-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet von Starter und insbesondere eine Startvorrichtung und einen Motor mit einer solchen Startvorrichtung sowie ein Fahrzeug.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Starter dienen zur Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie zum Antreiben von Fahrzeugmotoren. Ein Verhältnis der Anzahl von Zähnen eines Zahnkranzes eines Motors zu der Anzahl von Zähnen eines Zahnrads eines Starters bildet ein Übersetzungsverhältnis. Wenn das Übersetzungsverhältnis im Falle einer betreffenden Leistung eines Starters verhältnismäßig hoch ist, dann ist der Starter in der Lage, einen Motor mit einem verhältnismäßigen hohen Schleppmoment anzutreiben, führt dabei jedoch zu verhältnismäßig langen Startzeiten für das Erreichen der Nenndrehzahl durch den Motor; wenn das Übersetzungsverhältnis verhältnismäßig niedrig ist, kann der Starter den Motor mit einer verhältnismäßig kurzen Startzeit schnell auf seine Nenndrehzahl bringen, was jedoch ein verhältnismäßig niedriges Schleppmoment des Motors voraussetzt. Bei einem Fahrzeug weist der Motor des Fahrzeugs im Falle eines Kaltstarts des Fahrzeugs ein verhältnismäßig hohes Schleppmoment auf, wobei dann ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis erforderlich ist; im Falle eines Warmstarts des Fahrzeugs weist der Motor ein verhältnismäßig niedriges Schleppmoment auf, wobei dann ein verhältnismäßig niedriges Übersetzungsverhältnis erforderlich ist, um dem Motor das schnelle Erreichen seiner Nenndrehzahl in einer verhältnismäßig kurzen Zeit zu ermöglichen. Dennoch wird bei der tatsächlichen Paarung eines Motors mit einem Starter oft ein Kompromiss oder eine Gewichtung hinsichtlich der Startgeschwindigkeit bzw. des Schleppmoments getroffen, wobei Ansprüche an den jeweils anderen Faktor ignoriert oder verringert werden, wodurch es bei der Berücksichtigung sowohl des Kaltstarts als auch des Warmstarts des Fahrzeugs zu einem Versagen kommt. Mit anderen Worten kann nicht sichergestellt werden, dass das Fahrzeug zugleich eine gute Kaltstartleistung und eine gute Warmstartleistung bietet.
-
Somit besteht der Wunsch, einen Weg zur Erfüllung der Anforderungen unter Berücksichtigung sowohl der Startgeschwindigkeit als auch des Schleppmoments eines Motors zu finden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Startvorrichtung zu schaffen, die sowohl die Startgeschwindigkeit als auch das Schleppmoment eines Motors berücksichtigt.
-
Zur Lösung der genannten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung eine Startvorrichtung vor. Die Startvorrichtung umfasst einen Starter, der eine Zahnradwelle und eine Vielzahl von an einem Ende der Zahnradwelle axial beabstandeten treibenden Zahnrädern umfasst, und eine Schwungradanordnung, die ein Schwungrad und eine Vielzahl von getriebenen Zahnrädern umfasst, die an dem Schwungrad angeordnet und mit der Vielzahl von treibenden Zahnrädern entsprechend in Eingriff bringbar sind. Der Starter ist mit Betriebsstellungen, in denen jeweils ein treibendes Zahnrad der Vielzahl von treibenden Zahnrädern mit einem passenden getriebenen Zahnrad der Vielzahl von getriebenen Zahnrädern entsprechend in Eingriff steht, und mit einer Ruhestellung, in welcher das treibende Zahnrad nicht mit dem getriebenen Zahnrad in Eingriff steht, versehen.
-
Des Weiteren ist die Zahnradwelle axial bewegbar, um dem Starter das Verstellen zwischen den Betriebsstellungen und der Ruhestellung zu ermöglichen und um eine Auswahl von Übersetzungsverhältnissen zwischen dem Starter und der Schwungradanordnung zu gestatten, wenn sich der Starter in den Betriebsstellungen befindet.
