CN110739183A - 汽车起动机及其电磁开关 - Google Patents

Abstract

提供一种起动机及其电磁开关，电磁开关包括壳体(105)，开关盖(110)，接线柱(109、109a)，静铁芯(106)，动铁芯(101)，第一复位弹簧(102)，第二回复弹簧(114)，动触头(108)固定套装在芯轴(112)上，线圈组件包括相互连接的吸引线圈(104)与保持线圈(103)，通电初始时磁力叠加,动铁芯(101)移动一定距离后吸引线圈(104)电路断开；静铁芯(106)上端固定设置均与静铁芯(106)绝缘且相互独立的第一静触片(107)、第二静触片(107a)，其中之一与吸引线圈(104)的一端电连接，工作时另一个与起动机电机电连接；能有效解决顶齿问题，并减小电磁开关体积。

Description

汽车起动机及其电磁开关

技术领域

本发明属于汽车起动机制造技术领域，具体涉及一种汽车起动机及其电磁开关。

背景技术

众所周知，发动机的起动需要外力的支持，汽车启动机就是在扮演着这个角色。大体上说，启动机用三个部件来实现整个启动过程。直流串激电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；启动机电路的通断则由一个电磁开关来控制。发动机在以自身动力运转之前，必须借助外力旋转。发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程，称为发动机的起动。发动机常用的起动方式有人力起动、辅助汽油机起动和电力起动三种形式。人力起动采用绳拉或手摇的方式，简单但不方便，而且劳动强度大，只适用于一些小功率的发动机，在一些汽车上仅作为后备方式保留着；辅助汽油机起动主要用在大功率的柴油发动机上；电力起动方式操作简便，起动迅速，具有重复起动能力，并且可以远距离控制，因此被现代汽车广泛采用。

现有技术普通柔性啮合起动机结构如图1所示，该起动机一般包含齿轮弹簧1，驱动齿轮2，前端盖3，单向器4，拨叉组件5，,电磁开关6，继电器6A，传动减速机构7，电机8等；其中，电磁开关6一般包含动铁芯9，线圈组件10，回位弹簧11，动触头组件12，开关盖13，接线柱14等。如图1所示，在继电器6A通电且触点闭合后，电磁开关6通过继电器6A的触点作用获得通电,电流从线圈组件10进入电机8驱动电机8旋转,电机8通过传动机构7与单向器4驱动齿轮2产生慢转并具有一定的力矩；同时,通过电磁线圈10的电流使电磁开关6产生电磁吸力, 产生的电磁吸力使动铁芯9朝向开关盖13方向移动，铁芯9推动动触头组件12与接线柱14机械连接并电连接，同时在动铁芯9运动过程中，通过拨叉组件5拨动单向器4，使得驱动齿轮2往发动机飞轮齿环15的方向移动；产生慢转的驱动齿轮2提高了与飞轮齿环15的啮合概率，但当驱动齿轮2的齿尖刚好顶在飞轮齿环15的齿尖上时，就会造成慢转的驱动齿轮2因柔性啮合力矩偏小而不能与飞轮齿环15顺利啮合，发生“顶齿”现象；产生“顶齿”现象时必须时齿头2转过一个角度，错开驱动齿轮2的齿尖顶在飞轮齿环15的齿尖上的顶齿状态,驱动齿轮2在齿轮弹簧1、回位弹簧11的作用力下***飞轮齿环15内，由此起动发动机。

现有技术普通柔性啮合起动机的电磁开关，线圈组件10分为吸引线圈与保持线圈两组，且吸引线圈匝数与保持线圈匝数必须基本一致；因吸引线圈与保持线圈的端子是连接在一起的，在起动机断电时，吸引线圈与保持线圈通过动触头的作用，与电瓶构成一个电流闭合回路，若吸引线圈匝数与保持线圈匝数基本一致，则吸引线圈产生的电磁吸力与保持线圈产生的电磁吸力因两组线圈匝数基本一致，且电流大小相同，方向相反，电磁吸力被抵消，动铁芯9在没有电磁吸力的作用下，由回位弹簧11的反力作用推回到初始位置，驱动齿头2通过拨叉5的作用，由动铁芯9拨回到初始位置；反之，若吸引线圈匝数与保持线圈匝数不一致，吸引线圈产生的电磁吸力与保持线圈产生的电磁吸力因两组线圈匝数不一致，电磁吸力将不被完全抵消，动铁芯9在剩余电磁吸力的作用下，不能顺利的在回位弹簧11的反力作用下推回到初始位置，起动机将不能断电或断电不可靠烧毁。

