专利名称：双控回退式直流电动起动机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气设备领域，特别涉及一种用于汽车内燃发动机起动装置的双控回退式直流电动起动机。
背景技术：
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)启动和电力启动两种，通称后者为起动机。因采用起动机启动省力，且操作安全简便、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。
传统起动机由串励式电动机、传动机构、控制装置三部分组成，其控制装置设置在起动机的侧前方，由拨叉将传动装置拨出，使其和发动机大轮盘啮合，这种结构属反作用力控制，机械阻力大、行程大，并易失调，传动机构易“打滑”，均能影响正常工作，致使传统起动机故障率高，维修频繁。随着汽车工业的日益发展、普及，众多的普通家庭都拥有了汽车。因而汽车的安全性、便利性以及尽力减少起动故障就提到了重要日程。本设计人就是本着这样的宗旨，提出一种新型的汽车发动机的开发研制工作。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、生产成本低、故障率低、使用寿命长的双控回退式直流电动起动机。这是针对已有汽车起动机结构存在着控制装置机械阻力大、易失调、传动机构易打滑，维修频繁等诸多弊病而提出的，为了克服上述缺陷而重新设计这种双控回退式直流电动起动机的。本实用新型的目的，是依靠以下技术方案来实现的，一种双控回退式直流电动起动机，主要包括串励式直流电动机、控制装置、传动机构三大部分，其特征在于，所述控制装置，它又包括设置在该起动机前端盖内侧并套在驱动轴外围的空心筒状内铁芯组件，以及装有电磁线圈并在后端装有动触点的外铁芯组件；所述传动装置，包括驱动轴端部装置的螺旋导键，以及啮合在螺旋导键之外的驱动齿轮。本方案中的控制装置与已有技术不同点是，它所含有的内、外铁芯组件，它们组成了磁力开关及电流开关的新功能；传动装置与已有技术不同点是，含有螺旋导键的驱动齿轮代替了传统起动机中的单向啮合器。所述“双控回退式”是指一个完整的电磁铁，其内、外铁芯，可以依次(先后)产生两个方向的作用力各完成一项工作，并且其中一个作用力有自动回退功能，因此全称叫做双向控制可回退式直流电动起动机，简称“双控回退式直流电动起动机”。
所述内铁芯外面装有一个在端口部朝向驱动端的收拢成台阶孔状的衬套，并在台阶孔前部装有内铁芯复位弹簧和内铁芯限位装置。内铁芯前端顶压在滑动垫片上，内铁芯限位装置是一个端部具有内外突缘并套装在驱动轴之外的圆型套筒。所述驱动轴和驱动齿轮的连接关系为轴向滑动配合在驱动轴最端部装有驱动齿轮止推环，和驱动齿轮复位弹簧，在驱动轴外侧沿轴向开有两条对称的导槽，其内装有两个推杆，推杆两端分别通过两个相同的可滑动垫片顶压在内铁芯前端和驱动齿轮背面。所述可滑动垫片，是一个内圆有两个对称的向圆心处凸起部分的圆垫，这两个凸起部分卡嵌在驱动轴外侧的导槽内，并与两个推杆在导槽内滑动配合。
本实用新型所述的双控回退式直流电动起动机比起已有技术，具有如下优点1、传统起动机的磁力开关为单向控制，即由一个方向的动作(作用力)来先后完成两项不同的工作，这样就导致控制装置结构繁杂，给零部件的尺寸确定和调试维修工作带来了难度，很容易造成控制失调导致起动机顶齿、打齿、不吸合、不回退。
而双控回退式直流电动起动机针对上述设计缺陷，取消传统起动机侧装式磁力开关，改为同轴内装式，这样原来由磁力开关单向控制先后完成两项不同的工作，改为内外铁芯，双向依次动作各完成一项工作，两个方向的动作各有复位弹簧顶压，只要两个方向的弹簧压力不一样就很自然地实现两个动作先后依次完成。
