专利名称：新型无磁力开关起动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车起动机，具体地说，是涉及一种无磁力开关起动机。
背景技术：
传统的汽车起动机是通过电磁开关通电后，由衔铁移动带动拔叉来推动起动机齿 轮，当起动机齿与飞轮齿啮合后，主电路连通，起动机开始转动。但是，现有的电磁开关出现 故障的几率很高，各种车型的电磁开关通用性很差，因此，在使用过程中存在很多不便，如 果在汽车使用过程中，特别是处于高速公路或偏僻的交通要道上，起动机磁力开关出现故 障，将会产生及其严重的后果，轻者耽误自己的时间，重者造型交通堵塞，甚至出现交通事 故，这种情况对于自动变速的汽车而言特别重要。出于上述原因，汽车起动机工作方式的改 进越来越受到大家的关注。目前，市面上已经出现了一种汽车起动机，通过在其定子绕组中装有一组吸力线 圈，使之起到磁力开关的功能，但是其齿前移靠的依然是电磁吸力，如果这组吸力线圈出现 故障，那么起动机功率将降低，而且齿不能前移，使得发动机不能起动。而且，通过吸力线圈 来代替磁力开关的方式仅仅适用于小功率起动机，因此，现有技术存在的诸多问题仍然未 能得到很好地解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型无磁力开关起动机，解决现有技术存在的问题， 使起动机的起动故障率大大降低，并延长起动机的使用寿命，节约大量有色金属，降低起动 机的生产制造成本。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下新型无磁力开关起动机，包括起动机本体，以及与起动机本体连接的电机轴，其特 征在于，所述电机轴后端设置有花键系统，在花套系统与起动机本体之间还设置有回位控 制系统。所述花键系统包括花键、花键套、花键毂、推块和推块座，所述起动机外部设置有 端盖，花键毂套接于起动机的端盖后端，花键套设置于花键毂中部，花键设置于与花键套对 应的电机轴上；推块座内设置有轴承，轴承套接于花键套上，推块下端固定于推块座上；电 机轴穿过花键套与起动机本体连接为一体。所述花键的倾斜方向与电机轴旋转向相反。所述花键向电机轴旋转的相反方向倾斜65°。所述推块座后端的电机轴上设置有限位卡圈。所述端盖外包覆有耐磨套。所述回位控制系统包括大回位弹簧、小回位弹簧、连接杆、定位杆和支撑块，起动 机本体前端设置有拔叉，拔叉通过拔叉支撑销固定于起动机本体上；支撑块下端固定于起 动机本体上，连接杆一端穿过支撑块上端与拔叉上端通过插销连接，另一端穿过推块上端，在连接杆的该端端头设置有挡块；大回位弹簧套接于连接杆上，且位于支撑块与拔叉之间； 定位杆穿过推块，一端固定于起动机本体上，另一端设有限位块；小回位弹簧一端与推块座 连接，另一端与起动机本体连接。所述起动机本体、电机轴、花键系统和回位控制系统外部包覆有防尘罩。本发明的设计原理为利用电机轴后端的花键与花键套配合，通过电机轴旋转带 动推块座前后移动，进一步使回位控制系统带动起动机拔叉下端前后移动，从而实现起动 机齿轮与飞轮齿的啮合和分离，达到起动发动机的目的。本发明打破了起动机的传统理论，取消了起动机的电磁开关，只在起动机的主电 路上任意位置安装一个专用继电器。该专用继电器与普通继电器相比，具有一个能使继电 器两触点接通的手动控制按钮，手动控制按钮与专用继电器内部的电磁铁连接。为使继电 器工作时，动作迅速、有力，专用继电器的线圈使用两组，一组为吸拉线圈，另一组为维持线 圈。在继电器内部出现故障时，可按下手动控制按钮，强行使起动机的主电路连通，使起动 机正常工作，这种操作方式仅作为应急使用。