CN101251072B - 起动机启动内燃机的方法及其起动机 - Google Patents

Abstract

本发明起动机启动内燃机的方法及其起动机，具体涉及一种汽车内燃机的启动方法，以及按照该方法制成的起动机，属于内燃机起动技术领域，所要解决的问题是提供一种稳定性和安全性较高的通过起动机的齿轮旋转轴移来启动内燃机的方法，以及按照该方法制成的结构紧凑、性能优越、使用寿命长的新型汽车内燃机的起动机，采用的方案为：通过螺旋键和弹簧配合使用，使驱动轴和驱动齿轮能够最多实现三次旋转轴移；其起动机的结构为：驱动轴的前端滑动套装，驱动轴的尾部通过螺旋键配合安装，驱动轴的最前端安装有驱动齿轮，驱动齿轮和驱动轴之间设置有缓冲弹簧，凸环与驱动轴之间有支撑弹簧，凸环与第二卡圈之间有推力弹簧，本发明可用于起动机领域。

Description

起动机启动内燃机的方法及其起动机

技术领域

本发明起动机启动内燃机的方法及其起动机，具体涉及一种汽车内燃机的启动方法，以及按照该方法制成的起动机，属于内燃机起动技术领域。

背景技术

目前汽车内燃机使用的起动机多数为强制啮合式起动机，有部分大功率柴油内燃机用的起动机为引进欧洲国家技术的齿轮移动式起动机。下面对这两种起动机作简要说明。

1、强制啮合式起动机的结构及工作原理：

强制啮合式起动机，主要由输出动力的直流电机、驱动内燃机飞轮齿环的单向驱动齿轮、安装于电机外侧并使电机供电和断电的电磁开关、可使单向驱动齿轮推出和退位的传动拨叉、以及直流电机运转的支撑铜套等组成.，起动机工作时，电磁开关线圈供电，电磁铁带动传动拨叉，传动拨叉通过杠杆原理产生两个动作，下端推动套装于电机轴上的单向驱动齿轮，与内燃机飞轮齿环啮合。上端使直流电机的供电电路接通供电，电机转动，带动内燃机点火，当内燃机起动后，电磁开关线圈停止供电，电磁铁磁力消失，在回位弹簧的作用下，传动拨叉通过杠杆原理作用，一方面使单向驱动退位，另一方面，电磁开关的供电路断开，电机停转，完成起动过程。

2、强制啮合式起动机存在的问题：

强制啮合式起动机一般使用前、中、后三个铜套作为起动机电机轴运转的支撑点，铜套的润滑件较差，易磨损，经常造成起动机定子与转子扫镗，电机输出力矩小，无法启动内燃机。尤其是在北方寒冷的冬季，大功率的柴油内燃机起动机的铜套使用时间更短，造成起动机修理频繁。

强制啮合式起动机的单向驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环啮合时是通过传动拨叉来实现的，传动拨叉的中下部与由通过壳体支撑的中间销轴作为传动拨叉的杠杆支点，传动拨叉由静态到动态工作范围内因起电机功率大小和具体的参数要求不同，大约有20°～40°的摆动角度。因而电磁铁与传动拨叉上端的连接部位和传动拨叉下端“叉”形件上的销钉与单向驱动齿轮传动毂的连接部位必须留有与传动拨叉相应摆动范围的自由配合间隙，在使用过程中因传动拨叉、中间销与传动拨叉之间的相互磨损，中间销与壳体之间的相互磨损，传动拨叉下端“叉”形件上的销钉与单项驱动齿轮传动毂之间的相互磨损等。因而各部件之间的配合间隙逐步变化增大，致使单向驱动齿轮的运行与电磁开关主触点的闭合时间不同步，出现提前供电造成“铣齿”，所谓“铣齿”：是指起动机的单向驱动齿轮未与内燃机飞轮齿环啮合，而起动机高速旋转产生强烈的声响，单向驱动齿轮相当于“铣刀”对内燃机的飞轮齿环进行“铣消”，严重时双方齿轮同时报废。

