CN213981015U - 一种怠速起停用起动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种怠速起停用起动机，属于起动机技术领域，包括电机、减速系统、单向器、拨叉、驱动齿轮和电磁开关，还包括电磁阀，电磁阀包括励磁线圈、电磁阀柱塞和电磁阀止座，电磁阀柱塞与拨叉转动连接；电磁开关的两静触点分别与电机电源入线端子和蓄电池端子电连接，电磁开关的开关线圈通过第一继电器与蓄电池端子电连接，励磁线圈通过第二继电器与蓄电池端子电连接，第一继电器和第二继电器的控制线圈分别与控制单元电连接，将起动机的驱动齿轮打出和电机通电旋转分开控制，使得起动机可以在发动机熄火过程中，实现驱动齿轮与齿圈啮合，提高发动机齿圈和起动机的使用寿命，并缩短起动时间，满足了起动机怠速起停的寿命需求。

Description

一种怠速起停用起动机

技术领域

本实用新型属于起动机技术领域，具体涉及一种怠速起停用起动机。

背景技术

汽车怠速起停功能将在未来得到越来越广泛的应用，如果采用怠速起停功能，则发动机起动的起动频率将会变高，从而起动机需要更高的耐久寿命。更具体地，主要考虑因素包括用于起动机电机的电刷使用寿命以及驱动齿轮与齿圈的耐久性的提高。

本专利主要针对驱动齿轮与齿圈的啮合耐久可靠性的提高展开，目前的起动机的剖视图如附图1所示，图2为起动机的电路原理图，钥匙门接通后，电磁开关输入电源端子50端得电，开关柱塞72在开关线圈71产生的电磁力作用下，朝开关止座76方向移动，驱动齿轮5和齿轮轴32在拨叉4的作用下，朝发动机齿圈8移动，以便与齿圈8实现啮合。由于发动机的固有特性，发动机停止工作时，发动机的发动机齿圈8总是在几个固定位置停止转动，因此起动机的驱动齿轮5与发动机齿圈8端面接触的位置也是固定的几个，比如2或3个，随着耐久次数的增加，尤其怠速起停寿命的需求，齿圈8特定啮合位置的齿端面损坏严重，无法满足驱动齿轮5和飞轮齿的啮合需求，将影响起动机的正常起动机，甚至造成起动机失效。

此外熄火瞬间想再次起动时，如红绿灯时，需要等待1～2s等待发动机飞轮盘基本停止转动才可以，这样等待时间较长。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种怠速起停用起动机，能够在发动机停止供油后齿圈未完全稳定前实现驱动齿轮与齿圈啮合，满足怠速起停啮合的需求，提高发动机齿圈和起动机的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种怠速起停用起动机，包括电机、减速系统、单向器、拨叉、驱动齿轮和电磁开关，还包括电磁阀，所述电磁阀包括励磁线圈、电磁阀柱塞和电磁阀止座，所述电磁阀柱塞与所述拨叉转动连接；所述电磁开关的两静触点分别与电机电源入线端子和蓄电池端子电连接，所述电磁开关的开关线圈通过第一继电器与所述蓄电池端子电连接，所述励磁线圈通过第二继电器与所述蓄电池端子电连接，所述第一继电器和所述第二继电器的控制线圈分别与控制单元电连接。

进一步的，所述开关线圈的一端与所述第一继电器的输出端电连接，另一端接地；所述励磁线圈的一端与所述第二继电器的输出端连接，另一端接地。

进一步的，所述开关线圈的一端与所述第一继电器的输出端电连接，另一端接地；所述励磁线圈包括吸引线圈和维持线圈，所述吸引线圈和所述维持线圈的一端分别与所述第二继电器的输出端连接，所述吸引线圈的另一端与所述电机电源入线端子电连接，所述维持线圈的另一端接地。

