CN103818227B - 摩托车发动机油电混合动力 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械技术领域，涉及一种将燃油发动机、电动机作为动力的摩托车发动机油电混合动力，包括燃油发动机及充电电池、电动机及电机动力输出分离臂组合，电动机通过充电电池提供电源，电机主动齿轮固定空套在电机轴下端，并与从动齿轮组合相互外直齿啮合，电机分离齿轮与电机轴轴向滑动固定连接，在电机动力输出分离臂组合分离作用和结合作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互分离和结合；燃油机主动齿轮或电机主动齿轮在带动从动齿轮组合旋转时，旋向相同，采用本技术方案，能在不改变目前摩托车常用的燃油发动机的内部结构的前提下，用较低的成本就实现了油电两种动力各自独立输出的功能。

Description

摩托车发动机油电混合动力

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种摩托车发动机混合动力装置，具体是一种将燃油发动机、电动机作为动力输出源的摩托车发动机油电混合动力。

背景技术

摩托车是一种非常方便的交通工具，它已成为城乡人民广泛的交通代步工具。它以燃油发动机作为驱动力时，具有动力大、速度快等优点，但是燃油摩托车需要消耗大量的燃油、使用成本高，在行驶过程中噪声大、废气排量严重、对城乡的环境带来了很大的污染，因此使燃油摩托车的发展受到了影响；电是一种清洁无污染并可再生的能源，从而发展了电动摩托车，但是其输出动力小、速度慢，又由于存在着蓄电池充电时间长、储存电量有限等缺点，不适合长途远距离行驶。为提高发动机的工作效率并有效减少排气污染，适应多种情况下的动力转换，近年来，人们希望将燃油发动机和电动机相结合的油电混合动力得到发展，如公开号为CN10342860的发明专利就公开了相关技术方案，上述的这种油电混合动力，包括一台燃油发动机、一台发电机（电动机）和一根传动轴，其中燃油发动机和发电机（电动机）能够与传动轴相联接并可独立地带动传动轴转动，在燃油发动机和发电机（电动机）之间设有当发电机（电动机）带动传动轴转动时能使燃油发动机与传动轴脱离且当燃油发动机带动传动轴转动时能使传动轴带动发电机（电动机）进行发电操作的单向离合机构，上述的电动机为印制绕组电机，并对单向离合器的具体结构进行了限定。上述这种油电混合动力虽然能解决两种动力各自独立输出，灵活实现两种优势互补，但由于技术方案中是将燃油发动机和电动机结合为一体，大量改变了原来的燃油发动机的内部结构，且将摩托车磁电机（发电机）改装成电动机，结构复杂，性能保障性差，成本也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在不改变目前摩托车常用的燃油发动机的内部结构的前提下，用较低的成本就实现了油电两种动力各自独立输出，从而通过操作使摩托车在要求行驶低速时通过电动机作为动力输出，在高要求速行驶或大动力行驶时通过燃油发动机作为动力输出，减少能耗的损失，灵活实现两种优势互补，使在连续行驶和经济环保方面及使用成本上获得了较好的经济性能。

为了解决上述技术问题，本发明一种摩托车发动机油电混合动力，包括一台燃油发动机及充电电池，所述的燃油发动机包括离合器、燃油机主动齿轮和从动齿轮组合，其中，离合器控制燃油机主动齿轮与燃油机燃油机动力轴之间的分离和结合，燃油机主动齿轮和从动齿轮组合相互啮合，从动齿轮组合带动输出轴将动力输出，还包括有一个电动机及电机动力输出分离臂组合，电动机通过充电电池提供电源，所述的电动机包括一根电机轴、电机主动齿轮及电机分离齿轮，其中，电机主动齿轮固定空套在电机轴下端，并与从动齿轮组合相互外直齿啮合，电机分离齿轮与电机轴轴向滑动固定连接，在电机动力输出分离臂组合分离作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互分离；在电机动力输出分离臂组合结合作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互结合；燃油机主动齿轮或电机主动齿轮在带动从动齿轮组合旋转时，旋向相同。

