CN106741563B - 摩托车油电混合动力发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摩托车油电混合动力发动机，包括内燃机和驱动电机；内燃机包括曲轴、离合器总成、初级主动齿轮组合、初级从动齿轮组合、主轴和副轴，所述离合器总成安装在曲轴一端，曲轴另一端通过启动链轮组合和启动链条与启动电机输出轴连接。离合器总成将动力传递给初级主动齿轮组合，初级主动齿轮组合驱动初级从动齿轮组合转动，初级从动齿轮组合通过花键与主轴一端连接。驱动电机包括驱动电机轴和驱动电机主动齿轮。在主轴另一端设有驱动从动齿轮，驱动电机主动齿轮通过传动机构与驱动从动齿轮连接以传递动力。本发明将内燃机与驱动电机有机结合，并且结构简单，成本较低。

Description

摩托车油电混合动力发动机
技术领域
本发明涉及摩托车发动机，具体涉及一种摩托车油电混合动力发动机，属于摩托车混合动力技术领域。
背景技术
随着环保排放法规的越来越严，汽油价格长期处于高位，越来越多大中型城市出台了限摩令，以汽油为燃料的小型内燃机（如摩托车发动机）面临来自电动车的全面冲击。近年来，传统燃油摩托车的市场总量逐年在以10%左右的速度递减，而电动车的市场却年年高速增长已经远超常规燃油摩托车的总量。
虽然电动车在节能环保方面拥有天然的优势，但是其存在的续航里程短、充电不方便、电池寿命短、输出扭矩无法满足重载需求、需要另外增加变速机构来解决电机自身功率扭矩的不足、电机耐久性能不可靠易损坏、使用后期维护成本极高等方面的问题同样突出。因此，市场需要的是一种既能够解决环保排放问题、又能够满足多种变速档位动力输出、使用性能耐久可靠、无续航里程焦虑的发动机动力产品，无疑油电混合动力发动机是最佳的选择。
但市面上现有的油电混合技术主要是将驱动电机与发动机进行简单的功能嫁接，造成诸多的功能缺失。现有油电混合发动机由于是在传统燃油发动机基础上增加驱动电机，势必导致发动机结构复杂化，使发动机成本大幅上升，对于消费者和生产厂家而言，十分不利。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能够将内燃机与驱动电机有机结合，并且结构简单，成本较低的摩托车油电混合动力发动机。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
摩托车油电混合动力发动机，包括内燃机和驱动电机；内燃机包括曲轴、离合器总成、初级主动齿轮组合、初级从动齿轮组合、主轴和副轴，所述离合器总成安装在曲轴一端，初级主动齿轮组合空套在曲轴上，离合器总成为离心式甩块自动离合器，在曲轴转速达到结合转速时离合器总成与初级主动齿轮组合结合以将动力传递给初级主动齿轮组合，初级主动齿轮组合与初级从动齿轮组合啮合；初级从动齿轮组合通过花键与主轴一端连接，主轴上设有各档位齿轮以将动力传递至副轴从而实现动力对外输出；驱动电机包括驱动电机轴和与驱动电机轴同步转动的驱动电机主动齿轮；其特征在于：曲轴另一端与启动链轮组合连接，曲轴与启动链轮组合可实现单向同步转动、反向打滑；启动链轮组合通过启动链条与启动电机输出轴连接；在主轴另一端设有驱动从动齿轮，驱动电机主动齿轮通过传动机构（驱动链条组合）与驱动从动齿轮连接以传递动力。
所述驱动电机主动齿轮一体加工形成在驱动电机轴端部，驱动电机主动齿轮为具有一定长度的圆筒状，齿部设于圆筒外表面，启动链轮组合位于圆筒内部空腔中；驱动电机轴与曲轴同心设置。
所述启动链轮组合包括启动从动链轮、轴套和单向超越离合器，启动从动链轮固定在轴套外表面，单向超越离合器安装在轴套内并通过两端的弹簧挡圈轴向限位；所述曲轴另一端通过左曲柄安装在单向超越离合器孔内并在轴套和曲轴之间设有链轮油封；启动电机输出轴通过启动链条与启动从动链轮连接。
驱动电机壳体与内燃机壳体之间通过连接壳体连接以将驱动电机与内燃机的连接部位封闭。
还包括充电磁电机，所述充电磁电机和驱动电机共用一套电机。
相对现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发动机将传统油电混合发动机上不可缺少的充电磁电机与驱动电机二者从功能上、结构上融为一体，不需要单独设置磁电机，不但大大减少了相关的零件重复设计和使用，降低了故障发生率，同时又极大地降低了油电混合动力发动机的结构成本，结构简单巧妙，易于维修，并且可以根据用户需求设计各种功率的电机与之匹配。
