CN104763570A - 具有二阶啮合功能的起动机 - Google Patents

Abstract

一种具有二阶啮合功能的起动机，包括起动电机、蓄电池组、钥匙门开关和电磁开关，还包括用于二阶啮合的起动模块，该起动模块分别与该蓄电池组和该电磁开关连接，该钥匙门开关分别与该起动模块及该蓄电池组连接，该电磁开关包括相对设置的静触点、动触点、吸拉线圈和保持线圈，该静触点分别通过电机端子及蓄电池端子与该起动电机和蓄电池组连接，该起动模块分别通过吸拉线圈端子及保持线圈端子与该电磁开关连接，该吸拉线圈端子与保持线圈端子之间设置有限流电阻，该吸拉线圈的另一端与该电机端子连接，该保持线圈的另一端接地，该起动模块与该电磁开关共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段。

Description

具有二阶啮合功能的起动机

技术领域

本发明涉及一种起动机，特别是一种具有二阶啮合功能的起动机。

背景技术

起动机按啮合方式的不同，主要有强制啮合起动机和柔性啮合起动机两种。

强制啮合起动机最主要的特征就是啮合机构中有强制啮合弹簧，当驱动齿轮打出后与飞轮齿圈端面接触时，驱动齿轮无法继续前进，啮合机构中的强制啮合弹簧被压缩，使得电磁开关中柱塞可以继续前进，以接通主触点，电机中通过大电流，使得驱动齿轮旋转，从而错开顶齿，啮入齿圈。强制啮合起动机的关键点在于强制啮合弹簧，如果该弹力不足，则错开顶齿后，驱动齿轮打出的速度不足，很容易发生铣齿故障。故强制啮合弹簧的弹力要足够大，从而保证错开顶齿后弹簧释放的力能够使驱动齿轮快速啮入齿圈，从而避免出现铣齿故障。参见专利号为“201220453443”，名称为“起动机啮合弹簧的固定及密封结构以及强制啮合起动机”的中国实用新型专利。

而对于大功率的起动机，由于其力矩较大，故需要的强制啮合弹簧弹力也要设计的较大，这样，在顶齿时，驱动齿轮摩擦齿圈端面时造成的齿圈磨损会加剧，齿圈磨损后，与齿轮的距离变大，会导致铣齿故障发生的概率加大。所以，一般大功率的起动机采用的是柔性啮合方式。

柔性啮合起动机中无强制啮合弹簧，起动机顶齿后，电流通过电磁开关吸拉线圈流入电机，该电流可使得电机慢转，从而错开顶齿，进入齿圈。如果该慢转电流较小，则产生的软啮合力矩会较小，可能无法错开顶齿啮入齿圈，即出现顶齿故障。如果顶齿时间过长，则吸拉线圈会由于长时间通电而烧毁。对于柔性啮合起动机，合理设计以后，其啮合成功率可以达到99.7%以上，在使用较多次数以后，随着齿圈的磨损，其顶齿率会升高。而对于即停即起***的起动机，由于起停次数较多，故起动机的设计寿命需要比通常起动机要长，需要达到10万至20万次，啮合成功率需要达到100%。在多次起动后，齿圈会出现磨损，并且柔性啮合力矩也会有一定下降，会导致出现顶齿故障。

为解决无法避免的顶齿故障，有的柔性啮合起动机直接在***中增加强制啮合弹簧，以期实现正常工作为柔性啮合，顶齿时强制啮合起作用，以保证100%啮合成功率。参见专利号为“201120087628”，名称为“一种即停即起电柔性啮合起动机”的中国实用新型专利。但实际工作中，柔性啮合进行的过程中，强制啮合弹簧也会被压缩，导致齿轮与齿圈之间压力增大，摩擦力增大，齿圈磨损严重。同时，柔性啮合力矩可能无法克服该摩擦力，只有靠强制啮合起作用，即柔性啮合起作用的概率很小，会出现与纯粹的强制啮合起动机类似的故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保证啮合成功率，同时减小对齿圈的损害以延长起动机的使用寿命的具有二阶啮合功能的起动机。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有二阶啮合功能的起动机，包括起动电机、蓄电池组、钥匙门开关、电磁开关和驱动齿轮，所述起动电机与所述驱动齿轮连接，其中，还包括用于二阶啮合的起动模块，所述起动模块分别与所述蓄电池组和所述电磁开关连接，所述钥匙门开关分别与所述起动模块及所述蓄电池组连接，所述电磁开关包括相对设置的静触点、动触点、吸拉线圈和保持线圈，所述静触点分别通过电机端子及蓄电池端子与所述起动电机和蓄电池组连接，所述起动模块分别通过吸拉线圈端子及保持线圈端子与所述电磁开关连接，所述吸拉线圈端子与保持线圈端子之间设置有限流电阻，所述吸拉线圈的另一端与所述电机端子连接，所述保持线圈的另一端接地，所述起动模块与所述电磁开关共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段，所述第一啮合阶段中所述起动电机通过小电流，所述起动电机慢转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈；所述第二啮合阶段中所述起动电机通过大电流，所述起动电机快转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈或加快所述驱动齿轮的啮入速度。