强制啮合式起动机的单向驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环啮合出现齿与齿相顶时，传动拨叉继续压缩单向驱动齿轮上的缓冲弹簧，直至电磁开关的主触电接通供电，起动机转子带动驱动齿轮旋转一个角度找到顺利啮合的位置，单向驱动齿轮与内燃机飞轮齿环啮合起动机正常运转，因该起动机固有的结构，所以各传动部件之间必须有相应的自由间隙，加之使用过程中磨损造成间隙增大的缺点，易产生提前供电造成铣齿，为了尽量避免铣齿的产生，生产时电磁开关主触点的有效供电范围较小。当起动机使用一段时间后因电磁开关主触点的烧触间隙增大，在单向驱动齿轮与内燃机飞轮齿环出现齿与齿相顶时只听到起动机“咔咔”的声响，而起动机不能工作。这就是“顶齿”，是指单向驱动齿轮的齿与内燃机飞轮齿环的齿相对，而起动机不转，连续启动双方齿轮有较强的机械冲撞。

强制啮合式起动机中的单向驱动齿轮是该起动机故障率较高的一个部件。单向驱动齿轮是由单向离合器和驱动齿轮组合在一起而得名的。因而无论是单向器损坏还是驱动齿轮损坏都将导致单向驱动齿轮的固定组合的整体更换。

所述的强制啮合式起动机的内容敬请参阅下面有关文献：

[1]吴建刚.起动机铣齿故障的原因及解决方法.汽车电器，2002(6)：51-52

[2]田有太.一种对起动机通病的解决办法之探讨.汽车电器，2003(3)：57

[3]赵同山.对起动机铣齿问题的几点看法.汽车电器，2004(10)：56

3、齿轮移动式起动机的结构及工作原理：

齿轮移动式起动机是我国引进欧洲国家的起动机技术。该起动机以德国博世(BOSCH)公司的同轴齿轮移动起动机为典型代表。该起动机主要由直流电机、供电继电器、推力电磁线圈、摩擦片式单项离合器、驱动齿轮及带有回位弹簧的驱动齿轮推杆等组成，摩擦片式单向离合器装于转子的前端，驱动齿轮独立安装于单向离合器轴的前端，转子轴、单向离合器轴、驱动齿轮均为空心内腔。驱动齿轮推杆由转子轴的后端通过转子轴的空心内腔将单向离合器、驱动齿轮一线贯通。并在驱动齿轮的前端用螺丝紧固。该起动机的定子线圈由两并两串的4个主线圈和4个相串联的辅助线圈组成复励式直流电机。

该起动机在工作时采用两级动作方式：首先，是供电继电器接触桥一侧接通电源给定子线圈的辅助线圈、推力电磁线圈供电，此时一方面是驱动齿轮慢转，另一方面推力电磁线圈产生磁力，推动带有回位弹簧的驱动齿轮推杆，推动单向离合器以及驱动齿轮轴向前移，寻找与内燃机飞轮齿环啮合，然后通过推力电磁线圈上的一个机械装置和供电继电器上的一个机械装置的动作配合，将供电继电器上接触桥另一侧主电源接通，此时定子线包的主线圈和辅助线圈同时工作，起动机输出全部转矩带动内燃机运转，实现对内燃机的起动。内燃机启动后，供电继电器断电，驱动齿轮在推杆回位弹簧的作用下回位，完成起动。齿轮移动式起动机通过驱动齿轮的慢转性能和先啮合后供电的方式有效解决了强制啮合式起动机存在的“铣齿”和“顶齿”的问题，提高了供电的可靠性。

同轴齿轮移动式起动机的缺点：

(1)齿轮移动式起动机因有供电继电器、推力电磁线圈：定子线圈的主线圈和辅助线圈以及动作过程中的相关机械装置的配合，使该起动机不仅结构复杂，工艺公差要求高，体积较大，而且耗铜较大、成本高。

