CN1018275B - 内燃机的起动装置 - Google Patents

Abstract

一种具有水久激磁起动马达和减速转动器的内燃机起动机装置，其中减速制动器是电气类型的，有一转换触点(25)，在起动装置减速期间，通过电阻器(24)相互连接起动马达(1)电刷(4，4′)的连线。起动机装置啮合继电器(15)的附加线圈被用作电组器。该装置的特点是在无机械制动装置情况下起动操作后，起动马达迅速达到静止。这样，即使在迅速连续起动操作情况下，也能确保龆轮(10)和内燃机的齿环(11)分离，很快达到静止，并能随后再啮合而无问题。

Description

本发明涉及一种具有永久激磁起动马达和减速制动器的内燃机起动机装置。它起始于这样一种内燃机的起动装置，具有一个永久激磁的起动马达，一个起动继电器和一个带转换装置的电动惯性减速的制动器，该制动器包括一个转接触点，该触点可由起动继电器操作，起动继电器在起动马达起动期间，将起动马达的电刷的连接线连接到电压源上，而在该起动装置的惯性减速期间，跟该起动马达的电刷的连接线相互连接。

根据日本专利JP-61-108870A，这类转动曲轴的装置是公知的。在该专利中，当该转动曲轴的装置断路时，在每一情况下该电动制动由一啮合继电器变换所述触点使起动马达跨过啮合继电器的线圈（图2和3）而直接短接（图1）来实现。像转动曲轴马达的电枢绕阻那样，在这里电刷的连接导线电阻很低，其结果是，当功率较大的曲轴转动马达在制动期间被短接时，便出现极大的短路电流，这特别对整流子会引起极大的短路电流，并增加电刷磨损。在跨过啮合继电器线圈，马达进行制动的情况下，制动的效果取决于继电器线圈的电阻率。此外，该专利公开了当起动马达断路时，该电枢和制动磁场线圈串联（图4）。在这一结构中，起动马达定子中的制动磁场线圈须被另外调节。相应于这一制动磁场线圈，还须另一导线连于起动继电器的制动触点中的一个上。

相比之下，无惯性减速制动的起动装置，具有这样的缺点，特别是在快速起动连续发生的情况下，虽然起动机龆轮及早跟内燃机的相关齿轮分离，但它没有足够快地停下来，其结果是随后的啮合过程不能正确 地进行，因而起动机齿轮不能正确地跟内燃机的相关齿轮相啮合。这样使各齿轮产生大的机械负荷，并产生严重的噪声。已知有一些起动机，其中在完成起动过程中，该啮合机构或衔铁被一回位弹簧顶压在阻尼盘或制动盘上，从而产生摩擦力，缩短了曲轴转动马达的惯性减速时间。这种惯性减速制动的一个缺点是磨损。此外，磨屑能损害曲轴转动装置的功能。而且，由于废屑和可渗透的潮气作用，不能获得恒定的摩擦或制动力矩。

因此，本发明的目的在于提供一种改进了的内燃机起动装置，它消除了现有技术中存在的缺点。

本发明的目的是通过以下措施来达到的：

在起动装置惯性减速期间，起动继电器的转接触点经配置于起动继电器内的制动电阻跟电刷的连接线相互连接。

本发明的目的进一步通过以下措施来达到：所述制动电阻是一种制动线圈，它跟起动装置的啮合继电器的继电器激磁线圈相联;所述制动线圈为双线结构;所述转接触点被设计成触臂，它在第二位置上接触跟一电刷相联的第一触点，并接触被确定为另一电刷的第二触点;所述触臂在其面对第1和第2触点与的一侧具有一种电阻材料结构;在具有第一和第二接点的电路中有一两极管，它以这样方式被埋置于磁芯内，它的一个电极连于磁芯，而其另一端与触臂相配合;用作制动电阻的保护电阻处于第一电刷和第二触点之间;该制动电阻被设计成至少一个配置在支承材料上的导电轨道，所述导电轨道处于起动继电器触臂的范围内;具有不同电阻值的若干导电轨道相互并联转接，通过隔离导电轨道，它们能调节电阻的值;所述支承材料被设计成金属板，它具有一绝缘层，导电层配置于该绝缘层上;该支承材料被设计成一支承板，它具有第一和第二触点;触臂跟第一与第二触点配合;于承板被配置在起动继电器的磁芯的端面上;支承板由第一触点保持，第一触点以其轴穿过 支承板，安装于磁芯上，其头部跟触臂配合;导电轨道的一端自连于电刷中一个的第一主接触面开始，导电轨道的另一端通至连于第二触点的第二主接触面上;支承板由导热、电绝缘材料，尤其是陶磁或氧化铝组成。