由于原来的摩托车上具有燃油发动机及充电电池，燃油发动机包括离合器、燃油机主动齿轮和从动齿轮组合，其中，离合器控制燃油机主动齿轮与燃油机燃油机动力轴之间的分离和结合，燃油机主动齿轮和从动齿轮组合相互啮合，从动齿轮组合带动输出轴将动力输出这些共同的必要技术特征，本发明技术方案只是在原有的燃油发动机基础上直接增加了电动机及电机动力输出分离臂组合，其中，电动机通过充电电池提供电源，所述的电动机包括一根电机轴、电机主动齿轮及电机分离齿轮，其中，电机主动齿轮固定空套在电机轴下端，并与从动齿轮组合相互外直齿啮合，电机分离齿轮与电机轴轴向滑动固定连接，在电机动力输出分离臂组合分离作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互分离；在电机动力输出分离臂组合结合作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互结合；燃油机主动齿轮或电机主动齿轮在带动从动齿轮组合旋转时，旋向相同这些区别的必要技术特征。所以，采用本技术方案，相对原来的单纯的燃油发动机既保留了原来的燃油发动机本身的优点，又克服其不经济环保、行驶过程中噪声大、废气排量严重的缺点；相对原来的单纯的电动机既保留了原来的电动机本身的优点，又克服其动力小、速度慢、不适合长途远距离行驶的缺点，既没有产生新的问题，又简单易行，不需要将原来的燃油发动机内部进行改动，重新开模设计，在解决同样问题的前提下，减少了成本和技术难度，克服了现有技术结构复杂，性能保障性差，成本也较高的缺点。

上述技术方案的摩托车发动机混合动力在使用过程中，如果需要动力大、速度快时，将电机动力输出分离臂组合操作到分离状态，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互分离，此时，电机主动齿轮空套在电机轴上，也就是说电机主动齿轮在电机轴上空转，就如同普通的燃油发动机摩托车一样操作，离合器控制燃油机主动齿轮与燃油机燃油机动力轴之间的分离和结合，燃油发动机主动齿轮与从动齿轮组合相互啮合，从动齿轮组合带动输出轴将动力输出；如果需要节能、输出动力小、速度慢时，用电动机作为动力时，只需将燃油发动机熄火，离合器分离开，没有动力传递到燃油机主动齿轮上，然后将电机动力输出分离臂组合操作到结合状态，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互结合，电机轴通过电机主动齿轮带动从动齿轮组合，然后带动输出轴将动力输出。另外限定了燃油机主动齿轮或电机主动齿轮在带动从动齿轮组合旋转时，旋向相同，从而保证了无论采用燃油发动机做为动力还是电动机作为动力时，输出轴的旋转方向都是一致的。

其中，电机分离齿轮与电机轴轴向滑动固定连接是指电机分离齿轮可沿着电机轴轴向上下运动并与电机轴固定连接，也就是说，电机分离齿轮能沿着电机轴轴向运动，但不能围绕着电机轴旋转。

进一步，限定所述的电机动力输出分离臂组合包括电机分离杆及操作复位压缩弹簧，其中，操作复位压缩弹簧套装在所述的电机轴上，并将弹簧弹力作用在所述的电机分离齿轮上，电机分离杆拨动电机分离齿轮向上运动。这种电机动力输出分离臂组合结构结构简单，使用时，操作复位压缩弹簧作用在所述的电机分离齿轮上，并始终处于压缩状态，在需要将电机主动齿轮和电机分离齿轮分离时，只需要用外力操作电机分离杆，操作分离杆推动电机分离齿轮向上进一步压缩操作复位压缩弹簧，克服操作复位压缩弹簧的弹力；当需要将电机主动齿轮和电机分离齿轮结合时，只需要恢复操作电机分离杆位置，去除其作用在电机分离齿轮的外力，机分离齿轮将会在操作复位压缩弹的作用下向下运动，电机主动齿轮和电机分离齿轮就会啮合在一起。

同样的道理，进一步，也可以限定所述的电机动力输出分离臂组合为拨叉杆，拨叉杆拨动电机分离齿轮上下运动。这种结构类似于拨叉运动，即在需要将电机主动齿轮和电机分离齿轮分离时，用外力操纵拨叉将电机分离齿轮向上拨动即可；当需要将电机主动齿轮和电机分离齿轮结合时，用外力操纵拨叉将电机分离齿轮向下拨动即可。

更进一步，在上述两种结构的电机动力输出分离臂组合的条件下，进一步限定所述的电机分离齿轮与电机主动齿轮之间采用棘轮配合方式，类似于摩托车起动轴好结构方式用在电机主动齿轮和电机分离齿轮之间的连接，这种棘轮配合方式配合稳定，技术工艺成熟稳定。