(2)起动机转子的支撑点仍然使用铜套，易磨损，当出现定子与转子轻度扫镗时慢转功能丧失，失去了原来应有的啮合性能。

以上对同轴齿轮移动式起动机的所述，敬请参阅下面的文献。

[1]秦振海  王国川.陕汽牌SX2110中型载货汽车电器系统原理.汽车电器，2007.(12).28

[2]金珍春.斯太尔起动机的工作原理是怎样的.汽车电器，2002.(5)49

[3]句帅.慢转啮合延时供电起动机.中国.ZL 94213020.0，授权日1995年3月31日

发明内容

本发明起动机启动内燃机的方法及其起动机，所要解决的问题是提供一种稳定性和安全性较高的通过起动机的齿轮旋转轴移来启动内燃机的方法，以及按照该方法制成的结构紧凑、性能优越、使用寿命长的新型汽车内燃机的起动机。

为了解决上述问题，本发明采用的方案为：起动机启动内燃机的方法，第一步，起动机的电磁线圈通电；第二步，起动机的空心电磁动铁芯被电磁场吸引，向空心电磁静铁芯一侧移动；第三步，空心电磁动铁芯轴向前移，同时带动驱动轴和驱动齿轮一起前移；第四步，空心电磁动铁芯、驱动轴和驱动齿轮的前移带动电机的静触点和环状动触盘相接触，电机通电后起动；第五步，电机起动后通过离合器带动驱动轴和驱动齿轮旋转，同时带动内燃机飞轮齿环转动，完成内燃机的起动；其特征在于：空心电磁动铁芯的轴向前移同时带动驱动轴和驱动齿轮一起旋转并轴向前移，使驱动齿轮与内燃机飞轮齿环完全啮合，电机的静触点和环状动触盘相接触后起动电机，并带动驱动轴和驱动齿轮旋转，从而带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

当上述空心电磁动铁芯的轴向前移同时带动驱动轴和驱动齿轮一起旋转并轴向前移，驱动齿轮与内燃机飞轮齿环的齿相互顶住，驱动齿轮与内燃机飞轮齿环不能啮合时，驱动齿轮轴向不动，而驱动轴继续旋转前移，驱动带动驱动齿轮继续旋转，当转动错开顶齿位置，驱动齿轮在缓冲弹簧的作用下迅速向前移动，使驱动齿轮与内燃机飞轮齿环完全啮合，电机的静触点和环状动触盘相接触后起动电机，并带动驱动轴和驱动齿轮旋转，从而带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

当上述电机的静触点和环状动触盘相接触，驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环仍然未啮合时，电机起动旋转，驱动轴带动驱动齿轮同步转动，同时驱动轴和驱动齿轮在推力弹簧的作用下作轴向前移，从而使驱动齿轮旋转前移，从而使驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环迅速啮合，驱动轴和驱动齿轮一起旋转带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

上述起动机启动内燃机的方法制成的起动机，主要包括：壳体、驱动轴、离合器从动盘、离合器主动盘、转子轴、电磁线圈、空心电磁静铁芯、空心电磁动铁芯和触点装置，其结构是：壳体的前端向内套装有前端轴承，壳体的后端向内套装有后端轴承，后端轴承向内套装有离合器从动盘，驱动轴的尾部通过驱动轴螺旋键配合安装在离合器从动盘的内侧，驱动轴的前端间隙配合的套装在前端轴承内，驱动轴的中间位置设置有台阶，在驱动轴的台阶的后端设置有第二卡圈，在壳体的外侧且在驱动轴的最前端向外通过驱动轴直键安装有驱动齿轮，驱动齿轮和驱动轴之间设置有缓冲弹簧，在壳体的尾部通过支撑架与驱动轴同轴安装有转子轴，转子轴的前端向外通过转子轴螺旋键配合安装有与离合器从动盘相配合且同轴安装的离合器主动盘，离合器主动盘与支撑架之间设置有主动盘缓冲弹簧，在壳体内且在驱动轴外端分别同轴套装有空心电磁静铁芯、位于空心电磁静铁芯内侧的电磁线圈以及位于电磁线圈内侧后方的空心电磁动铁芯，空心电磁动铁芯的外侧设置有起动机的触点装置，在电磁线圈的内侧位于空心电磁静铁芯与空心电磁动铁芯之间设置有回位弹簧，空心电磁动铁芯的内侧中间位置向内设置有凸环，凸环与驱动轴的尾部之间设置有支撑弹簧，凸环与第二卡圈之间设置有推力弹簧。