-
Des Weiteren ist die Vielzahl von treibenden Zahnrädern koaxial an dem Ende der Zahnradwelle befestigt.
-
Des Weiteren ist zwischen zwei benachbarten treibenden Zahnrädern eine Passscheibe vorgesehen und zur Beabstandung der beiden benachbarten treibenden Zahnräder auf der Zahnradwelle angeordnet.
-
Des Weiteren umfasst die Startvorrichtung auch eine Steuerung, welche abhängig von einer Umgebungstemperatur die Auswahl des entsprechenden treibenden Zahnrads und eines mit dem entsprechenden treibenden Zahnrad in Eingriff bringbaren getriebenen Zahnrads zur Erzielung eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses steuert, so dass ein Anordnen der Startvorrichtung an einem dem Übersetzungsverhältnis entsprechenden Zahnrad erfolgt.
-
Des Weiteren umfasst die Vielzahl von treibenden Zahnrädern ein erstes treibendes Zahnrad und ein zweites treibendes Zahnrad. Die Vielzahl von getriebenen Zahnrädern umfasst ein erstes getriebenes Zahnrad und ein zweites getriebenes Zahnrad, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schwungrads angeordnet sind. Das erste treibende Zahnrad ist zum Vorsehen eines ersten Übersetzungsverhältnisses mit dem ersten getriebenen Zahnrad in Eingriff bringbar, während das zweite treibende Zahnrad zum Vorsehen eines zweiten Übersetzungsverhältnisses mit dem zweiten getriebenen Zahnrad in Eingriff bringbar ist.
-
Des Weiteren sind Außendurchmesser des ersten getriebenen Zahnrads und des zweiten getriebenen Zahnrads jeweils größer als ein Außendurchmesser des Schwungrads, so dass das erste treibende Zahnrad und das zweite treibende Zahnrad jeweils zwischen dem ersten getriebenen Zahnrad und dem zweiten getriebenen Zahnrad angeordnet sind, wenn sich der Starter in der Ruhestellung befindet.
-
Des Weiteren sind an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Schwungrads Montageabsätze angeordnet und das erste getriebene Zahnrad und das zweite getriebene Zahnrad fest an den entsprechenden Montageabsätzen montiert.
-
Des Weiteren liegt das erste Getriebeübersetzungsverhältnis im Bereich von 9 bis 11, während das zweite Getriebeübersetzungsverhältnis im Bereich von 11 bis 13 liegt.
-
Die vorliegende Erfindung schlägt des Weiteren einen Motor vor, der eine Startvorrichtung umfasst, bei der es sich um die oben beschriebene Startvorrichtung handelt.
-
Außerdem schlägt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug vor, das einen Motor umfasst, bei dem es sich um den oben beschriebenen Motor handelt.