再进一步，限定所述的电机分离齿轮的齿为斜齿；所述的电机主动齿轮分为第一齿部和第二齿部，第一齿部位于第二齿部下方并一体连接，其中第一齿部为与从动齿轮组合相互啮合配合的外直齿，第二齿部为与所述电机分离齿轮的斜齿相互啮合配合的斜齿，斜齿的斜向均与电机主动齿轮旋向相同，斜齿的棘轮设计保证在与电机主动齿轮旋向相同的方向旋转时，更稳定的接触面。

同样，更进一步，在上述两种结构的电机动力输出分离臂组合的条件下，进一步限定所述的电机分离齿轮与电机主动齿轮之间采用采用销孔配合方式，这种销孔配合的技术直接，使用时，直接是销轴插入到孔内进行配合接触，带动相互转到，这种配合方式，简单稳定，类似于摩托车主、副轴上部分齿轮之间的配合方式，工艺成熟稳定。

再进一步，限定所述的电机分离齿轮的下端设置有外凸销，电机主动齿轮的上端设置有与所述的外凸销相互匹配的配合内凹孔。当然还可以，限定所述的电机分离齿轮的下端设置有内凹孔，电机主动齿轮的上端设置有与所述的内凹孔相互匹配的外凸销

同样，更进一步，在上述两种结构的电机动力输出分离臂组合的条件下，进一步限定所述的电机分离齿轮与电机主动齿轮之间采用齿套配合方式，这种齿套的配合方式接触面结合平稳，类似于行星花键的结合方式，配合精密，工艺成熟稳定。

再进一步，限定所述的电机分离齿轮具有外啮合齿，所述的电机主动齿轮包括有与电机分离齿轮外啮合齿相互配合的内啮合齿以及与从动齿轮组合相互啮合配合的外直齿。这种结合方式类似于将电机分离齿轮插入到电机主动齿轮内部的配合。

同样，再进一步，限定所述的电机分离齿轮具有内啮合齿，所述的电机主动齿轮分为上齿部和下齿部，下齿部位于上齿部的下方并一体连接，其中下齿部为与从动齿轮组合，相互啮合配合的外直齿，上齿部为与所述电机分离齿轮的内啮合齿相互啮合配合的外齿。这种结合方式类似于将电机分离齿轮插入到电机主动齿轮内部的配合。

附图说明

图1为本发明摩托车发动机混合动力的外观示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1中，实施例一的A-A剖视图；

图4为实施例一中，电机动力输出分离臂组合操作到结合状态时的示意图；

图5为实施例一中，电机动力输出分离臂组合操作到分离状态时的示意图；

图6为实施例一中，图4所示状态下，棘轮配合的放大示意图；

图7为实施例一中，电机动力输出分离臂组合中的电机分离杆的结构示意图；；

图8为图7中B-B剖视放大示意图；

图9为图1中，实施例二的A-A剖视图；

图10为实施例二中，电机动力输出分离臂组合操作到结合状态时的示意图；

图11为实施例二中，电机动力输出分离臂组合操作到分离状态时的示意图；

图12为实施例二中，图11所示状态下，销孔配合的放大示意图；

图13为实施例三中，电机动力输出分离臂组合操作到结合状态时的示意图；

图14为实施例三中，电机动力输出分离臂组合操作到分离状态时的示意图；

图15为实施例四中，电机动力输出分离臂组合操作到结合状态时的示意图；

图16为实施例四中，电机动力输出分离臂组合操作到分离状态时的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1~图8所示，本发明的实施例一，一种摩托车发动机油电混合动力，包括一台燃油发动机1及充电电池（图中未示出），所述的燃油发动机1包括离合器2、燃油机主动齿轮3与从动齿轮组合4，其中，离合器2控制燃油机主动齿轮3与燃油机燃油机动力轴5之间的分离和结合，燃油机主动齿轮3与从动齿轮组合4相互啮合，从动齿轮组合4带动输出轴6将动力输出，还包括有一个电动机7及电机动力输出分离臂组合，电动机7通过充电电池提供电源，所述的电动机7包括一根电机轴9、电机主动齿轮10及电机分离齿轮8，其中，电机主动齿轮10固定空套在电机轴9下端，并与从动齿轮组合4相互外直齿啮合，电机分离齿轮8与电机轴9轴向滑动固定连接，其中，电机动力输出分离臂组合包括电机分离杆81（如图7所示）及操作复位压缩弹簧82，电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间采用棘轮配合方式，这种棘轮配合方式，如图6所示，电机分离齿轮8的齿为斜齿；所述的电机主动齿轮分为第一齿部11和第二齿部12，第一齿部11位于第二齿部12下方并一体连接，第一齿部11为与从动齿轮组合4相互啮合配合的外直齿，第二齿部12为与所述电机分离齿轮8的斜齿相互啮合配合的斜齿，斜齿的斜向均与电机主动齿轮10旋向相同；操作复位压缩弹簧82套装在所述的电机轴9上，操作复位压缩弹簧82作用在所述的电机分离齿轮8上；如果需要动力大、速度快时，用燃油发动机1作为动力时，如图5所示，在电机分离杆81分离作用时，电机分离齿轮8与电机主动齿轮10相互分离，此时，电机主动齿轮10空套在电机轴9上，也就是说电机主动齿轮10在电机轴9上空转，就如同普通的燃油发动机摩托车一样操作；如果需要节能、输出动力小、速度慢时，用电动机7作为动力时，只需将燃油发动机1熄火，离合器2分离开，没有动力传递到燃油机主动齿轮3上，然后将电机动力输出分离臂组合操作到结合状态，如图4所示，电机分离杆81拨动电机分离齿轮8向上运动时，即电机分离杆81结合作用时，电机分离齿轮8与电机主动齿轮10相互啮合；燃油机主动齿轮3或电机主动齿轮10在带动从动齿轮组合4旋转时，旋向相同。