上述的触点装置包括：下静触点、上静触点、环状动触盘、环形动触盘支撑架、第一卡圈和动触点压力弹簧，其结构为：下静触点和上静触点分别与壳体绝缘的固定在壳体内腔的中间位置的下端和上端，环状动触盘通过环形动触盘支撑架套装在空心电磁动铁芯尾部的外侧面上，空心电磁动铁芯外侧的最后端设置有第一卡圈，动触点压力弹簧设置在第一卡圈与环状动触盘支撑架之间。

上述的回位弹簧的劲度系数小于推力弹簧的劲度系数。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的起动机启动内燃机的方法，能够实现三种状态下的啮合启动，首先，电磁线圈通电，空心电磁动铁芯在空心电磁静铁芯的引力下推动推力弹簧向前端运动，推力弹簧推动第二卡圈向前运动，第二卡圈带动驱动轴和驱动齿轮一起前移，驱动轴的尾部通过驱动轴螺旋键与离合器从动盘相连接，使驱动齿轮和驱动轴实现第一次旋转并轴向移动；若驱动齿轮与飞轮齿环出现“顶齿”时，驱动轴前端的驱动齿轮压缩缓冲弹簧，同时随着驱动轴的旋转导向，驱动轴继续前移，驱动齿轮错过顶齿位置，找到顺利啮合的位置，实现了第二次旋转轴移；当完成了二次旋转轴移后，两齿轮仍然未顺利啮合，而下静触点和上静触点与环形动触盘接触后，起动电机转子，电机转子带动驱动齿轮和驱动轴一起旋转，推力弹簧和缓冲弹簧带动驱动齿轮和驱动轴一起做轴向移动，使驱动齿轮和驱动轴实现第三次旋转并轴向移动，就能使驱动齿轮与飞轮齿环完全啮合，达到安全可靠的起动内燃机的目的。

1.驱动齿轮与驱动轴之间采用直键方式配合，并在驱动齿轮与驱动轴之间设置缓冲弹簧，且驱动齿轮可轴向移动，使驱动齿轮具有缓冲功能，离合器从动盘内圆周的螺旋键与驱动轴尾端的外螺旋键组合，使驱动轴及驱动齿轮具有旋转导向功能，空心电磁动铁芯和环状动触盘经回位弹簧、推力弹簧和支撑弹簧的弹性支撑，加之各零部件之间的合理设计，使整机动作协调一致，没有自由间隙。不仅改善了双方齿轮啮合性能，提高了啮合率，而且彻底解决了强制啮合式起动机“铣齿”、“顶齿”和有效供电范围较小等问题。大大延长了起动机的使用寿命。

2.内置电磁开关组件取代了强制啮合式起动机的外置电磁开关，去掉了拨叉、拨叉销等部件，不仅挺高了供电的可靠性，而且使整机结构紧凑。

3.因壳体内腔空间较大，因而可适当增加动触盘与静触点的有效接触面积，避免了起动机在大电流工作状态下引发的触点粘连造成起动机常转而报废。

4.驱动齿轮与单向离合器采取分离式固定，损坏其中之一不会导致两者固定组合的无法使用，只要替换掉坏的即可恢复正常。

5.单向离合器采用固定的方式，起动机工作时不做轴向往复移动。

6.前端轴承、后端轴承、第一轴承、第二轴承，根据各部位的支撑，受力和运转状态合理选择不同规格的全密封滚动轴承，大大延长了整机的工作时间，是强制啮合式起动机和齿轮移动式起动机所用的铜套无法相比的。