-
Wenn sich der Starter bei der Startvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in der Betriebsstellung befindet, können das treibende Zahnrad und das getriebene Zahnrad ausgewählt werden, die miteinander in Eingriff zu bringen sind, wodurch eine Vielzahl von zwischen dem Starter und dem Schwungrad verfügbaren Übersetzungsverhältnissen ermöglicht werden. Da der Motor die oben beschriebene Startvorrichtung umfasst, kann bei dem Motor nach der vorliegenden Erfindung in dem Fall, dass Motor ein verhältnismäßig hohes Schleppmoment aufweist, ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis ausgewählt werden; in dem Fall, dass der Motor ein verhältnismäßig niedriges Schleppverhältnis aufweist, kann ein verhältnismäßig niedriges Übersetzungsverhältnis ausgewählt werden, um einen schnellen Start des Motors zu ermöglichen. Daher ist die Startvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in der Lage, sowohl die Startgeschwindigkeit als auch das Schleppmoment des Motors zu berücksichtigen. Da bei dem Fahrzeug nach der vorliegenden Erfindung der oben beschriebene Motor in selbigem angeordnet ist, können die Kaltstart- und Warmstartanforderungen des Fahrzeugs berücksichtigt werden, wodurch sichergestellt ist, dass das Fahrzeug zugleich eine gute Warmstartleistung und eine gute Kaltstartleistung aufweist. Darüber hinaus ist die Verwendung der Startvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung der Kostenreduzierung und der Energieeinsparung zuträglich, und die Startvorrichtung weist außerdem den Vorteil eines kompakten Aufbaus auf.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnung
-
1 zeigt eine strukturelle schematische Darstellung einer Startvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
2 zeigt eine schematische Explosionsansicht der Startvorrichtung nach 1.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Starter
- 2
- Schwungradanordnung
- 11
- Zahnradwelle
- 12
- erstes treibendes Zahnrad
- 13
- zweites treibendes Zahnrad
- 14
- Passscheibe
- 21
- Schwungrad
- 22
- erstes getriebenes Zahnrad
- 23
- zweites getriebenes Zahnrad
- 24
- Montageabsatz
-
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
-
In der beigefügten Zeichnung sind identische oder ähnliche Elemente oder Elemente mit identischen oder ähnlichen Funktionen mittels identischer oder ähnlicher Bezugszeichen dargestellt. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.
-
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung beziehen sich durch die Begriffe „mittig”, „längs”, „quer”, „vorn”, „hinten”, „links”, „rechts”, „vertikal”, „horizontal”, „oben”, „unten”, „innen” oder „außen” angegebene Ausrichtungen oder Positionsverhältnisse auf die in der beigefügten Zeichnung gezeigten; die Begriffe dienen lediglich der Erleichterung und Vereinfachung der Beschreibung der vorliegenden Erfindung und zeigen oder implizieren nicht, dass die genannten Vorrichtungen oder Elemente bestimmte Ausrichtungen aufweisen und in bestimmten Ausrichtungen ausgebildet sein oder betrieben werden müssen, und können somit nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung interpretiert werden.
-
Die Startvorrichtung nach dieser Ausführungsform umfasst einen Starter 1 und eine Schwungradanordnung 2, wobei der Starter 1 eine Zahnradwelle 11 und eine Vielzahl von an einem Ende der Zahnradwelle 11 axial beabstandeten treibenden Zahnrädern umfasst. Die Schwungradanordnung 2 umfasst mindestens ein Schwungrad 21 und eine Vielzahl von getriebenen Zahnrädern, die an dem Schwungrad 21 angeordnet und mit der Vielzahl von treibenden Zahnrädern entsprechend in Eingriff bringbar sind. Der Starter 1 ist mit Betriebsstellungen, in denen jeweils ein treibendes Zahnrad der Vielzahl von treibenden Zahnrädern entsprechend mit einem passenden getriebenen Zahnrad der Vielzahl von getriebenen Zahnrädern in Eingriff steht, und einer Ruhestellung, in der das treibende Zahnrad nicht mit dem getriebenen Zahnrad in Eingriff steht, versehen.