. 电磁开关需保证保持线圈电磁吸力足够，电机主触点才能可靠接通使起动机工作，不过这一过程是很容易实现的，但是要使起动机驱动齿头慢转并具有一定扭矩，即要达到柔性啮合起动机的目的，这一过程不易实现；现有技术普通柔性啮合起动机若要做到保持线圈电磁吸力足够且具有柔性啮合的功能，方式有二，方式一，使保持线圈匝数较多，保证保持电磁吸力，同时，吸引线圈匝数在与保持线圈匝数基本一致的情况下，增大吸引线圈线径，使流入电机的电流增大，电机产生慢转并具有一定的扭矩；但是，增大吸引线圈线径后电磁开关体积就会显著增大，这种方式因此不能使用在中小功率电机上，只能用在大功率起动机上，因大功率起动机体积较大，使得电磁开关体积也可以做得相对较大；方式二，减少保持线圈、吸引线圈匝数，增大线圈线径，也会使线圈电磁吸力足够，流入电机电流相对增大，电机也产生慢转并具有一定的扭矩，但是方式二的弊端在于，保持线圈匝数较少线径增大，单位时间内流过的电流就比较大，温升过快，电磁开关将会使用短时间后烧毁，因此，方式二在大功率起动机上及在中小功率都是不采用的，是不可行的方案。

综上所述，现有技术普通柔性啮合起动机的电磁开关只能用在大功率起动机上，在中小功率起动机上因为电磁开关体积增大的缘故而使用受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电磁开关，在开关体积不需要增大的前提下，解决在中小功率起动机上实现柔性啮合起动的功能。

为解决上述技术问题，本发明电磁开关的基本方案为：

一种用于汽车起动机的电磁开关，包括壳体(105)，固定连接在壳体(105)一端的开关盖(110)，固定设置在开关盖(110)内并向外伸出的第一接线柱(109)与第二接线柱(109a)，沿壳体内壁设置有线圈组件，在壳体(105)与线圈组件形成的内腔设置导向管(113)，开关盖(110)内侧固定设置有静铁芯(106)伸至导向管(113)，所述壳体(105)的内端设置可沿导向管(113)滑动的动铁芯(101)，动铁芯(101)设置有向外伸出的外端，用于连接拨叉组件(5)，所述静铁芯(106)与动铁芯(101)之间设置第一复位弹簧(102)；芯轴(112)穿过静铁芯中心孔，两端伸出可滑动；动触头(108)固定套装在芯轴(112)上，动触头(108)上端与开关盖(110)之间设置第二回复弹簧(114)，下端与动铁芯(101)相对；其特征在于，所述在静铁芯(106)上端固定设置相互独立的第一静触片(107)、第二静触片(107a)，第一静触片(107)、第二静触片(107a)均与静铁芯(106)绝缘；所述线圈组件包括相互连接的吸引线圈(104)与保持线圈(103)，通电初始时磁力叠加, 动铁芯(101) 移动一定距离后吸引线圈（104）电路断开；所述第一静触片(107)或第二静触片(107a)的其中之一与吸引线圈(104)的一端电连接，工作时所述第一静触片(107)或第二静触片(107a)的另一个与起动机电机部分电连接。

以下为本发明电磁开关进一步的方案：

所述第一静触片(107)与第二静触片(107a) 各自用螺钉固定在静铁芯(106)上，所述吸引线圈(104)的一端焊接在静触片上。

所述第一静触片(107)、第二静触片(107a)通过夹装其间的绝缘板(111)与静铁芯(106)绝缘。

所述第一静触片(107)与吸引线圈(104)一端连接，第二静触片(107a)与一段导电线(116)一端连接，保持线圈103一端与静铁芯106连接，保持线圈103、吸引线圈104及导电线116的另一端均从开关盖引出。

