CN106494561A - 混合动力摩托车后轮驱动结构 - Google Patents

Abstract

发明名称混合动力摩托车后轮驱动结构摘要本发明涉及一种混合动力摩托车，尤其涉及一种单悬挂、单边轴混合动力踏板摩托车后轮驱动结构，其中轮毂轮圈一体式设计，而定子采取分体式设计，利用双列角接触轴承独特优势使结构结合更完美；居于一侧的空心轴自身不承担后轮垂直载荷，所以不强调用三角支架支撑，故而方便包括踏板摩托车的节能升级安装，也为新车型开发提供了一种较为理想的方案；本发明同时对原有的后轮鼓刹制动改进成碟刹制动，使车辆安全性能得到提升。

Description

混合动力摩托车后轮驱动结构

技术领域

本发明涉及一种混合动力摩托车，尤其涉及一种单悬挂、单边轴混合动力踏板摩托车后轮驱动结构，包括对专利号为：CN200920305979.8单向离合器的应用；该结构不仅便于传统踏板摩托车的节能升级，而且可以直接配套新型摩托车的生产制造。

背景技术

长期以来踏板摩托车以其结构合理、操作简单、路况适应能力强以及续航里程远的特点，一直受到不同年龄不同性别朋友的喜爱；然而随着人们的节能意识增强，新能源技术的不断进步，相比燃油成本而言，电动踏板车以其低能耗、低噪音等优点，很快就得到人们认可；然而电动踏板车在使用过程中，又因为充电时间长、爬坡和续航能力差等负面因素，一直影响和限制了人们的出行心情和活动范围；如何使两者从结构上完美结合、性能上优势互补，混合技术自然是目前广泛认同的解决方案；然而也许是因为踏板摩托车自身结构比较特殊等因素，至今现有技术未能提供较为理想的解决方案，自然阻碍了新能源踏板摩托车的市场认可和普及。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明主要针对后轮单避震单边轴类型摩托车、特别是踏板摩托车，提供一种结构紧凑、性能可靠的后轮混合动力结构，使车辆具备在不同能源之间的优势互补，发挥其独有的适应能力，真正无忧出行并且又能达到节能减排的效果；本发明同时对原有的后轮鼓刹制动改进成碟刹制动，使车辆安全性能得到提升。

为了实现上述目的本发明是如下技术方案实现的： 本发明混合动力摩托车后轮驱动结构包括位于发动机壳体内的单向离合器齿轮；单向离合器啮合连接后伸出发动机壳体外面的单边轴； 单边轴啮合连接的轮毂及其主轴螺母；无刷电机的转子和定子以及电机端盖；转子与定子之间活动连接包括一套密封轴承；主轴螺母具有螺纹孔壁和相通的多角形孔壁及其圆滑的外壁。

还包括转子与定子之间活动连接的一套双列角接触轴承或者两套角接触轴承组合代替。

轮毂与轮圈是一体的，轮圈内壁具有粘接的磁钢瓦片兼具转子，轮毂中心孔壁圈口一侧具有轴向延伸其长度略小于双列角接触轴承内圈的凸出部，凸出部的起点位置具有第一凸缘；凸出部的断面具有用螺栓连接的夹持体；夹持体边缘具有螺栓连接的通孔和继续延伸的第二凸缘；轮圈圈口螺栓连接的电机端盖；轮毂的中心孔壁上具有过盈嵌入的内花键钢套。

定子具有径向向内凸起的环形骨架；定子具有间接轴向相连经电机端盖伸出的空心轴空心轴中部外壁具有轴座以及相邻的正丝螺纹壁，空心轴一端具有径向向外的凸缘盘体，凸缘盘体的边缘朝向轮毂一侧具有轴向延伸的第五凸缘，第五凸缘断面上具有通孔、其内侧还具有一个内凹角，凸缘盘体盘面具有均等分布的散射状导线槽，导线槽与轴心孔壁导线孔分别相通，导线槽与导线孔内部导线采用绝缘填充物填充固定；轴心通孔内部具有一个便于装卸密封柱体。

