CN215762000U - 一种汽车发动机用行星减速直流起动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车发动机用行星减速直流起动机，包括外壳、电磁开关、拨叉机构、定子机构、刷架总成、电枢、行星减速机构和单向传动机构；电磁开关连接拨叉机构并控制拨叉机构转动，拨叉机构连接单向传动机构，并带动单向传动机构伸出或者收回；定子机构分别与电磁开关和电枢电连接，电枢一端位于刷架总成内，另一端位于行星减速机构内并带动行星减速机构转动，行星减速机构与单向传动机构连接。启动汽车发动机时，电磁开关工作带动拨叉机构转动，拨叉机构转动带动单向传动机构伸出，使单向传动机构与发动机的飞轮啮合；同时电枢转动，带动行星减速机构转动，进而带动单向传动机构转动，从而带动发动机的飞轮转动。

Description

一种汽车发动机用行星减速直流起动机

技术领域

本实用新型涉及汽车起动机技术领域，更具体地说涉及一种汽车发动机用行星减速直流起动机。

背景技术

起动机又叫马达，它将电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的启动。起动机按照工作原理分为直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等。内燃机上大都采用的是直流电起动机，其特点是结构紧凑、操作简单且便于维护。直流电起动机专门启动发动机，需要强大的转矩，因此要通过的电流量很大，达到几百安培。

目前，汽车发动机的启动都是通过外力实现的，较常见的一种启动方式是通过直流起动机进行启动。

现有技术中，申请号为CN202021982371.1的中国专利，公开了一种新型行星减速直流启动机，涉及汽车启动机技术领域。本实用新型包括前盖、壳体、传动轴总成、电磁开关、定子、电枢、刷架总成和后盖，与传统汽车启动机的工作方式不同，本实用新型的启动机为啮合式减速结构，即启动机工作前，驱动齿轮与发动机飞轮是啮合在一起的，启动机工作时驱动齿轴向不移动，直接带动发动机飞轮旋转，从而启动发动机，之后发动机飞轮脱离启动机驱动齿轮；当发动机停止后其飞轮与驱动齿轮自动啮合在一起，为下次启动做好准备。本实用新型的启动机与一般汽车启动机相比，启动次数和频次成倍提高，电机寿命在30万次以上，满足新能源油电混动汽车对启动机的高启动次数及高启动频率的性能要求。

上述专利中，起动机工作前，驱动齿轮与发动机飞轮是啮合在一起的，启动机工作时驱动齿轴向不移动，直接带动发动机飞轮旋转，从而启动发动机，之后发动机飞轮脱离启动机驱动齿轮；当发动机停止后其飞轮与驱动齿轮自动啮合在一起，为下次启动做好准。该种方式通过飞轮的移动，使飞轮与驱动齿轮啮合或脱离，相对于通过驱动齿轮的移动，使飞轮与驱动齿轮啮合或脱离，会复杂发动机飞轮的结构，进而使发动机成本增加。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种汽车发动机用行星减速直流起动机，启动汽车发动机时，电磁开关工作带动拨叉机构转动，拨叉机构转动带动单向传动机构伸出，使单向传动机构与发动机的飞轮啮合；同时电枢转动，带动行星减速机构转动，进而带动单向传动机构转动，从而带动发动机的飞轮转动，以实现汽车发动机启动；另外在定子绕组中，通过使定子线圈连接均压线，使各定子线圈上所加的电压一致，消除环流。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种汽车发动机用行星减速直流起动机，包括外壳、电磁开关、拨叉机构、定子机构、刷架总成、电枢、行星减速机构和单向传动机构；

所述电磁开关、拨叉机构、定子机构、刷架总成、电枢、行星减速机构和单向传动机构均位于所述外壳内部；所述电磁开关连接所述拨叉机构并控制所述拨叉机构转动，所述拨叉机构连接所述单向传动机构，并带动所述单向传动机构伸出或者收回，使单向传动机构与发动机的飞轮啮合或者脱离；所述定子机构分别与所述电磁开关和电枢电连接，所述电枢一端位于所述刷架总成内，另一端位于所述行星减速机构内并带动所述行星减速机构转动，所述行星减速机构与所述单向传动机构连接。

