CN107850031B - 用于起动电动机的具有电子开关的螺线管组件的布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于起动电动机的螺线管组件(11)，所述螺线管组件包括柱塞组件(21)、回位弹簧(22)、框架(23)和线轴组件(24)，其特征在于，所述螺线管组件(11)还包括单个线圈(25)、电子电路(27)，所述电子电路包括3个MOSFET和2个电阻器，其中，所述螺线管组件(11)以分开地激活所述电子电路(27)和所述单个线圈(25)的方式被设计，所述电子电路用于使所述电动机通电，所述单个线圈用于啮合。本发明可以迅速重新起动发动机，并可以提高怠速停止装置的可用性。

Description

用于起动电动机的具有电子开关的螺线管组件的布置
技术领域
本发明一般涉及机动车辆的起动机，且具体涉及用于起动电动机的具有电子开关的螺线管组件的新布置。
背景技术
用于起动车辆发动机的传统起动机被设计为如图1所示。
更具体地，如图1所示，传统的起动机200包括：DC(直流)电动机2；超越离合器4，其可滑动地安装在电动机的输出旋转轴3上；电磁开关6，其被设置在DC电动机2旁边；以及变速杆10，其一端与钩8接合且另一端与超越离合器4的圆柱形后端部9接合，以便在输出旋转轴3上滑动超越离合器4，钩8被联接到电磁开关6的柱塞7。
用于操作变速杆10的电磁开关6具有圆柱形外框架11，圆柱形外框架11在一端处具有壁11a。上述柱塞7被***到端壁11a中。固定铁芯12以与柱塞7相对的方式被设置在外框架11的另一端处。铁芯12具有被固定地安装在外框架11的后端部中的端壁，因此铁芯12与外框架11一起形成框架。线圈架13被安置在如此形成的框架中。励磁线圈14缠绕在线圈架13上。回位弹簧15被***在铁芯12与柱塞7之间。铁芯12具有中心通孔，杆16以如下的方式可滑动地***到中心通孔中：杆16的一个端部(或前端部)可以从铁芯12朝向柱塞7延伸。杆16的另一个端部(或后端部)支撑着可动触点17。
起动机还包括：顶杆18，其用于使杆返回到预定位置；盖19，其是由树脂制成的；以及端子螺栓20，其被嵌入盖19中，使得端子螺栓20的内端用作可以与可动触点17接触的固定触点。磁铁25被连接在DC电动机2的底部，且刷盒组件26被放置在起动电动机的后端中作为保护装置。
柱塞7被***到形成在外框架11的端壁11a中的中心开口中，并且柱塞7可以沿着线圈架13的中心轴线朝向铁芯12移动。柱塞7具有沿轴向向外开口的凹部。上述连杆8是以活塞的形式存在的，且连杆8在后端处具有凸缘。连杆8可滑动地***到柱塞7的凹部中且向外延伸穿过形成在保持器21中的中心孔，保持器21可以封闭柱塞7的凹部的开口端。连杆8的外端部与变速杆10的上端接合。在柱塞7的凹部内，保持器21与连杆8的凸缘之间***有圆柱形螺旋弹簧，即压缩弹簧22。
将简要描述如此构成的传统起动机的操作。
当打开车辆的钥匙开关时，电磁开关6的励磁线圈14通电，使得柱塞7朝向铁芯12移动。结果，变速杆10发生转动，由此超越离合器4以及与离合器内部一体的小齿轮5在输出旋转轴3上滑动。在该操作中，当小齿轮5抵靠着发动机齿圈的一侧时，变速杆10在柱塞7继续朝向铁芯移动的同时停止转动，压缩弹簧22被压缩，使得小齿轮通过变速杆10而推靠着发动机齿圈。
当柱塞7推动杆时，可动触点17与固定触点接触，使得DC电动机2通电。结果，一旦小齿轮5旋转，它就可以通过压缩弹簧22的弹力而与发动机齿圈接合。
图2描述了与螺线管组件中的柱塞7处于接合位置的变速杆10，由此接触器与电池端子连接。通过这种常规设置，线圈通电且电动机开始起动车辆，该操作是同时进行的。
图3示出了传统的螺线管组件，该螺线管组件包括柱塞组件31，柱塞组件31通过回位弹簧32而与框架33连接。具有两条引线的初级线圈和次级线圈35环绕在线轴34上，柱塞条(plunger strip)36通过超行程弹簧来连接线轴和接触板38，且接触板的另一端被连接到接触回位弹簧39。整个螺线管6通过具有垫圈40的盖组件41而封闭，以避免损坏。
为了减少对小齿轮的损坏，当发动机沿负方向旋转时，需要设定禁止重新起动的无重新起动周期。然而，由于所设定的无重新起动周期，变得难以实现发动机的迅速重新起动。怠速停止装置的可用性会降低。
发明内容
本发明可以克服与背景技术相关联的缺点，并可以实现背景技术所不能实现的其他优点。
本发明的主要目的是提供一种用于起动电动机的具有电子开关的螺线管组件的新布置，该布置可以改善驱动性能中的起动。