所述第一静触片(107)与一小段导电线(116)一端焊接，导电线(116)另外一端从开关盖(110)引出，第二静触片(107a)与吸引线圈(104)一端连接，吸引线圈104另外一端从开关盖110引出，保持线圈103一端与静铁芯106连接，保持线圈103另外一端从开关盖引出。

上述的电磁开关，所述动触头设置在一芯轴上，所述芯轴滑动设置在所述静铁芯上，一端与所述动铁芯相对，另一端与所述开关盖之间通过一连接件(一般为弹簧)连接，所述芯轴与所述动铁芯为分开设计；在电机未通电时，所述两件静触片与所述动触头处于机械接触状态。线圈组件分吸引线圈及保持线圈两组,其中吸引线圈组一端与所述两件静触片其中之一连接，通电时可建立电连接。吸引线圈组剩余的一端从开关盖引出，保持线圈组一端与开关进电端子连接（通电时可建立电连接），保持线圈组另外一端与静铁芯连接通电时可建立电连接。述的电磁开关，两件静触片之另外一件未与吸引线圈组连接的触头，用一段导电线一端与此触头连接，通电时可建立电连接，并且导电线的另外一端从开关盖引出。

上述的电磁开关，其中，两件静触片形状无特别限定，按安装需要可更改为的任意形状。本发明进一步提供一种柔性啮合起动机，配置上述电磁开关。

本发明汽车起动机，其特征在于，配置有如以上所述的任一种电磁开关。

本发明之解决开关体积不增大问题问题的有益功效在于：在起动机通电后，电流同时通过电磁开关吸引线圈组及保持线圈组，其中，流经吸引线圈组的电流因为两件静触片与动触头处于机械接触状态，因此建立电连接状态，于是流经吸引线圈组的电流能进入起动机电机部分，起动机电机进行小功率运行，经传动减速机构后电机部分提供驱动齿轮需求的旋转速度及力矩；慢速旋转的驱动齿轮提高了驱动齿轮与飞轮齿环啮合的概率，这与普通技术柔性啮合起动机功能一致。另外，在驱动齿轮啮合进入飞轮齿环后，吸引线圈将因动触头的离开而处于断开状态，只有保持线圈组继续通电；当发动机起动后，关闭电门锁，继电器断电触点断开，开关保持线圈组断电（若起动机没有采用继电器，关闭电门锁，开关保持线圈组断电），电磁开关动铁芯在没有电磁吸力的作用下，由回位弹簧的反力作用推回到初始位置，驱动齿头通过拨叉的作用，由动铁芯拨回到初始位置；由于关闭电门锁，起动机断电瞬间，吸引线圈是断开状态的，因此电瓶与吸引线圈及保持线圈之间，不能构成电流闭合回路，关闭电门锁，保持线圈组断电，则起动机整体均断电，也就不存在剩余电磁吸力的影响问题，所以，本发明的有益功效可以使保持线圈组线圈匝数与吸引线圈组线圈匝数不一致，在保证保持线圈组电磁吸力足够的情况下，吸引线圈组的线圈匝数可以远远少于保持线圈组的线圈匝数，减少的保持线圈组匝数减少了保持线圈组的电阻，由于电流与电阻的反比关系，电阻的减小使流入电机的电流增大，使电机慢转并产生一定的扭矩；另外，在电磁开关体积一定的情况下，吸引线圈匝数的减少为电磁开关提供了剩余空间，若流入电机的电流不够大，电机慢转与扭矩不够大，则可以通过增大吸引线圈线径或减少吸引线圈匝数的方式（或增大吸引线圈线径同时减少吸引线圈匝数的方式），提高电机慢转转速与扭矩，达到柔性啮合的目的；可见，本发明电磁开关采用双静触片后，可以在不改变开关体积的情况下，能使起动机达到柔性啮合的目的，因此在中小功率起动机上能获得应用，使中小功率起动机也能达到大功率起动机一样的柔性啮合功效。

