起动力矩≥80Nm，比汽马达、常规电机的起动力矩可提高50％，起动迅速有力，此装置设计合理，结构紧凑，操作使用方便，是理想的四缸和六缸以上的大功率防爆车辆发动机的起动装置。

Description

一种车用电激磁行星减速式发动机起动器

技术领域

本实用新型涉及一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，属煤矿井下柴油、汽油工程车辆发动机起动装置的技术领域。

背景技术

在煤矿井下使用的柴油、汽油工程车辆为防爆型，其柴油或汽油发动机大都采用气动马达或起动电机来发动车辆。

由于车辆规格不同，发动机起动力矩不同，尤其工程车辆承载大、多在恶劣环境作业，大都使用四缸或六缸以上的大功率发动机，需要较大的起动力矩，再加上煤矿井下的工程车辆进排气防爆装置增大了进出气阻力，使燃烧不充分，以及粉尘、水、有害气体无法及时消散等恶劣环境干扰，给大功率发动机的起动带来了很大困难，采用常规的气动马达或起动电机由于起动力矩小，已无法满足大功率车辆的起动需要，强制起动车辆必然会缩短起动电机的寿命，使恶劣环境作业的大功率车辆的起动已成了重要的技术课题。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的就是针对背景技术的不足，针对煤矿井下恶劣环境作业的工程车辆的大功率发动机的起动困难及使用寿命短的状况，设计一种隔爆、电激磁、行星减速式起动器，大幅度提高发动机的起动力矩，以满足煤矿井下恶劣环境作业的四缸和六缸以上的大功率工程车辆的起动需要。

技术方案

本实用新型主要结构由：电激磁机构、直流电机机构、行星减速器、拨叉机构、驱动机构、输出机构、电磁铁、磁铁轴、磁铁接线盒、接线柱、接线盒盖、绝缘套、直流电机、电机换向器、电机接线盒、驱动轴、输出齿轮、拨叉架、拨叉、杠杆轴、端盖、螺栓、密封圈、绝缘套组成；电磁铁壳体1左部联接磁铁接线盒5，磁铁接线盒5左部联接接线盒盖19，电磁铁壳体1、磁铁接线盒5、接线盒盖19由螺栓61连为一体并固定，接线盒盖19左部为绝缘套20、接线口21，接线口21与汽车的直流电源电平联接；在电磁铁壳体1的下部为直流电机26，直流电机26中间为电机轴28，在直流电机26的左部为电机接线盒29，直流电机26、电机接线盒29左外部联接电机接线盒盖56，电机轴28深入电机接线盒29内，并由轴承37、螺栓62固定，直流电机26侧部设有调整螺栓36；直流电机26右部为隔板39，隔板39右部为行星减速器40，行星减速器40右部通过花键46与驱动轴50联接；在驱动轴50上设置拨叉架47、拨叉轴54，拨叉架47左部设有档板51、右部设有档板52；电磁铁壳体1与直流电机26、行星减速器40之间为右端盖上的内垫块25；电磁铁壳体1与直流电机26右外部由右端盖57盖住，并由螺栓63固定；右端盖57右部套在驱动轴50上，并由轴承38固定、唇形密封圈72密封；驱动轴50右外部装有齿轮轴79、输出齿轮55，输出齿轮55与汽车发动机的联接齿轮啮合联接；电机轴28、行星减速器40的太阳轮轴74、驱动轴50通过花键46、53互为联接，两端由轴承37、38固定定位；拨叉架47通过拨叉轴54固定在驱动轴50上，同时联接拨叉48，拨叉48与磁铁轴4联接，并由拨叉块77限位，中间通过杠杆轴49做摆动动作；电磁铁壳体1与右端盖57之间设有密封垫65，右端盖57、内垫块25与直流电机26之间设有密封垫66，在直流电机26与电机接线盒29之间设有密封垫67，在电磁铁壳体1与磁铁接线盒5之间设有密封垫68，在磁铁接线盒5与接线盒盖19之间设有密封垫69，在磁铁接线盒5与电机接线盒29之间设有密封垫73。

