CN105984554A - 二轮电动车的传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二轮电动车，其包括一传动系统与一电力回充系统。传动系统由一马达、一离合器、一变速机构与一换挡装置组成，马达带动一传动轴旋转，离合器连接传动轴与变速机构，变速机构被换挡装置控制而对传动轴转速为一定比例的调节，将马达的扭矩输出至外界。电力回充系统包括一发电机，一安装于发电机的发电机齿轮，及一联结传动轴且啮合发电机齿轮的传动轴齿轮，可在传动轴转动期间，以电力回充系统产生电流且回馈传动系统，取得蓄电或补充电力的循环效果，有利于二轮电动车行驶于不同的路面上。

Description

二轮电动车的传动系统

技术领域

本发明涉及二轮电动车的传动、蓄电或补充电力的技术领域。

背景技术

已知的二轮车，依动力源区分人力与机械二类。所述的机械多为内燃机，以燃烧汽、柴油等石油品产生动力，驱使车轮前进。因为石油产量逐渐减少，导致油价居高不下，加上油品燃烧排放烟雾易造成环境污染，使动力研发方向朝着无污染的电动车迈进。

早期的电动车有一马达，通常安装在车轮的轮毂，利用马达将电能转换成旋转动能的特性，带动车轮旋转。所述的马达可以安装在轮毂内部，直接驱动车轮一起转动，却存在惯性质量大的问题。特别是在颠簸路面时，不仅震动幅度大，容易产生不舒适的骑乘感受。

马达也能安装在轮毂外部，通过一传动系统输出马达的动能，间接驱动车轮旋转，却有传距长、损耗大等弊端，以致传动效益不佳。

为了解决这些问题，中国台湾第M367154号专利案提供一种驱动装置，其安装在马达的机壳，降低晃动幅度，提高骑乘舒适感，兼具能量损耗小、传动效益佳等优点。然而，轮毂联结马达的转子，不论车轮前进或后退，都会感受到转子的阻抗，不利于电动车的移动。

于是，中国台湾第M387018号专利案有一离合器，在高速转动期间，离合器连结传动系统且输出马达的动能。在转速低时，离合器是分离的，传动系统不会连结马达，以致轮毂不再承受马达的阻抗，使电动车的移动变得轻松。

但是，传动系统减速比是固定的，导致马达输出的扭矩一成不变，只能让电动车行驶在平坦的路面。一旦遇到具有坡度的路段，因为传动系统缺乏换挡功能，无法改变扭矩的输出值，使电动车不易行驶在上坡的路面。

虽然，依赖电池输出不同功率的电力，可以改变马达的输出值，却有超出负荷的危险，相对缩减电池的使用寿命。

因此，如何改善电动车的传动系统，就成为本发明亟待解决的课题。

发明内容

本发明主要目的在于：采用换挡的构造，改变马达的输出值，提供电动车合适的扭矩，行驶于不同的路面上。

缘于上述目的的达成，本发明提供一种二轮电动车的传动系统，其特征在于，包括：

一传动系统，其包括一马达、一离合器、一变速机构与一换挡装置，马达带动一传动轴旋转，离合器连接传动轴与变速机构，变速机构被换挡装置控制而对传动轴转速为一定比例的调节，将马达的扭矩输出至外界；

一电力回充系统，其包括一发电机，一安装于发电机的发电机齿轮，及一联结传动轴且啮合发电机齿轮的传动轴齿轮，可在传动轴转动期间，以电力回充系统产生电流且回馈传动系统。

所述二轮电动车的传动系统中，所述的传动系统与电力回充系统被一机壳保护，供发电机紧固于机壳上。

所述二轮电动车的传动系统中，该机壳外部形成一些用于散热的鳍片。

所述二轮电动车的传动系统中，该马达有一转子，转子结合一大链轮，用一链条使大链轮与一小链轮维持传动关系，小链轮与一第一驱动齿轮安装在传动轴并与传动轴齿轮不在同一端，第一驱动齿轮啮合一设在离合器的主齿轮。