附图说明

图1为现有技术普通柔性啮合起动机结构图；

图2为本发明一实施实例的双静触片电磁开关结构图；

图3为图2去除开关盖110及接线柱109、109a后的平面视图；

图4为图2去除开关盖110后的平面视图另一实例；

图5为动触头108与静触片107、107a建立机械连接与电连接的电路原理图；

图6为动触头108与接线柱109、109a接触后的电路原理图；

图7为动触头108与静触片107、107a断开连接时的电路原理图；

图8为本发明电磁开关装配起动机后的结构图；

图9为现有技术电磁开关主电路接通时的电路原理图。

附图中标记说明：1—齿轮弹簧，2—驱动齿轮，3—前端盖，4—单向器，5—拨叉组件，6—电磁开关，6A—继电器，7—传动减速机构，8—电机，9—动铁芯，10—线圈组件，11—回位弹簧，12—动触头组件，13—开关盖，14—接线柱，15—飞轮齿环，100—电磁开关，101—动铁芯，101a—动铁芯101端面，102—回位弹簧，103—保持线圈，104—吸引线圈，105—壳体，105a—壳体105铆接面，106—静铁芯，106a—静铁芯106端面，107—第一静触片，107a第二—静触片，108—动触头，109—接线柱，109a—接线柱，110—开关盖，111—绝缘板，112—芯轴，113—导向管，114—回位弹簧，115—螺钉，116—导电线，103a—保持线圈103进电端，103b—保持线圈103电流流出端，104a—吸引线圈104进电端，104b—吸引线圈104电流流出端。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作详细的说明。

参见图2，本发明的电磁开关100，包括动铁芯101，回位弹簧102，保持线圈103，吸引线圈104，壳体105，静铁芯106，静触片107,静触片107a，动触头108，接线柱 109,接线柱109a，开关盖110，绝缘板111，芯轴112，导向管113，回位弹簧114等；其中，静铁芯106，保持线圈103，吸引线圈104固定在壳体105内，开关盖110固定在壳体105上且位于静铁芯106的一侧（图2中的左侧，图2中开关盖通过壳体105的铆接面105a进行固定），接线柱 109、接线柱 109a固定在开关盖110内部，另外一端从开关盖伸出，动铁芯101滑动设置在导向管113内，导向管113固定在壳体105内，回位弹簧102一端设置在静铁芯106上，另外一端设置在动铁芯101上，动触头108设置在芯轴112上，芯轴112滑动设置在静铁芯106上，一端与动铁芯101相对，另一端与开关盖110之间通过回位弹簧114连接；芯轴112与动铁芯101为分开设计；静触片107与静触片107a采用螺钉115固定在静铁芯106上，静触片107与静触片107a通过绝缘板111与静铁芯106绝缘，且静触片107与静触片107a为分开设计，在回位弹簧114的作用下，动触头108与静触片107及静触片107a建立机械接触关系，通电时可建立电连接。

参见图3，静触片107与一段导电线116一端可靠焊接，导电线116另外一端从开关盖110引出，静触片107a与吸引线圈104一端连接（通电时可建立电连接），吸引线圈104另外一端从开关盖110引出，保持线圈103一端与静铁芯106焊接，保持线圈103另外一端从开关盖引出。参见图4，电磁开关线圈的连接方式与图3有差异，即静触片107与吸引线圈104连接，静触片107a与一段导电线116一端连接，保持线圈103与静铁芯106连接方式不变，保持线圈103、吸引线圈104及导电线116未参与连接的线端均从开关盖引出，图3与图4的这两种连接方式，对于本发明的实施结果是一样的。