进一步的，所述吸引线圈设置在所述维持线圈的里层。

进一步的，电磁开关和所述电磁阀同轴设置，所述电磁开关的开关外壳与所述电磁阀的电磁阀外壳为一体结构。

进一步的，所述所述开关线圈的外径小于所述励磁线圈的外径。

进一步的，所述电磁开关包括开关柱塞和开关止座，所述开关止座与所述电磁阀止座为一体结构。

进一步的，所述单向器包括滑座和齿轮轴，所述齿轮轴与所述滑座轴向滑动连接。

进一步的，所述控制单元为汽车电子控制单元或发动机控制模块。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的怠速起停用起动机包括电机、减速系统、单向器、拨叉、驱动齿轮和电磁开关，还包括电磁阀，电磁阀包括励磁线圈、电磁阀柱塞和电磁阀止座，电磁阀柱塞与拨叉转动连接；电磁开关的两静触点分别与电机电源入线端子和蓄电池端子电连接，电磁开关的开关线圈通过第一继电器与蓄电池端子电连接，励磁线圈通过第二继电器与蓄电池端子电连接，第一继电器和第二继电器的控制线圈分别与控制单元电连接，电磁开关用于断开和闭合电动的主电路，电磁阀用于带动拨叉将起动机的驱动齿轮推向发动机发动机齿圈，即起动机的驱动齿轮打出和电机通电旋转分开控制，使得起动机可以在发动机熄火过程中，实现驱动齿轮与齿圈啮合，提高发动机齿圈和起动机的使用寿命，满足起动机起停耐久寿命需求，并缩短起动时间，满足了起动机怠速起停的寿命需求。

附图说明

图1是现有技术中起动机的结构示意图；

图2是现有技术中起动机的电路原理图；

图3是本实用新型怠速起停用起动机第一种实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型怠速起停用起动机第一种实施方式的电路原理图；

图5是本实用新型怠速起停用起动机第二种实施方式的结构示意图；

图6是本实用新型怠速起停用起动机第二种实施方式的电路原理图；

图中，1-电机，2-减速系统，21-行星齿轮，3-单向器，31-滑座，32-齿轮轴，33-套管，34-滚柱，35-轴销，4-拨叉，5-驱动齿轮，51-花键，6-电磁阀，61-励磁线圈，611-吸引线圈，612-维持线圈，62-电磁阀柱塞，63-电磁阀止座，64-电磁阀外壳，7-电磁开关，71-开关线圈，72-开关柱塞，73-动触点，74-静触点，75-开关外壳，76-开关止座，8-发动机齿圈，30-蓄电池端子，30b-电机电源入线端子，50、50Ⅰ-电磁开关输入电源端子，50Ⅱ-电磁阀输入电源端子，9a-第一继电器，9b-第二继电器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示为准，仅代表相对位置关系，不代表绝对位置关系。

实施例一：

如图3和图4共同所示，一种怠速起停用起动机，包括电机1、减速系统2、单向器3、拨叉4、驱动齿轮5和电磁开关7，单向器3包括滑座31、齿轮轴32、套管33、滚柱34，滑座31上设置有轴销35，用于固定行星齿轮21，驱动齿轮5通过其上花键51与单向器3上的齿轮轴32配合，以传递扭矩。起动机还包括电磁阀6，电磁阀6包括励磁线圈61、电磁阀柱塞62和电磁阀止座63，电磁阀柱塞62与拨叉4转动连接。电磁开关7的两静触点74分别与电机电源入线端子30b和蓄电池端子30电连接，电磁开关7的开关线圈71通过第一继电器9a与蓄电池端子30电连接，励磁线圈61通过第二继电器9b与蓄电池端子30电连接，第一继电器9a和第二继电器9b的控制线圈分别与控制单元电连接。控制单元可通过发送信号使第二继电器9b得电闭合给励磁线圈61供电，电磁阀6使用励磁线圈61的吸引力来驱动拨叉4从而将驱动齿轮5与齿轮轴32一起推向发动机的齿圈。

如图4所示，开关线圈71的一端即电磁开关输入电源端子50Ⅰ与第一继电器9a的输出端电连接，另一端接地；励磁线圈61的一端即电磁阀输入电源端子50Ⅱ与第二继电器9b的输出端连接，另一端接地。