在上述方案中，为配合花键系统，本发明中起动机本体的端盖上螺孔位置与现有 技术中端盖上螺孔位置不同，其他结构均相同。在工作过程，各个部件的主要功能分别为1.花键套在电机轴旋转过程中，由于花键的作用，使花键套带动花键毂向外移 动，进而带动推块座移动；2.花键毂对花键套进行导向，保证花键套与推块座在移动时不摆动、不发卡；3.推块座作为花键套与推块之间的桥梁，为推块提供支撑，并带动推块移动；4.轴承改变花键套产生的力的方向，使推块座只能前后移动而不能左右旋转；5.推块随着推块座的移动而移动，并在移动中对连接杆形成一个牵引力；6.连接杆实现推块与拔叉支撑销的连接，并将推块移动形成的牵引力传递至拔 叉支撑销，从而控制拔叉下端移动；7.大回位弹簧和小回位弹簧两者分别位于起动机本体的上下两端，其中，小回 位弹簧控制推块座的回位，并相应地带动花键套回位，大回位弹簧即通过推块控制推块座 和花键套的回位，又控制拔叉下端的回位，进而带动起动机齿与飞轮齿分离；8.支撑块为大回位弹簧提供支撑作用；9.定位杆限制花键套、花键毂的移动方向，使其只能在电机轴上前后移动，而不 能左右转动；10.限位卡圈限制花键套的移动距离；11.防尘罩为起动机本体、电机轴、花键系统、回位控制系统及相关的部件提供 防尘保护。与现有技术相比，本发明具有以下优点1.取消了电磁开关，对制造商来说大大节约了成本；对使用者而言，由于电磁开 关在起动机故障中所占比例高达40%左右，因此取消电磁开关将使起动机出现故障的几率 大大降低，不仅使用更加放心，而且大大降低了维修开支；对于维修者来说，维修将更加简 单。如果在使用过程中因继电器出现故障造成起动机不能正常工作，只需要按下继电器上 的手动控制按钮，即可使起动机强行恢复工作。传统的起动机由于有电磁开关，一旦在野外 工作时电磁开关出现故障，将没有办法解决。
2.由于在起动机齿轮与飞轮齿接触时，起动机齿轮仍然是向电机轴旋转的相反方 向转动，并且此时电机轴已经处于转动状态，因此，在起动机齿轮和飞轮齿倒角作用下，以 及起动机齿轮单向啮合器的作用下，起动机齿轮与飞轮齿的啮合将更加自然，回位更顺畅， 随动性更好，因此，起动机齿轮、飞轮齿的使用寿命将大大延长。3.传统的起动机在不工作时，其电磁开关上由于接有主电源线而一直存在电流， 而起动机一般都安装于排气管下方，该处温度很高，且主电源线无保险，因此，起动机存在 很大的安全隐患，同时，电磁开关受高温影响，很容易造成开关工作状态不良，甚至损坏；本 发明既没有电磁开关，在非工作状态下，整个起动机总成上也完全无电，因此安全性更高， 工作状态更加稳定。4.传统的起动机很容易出现因电压太低、衔铁发滞等问题，这些问题将引起起动 机齿轮不回，从而导致起动机主电路断不开等故障出现。如果没有配置电源总开关，将很容 易烧毁起动机，甚至燃烧引起火灾。本发明中起动机主电路与继电器并非一体，主电路的通 断不受机械部件影响，继电器的触点开合也与起动机上的任何机械结构无关，它的开合仅 受点火开关的控制。因此，本发明中起动机的安全性和稳定性得到进一步提高。5.传统起动机的各种电磁开关形状、大小、安装螺孔等各不相同，通用性极差，如 遇维修，不仅电磁开关成本过高，而且配件供给也十分困难，既费时又费力，给使用者、维修 者都带来了很多的不便，本发明中只有继电器，分别为12V和24V两种，因此通用性极高，而 且安装时不受形状、尺寸大小、螺孔等因素限制，维修时也不需要将起动机全部拆卸下来， 安装、维修均十分方便。6.本发明设计巧妙，结构简单，重量小，成本低，工作时反应快捷灵活，由于没有电 磁开关，使得安装、拆卸也更加简、方便。7.