上述的起动机，其中，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述继电器静触点及所述保持线圈端子连接。

上述的起动机，其中，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述保持线圈端子连接。

上述的起动机，其中，所述起动模块包括起动继电器和热敏开关，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述继电器端子与所述钥匙门开关连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述热敏开关的两个触点分别与所述吸拉线圈端子及所述保持线圈端子连接。

上述的起动机，其中，所述起动模块为具有延时功能的电子继电器，所述电子继电器分别与所述蓄电池组、钥匙门开关及所述吸拉线圈端子和保持线圈端子连接。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种具有二阶啮合功能的起动机，包括起动电机、蓄电池组、钥匙门开关、电磁开关和驱动齿轮，所述起动电机与所述驱动齿轮连接，其中，还包括用于二阶啮合的起动模块，所述起动模块分别与所述蓄电池组和所述电磁开关连接，所述钥匙门开关分别与所述起动模块及所述蓄电池组连接，所述电磁开关包括相对设置的静触点、动触点、吸拉线圈、保持线圈和附加线圈，所述静触点分别通过电机端子及蓄电池端子与所述起动电机和蓄电池组连接，所述起动模块分别通过吸拉线圈端子及附加线圈端子与所述电磁开关连接，所述吸拉线圈的另一端与所述电机端子连接，所述保持线圈的一端与所述吸拉线圈端子连接，所述保持线圈的另一端与所述附加线圈的另一端连接并接地，所述起动模块与所述电磁开关共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段，所述第一啮合阶段中所述起动电机通过小电流，所述起动电机慢转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈；所述第二啮合阶段中所述起动电机通过大电流，所述起动电机快转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈或加快所述驱动齿轮的啮入速度。

上述的起动机，其中，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述继电器静触点及所述附加线圈端子连接。

上述的起动机，其中，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述附加线圈端子连接。

上述的起动机，其中，所述起动模块包括起动继电器和热敏开关，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述继电器端子与所述钥匙门开关连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述热敏开关分别的两个触点分别与所述吸拉线圈端子及所述附加线圈端子连接。

上述的起动机，其中，所述起动模块为具有延时功能的电子继电器，所述电子继电器分别与所述蓄电池组、钥匙门开关及所述吸拉线圈端子和附加线圈端子连接。

本发明的技术效果在于：

本发明可以从时间上将柔性啮合与强制啮合分开，柔性啮合不成功时，强制啮合再进行，保证100%的啮合成功率，同时减小对齿圈的损害。延时继电器的体积较小，使用较低成本即可实现功能。电磁开关中可以使用限流电阻或附加线圈来实现延时增加电磁力的功能，结构简单。也可以使用电子继电器代替继电器和延时继电器，简化结构。本发明在99%以上的情况下为柔性啮合，保证对齿圈的磨损较小，在寿命的后期，由于齿圈磨损或柔性啮合力矩下降，开始出现顶齿现象，此时，强制啮合起作用，接通主触点，可以保证100%的啮合成功率。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的电路图；