2、因为本结构最大程度保留了传统小型内燃机的主体部分，如曲柄连杆活塞机构、档位传动机构、配气凸轮机构、润滑冷却系统，故能够在传统小型内燃机上广泛运用，仅改动曲轴左曲柄处与原磁电机充电系统的联接方式，将曲轴与磁电机的传统联接结构取消，新增加了驱动电机绕开曲轴，直接通过链条传动驱动主轴的设计，特别是在摩托车发动机上，可以完美地继承和利用发动机原有的变速传动功能，不需要再额外增加变速增矩的机构，解决了目前市面上纯电动摩托车因为电机功率不足，需要单独设计变速机构，导致成本增加的问题。
3、本发明通用性强，仅需花很少的成本，更换一些专用附件，即可将原来的传统摩托车用燃油发动机改装成本油电混合的新能源发动机，而无需全部重新购买新发动机，具有较大的经济价值和环保价值。
附图说明
图1-本发明结构示意图。
图2-本发明启动链轮组合结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2，从图上可以看出，本发明摩托车油电混合动力发动机，包括内燃机和驱动电机1；内燃机包括曲轴9、离合器总成8、初级主动齿轮组合7、初级从动齿轮组合10、主轴11和副轴16，所述离合器总成8安装在曲轴9一端，初级主动齿轮组合7空套在曲轴9上，离合器总成8为离心式甩块自动离合器，在曲轴9转速达到结合转速时离合器总成8与初级主动齿轮组合7结合以将动力传递给初级主动齿轮组合7，初级主动齿轮组合7与初级从动齿轮组合10啮合；初级从动齿轮组合10通过花键与主轴11一端连接，主轴11上设有各档位齿轮以将动力传递至副轴16从而实现动力对外输出；驱动电机1包括驱动电机轴2和与驱动电机轴同步转动的驱动电机主动齿轮3。曲轴9另一端与启动链轮组合17连接，曲轴9与启动链轮组合17可实现单向同步转动、反向打滑；启动链轮组合17通过启动链条5与启动电机6的输出轴连接；在主轴11另一端设有驱动从动齿轮14，并通过安装在主轴11端部的锁紧螺母13和垫片12锁紧，驱动电机主动齿轮3通过传动机构（如驱动链条组合15）与驱动从动齿轮14连接以传递动力。
所述驱动电机主动齿轮3一体加工形成在驱动电机轴2端部，驱动电机主动齿轮为具有一定长度的圆筒状，齿部设于圆筒外表面，启动链轮组合17位于圆筒内部空腔中；驱动电机轴2与曲轴9同心设置。
参见图2，所述启动链轮组合17包括启动从动链轮17a、轴套17b和单向超越离合器17d，启动从动链轮17a固定在轴套17b外表面，单向超越离合器17d安装在轴套17b内并通过两端的弹簧挡圈17c轴向限位；所述曲轴9另一端通过左曲柄安装在单向超越离合器17d孔内并在轴套17b和曲轴9之间设有链轮油封17e；启动电机输出轴通过启动链条5与启动从动链轮17a连接。
为了实现结构的整体性，驱动电机壳体与内燃机壳体之间通过连接壳体4连接以将驱动电机与内燃机的连接部位封闭，这样既将连接部位遮盖，美观又安全，又使本混合动力发动机作为一个整体出现和使用。
本发明同样包括充电磁电机，只是此时磁电机和驱动电机共用一套电机，电机同时与控制器和蓄电池联接，电机的充电和驱动功能是通过在控制器中预先设计好控制逻辑软件进行控制并实现切换的，从而将传统油电混合发动机上不可缺少的充电磁电机和电动车的驱动电机二者从功能、结构上融为一体，减少了零件数量，降低了油电混合动力发动机的结构成本。
本发明工作原理：
纯燃油工作模式：当发动机正常燃烧工作时，动力通过曲轴9传递至离合器总成8，离合器总成8为一离心甩块式自动离合器（有其固定的结合转速，行业经验一般1800~2500转/分钟），当曲轴9转速升至超过该结合转速后，离合器总成8与初级主动齿轮组合7完成结合，从而实现扭矩输出，将动力传递至初级主动齿轮组合7，初级从动齿轮组合10与初级主动齿轮组合7通过外齿进行啮合，初级从动齿轮组合10与主轴11通过内花健连接，从而动力传递至主轴11，主轴11上存在各档位齿轮，在用户的使用下按各档位进行动力传递至副轴16进行动力对外输出。期间由于驱动从动齿轮14也是通过内花键与主轴11联接的，故主轴11旋转的同时，动力也会通过驱动从动齿轮14经过驱动链条组合15传递至驱动电机主动齿轮3，从而带动驱动电机轴2旋转，实现发电功能，对驱动电池进行充电。