双列角接触轴承、环形骨架、空心轴三者之间具有可以径向又可以轴向螺栓连接的轴承套环，轴承套环朝向轮毂的一端具有径向向内的第三凸缘和径向向外的第四凸缘，轴承套环在朝向电机端盖一端的断面上具有螺纹沉孔。扭力杆具有中部安装碟刹泵的碟刹通孔，两端分别具有螺接的正丝螺纹孔和连接通孔。

正丝螺纹壁正丝螺纹孔之间的螺接方式具有必要的定子锁定机构；定子锁定机构具有分别设在轮毂和轴承套环相遇位置上的制动螺纹孔和制动沉孔，同时包括常用密封螺栓和临时螺栓构成。

本发明工作原理：轮毂经过发动机内部轴承活动连接并依附于发动机壳体来自身定位，而单向离合器有效规避车辆滑行阻力，使其自身转动更加灵活，是车辆的重点活动主体；定子作为释放电能的主要构件，与轮毂对应活动连接，由于其隐藏在轮毂腔内，成为相对与轮毂的活动个体，至此轮毂便形成两个具有不同功能而又相依相连的两个活动整体组合，为了发挥定子的功能，必须通过一个扭力杆将其固定在发动机壳体上，这样一来定子便由原来的动态形式变身为相对于轮毂的静止形态，此刻轮毂作为实现燃油驱动角色之外，还肩负着执行电能驱动的转子功能，同时承担来自车辆后部的径向和轴向载荷。

油动力模式时，发动机将逆时针旋转的动能传递到单向离合器的外圈，而单向离合器具有内外圈任何一方为主动圈角色、同时又是顺时针旋转均为分离断开状态，反之则会闭合并锁死成一体状态；此模式下离合器外圈为主动圈的角色，符合了逆时针闭合锁定的条件，联动内圈旋转，直接带动了与单边轴啮合的轮毂规则旋转；由于与定子是活动连接关系，只要定子线圈保持开路状态，轮毂就不会受到定子磁场与磁钢磁场彼此切割带来的阻力。

电动力模式时，定子作为静止形态，加电后电流依序流经线圈使定子产生旋转磁场，瞬间与嵌在轮毂内的磁钢瓦片永磁场相互作用，产生驱动力使轮毂顺时针规则转动，此刻动力经单边轴带动单向离合器内圈转动，此刻其内圈属主动圈的角色，所以符合了顺时针分离断开的条件，至此动力不在往下传递，从而避免了对发动机其他构件进一步拖动现象发生。

相比于现有技术本发明具有如下有益效果：

1、符合传统单悬挂单边轴摩托车的结构特点，特别是轮毂自身结构和强度得到了充分发挥，使摩托车更容易实现混合动力的优化升级，使传统踏板摩托车具备节能降耗的功能；

2、充分利用双列角接触轴承的性能优点，配合扭力杆与空心轴之间的自紧式连接，不仅保证了结构所需的连接要求，还为后轮碟刹系统改造创造了条件，进而对未来实现反充电、电子E-TBS、甚至智能化混合控制创造了硬件环境；

3、由于花键钢套的花键区中心点与轮辋的中心线从结构上保持了重合状态，从而保证了单悬挂、单边轴类型摩托车后轮的安装位置合理，确保车辆在行驶过程中的平衡；

4、结构采用螺栓连接，符合结构的合理性，而且方便在不同功率之间完成定子任意匹配，实现定子的模块化配置。

附图说明

图1– 本发明俯视剖面结构示意图。

图2– 本发明轮毂右视图。

图3– 本发明定子结构示意图。

图4– 本发明空心轴结构示意图。

图中1—发动机壳体，2—单向离合器，3—单边轴，4--轮毂，4a--凸出部，4b—轮圈，4c—第一凸缘，4d—制动通孔，5—内花键钢套， 6—轮辋， 7—转子， 8—轴承套环，8a—第三凸缘， 8b—第四凸缘，8c--制动沉孔，9—双列角接触轴承， 10—夹持体，10a—第二凸缘，11—主轴螺母， 12—定子， 13—环形骨架， 14—空心轴，14a—正丝螺纹壁，导线槽，14c--内凹角，14d--轴座，14e--凸缘盘体，14f—第五凸缘，14g—导线孔，15--导线，16—绝缘填充物，17—密封轴承，18—电机端盖，18a—碟刹螺纹沉孔， 19—密封螺栓，20—扭力杆， 20a—正丝螺纹孔，20b—碟刹螺纹通孔，20c—连接通孔，21—密封柱体，22—固定螺栓，23—临时螺栓，A—内圈夹持机构，B--外圈夹持机构， C—定子锁定机构， Q0—花键区中心点，（Q1、Q2）--轮辋中心线。

