CN2459454Y - 强制啮合式直流起动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及强制啮合式直流起动机,具有直流串励式电动机、传动机构、控制装置,所述控制装置是一磁力开关,设置在电动机的后端盖上,电动机的转子轴为一具有台阶孔的空心轴,其前后端通过圆珠轴承安装在电动机的前后端盖上,所述磁力开关的推杆穿过该空心轴,在转子轴前端的空心部分安装有传动机构。该起动机故障率低、寿命长、封闭容易、不易进水。

Description

强制啮合式直流起动机

本实用新型涉及一种强制啮合式直流起动机。它是汽车内燃发动机的电动起动装置。

汽车发动机都是靠外力启动的，常见的启动方法有人力(手摇)启动和电力(起动机)启动两种。因采用起动机启动省力、且操作简便，迅速可靠，并且有重复启动的能力，所以这种启动方式已被现代汽车广泛采用。

传统起动机由直流串砺式电动机、传动机构、控制装置三部分组成。其控制装置设置在电动机的前方，由拨叉将单向啮合器拨出，使其和发动机大飞轮上的齿盘啮合，这样活动铁芯行程太大，需消耗大量电能，产生线损以及与拨权联动的控制装置阻力大并易失调，传动机构易“打滑”和脱落，均能影响正常工作。起动机转子轴与前后端的转动磨擦部分采用铜套，其使用寿命短。因而致使传统起动机故障率高，维修频繁，几乎每辆车每年都要在起动机上添置一定的维修费用，因起动机故障造成的误工误时给车主带来的经济损失远远超过了它本身的维修费用。

本实用新型的目的是提供一种故障率低，使用寿命长的强制啮合式直流起动机。

本实用新型所述的强制啮合式直流起动机具有直流串砺式电动机，传动机构，控制装置，所述控制装置是一磁力开关，设置在电动机的后端盖上，电动机的转子轴为一具有台阶孔的空心轴，其前后端通过圆珠轴承安装在电动机的前后盖上，磁力开关的推杆穿过该空心轴，在转子轴前端的空心加粗部分安装有传动机构。

其中，所述传动机构是扭簧式单向离合器。

其中，所述传动机构是单向锯齿单向离合器，具有驱动轴，螺旋导键套筒，螺旋导键套筒复位挡垫，驱动轴复位弹簧，驱动轴铜套，驱动轴支撑滑套，螺旋导键套筒复位弹簧，和驱动齿轮，螺旋导健套筒，驱动轴复位弹簧，驱动轴支撑滑套，依次安装在空心，转子轴的空心部分，驱动轴支撑滑套通过驱动轴铜套安装在驱动轴上。

其中，所述驱动轴的一端具有花键，与驱动轮连接，另一端带有与螺旋导键套筒配合的螺旋导键，驱动轴后端在轴线上有一个深孔，在该孔内设置有缓冲弹簧，挡垫和卡簧，在螺旋导键的前面设有一个驱动轴限位滑块，与空心转子轴内壁滑动配合。

所述螺旋导键套筒，是一个一端带有环形锯齿的圆筒，此锯齿和空心转子轴台阶部位的锯齿配合，中段有一个绕筒一周的段面为矩形的沟槽，此环形沟槽与套筒复位档垫内圆的两个凸起部分配合。

所述套筒复位档垫，是两个半圆形钢板，用铆钉对接成环形的圈垫，内圈有两个向圆心处相对凸起的部分，此凸起部分透过空心转子轴壁的一对相对的矩形孔卡嵌在螺旋导键套筒的环形沟槽内。

本实用新型强所述的强制啮合式直流起动机具有如下优点：

1、轴承取代铜套，使其磨擦减小，使用寿命增加；

2、磁力开关安装在起动机的后面，使活动铁苡的行程变小，只有10至12毫米，而且吸合力直接作用于驱动轴，减少了各种机械损耗，降低了磁力开关的消耗功率和起动线路的损耗，在大、中功率起动机上省去了起动继电器，进一步降低了起动***的故障。同时磁力开关的动触片安装更加牢固，绝缘垫片的体积可增加几倍，在不起动时由缓冲弹簧顶压，而不是在传统磁力开关的推杆上随机器的振动而自由振动，使绝缘片长期受动触片的磨擦，而破裂粉碎，耐撞击力也明显增强了。