如图3所示，电磁开关7和电磁阀6同轴设置，电磁开关7的开关外壳75与电磁阀6的电磁阀外壳64为一体结构。开关线圈71的外径小于励磁线圈61的外径，留出空间便于电磁阀6线圈进出线。电磁开关7包括开关柱塞72和开关止座76，开关柱塞72以与开关止座76相对的方式定位，开关止座76与电磁阀止座63为一体结构。开关线圈71通电形成第一电磁体，将开关止座76磁化，励磁线圈61通电形成第二电磁体，将电磁阀止座63磁化，使电磁开关7的开关柱塞72能够沿一个操作方向被吸引，并使电磁阀柱塞62能够沿与上述操作方向相反的另一个操作方向被吸引。开关线圈71通电后，在开关线圈71电磁吸引力作用下，开关柱塞72会朝开关止座76方向移动，使得电磁开关7的动触点73与静触点74闭合，起动机的电机1中通过大电流，电机1旋转传递扭矩，通过行星减速系统2减速增加扭矩后，将力矩传递给单向器3、齿轮轴32及驱动齿轮5。励磁线圈61中通电后，电磁吸引力作用下，电磁阀柱塞62会朝着电磁阀止座63方向移动，使得拨叉4将驱动齿轮5推出，朝发动机发动机齿圈8移动。

如图3所示，齿轮轴32与滑座31轴向滑动连接，齿轮轴32通过拨叉4推出过程中，单向器3上的滑座31不随齿轮轴32轴向打出，只进行旋转给齿轮轴32传递扭矩，不轴向移动，这样由于单向器3不参与轴向移动，只传递扭矩，支撑更加稳定，可靠性更高。此外，由于电磁阀6只控制齿轮轴32和驱动齿轮5打出，控制的打出质量轻，电磁阀6的电磁吸引力可以降低，这样电磁开关7的体积及用铜量可以减低。

控制单元为汽车电子控制单元或发动机控制模块，汽车电子控制单元或发动机控制模块具有转速运算单元，该转速运算单元可以对发动机的转速以及起动机的转速进行计算，转速运算单元在内燃机自动停止后的发动机惯性旋转且有发动机再起动需求时计算出发动机相应的转速，汽车电子控制单元或发动机控制模块根据转速运算单元计算的转速来选择起动方案，实现在发动机齿圈8不完全停止的条件下起动发动机。

本申请的怠速起停用起动机的工作过程如下：

1、初次起动(发动机转速为0)，汽车电子控制单元或发动机控制模块同时给控制电磁阀6和电磁开关7的第一继电器9a和第二继电器9b，电磁阀6得电后，在励磁线圈61产生的电磁力作用下，电磁阀柱塞62移动的同时，驱动齿轮5打出，与齿圈接触。由于啮合系统中设有啮合弹簧，这样弹簧压缩变形，储存能量。同时电磁开关7中的开关线圈71得电后，在开关线圈71产生的电磁力作用下，开关柱塞72朝着开关止座76方向移动，动触点在触点弹簧的作用下与静触点74接触，电机1中通过电流，电机1大扭矩输出，在大扭矩的作用下驱动齿轮5转动错开齿圈顶齿状态后，驱动齿轮5在啮合弹簧储存的能量作用下，快速进入齿圈，与齿圈实现啮合，之后起动机开始盘动齿圈。当起动机成功起动发动机后，钥匙门开关断开后，汽车电子控制单元或发动机控制模块同时给第一继电器9a和第二继电器9b断电，驱动齿轮5退出啮合，电机1停止旋转。

2、发动机熄火后，驾驶员又想再次起动机发动机时，此时发动机减速的过程中，此时会存在以下几种情况：

2.1、如果发动机转速很高时(如≥500rpm)，驾驶员钥匙门接通后，汽车电子控制单元或发动机控制模块判断出起动机不具备起动条件，不给第一继电器9a和第二继电器9b通电，起动机将不工作。汽车电子控制单元或发动机控制模块直接控制给发动机喷油或者点火，即可再次起动发动机。