综合参见图2及图3，静触片107及静触片107a由螺钉115锁紧在静铁芯106上，其中静触片107及静触片107a与静铁芯106之间装配有绝缘板111，使静触片107及静触片107a相对于静铁芯106可靠绝缘；动触头108在回位弹簧114的作用下，与静触片107及静触片107a处于机械接触状态，通电时可建立电连接；当电磁开关100通电，则电流分两路流动，第一路电流将从导电线116进入静触片107，然后经动触头108进入静触片107a，由静触片107a经吸引线圈104之进电端104a，进入吸引线圈104后，从吸引线圈104流出端104b流出进入电机8，从电机8流出并接地，形成一个闭合回路；第二路电流从保持线圈103进电端103a流入，经保持线圈103后，电流从保持线圈103流出端103b流出，进入静铁芯106并接地，独立完成一个闭合回路。电路原理图参见图5，电流从电瓶出发后，流经30端子，由于接线柱109、109a出于断开状态，不能形成电流闭合回路；电流流经50端子时，分两路进入保持线圈103及吸引线圈104，一路电流进入吸引线圈104后流经静触片107、动触头108、静触片107a后，进入电机8，从电机8流出并接地形成闭合回路，另一路电流进入保持线圈103，从保持线圈103流出后接地形成闭合回路。

同时，电磁开关100通电后，保持线圈103及吸引线圈104同时产生电磁吸力，动铁芯101向开关盖110方向运动(参见图2)，当动铁芯101碰上芯轴112后，推动芯轴112一起往开关盖110方向运动，因动触头108设置在芯轴112上，所以当动铁芯101碰上芯轴112并推动芯轴112运动时，动触头108也一起被推动往开关盖110方向运动（参见图2），造成动触头108断开与静触片107及静触片107a的机械连接与电连接，吸引线圈104电路被断开，吸引线圈104提供的电磁吸力消失。因流经保持线圈103的电流构成的是一个独立的闭合回路，当第一路电流因断路造成吸引线圈104电磁吸力消失后，保持线圈103将继续产生电磁吸力，并抵消回位弹簧102的反力作用，迫使动铁芯101继续往开关盖110方向运动，直至动铁芯101端面101a与静铁芯106端面106a完全贴合为止。因此，保持线圈103的技术参数的设置比较重要，不同的电磁开关匹配保持线圈103的技术参数需根据电磁开关动铁芯受到的反力作用（即弹簧反力及摩擦阻力）作出相应的改变，使保持线圈103产生的电磁吸力能保证动铁芯101移动直至铁芯101端面101a与静铁芯106端面106a完全贴合。在动铁芯101推动芯轴112及动触头108往开关盖110运动过程中，动触头108接触到两个接线柱109、109a使电机主电路接通，动触头108在两个接线柱之间建立电连接后（即接通起动机主电路），动铁芯101将会继续推动动触头108的芯轴112移动一小段超行成距离，直至动铁芯101被静铁芯106端面106a阻止。起动机接通主电路后的电路原理图参见图6，电流从电瓶出发后，流经30端子，由于接线柱109、109a出于接通状态，电流将从30端子分两路流动，一路从30端子经接线柱109、动触头108、接线柱109a进入电机8，从电机8流出接地形成闭合回路，另外一路电流从30端子流经50端子，由于静触片107、107a处于断开状态，电流只从50端子进入保持线圈103，从保持线圈103流出后接地形成闭合回路。

保持线圈103产生的电磁吸力相对于吸引线圈104产生的电磁吸力小得多，因此若吸引线圈104断路后，即动触头108与静触片107及静触片107a不再接触后，电磁开关电磁吸力将大幅度减少。因此，若本发明电磁开关安装在起动机上，在起动机驱动齿轮2顶齿飞轮齿环15不接通的情况下，电磁开关在吸引线圈104断路后，保持线圈103提供的电磁吸力在抵消齿轮弹簧1的反力后，将不足以抵消回位弹簧102的反力，动铁芯101不再往开关盖110方向运动，避免了动触头108接触到两个接线柱109、109a，也就避免了电机主电路的接通，从而避免起动机大功率运行铣齿发动机现象的产生。吸引线圈104断路后的电路原理图参见图7，由于动触头108与静触片107、静触片107a、接线柱109、接线柱109a均处于断开状态，电流从电瓶出发后，只流经30端子及50端子后进入保持线圈103，从保持线圈103流出并接地形成闭合回路，电机8处于电路断开状态。