所述二轮电动车的传动系统中，该变速机构有二组齿轮：

一组齿轮有多个齿轮与一主轴，这些齿轮有不同的齿数比，安装在主轴而可同向转动关系，至少一齿轮沿轴长方向往复位移，主轴一端连接离合器；

另一组齿轮有多个齿轮与一副轴，这些齿轮有不同的齿数比，安装在副轴而可同向转动关系，至少一齿轮沿轴长方向往复位移。

所述二轮电动车的传动系统中，该换挡装置包括：

一鼓轮，其外表是圆的且形成多个轨道，鼓轮与一枢接于机壳的支杆相连；

多个变速叉，每个变速叉连接于一设在机壳的枢轴而可滑动，其一端与相应的齿轮具备连动关系，另一端受限于鼓轮相应的轨道壁面，决定变速叉在枢轴的位置，连带主、副轴相应的齿轮啮合或分开。

所述二轮电动车的传动系统中，每个相对主、副轴位移的齿轮有一环槽；每个变速叉有一叉着相应齿轮环槽的分叉端。

所述二轮电动车的传动系统中，该换挡装置还有一安装于机壳的拨杆；一感应板，其与鼓轮设在相同的支杆而可同向转动；以及，一操作件，其与拨杆相连而可连带感应板运动。

因此，本发明用电力回充系统取得蓄电或补充电力的循环效果，而且换挡装置操作变速机构为不同齿数比的咬合，改变马达的输出值，提供二轮电动车合适的扭矩，行驶于不同的路面上。

附图说明

图1是传动系统一较佳实施例的立体图；

图2是沿图1A-A线局部剖开的立体图；

图3是传动系统内部元件的示意图；

图4是传动系统内部元件另个角度的示意图；

图5是主轴的立体图；

图6是传动系统局部的剖视图；

图7是二轮电动车的使用流程图。

附图标记说明：传动系统10；容室11；机壳12；转子13；马达14；大链轮15；鳍片16；小链轮17；壳壁18；链条19；离合器20；主齿轮21；拉杆22；传动轴24；滚珠轴承26；第一驱动齿轮28；变速机构30；四速主齿轮31；主轴32；五速主齿轮33；低速主齿轮34；直肋35；二速主齿轮36；沟37；三速主齿轮38；环槽39；副轴40；五速副齿轮41；低速副齿轮42；输出端43；二速副齿轮44；三速副齿轮46；四速副齿轮48；换挡装置50；操作件51；拨杆52；支杆53；鼓轮54；轨道55；感应板56；枢轴57；变速叉58；电力回充系统60；发电机62；发电机齿轮64；传动轴齿轮66；电线68；二轮电动车管理模块70；电池管理单元72；马达驱动系统74。

具体实施方式

如图1所示，阐明传动系统10一较佳实施例的具体构造，用一机壳12保护传动系统10与一电力回充系统60。

所述的机壳12是组合式，其外部形成一些鳍片16，这些鳍片16增加空气的接触面积，散热效果较佳。在机壳12外部露出三个元件的局部，这些元件界定为拉杆22、输出端43以及拨杆52，并与传动系统10保持连接关系。

在图2中，机壳12有若干壳壁18，这些壳壁18纵横交错的连接在一起，将机壳12内部空间隔成几个容室11。每个容室11大都是密闭的，支撑传动系统10与电力回充系统60在机壳12里面运转。

所述的传动系统10包括一马达14、一离合器20、一变速机构30与一换挡装置50。

其中，马达14有一定子(图式未绘)与一转子13，转子13一端置入定子，另一端结合一大链轮15。大链轮15与一小链轮17位于图2机壳12偏左的容室11，彼此相隔且被一链条19连结在一起。用一组迫紧于壳壁18的滚珠轴承26结合一传动轴24，使传动轴24架设在图2机壳12右下方的容室11中。传动轴24一端安装小链轮17，另一端与电力回充系统60相连。