跟带有短路惯性减速制动的曲轴转动装置相比，本发明的曲轴转动装置具有下述特点：在起动装置惯性减速期间，起动继电器的转接触点经配置于起动继电器内的制动电阻跟电刷的连接线相互连接。它的优点在于尺寸在于各自的曲轴转动马达的制动电阻能使各种型式的曲轴转动马达达到最佳的电动制动，它不使整流子超负荷，也不导致电刷额外的磨损。为取消制动电路中其它的触点和另外的导线，并且为了热扩散良好和较经济地生产，这里把制动电阻配置于啮合继电器内。

本发明若干实施例表示在附图中，并在以下作了更为详细的解释。在附图中：

图1表示具有电动惯性减速制动装置的曲轴转动装置的基本线路图;

图2表示与图1的曲轴转动装置一起应用的啮合继电器的图示实施例;

图3表示具有带电阻膜的触臂的啮合继电器的典型实施例;

图4表示具有安装在磁芯内的二极管的啮合继电器的典型实施例;

图5表示装有保护电阻器的啮合继电器的典型实施例;

图6表示具有叠层电路板的啮合继电器的典型实施例，其导电轨道构成电阻器;

图7表示电路板的平面图;

图8表示安装在啮合继电器内的电路板的侧视图。

图1的基本接线图表示具有减速齿轮的起动机装置的结构和布线。 起动马达1具有一电枢2和永磁铁3。此外，装有带碳刷4和4′的整流子。电枢轴2a在整流子一端具有一整流子轴承6，它被装在起动机装置的壳体5内。在电枢轴2a的相反一端装有作为减速齿轮的行星齿轮7。驱动轴8自减速齿轮处开始延伸，它以其前端支承在那里，后端由安装在起动机装置的壳体5内的外轴承支承。靠近驱动轴后端装有齿轮10，它也可被设计成能自由推出。在该图中，龆轮1部分地跟适当的齿轮啮合，例如，和内燃机的齿环11啮合。龆轮10在这里被设计成滚柱飞轮12连接在驱动轴8上。啮合杠杆龆13的第一端也装在驱动轴8上，它的另一端由啮合继电器15的发动机操纵杆14支撑。啮合杠杆可绕旋转铰接头16旋转。在滚柱飞轮12和啮合杠杆13的第一端之间装有张紧啮合弹簧17，它被设计为螺旋弹簧。驱动轴制有粗螺纹18。啮合继电器15借助于适当的支架19连接于起动机装置的壳体5上。在发动机操纵杆14上的适当凸台20和支架19之间，夹有一设计成螺旋弹簧的复位弹簧21。

啮合继电器15除了有一吸拉圈22外，还有一保持线圈23，两线圈用它们的一端连接到接线柱50上。保持线圈23用它的另一端接地，吸拉线圈22联于第一电刷4′上。第二电刷4直接接地。这里，啮合继电器设有第三线圈，即用作制动电阻器的制动线圈24，它的一端也接地。制动线圈24的另一端被确定为转接开关25，在静止位置，它使该端和第一电刷4′电连接。转换开关25由啮合继电器15操作。在其工作位置上，制动线圈24的第二端和第一电刷4′分离，它代之以经接线柱30连接于电压源的正极，例如电池26输电系统的正极。电池的另一端接地。

为了开始起动操作，接线柱50经起动开关27连接于电压电源的正极，起动开关27被设计为一种常开触点。结果，啮合继电器15的吸拉线圈和保持线圈22，23接通电压。图1表示啮合或起动操作开始。