本发明在起动机顶齿发动机飞轮齿环时，由于起动机获得足够的柔性啮合力矩，顶齿状态在持续几十毫秒后，起动机与发动机将正常啮合，即驱动齿轮2正常进入飞轮齿环15内，起动机接通主电路工作，正常起动发动机；极端情况下，就算起动机驱动齿轮2顶齿飞轮齿环15无法啮合，本发明电磁开关100只会将起动机维持在顶齿状态，起动机断电后，在齿头弹簧1及回位弹簧102的作用下，驱动齿轮2通过拨叉组件5退回原静止位置，起动机等待下一次的通电起动。

参见图2及图8，柔性啮合起动机采用本发明电磁开关100后的运行过程：当电磁开关通电后，保持线圈103与吸引线圈104同时得电，并产生电磁吸力，动铁芯101开始向开关盖110方向运动，一方面，动铁芯101通过与拨叉组件5的结合部5a拉动拨叉组件5，拨叉组件5因此拨动单向器4往飞轮齿环15方向运动，驱动齿轮2是安装在单向器4上的，因此驱动齿轮2被单向器4推动往飞轮齿环15的方向运动。另一方面，流过吸引线圈104的电流经过静触片107、动触头108及静触片107a后，进入电机8，电机8进行小功率运行，电机8通过传动减速机构7与单向器4的作用，使驱动齿轮2慢转；吸引线圈104的技术参数的设置比较重要，需保证电机8进行小功率运行，此小功率提供的力矩既满足顶齿时错开驱动齿轮2的齿尖顶在飞轮齿环15的齿尖上所需的力矩，又不大到驱动齿轮2铣齿飞轮齿环15所需的力矩，因此不同起动机匹配吸引线圈104的技术参数需作相应的改变。

参见图2及图6，驱动齿轮2在慢转并同时往飞轮齿环15方向运动过程中，若驱动齿轮2正常啮合进入飞轮齿环15内，则起动机起动发动机运行过程为：电磁开关100动铁芯101继续往开关盖110方向运动，并通过与拨叉组件5的结合部5a拉动拨叉组件5继续使驱动齿轮2往飞轮齿环方向运动，当动铁芯101碰上芯轴112后，推动芯轴112往开关盖110方向运动，芯轴112的运动断开了动触头108与静触片107及静触片107a的连接，吸引线圈104断路，吸引线圈104产生的电磁吸力消失，动铁芯101在保持线圈103的电磁吸力作用下，抵消回位弹簧102的反力及其它阻止动铁芯101运动的摩擦阻力，动铁芯101继续往开关盖110方向运动，当动铁芯101推动的芯轴112使动触头108与接线柱109、109a接触并建立电连接后，起动机主电路接通，电机转入大功率工作状态，进行大功率运行，并起动发动机；同时，动触头108接触到两个接线柱109、109a并且在两个接线柱之间建立电连接后，动铁芯101将会继续推动芯轴112移动一小段超行程距离，直至动铁芯101被静铁芯106端面106a阻止；起动机起动发动机工作完成后在回位弹簧102的作用下，驱动齿轮2退回初始静止位置。

驱动齿轮2在慢转并同时往飞轮齿环15方向运动过程中，若遇驱动齿轮2的齿尖顶在飞轮齿环15的齿尖上的顶齿现象，则动铁芯102在保持线圈103及吸引线圈104产生的电磁吸力作用下，通过拉动拨叉组件5的结合部5a，从而拨动单向器4压缩齿头弹簧1，齿头弹簧1压缩的同时，动铁芯101往开关盖110方向运动一段压缩齿头弹簧1获得距离，并同时对回位弹簧102压缩相同的一段距离，由于动铁芯101与芯轴112是分开设计的，因此动铁芯101与芯轴112之间还有一定距离，动触头108与静触片107及静触片107a继续保持机械接触与电连接状态，吸引线圈104保持持续通电，电机8持续提供驱动齿轮2柔性啮合所需旋转力矩，用来错开驱动齿轮2的齿尖顶在飞轮齿环15的齿尖上的顶齿状态，使驱动齿轮2***飞轮齿环15内，参阅[0076]，起动机按驱动齿轮2啮合进入飞轮齿环15后的工作过程，起动发动机，起动完成后在回位弹簧102的作用下，驱动齿轮2退回初始静止位置。