3、由于取消了传统起动机侧装式磁力开关，改为纵向后装式，使起动机极易封闭，不易进水，避免了传统动机在磁力开关安装处，和前端盖驱动齿轮处，以及后端盖防尘罩和引线处易进水的设计缺陷。

图1是本实用新型所述的强制啮合式直流起动机的剖视图，同时表示出大、中功率起动机使用的扭簧式单向离合器；

图2是小功率起动机使用的锯齿式单向离合器的剖视图；

图3是驱动轴的部分剖视图。

参见图1，本实用新型所述的强制式直流起动机具有直流串砺式电动机，传动机构，控制装置。控制装置为磁力开关。磁力开关设置在电动机的后端盖上。电动机的转子轴1为一具有台阶孔的空心轴，空心轴前端的孔径大于后端的孔径，磁力开关的推杆2、3穿过该空心轴，其动力便由此推杆传递给驱动轴4，在转子轴的前端空心部分安装有传动机构。此种安装方式，称为纵向后装式。

磁力开关的外壳5与起动机后端盖6及活动铁芯7构成一个闭合磁路，用起动机后端盖6的轴承安装处的凸起部分作为磁力开关的固定铁芯，这样有利于节省原材料，作到一物两用，简化生产工艺，同样两颗镙栓8，9即是磁力开关外壳5与起动机后端盖6的紧固镙栓，又是两个静触片10、11的接线柱，两个静触片10、11按装在磁力开关外壳5的后面，并与安装在活动铁芯7后面的动触片12构成一个容量强大的直流电动机开关。

转子轴1的前后端均通过圆珠轴承安装在电动机的前后端盖上。这样在很大程度上提高了使用性能，延长了使用寿命。

中、大功率起动机的传动装置采用传递扭矩大，使用寿命长的扭簧式单向离合器。该单向离合器为已知技术，为了下面叙述方便，仅作简单介绍。见图1，在驱动轴4上，通过铜套14安装有驱动轴支撑滑套15，在该滑套上具有扭簧定位键槽16，单向离合器扭簧17-部分安装在驱动轴支撑滑套15上，另一部分包套在螺旋导键套筒18上，该套筒是套在驱动轴4上的，在驱动轴上，还具有螺旋导键套筒复位弹簧19。

小功率起动机的传动机构采用单向锯齿式单向离合器。见图2，此种锯齿式单向离合器具有驱动轴4，螺旋导键套筒18，螺旋导键套筒复位挡垫20，驱动轴复位弹簧19，驱动轴铜套14，驱动轴支撑滑套15，螺旋导键套筒复位弹簧21，和驱动齿轮。螺旋导健套筒18，驱动轴复位弹簧19，驱动轴支撑滑套15依次安装在空15转子轴1的空心部分，驱动轴支撑滑套15通过驱动轴铜套14安装在驱动轴4上。

所述驱动轴4的一端具有花键(以下称为前端)，与驱动轮23连接，另一端带有与螺旋导键套筒18配合的螺旋导键29(以下称为后端)，驱动轴后端在轴线上有一个深孔31，在该孔内设置有缓冲弹簧，挡垫和卡簧(见图3)。在螺旋导键29的前面设有一个驱动轴限位滑块32，它与空心转子轴内壁滑动配合，当驱动轴由磁力开关的推杆推出后，该滑块便行至驱动轴支撑滑套后端受阻停止，起到了驱动轴前行的限位功能。

所述螺旋导键套筒18，是一个一端带有环形锯齿的圆筒，此锯齿和空心转子轴台阶部位的锯齿配合。中段有一个绕筒一周的段面为矩形的沟槽，此环形沟槽与套筒复位档垫内圆的两个凸起部分配合。套筒内壁是与驱动轴后端螺旋导键配合的螺旋每键槽。该套筒便套车驱动轴后端。

所述套筒复位档垫20，是两个半圆形钢板，用铆钉对接成环形的圈垫，并且内圈有两个向圆心处相对凸起的部分，此凸起部分透过空心转子轴壁的一对相对的矩形孔卡嵌在螺旋导键套筒的环形沟槽33内，。

所述驱动轴复位弹簧19，是包套在驱动轴上的，当起动机完成起动程序后，它将驱动轴弹回复位。

所述驱动轴支撑滑套15，是一个一端带有突缘(以下称前端)外壁带有镙线的圈套筒，并且内径前端小后端大，向内镶嵌有驱动轴铜套该铜套内径与支撑滑套前端内径一致，驱动轴穿过该支撑滑套并形成滑动配合，驱动轴铜套在此起到缓解驱动轴和驱动轴支撑滑套的磨擦损耗。