进一步的是，所述外壳包括前端的前盖、中间的定子机壳和后端的后盖；所述拨叉机构、行星减速机构和单向传动机构均位于所述前盖内，所述定子机构和电枢均位于所述定子机壳内，所述后盖盖合在所述刷架总成上。

进一步的是，所述拨叉机构包括拨叉、拨叉座、拨叉销轴、拨叉簧、弹簧座和橡胶塞；

所述拨叉的中部通过拨叉销轴转动安装在所述拨叉座上，拨叉的顶端与所述电磁开关的输出端铰接，底端与所述单向传动机构铰接；所述拨叉簧安装在所述拨叉中部和弹簧座之间，所述橡胶塞位于所述弹簧座后端。

进一步的是，所述定子机构包括定子和定子上的定子绕组；所述定子绕组包括定子线圈组、引线组成、接线片、护线衬、均压线和正极碳刷；

所述定子线圈组包括两个第一定子线圈和两个第二定子线圈，所述第一定子线圈和第二定子线圈呈环形间隔布置，且四个定子线圈之间并联设置；所述四个定子线圈的一端均连接所述引线组成，所述引线组成连接所述接线片，所述护线衬安装在所述引线组成上，四个定子线圈的另一端连接所述均压线，所述正极碳刷安装在所述均压线上。

进一步的是，所述第一定子线圈和第二定子线圈均包括两端的热缩带以及热缩带之间的若干匝扁铜线，所述若干匝扁铜线的各匝之间均设置有层间绝缘纸，所述第一定子线圈和第二定子线圈的线圈外表面均包扎有绝缘漆布；

所述引线组成包括引出线和软引线，所述引出线连接所述软引线，且所述引出线呈优弧结构；所述均压线呈优弧结构，均压线外套有绝缘导管；

所述正极碳刷包括碳刷块、套管和刷瓣，所述套管一端连接所述碳刷块，另一端连接所述刷瓣，正极碳刷包括左右两正极碳刷。

进一步的是，所述刷架总成包括刷架、负极碳刷和涡簧，所述负极碳刷和涡簧均安装在所述刷架上。

进一步的是，所述行星减速机构包括行星轮轴、若干行星齿轮和减速齿圈；

所述行星轮轴后端设置有行星轮安装盘，所述行星轮安装盘上设置有若干行星轮安装柱；所述若干行星齿轮安装在所述若干行星轮安装柱上，并位于所述减速齿圈内，与减速齿圈的内齿和电枢连接的电枢齿轮啮合。

进一步的是，所述单向传动机构包括单向器和驱动齿轮；所述单向器呈轴状结构，其后端开设有行星轮轴腔体，所述驱动齿轮安装在所述单向器前端。

进一步的是，所述减速齿圈上靠近所述电枢的一端设置有护油垫和护油盖，所述行星轮轴上设置有用于定位行星轮轴，以及限制所述单向器在所述行星轮轴上位置的卡圈。

进一步的是，所述单向器通过轴承转动安装在所述外壳内，所述轴承前端设置有骨架油封；所述单向器和驱动齿轮之间安装有缓冲弹簧，单向器前端设置有用于固定所述驱动齿轮的挡套，所述挡套内设置有卡在所述单向器侧壁的钢丝卡圈。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型中，启动汽车发动机时，电磁开关工作带动拨叉机构转动，拨叉机构转动带动单向传动机构伸出，使单向传动机构与发动机的飞轮啮合；同时电枢转动，带动行星减速机构转动，进而带动单向传动机构转动，从而带动发动机的飞轮转动，以实现汽车发动机启动。

2、本实用新型中，通过使定子线圈连接均压线，使各定子线圈上所加的电压一致，消除环流，另外均压线方便了正极碳刷的焊接操作。

3、本实用新型中，定子线圈组包括两个第一定子线圈和两个第二定子线圈，第一定子线圈和第二定子线圈呈环形间隔布置，且四个定子线圈之间并联设置，以形成四极磁场，产生磁通。