-
Wie der oben beschriebenen technischen Lösung zu entnehmen ist, ist die Startvorrichtung bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, dass ein treibendes Zahnrad der Vielzahl von treibenden Zahnrädern zum Eingriff mit dem entsprechenden getriebenen Zahnrad der Vielzahl von getriebenen Zahnrädern ausgewählt werden kann, wenn sich der Starter 1 in einer der Betriebsstellungen befindet, um so verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Starter 1 und der Schwungradanordnung 2 zu erzielen. Hierbei ist zu beachten, dass das „Übersetzungsverhältnis” bei der vorliegenden Erfindung aufgrund der Übersetzungsbeziehung zwischen dem Starter 1 und der Schwungradanordnung entsprechend als Verhältnis der Anzahl von Zähnen eines getriebenen Zahnrads zu der Anzahl von Zähnen eines treibenden Zahnrads zu interpretieren ist (das hier erwähnte „Übersetzungsverhältnis” entspricht tatsächlich dem „Übersetzungsverhältnis” aus dem Hintergrund der Erfindung). Somit weist die Startvorrichtung eine Vielzahl von Zahnrädern mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen auf und kann somit ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis auswählen, um eine Drehzahlverringerung und eine Drehmomenterhöhung der Schwungradanordnung zu ermöglichen, wenn das Schwungrad mit einem verhältnismäßig hohen Schleppmoment beaufschlagt ist (die „Drehzahl” ist hierbei im Wesentlichen die Winkelgeschwindigkeit der Schwungradanordnung), wodurch eine normale Drehung des Schwungrads ermöglicht wird. Wenn das Schwungrad hingegen mit einem verhältnismäßig niedrigen Schleppmoment beaufschlagt ist, kann der Starter ein verhältnismäßig niedriges Übersetzungsverhältnis auswählen, um eine Drehmomentverringerung und eine Drehzahlerhöhung der Schwungradanordnung zu ermöglichen, wodurch der Schwungradanordnung (sowie dem späteren Motor (wie im Folgenden beschrieben)) ein schnelles Starten ermöglicht wird.
-
Wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Startvorrichtung nach dieser Ausführungsform einen Starter 1 und eine Schwungradanordnung 2, wobei der Starter 1 eine Zahnradwelle 11 sowie ein erstes treibendes Zahnrad 12 und ein zweites treibendes Zahnrad 13 umfasst, die an dem Endabschnitt der Zahnradwelle 11 axial beabstandet sind. Die Schwungradanordnung 2 umfasst mindestens ein Schwungrad 21 sowie ein erstes getriebenen Zahnrad 22 und ein zweites getriebenes Zahnrad 23, die an den beiden gegenüberliegenden Flächen des Schwungrads 21 angeordnet sind.
-
Bei den Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung können auf eine Vielzahl von Arten unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Schwungradanordnung 2 und dem Starter 1 erzielt werden. Beispielsweise können die getriebenen Zahnräder beweglich sein, um mit den entsprechenden treibenden Zahnrädern in Eingriff und außer Eingriff gebracht zu werden, wobei die treibenden Zahnräder in diesem Fall (der nachfolgenden zweckmäßigen Beschreibung zuliebe sei dieser Fall als erster Fall definiert) verhältnismäßig unbeweglich sind. Alternativ können die treibenden Zahnräder beweglich sein, um mit den entsprechenden getriebenen Zahnrädern in Eingriff und außer Eingriff gebracht zu werden, wobei die getriebenen Zahnräder in diesem Fall (der nachfolgenden zweckmäßigen Beschreibung zuliebe sei dieser Fall als zweiter Fall definiert) verhältnismäßig unbeweglich sind. Außerdem können sowohl die treibenden Zahnräder als auch die getriebenen Zahnräder beweglich sein, so dass die entsprechenden treibenden Zahnräder und getriebenen Zahnräder miteinander in Eingriff gebracht werden, um die entsprechenden Übersetzungsverhältnisse zu erzielen, wobei dieser Fall der nachfolgenden zweckmäßigen Beschreibung zuliebe als dritter Fall definiert sei.