具体实施方式

打开发动机壳体1确认最终齿轮具有单向离合器2功能的齿轮，以保证整体结构所必须具备的机械耦合条件；与之啮合连接的单边轴3同时与轮毂4内花键钢套5匹配，而且其端部3螺纹与主轴螺母11对应。

作为一种全新设计方案，舍弃了原有鼓刹结构特征，余出来的空间得到合理利用，即在轮毂4轴中心孔位部位向圈口方向伸出一个凸出部4a，这样就具备了嵌套轴承的位置，完全满足了与定子12之间所需的活动连接要求，为保证结构之间的紧凑程度以及可靠性能，轮毂4轮圈4b采用强度较高的材质并同时一体式锻造成型，其中轮毂4的中心孔内花键钢套5采用单体配置方案，目的是尽量使同类型号轮毂4保持统一，可根据不同型号花键轴需要，针对性调配即可，降低劳动量而且利于解放库存压力；采用过盈低温嵌入或其它方式以确保内花键钢套5结合牢固；将磁钢瓦片直接粘接在轮毂4圈体内壁、或采用更为牢固的嵌入方式，使轮毂4不但具备独自承载后轮所有载荷执行燃油驱动外，同时兼具无刷电机的转子7功能。

根据不同车辆类型，轮圈4b与轮辋6之间或直接焊接或通过轮辐间接实现结合；轮辋6的空间定位要符合车型的整体要求，本发明以踏板摩托车为例，将内花键钢套5的花键区中心点Q0与轮辋中心直线Q1、Q2之间保持重合，这样就保证了车辆的前后轮位置与车体中心线相统一，符合了踏板摩托车常规要求。

本技术采用双列角接触轴承9作为主要活动连接构件，重要是利用角接触轴承的特殊性能，因为其不但能很好完成定子12径向活动连接，又保证了轴向的稳定，同时又能限制来自轮毂4和空心轴14之间的轴向位移，而且具有刚性较高的活动链接性能，对防止空心轴14的径向跳动，保证整体结构的性能稳定担负着重要角色。

基于双列角接触轴承9内圈的定位要求，首先在凸出部4a的起点位置具有第一凸缘4c，用于针对轴承内圈一侧的基础定位，在凸出部4a端部的断面上具有螺纹沉孔，另外还有一个对应凸出部4a螺纹沉孔并通过螺栓与之相连的夹持体10，夹持体10边缘上还应具有第二凸缘10a；然后第一凸缘4c与第二凸缘10a对应再通过螺栓对其内圈夹持固定，从而组成了一个完整的内圈夹持机构A；凸出部4a的外壁宽度略小于嵌套在里面的双列角接触轴承9内圈宽度。

为了实现对双列角接触轴承9外圈的夹持固定，鉴于轮毂4以及定子12三者之间的结构关系，所以必须将定子12与自身空心轴14拆分设计，以便形成对双列角接触轴承9夹持结构所需条件，即在其外圈延续一个轴承套环8；再利用轴承套环8做轴向和径向连接来完成彼此间组合；轴承套环8的内壁宽度同样略小于嵌套在里面的双列角接触轴承9外圈宽度，然后将轴承套环8朝向轮毂4一端端部径向向内具有第三凸缘8a，用于对轴承外圈一侧基础定位；与第三凸缘8a同侧的端部径向向外还具有一个连接定子12的第四凸缘8b，而定子12具有一个带通孔的环形骨架13与第四凸缘8b对应连接；轴承套环8的另一端具备有轴向连接空心轴14的螺纹孔。

空心轴14一端在朝向轮毂4一端端部具有径向向外突出的一个凸缘盘体14e，该盘体的边缘具有第五凸缘14f，所述第五凸缘14f内侧还有一个内凹角14c，利用内凹角14c对应第三凸缘8a再通过螺栓压紧第五凸缘14f，组成了针对双列角接触轴承9外圈夹持机构B，同时完成了与定子12的整体组合；凸缘盘体14e的盘面还分布有散射状导线槽14b并与轴心孔壁的导线孔14g分别相通，用于定子12线圈导线15的敷设导引，导线槽14b的规格大小可根据实际导线15线径以及数量具体决定，然而导线15经导线槽14b和导线孔14g导出后，需呀注入绝缘填充物16对导线15加以固定。