7.除驱动齿轮外，其他各动作部件全部安装于壳体内。不受尘土的侵入而影响起动机的性能。

8.电机部分为电枢直驱式电机，也可以采用减速型电机，如采用减速型电机则铜、铁材料比强制啮合式起动机和齿轮移动式起动机可成倍下降。

新型内燃机起动机采用多方技术的全新组合，解决了现有不同结构起动机所具有的相应问题。整机结构新颖，合理紧凑，性能优越，将汽车内燃机起动机的性能提高到一个更高的层次。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1-壳体、2-电机转子、3-驱动轴、4-离合器从动盘、5-离合器主动盘、6-转子轴、7-电磁线圈、8-空心电磁静铁芯、9-空心电磁动铁芯、10-下静触点、11-上静触点、12-环状动触盘、13-环状动触盘支撑架、14-第一卡圈、15-支撑架、16-前端轴承、17-后端轴承、18-驱动齿轮、19-缓冲弹簧、20-主动盘缓冲弹簧、21-推力弹簧、22-支撑弹簧、23-回位弹簧、24-台阶、25-第二卡圈、26-第三卡圈、27-动触点压力弹簧、28-飞轮齿环、29-凸环、30-转子轴螺旋键、31-驱动轴直键、32-驱动轴定位孔、33-第一轴承、34-定子线圈、35-绝缘电刷、36-换向器、37-第二轴承、38-搭铁电刷、39-蓄电池、40-驱动轴螺旋键。

具体实施方式

起动机启动内燃机的方法，第一步，起动机的电磁线圈通电；第二步，起动机的空心电磁动铁芯被电磁场吸引，向空心电磁静铁芯一侧移动；第三步，空心电磁动铁芯轴向前移，同时带动驱动轴和驱动齿轮一起前移；第四步，空心电磁动铁芯、驱动轴和驱动齿轮的前移带动电机的静触点和环状动触盘相接触，电机通电后起动；第五步，电机起动后通过离合器带动驱动轴和驱动齿轮旋转，同时带动内燃机飞轮齿环转动，完成内燃机的起动；空心电磁动铁芯的轴向前移同时带动驱动轴和驱动齿轮一起旋转并轴向前移，使驱动齿轮与内燃机飞轮齿环完全啮合，电机的静触点和环状动触盘相接触后起动电机，并带动驱动轴和驱动齿轮旋转，从而带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

若空心电磁动铁芯的轴向前移同时带动驱动轴和驱动齿轮一起旋转并轴向前移，驱动齿轮与内燃机飞轮齿环的齿相互顶住，驱动齿轮与内燃机飞轮齿环不能啮合时，驱动齿轮轴向不动，而驱动轴继续旋转前移，驱动带动驱动齿轮继续旋转，当转动错开顶齿位置，驱动齿轮在缓冲弹簧的作用下迅速向前移动，使驱动齿轮与内燃机飞轮齿环完全啮合，电机的静触点和环状动触盘相接触后起动电机，并带动驱动轴和驱动齿轮旋转，从而带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

当电机的静触点和环状动触盘相接触，驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环仍然未啮合时，电机起动旋转，驱动轴带动驱动齿轮同步转动，同时驱动轴和驱动齿轮在推力弹簧的作用下作轴向前移，从而使驱动齿轮旋转前移，使驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环迅速啮合，驱动轴和驱动齿轮一起旋转带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

图1为本发明中的起动机结构示意图，壳体1前端的内侧装有前端轴承16，且外径与壳体1过盈配合，壳体1的后部装有后端轴承17，且外径与壳体1过盈配合，内径与离合器从动盘4的前端部分的外径过盈配合。离合器从动盘4的内圆设有内螺旋键，驱动轴3为阶梯轴，驱动轴3的尾端外圆周为驱动轴螺旋键40，驱动轴3的前端穿过前端轴承16的内径，与轴承16内径形成间隙配合，且伸出壳体1的前端外侧，后端的驱动轴螺旋键40部位深入到离合器从动盘4的内圆周的螺旋键部位，且间隙配合，这样前端轴承16、后端轴承17及离合器从动盘4一起作为驱动轴3运转的前后支撑点。壳体1内驱动轴3由前向后依次套装有空心电磁静铁芯8、电磁线圈7、空心电磁动铁芯9、下静触点10、上静触点11、环状动触盘12。驱动轴3伸出壳体1前端的部分设有驱动轴直键31，驱动齿轮18与该部位驱动轴直键31配合套装，驱动齿轮18前端部分的内腔与驱动轴3的前端之间套装有缓冲弹簧19且驱动齿轮18可轴向移动。驱动轴3的最前端设有固定驱动齿轮18的第三卡圈26，驱动轴3的中前端依次设有可限位的台阶24和第二卡圈25。

