CN108138914A - 四速摩托车传动装置 - Google Patents

Abstract

用于摩托车的四速传动装置(1)具有类似于那些无级变速器的性能，但同时具有高产量和简易的自动操作，其包括：曲轴(2)，其上安装有第一带轮(9)和第二带轮(10)；主轴(3)，其上安装有第三带轮(10)和第四带轮(14)以及第一齿轮(18)和第二齿轮(19)；传动带(11、13)，连接各所述带轮，分别用于第一、二速的传动以及第三、四速的传动；辅助轴(4)，辅助轴带有第三齿轮(20)和第四齿轮(21)，它们分别与所述第一齿轮(18)和所述第二齿轮(19)啮合，用于传动第一、三速以及第二、四速；第一同步器(16)，其触动第三、四速的传动；以及第二被致动的同步器(17)，其致动第二、四速的传动；其中，第一飞轮(15)和第二飞轮(22)可分别释放第三、四速的传动以及第一、三速的传动。

Description

四速摩托车传动装置

本发明的主题是特别用于诸如小型摩托车之类的摩托车上作为传动装置的四速同步传动装置，传动装置用于将由发动机产生的运动传递至摩托车的单驱动轮或双驱动轮、特别是后轮。下文中，摩托车和小型摩托车被认为是等同的。

在上一代小型摩托车中，最常用的传动装置是被称作连续传动装置或无级变速机构的CVT(无级变速器)类型。

CVT的优势在于提供连续的牵引力且不要求不同传动比的人工致动。然而，通过使用滑动类型装置，这种传动装置的特征在于低效率，尤其是在当传动带的滞后效应最大时的瞬时动作中。

这使车辆的总效率变低并增加了其消耗。

另一方面，本领域中常见的要求是要尽可能限制消耗，然而，尽管市场需要，但通过保持舒适性等级，使用者已经习惯于CVT传动装置。

美国专利第4,505,352 A号公开了一种用于摩托车的传动装置，其具有带轮但没有飞轮来以传递运动。

欧洲专利申请第2,151,602 A1号公开了一种用于摩托车的步进式自动传动装置，其具有液压离合器而没有带轮；且中国实用新型第CN 201 784 785 U号公开了一种用于电动摩托车的齿轮箱。

于是，本发明的目的在于显著增加用于城市运输的两轮或三轮摩托车中的传动装置的总体效率。

本发明的想法在于提供一种同步传动装置，即包括同步或几乎同步的带、例如装备有用于从带轮至带以及从带至带轮的运动的同步传动的合适的齿的带，其中，滞后效应被减小至最小，且因而传动效率可与小齿轮－链条－齿圈类型的系统所能获得的传动效率相比。

为了保证充足的范围、即最高挡中的传动比除以第一挡中的传动比所得值可与由传统CVT系统所保证的值相比，可能设置为使用四个挡位。

因此，上述问题由如上所限定的四速摩托车同步传动装置所解决，四速摩托车同步传动装置包括：

·曲轴，曲轴通过发动机接收运动，且具有安装在其上的第一带轮和第二带轮；

·主轴，主轴具有第三带轮和第四带轮以及安装在其上的第一齿轮和第二齿轮；

·第一传动带，第一传动带连接所述第一带轮和所述第三带轮，用于第一速和第二速的传动；

·第二传动带，第二传动带连接所述第二带轮和所述第四带轮，用于第三速和第四速的传动；

·连接至驱动轮的辅助轴，辅助轴包括第三齿轮和第四齿轮，分别地，第三齿轮与主轴的所述第一齿轮啮合，第四齿轮与主轴的所述第二齿轮啮合；

第一齿轮和第三齿轮适于传动第一速和第三速，第二齿轮和第四齿轮适于传动第二速和第四速；

·第一同步器，第一同步器触动第三速和第四速的传动；以及

·第二被致动的同步器，第二被致动的同步器触动第二速和第四速的传动；

第一飞轮和第二飞轮，第一飞轮设置成用于相应带轮和齿轮的第三速和第四速的传动，第二飞轮设置成用于相应带轮和齿轮的第一速和第三速的传动。

根据本发明的四速同步传动装置的主要优势在于获得类似于那些无级变速传动装置的性能，但同时具有高产量和简易的自动操作。

鉴于上述内容，可能以简单紧凑且可自动化的方案实施该四速传动装置。

下文将参考附图，根据作为示例而并非出于限制性目的提供的本发明的某些优选实施例示例来描述本发明，附图中：

·图1示出了根据本发明的四速同步传动装置的第一示例的轴测图；

·图2示出了从不同角度的图1的同步传动装置的轴测图；

·图3示出了图1的同步传动装置的纵向剖视图；

·图4至8示出了图1的同步传动装置的示意性纵向剖视图，示出了不同传动比的操作；以及

·图9示出了根据本发明的四速同步传动装置的第二示例的纵向剖视图。

参考图1至3，带有若干挡位、特别是四速的速度传动装置整体被标示为1。该速度传动装置是适合于组装在机动车辆上作为传动装置的类型，其致动机动车辆、特别是小型摩托车的驱动轮，即其后轮(未示出)。