马达14通电后，定子产生电场，驱使转子13连带大链轮15单向旋转，带动小链轮17旋转，将马达14的扭矩传递至传动轴24。

接着看到图3，小链轮17介于滚珠轴承26与一第一驱动齿轮28之间。第一驱动齿轮28与传动轴24保持同向转动关系，以第一驱动齿轮28啮合一紧固于离合器20的主齿轮21。关于离合器20内部构造，非本案的技术核心，请参考中国台湾第M387018号专利案，于此不予赘述。

所述的变速机构30有二组齿轮，每组齿轮由一轴与多个齿轮组成，这些齿轮有不同的齿数比。其中一组齿轮的轴界定为主轴32，搭配低速主齿轮34、二速主齿轮36、三速主齿轮38、四速主齿轮31及五速主齿轮33。如图4所示，另一组齿轮的轴界定为副轴40，搭配低速副齿轮42、二速副齿轮44、三速副齿轮46、四速副齿轮48与五速副齿轮41。

在图5、图6中，主轴32被另组滚珠轴承26架设在壳壁18上。主轴32一端深入离合器，主轴32靠近另一端处隆起几条直肋35，在二相邻的直肋35间形成一道沟37，使沟37沿着主轴32长度方向延伸。

所述的低速主齿轮34紧邻沟37，其与主轴32设计成为一体且不可滑动。不可滑动的齿轮还有二速主齿轮36、四速主齿轮31及五速主齿轮33，这些齿轮31、33、36中央形成齿形孔，凹凸配合所述的直肋35与沟37，且受限于低速主齿轮34、滚珠轴承26与一些扣件(如垫圈)，可以随着主轴32同向转动，却不能沿着轴向任意位移。至于三速主齿轮38中央同样有齿形孔，凹凸配合直肋35与沟37且沿轴向移动一定的距离。另外，三速主齿轮38侧边形成一环槽39。

副轴40被其他的滚珠轴承26架设在壳壁18上，其穿过壳壁18的外露端充当输出端43使用。副轴40的结构与主轴32大致相同，可联结低速、二速、三速、四速及五速等副齿轮41、42、44、46、48。其中，低速、二速与三速等副齿轮42、44、46随着副轴40同向转动，却不可滑动。至于四速及五速等副齿轮41、48侧边各有一环槽39，这些副齿轮41、48既可随着副轴40同向旋转，也能沿着轴向往复位移一定的距离。

回头看到图3、图4，所述的拨杆52与换挡装置50相连。换挡装置50包括一鼓轮54、一感应板56、三变速叉58及一操作件51。

所述的鼓轮54外表是圆的且形成三个轨道55，这些轨道55是曲率不一的凹槽。鼓轮54连同感应板56设在一支杆53上，支杆53枢接壳壁，支持鼓轮54与感应板56相对壳壁转动。用一根设于壳壁的枢轴57穿过三个变速叉58，支持变速叉58相对枢轴57滑动。

每个变速叉58一端是分叉的，叉着三速主齿轮38及四、五速副齿轮41、48相应的环槽39。变速叉58另一端深入鼓轮54相应的轨道55。所述的操作件51一端连接于拨杆52，另一端可接触感应板56。

因此，以拉杆22(详见图1、图2)驱使离合器20保持结合或分离状态，决定主轴32传递马达的动力与否。在分离状态，传动轴24是怠速的，拨杆52操作换挡装置50控制变速机构30更换转速。在结合状态，传动轴24转速经过变速机构30为一定比例的调节，由输出端43将马达14(详见第1、2图)的扭矩传递输出至外界。

详细地说，拨杆52受力带动操作件51偏摆时，驱使感应板56连同支杆53旋转，以致鼓轮54进行圆周运动，借助轨道55的壁面影响全部的变速叉58在枢轴57的位置，或起点到终点的行程。