图2为本发明的第一实施例的接线图；

图3为本发明的第二实施例的电路图；

图4为本发明的第三实施例的电路图；

图5为本发明的第四实施例的电路图；

图6为本发明的第五实施例的电路图；

图7为本发明的第六实施例的电路图；

图8为本发明的第七实施例的电路图。

其中，附图标记

1    蓄电池组

2    钥匙门开关

3    起动继电器

31   继电器端子

32   继电器动触点

33a，33b  继电器静触点

34   继电器线圈

4    延时继电器

41   延时继电器端子

42   延时继电器动触点

43a，43b  延时继电器静触点

44   延时继电器线圈

45   延时模块

5    电磁开关

51   保持线圈端子

52   限流电阻

53   吸拉线圈端子

54   蓄电池端子

55   电机端子

56a，56b  静触点

57   动触点

58   吸拉线圈

59   保持线圈

511  附加线圈端子

513  附加线圈

6    起动电机

7    电子继电器

8    热敏开关

9    驱动齿轮

100  起动模块

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

第一实施例

参见图1及图2，图1为本发明的第一实施例的电路图，图2为本发明的第一实施例的接线图。图中的起动机包括蓄电池组1、钥匙门开关2、继电器3、延时继电器4、电磁开关5和起动电机6，其他减速部分、拨叉、单向器、驱动轴及驱动齿轮等零件图中未示出，且其他部分零部件的结构、功能、相互位置关系及连接关系以及工作原理等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述。本发明的具有二阶啮合功能的起动机，包括起动电机6、蓄电池组1、钥匙门开关2、电磁开关5和驱动齿轮9，所述起动电机6通过单向器、驱动轴等与所述驱动齿轮9连接，还包括用于二阶啮合的起动模块100，所述起动模块100分别与所述蓄电池组1和所述电磁开关5连接，所述钥匙门开关2分别与所述起动模块100及所述蓄电池组1连接，所述电磁开关5包括相对设置的静触点56a，56b、动触点57、吸拉线圈58和保持线圈59，所述静触点56a，56b分别通过电机端子55及蓄电池端子54与所述起动电机6和蓄电池组1连接，所述起动模块100分别通过吸拉线圈端子53及保持线圈端子51与所述电磁开关5连接，所述吸拉线圈端子53与保持线圈端子51之间设置有限流电阻52，所述吸拉线圈58的另一端与所述电机端子55连接，所述保持线圈59的另一端接地。所述起动模块100与所述电磁开关5共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段，所述第一啮合阶段中所述起动电机6通过小电流，所述起动电机6慢转带动所述驱动齿轮9旋转以错开顶齿并啮入齿圈；所述第二啮合阶段中所述起动电机6通过大电流，所述起动电机6快转带动所述驱动齿轮9旋转以错开顶齿并啮入齿圈或加快所述驱动齿轮9的啮入速度。

本实施例中，所述起动模块100包括起动继电器3和延时继电器4，所述起动继电器3包括相对设置的继电器静触点33a，33b、继电器动触点32、继电器端子31和继电器线圈34，所述延时继电器4包括相对设置的延时继电器静触点43a，43b、延时继电器动触点42、延时继电器端子41、延时继电器线圈44和延时模块45，所述继电器端子31分别与所述钥匙门开关2及所述延时继电器端子41连接，所述延时模块45分别与所述延时继电器端子41及所述延时继电器线圈44连接，所述继电器静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述吸拉线圈端子53连接，所述延时继电器静触点43a，43b分别与所述继电器静触点33a，33b及所述保持线圈端子51连接。

具体说，起动继电器3包括继电器端子31、继电器线圈34、继电器动触点32及两个继电器静触点33a和33b，其中，继电器端子31通过钥匙门开关2连接到蓄电池组1，继电器静触点33a直接连接到蓄电池组1，继电器静触点33b连接到电磁开关5的吸拉线圈端子53。延时继电器4包括延时继电器端子41、延时继电器线圈44、延时继电器动触点42及两个延时继电器静触点43a和43b，其中，延时继电器端子41与起动继电器3的继电器端子31连接，延时继电器静触点43a与起动继电器3的继电器静触点33b连接，延时继电器静触点43b连接到电磁开关5的保持线圈端子51。此外，延时继电器4还具有延时模块45，连接于延时继电器端子41与延时继电器线圈44之间。其中，延时继电器的延时模块45可以为延时电路，也可以是电磁式时间继电器中的延时装置，如短路套。另外，也可以通过加大继电器主触点之间的行程来实现延时通电。

电磁开关5包括吸拉线圈端子53、保持线圈端子51、连接于所述吸拉线圈端子53和所述保持线圈端子51之间的限流电阻52、吸拉线圈58、保持线圈59、蓄电池端子54、马达端子55、动触点57及两个静触点56a和56b。