在啮合继电器15的激磁状态下，发动机操作杆14由啮合继电器15克服回位弹簧的压缩力移到右边。结果啮合杠杆13绕旋转铰接头16顺时针 旋转，从而龆轮10和齿环11啮合。

上此同时，换接触点25受啮合继电器15的激磁操作，因此供电系统的全电压加在第一电刷4′上，而使起动马达1起动。

在起动操作结束时，起动开关27是打开的，因此啮合继电器15断电，发动机操作杆14被回位弹簧21移到图1中的左边，因此啮合杠杆13绕旋转铰接头16逆时针旋转，使龆轮10分离。

在啮合继电器15去磁时，换接触点25也工作。这就是说第一电刷4′和电源电压分离。同时，它被连接到制动线圈24的一端，制动线圈24另一端和第一电刷4′一样接地。因此这意味着电刷4和4′经制动线圈24相互连接，用作制动电阻器。

在图1中用点划线表示了电刷经一跨接片也能直接连接。

于是由于永久激磁起动马达1减速产生的电流便流过电刷4和4′，并经制动线圈24。结果一制动力作用于起动马达1的减速电枢2上，使马达迅速达到静止。在起动马达1的电枢2减速时，施加于电刷上的电压从初始值，例12伏降到0伏。作为制动电阻器的制动线圈的电阻值越小，则作用于减速电枢2上的制动力越大。然而，流经制动电阻器电流也增加。为了防止发动机操作杆14由于取自电刷4′和4′的流经制动线圈的发电机电流的作用而产生移动，制动线圈是双线结构的。

显而易见，起动马达1的电枢2的减速状态由制动线圈的内阻选择调正的。然而，还须该住，相应于制动线圈小的内阻，还希望电刷和整流子有一较高的机械/电的负载。

图2以剖面表示了啮合继电器的基本模型。

它有一装于壳体30内的磁芯31，磁芯上有一中心通孔32。在开孔中安装一个可移动的转接轴33，其一端有一由轴套34固定的触臂35。在转接轴33的凸肩36和轴套34之间设有了一个受压的接触压簧37。一挡盘38防止轴套被接触压弹37推离继电器轴37。

围绕转接轴33的中心轴线，在啮合继电器壳体30内装有激磁器线圈39，它由吸拉线圈和保持线圈组成。制动线圈40装在激磁器线圈的处面，制动线圈是双线结构。当然，这个线圈也可装在激磁器线圈的里面。

在激磁器线圈39的内部，可移动地安装着啮合继电器的衔铁41。在继电器非激磁状态下，衔接由第一复位弹簧42保持在离磁芯31一段距离。装在衔铁41内重合于中心轴线上是发动机操作杆43，在其远离衔铁41的一端有一开口44，图1所示啮合杠杆13的一端可插入其中。

转接轴33被第二复位弹簧43推向磁芯31，这样，触臂35和第一触点45及第二触点46进行接触，第一触点直接固定在磁芯31内，或由挤压工艺生产，第二触点以绝缘状态固定在磁芯31内。

第一触点45是接地的，这就是说接于第二电刷4。以绝缘状态安装的第二触点46接于制动线圈40，其第二端在图1中被确定为转接触点25。

当啮合继电器的由吸接线圈和保持线圈组成的激磁线圈39经图1中所示的起动开关27连接到电压源时，衔铁41被吸引，顶上磁芯。发动机操作杆43这样伸进衔铁41内部，在衔铁41这样移动期间，它碰到转接轴33，并使后者磁芯31内移动。结果，触臂35升离第一触点45和第二触点46，并和两端柱47和48接触一个端柱连接于电压源，而另一个连接于起动马达1的第一电刷4′（见图1）。结果，起动马达转动，开始起动运转。

在起动运转结束时，图1所示的起动开关27打开，这样激磁线圈39去磁。结果，衔铁41被第一复位弹簧42推离磁芯31。此时第二复位弹簧43′能把继电器轴33和触臂35移回到它们的原始位置。结果，触臂35在第一触着45和第二触点46之间建立了电连接，因此起动马达的第一电刷4′和第二电刷4经作为制动电阻器的制动线圈40而连接。在减速期间， 在起动马达1转动时产生的发电机电流经电刷4′和4通过制动线圈40流走。结果，对电枢2转动产生阻力，因此缩短了起动马达的减速期。