所述驱动齿轮，是起动机的终端传动部分，它的中心孔呈花键型，并与驱动轴前端的花键紧配合，动力便由引传递给发动机。

本实用新型所述的强制啮合式直流起动机为了降低电刷和换向器的过度消耗，采用了质地较软的低铜电刷，这种电刷外观发亮，呈深灰色或黑色，用手摸有油腻感。电刷可根据起动机功率增大适当加宽，中功率起动机采用双引线电刷，大功率起动机采用双电刷，这样能有效地减小电刷和换向器的接触电阻，避免间隙放电，延长使用寿命。

启动时当点火开关闭合，见图1，蓄电池的电流便由点火开关接线柱及线圈绕组引出线进入磁力开关的线圈绕组并产生磁性，此时与磁力开关外壳5和起动机后端盖6构成闭合磁路的活动铁芯7便向前运行，并通过与活动铁芯7相连的推杆2，推杆动、静分离顶珠22以及驱动轴推杆3把推力传递给后端装有缓冲弹簧的驱动轴4此时驱动轴4便带动驱动齿轮23向前运行，并与发动机的大轮盘相啮合。与此同时和活动铁芯7相连的动触片12也在活动铁芯7的带动下，将两个静触片10、11连接起来，蓄电池的电流便通过电瓶正极镙栓8——静触片11——动触片12——静触片10——动机正极镙栓9——正极电刷24——转子换向器25——定子电刷26——定子线圈27——定子外壳28最后流回蓄电池的负极，形成起动电流的闭合回路，此时转子开始转动，扭矩通过空心转子轴前端传递给驱动轴支撑滑套15，支撑滑套15通过扭簧定位键槽16带动单向离合器扭簧17作扭簧正绕向旋转，单向离合器扭簧17是包在螺旋导键套筒18上的，同时螺旋导键套筒18又是套在驱动轴4上的，此时作正绕向旋转的扭簧17便在螺旋导键套筒18上的受到一个由驱动轴4和驱动齿轮29传过来的发动机大轮盘的阻力，扭簧17正绕向受力并收紧，螺旋导键套筒18和驱动轴支撑滑套15被紧紧的包在一起，使转子的扭矩由转子轴传递给驱动轴支撑滑套15——扭簧定位键槽16——单向离合器扭簧17——螺旋导键套筒18——螺旋导键29——驱动轴4——驱动齿轮23，最终传递给发动机大轮盘使机器发动。驱动轴后端的螺旋导键29在此起到一个向前推动驱动轴4的作用。由此便实现了磁力开关对传动机构的推进功能和磁力开关的闭合功能以及单向离合器“合”的功能。

另外，在活动铁芯7通过推杆2、3对驱动轴4作推进的过程中，驱动齿轮23的齿有可能和发动机大轮盘的齿顶到一起，无法相互嵌入，致使驱动轴4和驱动齿轮23停止运行，此时活动铁芯7和推杆2、3也能通过安装在驱动轴4后端的缓冲弹簧(未视出)运行到位，使动触片12和静触片10、11闭合来完成起动程序。

发动机发动后点火开关复位(断开)，磁力开关绕组断电失磁活动铁芯7由复位弹簧31弹回复位，动触片12与静触片10、11分离，直流电动机断电，此时驱动轴4也由驱动轴复位弹簧19弹回复位，但在复位过程中，发动机强大的动力要带动驱动齿轮23和驱动轴4以及螺旋导键套筒18作高速旋转，此扭矩由发动机大轮盘——驱动齿轮23——驱动轴4——驱动轴后端的螺旋导键29传递给螺旋导键套筒18并在单向离合器扭簧17内做反绕向旋转，使受反绕向旋转作用力的扭簧内径变大，对螺旋导键套筒18不在有束缚作用，此时发动机强大的动力就不会传递到直流电动机的转子上，驱动轴后端的螺旋导键29在这时起到加速驱动轴4复位的功能，驱动轴铜套14在这里可以缓解驱动轴4和驱动轴支撑滑套15的磨擦损耗。