本发明的另一个目的是关于起动电动机中的新的螺线管布置，该布置可以简单地适应于现有的起动机设计而不需要太多的修改。
本发明是鉴于上述传统技术的问题而被实现的。本发明的目的是提供一种如下的起动机：该起动机能够防止小齿轮的损坏、迅速重新起动发动机、使小齿轮与齿圈啮合、并且在发动机停止之前的振荡期间内即使当发动机沿负方向旋转时也能够重新起动发动机，从而使得在发动机停止的整个过程的期间内能够重新起动发动机，这个过程包括在发动机停止之前的振荡期间内。
根据本发明的第一方面，起动机包括：电动机，其通过被通电而产生扭矩；输出轴，其通过从所述电动机接收所述扭矩而旋转；小齿轮移动体，其包括用于将所述电动机的所述扭矩传递到内燃机的齿圈的小齿轮，并且所述小齿轮移动体以允许沿着所述输出轴的轴向移动的方式与所述小齿轮一体地设置在所述输出轴的外周上；小齿轮推动装置，其用于将所述小齿轮推向所述齿圈一侧；电动机电流供应装置，其用于接通(ON)和切断(OFF)流向所述电动机的通电电流。所述电动机电流供应装置以与所述小齿轮推动装置分开且独立于所述小齿轮推动装置的方式进行操作。
本发明提供了一种用于起动电动机的螺线管组件(11)，所述螺线管组件包括柱塞组件(21)、回位弹簧(22)、框架(23)和线轴组件(24)，其特征在于，所述螺线管组件(11)还包括单个线圈(25)、电子电路(27)，所述电子电路包括3个MOSFET和2个电阻器，其中，所述螺线管组件(11)以分开地激活所述电子电路(27)和所述单个线圈(25)的方式被设计，所述电子电路用于使所述电动机通电，所述单个线圈用于啮合。
根据上述目的，在小齿轮接合的情况下，所述电动机通过电子开关而被连接，所述电子开关包括电池以及两个开关SW1和SW2。存在有3个MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和6个电阻器，该3个MOSFET和6个电阻器相应地与所述电动机连接，以闭合电路。因此，可以提高怠速停止装置的可用性。可以确保起动机在操作频率显著增加的怠速停止中使用所需要的寿命。
附图说明
将根据下文中参照本发明的优选实施例的附图而给出的详细描述更好地理解本发明，然而，本发明的优选实施例不应当被视为将本发明限制为具体实施例，而仅是为了解释和理解。
图1是示出了处于脱离状态的传统起动电动机的截面图。
图2是示出了处于接合状态的传统起动电动机的截面图。
图3是常规螺线管组件的分解图。
图4是示出了根据本发明的用于处于脱离位置的起动电动机的具有电子开关的螺线管组件的新布置的截面图。
图5是示出了根据本发明的用于处于接合位置的起动电动机的具有电子开关的螺线管组件的新布置的截面图。
图6是具有电子开关的新螺线管组件的分解图。
图7是在螺线管组件中使用的电子开关的电路图。
具体实施方式
尽管本发明具有许多不同形式的实施例，但是参照下文所示的相应附图对优选实施例的详细描述应当被理解为：本公开内容应该被视为本发明的原理的一个示例，且并不旨在将本发明限制为所示和所描述的具体实施例。在下面的描述中，相同的附图标记用于描述图4至图7的几个视图中的相同、相似或相应的部件。
参照图4，公开了具有螺线管组件的新布置的起动机，其中输出轴15的一端被连接到电枢轴，并且电枢轴转而被连接到端板组件5。输出轴15通过驱动组件1和电枢组件2而被连接到小齿轮，框架组件3覆盖在电枢组件上作为保护层。电池的正极端子B+ve 4位于端板组件的端部处。电刷辫6被连接到螺线管组件11，且S+7和电池的负极端子B-ve 8也被连接到螺线管组件。存在有电子开关9，电子开关9是该螺线管中新设计的设置，螺线管线圈10被环绕在柱塞12和接触空间上。柱塞12的端部被连接到杆13，杆13还与起动电动机的小齿轮14直接连接。
如附图所示，根据实施例的起动机包括用作驱动发动机的电源的电动机。起动机还包括减速器、输出轴、小齿轮移动体、小齿轮推动螺线管、电动机电流供应开关和减震装置。小齿轮移动体包括小齿轮和离合器。此外，起动机的较长方向为轴向，放射状地垂直于轴向的方向为径向，以较长方向的轴线为中心的旋转方向为周向。
电动机接收从电源供应过来的电力并旋转，从而产生用于起动发动机的扭矩。减速器被连接到电动机的旋转轴，且减速器可以降低旋转轴的旋转速度。输出轴被连接在减速器的输出侧。因此，电动机的旋转速度通过减速器而减小，并且旋转被传递到输出轴。小齿轮被设置在输出轴上，以便使得小齿轮能够沿着输出轴滑动。因此，如下所述，当小齿轮推动螺线管被驱动时，小齿轮朝向内燃机的齿圈移动，即，小齿轮沿轴向朝向左侧移动，并且小齿轮与齿圈啮合，电动机的扭矩通过沿周向旋转的小齿轮而被传递到齿圈。另一方面，当小齿轮推动螺线管未被驱动时，小齿轮与发动机的齿圈分离。即，小齿轮沿轴向朝向右侧移动。在这种情况下，电动机的扭矩不会被传递到齿圈。