4、本实用新型提供的起动机，适用于三菱各种汽车及装备，如大型卡车、挖掘机、推土机、拖拉机等，具有功率大、转矩高、寿命长的特点。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型定子绕组的轴向视图；

图3为本实用新型定子绕组的侧视图；

图4为本实用新型定子绕组的展开图；

图5为本实用新型定子绕组的电气原理图；

图6为本实用新型定子绕组中第一定子线圈的示意图；

图7为本实用新型定子绕组中第一定子线圈的侧视图；

图8为本实用新型定子绕组中引线组成的示意图；

图9为本实用新型定子绕组中正极碳刷的示意图；

图10为本实用新型刷架总成的示意图；

图11为本实用新型行星轮轴的示意图；

附图标记：

1、外壳；11、前盖；12、定子机壳；13、后盖；2、电磁开关；3、拨叉机构；31、拨叉；32、拨叉座；33、拨叉销轴；34、拨叉簧；35、弹簧座；36、橡胶塞；4、定子机构；40、定子绕组；41、定子线圈组；411、第一定子线圈；412、第二定子线圈；413、热缩带；414、扁铜线；415、层间绝缘纸；416、绝缘漆布；42、引线组成；421、引出线；422、软引线；43、接线片；44、护线衬；45、均压线；46、正极碳刷；461、碳刷块；462、套管；463、刷瓣；47、绝缘导管；48、定子；5、刷架总成；51、刷架；52、负极碳刷；53、涡簧；6、电枢；7、行星减速机构；71、行星轮轴；711、行星轮安装盘；712、行星轮安装柱；72、行星齿轮；73、减速齿圈；74、护油垫；75、护油盖；76、卡圈；8、单向传动机构；81、单向器；811、行星轮轴腔体；82、驱动齿轮；83、轴承；84、骨架油封；85、缓冲弹簧；86、挡套；87、钢丝卡圈。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种汽车发动机用行星减速直流起动机，如图1所示，包括外壳1、电磁开关2、拨叉机构3、定子机构4、刷架总成5、电枢6、行星减速机构7和单向传动机构8。

电磁开关2、拨叉机构3、定子机构4、刷架总成5、电枢6、行星减速机构7和单向传动机构8均位于外壳1内部；电磁开关2连接拨叉机构3并控制拨叉机构3转动，拨叉机构3连接单向传动机构8，并带动单向传动机构8伸出或者收回，使单向传动机构8与发动机的飞轮啮合或者脱离；定子机构4分别与电磁开关2和电枢6电连接，电枢6一端位于刷架总成5内，另一端位于行星减速机构7内并带动行星减速机构7转动，行星减速机构7与单向传动机构8连接。

本实施例中，外壳1为起动机的外部壳体；电磁开关2用于控制起动机的运行；拨叉机构3用于控制单向传动机构8伸出或者收回，使单向传动机构8与发动机的飞轮啮合或者脱离；定子机构4用于产生旋转磁场；刷架总成5用于传导电流；电枢6用于在定子机构4产生旋转磁场中转动；行星减速机构7用于将电枢6的高速转动进行降速；单向传动机构8用于传递转动，进而带动发动机的飞轮转动，以实现汽车发动机启动。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，如图1所示，外壳1包括前端的前盖11、中间的定子机壳12和后端的后盖13；拨叉机构3、行星减速机构7和单向传动机构8均位于前盖11内，定子机构4和电枢6均位于定子机壳12内，后盖13盖合在刷架总成5上。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作进一步的改进，如图1所示，拨叉机构3包括拨叉31、拨叉座32、拨叉销轴33、拨叉簧34、弹簧座35和橡胶塞36；拨叉31的中部通过拨叉销轴33转动安装在拨叉座32上，拨叉31的顶端与电磁开关2的衔铁铰接，底端与单向传动机构8铰接；拨叉簧34安装在拨叉31中部和弹簧座35之间，橡胶塞36位于弹簧座35后端。