电磁开关的取消，将节约大量的有色金属、铜等材料，使生产成本大大降低。本发明可适用于各型号的汽车，以及其他用途的发动机，具有很高的实用和推广 价值。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中专用继电器的结构示意图。附图中标号对应的名称1_起动机本体，2-电机轴，3-花键套，4-推块，5-推块 座，6-限位卡圈，7-大回位弹簧，8-小回位弹簧，9-连接杆，10-定位杆，11-支撑块，12-拔 叉支撑销，13-限位块，14-防尘罩，15-专用继电器，16-起动机齿轮，17-拔叉，18-花键毂， 19-专用继电器本体，20-接线柱，21-手动控制按钮，22-继电器控制接线柱。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，新型无磁力开关起动机，包括起动机本体1，以及与起动机本体1连接 的电机轴2，其特征在于，所述电机轴2后端设置有花键系统，在花键齿套系统与起动机本 体1之间还设置有回位控制系统。所述花键齿套系统包括花键、花键套3、花键毂18、推块4和推块座5，所述起动机外部设置有端盖，花键毂18套接于起动机的端盖上，与花键配合使用的花键套3设置于花 键毂18的中部，花键设置于与花键套对应的电机轴上；推块座5内设置有轴承，轴承套接于 花键套上，推块4下端固定于推块座5上；电机轴2穿过花键套3与起动机本体1连接为一 体。花键套上设置有卡弧，并通过卡弧对轴承进行限位。所述花键的倾斜方向与电机轴2旋转方向相反。所述花键向电机轴旋转的相反方向倾斜65°。所述推块座4后端的电机轴2上设置有限位卡圈6。所述端盖外包覆有耐磨套。所述回位控制系统包括大回位弹簧7、小回位弹簧8、连接杆9、定位杆10和支撑块 11，起动机本体1前端设置有拔叉17，拔叉17通过拔叉支撑销12固定于起动机本体上；支 撑块11下端固定于起动机本体1上，连接杆9 一端穿过支撑块11上端与拔叉17上端通过 插销连接，另一端穿过推块4上端，在连接杆的该端端头设置有挡块；大回位弹簧7套接于 连接杆9上，且位于支撑块11与拔叉17之间；定位杆10穿过推块4，一端固定于起动机本 体1上，另一端设有限位块13 ；小回位弹簧8 一端与推块座5连接，另一端与起动机本体1 连接。所述起动机本体1、电机轴2、花键系统和回位控制系统外部包覆有防尘罩14。下面结合案例对本发明的工作过程进行说明。在起动机主电路接通且电机轴旋转1/8圈时，花键套在花键的作用下，在电机轴 上朝远离起动机的方向移动2cm左右，推块座和推块亦进行相应移动，推块的移动将带动 连接杆移动，与连接杆连接的拔叉在拔叉支撑销控制下使其下端前移，从而推动起动机齿 轮与飞轮齿啮合。在这个过程中，大回复弹簧被压缩。由于起动机齿轮前移时，起动机齿轮中的花键是向电机轴旋转的相反方向倾斜， 所以起动机齿轮在拔叉的推动下前移时，起动机齿轮需要向电机轴旋转的相反方向转动一 定角度。由于起动机齿轮是在拔叉的推动下前移，因此起动机齿轮的反转速度大于电机轴 的旋转速度。用案例说明如下选用490型发动机配用的起动机，其齿轮为11齿，起动机本 体为减速型起动机，速比为3. 5 1，即电机轴转3. 5圈，起动机齿轮转1圈。当起动机本体 处于回位状态时，如果将起动机主电路接通，电机轴旋转1/8圈，安装于起动机本体后端且 套于电机轴上的花键毂将后移2cm，并最终导致起动机齿轮与飞轮齿啮合。经过测试，在这 个过程中，起动机齿轮从回位状态到啮合状态时，起动机齿轮将沿与电机轴旋转的相反方 向转动了 5/3齿，换算成度数为54. 