空心电磁静铁芯8与空心电磁动铁芯9之间设有回位弹簧23，空心电磁动铁芯9的内圆周中设有凸环29，第二卡圈25与凸环29之间设有推力弹簧21，凸环29与驱动轴3后端之间设有支撑弹簧22，空心电磁动铁芯9的后端套有环形动触盘支撑架13，环形动触盘支撑架13的内腔与空心电磁动铁芯9后部的外圆周之间套装有动触点压力弹簧27，环状动触盘支撑架13的外圆周上套装有经绝缘后的环状动触盘12。空心电磁动铁芯9的尾端设有第一卡圈14，第一卡圈14将环状动触盘12与空心电磁动铁芯9固定于一起，电磁线圈7的后端装有一对对称的下静触点10和上静触点11，下静触点10和上静触点11与壳体1绝缘后，与壳体1用螺丝固定。

离合器从动盘4的后端装有离合器主动盘5，离合器主动盘5的内圆周设有螺旋键，离合器主动盘5的尾端与支撑架15之间设有主动盘缓冲弹簧20，起动机工作时由离合器主动盘5和离合器从动盘4构成单向离合器，转子轴6的中前端上设有转子轴螺旋键30，转子轴6通过支撑架15上的第一轴承33的内径，经离合器主动盘5的内腔深入到驱动轴3后端定位孔32内，转子轴6的转子轴螺旋键30与离合器主动盘5的内圆周螺旋键自由配合，前端与定位孔32间隙配合，转子轴6的后端与电机转子2相连，电机转子2的后端通过第二轴承37固定在壳体1的后端。单向离合器可采用滚柱式单向离合器、棘齿式单向离合器、弹簧式单向离合器或摩擦片式单向离合器，具体采用哪种离合器，可根据起动机功率的大小，扭矩的大小，起动机的体积等有关条件而定。

图中可表示为潍坊柴油机厂生产的内燃机所配套的起动机，其中，驱动齿轮18与现已用的驱动齿轮齿数、模数相同，因棘齿式单向离合器结构简单使用寿命长，因而单向离合器采用棘齿式单向离合器。该离合器主动盘5与离合器从动盘4相结合之处为棘齿结构，离合器主动盘5与离合器从动盘4的直径均为50mm，壳体1采用铸铁件或铝压铸件，为了便于机加工，壳体1可以依照起动机固定挂脚的后截面分为两节设计，并可用螺钉紧固的方式组合在一起，电机部分可选已用的与内燃机相匹配的电机，转子轴螺旋键30应与离合器主动盘5的内螺旋键相互配合，前端轴承16型号为304，后端轴承17型号为1008，第一轴承33型号为204，轴承37型号为301，动触盘12、下静触点10和上静触点11选用优质紫铜材料，其它各部件的材料与现用起动机各相应部件的材质相同。驱动轴3与空心电磁动铁芯9不应有机械卡滞现象。在电磁力的作用下应移动自如，驱动齿轮的轴向位移为18mm。为了供电可靠，动触盘12与下静触点10、上静触点11之间的间隙应为12～15mm，推力弹簧21要求劲度系数大，且几乎无压缩地套装于第二卡圈25与空心电磁动铁芯9内腔凸环29之间，支撑弹簧22的伸缩范围应大于5mm，以确保电磁线圈7失电后在回位弹簧23的反向弹力作用下，环状动触盘12与下静触点10和上静触点11迅速分离，支撑弹簧22安装后静态弹力要略大于驱动轴3和驱动齿轮18的重量之和，回位弹簧23的弹力确保环状动触盘12与下静触点10和上静触点11的有效闭合与分离，回位弹簧23要求劲度系数小于推力弹簧21。