由上显而易见，借助于设计制动线圈40的制动电阻器帮助，产生了一种极为有效的减速制动，它确保了在起动马达内无机械干预的情况下获得极短的减速周期。即使在迅速连续起动操作的情况下，齿轮10能和内燃机的齿环11啮合而无任何问题。根据所述的减速制动在这里通过电学方法起作用的事实，获得了一种不受进入起动机装置的杂质和湿气影响的摩擦力矩或制动力矩。

啮合继电器的其它的典型实例示于图3、4和5中，和图2的实施例一样，相同的部件采用相同的标号。

在图3典型实施例的情况下，所示啮合继电器具有接触臂35′在其面对第一和第二触点45和46的一面51上具有一电阻材料结构52。该结构最好能设计成一碳精电阻器，特别是碳膜电阻器，但也可是金属电阻器，尤其是金属片电阻器。第一触点45经磁芯31接地，第二绝缘触点46经导线53连于第一电刷4′。

如果起动机装置的起动操作已经完成，触臂35′下放到第一和第二触点45和46上。从而第一电刷4′经电阻材料结构52接地，结果，在减速期间由发电机作用而立丰的电源可经电阻材料结构52流走，产生了相应的制动作用。

按照图4的实施例，其特点在于第一触点45是由二极管D的电极54构成的。二极管D-尤其是热扩散型-这样埋入磁芯31内，使另一电极55接地。触臂35的结触相应于图2的实施例。

在驱动机构减速期内，触臂35把通至第二电刷4′的第二触点46连接到二极管D的电极54上，这样，由起动马达1的发电机效应产生的电流能经二极管D接地流走。

还可以把图4所示的二极管和电阻材料结构52组合在一起，如在参 照图34实施例时已描述过的那样。

最后，图5的典型实施例表示保护电阻器Rs和第二接触点46串联。

若减速周期在起动操作后开始，电刷4′经保护电阻器Rs，第二触点46，触臂35和第一触点45而接地。因此，起动马达1经保持电阻器Rs产生制动。

图6和图7表示另一典型实施例。其结构基本相应于图2的实施例，因此具有相应的结构。相同的部件仍规定有相同的标号。然而，和图2的实施例相反，除了电阻器60之外不用制动线圈，在起动机装置减速期间，电阻器60连接起动马达1的电刷4和4′。电阻器60是由许多平联的导电轨道61构成的，它们被配置在支承材料62上，并具有一种和应用领域相宜的导电率。支承材料62最好是支承板63。尤其是如果基底材料62和导电轨道61构成层叠电路板64，即构成电阻器60的导电轨道61-相当于一种印刷电路-应用于支承板63的表面，是有利的。这借助于图7详细加以说明。

显然，导电轨道61它们的一端自连于起动马达1第一电刷4′的第一主接触面65外延伸，而它们的另一端通至第二触点46相接触的第二主接触面66。作为图2典型实施例的改型，绝缘的第二触点46并非装于啮合继电器15的磁芯31内，而是装于层叠电路板64上。

尤其是从图8明显看出，电路板64配置在面对触臂35的磁芯31端面67上。它是借助第一触点45固定的，触点45的柱体穿过电路板64，固定于磁芯31上，它的头部69在电路板64的外侧面70上延伸，构成第一触点45的接触表面。

电路线64最好能有几个圆周的凹口71，用以保持在啮合继电器1内，确保不转动。

触臂35，按照图2的典型实施例，被设计成一导体（无电阻器方案）。

由导电轨道61构成的电阻器60的电阻值的调正可通过相应的隔离导电轨道61来达到。导电轨道隔离的越多，在第一主接触面65和第二主接触面66之间的电阻越大。

在起动期间，触臂35接触触点47和48，因此供电系统电池26连接于起动马达1的电刷4和4′。在此期间，触臂35设定在其第一位置。在起动马达1的减速期间，触臂35移入第二位置，在此位置上，它连接第一触点45和第二触点46。结果，第一电刷4′经电路板64电阻器60和触臂35连接到第一触点45，后者和第二电刷4连接。因此，电阻器60用作制动电阻器。