轮毂4为整体化设计理念，自身质量得到提高，故而本技术轮毂4只需要采用一个电机端盖18通过密封轴承17嵌套于空心轴14轴座14d，因为完全不同于现有技术的结构形式，电机端盖18不用支撑来自空心轴14与轮毂4之间的径向载荷，以辅助稳定空心轴14的同心度，并通过碟刹螺纹沉孔18a实现稳固碟刹盘的功用为主。

为最终实现电能驱动，从结构上必须将空心轴14固定起来，由于空心轴14不承担来自垂直的径向载荷，所以针对空心轴14的连接固定就显得相对简单，摒弃利用传统三角形支架结构，仅需用一根具有杠杆作用的扭力杆20完成对其连接固定；而扭力杆20一端通过正丝螺纹孔20a与空心轴14正丝螺纹壁14a组成自紧式连接，而另一端连接通孔20c通过固定螺栓22连接发动机壳体1；另外扭力杆20由于中端通过碟刹螺纹通孔20b固定碟刹泵，所以扭力杆20保证其自身强度，以防止自身变形影响到碟刹系统的整体稳定。

车辆正常减速时，由于单向离合器2的离合作用，车辆行驶过程中给油量或线圈电流的减小或终止时，都会出现车辆因自身惯性而继续向前滑行，虽然说车辆惯性滑行本身也是一种节能现象，但是从安全角度考虑，最理想的办法就是充分采用最新的控制技术，利用电子E-TBS或反充电技术对惯性能量加以回收利用，以期达到既经济有安全的减速效果。

空心轴14与扭力杆20之间螺纹连接具有自紧效果，由于只有向前行驶的特点，所以非常符合结构需要的高强度连接，但是日常维护需要对其进行组连接或拆卸时，会发生定子12空心轴14任意转动无法控制出现现象，致使无法手动将彼此拧紧到位现象，甚至需将其拆卸时根部无法松开，但是为了保留并利用螺纹自紧连接的优势，本技术为此专门提供一套针对性的解决方案，即在轮毂4和轴承套环8相遇的位置上同时打孔锥丝，在轮毂4体上形成的制动螺纹孔、轴承套环8上形成制动沉孔8c，这样就可以利用临时螺栓23的相连达到阻止空心轴14制动目的，从而配合完成扭力杆20的装拆操作，而平时利用密封螺栓19将轮毂4制动螺纹孔封口密封以防止进水。

锁定机构的具体操作方法，（a）、首先无论装还是拆必须先将封口螺栓并将其拧下，然后临时找一个适合的锁定螺栓拧入制动通孔4d，在缓慢旋转空心轴14待对齐制动沉孔8c后，继续拧入直至确认连接牢固，完成结构之间锁定；（b）、安装时，手持或适当固定轮毂4，顺时针方向扭动扭力杆20，待扭力杆20确认拧紧之后随手退出锁定螺栓，同时将封口螺栓还原。（c）、拆卸时，适当固定轮毂4，逆时针方向扭动扭力杆20，待卸掉后随手退出锁定螺栓，同时将封口螺栓还原。

结构的整体安装与拆卸方法：首先先将轮毂4花键孔对准单边轴3，采用合适的内六方扳手同时将轮毂4与主轴螺母11安装到位，之后反复轴向晃动轮毂4检查如有松动从新卸下，适当填充垫片之后重新安装以确保将轮毂4压实，之后随手用密封柱体21置入空心轴14封堵，然后将扭力杆20一端的通孔对齐发动机壳体1上螺纹孔，仔细观察连接处彼此间的自然间隙大小，并选择合适垫片自然填实，以防压紧扭力杆20时形产生经向杠杆力最终影响后轮的灵活转动。

Claims (14)