以下分析传统型电磁开关应用在柔性啮合起动机上的技术瓶颈：

一、对于现有技术电磁开关，在起动机断电瞬间，由于主电路处于接通状态，参见图9，电流从电瓶流经30端子，经接线柱109、静触片108、接线柱109a后，电流分两路流出，一路流入电机8，从电机8流出后接地形成闭合回路。另外一路电流则进入吸引线圈104，由于吸引线圈104与保持线圈103首端在50端子处是连接在一起的，所以电流从吸引线圈104流出经50端子进入保持线圈103，从保持线圈103流出并接地形成闭合回路。流经吸引线圈104与保持线圈103的电流大小相等，方向相反，线圈产生的电磁吸力起相互抵消作用，若吸引线圈104与保持线圈103圈数基本一致，吸引线圈104产生的电磁吸力基本消除掉保持线圈103产生的电磁吸力，参见图1，动铁芯101失去电磁磁力的作用在回位弹簧102的反力作用下往拨叉5的方向移动，并通过拨叉5将驱动齿头2推回到静止位置，同时，由于动铁芯101的回退，动触头108获得移动空间在弹簧反力的作用下也往拨叉5方向移动，接线柱109、109a断开，电机8处于断路状态，起动机工作结束。若吸引线圈104与保持线圈103圈数相差较大，吸引线圈104产生的电磁吸力与保持线圈103产生的电磁吸力将不能完全抵消，动铁芯101将受到未抵消的电磁吸力的影响，回位弹簧102必须抵消剩余电磁吸力后才能使动铁芯101往拨叉5方向移动，会造成起动机主电路断开不可靠或不能断开的故障。

二、另外一方面，要达到起动机柔性啮合的目的，就必须保证流入电机8的电流，足以使电机8提供的扭转力矩达到柔性啮合所需的扭转力矩。对于现有技术电磁开关，只有减少吸引线圈的绕线圈数或增大吸引线圈线径的截面积的方式。第一种方式大幅减少吸引线圈104的圈数，虽然保证了流入电机8的电流增大了，但是保持线圈103的线圈圈数也需要大幅减少，否则起动机断电会不可靠。参见图9，假设减少圈数后的吸引线圈104与保持线圈103共同产生的电磁吸力能使动触头108接通接线柱109与接线柱109a，然而当接线柱109与接线柱109a接通瞬间，吸引线圈104将被短路，被短路是指因旁路无电阻短接而致使该路无电流经过，吸引线圈104的电磁吸力消失，参见图8，保持线圈103产生的电磁吸力远远小于动铁芯101的回位弹簧102的反力，动铁芯101将在回位弹簧102作用下往拨叉5的方向移动，动触头108也在回位弹簧作用下往拨叉5的方向移动断开电机主电路，电机8处于断路状态，电机8无法工作。另外，不可通过增大保持线圈103线圈线径截面积的方式，使保持线圈103产生更大的电磁吸力，用以抵消回位弹簧的反力作用，因为在起动机工作的整个过程中，保持线圈103处于一直通电的状态，增大了保持线圈103的截面积，保持线圈103电流线密度过大，温升过快，电磁开关将会使用极短时间后烧毁，另外热传导的作用，导致吸引线圈104温度也过高，再次起动时动铁芯101将无动作或柔性啮合扭矩过小产生顶齿现象。第二种方式，在保证圈数基本一致的情况下，增大吸引线圈104线径的截面积，虽然可以一定程度增大流入电机8的电流，但弊端在于，线材损耗增加，同时开关体积增大，在起动机上的应用受限，且吸引线圈104圈数的增加，吸引线圈104产生的电磁吸力也越大，造成驱动齿头2对飞轮齿圈15端面的冲击力加剧，飞轮齿圈15将过快损坏。