本实施例中，通过拨叉31顶端的电磁开关2动作，带动拨叉31以拨叉销轴33为支点进行转动，使拨叉31带动其底端的单向传动机构8移动，以方便单向传动机构8与发动机的飞轮啮合或者脱离。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作进一步的改进，如图1-5所示，定子机构4包括定子48和定子48上的定子绕组40；定子绕组40包括定子线圈组41、引线组成42、接线片43、护线衬44、均压线45和正极碳刷46。

定子线圈组41包括两个第一定子线圈411和两个第二定子线圈412，第一定子线圈411和第二定子线圈412呈环形间隔布置，且四个定子线圈之间并联设置；四个定子线圈的一端均连接引线组成42，引线组成42连接接线片43，护线衬44安装在引线组成42上，四个定子线圈的另一端连接均压线45，正极碳刷46安装在均压线45上。

本实施例中，通过使定子线圈连接均压线45，使各定子线圈上所加的电压一致，消除环流。四个定子线圈之间并联设置，以形成四极磁场，产生磁通。

作为本实施例的优化方案，如图6和7所示，第一定子线圈411和第二定子线圈412均包括两端的热缩带413以及热缩带413之间的若干匝扁铜线414，若干匝扁铜线414的各匝之间均设置有层间绝缘纸415，第一定子线圈411和第二定子线圈412的线圈外表面均包扎有绝缘漆布416。

其中，第一定子线圈411和第二定子线圈412均用高温180°裸扁铜线414通过绕线模具绕制而成，二者区别只是根据在绕组总成中位置和产生磁场方向不同而设计不同的出线位置和不同的绕制方向，线圈根据需要设计绕制匝数，各匝之间有层间绝缘纸415，随铜线一并绕制，起层间绝缘作用。

线圈外表面包扎有绝缘漆布416，以使线圈与磁极、机壳间相互绝缘。各线圈之间借助引线组成42通过焊接方式连接成四路并联绕组，具体连接方式按图4进行，且产生磁场方向符合电气原理图5。

作为本实施例的优化方案，如图8所示，引线组成42包括引出线421和软引线422，引出线421连接软引线422，且引出线421呈优弧结构。引线组成42用于引入直流电流到定子绕组，又要起连接、固定各线圈的作用。

均压线45呈优弧结构，均压线45外套有绝缘导管47。在制作工艺过程中各线圈长度有差异，会影响电阻平衡，本实施例通过设置有均压线45，起均衡电压的作用，以免影响各磁极磁通量的均衡程度。另外均压线45方便了正极碳刷的焊接操作，虽然碳刷可以直接并焊于两线圈出线端，但焊接不方便，本实施例通过设置有上述优弧结构的均压线45，方便了正极碳刷的焊接操作；最后均压线45还具有使绕组整体稳固，不易变形的作用。

作为本实施例的优化方案，如图9所示，正极碳刷46包括碳刷块461、套管462和刷瓣463，套管462一端连接碳刷块461，另一端连接刷瓣463，正极碳刷46包括左右两正极碳刷46。正极碳刷46的作用是将定子线圈组41的电流传递至电枢换向器的电枢线圈。

实施例5

本实施例在实施例4的基础上作进一步的改进，如图1和10所示，刷架总成5包括刷架51、负极碳刷52和涡簧53，负极碳刷52和涡簧53均安装在刷架51上。

实施例6

本实施例在实施例5的基础上作进一步的改进，如图1和11所示，行星减速机构7包括行星轮轴71、若干行星齿轮72和减速齿圈73；行星轮轴71后端设置有行星轮安装盘711，行星轮安装盘711上设置有若干行星轮安装柱712；若干行星齿轮72安装在若干行星轮安装柱712上，并位于减速齿圈73内，与减速齿圈73的内齿和电枢6连接的电枢齿轮啮合。

在使用时，电枢6连接的电枢齿轮转动，带动若干行星齿轮72在减速齿圈73内转动，若干行星齿轮72转动进而带动行星轮轴71转动，以将电枢输出的高速转动降速，输出高转矩。