在低速主齿轮34啮合低速副齿轮42时，输出端43的转速最慢，但扭矩最大，适用于二轮电动车的起步或爬坡路段。

当二速主齿轮36啮合二速副齿轮44时，输出端43转速比低速档快，但扭矩小于低速档，用于二轮电动车的加速。

三速主、副齿轮38、46啮合时，或四速主、副齿轮31、48啮合时，输出端43转速自然快过低速或二速档，但扭矩小于低速或二速档。

当然，五速主、副齿轮33、41啮合时，输出端43的转速最快，扭矩却最小，便利二轮电动车行驶于平坦的路面。

拨杆52带动操作件51摆动触及感应板56，以鼓轮54的轨道55壁面改变全部的变速叉58在枢轴57的位置或行程，形成空档状态等待下次的使用。

如图1、图2所示，该电力回充系统60包括一紧固于壳壁18而被机壳12保护的发电机62，一安装于发电机62外部的发电机齿轮64，以及一联结传动轴24且啮合发电机齿轮64的传动轴齿轮66。

所述的发电机62采用「电磁感应」原理，可将旋转动能转换成电能，不同于马达14运用「电流磁效应」原理，将电能转换成旋转动能。因此，传动轴齿轮66随着传动轴24同向转动，带动发电机齿轮64旋转，使发电机62产生感应电流，通过一电线68输出电力。

如图7所示，一电池管理单元72接收二轮电动车管理模块70的命令，供应一马达驱动系统74所需的电力，使马达14转动，经过传动轴24及变速机构30调节输出端43为一定转速的旋转。同时，传动轴24启动电力回充系统60回馈电流至电池管理单元72，达到蓄电或补充电力的循环效果。

在怠速期间，马达14仍旧驱动传动轴24转动，以致电力回充系统60持续回馈电流至电池管理单元72。换句话说，电动车即使处于停车状态，电力回充系统60仍旧维持蓄电或补充电力的效能，不因变速机构30保持怠速而中断。

Claims (8)

1.一种二轮电动车的传动系统，其特征在于，包括：

一传动系统，其包括一马达、一离合器、一变速机构与一换挡装置，马达带动一传动轴旋转，离合器连接传动轴与变速机构，变速机构被换挡装置控制而对传动轴转速为一定比例的调节，将马达的扭矩输出至外界；

一电力回充系统，其包括一发电机，一安装于发电机的发电机齿轮，及一联结传动轴且啮合发电机齿轮的传动轴齿轮，可在传动轴转动期间，以电力回充系统产生电流且回馈传动系统。

2.根据权利要求1所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，所述的传动系统与电力回充系统被一机壳保护，供发电机紧固于机壳上。

3.根据权利要求2所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，该机壳外部形成一些用于散热的鳍片。

4.根据权利要求1所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，该马达有一转子，转子结合一大链轮，用一链条使大链轮与一小链轮维持传动关系，小链轮与一第一驱动齿轮安装在传动轴并与传动轴齿轮不在同一端，第一驱动齿轮啮合一设在离合器的主齿轮。

5.根据权利要求1所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，该变速机构有二组齿轮：

一组齿轮有多个齿轮与一主轴，这些齿轮有不同的齿数比，安装在主轴而可同向转动关系，至少一齿轮沿轴长方向往复位移，主轴一端连接离合器；

另一组齿轮有多个齿轮与一副轴，这些齿轮有不同的齿数比，安装在副轴而可同向转动关系，至少一齿轮沿轴长方向往复位移。

6.根据权利要求5所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，该换挡装置包括：

一鼓轮，其外表是圆的且形成多个轨道，鼓轮与一枢接于机壳的支杆相连；

多个变速叉，每个变速叉连接于一设在机壳的枢轴而可滑动，其一端与相应的齿轮具备连动关系，另一端受限于鼓轮相应的轨道壁面，决定变速叉在枢轴的位置，连带主、副轴相应的齿轮啮合或分开。

7.根据权利要求6所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，每个相对主、副轴位移的齿轮有一环槽；每个变速叉有一叉着相应齿轮环槽的分叉端。

8.根据权利要求6所述二轮电动车的传动系统，其特征在于，该换挡装置还有一安装于机壳的拨杆；一感应板，其与鼓轮设在相同的支杆而可同向转动；以及，一操作件，其与拨杆相连而可连带感应板运动。