1.混合动力摩托车后轮驱动结构，包括

- 位于发动机壳体（1）内部、专利号为：CN200920305979.8的单向离合器（2）齿轮；

- 单向离合器（2）啮合连接后伸出发动机壳体（1）外面的单边轴（3）；

- 单边轴（3）啮合连接的轮毂（4）及其端部螺纹对应的主轴螺母（11）；

- 无刷电机的转子（7）和定子（12）以及电机端盖（18）；

所述转子（7）与定子（13）之间活动连接包括一套密封轴承（17）；

所述转子（7）具有轮圈（4b）内壁粘接的磁钢瓦片；

其特征在于：

所述转子（7）与定子（13）之间的活动的连接还包括一套双列角接触轴承（9）；

所述轮毂（4）与轮圈（4b）是一体的；

所述轮毂（4）包括一个圈口螺栓连接的电机端盖（18）；

所述轮圈（4b）外壁具有定位焊接的轮辋（6）；

所述轮毂（4）中心孔壁朝向圈口一侧具有嵌套于双列角接触轴承（9）内圈的凸出部（4a）；该凸出部（4a）的起点位置具有第一凸缘（4c）、其端部断面具有用螺栓连接的夹持体（10）；

所述定子（13）具有径向向内凸起的环形骨架（13）；

所述定子（13）具有间接轴向相连后从电机端盖（18）伸出的空心轴（14）；

所述双列角接触轴承（9）具有相应的内圈夹持机构（A）和外圈夹持机构（B）；

所述双列角接触轴承（9）与环形骨架（13）以及空心轴（14）之间具有可以径向又可以轴向螺栓连接的轴承套环（8）；

所述空心轴（14）通过一根扭力杆（20）螺接后固定在发动机壳体（1）。

2.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述轮毂（4）的中心孔具有过盈嵌入的内花键钢套（5）。

3.如权利要求1m所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述轮辋（6）中心线（Q1、Q2）与内花键钢套（5）花键区中心点（Q0）保持重合。

4.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述夹持体（10）边缘具有螺栓连接的通孔和继续延伸的第二凸缘（10a）。

5.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述轴承套环（8）朝向轮毂（4）的一端具有径向向内的第三凸缘（8a）和径向向外的第四凸缘（8b），该轴承套环（8）在朝向电机端盖（20）一端的断面上具有螺纹沉孔。

6.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述空心轴（14）一端具有径向向外的凸缘盘体（14e）；所述空心轴（14）中部外壁具有轴座（14d）以及相邻的正丝螺纹壁（14a）。

7.如权利要求6所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述凸缘盘体（14e）的边缘朝向轮毂（4）一侧具有轴向延伸的第五凸缘（14F）；所述第五凸缘（14F）断面上具有通孔、其内侧还具有一个内凹角（14c）；所述凸缘盘体（14e）盘面具有均等分布的散射状导线槽（14b）；所述导线槽（14b）与轴心孔壁导线孔（14g）分别相通；所述导线槽（14b）与导线孔（14g）内部导线（15）采用绝缘填充物（16）填充固定。

8.n如权利要求1kz所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述轴心通孔内部具有一个便于装卸密封柱体（21）。

9.如权利要求1或4所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述内圈夹持机构（A）包括轮毂（4）上的第一凸缘（4c）和夹持体（10）上的第二凸缘（10a）通过螺栓构成。

10.如权利要求1或5或6所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述外圈夹持机构（B）包括轴承套环（8）上的第三凸缘（8a）和空心轴承（17）上的第五凸缘（14F）以及其内凹角（14c）通过螺栓构成。

11.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述主轴螺母（11）具有螺纹孔壁和相通的多角形孔壁及其圆滑的外壁。

12.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述扭力杆（20）具有中部安装碟刹泵的碟刹螺纹通孔（20b）以及两端分别具有螺接的正丝螺纹孔（20a）以及连接通孔（20c）。

13.如权利要求6或12所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：正丝螺纹壁（14a）正丝螺纹孔（20a）之间的螺接方式具有必要的定子锁定机构（C）；所述定子锁定机构（C）具有分别设在轮毂（4）和轴承套环（8）相遇位置上的制动螺纹孔（4d）和制动沉孔（8c），同时包括常用密封螺栓（19）和临时螺栓（23）构成。

14.如权利要求1所述混合动力摩托车后轮驱动结构，其特征在于：所述双列角接触轴承（9）还可以采用两套角接触轴承组合代替。