图2是本发明第一实施例的接线图，图中示出了所述起动继电器3、所述延时继电器4，所述电磁开关5与所述电机6之间的位置及接线关系。

下面参照图1和图2介绍该具有二阶啮合功能的起动机的工作过程。钥匙门开关2接通后，电流通过起动继电器3的端子31接通继电器线圈34，起动继电器动柱塞受到电磁力的作用向图中上方移动，使得起动继电器3的动触点32和两个静触点33a，33b接通。这样，电流就可以通过起动起动继电器3的触点流入电磁开关5的吸拉线圈端子53，并通过限流电阻52流入保持线圈端子51，从而给电磁开关5的吸拉线圈58和保持线圈59通电。此时电流也通过继电器4的端子41，但由于延时模块45的作用，故继电器4的触点42和43a，43b不会立即接通。在吸拉线圈58和保持线圈59电磁力的作用下，电磁开关5的动柱塞开始向图中上方移动，并通过拨叉（图中未示出）带动单向器驱动齿轮（图中未示出）向前打出。

当驱动齿轮与发动机飞轮齿圈端面相抵时，柔性啮合起作用，起动机开始慢转，由于保持线圈59中串联了限流电阻52，其电流较小，通过合理的设计使产生的电磁力不足以压缩强制啮合弹簧，故强制啮合不起作用，同时，也不会加大作用于齿轮和齿圈端面的正压力。

延时继电器4的端子41在通电一定时间t后，其线圈44产生的电磁力开始使动触点42与两个静触点43a和43b闭合，电流通过触点42和43流入电磁开关5的保持线圈端子51，则限流电阻52被短路，保持线圈59中电流增大，电磁开关的电磁力增大。由于延时继电器4的主触点42、43中通过的电流仅为通过电磁开关5保持线圈59的电流，其电流值较小，故延时继电器4可以设计为体积较小，以节约成本。

时间t的设置可以根据对柔性啮合起动机从通电到错开顶齿啮入齿圈所用的时间的统计得到，其设置值要保证在正常柔性啮合过程中延时继电器4的触点不闭合，一般优选在50ms到100ms之间。时间t后，延时继电器4的触点闭合，此时有两种情况：

Ⅰ柔性啮合成功错开顶齿

此时驱动齿轮已经啮入发动机飞轮齿圈，电磁开关5的动柱塞可以继续移动，电磁开关5电磁力的增大可以提高驱动齿轮啮入的速度，使得动触点57与静触点56a，56b接通时驱动齿轮已经啮入足够长的距离，避免出现打齿故障。

Ⅱ柔性啮合无法错开顶齿

这种情况对于一般柔性啮合起动机来说，即出现了顶齿故障，驱动齿轮无法啮入齿圈，起动失败。若长时间通电后还会烧毁电磁开关线圈。而对于本发明来说，由于此时电磁开关5电磁力增大，该电磁力的数值可以通过理论计算得到，即通过顶齿时强制啮合弹簧的预压缩量和强制啮合弹簧的刚度计算得到强制啮合弹簧的预压缩力，以拨叉为研究对象，拨叉下端为转动中心，此时电磁力相对该转动中心产生的力矩需要大于强制啮合弹簧预压缩力相对该转动中心产生的力矩，即此时动柱塞可以继续移动，直到动触点57与静触点56a，56b接通，大电流通过电机，带动驱动齿轮旋转，错开顶齿，并在强制啮合弹簧释放力的作用下迅速啮入齿圈，实现强制啮合。

起动机完成起动后，钥匙门开关2断开，起动继电器3的线圈34和延时继电器4的线圈44均断电，起动继电器3和延时继电器4的动柱塞在回位弹簧的作用下向图中下方移动，使得动触点32（42）与静触点33a（43a）和33b（43b）断开，这样，电磁开关5的吸拉线圈端子53和保持线圈端子51均断电，在动触点57未断开时，电流通过蓄电池端子54、马达端子55、吸拉线圈53、限流电阻52和保持线圈51接地。此时吸拉线圈53和保持线圈51串联，电流相同但绕向相反，它们产生的电磁力刚好抵消。在回位弹簧的作用下动触点57脱离静触点56a和56b，从而使起动电机6回路断电，起动机停止旋转。动柱塞带动拨叉回到初始位置，并带动单向器及驱动齿轮回位，驱动齿轮从飞轮齿圈中脱出。起动机停止工作，回到原始状态。