所述的电激磁机构，由电磁铁壳体、电磁铁、磁铁轴、磁铁腔、线圈、接线柱、铁芯、接线盒盖、绝缘板、绝缘套、弹簧组成；在电磁铁壳体1左部为隔板95、接线盖89，在接线盖89内为磁铁腔2，在电磁铁壳体1内装有电磁铁3，电磁铁3内设有线圈90、铁芯94、磁铁轴4，在磁铁轴4上装有弹簧91、92、93，在弹簧92、93外部为铁芯94，铁芯94外部与线圈90接触，在电磁铁3、磁铁轴4左部的磁铁腔2内设有档板75，并由螺栓78固定，右部为固定块76，磁铁轴4的右外部为拨叉块77，拨叉块77与拨叉48限位联接；在接线盖89左外部装有四个接线柱7、8、9、10，磁铁轴4的右外部设有线缆96；接线盒89外部联接磁铁接线盒5，磁铁接线盒5内装有绝缘板6，在绝缘板6上设有四个外接线柱11、12、13、14；接线柱7、8、9、10通过绝缘线缆15、16、17、18与外接线柱11、12、13、14联接，外接线柱12、13、14与直流电机的接线柱22、31、32联接；在接线盒盖19的左外部设有绝缘套20，绝缘套20外部为接线口21。

所述的直流电机26，由电机壳、转子、碳刷架定子、线圈、换向器、电机轴、调整螺栓组成；直流电机26的外部为电机壳60，电机壳60内设置四个碳刷架定子34，在直流电机26中间内部为电机轴28，电机轴28外部为转子35，在碳刷架定子34槽内装有线圈33，转子35与碳刷架定子34之间由调整螺栓36调整固定；在电机轴28左部为电机换向器27，电机换向器27外部为碳刷架定子34，直流电机26的左外部为电机接线盒29，电机接线盒29右内部设有轴承37，轴承37固定电机轴28，电机接线盒29上设有电机接线柱22、31、32、绝缘板30，电机接线柱22、31、32通过导线23、58、59与电激磁机构的接线柱12、13、14联接；电机轴28右部穿过隔板39与行星减速器40联接。

所述的行星减速器40，由太阳轮、行星轮、太阳轮轴、行星轮轴、外齿圈组成；外齿圈41内与行星轮43、44、45啮合联接，行星轮43、44、45呈三点等距离布置、与太阳轮42啮合联接，太阳轮42内为太阳轮轴74，太阳轮轴74左部与直流电机26的电机轴28联接、右部与拨叉机构的驱动轴50联接；外齿圈41、太阳轮42、行星轮44、45、46之间的传动速比为4.727∶1。

所述的拨叉机构，由拨叉架、拨叉块、驱动轴、杠杆轴、挡板、限位块组成，拨叉架47下部中间为驱动轴50，驱动轴50左部与太阳轮轴74联接、右部与输出机构联接，在驱动轴50上装有拨叉架47，拨叉架47左部为档板51、右部为档板52、在驱动轴50上设有拨叉轴54，拨叉轴54上装有拨叉48，拨叉48通过设在右端盖57上的杠杆轴49联接电激磁机构的磁铁轴4，拨叉48的上部拨叉槽85与磁铁轴4联接后由拨叉块77固定并限位，拨叉48上部为拨叉槽85、中部为轴孔82、下部对称设置销轴83、84。

所述的输出机构，由驱动轴、轴腔、唇形密封圈、输出齿轮、档圈组成；在驱动轴50的外部齿轮轴79上装有输出齿轮55，并由档圈80固定并限位，驱动轴50与右端盖57之间装有轴承38、唇形密封圈72，并密封，驱动轴50的轴腔24左部与行星减速器的太阳轮轴74联接，输出齿轮55与汽车发动机的联接齿轮啮合联接。

有益效果

本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性，它是针对煤矿井下恶劣环境作业的四缸或六缸以上的大功率工程车辆的柴油、汽油发动机起动难的实际情况，设计一种新的发动机起动器，采用电激磁+直流电机+行星减速器+驱动机构相结合的设计结构，以大幅度提高发动机起动器的起动力矩，外部采用整体隔爆，密闭设计，内部采用24V电磁铁磁场与24V直流电机联接，直流电机带动行星减速器，行星减速器的行星轮为三个，呈奇数设置，传动速比为4.727∶1，减速后通过拨叉机构与电激磁机构联接，同时通过驱动机构的输出齿轮与工程车辆的发动机的联接齿轮啮合联接，变换后起动器力矩≥80Nm，比汽马达和常规电机起动的力矩可提高50％，可迅速起动大功率车辆的发动机，行星减速器传动比大、效率高，整机尺寸小、重量轻、容量大，在北方严寒季节也能顺利起动，此起动器设计合理，结构紧凑，操作使用方便，是十分理想的大功率车辆发动机的起动装置。