按照另一未表示的典型实施例，也能把第一触点45布置在线路板64上，它不穿过后者。因此，要设置用于固定电路板64的相应固定装置，并且必须使第一触点45和起动马达1的第二电刷4进行电连接。

所有的叠层电路板64构成了一个完美的插入件，它只要求很小的空间，这样制造和装配简单，并且还能采用现有的触臂35。此外，能通过相应隔离导电轨道61按起动功率来选择制动电阻器。此外，按照本发明的线路接法能使电源系统中的干扰电压减小。

Claims (15)

1、内燃机的起动装置，它具有一个永久激磁的起动马达(1)，一个起动继电器(15)和一个带一个转换装置的电动惯性减速制动器，该制动器包括一个转接触点(25，35)，该触点可由起动继电器(15)操作，起动继电器在起动马达(1)起动期间处于第一位置上，将起动马达(1)的电刷(4，4′)的连接线连接到电压源上，而在该起动装置的惯性减速期间，处于第二位置上，跟该起动马达(1)的电刷(4，4′)的连接线相互连接，其特征在于，在起动装置惯性减速期间，起动继电器(15)的转接触点(25，35)经配置于起动继电器(15)内的制动电阻(24，40，60)跟电刷(4，4′)的连接线相互连接。

2、按权利要求1所述的起动装置，其特征在于所述制动电阻是一种制动线圈（24，40），它跟起动装置的啮合继电器（15）的继电器激磁线圈（22，23，30）相联。

3、按权利要求2所述的起动装置，其特征在于所述制动线圈（24，40）为双线结构。

4、按权利要求1所述的起动装置，其特征在于所述转接触点被设计成触臂（35，35′），它在第二位置上接触跟一电刷（4）相联的第一触点（45），并接触被确定为另一电刷（4′）的第二触点（46）。

5、按权利要求4所述的起动装置，其特征在于所述触臂在其面对第1和第2触点（45）与（46）的一侧（51）具有一种电阻材料结构（52）。

6、按权利要求4所述的起动装置，其特征在于在具有第一和第二接点（45和46）的电路中有一两极管（D），它以这样方式被埋置于磁芯（31）内，它的一个电极（55）连于磁芯（31），而其另一端（54）与触臂（35）相配合。

7、按权利要求4的所述的起动装置，其特征在于用作制动电阻的保护电阻（Rs）处于第一电刷（4′）和第二触点（46）之间。

8、按权利要求4的起动装置，其特征在于该制动电阻（60）被设计成至少一个配置在支承材料（62）上的导电轨道（61），所述导电轨道处于起动继电器（15）触臂（35）的范围内。

9、按权利要求8所述的起动装置，其特征在于具有不同电阻值的若干导电轨道（61）相互并联转接，通过隔离导电轨道（61），它们能调节电阻（60）的值。

10、按权利要求8所述的起动装置，其特征在于所述支承材料（62）被设计成金属板，它具有一绝缘层，导电层（61）配置于该绝缘层上。

11、按权利要求8所述的起动装置，其特征在于该支承材料（62）被设计成一支承板（63），它具有第一和第二触点（45，46），触臂（35）跟第一与第二触点配合。

12、按权利要求8所述的起动装置，其特征在于支承板（63）被配置在起动继电器（15）的磁芯（31）的端面（67）上。

13、按权利要求12所述的起动装置，其特征在于支承板（63）由第一触点（45）保持，第一触点以其轴（68）穿过支承板，安装于磁芯（31）上，其头部（69）跟触臂（35）配合。

14、按权利要求8所述的起动装置，其特征在于导电轨道（61）的一端自连于电刷（4，4′）中一个的第一主接触面（65）开始，导电轨道（61）的另一端通至连于第二触点（46）的第二主接触面（66）上。

15、按权利要求8所述的起动装置，其特征在于支承板（63）由导热、电绝缘材料，尤其是陶磁或氧化铝组成。

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