减速齿圈73上靠近电枢6的一端设置有护油垫74和护油盖75，行星轮轴71上设置有用于定位行星轮轴71，以及限制单向传动机构8的单向器81在行星轮轴71上位置的卡圈76。

实施例7

本实施例在实施例6的基础上作进一步的改进，如图1所示，单向传动机构8包括单向器81和驱动齿轮82；单向器81呈轴状结构，其后端开设有行星轮轴腔体811，驱动齿轮82安装在单向器81前端。通过单向器81带动驱动齿轮82移动以及转动。

单向器81通过轴承83转动安装在外壳1内，轴承83前端设置有骨架油封84；单向器81和驱动齿轮82之间安装有缓冲弹簧85，以减缓驱动齿轮啮合时造成的冲击力；单向器81前端设置有用于固定驱动齿轮82的挡套86，挡套86内设置有卡在单向器81侧壁的钢丝卡圈87。

本实施例提供的电磁开关2，为现有常规的电磁开关，包括了S端子与B+端子，吸拉线圈和维线圈（两者并联），以及衔铁。吸拉线圈与定子绕组、电枢线圈串联。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

工作时，电磁开关2通电，刚通电时，定子、电枢中电流很小，不能使电枢转动。同时刚通电时，电磁开关2的衔铁移动，带动拨叉31以拨叉销轴33为支点进行转动，使拨叉31带动其底端的单向器81向前移动，单向器81向前移动带动驱动齿轮82向前移动，驱动齿轮82向前移动达到伸出位置并与发动机飞轮啮合。

驱动齿轮82与发动机飞轮啮合时，电磁开关2中的吸拉线圈被短路掉，线路中电阻大大减小，电流大增，电枢6将转动。电枢6转动时，带动若干行星齿轮72在减速齿圈73内转动，若干行星齿轮72转动进而带动行星轮轴71转动，行星轮轴71转动带动单向器81和驱动齿轮82转动，从而带动发动机飞轮转动，实现发动机点火起动。

当开关吸拉线圈被短路时，其中电流方向将反向，且与维线圈中电流方向串联在一起，此时开关线圈中电流将很小，在开关回位簧反作用力作用下衔铁回位，单向器81及驱动齿轮82回退，驱动齿轮82退出啮合，回到静止位置，本次起动过程完毕。

在工作时，具体工作过程电流的流动方向为：电磁开关—引线组成—定子线圈组—均压线—正极碳刷—电枢—负极碳刷—刷架底板—后盖接地。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种汽车发动机用行星减速直流起动机，其特征在于：包括外壳（1）、电磁开关（2）、拨叉机构（3）、定子机构（4）、刷架总成（5）、电枢（6）、行星减速机构（7）和单向传动机构（8）；

所述电磁开关（2）、拨叉机构（3）、定子机构（4）、刷架总成（5）、电枢（6）、行星减速机构（7）和单向传动机构（8）均位于所述外壳（1）内部；所述电磁开关（2）连接所述拨叉机构（3）并控制所述拨叉机构（3）转动，所述拨叉机构（3）连接所述单向传动机构（8），并带动所述单向传动机构（8）伸出或者收回，使单向传动机构（8）与发动机的飞轮啮合或者脱离；所述定子机构（4）分别与所述电磁开关（2）和电枢（6）电连接，所述电枢（6）一端位于所述刷架总成（5）内，另一端位于所述行星减速机构（7）内并带动所述行星减速机构（7）转动，所述行星减速机构（7）与所述单向传动机构（8）连接。

2.如权利要求1所述的直流起动机，其特征在于：所述外壳（1）包括前端的前盖（11）、中间的定子机壳（12）和后端的后盖（13）；所述拨叉机构（3）、行星减速机构（7）和单向传动机构（8）均位于所述前盖（11）内，所述定子机构（4）和电枢（6）均位于所述定子机壳（12）内，所述后盖（13）盖合在所述刷架总成（5）上。

3.如权利要求1所述的直流起动机，其特征在于：所述拨叉机构（3）包括拨叉（31）、拨叉座（32）、拨叉销轴（33）、拨叉簧（34）、弹簧座（35）和橡胶塞（36）；