附图说明

图1为整体结构主视图

图2为整体结构左视图

图3为整体结构右视图

图4为行星减速器主视图

图5为行星减速器侧视图

图6为驱动轴结构图

图7为右端盖结构图

图8为电磁铁主视图

图9为电磁铁侧视图

图10为拨叉主视图

图11为10的A-A剖面图

图12为起动器接线原理图

图中所示，附图标记清单如下：

1、电磁铁壳体，2、磁铁腔，3、电磁铁，4、磁铁轴，5、磁铁接线盒，6、绝缘板，7、接线柱，8、接线柱，9、接线柱，10、接线柱，11、外接线柱，12、外接线柱，13、外接线柱，14、外接线柱，15、绝缘线缆，16、绝缘线缆，17、绝缘线缆，18、绝缘线缆，19、接线盒盖，20、绝缘套，21、接线口，22、电机接线柱，23、导线，24、轴腔，25、内垫块，26、直流电机，27、电机换向器，28、电机轴，29、电机接线盒，30、绝缘板，31、电机接线柱，32、电机接线柱，33、线圈，34、碳刷架定子，35、转子，36、调整螺栓，37、轴承，38、轴承，39、隔板，40、行星减速器，41、外齿圈，42、太阳轮，43、行星轮，44、行星轮，45、行星轮，46、花键，47、拨叉架，48、拨叉，49、杠杆轴，50、驱动轴，51、档板，52、档板，53、花键，54、拨叉轴，55、输出齿轮，56、电机接线盒盖，57、右端盖，58、导线，59、导线，60、电机壳，61、螺栓，62、螺栓，63、螺栓，64、螺孔，65、密封垫，66、密封垫，67、密封垫，68、密封垫，69、密封垫，70、密封垫，71、密封垫，72、密封垫，73、密封垫，74、太阳轮轴，75、档板，76、固定块，77、拨叉块，78、螺栓，79、齿轮轴，80、档圈，81、螺柱，82、轴孔，83、销轴，84、销轴，85、拨叉槽，86、卡槽，87、电磁铁腔，88、行星减速器腔，89、接线盖，90、线圈，91、弹簧，92、弹簧，93、弹簧，94、铁芯，95、隔板，96、线缆，97、绝缘块，98、螺栓，99、螺栓。

B、电池组，K、起动开关，KR、起动继电器，Q、电磁开关，C1、吸引线圈，C2、保持线圈，COIL、励磁绕组，M、电枢绕组。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1、2、3所示，为起动器整体结构图，整体为矩形，主要由电激磁机构、直流电机、行星减速器、拨叉机构、驱动机构、输出机构、接线柱、磁铁接线盒、隔爆保护端盖组成。

由接线柱11、12、13、14接入24V直流电机，电磁铁3产生磁场，形成电激磁效应；接线柱12、13、14同时联接24V直流电机的接线柱22、31、32，形成同一电压同步起动；直流电机26接入24V电流后转动，空载电流≤110A，空载转速≥4200rpm；起动器制动性能：电压≤11V、电流≤900A、力矩≥80Nm，通过直流电机26的电机轴28传递给行星减速器40，行星减速器40内的太阳轮42、外齿圈41、行星轮43、44、45变速，传动速比为4.727∶1，变速后传给驱动轴50；在驱动轴50上设置拨叉架47，并由档板51、52限位，在驱动轴50、拨叉架47上设有拨叉轴54，拨叉轴54上装有拨叉48，拨叉48与电磁铁3上的磁铁轴4固定联接，并由拨叉块77固定限位，拨叉48中间位置与安装在右端盖57上的杠杆轴49联接固定，当直流电机26带动行星减速器40转动，减速后传输给驱动轴50，驱动轴50驱动拨叉48动作，并以杠杆轴49为支点，带动磁铁轴4做左、右往复动作，使电激磁机构与直流电机+行星减速器+驱动机构左、右双重联接，从而使驱动轴50输出的力矩提高50％，输出齿轮55带动发动机的联接齿轮，从而使发动机起动。

各部位置要安装正确，并进行调试。

各联接部位均由密封垫、密封圈密封，左、右盒盖、端盖要严格密封，接线柱部位均设有绝缘部件，达到隔爆、防爆、防水密闭状态。

图4、5所示，为行星减速器结构图，太阳轮42、外齿圈41、行星轮43、44、45规格相同，行星轮为三个，奇数设置，防止了传动应力集中，其传动速比为4.727∶1，太阳轮轴74与驱动轴50的轴腔24联接并插入。