2、取消反作用力拨叉，改为两个推杆，并由内铁芯推动来控制驱动齿轮，这一动作更直接，更有效，使整个控制装置动作自然流畅，减少了各种机械损耗，降低了磁力开关的消耗功率和汽车起动线路的损耗，在大中功率起动机上，省去了起动继电器，进一步降低了起动系统的故障率。
3、双控回退式直流电动起动机，由于控制装置增加了自动回退功能，很自然地省去了传统起动机的单向啮合器，所述传动机构只保留一个驱动齿轮，生产成本和故障率因此有了实质性下降。
4、双控回退式直流电动起动机外观浑然一体，极易封闭，不易进水，这对延长起动机使用寿命起到了关键性作用。
简要地说，本实用新型的有益效果是，这种直流电动起动机可使机械阻力小，不易打滑，起动机故障率低，总成本也低，能实现汽车的顺利高效发动。
图1表示双控回退式直流电动起动机结构剖视图图2表示该起动机电原理图图3驱动轴与驱动齿轮连接关系局部示意图图4该直流电动起动机总体结构示意图具体实施方式
参照图1、图2，表示本实用新型所述的双控回退式直流电动起动机的控制装置及传动机构剖视图和电原理图。图中表示该直流电动起动机具有串励式直流电动机，控制装置、传动机构、控制装置包含一个设置在起动机的驱动端，由空心筒状内铁芯3，包套在驱动轴9上，并与驱动端盖8的内壁滑配合，外铁芯1和内铁芯3内铁芯衬套4构成一个闭合磁路，再加上电磁线圈2、动触点17，静触点18，外铁芯复位弹簧5和内铁芯复位弹簧6，内铁芯限位装置7，两个推杆16’，推杆两端的两个滑动垫片15及15’，便组成了一个完整的双向回退式磁力开关(控制装置)，其中内铁芯复位弹簧6安装在内铁芯衬套4和内铁芯限位装置7之间，推杆16’安装在驱动轴9的两条轴向导槽16内，也可在驱动端盖8的驱动端打孔，将推杆16’对称安装在孔内，两个可滑动垫片15及15’套在驱动轴9外围设置在两个推杆16’两端，并分别顶压在内铁芯3的前面和驱动齿轮14背面，电磁线圈2通过引线连接到固定在机壳的接线柱a上，动触点17通过引线连接到固定在机壳的接线柱19上，其中内铁芯复位弹簧6和驱动齿轮复位弹簧12的压力总和要小于外铁芯复位弹簧5的压力，驱动轴9通过轴承10安装在驱动端盖8的端部，在驱动轴9端部的螺旋导键11处，装有其内孔也具有螺旋导键的驱动齿轮14，驱动轴9最端部的卡簧槽处通过卡簧装有止推环13，驱动齿轮14和止推环13之间装有复位弹簧12，这样就组成了一个完整的传动机构，在图2中已表明磁力开关的磁力线圈由主、副两个绕组绕成，其中主、副两绕组的同名端合并到一起和点火开关K1相连接，主绕组的另一端连接到电机定子和转子的中点处，副绕组的另一端与蓄电池E的负极连接。
启动时点火开关闭合、接线柱a得电并通过引线传到电磁线圈2，此时外铁芯1和内铁芯3、衬套4随即产生磁性，由于两个复位弹簧6和12的压力总和小于复位弹簧5的压力，所以内铁芯3和衬套4在磁力线的作用下，首先产生作用力，并通过滑动垫片15及15’、推杆16’将驱动齿轮14向前推进，直至和发动机大轮盘啮合，当内铁芯3和衬套4推进至内铁芯限位装置7时停止运行，此时外铁芯1和内铁芯3、衬套4的磁隙尚未闭合，在磁力线的作用下，外铁芯1要克服复位弹簧5的压力，带动动触点17作反方向运行，直至动触点17和静触点18闭合，此时磁力开关便完成了它的双向控制功能(简称“双控”)，蓄电池E的电流由接线柱19经引线、动触点17、静触点18流向串励式直流起动机，转子开始转动，动力由与转子同轴的驱动轴9经驱动轴螺旋导键11传递给驱动齿轮14，直至发动机大轮盘，发动机开始起动。