本实施例的优点在于：可以将柔性啮合与强制啮合从时间上分开，柔性啮合不成功时，强制啮合再进行，保证100%的啮合成功率，同时减小对齿圈的损害。

本实施例的另一个优点在于：延时继电器4的体积较小，使用较低成本即可实现功能。

本实施例的还有一个优点在于：如果起动继电器3由于故障无法接通，则电磁开关5的吸拉线圈53和保持线圈51中均不会有电流，可以保护两个线圈。

第二实施例

参见图3，图3为本发明的第二实施例的电路图。所述起动模块100包括起动继电器3和延时继电器4，所述起动继电器3包括相对设置的继电器静触点33a，33b、继电器动触点32、继电器端子31和继电器线圈34，所述延时继电器4包括相对设置的延时继电器静触点43a，43b、延时继电器动触点42、延时继电器端子41、延时继电器线圈44和延时模块45，所述继电器端子31分别与所述钥匙门开关2及所述延时继电器端子41连接，所述延时模块45分别与所述延时继电器端子41及所述延时继电器线圈44连接，所述继电器静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述吸拉线圈端子53连接，所述延时继电器4静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述保持线圈端子51连接。

在本实施例中，延时继电器4的静触点43a直接连接到蓄电池组1，而非连接到起动继电器3的静触点33b。

该实施例并联起动装置的工作过程与第一实施例相同，在此不再赘述。

第二实施例的优点在于：可以减小工作时通过起动继电器3触点的电流。

第三实施例

参见图4，图4为本发明的第三实施例的电路图。所述起动模块100包括起动继电器3和热敏开关8，所述起动继电器3包括相对设置的继电器静触点33a，33b、继电器动触点32、继电器端子31和继电器线圈34，所述继电器端子31与所述钥匙门开关2连接，所述继电器静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述吸拉线圈端子53连接，所述热敏开关8的两个触点分别与所述吸拉线圈端子53及所述保持线圈端子51连接。即第一、二实施例中的延时继电器4，均可使用热敏开关8代替。热敏开关8的两个触点分别连接吸拉线圈端子53和保持线圈端子51，热敏开关8由电磁开关的温度触发。

下面对本实施例的工作过程予以说明。初始工作状态时，热敏开关8触点断开，故电流通过起动起动继电器3的触点流入电磁开关5的吸拉线圈端子53，并通过限流电阻52流入保持线圈端子51，从而给电磁开关5的吸拉线圈58和保持线圈59通电。齿轮打出后发生顶齿时，由于保持线圈59中串联了限流电阻52，其电流较小，其产生的电磁力不足以压缩强制啮合弹簧，故强制啮合不起作用。

若顶齿后柔性啮合无法实现啮合，则电磁开关5的线圈发热，达到一定温度后导致热敏开关8闭合，将电阻52短路，保持线圈中电流增大，提供更大的电磁力，克服强制啮合弹簧弹力，接通主触点，实现强制啮合。

本实施例的优点在于：仅使用一个继电器，结构简单，成本低。

第四实施例

参见图5，图5为本发明的第四实施例的电路图。本实施例中，所述起动模块100为具有延时功能的电子继电器7，所述电子继电器7分别与所述蓄电池组1、钥匙门开关2及所述吸拉线圈端子53和保持线圈端子51连接。

在本实施例中，起动机包括蓄电池组1、钥匙门开关2、电子继电器7、电磁开关5及电机6。传统的电磁式继电器是通过给线圈通电，使得触点接通。而本实施例中的电子继电器7则是由三级管等电子元件构成的开关电路，通过对该电路的设计，可以实现替代第一实施例和第二实施例中起动继电器3和延时继电器4的作用。即实现以下功能：在通电时马上接通吸拉线圈端子53，一定时间t后接通保持线圈端子51，将限流电阻52短路，增大保持线圈59中的电流，以增大电磁开关5的电磁力，从而在柔性啮合不成功时实现强制啮合，或在柔性啮合成功时提高驱动齿轮的啮入速度。