由此单向离合器实现了“离”的功能以及磁力开关完成“开”的功能后自动关掉。

起动程序全部完成。

另外单向锯齿式单向离合器的工作原理如下：见图1和图2，当点火开关闭合，磁力开关的线圈绕组得电并产生磁性，此时活动铁芯7和推杆2、3便通过空心转子轴1推动驱动轴4和驱动齿轮23向前运行，并与发动机大轮盘啮合，当活动铁芯7运行到位动触片12也将两个静触片10、11接通，直流电动机得电并转动。扭矩由空心转子轴前端加粗部分底部的单向锯齿30传给后端带有反向锯齿的螺旋导键套筒18——驱动轴后端的螺旋导键29-驱动轴4——驱动齿轮23——发动机大轮盘，此时的单合锯齿30在转子轴前端主动，螺旋导键套筒18从动的情况下做逆锯齿旋转，电动机转子的扭矩便通过传动机机构传递给发动机大轮盘，由此便实现了单向锯齿式单向离合器“合”的功能。

当发动机完全发动后，点火开关断开磁力开关的线圈绕组断电失磁，活动铁芯7由复位弹簧13弹回复位，动触片12与两个静触片10、11分离，直流电动机断电，此时驱动轴4和驱动齿轮23也由复位弹簧19弹回复位。但在复位过程中发动机强大的动力要带动驱动齿轮23驱动轴4和螺旋导键套筒18作高速旋转，此时单向锯齿30在螺旋导键套筒18主动，转子轴前端从动的情况下做顺锯齿旋转，使螺旋导键套筒18在锯齿30的作用下做轴向弹跳旋转，发动机的强大动力不能够向起动机的转子传递，由此便实现了单向锯齿式单向离合器“离”的功能。

螺旋导键套筒复位挡垫20和螺旋导键套筒复位弹簧21在此起到螺旋导键套筒18在做顺锯齿旋转时弹起后复位的功能。

Claims (7)

1、强制啮合式直流起动机，具有直流串励式电动机、传动机构、控制装置，其特征是所述控制装置是一磁力开关，设置在电动机的后端盖上，电动机的转子轴为一具有台阶孔的空心轴，其前后端通过圆珠轴承安装在电动机的前后端盖上，所述磁力开关的推杆穿过该空心轴，在转子轴前端的空心部分安装有传动机构。

2、根据权利要求1所述的强制啮合式直流起动机，其特征是所述传动机构是扭簧式单向离合器。

3、根据权利要求1所述的强制啮合式直流起动机，其特征是所述传动机构是单向锯齿单向离合器，具有驱动轴(4)，螺旋导键套筒(18)，螺旋导键套筒复位挡垫(20)，驱动轴复位弹簧(19)，驱动轴铜套(14)，驱动轴支撑滑套(15)，螺旋导键套筒复位弹簧(21)，和驱动齿轮(23)，螺旋导健套筒(18)，驱动轴复位弹簧(19)，驱动轴支撑滑套(15)依次安装在空心转子轴(1)的空心部分，驱动轴支撑滑套(15)通过驱动轴铜套(14)安装在驱动轴(4)上。

4、根据权利要求3所述的强制啮合式直流起动机，其特征是所述驱动轴(4)的一端具有花键，与驱动轮(23)连接，另一端带有与螺旋导键套筒(18)配合的螺旋导键(29)，驱动轴后端在轴线上有一个深孔(31)，在该孔内设置有缓冲弹簧，挡垫和卡簧，在螺旋导键(29)的前面设有一个驱动轴限位滑块(32)，它与空心转子轴内壁滑动配合。

5、根据权利要求3或4所述的强制啮合式直流起动机，其特征是所述螺旋导键套筒(18)，是一个一端带有环形锯齿的圆筒，此锯齿和空心转子轴台阶部位的锯齿配合，中段有一个绕筒一周的段面为矩形的沟槽，此环形沟槽与套筒复位档垫内圆的两个凸起部分配合。

6、根据权利要求3或4所述的强制啮合式直流起动机，其特征是所述套筒复位档垫(20)是两个半圆形钢板，用铆钉对接成环形的圈垫，内圈有两个向圆心处相对凸起的部分，此凸起部分透过空心转子轴壁的一对相对的矩形孔卡嵌在螺旋导键套筒的环形沟槽(33)内。

7、根据权利要求5所述的强制啮合式直流起动机，其特征是所述套筒复位档垫(20)，是两个半圆形钢板，用铆钉对接成环形的圈垫，内圈有两个向圆心处相对凸起的部分，此凸起部分透过空心转子轴壁的一对相对的矩形孔卡嵌在螺旋导键套筒的环形沟槽(33)内。

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