以下说明本发明电磁开关为何采用双静触片的原因及采用双静触片带来的好处：

一、传统型电磁开关受限于吸引线圈与保持线圈圈数要保持一致的影响，要达到起动机柔性啮合的目的，结果并不理想；本发明因此采用增加双静触片的方式，解决传统电磁开关吸引线圈与保持线圈圈数需基本一致的限制，参阅电路原理图图6，在起动机主电路接通期间，吸引线圈104是处于断路状态的，当起动机断电瞬间，保持线圈103也一起断电，参见图8，动铁芯101失去电磁磁力的作用在回位弹簧102的反力作用下往拨叉5的方向移动，同时，动触头108获得移动空间后在弹簧反力的作用下也往拨叉5方向移动，接线柱109、109a断开，电机8处于断路状态，起动机工作结束，因此，本发明并不要求吸引线圈104与保持线圈103圈数基本一致，因起动机断电时不会出现电流从吸引线圈104反流入保持线圈103的情况，也就不会出现起动机断电不可靠的故障。

二、参见图5，若起动机驱动齿头2柔性啮合力矩不够，可以采用加大吸引线圈104线径截面积和减少吸引线圈104圈数的方式，输入电机8的电流将加大，从而提高驱动齿头2的柔性啮合力矩；另外，若起动机驱动齿头2柔性啮合扭矩过大，则采用减小吸引线圈104线圈线径截面积的方式处理，可以看出，吸引线圈104的参数调整手段自由，并不受保持线圈103的影响。另外，本发明得益于不要求吸引线圈与保持线圈圈数保持一致的限制，吸引线圈的绕线圈数一般远远少于保持线圈的绕线圈数，因此电磁开关制造成本明显降低，且吸引线圈绕线圈数的减少，电磁开关体积也可以一起减小，电磁开关应用在其它起动机上的范围也会更宽广。

Claims (6)

1.一种用于汽车起动机的电磁开关，包括壳体(105)，固定连接在壳体(105)一端的开关盖(110)，固定设置在开关盖(110)内并向外伸出的第一接线柱(109)与第二接线柱(109a)，沿壳体内壁设置有线圈组件，在壳体(105)与线圈组件形成的内腔设置导向管(113)，开关盖(110)内侧固定设置有静铁芯(106)伸至导向管(113)，所述壳体(105)的内端设置可沿导向管(113)滑动的动铁芯(101)，动铁芯(101)设置有向外伸出的外端，用于连接拨叉组件(5)，所述静铁芯(106)与动铁芯(101)之间设置第一复位弹簧(102)；芯轴(112)穿过静铁芯中心孔，两端伸出可滑动；动触头(108)固定套装在芯轴(112)上，动触头(108)上端与开关盖(110)之间设置第二回复弹簧(114)，下端与动铁芯(101)相对；其特征在于，所述在静铁芯(106)上端固定设置相互独立的第一静触片(107)、第二静触片(107a)，第一静触片(107)、第二静触片(107a)均与静铁芯(106)绝缘；所述线圈组件包括相互连接的吸引线圈(104)与保持线圈(103)，通电初始时磁力叠加, 动铁芯(101) 移动一定距离后吸引线圈（104）电路断开；所述第一静触片(107)或第二静触片(107a)的其中之一与吸引线圈(104)的一端电连接，工作时所述第一静触片(107)或第二静触片(107a)的另一个与起动机电机部分电连接。

2.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述第一静触片(107)与第二静触片(107a) 各自用螺钉固定在静铁芯(106)上，所述吸引线圈(104)的一端焊接在静触片上。

3.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述第一静触片(107)、第二静触片(107a)通过夹装其间的绝缘板(111)与静铁芯(106)绝缘。

4.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述第一静触片(107)与吸引线圈(104)一端连接，第二静触片(107a)与一段导电线(116)一端连接，保持线圈103一端与静铁芯106连接，保持线圈103、吸引线圈104及导电线116的另一端均从开关盖引出。

5.如权利要求1所述的电磁开关，其特征在于，所述第一静触片(107)与一小段导电线(116)一端焊接，导电线(116)另外一端从开关盖(110)引出，第二静触片(107a)与吸引线圈(104)一端连接，吸引线圈104另外一端从开关盖110引出，保持线圈103一端与静铁芯106连接，保持线圈103另外一端从开关盖引出。

6.一种汽车起动机，其特征在于，配置有如权利要求1至5任一项所述的电磁开关。

Images