5° ；而这个过程中，电机轴将转动1/28圈，换算成度数 为12.8°，也就是说，起动机齿轮仍然沿电机轴旋转的相反方向转动了 41. 7°，即在这一 过程中，起动机齿轮向电机轴旋转的相反方向进行了转动。由于起动机齿轮与飞轮齿刚接触时，会发生一定程度的撞击，在撞击后，起动机齿 轮需要马上改变转向，使其与电机轴转向一致，而此时，电机轴本就在转动，所以起动机齿 轮改变转向将比传统方式更加快捷、灵活。当起动机齿轮与飞轮齿刚刚啮合一点时，因受到 拔叉的推力，以及花键对起动机齿轮产生的推力，起动机齿轮将与飞轮齿迅速啮合到位。这 是因为起动机齿轮在向前推进时，起动机齿轮内的花键与电机轴旋转方向相反，所以此时 起动机齿轮仍在向电机轴旋转的相反方向旋转，只是由于起动机齿轮与飞轮齿啮合后，这 种现象在起动机齿轮上体现不出来，而在起动机齿轮内部的花键内孔上体现出来，这一功能是由起动机齿轮的单向啮合器实现的。因此，在这个过程中，起动机齿轮实际上未动，而 是其内的花键部分转动，起动机齿轮与飞轮齿的啮合并不会发咬，而是很顺畅自然地啮合 到位。当啮合到位后，由于限位卡圈的作用，起动机齿轮开始带动飞轮齿转动，从而开启发 动机。当起动机齿轮与飞轮齿啮合到位时，由于限位卡圈的作用，花键毂不再移动，起动 机齿轮也无法再向前移动，仅仅是带动飞轮齿转动，从而启动发动机。在起动机齿轮与飞轮齿啮合到位后，起动机齿轮为主动齿，电机轴上的花键将一 直存在一个将起动机齿轮向前推的推力，因而起动机齿轮不可能退回，而此时起动机本体 后端的花键毂在小回位弹簧的作用下，处于半回位状态。当发动机启动且关断主电路后，飞 轮齿将成为主动齿，起动机齿轮成为从动齿，起动机齿轮在其单向啮合器与花键的作用下， 迅速退回，使起动机齿轮与飞轮齿分离，同时，花键毂在大回位弹簧、小回位弹簧的作用下 回位，并控制拔叉使其上端前移，下端后移，从而使起动机齿轮保持在回位状态。如果起动机本体为非减速型起动机，则起动机本体后端的电机轴、花键毂及其他 连接机构均不变，只须将起动机齿轮与电机轴之间的花键的倾斜度加大，使起动机齿轮从 回位状态到与飞轮齿啮合到位这一过程中，起动机齿轮要向电机轴旋转的相反方向转动 120°，从而保证起动机齿轮在前移过程中，其转速大于电机轴的转速，以便起动机齿轮与 飞轮齿啮合更顺畅、自然。以长安汽车使用465发动机配备的起动机为例，起动机转1/8圈 为45°，此时起动机齿轮与飞轮齿啮合到位，那么起动机齿轮从回位状态到啮合状态，将要 转动120° ；又由于起动机齿轮为8齿，则每一个齿轮占据45°，那么起动机齿轮将比电机 轴多转动75°，相当于16/9齿，所以啮合时不会出现打齿、异常响声等现象。传统的起动机使用电磁开关，由于电流在电线中传输速度特别快，而每个电磁开 关内的吸拉线圈或维持线圈长度不过数10m，那么，当电磁开关通电后，线圈中产生磁力的 时间将特别短，相应地其衔铁移动的速度将特别快。根据计算可知，传统技术中起动机齿轮 前移的速度将是本发明的若干倍，那么当起动机齿轮与飞轮齿撞击时，其撞击力将是本发 明的若干倍，这就很容易加大起动机齿轮与飞轮齿的磨损，使得两者的使用寿命大大缩短， 对使用者来说，将是很大的损失。这也是本发明超越传统技术的又一特点。
权利要求
新型无磁力开关起动机，包括起动机本体(1)，以及与起动机本体(1)连接的电机轴(2)，其特征在于，所述电机轴(2)后端设置有花键系统，在花套系统与起动机本体(1)之间还设置有回位控制系统。2根据权利要求1所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述花键系统包括花键、花键套(3)、花键毂(18)、推块(4)和推块座(5)，所述起动机外部设置有端盖，花键毂(18)套接于起动机的端盖的后端，花键套(3)设置于花键毂(18)中部，花键设置于与花键套(3)对应的电机轴上；推块座(5)内设置有轴承，轴承套接于花键套(3)上，推块(4)下端固定于推块座(5)上；电机轴(2)穿过花键套(3)与起动机本体(1)连接为一体。