图6所示，为驱动轴50结构图，在驱动轴50内为轴腔24，在驱动轴50的右部为齿轮轴79、卡槽86，驱动轴50要强度好，要用合金结构钢制作。

图7所示，为右端盖57结构图，右端盖57内由内垫块25隔成上、下两个腔，上部为电磁铁腔87、下部为行星减速器腔88，行星减速器腔88右端部设有轴承38、唇形密封圈72。

图8、9所示，为电磁铁结构图，是电激磁机构的主体，各部位置、接线关系要正确，使用电压为24V，左部为接线端，右部与拨叉机构联接。

图10、11所示，为拨叉结构图，上部为拨叉槽85、下部为左右销轴83、84、中间为轴孔82，要强度好，上、下中间位置要协调，便于安装。

图12所示，为起动器接线原理图，图中可知：外接电池组B提供起动能量，起动过程先由起动开关K接通起动继电器KR，由起动继电器KR触点放大起动开关K的能量后，接入电磁开关，起动过程中吸引线圈C1，保持线圈C2由于绕线方向相同，但通过电流方向不同，因此磁力相反，通过C1部分电流带动电机缓慢运动，保证前端齿轮啮合，C2线圈吸引电磁开关快速闭合，电磁开关闭合过程带动拨叉拨出驱动齿轮，当电磁开关闭合后，电磁开关触头联接C1，电机开始高速运转，同时在失去C1反向磁力作用下，C2保持电磁开关处于闭合位置，直到起动完成，KR、K断开电路。

Claims

1、一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，其特征在于：主要结构由：电激磁机构、直流电机机构、行星减速器、拨叉机构、驱动机构、输出机构、电磁铁、磁铁轴、磁铁接线盒、接线柱、接线盒盖、绝缘套、直流电机、电机换向器、电机接线盒、驱动轴、输出齿轮、拨叉架、拨叉、杠杆轴、端盖、螺栓、密封圈、绝缘套组成；电磁铁壳体(1)左部联接磁铁接线盒(5)，磁铁接线盒(5)左部联接接线盒盖(19)，电磁铁壳体(1)、磁铁接线盒(5)、接线盒盖(19)由螺栓(61)连为一体并固定，接线盒盖(19)左部为绝缘套(20)、接线口(21)，接线口(21)与汽车的直流电源电平联接；在电磁铁壳体(1)的下部为直流电机(26)，直流电机(26)中间为电机轴(28)，在直流电机(26)的左部为电机接线盒(29)，直流电机(26)、电机接线盒(29)左外部联接电机接线盒盖(56)，电机轴(28)深入电机接线盒(29)内，并由轴承(37)、螺栓(62)固定，直流电机(26)侧部设有调整螺栓(36)；直流电机(26)右部为隔板(39)，隔板(39)右部为行星减速器(40)，行星减速器(40)右部通过花键(46)与驱动轴(50)联接；在驱动轴(50)上设置拨叉架(47)、拨叉轴(54)，拨叉架(47)左部设有档板(51)、右部设有档板(52)；电磁铁壳体(1)与直流电机(26)、行星减速器(40)之间为右端盖上的内垫块(25)；电磁铁壳体(1)与直流电机(26)右外部由右端盖(57)盖住，并由螺栓(63)固定；右端盖(57)右部套在驱动轴(50)上，并由轴承(38)固定、唇形密封圈(72)密封；驱动轴(50)右外部装有齿轮轴(79)、输出齿轮(55)，输出齿轮(55)与汽车发动机的联接齿轮啮合联接；电机轴(28)、行星减速器(40)的太阳轮轴(74)、驱动轴(50)通过花键(46、53)互为联接，两端由轴承(37、38)固定定位；拨叉架(47)通过拨叉轴(54)固定在驱动轴(50)上，同时联接拨叉(48)，拨叉(48)与磁铁轴(4)联接，并由拨叉块(77)限位，中间通过杠杆轴(49)做摆动动作；电磁铁壳体(1)与右端盖(57)之间设有密封垫(65)，右端盖(57)、内垫块(25)与直流电机(26)之间设有密封垫(66)，在直流电机(26)与电机接线盒(29)之间设有密封垫(67)，在电磁铁壳体(1)与磁铁接线盒(5)之间设有密封垫(68)，在磁铁接线盒(5)与接线盒盖(19)之间设有密封垫(69)，在磁铁接线盒(5)与电机接线盒(29)之间设有密封垫(73)。

