[发明专利]一种汽车起动机齿轮预啮合系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种汽车起动机齿轮预啮合系统及其控制方法，该预啮合系统由起动机、齿轮预啮合装置、输出齿轮和液压油路组成，齿轮预啮合装置安装于起动机和输出齿轮之间，由叶片、螺杆、工作腔、平键和工作腔隔板组成，工作腔隔板、叶片、输出齿轮从左到右依次固连于螺杆上，工作腔被工作腔隔板分为左右两部分，工作腔的进油口与液压油路连通。本发明通过齿轮预啮合装置，能够最大可能消除顶齿现象，保证起动机输出齿轮与发动机飞轮齿圈柔性啮合，延长输出齿轮与飞轮齿圈的使用寿命，减小起动机对发动机飞轮齿圈的冲击。

技术领域

本发明涉及内燃机汽车起动领域，特别涉及一种汽车起动机齿轮预啮合系统及其控制方法。

背景技术

现有的汽车启动过程中，点火开关拨至启动档，电磁开关拉动拨叉推动齿轮前进，当起动机输出齿轮的齿牙恰好对准发动机飞轮齿圈的齿槽时，输出齿轮便与飞轮齿圈顺利啮合；如果起动机输出齿轮的齿牙没有对准飞轮齿圈的齿槽时，则发生顶齿现象，此时电磁开关继续推动前进，并拉动拨叉上的扭力弹簧，使输出齿轮对飞轮齿圈产生压力，将输出齿轮压入飞轮齿圈的齿槽。若这种情况经常发生，输出齿轮与飞轮齿圈在频繁的应力接触下容易造成齿面点蚀、齿面胶合等现象，减少齿轮与飞轮齿圈的使用寿命，且由于刚性接触，存在应力突变，不利于汽车的平稳启动。

已有的齿轮预啮合方法，如中国发明专利(CN2270647Y)公开了“一种齿轮预啮合装置”，预啮合装置由壳体、输入齿轮、输入轴、超越离合器、输出轴、输出齿轮、活塞及复位弹簧构成，压力流体推动活塞移动，带动输出轴与输出齿轮同步伸出与大齿圈啮合，如遇两轮齿相抵，输出齿轮可相对输出轴后退一段距离，并在非自锁螺旋花键作用下转动一个角度，以确保正确地进入啮合。该方法存在以下不足之处：首先该方法完成齿轮啮合后，起动机再工作，起动速度较慢；其次，该装置动力传递部分通过一系列主动齿轮与被动齿轮传动，结构复杂，且增加了起动机起动的负担。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明公开了一种汽车起动机齿轮预啮合系统及其控制方法，此系统能够使汽车启动时起动机输出齿轮与发动机飞轮齿圈预啮合，减小起动机对发动机飞轮齿圈的冲击。

本发明采用以下技术方案实现上述技术目的。

一种汽车起动机齿轮预啮合系统，包括起动机、齿轮预啮合装置、输出齿轮和液压油路，所述齿轮预啮合装置安装于起动机和输出齿轮之间，齿轮预啮合装置还与液压油路连通；所述齿轮预啮合装置包括螺杆，起动机的输出轴紧靠螺杆的一端，螺杆的另一端穿过工作腔之后与输出齿轮固连；所述工作腔内部的螺杆上从左到右依次固连有工作腔隔板和叶片；所述工作腔的进油口与液压油路连通，所述液压油路包括与进油口相连的液压泵，液压泵还与液压油缸相连，且液压泵与进油口之间设有单向阀，液压泵与液压油缸之间设有并联的压力开关和行程位移开关；所述工作腔下端设有出油口，出油口与储油箱相连；紧靠输出轴一端的螺杆上设有键槽，键槽内设有平键，平键在液压油的作用下可顶入输出轴内表面的键槽内；所述叶片沿螺杆径向均布，叶片的数量为6或8或10或12；，所述进油口位于叶片上方，且与叶片处于径向偏置。

一种汽车起动机齿轮预啮合系统的控制方法，点火开关拨至启动档后，若输出齿轮与飞轮齿圈发生顶齿现象，液压油路在压力开关的作用下开启，预啮合装置启动，在液压油的冲击下叶片开始旋转，带动螺杆旋转完成齿轮啮合；平键顶入输出轴内表面的键槽，起动机输出轴与螺杆的固联，传递起动机的转矩；在若未发生顶齿现象，液压油路在行程位移开关的作用下开启，平键顶入输出轴内表面的键槽，起动机输出轴与螺杆的固联，传递起动机的转矩。

本发明的有益效果是：

1.预啮合装置采用液压元件，通过行程位移开关与压力开关协同控制液压油路的开启；在液压油路开启后，若输出齿轮与发动机飞轮齿圈未啮合，则通过液压油冲击叶片，继而带动螺杆旋转的形式，来完成螺杆末端固联的输出齿轮与飞轮齿圈的啮合。相比机械结构，本发明冲击小，能够实现输出齿轮与飞轮齿圈的柔性啮合。