纯电驱动工作模式：当驱动电机1通电后在电磁力的驱动下使驱动电机轴2旋转通过其上的驱动电机主动齿轮3将动力通过驱动链条组合15再传递至驱动从动齿轮14上，驱动从动齿轮14通过内花键与主轴11联接，故动力得以传递至主轴11，从而实现用户按各档选择输出动力。期间由于初级从动齿轮组合10也是通过内花键与主轴11联接的，故主轴11旋转的同时，动力也会驱动初级从动齿轮组合10旋转。由于初级主动齿轮组合7与初级从动齿轮组合10是外齿啮合，故初级从动齿轮组合10会驱动初级主动齿轮组合7旋转，但初级主动齿轮组合7是空套在曲轴9上的，所以曲轴9不会旋转，离合器总成8因此也不会旋转。
油电双动力混合工作模式：当发动机正常燃烧时，驱动电机也处于通电驱动模式下，在曲轴处于低速或大负荷运转下时，二者同时作用于主轴实现动力叠加输出；当曲轴转速处于中速和高速情况下时，此时发动机的热功转换效率比较高，经济性比较好，故此时通过控制器使驱动电机退出驱动模式而切换成发电模式，对驱动电池进行充电，此时处于纯燃油工作模式。
采用以上结构，能够将内燃机与驱动电机两组输出动力有机结合，内燃机和驱动电机既可以彼此单独独立工作作为动力源输出动力，又可以实现二者同时工作作为双动力输出达到混合动力、动力叠加的效果。内燃机工作或滑行时，能够带动驱动电机的输出轴高速转动，对驱动电池组进行充电，从而将传统油电混合发动机上不可缺少的充电磁电机和电动车的驱动电机二者从功能、结构上融为一体，减少了零件数量，降低了油电混合动力发动机的结构成本。
上述结构不会对内燃机主体结构产生影响，可以完美地继承和利用内燃机原有所有技术特点，不需要再额外增加变速增矩的机构，解决了目前市面上纯电动摩托车因为电机功率不足，驱动力不够，必须要单独设计变速机构导致成本增加的问题。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.摩托车油电混合动力发动机，包括内燃机和驱动电机；内燃机包括曲轴、离合器总成、初级主动齿轮组合、初级从动齿轮组合、主轴和副轴，所述离合器总成安装在曲轴一端，初级主动齿轮组合空套在曲轴上，离合器总成为离心式甩块自动离合器，在曲轴转速达到结合转速时离合器总成与初级主动齿轮组合结合以将动力传递给初级主动齿轮组合，初级主动齿轮组合与初级从动齿轮组合啮合；初级从动齿轮组合通过花键与主轴一端连接，主轴上设有各档位齿轮以将动力传递至副轴从而实现动力对外输出；驱动电机包括驱动电机轴和与驱动电机轴同步转动的驱动电机主动齿轮；其特征在于：曲轴另一端与启动链轮组合连接，曲轴与启动链轮组合可实现单向同步转动、反向打滑；启动链轮组合通过启动链条与启动电机输出轴连接；在主轴另一端设有驱动从动齿轮，驱动电机主动齿轮通过传动机构与驱动从动齿轮连接以传递动力；
所述驱动电机主动齿轮一体加工形成在驱动电机轴端部，驱动电机主动齿轮为具有一定长度的圆筒状，齿部设于圆筒外表面，启动链轮组合位于圆筒内部空腔中；驱动电机轴与曲轴同心设置；
所述启动链轮组合包括启动从动链轮、轴套和单向超越离合器，启动从动链轮固定在轴套外表面，单向超越离合器安装在轴套内并通过两端的弹簧挡圈轴向限位；所述曲轴另一端安装在单向超越离合器孔内并在轴套和曲轴之间设有链轮油封；启动电机输出轴通过启动链条与启动从动链轮连接；
驱动从动齿轮通过内花键与主轴联接，纯燃油工作模式下主轴旋转的同时，动力通过驱动从动齿轮经过传动机构传递至驱动电机主动齿轮，从而带动驱动电机轴旋转，实现发电功能，对驱动电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：驱动电机壳体与内燃机壳体之间通过连接壳体连接以将驱动电机与内燃机的连接部位封闭。
3.根据权利要求1所述的摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：还包括充电磁电机，所述充电磁电机和驱动电机共用一套电机。
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