2.根据权利要求1所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述花键系统包括花 键、花键套(3)、花键毂(18)、推块(4)和推块座(5)，所述起动机外部设置有端盖，花键毂 (18)套接于起动机的端盖的后端，花键套(3)设置于花键毂(18)中部，花键设置于与花键 套⑶对应的电机轴上；推块座(5)内设置有轴承，轴承套接于花键套(3)上，推块⑷下 端固定于推块座(5)上；电机轴(2)穿过花键套(3)与起动机本体(1)连接为一体。
3.根据权利要求2所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述花键的倾斜方向 与电机轴⑵旋转向相反。
4.根据权利要求3所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述花键向电机轴旋 转的相反方向倾斜65°。
5.根据权利要求2或3所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述推块座(4)后 端的电机轴⑵上设置有限位卡圈(6)。
6.根据权利要求2所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述端盖外包覆有耐 磨套。
7.根据权利要求2所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述回位控制系统包 括大回位弹簧(7)、小回位弹簧(8)、连接杆(9)、定位杆(10)和支撑块(11)，起动机本体(I)前端设置有拔叉(17)，拔叉(17)通过拔叉支撑销(12)固定于起动机本体上；支撑块(II)下端固定于起动机本体(1)上，连接杆(9)一端穿过支撑块(11)上端与拔叉(17)上 端通过插销连接，另一端穿过推块(4)上端，在连接杆的该端端头设置有挡块；大回位弹簧 (7)套接于连接杆(9)上，且位于支撑块(11)与拔叉(17)之间；定位杆(10)穿过推块⑷， 一端固定于起动机本体(1)上，另一端设有限位块(13)；小回位弹簧(8) —端与推块座(5) 连接，另一端与起动机本体(1)连接。
8.根据权利要求1或7所述的新型无磁力开关起动机，其特征在于，所述起动机本体 (1)、电机轴(2)、花键系统和回位控制系统外部包覆有防尘罩(14)。
全文摘要
本发明公开了一种新型无磁力开关起动机，属于汽车起动机技术领域，主要解决了现有起动机中电磁开关容易损坏的问题。该新型无磁力开关起动机，包括起动机本体，以及于起动机本体连接的电机轴，其特征在于，所述电机轴后端设置有花键系统，在花键系统与起动机本体之间还设置有回位控制系统。通过花键系统的运动，带动回位控制系统控制起动机齿轮前移，与飞轮齿啮合，实现启动发动机的目的。本发明设计巧妙，结构简单，用机械结构代替了电磁开关，改变了起动机齿轮与飞轮齿的啮合方式，不仅延长了齿轮的使用寿命，还提高了起动机的安全性和稳定性，节约了大量有色金属，降低了生产成本。
文档编号F02N11/00GK101881248SQ201010210759
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者贺富军 申请人:贺富军