-
Bezug nehmend auf den ersten Fall kann es eine Vielzahl von Umsetzungen geben. Beispielsweise ist die Zahnradwelle 11 axial beweglich ausgebildet. Bei der Ausführungsform nach 1 und 2 kann die axiale Bewegung der Zahnradwelle 11 das erste treibende Zahnrad 12 und das zweite treibende Zahnrad 13 in einer Achsrichtung (die durch die Drehachse der Zahnradwelle 11 definiert ist) in Bewegung (z. B. in Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung) versetzen, um diese mit dem ersten getriebenen Zahnrad 22 oder dem zweiten getriebenen Zahnrad 23 in Eingriff zu bringen und so der Startvorrichtung das Verstellen zwischen dem ersten Getriebeübersetzungsverhältnis und dem zweiten Getriebeübersetzungsverhältnis zu ermöglichen. Das erste Getriebeübersetzungsverhältnis liegt im Bereich von 9 bis 11, vorzugsweise bei 10, und wird in einem Betriebszustand mit einem verhältnismäßig niedrigen Schleppmoment verwendet (entspricht dem Warmstartzustand des untenstehenden Motors; eine dem Warmstart entsprechende Umgebungstemperatur ist eine hohe Temperatur, die als beispielsweise einer Temperatur über null entsprechend definiert sein kann). Das zweite Getriebeübersetzungsverhältnis liegt im Bereich von 11 bis 13, vorzugsweise bei 12, und wird in einem Betriebszustand mit einem verhältnismäßig hohen Schleppmoment verwendet (entspricht dem Kaltstartzustand des untenstehenden Motors; eine dem Kaltstart entsprechende Umgebungstemperatur ist eine niedrige Temperatur, die als beispielsweise einer Temperatur unter null entsprechend definiert sein kann).
-
In der dem ersten Übersetzungsverhältnis entsprechenden Betriebsstellung steht das erste treibende Zahnrad 12 mit dem ersten getriebenen Zahnrad 22 in Eingriff, so dass der Starter 1 dem ersten Übersetzungsverhältnis entsprechende Leistung an einen Fahrzeugmotor ausgeben kann.
-
In der dem zweiten Übersetzungsverhältnis entsprechenden Betriebsstellung steht das zweite treibende Zahnrad 13 mit dem zweiten getriebenen Zahnrad 23 aufpassende Weise in Eingriff, so dass der Starter 1 dem zweiten Übersetzungsverhältnis entsprechende Leistung an den Fahrzeugmotor ausgeben kann.
-
Da diese Ausführungsform zwei Übersetzungsverhältnisse vorsieht, erfordert sie keine Anpassung eines Hochleistungsstarters, um die Kaltstart- und Warmstartanforderungen des Motors zu erfüllen, so lange angemessene Startzeitanforderungen erfüllt werden, wodurch eine Balance zwischen zwei gegensätzlichen Indikatoren (d. h. dem Schleppmoment und der Startgeschwindigkeit) erzielt und zur Kostenreduzierung und Energieeinsparung beigetragen wird.
-
Bei einer Ausführungsform kann die Axialbewegung der Zahnradwelle 11 auch das treibende Zahnrad außer Eingriff mit dem getriebenen Zahnrad bringen, so dass sich das treibende Zahnrad in der Ruhestellung befindet. Die Ruhestellung entspricht einem Zustand, in dem der Starter 1 nicht in Betrieb ist. Der Starter 1 ist also in der Lage, zwischen den Betriebsstellungen und der Ruhestellung zu schalten.
-
Wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, ist der Starter 1 in der Lage, zwischen drei Stellungen zu schalten, die eine Rückwärtsgang-Betriebsstellung, die Ruhestellung und eine Vorwärtsgang-Betriebsstellung umfassen.
-
Bei einer Ausführungsform ist die Vielzahl von treibenden Zahnrädern koaxial an dem Ende der Zahnradwelle 11 befestigt; d. h., Achsen der Vielzahl von treibenden Zahnrädern befinden sich jeweils in einer geraden Linie. Da sich die Achsen der treibenden Zahnräder und die Achse des Schwungrads in einer geraden Linie befinden, ist der Abstand zwischen ihren Drehzentren in axialer Richtung bei einem Eingriff zwischen dem treibenden Zahnrad und dem entsprechenden getriebenen Zahnrad gleich dem Abstand zwischen den Drehzentren jedes weiteren treibenden Zahnrads und des diesem entsprechenden getriebenen Zahnrads in axialer Richtung, wenn diese miteinander in Eingriff stehen.