具体的工作过程与前面实施例类似，此处不再赘述。

第四实施例的优点在于：使用电子继电器代替传统的电磁式继电器和带延时功能的电磁式继电器，减少零件个数，节约成本。

第五实施例

参见图6，图6为本发明的第五实施例的电路图。本实施例的起动机，其电磁开关5包括相对设置的静触点56a，56b、动触点57、吸拉线圈58、保持线圈59和附加线圈513，所述静触点56a，56b分别通过电机端子55及蓄电池端子54与所述起动电机6和蓄电池组1连接，所述起动模块100分别通过吸拉线圈端子53及附加线圈端子511与所述电磁开关5连接，所述吸拉线圈58的另一端与所述电机端子55连接，所述保持线圈59的一端与所述吸拉线圈端子53连接，所述保持线圈59的另一端与所述附加线圈513的另一端连接并接地。本实施例中，所述起动模块100包括起动继电器3和延时继电器4，所述起动继电器3包括相对设置的继电器静触点33a，33b、继电器动触点32、继电器端子31和继电器线圈34，所述延时继电器4包括相对设置的延时继电器静触点43a，43b、延时继电器动触点42、延时继电器端子41、延时继电器线圈44和延时模块45，所述继电器端子31分别与所述钥匙门开关2及所述延时继电器端子41连接，所述延时模块45分别与所述延时继电器端子41及所述延时继电器线圈44连接，所述继电器静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述吸拉线圈端子53连接，所述延时继电器静触点43a，43b分别与所述继电器静触点33a，33b及所述附加线圈端子511连接。所述起动模块100与所述电磁开关5共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段，所述第一啮合阶段中所述起动电机6通过小电流，所述起动电机6慢转带动所述驱动齿轮9旋转以错开顶齿并啮入齿圈；所述第二啮合阶段中所述起动电机6通过大电流，所述起动电机6快转带动所述驱动齿轮9旋转以错开顶齿并啮入齿圈或加快所述驱动齿轮9的啮入速度。

即电磁开关5包括吸拉线圈58、保持线圈59、设置于吸拉线圈58和保持线圈59共同始端的吸拉线圈端子53、蓄电池端子54、马达端子55、动触点57、两个静触点56a和56b。此外，还包括附加线圈513及设置于附加线圈513始端的附件线圈端子511。附件线圈端子511与延时继电器4的静触点43b连接。

下面介绍该实施例的起动机的工作过程。钥匙门开关2接通后，电流通过起动继电器3的端子31接通继电器线圈34，起动继电器动柱塞受到电磁力的作用向图中上方移动，使得起动继电器3的动触点32和两个静触点33a，33b接通。这样，电流就可以通过起动起动继电器3的触点流入电磁开关5的吸拉线圈端子53，从而给电磁开关5的吸拉线圈58和保持线圈59通电。此时电流也通过继电器4的端子41，但由于延时模块45的作用，故继电器4的延时继电器动触点42和延时继电器静触点43a，43b不会立即接通。在吸拉线圈58和保持线圈59电磁力的作用下，电磁开关5的动柱塞开始向图中上方移动，并通过拨叉（图中未示出）带动单向器驱动齿轮（图中未示出）向前打出。

当驱动齿轮与发动机飞轮齿圈端面相抵时，柔性啮合起作用，起动机开始慢转，保持线圈59的电阻值被设计为在24V电压下，其产生的电磁力不足以压缩强制啮合弹簧，故强制啮合不起作用，同时，也不会加大作用于齿轮和齿圈端面的正压力。

延时继电器4的端子41在通电一定时间t后，其线圈44产生的电磁力开始使延时继电器动触点42与两个延时继电器静触点43a和43b闭合，电流通过触点延时继电器动触点42和两个延时继电器静触点43a和43b流入电磁开关5的附加线圈端子511及附加线圈513，附加线圈513中产生的电磁力使得电磁开关5的电磁力增大。由于延时继电器4的延时继电器动触点42和两个延时继电器静触点43a和43b中通过的电流仅为通过电磁开关5附加线圈513的电流，其电流值较小，故延时继电器4可以体积较小，以节约成本。

时间t的设置可以根据对柔性啮合起动机从通电到错开顶齿啮入齿圈所用的时间的统计得到，其设置值要保证在正常柔性啮合过程中延时继电器4的触点不闭合。时间t后，延时继电器4的触点闭合，此时有两种情况：

Ⅰ柔性啮合成功错开顶齿

此时驱动齿轮已经啮入发动机飞轮齿圈，电磁开关5的动柱塞可以继续移动，电磁开关5电磁力的增大可以提高驱动齿轮啮入的速度，使得动触点57与静触点56a，56b接通时驱动齿轮已经啮入足够长的距离，避免出现打齿故障。