下面进一步描述本实用新型起动机的驱动装置的工作过程和工作原理：

当内燃机进行点火时，电磁线圈7通电产生磁力，空心电磁动铁芯9在空心电磁静铁芯8的引力下推动推力弹簧21向前端运动，推力弹簧21推动第二卡圈25向前运动，第二卡圈25带动驱动轴3和驱动齿轮18一起旋转前移，寻找与飞轮齿环28啮合的机会，因驱动齿轮18与飞轮齿环28的相对位置处于随机状态，在啮合过程中会出现如下的情况。

1.一次性顺利啮合：顺利啮合是指驱动齿轮18旋转前移与内燃机飞轮齿环28齿槽正对，没有啮合障碍，是理想啮合状态，此过程为驱动轴3和驱动齿轮18一起第一次旋转轴移。

2.顶齿状态。所谓顶齿状态：是指在啮合过程中起动机的驱动齿轮18与内燃机飞轮齿环28齿与齿正对，产生了啮合障碍。此时驱动轴3前端的驱动齿轮18压缩缓冲弹簧19，驱动轴3继续前移，在与此同时的动作过程中驱动轴3尾段的驱动轴螺旋键40旋转并导向，驱动齿轮18旋转一个角度，错开顶齿的位置，找到顺利啮合的机会，这时缓冲弹簧19释放弹力使驱动齿轮18滑入内燃机飞轮齿环28，双方齿轮啮合。驱动轴3前端的限位台阶24在轴承16的内套上支撑限位，与此同时，空心电磁动铁芯9带动环状动触盘12与上静触点11以及下静触点10闭合，这时电机转动，此过程为驱动轴3和驱动齿轮18一起第二次旋转轴移。

3.在顶齿状态时，当驱动齿轮18内腔的缓冲弹簧19达到最大的压缩行程，而驱动齿轮18仍未与内燃机飞轮齿环28啮合时；这时空心电磁动铁芯9在电磁力的作用下压缩推力弹簧21，继续带动环状动触盘12轴向前移与上静触点11以及下静触点10接触，电流经蓄电池39的正极、下静触点10、环状动触盘12、上静触点11、定子线圈34、绝缘电刷35、转子换向器36和搭铁电刷38形成回路，电机转子2转动，动力通过电机轴6上的转子轴螺旋键30驱动离合器主动盘5，离合器主动盘5驱动离合器从动盘4，通过离合器从动盘4的内圆周螺旋键驱动驱动轴3尾段的驱动轴螺旋键40，从而使驱动齿轮18转动，在转动瞬间驱动齿轮18与内燃机飞轮齿环28错开顶齿位置，缓冲弹簧19和推力弹簧21同时释放弹力，双方齿轮啮合，电机高速旋转，将内燃机起动。起动后，电磁线圈7失电，磁力消失，电磁空心电磁动铁芯9在回位弹簧23的弹力作用下趋向后退，环状动触盘12与上静触点11以及下静触点10断开，空心电磁动铁芯9内圆周的凸环29推动支撑弹簧22、驱动轴3及驱动齿轮18趋向后退，在退位瞬间因内燃机飞轮齿环28高速旋转，双方齿轮未能马上脱开，此时单向离合器处于超越状态，最终在回位弹簧23的弹力作用下驱动轴3及驱动齿轮18回位，动静触点断开。电机停转，完成对内燃机的起动，此过程为驱动轴3和驱动齿轮18一起第三次旋转轴移。

Claims (6)

1.起动机启动内燃机的方法，规定从驱动齿轮到内燃机飞轮齿环的轴向方向为前方，第一步，起动机的电磁线圈通电；第二步，起动机的空心电磁动铁芯被电磁场吸引，向空心电磁静铁芯一侧移动；第三步，空心电磁动铁芯轴向前移，同时带动驱动轴和驱动齿轮一起前移；第四步，空心电磁动铁芯、驱动轴和驱动齿轮的前移带动电机的静触点和环状动触盘相接触，电机通电后起动；第五步，电机起动后通过离合器带动驱动轴和驱动齿轮旋转，同时带动内燃机飞轮齿环转动，完成内燃机的起动；其特征在于：空心电磁动铁芯的轴向前移同时带动驱动轴和驱动齿轮一起旋转并轴向前移，使驱动齿轮与内燃机飞轮齿环完全啮合，电机的静触点和环状动触盘相接触后起动电机，并带动驱动轴和驱动齿轮旋转，从而带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