所述拨叉（31）的中部通过拨叉销轴（33）转动安装在所述拨叉座（32）上，拨叉（31）的顶端与所述电磁开关（2）的输出端铰接，底端与所述单向传动机构（8）铰接；所述拨叉簧（34）安装在所述拨叉（31）中部和弹簧座（35）之间，所述橡胶塞（36）位于所述弹簧座（35）后端。

4.如权利要求1所述的直流起动机，其特征在于：所述定子机构（4）包括定子（48）和定子（48）上的定子绕组（40）；所述定子绕组（40）包括定子线圈组（41）、引线组成（42）、接线片（43）、护线衬（44）、均压线（45）和正极碳刷（46）；

所述定子线圈组（41）包括两个第一定子线圈（411）和两个第二定子线圈（412），所述第一定子线圈（411）和第二定子线圈（412）呈环形间隔布置，且四个定子线圈之间并联设置；所述四个定子线圈的一端均连接所述引线组成（42），所述引线组成（42）连接所述接线片（43），所述护线衬（44）安装在所述引线组成（42）上，四个定子线圈的另一端连接所述均压线（45），所述正极碳刷（46）安装在所述均压线（45）上。

5.如权利要求4所述的直流起动机，其特征在于：所述第一定子线圈（411）和第二定子线圈（412）均包括两端的热缩带（413）以及热缩带（413）之间的若干匝扁铜线（414），所述若干匝扁铜线（414）的各匝之间均设置有层间绝缘纸（415），所述第一定子线圈（411）和第二定子线圈（412）的线圈外表面均包扎有绝缘漆布（416）；

所述引线组成（42）包括引出线（421）和软引线（422），所述引出线（421）连接所述软引线（422），且所述引出线（421）呈优弧结构；所述均压线（45）呈优弧结构，均压线（45）外套有绝缘导管（47）；

所述正极碳刷（46）包括碳刷块（461）、套管（462）和刷瓣（463），所述套管（462）一端连接所述碳刷块（461），另一端连接所述刷瓣（463），正极碳刷（46）包括左右两正极碳刷（46）。

6.如权利要求1所述的直流起动机，其特征在于：所述刷架总成（5）包括刷架（51）、负极碳刷（52）和涡簧（53），所述负极碳刷（52）和涡簧（53）均安装在所述刷架（51）上。

7.如权利要求1所述的直流起动机，其特征在于：所述行星减速机构（7）包括行星轮轴（71）、若干行星齿轮（72）和减速齿圈（73）；

所述行星轮轴（71）后端设置有行星轮安装盘（711），所述行星轮安装盘（711）上设置有若干行星轮安装柱（712）；所述若干行星齿轮（72）转动安装在所述若干行星轮安装柱（712）上，并位于所述减速齿圈（73）内，与减速齿圈（73）的内齿和电枢（6）连接的电枢齿轮啮合。

8.如权利要求7所述的直流起动机，其特征在于：所述单向传动机构（8）包括单向器（81）和驱动齿轮（82）；所述单向器（81）呈轴状结构，其后端开设有行星轮轴腔体（811），所述驱动齿轮（82）安装在所述单向器（81）前端。

9.如权利要求8所述的直流起动机，其特征在于：所述减速齿圈（73）上靠近所述电枢（6）的一端设置有护油垫（74）和护油盖（75）；所述行星轮轴（71）上设置有用于定位行星轮轴（71），以及限制所述单向器（81）在所述行星轮轴（71）上位置的卡圈（76）。

10.如权利要求8所述的直流起动机，其特征在于：所述单向器（81）通过轴承（83）转动安装在所述外壳（1）内，所述轴承（83）前端设置有骨架油封（84）；所述单向器（81）和驱动齿轮（82）之间安装有缓冲弹簧（85），单向器（81）前端设置有用于固定所述驱动齿轮（82）的挡套（86），所述挡套（86）内设置有卡在所述单向器（81）侧壁的钢丝卡圈（87）。

Images