如图1、图2、图7~图12所示，本发明的实施例二，一种摩托车发动机油电混合动力，包括一台燃油发动机1及充电电池（图中未示出），所述的燃油发动机1包括离合器2、燃油机主动齿轮3与从动齿轮组合4，其中，离合器2控制燃油机主动齿轮3与燃油机燃油机动力轴5之间的分离和结合，燃油机主动齿轮3与从动齿轮组合4相互啮合，从动齿轮组合4带动输出轴6将动力输出，还包括有一个电动机7及电机动力输出分离臂组合，电动机7通过充电电池提供电源，所述的电动机7包括一根电机轴9、电机主动齿轮10及电机分离齿轮8，其中，电机主动齿轮10固定空套在电机轴9下端，并与从动齿轮组合4相互外直齿啮合，电机分离齿轮8与电机轴9轴向滑动固定连接，其中，电机动力输出分离臂组合包括电机分离杆81（如图7所示）及操作复位压缩弹簧82，电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间采用销孔配合方式，这种销孔配合方式，如图12所示，电机分离齿轮的下端设置有外凸销13，电机主动齿轮10的上端设置有与所述的外凸销13相互匹配的配合内凹孔14；操作复位压缩弹簧82套装在所述的电机轴9上，操作复位压缩弹簧82作用在所述的电机分离齿轮8上；如果需要动力大、速度快时，用燃油发动机1作为动力时，如图11所示，在电机分离杆81分离作用时，电机分离齿轮8与电机主动齿轮10相互分离，此时，电机主动齿轮10空套在电机轴9上，也就是说电机主动齿轮10在电机轴9上空转，就如同普通的燃油发动机摩托车一样操作；如果需要节能、输出动力小、速度慢时，用电动机7作为动力时，只需将燃油发动机1熄火，离合器2分离开，没有动力传递到燃油机主动齿轮3上，然后将电机动力输出分离臂组合操作到结合状态，如图10所示，电机分离杆81拨动电机分离齿轮8向上运动时，即电机分离杆81结合作用时，电机分离齿轮8与电机主动齿轮10相互啮合；燃油机主动齿轮3或电机主动齿轮10在带动从动齿轮组合4旋转时，旋向相同。

实施例二和实施例一的结构区别点仅仅在于电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间采用的配合方式不同。实施例一采用的是棘轮配合，实施例二采用的是销孔配合。

同样的道理，如图1、图2、图7、图8、图13、图14所示，本发明的实施例三其他结构同实施例一、实施例二相同，其区别仅仅在于电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间采用的配合方式不同，实施例三采用的是齿套配合方式，这种齿套配合方式具体限定为：电机分离齿轮8具有内啮合齿15，所述的电机主动齿轮10分为上齿部16和下齿部17，下齿部17位于上齿16部的下方并一体连接，其中下齿部17为与从动齿轮组合4相互啮合配合的外直齿，上齿部16为与所述电机分离齿轮8的内啮合齿相互啮合配合的外齿。

同样的道理，如图1、图2、图7、图8、图15、图16所示，本发明的实施例四其他结构同实施例一、实施例二、实施例三相同，其区别仅仅在于电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间采用的配合方式不同，实施例四同样采用的是齿套配合方式，但这种齿套配合方式具体限定区别与实施例三，具体为：所述的电机分离齿轮10具有外啮合齿18，所述的电机主动齿轮10包括有与电机分离齿轮外啮合齿18相互配合的内啮合齿19以及与从动齿轮组合4相互啮合配合的外直齿。