发动机发动以后起动机的负荷骤然减轻，串励式直流电动机完全处于空载状态，此时转子两端的电压迅速升高，由于串励式直流电动机，定子和转子是串联的，所以定子两端的电压迅速降至接近零电位，可以看出，当起动机正在执行启动工作时，点火开关K1和磁力开关K2都呈闭合状态，也就是说磁力线圈的主绕组和电动机的定子线圈是并联的，所以磁力线圈2的主绕组的电压同时也降至接近零电位，此时的磁力开关只有一个副绕组还保持着电源电压，由于少了主绕组的参与，磁力开关闭合磁路的磁力骤减，外铁芯1只能和内铁芯衬套4保持吸力，对内铁芯3的束缚力已经很微弱了，发动以后的发动机，大轮盘的转速要远远超过起动机的转速。在大轮盘主动、驱动齿轮14从动的情况下，驱动齿轮14会沿着螺旋导键11的方向迅速回退，内铁芯3和两个滑动垫片15及15’，两个推杆16’也在驱动齿轮14回退时的推动力下迅速回退，此时假如点火开关关断不及时，甚至不关断起动机也只是空转而已，至此控制装置在驱动齿轮14和螺旋导键11的配合下，完成了自动回退的功能，点火开关关断以后，磁力开关断电失磁，外铁芯1由复位弹簧5弹回复位，动、静触点17、18迅速分离，起动机断电停止转动，内铁芯衬套4由复位弹簧6弹回复位，至此一个完整的起动程序结束。其中静触点18的后部设有换向器21，其外缘是电刷及电刷架20，最后是后端盖22。参照图3，表示驱动轴与驱动齿轮连接关系局部示意图。参照图4，为该双控回退式直流电动起动机总体结构图。
权利要求1.一种双控回退式直流电动起动机，主要包括串励式直流电动机、控制装置、传动机构三大部分，其特征在于，所述控制装置，它又包括设置在该起动机前端盖内侧并套在驱动轴外围的空心筒状内铁芯组件，以及装有电磁线圈并在后端装有动触点的外铁芯组件；所述传动装置，包括驱动轴端部装置的螺旋导键，以及啮合在螺旋导键之外的驱动齿轮。
2.根据权利要求1所述的双控回退式直流电动起动机，其特征在于，所述内铁芯外面装有一个在端口部朝向驱动端的收拢成台阶孔状的衬套，并在台阶孔前部装有内铁芯复位弹簧和内铁芯限位装置。
3.根据权利要求1和2所述的双控回退式直流电动起动机，其特征在于，内铁芯限位装置是一个端部具有内外突缘并套装在驱动轴之外的圆型套筒。
4.根据权利要求1所述的双控回退式直流电动起动机，其特征在于，所述驱动轴和驱动齿轮的连接关系为轴向滑动配合在驱动轴最端部装有驱动齿轮止推环，和驱动齿轮复位弹簧。
5.根据权利要求1所述的双控回退式直流电动起动机，其特征在于，在所述驱动轴外侧，可在沿轴方向开有两条对称的导槽，其内装有两个推杆，推杆一端通过一个圆形可滑动垫片顶压在驱动齿轮背面；另一端通过相同的可滑动垫片和内铁芯前端相连。
6.根据权利要求1和5所述的双控回退式直流电动起动机，其特征在于，在所述驱动轴外侧，可以在驱动端盖的端部对称设置两个孔，其内装有两个推杆，推杆一端通过一个圆形可滑动垫片顶压在驱动齿轮背面；另一端通过相同的可滑动垫片和内铁芯前端相连。
7.根据权利要求1和5所述的双控回退式直流电动起动机，其特征在于，与所述推杆相接触的圆形可滑动垫片，是一个内圆有两个对称的向圆心处凸起的圆垫，这两个凸起部分卡嵌在驱动外侧的导槽内，并与两个推杆在导槽内滑动配合。
专利摘要双控回退式直流电动起动机，属于电气设备领域，特别涉及一种双控回退式直流电动起动机，主要包括串励式直流电动机、控制装置、传动机构三大部分，所述控制装置，又包括设置在该起动机前端盖内侧并套在驱动轴外围的空心筒状内铁芯组件，以及装有电磁线圈并在后端装有动触点的外铁芯组件；所述传动装置，包括驱动轴端部装置的螺旋导键，以及啮合在螺旋导键之外的驱动齿轮。这种直流电动起动机结构简单并可使机械阻力小，不易打滑，起动机故障率低，能实现汽车的顺利高效发动，而且，投入成本比以往低。
文档编号H02P1/18GK2689588SQ20042004757
公开日2005年3月30日 申请日期2004年4月5日 优先权日2004年4月5日
发明者姚立亚 申请人:姚立亚