小齿轮移动体与小齿轮一体地配置，且小齿轮移动体被设置在输出轴的外周上。小齿轮推动螺线管使用自身的电磁力、经由变速杆而沿轴向在离开电动机的方向上推动小齿轮移动体，即，在朝向发动机的齿圈移动的方向上推动小齿轮移动体。小齿轮推动螺线管和变速杆构成小齿轮推动装置。
电动机是包括场磁体、电枢和电刷的刷式直流电动机。场磁体由多个永磁体构成。电枢包括电枢轴。电枢轴的一个端部上设置有换向器。电刷被设置成与换向器的外周表面(称为换向器表面)接触。电刷弹簧使电刷压靠着换向器表面。代替永磁体，由场线圈构成的电磁铁可以用作场磁体。
参照图5，探讨了处于接合位置的起动电动机的工作情况，来自电池的电力供应连接到B+ve端子，这使电动机中的电刷组件通电，且螺线管通过电刷辫激活，开关打开电路。门通过由车辆级别架构变化(vehicle level architecture change)产生的电源而被激活，且柱塞被拉回到触点，杆接合至小齿轮，电动机因此开始运行。
参照图6，即螺线管组件11的新布置的分解图，螺线管组件11包括柱塞组件21，柱塞组件21具有通过框架23而被启用的回位弹簧22。在该布置中，存在有单个线圈25，不同于包含作为初级和次级线圈的两个线圈的传统螺线管。线圈25环绕在线轴组件24上，存在有柱塞条26，柱塞条26连接电子电路组件27和线圈。整套螺线管组件被盖组件28覆盖。该电子电路组件27用于仅驱动电动机，且诸如线圈25等螺线管和柱塞条26的邻接侧例如用于驱动组件激活过程。
图7说明了新的螺线管布置的电子电路组件27，电子电路组件27包括具有两个端子B+和B-的电池，进一步地，B-ve接地，B+ve通过开关SW2而被连接到线圈25，且线圈25的另一端接地以闭合电路，该设置用于将电动运动转换为线性运动，以改善螺线管组件的驱动。而且，电池的一端通过另一个开关SW1而连接到MOSFET和电阻器。存在有三个MOSFET：M1、M2和M3，M1、M2和M3分别被连接到电阻器R1至R6，以经由SW1控制连接到电源的电动机电刷M-和M+。电子电路的这部分具体用于电动机。这种类型的新螺线管在驱动布置的起动中是有效的，并且螺线管的寿命将上升一个台阶。因此，上述说明中所公开的优选实施例不应当被理解为是对本发明的范围的限制。
本领域技术人员应当容易理解的是，在不脱离上述说明中所公开的概念的情况下，可以对本发明进行修改。因此，本文中详细描述的优选实施例仅是说明性的，且并不限制由所附权利要求的全部范围给出的本发明的范围。

Claims (3)

1.一种用于车辆的起动机，其包括：
a.螺线管组件(11)，其中，所述螺线管组件包括框架(23)、线轴组件(24)和电动机，其特征在于，
i.柱塞组件包括回位弹簧(22)，所述回位弹簧(22)通过所述框架(23)被启动；
ii.所述螺线管组件(11)还包括缠绕在所述线轴组件(24)上的单个线圈(25)、电子开关(27)，所述电子开关(27)包括3个MOSFET和6个电阻器，所述3个MOSFET和所述6个电阻器连接到所述电动机以形成闭合电路，其中，所述螺线管组件(11)以分开地激活所述电子开关(27)和所述单个线圈(25)的方式被设计，所述电子开关用于使所述电动机通电，所述单个线圈用于啮合；
iii.旋转轴(15)在所述旋转轴(15)的端部具有小齿轮(14)，从而与发动机齿圈啮合；且
iv.杆将所述柱塞组件连接到所述旋转轴；和
b.两个开关(SW1，SW2)，所述两个开关连接到所述电子开关(27)和所述螺线管线圈(25)，从而分别使所述螺线管线圈(25)通电，
其特征在于，所述螺线管组件(11)中的所述电子开关(27)使电动机通电，使所述轴(15)沿着所述小齿轮(14)旋转，从而使所述螺线管线圈(25)以线性运动拉入所述柱塞组件(21)中，所述柱塞组件由此与所述旋转轴(15)中的所述小齿轮(14)啮合，以与所述发动机齿圈啮合，从而起动所述车辆。
2.根据权利要求1所述的起动机，其中，所述单个线圈(25)和所述电子开关(27)通过柱塞条(26)而连接。
3.根据权利要求1所述的起动机，所述螺线管组件被盖组件(28)覆盖。
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