-
Wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, befinden sich die Achsen des ersten treibenden Zahnrads 12 und des zweiten treibenden Zahnrads 13 in einer geraden Linie. Da sich die Achsen des ersten getriebenen Zahnrads 22 und des zweiten getriebenen Zahnrads 23 sowie die Achse des Schwungrads in einer Linie befinden, ist der Abstand zwischen den Drehzentren des treibenden Zahnrads 12 und des ersten getriebenen Zahnrads 22 in axialer Richtung während deren Eingriff miteinander gleich dem Abstand zwischen den Drehzentren des zweiten treibenden Zahnrads 13 und des zweiten getriebenen Zahnrads 23 in axialer Richtung während deren Eingriff miteinander.
-
Wenn bei dieser Ausführungsform die Bedingung erfüllt ist, dass der Abstand zwischen den Drehzentren des ersten treibenden Zahnrads 12 und des ersten getriebenen Zahnrads 22 in axialer Richtung während deren Eingriff miteinander gleich dem Abstand zwischen den Drehzentren des zweiten treibenden Zahnrads 13 und des zweiten getriebenen Zahnrads 23 in axialer Richtung während deren Eingriff miteinander ist, sind die jeweiligen Flankenspiele und Kopfspiele des Zahnradeingriffs ausreichend und es sind entsprechende Zahnräder mit üblichen Übersetzungsverhältnissen ausgebildet. Ein Zahnrad, nämlich das mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis, wird beim Kaltstart verwendet. Das andere Zahnrad, nämlich das mit dem ersten Übersetzungsverhältnis, wird bei anderen Betriebsbedingungen verwendet. Beispiele für Parameter der Übersetzungsverhältnisse der beiden Zahnräder sind in der folgenden Tabelle näher dargestellt.
-
-
Das „Kopfspiel” bezeichnet den Freiraum zwischen dem Kopfkreis eines Zahnrads und dem Fußkreis eines anderen Zahnrads, wenn die gepaarten Zahnräder miteinander in Eingriff stehen. Das „Flankenspiel” ist der Freiraum in Umfangsrichtung der Zähne in der Zahnlücke, wenn ein Zahnrad mit einem anderen Zahnrad in Eingriff steht, und dient der flexiblen Drehung. Die beiden Freiräume bzw. Spiele unterscheiden sich in ihrer Position und Funktion.
-
Bei einer Ausführungsform ist eine Passscheibe 14 zwischen zwei benachbarten treibenden Zahnrädern vorgesehen und zur Beabstandung der beiden benachbarten treibenden Zahnräder auf der Zahnradwelle 11 angeordnet. Die Passscheibe 14 besteht aus kohlenstoffarmem Stahl. Die Passscheibe 14 wird von den beiden benachbarten treibenden Zahnrädern eingespannt und zur Beabstandung der beiden benachbarten treibenden Zahnräder an der Welle befestigt. Natürlich handelt es sich bei der genannten Passscheibe 14 um ein unabhängiges Teil; alternativ können die beiden benachbarten treibenden Zahnräder aber auch einstückig zu einer stufenscheibenähnlichen Struktur ausgeformt sein.
-
Wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, ist die Passscheibe 14 zwischen dem ersten treibenden Zahnrad 12 und dem zweiten treibenden Zahnrad 13 und zur Beabstandung des ersten treibenden Zahnrads 12 und des dazu benachbarten zweiten treibenden Zahnrads 13 auf der Zahnradwelle 11 angeordnet.
-
Bei einer Ausführungsform umfasst die Startvorrichtung des Weiteren eine (in der Figur nicht gezeigte) Steuerung, welche die Axialbewegung der Zahnradwelle 11 gemäß den Umgebungsbedingungen steuert, so dass sich die Startvorrichtung in den erwarteten Übersetzungsverhältnissen befindet.