2.根据权利要求1所述的起动机启动内燃机的方法，其特征在于：空心电磁动铁芯的轴向前移同时带动驱动轴和驱动齿轮一起旋转并轴向前移，驱动齿轮与内燃机飞轮齿环的齿相互顶住，驱动齿轮与内燃机飞轮齿环不能啮合时，驱动齿轮轴向不动，而驱动轴继续旋转前移，驱动带动驱动齿轮继续旋转，当转动错开顶齿位置，驱动齿轮在缓冲弹簧的作用下迅速向前移动，使驱动齿轮与内燃机飞轮齿环完全啮合，电机的静触点和环状动触盘相接触后起动电机，并带动驱动轴和驱动齿轮旋转，从而带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

3.根据权利要求2所述的起动机启动内燃机的方法，其特征在于：当电机的静触点和环状动触盘相接触，驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环仍然未啮合时，电机起动旋转，驱动轴带动驱动齿轮同步转动，同时驱动轴和驱动齿轮在推力弹簧的作用下作轴向前移，从而使驱动齿轮旋转前移，从而使驱动齿轮与内燃机的飞轮齿环迅速啮合，驱动轴和驱动齿轮一起旋转带动内燃机飞轮齿环旋转，完成内燃机的起动。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的起动机启动内燃机的方法制成的起动机，主要包括：壳体、驱动轴、离合器从动盘、离合器主动盘、转子轴、电磁线圈、空心电磁静铁芯、空心电磁动铁芯和触点装置，其特征在于：壳体的前端向内套装有前端轴承，壳体的后端向内套装有后端轴承，后端轴承向内套装有离合器从动盘，驱动轴的尾部通过驱动轴螺旋键配合安装在离合器从动盘的内侧，驱动轴的前端间隙配合的套装在前端轴承内，驱动轴的中间位置设置有台阶，在驱动轴的台阶的后端设置有第二卡圈，在壳体的外侧且在驱动轴的最前端向外通过驱动轴直键安装有驱动齿轮，驱动齿轮前端部分的内腔与驱动轴的前端之间套装有缓冲弹簧，在壳体的尾部通过支撑架与驱动轴同轴安装有转子轴，转子轴的前端向外通过转子轴螺旋键配合安装有与离合器从动盘相配合且同轴安装的离合器主动盘，离合器主动盘与支撑架之间设置有主动盘缓冲弹簧，在壳体内且在驱动轴外端分别同轴套装有空心电磁静铁芯、位于空心电磁静铁芯内侧的电磁线圈以及位于电磁线圈内侧后方的空心电磁动铁芯，空心电磁动铁芯的外侧设置有起动机的触点装置，在电磁线圈的内侧位于空心电磁静铁芯与空心电磁动铁芯之间设置有回位弹簧，空心电磁动铁芯的内侧中间位置向内设置有凸环，凸环与驱动轴的尾部之间设置有支撑弹簧，凸环与第二卡圈之间设置有推力弹簧。

5.根据权利要求4所述的起动机，其特征在于：触点装置包括：下静触点、上静触点、环状动触盘、环形动触盘支撑架、第一卡圈和动触点压力弹簧，其结构为：下静触点和上静触点分别与壳体绝缘的固定在壳体内腔的中间位置的下端和上端，环状动触盘通过环形动触盘支撑架套装在空心电磁动铁芯尾部的外侧面上，空心电磁动铁芯外侧的最后端设置有第一卡圈，动触点压力弹簧设置在第一卡圈与环状动触盘支撑架之间。

6.根据权利要求4所述的起动机，其特征在于：回位弹簧的劲度系数小于推力弹簧的劲度系数。

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