另外，考虑到电机动力输出分离臂组合还可以采用拨叉杆形式，类似于换挡拨叉的结构，采用拨叉杆直接拨动电机分离齿轮上下运动，这种方式区别上述采用电机分离杆及操作复位压缩弹簧的结构，也就是取消操作复位压缩弹簧，将电机分离杆设置成拨叉形状，既可以拨动电机分离齿轮向上运动，也可以拨动电机分离齿轮向上运动。这种方式直接简单，本领域技术人员完全可以理解。同样，针对多种电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间采用的配合方式也可以产生多种具体的技术方案，在这就不一一述说。

采用上述的无论那种技术方案，其相对原有技术来说，并没有对现在燃油摩托车发动机进行内部结构的改动，只是新增加了充电电池和能与燃油发动机本身具有的从动齿轮组合配合的电动机，在同样的一台车上既有了燃油发动机摩托车的动力又有了电动摩托车的动力，简单改进去实现了稳定的转换功能，既满足了高速、大动力的需求，又满足了低速、节能、环保的要求，在解决同样问题的前提下，减少了成本和技术难度，克服了现有技术结构复杂，性能保障性差，成本也较高的缺点。

采用本技术方案的摩托车发动机混合动力，不管是电机动力输出分离臂组合采用电机分离杆81及操作复位压缩弹簧82的结构还是电机动力输出分离臂组合采用拨叉杆形式，也不管电机分离齿轮8与电机主动齿轮10之间配合采用棘轮结构、销孔结构或者齿套配合方式，都能具体实现电机分离和结合的动作，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.摩托车发动机油电混合动力，包括一台燃油发动机及充电电池，所述的燃油发动机包括离合器、燃油机主动齿轮和从动齿轮组合，其中，离合器控制燃油机主动齿轮与燃油机动力轴之间的分离和结合，燃油机主动齿轮和从动齿轮组合相互啮合，从动齿轮组合带动输出轴将动力输出，还包括有一个电动机及电机动力输出分离臂组合，电动机通过充电电池提供电源，所述的电动机包括一根电机轴、电机主动齿轮及电机分离齿轮，其中，电机主动齿轮固定空套在电机轴下端，并与从动齿轮组合相互外直齿啮合，电机分离齿轮与电机轴轴向滑动固定连接，在电机动力输出分离臂组合分离作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互分离；在电机动力输出分离臂组合结合作用时，电机分离齿轮与电机主动齿轮相互结合；燃油机主动齿轮或电机主动齿轮在带动从动齿轮组合旋转时，旋向相同，其特征在于，所述的电机动力输出分离臂组合包括电机分离杆及操作复位压缩弹簧，其中，操作复位压缩弹簧套装在所述的电机轴上，并将弹簧弹力作用在所述的电机分离齿轮上，电机分离杆拨动电机分离齿轮向上运动。

2.根据权利要求1所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮与电机主动齿轮之间采用棘轮配合方式。

3.根据权利要求2所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮的齿为斜齿；所述的电机主动齿轮分为第一齿部和第二齿部，第一齿部位于第二齿部下方并一体连接，其中第一齿部为与从动齿轮组合相互啮合配合的外直齿，第二齿部为与所述电机分离齿轮的斜齿相互啮合配合的斜齿，斜齿的斜向均与电机主动齿轮旋向相同。

4.根据权利要求1所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮与电机主动齿轮之间采用销孔配合方式。

5.根据权利要求4所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮的下端设置有外凸销，电机主动齿轮的上端设置有与所述的外凸销相互匹配的配合内凹孔。

6.根据权利要求1所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮与电机主动齿轮之间采用齿套配合方式。

7.根据权利要求6所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮具有外啮合齿，所述的电机主动齿轮包括有与电机分离齿轮外啮合齿相互配合的内啮合齿以及与从动齿轮组合相互啮合配合的外直齿。

8.根据权利要求6所述的摩托车发动机油电混合动力，其特征在于，所述的电机分离齿轮具有内啮合齿，所述的电机主动齿轮分为上齿部和下齿部，下齿部位于上齿部的下方并一体连接，其中下齿部为与从动齿轮组合相互啮合配合的外直齿，上齿部为与所述电机分离齿轮的内啮合齿相互啮合配合的外齿。