-
Wie beispielsweise in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Startvorrichtung des Weiteren eine Steuerung. Wenn die Umgebungstemperatur über einem vorbestimmten Wert liegt, steuert die Steuerung die Startvorrichtung so, dass sich diese in dem ersten Übersetzungsverhältnis befindet. Wenn die Umgebungstemperatur unter dem vorbestimmten Wert liegt, steuert die Steuerung die Startvorrichtung so, dass sich diese in dem zweiten Übersetzungsverhältnis befindet. Eine Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung entspricht hierbei der Verwendung des Zahnrads mit dem ersten Übersetzungsverhältnis bzw. des Zahnrads mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis. Die Steuerung bestimmt die Einziehrichtungen eines elektromagnetischen Schalters in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen zur Auswahl des gewünschten ersten oder zweiten Übersetzungsverhältnisses, wodurch der Motor schnell und effektiv gestartet und die Nutzerzufriedenheit bei der Verwendung erhöht wird.
-
Hierbei ist zu beachten, dass bei der vorliegenden Erfindung unter dem verwendeten Begriff „Umgebungstemperatur” genauer gesagt eine Temperatur nahe dem Motor oder dem nahe dem Start oder die Temperatur eines Motoröls zu verstehen ist.
-
Bei einer Ausführungsform sind die Außendurchmesser des ersten getriebenen Zahnrads 22 und des zweiten getriebenen Zahnrads 23 größer als der Außendurchmesser des Schwungrads 21, so dass das erste treibende Zahnrad 12 und das zweite treibende Zahnrad 13 jeweils zwischen dem ersten getriebenen Zahnrad 22 und dem zweiten getriebenen Zahnrad 23 angeordnet sind, wenn sich der Starter ohne Auswirkung auf eine normale Drehung des Schwungrads 21 in der Ruhestellung befindet. Derart ausgebildet, kann die Startvorrichtung einen kompakten Aufbau bei reduziertem Bauraum aufweisen.
-
Wenn sich der Starter im Ruhezustand (d. h. Nichtbetriebszustand) befindet, sind das erste treibende Zahnrad 12 und das zweite treibende Zahnrad 13 des Starters 1 zwischen dem ersten getriebenen Zahnrad 22 und dem zweiten getriebenen Zahnrad 23 angeordnet, während sich das Schwungrad 21 normal dreht.
-
Wenn das erste Übersetzungsverhältnis gewünscht ist, wird die Zahnradwelle 11 des Starters 1 mit der Wirkung des Einziehens und der Schaltgabel des (in der Figur nicht gezeigten) elektromagnetischen Schalters beaufschlagt, wobei sich die Zahnradwelle rückwärts bewegt und den Eingriff zwischen dem ersten treibenden Zahnrad 12 und dem ersten getriebenen Zahnrad 22 ermöglicht.
-
Wenn das zweite Übersetzungsverhältnis gewünscht ist, wird die Zahnradwelle 11 des Starters 1 mit der Wirkung des Einziehens und der Schaltgabel des elektromagnetischen Schalters beaufschlagt, wobei sich die Zahnradwelle vorwärts bewegt und den Eingriff zwischen dem zweiten treibenden Zahnrad 13 und dem zweiten getriebenen Zahnrad 23 ermöglicht.
-
Die Ruhestellung ist in 1 dargestellt. Die Rückwärtsgang-Betriebsstellung ist in 1 nicht gezeigt, wobei ausgehend von der Ruhestellung in 1 eine Rückwärtsbewegung („rückwärts” ist in 1 „links”) des Starters in der in der Figur gezeigten axialen Richtung zu der Rückwärtsgang-Betriebsstellung führen kann. Die Vorwärtsgang-Betriebsstellung ist in 1 nicht dargestellt, wobei ausgehend von der Ruhestellung in 1 eine Vorwärtsbewegung („vorwärts” ist in 1 „rechts”) des Starters in der in der Figur gezeigten axialen Richtung zu der Vorwärtsgang-Betriebsstellung führen kann.
-
Bei einer Ausführungsform sind an den beiden gegenüberliegenden Flächen des Schwungrads 21 Montageabsätze 24 vorgesehen. Das erste getriebene Zahnrad 22 und das zweite getriebene Zahnrad 23 sind fest (d. h. presssitzartig) auf den Montageabsätzen 24 montiert. Bei der Montage ist es zunächst notwendig, das erste getriebene Zahnrad 22 und das zweite getriebene Zahnrad 23 zu erhitzen, so dass das erste getriebene Zahnrad 22 und das zweite getriebene Zahnrad 23 bequem auf den Montageabsätzen 24 montiert werden können.
