[实用新型]车辆起动机及其过载保护和减振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于车辆起动机中的过载保护和减振装置以及包含这种过载保护和减振装置的车辆起动机。

背景技术

机动车辆通常使用电力起动机来起动车辆的发动机，起动机将车辆蓄电池储存的电能转变为机械能，带动车辆的发动机运转，以将发动机起动。

起动机大体上由直流电动机、传动机构和控制装置等组成。在起动车辆的发动机时，电动机在蓄电池的直流电作用下产生旋转力矩。该旋转力矩通过传动机构传递到发动机飞轮上的从动齿轮，来驱动发动机的曲轴旋转。传动机构包括与电动机的输出轴相连的减速机构、与减速机构相连的超越离合器、在后端通过花键与超越离合器相连的驱动轴，安装在驱动轴前端处的用于驱动从动齿轮的小齿轮。所述花键使得所述驱动轴能够相对于超越离合器轴向滑动。控制装置用于控制电动机的运转以及驱动轴的轴向移动，以使小齿轮与从动齿轮啮合和脱离。

在通过点火钥匙启动车辆时，起动机被接通，小齿轮随着驱动轴被向前移动，以使小齿轮与从动齿轮啮合，从而启动发动机。在发动机达到一定转速后，驱动轴带着小齿轮后退而脱离与从动齿轮的啮合。

内燃机由于其本身的结构和工作原理决定其转速具有不稳定性。在其四个冲程中，有只燃料爆炸的冲程是促使内燃机加速转动，另外三个都产生阻力，而不是动力。四冲程内燃机每转动两周完成四个冲程。在起动机的操作过程中，起动机一般需要驱动内燃机完成3到4转。在这个过程中，起动机会经历载荷的波动，而且有部分时候载荷还是负值。这意味着起动机在驱动内燃机的过程中会被强制加速与减速。在这过程中，起动机的载荷值将超过两倍的起动机最大输出扭矩。这也是起动机工作时的最大载荷。这个载荷通常作为起动机的设计输入，决定起动机各部件的承载能力设计。另外一种情况是，内燃机和其系统在被起动机驱动的过程中可能出现某种故障，使内燃机突然停止甚至反转。此时内燃机对起动机的冲击载荷是极大的，甚至是破坏性的。

同等条件下，减少动态载荷可以降低起动机的设计尺寸，降低零部件强度要求降低产品成本。或者，在不改变强度的前提下，增加产品的工作寿命。

现有技术的起动机中，通常是通过轴向接合的摩擦盘实现电动机的保护。这种保护装置的缺点在于，轴向接合的摩擦盘所能传递的扭矩有限，并且保护装置本身的结构较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是对用于车辆起动机中的保护装置作出改进，以解决现有技术中存在的前述问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于车辆起动机中的过载保护和减振装置，所述起动机具有电动机和与电动机的输出轴相连的行星齿轮减速机构，所述过载保护和减振装置包括：所述行星齿轮减速机构的齿圈，其具有截头圆锥形的外周面并且限定出轴向；保持环，用于将所述齿圈安置在其中，所述保持环具有截头圆锥形的内周面，所述外周面与所述内周面具有大致相等的锥角；以及弹性元件，其向所述齿圈施加朝向所述保持环的轴向推力，以使得所述外周面以摩擦配合的方式推抵于所述内周面。

根据一种优选实施方式，所述锥角位于4至40度、优选5至30度、最优选6至20度的范围内。

根据一种优选实施方式，所述外周面与所述内周面之间的摩擦系数被设计为当所述齿圈承受的扭矩超出一极限值时允许所述外周面相对于所述内周面打滑旋转、而当所述齿圈承受的扭矩不超出所述极限值时所述外周面相对于所述内周面保持固定。

根据一种优选实施方式，所述外周面与所述内周面之间的摩擦系数位于0.05至0.4、优选0.08至0.25的范围内。

根据一种优选实施方式，所述极限值为起动机最大输出扭矩的1到3倍。

根据一种优选实施方式，所述起动机还具有壳体，所述弹性元件为碟簧，其具有固定于所述壳体的外圈和从外圈突伸的弹性内圈，所述弹性内圈沿轴向推抵于所述齿圈。

根据一种优选实施方式，所述外圈被夹持在保持环与壳体之间；或者，所述外圈通过紧固件而被固定于壳体；或者，所述外圈通过镶嵌成型而被固定于壳体。

根据一种优选实施方式，所述保持环与所述壳体分开制成并被固定在所述壳体中；或者，所述保持环被构造为壳体的一体部分。

根据一种优选实施方式，弹性元件向所述齿圈施加的轴向推力位于2500N至6000N、优选2800N至5000N的范围内。

根据一种优选实施方式，所述外周面和所述内周面中的至少一个被构造成糙化表面和/或由摩擦材料构成。

根据一种优选实施方式，所述外周面和内周面之一由彼此之间沿圆周方向存在间隔的多个弧段组成。