Ⅱ柔性啮合无法错开顶齿

这种情况对于一般柔性啮合起动机来说，即出现了顶齿故障，驱动齿轮无法啮入齿圈，起动失败。若长时间通电后还会烧毁电磁开关线圈。而对于具有二阶啮合功能的起动机来说，由于此时电磁开关电磁力增大，其电磁力设计为可以克服强制啮合弹簧弹力，使得动柱塞可以继续移动，直到动触点57与静触点56a，56b接通，大电流通过电机，带动驱动齿轮旋转，错开顶齿，并在强制啮合弹簧释放力的作用下迅速啮入齿圈，实现强制啮合。

起动机完成起动后，钥匙门开关2断开，起动继电器3的线圈34和延时继电器4的线圈44均断电，起动继电器3和延时继电器4的动柱塞在回位弹簧的作用下向图中下方移动，使得动触点32（42）与静触点33a（43a）和33b（43b）断开，这样，电磁开关5的吸拉线圈端子53和附加线圈端子511均断电，在动触点57未断开时，电流通过蓄电池端子54、马达端子55、吸拉线圈53和保持线圈51接地。此时吸拉线圈53和保持线圈51串联，电流相同但绕向相反，它们产生的电磁力刚好抵消。在回位弹簧的作用下动触点57脱离静触点56a和56b，从而使电机回路断电，起动机停止旋转。动柱塞带动拨叉回到初始位置，并带动单向器及驱动齿轮回位，驱动齿轮从飞轮齿圈中脱出。起动机停止工作，回到原始状态。

第五实施例的优点在于：电磁开关中无限流电阻，易于布置。

第六实施例

参见图7，图7为本发明的第六实施例的电路图。本实施例中，所述起动模块100包括起动继电器3和延时继电器4，所述起动继电器3包括相对设置的继电器静触点33a，33b、继电器动触点32、继电器端子31和继电器线圈34，所述延时继电器4包括相对设置的延时继电器静触点43a，43b、延时继电器动触点42、延时继电器端子41、延时继电器线圈44和延时模块45，所述继电器端子31分别与所述钥匙门开关2及所述延时继电器端子41连接，所述延时模块45分别与所述延时继电器端子41及所述延时继电器线圈44连接，所述继电器静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述吸拉线圈端子53连接，所述延时继电器静触点43a，43b分别与所述蓄电池组1及所述附加线圈端子511连接。

本实施例与第五实施例的不同点在于：延时继电器4的静触点43a直接连接到蓄电池组1，而非连接到起动继电器3的静触点33b。

该实施例并联起动装置的工作过程与第五实施例相同，在此不再赘述。

第六实施例的优点在于：可以减小工作时通过起动继电器3触点的电流。

第七实施例

参见图8，图8为本发明的第七实施例的电路图。

在本实施例中，所述起动模块100为具有延时功能的电子继电器7，所述电子继电器7分别与所述蓄电池组1、钥匙门开关2及所述吸拉线圈端子和附加线圈端子511连接。其中，电子继电器7实现的功能与第五实施例和第六实施例中起动继电器3和延时继电器4共同实现的功能相同。即在通电时马上接通吸拉线圈端子53，一定时间t后接通附加线圈端子511，为附加线圈513通电，以增大电磁开关5的电磁力，从而在柔性啮合不成功时实现强制啮合，或在柔性啮合成功时提高驱动齿轮的啮入速度。