-
Bezug nehmend auf den zweiten Fall kann dieser auf mehrere Arten umgesetzt werden. Beispielsweise können Veränderungen an der oben beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden: Die Zahnradwelle 11 ist unbeweglich ausgebildet, während die getriebenen Zahnräder beispielsweise keilpassartig auf den Montageabsätzen 24 montiert sein können und in axialer Richtung des Schwungrads 21 beweglich ausgebildet sind, anstatt gegenüber dem Schwungrad 21 drehbar zu sein. Außerdem kann ein Begrenzungselement vorgesehen sein, um ein getriebenes Zahnrad axial zu begrenzen, wenn sich dieses in Stellung bewegt, und um eine unerwünschte axiale Bewegung des getriebenen Zahnrads zu verhindern.
-
Der dritte Fall kann durch Kombination der Umsetzungen des ersten Falls und des zweiten Falls umgesetzt werden, d. h. indem die Zahnradwelle 11 axial beweglich ausgebildet ist und eine Bewegung der getriebenen Zahnräder in axialer Richtung des Schwungrads 21 möglich ist.
-
Zudem ist zu beachten, dass bei der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zwar nur zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse gezeigt sind, die Startvorrichtung bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung jedoch auch drei Zahnräder, vier Zahnräder oder auch mehr Zahnräder mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen aufweisen kann, ohne dabei von der Grundidee der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Ausgehend von den oben beschriebenen technischen Lösungen sieht die vorliegende Erfindung außerdem einen Motor vor, der eine Startvorrichtung umfasst, bei der es sich um die in den verschiedenen obigen Ausführungsformen beschriebene Startvorrichtung handelt. Durch die Verwendung der Startvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung können die Übersetzungsverhältnisse gemäß dem Schleppmoment des Motors angepasst werden, um den Motor optimal zu starten. Wenn die Umgebungstemperatur beispielsweise verhältnismäßig niedrig ist, ist der Startmodus des Motors ein Kaltstart und der Motor weist in diesem Fall ein verhältnismäßig hohes Schleppmoment auf; somit kann die Startvorrichtung auf ein verhältnismäßig hohes Übersetzungsverhältnis geschaltet werden, um den Motor normal zu starten. Wenn die Umgebungstemperatur verhältnismäßig hoch ist, ist der Startmodus des Motors ein Warmstart und der Motor weist in diesem Fall ein verhältnismäßig niedriges Schleppmoment auf; somit kann die Startvorrichtung auf ein verhältnismäßig niedriges Übersetzungsverhältnis geschaltet werden, um dem Motor ein schnelles Erreichen seiner Nenndrehzahl zu ermöglichen.
-
Ausgehend von den oben beschriebenen technischen Lösungen sieht die vorliegende Erfindung des Weiteren ein Fahrzeug vor, welches einen Motor umfasst, bei dem es sich um den in den verschiedenen obigen Ausführungsformen beschriebenen Motor handelt. Mit dem Motor nach der vorliegenden Erfindung weist das Fahrzeug eine gute Kaltstartleistung und eine gute Warmstartleistung auf.
-
Zuletzt ist zu beachten, dass die obigen Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung, jedoch nicht der Beschränkung der technischen Lösungen der vorliegenden Erfindung dienen. Der durchschnittliche Fachmann sollte erkennen, dass an den in den verschiedenen obigen Ausführungsformen beschriebenen technischen Lösungen Modifikationen möglich sind oder dass gleichwertige Ersetzungen hinsichtlich eines Teils der technischen Merkmale derselben vorgenommen werden können; diese Modifikationen oder Ersetzungen haben nicht zur Folge, dass das Wesen der entsprechenden technischen Lösungen von der Idee und dem Umfang der technischen Lösungen der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abweichen.