2.2、发动机减速的过程中，发动机转速比较高时(如200～500rpm)，汽车电子控制单元或发动机控制模块给控制电机1通电的第一继电器9a通电，电机1部分旋转；当传感器检测到驱动齿轮5的转速与发动机齿圈8的转速比较接近时，汽车电子控制单元或发动机控制模块给用于控制驱动齿轮5打出的第二继电器9b通电，电磁阀柱塞62开始移动，驱动齿轮5打出，与发动机齿圈8实现啮合，起动机开始盘动发动机，即可再次起动发动机。

2.3、发动机减速过程中，发动机转速较低时(如0～200rpm)，汽车电子控制单元或者发动机控制模块只给用于驱动齿轮5打出的第二继电器9b通电，励磁线圈61通电，驱动齿轮5打出，由于发动机齿圈8和驱动齿轮5转速差比较靠近，驱动齿轮5与发动机齿圈8会实现啮合；当驱动齿轮5与发动机齿圈8完成啮合之后，电磁开关7触点闭合，起动机大扭矩输出，起动机开始盘动发动机，即可再次起动发动机。

实施例二：

本实施方式与实施例一的技术方案基本一致，其不同之处在于：

如图5和图6共同所示，开关线圈71的一端与第一继电器9a的输出端电连接，另一端接地；励磁线圈61包括吸引线圈611和维持线圈612，吸引线圈611和维持线圈612的一端分别与第二继电器9b的输出端连接，吸引线圈611的另一端与电机电源入线端子30b电连接，维持线圈612的另一端接地。吸引线圈611设置在维持线圈612的里层。

吸引线圈611的电阻较小，通过的电流较大，该线圈与电机电源入线端子30b连接，这样当电磁开关7的触点闭合后，该线圈将被短路，无电流通过，这样电磁阀6中线圈产生的热量较小。由于位于里层的吸引线圈611电阻较小，这样设置在外层的维持线圈612的线径可以较细，这样电磁阀6总的用铜量将会较少。

本实用新型的怠速起停用起动机通过设置电磁开关和电磁阀分别控制电机的旋转和驱动齿轮的打出，使得发动机停止供油后齿圈未完全稳定前实现驱动齿轮与齿圈啮合，这样驱动齿轮与齿圈端面接触的位置将不再固定，随着使用次数增加，齿圈端面磨损量将分摊在整个齿圈上，显著地提高了齿圈的使用寿命，由于可以发动机停机过程中实现驱动齿轮与齿圈啮合，这样缩短了起动机起动时间。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种怠速起停用起动机，包括电机、减速系统、单向器、拨叉、驱动齿轮和电磁开关，其特征在于，还包括电磁阀，所述电磁阀包括励磁线圈、电磁阀柱塞和电磁阀止座，所述电磁阀柱塞与所述拨叉的上端连接；

所述电磁开关的两静触点分别与电机电源入线端子和蓄电池端子电连接，所述电磁开关的开关线圈通过第一继电器与所述蓄电池端子电连接，所述励磁线圈通过第二继电器与所述蓄电池端子电连接，所述第一继电器和所述第二继电器的控制线圈分别与控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述开关线圈的一端与所述第一继电器的输出端电连接，另一端接地；所述励磁线圈的一端与所述第二继电器的输出端连接，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述开关线圈的一端与所述第一继电器的输出端电连接，另一端接地；所述励磁线圈包括吸引线圈和维持线圈，所述吸引线圈和所述维持线圈的一端分别与所述第二继电器的输出端连接，所述吸引线圈的另一端与所述电机电源入线端子电连接，所述维持线圈的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述吸引线圈设置在所述维持线圈的里层。

5.根据权利要求1所述的怠速起停用起动机，其特征在于，电磁开关和所述电磁阀同轴设置，所述电磁开关的开关外壳与所述电磁阀的电磁阀外壳为一体结构。

6.根据权利要求1所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述开关线圈的外径小于所述励磁线圈的外径。

7.根据权利要求1所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述电磁开关包括开关柱塞和开关止座，所述开关止座与所述电磁阀止座为一体结构。

8.根据权利要求1所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述单向器包括滑座和齿轮轴，所述齿轮轴与所述滑座轴向滑动连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的怠速起停用起动机，其特征在于，所述控制单元为汽车电子控制单元或发动机控制模块。

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