具体的工作过程与前面实施例类似，此处不再赘述。

第七实施例的优点在于：使用电子继电器代替传统的电磁式继电器和带延时功能的电磁式继电器，减少零件个数，节约成本。

在本发明另一实施例中，所述起动模块100还可以包括起动继电器3和热敏开关8，所述起动继电器3包括相对设置的继电器静触点33a，33b、继电器动触点32、继电器端子31和继电器线圈34，所述继电器端子31与所述钥匙门开关2连接，所述继电器静触点33a，33b分别与所述蓄电池组1及所述吸拉线圈端子53连接，所述热敏开关8分别与所述继电器静触点33a，33b及所述附加线圈端子511连接。该实施例的工作过程及其优点均与前述实施例相似，在此不做赘述。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有二阶啮合功能的起动机，包括起动电机、蓄电池组、钥匙门开关、电磁开关和驱动齿轮，所述起动电机与所述驱动齿轮连接，其特征在于，还包括用于二阶啮合的起动模块，所述起动模块分别与所述蓄电池组和所述电磁开关连接，所述钥匙门开关分别与所述起动模块及所述蓄电池组连接，所述电磁开关包括相对设置的静触点、动触点、吸拉线圈和保持线圈，所述静触点分别通过电机端子及蓄电池端子与所述起动电机和蓄电池组连接，所述起动模块分别通过吸拉线圈端子及保持线圈端子与所述电磁开关连接，所述吸拉线圈端子与保持线圈端子之间设置有限流电阻，所述吸拉线圈的另一端与所述电机端子连接，所述保持线圈的另一端接地，所述起动模块与所述电磁开关共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段，所述第一啮合阶段中所述电磁开关静触点和动触点未闭合，所述起动电机通过小电流，所述起动电机慢转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈；所述第二啮合阶段中所述电磁开关电磁力增大，当所述第一啮合阶段中所述驱动齿轮未能成功啮入齿圈，则所述电磁开关静触点和动触点强制闭合，所述起动电机通过大电流，所述起动电机快转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈；当所述第一啮合阶段中所述驱动齿轮已啮入齿圈，则加快所述驱动齿轮的啮入速度。

2.如权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述继电器静触点及所述保持线圈端子连接。

3.如权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述保持线圈端子连接。

4.如权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述起动模块包括起动继电器和热敏开关，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述继电器端子与所述钥匙门开关连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述热敏开关的两个触点分别与所述吸拉线圈端子及所述保持线圈端子连接。

5.如权利要求1所述的起动机，其特征在于，所述起动模块为具有延时功能的电子继电器，所述电子继电器分别与所述蓄电池组、钥匙门开关及所述吸拉线圈端子和保持线圈端子连接。

6.一种具有二阶啮合功能的起动机，包括起动电机、蓄电池组、钥匙门开关、电磁开关和驱动齿轮，所述起动电机与所述驱动齿轮连接，其特征在于，还包括用于二阶啮合的起动模块，所述起动模块分别与所述蓄电池组和所述电磁开关连接，所述钥匙门开关分别与所述起动模块及所述蓄电池组连接，所述电磁开关包括相对设置的静触点、动触点、吸拉线圈、保持线圈和附加线圈，所述静触点分别通过电机端子及蓄电池端子与所述起动电机和蓄电池组连接，所述起动模块分别通过吸拉线圈端子及附加线圈端子与所述电磁开关连接，所述吸拉线圈的另一端与所述电机端子连接，所述保持线圈的一端与所述吸拉线圈端子连接，所述保持线圈的另一端与所述附加线圈的另一端连接并接地，所述起动模块与所述电磁开关共同作用将起动啮合过程分为第一啮合阶段和第二啮合阶段，所述第一啮合阶段中所述电磁开关静触点和动触点未闭合，所述起动电机通过小电流，所述起动电机慢转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈；所述第二啮合阶段中所述电磁开关电磁力增大，当所述第一啮合阶段中所述驱动齿轮未能成功啮入齿圈，则所述电磁开关静触点和动触点强制闭合，所述起动电机通过大电流，所述起动电机快转带动所述驱动齿轮旋转以错开顶齿并啮入齿圈；当所述第一啮合阶段中所述驱动齿轮已啮入齿圈，则加快所述驱动齿轮的啮入速度。

7.如权利要求6所述的起动机，其特征在于，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述继电器静触点及所述附加线圈端子连接。

8.如权利要求6所述的起动机，其特征在于，所述起动模块包括起动继电器和延时继电器，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述延时继电器包括相对设置的延时继电器静触点、延时继电器动触点、延时继电器端子、延时继电器线圈和延时模块，所述继电器端子分别与所述钥匙门开关及所述延时继电器端子连接，所述延时模块分别与所述延时继电器端子及所述延时继电器线圈连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述延时继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述附加线圈端子连接。

9.如权利要求6所述的起动机，其特征在于，所述起动模块包括起动继电器和热敏开关，所述起动继电器包括相对设置的继电器静触点、继电器动触点、继电器端子和继电器线圈，所述继电器端子与所述钥匙门开关连接，所述继电器静触点分别与所述蓄电池组及所述吸拉线圈端子连接，所述热敏开关的两个触点分别与所述吸拉线圈端子及所述附加线圈端子连接。

10.如权利要求6所述的起动机，其特征在于，所述起动模块为具有延时功能的电子继电器，所述电子继电器分别与所述蓄电池组、钥匙门开关及所述吸拉线圈端子和附加线圈端子连接。