2、根据权利要求1所述的一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，其特征在于：所述的电激磁机构，由电磁铁壳体、电磁铁、磁铁轴、磁铁腔、线圈、接线柱、铁芯、接线盒盖、绝缘板、绝缘套、弹簧组成；在电磁铁壳体(1)左部为隔板(95)、接线盖(89)，在接线盖(89)内为磁铁腔(2)，在电磁铁壳体(1)内装有电磁铁(3)，电磁铁(3)内设有线圈(90)、铁芯(94)、磁铁轴(4)，在磁铁轴(4)上装有弹簧(91、92、93)，在弹簧(92、93)外部为铁芯(94)，铁芯(94)外部与线圈(90)接触，在电磁铁(3)、磁铁轴(4)左部的磁铁腔(2)内设有档板(75)，并由螺栓(78)固定，右部为固定块(76)，磁铁轴(4)的右外部为拨叉块(77)，拨叉块(77)与拨叉(48)限位联接；在接线盖(89)左外部装有四个接线柱(7、8、9、10)，磁铁轴(4)的右外部设有线缆(96)；接线盖(89)外部联接磁铁接线盒(5)，磁铁接线盒(5)内装有绝缘板(6)，在绝缘板(6)上设有四个外接线柱(11、12、13、14)；接线柱(7、8、9、10)通过绝缘线缆(15、16、17、18)与外接线柱(11、12、13、14)联接，外接线柱(12、13、14)与直流电机的接线柱(22、31、32)联接；在接线盒盖(19)的左外部设有绝缘套(20)，绝缘套(20)外部为接线口(21)。

3、根据权利要求1所述的一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，其特征在于：所述的直流电机(26)，由电机壳、转子、碳刷架定子、线圈、换向器、电机轴、调整螺栓组成；直流电机(26)的外部为电机壳(60)，电机壳(60)内设置四个碳刷架定子(34)，在直流电机(26)中间内部为电机轴(28)，电机轴(28)外部为转子(35)，在碳刷架定子(34)槽内装有线圈(33)，转子(35)与碳刷架定子(34)之间由调整螺栓(36)调整固定；在电机轴(28)左部为电机换向器(27)，电机换向器(27)外部为碳刷架定子(34)，直流电机(26)的左外部为电机接线盒(29)，电机接线盒(29)右内部设有轴承(37)，轴承(37)固定电机轴(28)，电机接线盒(29)上设有电机接线柱(22、31、32)、绝缘板(30)，电机接线柱(22、31、32)通过导线(23、58、59)与电激磁机构的接线柱(12、13、14)联接；电机轴(28)右部穿过隔板(39)与行星减速器(40)联接。

4、根据权利要求1所述的一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，其特征在于：所述的行星减速器(40)，由太阳轮、行星轮、太阳轮轴、行星轮轴、外齿圈组成；外齿圈(41)内与行星轮(43、44、45)啮合联接，行星轮(43、44、45)呈三点等距离布置、与太阳轮(42)啮合联接，太阳轮(42)内为太阳轮轴(74)，太阳轮轴(74)左部与直流电机(26)的电机轴(28)联接、右部与拨叉机构的驱动轴(50)联接；外齿圈(41)、太阳轮(42)、行星轮(44、45、46)之间的传动速比为4.727∶1。

5、根据权利要求1所述的一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，其特征在于：所述的拨叉机构，由拨叉架、拨叉块、驱动轴、杠杆轴、挡板、限位块组成，拨叉架(47)下部中间为驱动轴(50)，驱动轴(50)左部与太阳轮轴(74)联接、右部与输出机构联接，在驱动轴(50)上装有拨叉架(47)，拨叉架(47)左部为档板(51)、右部为档板(52)、在驱动轴(50)上设有拨叉轴(54)，拨叉轴(54)上装有拨叉(48)，拨叉(48)通过设在右端盖(57)上的杠杆轴(49)联接电激磁机构的磁铁轴(4)，拨叉(48)的上部拨叉槽(85)与磁铁轴(4)联接后由拨叉块(77)固定并限位，拨叉(48)上部为拨叉槽(85)、中部为轴孔(82)、下部对称设置销轴(83、84)。

6、根据权利要求1所述的一种车用电激磁行星减速式发动机起动器，其特征在于：所述的输出机构，由驱动轴、轴腔、唇形密封圈、输出齿轮、档圈组成；在驱动轴(50)的外部齿轮轴(79)上装有输出齿轮(55)，并由档圈(80)固定并限位，驱动轴(50)与右端盖(57)之间装有轴承(38)、唇形密封圈(72)，并密封，驱动轴(50)的轴腔(24)左部与行星减速器的太阳轮轴(74)联接，输出齿轮(55)与汽车发动机的联接齿轮啮合联接。