为此目的，该速度传动装置包括曲轴2、第一从动轴、即主轴3和辅助轴4，曲轴2由发动机旋转，示出其相对的活塞杆30(图1和2)以及曲柄31(图3至9)，辅助轴4可直接连接至车轮，或如在本发明的实施例示例中，辅助轴4将旋转传递至轮毂轴5，轮毂轴5连接至车辆的驱动轮。

要指出的是，各轴的布置使得曲轴2呈现基本平行于驱动轮的旋转轴线、即轮毂轴5的旋转轴线。因而，该传动机构的任务在于将运动从具有横向于机动车辆的曲轴的发动机传递至同样具有横向于车辆的轴线的车轮。

从辅助轴4至轮毂轴5的传递通过成对的齿轮6、7发生，成对的齿轮6、7的功能在于将传递至驱动轮的旋转方向反向，在该情形中，驱动轮的旋转方向与曲轴2的旋转方向同步，且它们在轮毂上施加固定的减速比。

所表示的是，只要在轮毂上没有上述减速比且不需要使曲轴2的旋转方向反转，则轮毂轴5可由同一辅助轴4构成。

鉴于上述内容，在任何情形中，从机械角度来说，辅助轴直接或非直接地连接至驱动轮，传动指的就是这个(辅助轴与驱动轮之间的传动)。

曲轴2和主轴3基本上平行且它们被传动装置连接，从而允许根据不同的速度比传递运动。该传动装置包括组装在曲柄2上的第一组齿形带轮、组装在主轴3处的第二组齿形带轮、以及从第一组带轮延伸至第二组带轮的成对的传动带。

在传动带的情况下，任何柔性的环形装置意于适于在彼此偏置、特别是其轴线平行的两个带轮之间传递运动。于是，传动带包括任何种类的带或链条，带轮能够甚至是齿形的(带有齿的)，以实施同步连接。

在本实施例示例以及随后的实施例示例中，传动带有利地是同步传动带；在同步带的情况下，带通常指将运动从轮或齿形带轮传递至另一轮或齿形带轮的齿形带或滚子链，其传动比由各轮的直径之比所确定，而不承受摩擦或滑动损耗。

通常替代于CVT(无级变速器)类型的传动装置、也被称作连续传动装置或无级变速机构，没有了滑动部分和/或被摩擦拖动的部分就得到本文中描述的同步类型速度传动装置。

因而，在本实施例示例中以及随后的实施例示例中，上述带轮是齿形带轮，其由优选地由橡胶制成类型的齿形带连接。

在曲轴2上组装有主离合器8，在本示例中，该主离合器8为本领域中熟知的离心类型。该离合器类型允许将运动从曲轴2传递至传动装置，从而自动地建立包括在预定范围中、例如在1000至2000转每分之间的旋转状态。在较慢的旋转状态中，离合器8不接合且发动机处于空挡，而驱动轮没有受力。

然而，在特别的应用中，该离合器类型可被完全等同的手动联接的离合器或被由伺服机构致动的离合器替代。

在任何情形中，传动装置1包括曲轴2的从动道，从动道从接纳来自活塞的运动的曲轴的驱动道通过所述主离合器8接纳该运动。

在所述离合器8之后，第一带轮9和第二带轮10安装在曲轴2上。分别地，第一带轮9借由第一同步带11连接至第三带轮12，且第二带轮10借由第二同步带13连接至第四带轮14。

在本示例中，第三带轮12被组装在第一飞轮15上，第一飞轮15安装在主轴3上。

此外，如下文中将详细阐述的，在曲轴2上有第一同步器16，该第一同步器16用于第二带13的同步、即第二带轮10与第四带轮14之间的连接，而在主轴3上有用于同步安装在主轴3上的各齿轮的第二同步器17。

在主轴3上安装有被标示为18的第一齿轮和被标示为19的第二齿轮，第一齿轮18和第二齿轮19分别与都安装在辅助轴4上的第三齿轮20和第四齿轮21啮合。在该实施例示例中，第三齿轮20组装在第二飞轮22上。

上述传动装置的操作如下示意性地概述：首先，发动机怠速运转(图4)，且由于存在离心类型的主离合器8，主离合器8在最小转速时断开，因而发动机与传动装置分离。

在预定的转速下(图5)，离心离合器8闭合，且来自曲轴2的运动通过与第一速度和第二速度相关的第一带轮9被传递至传动装置1的主轴3，主轴3被第三带轮12拖动；传动装置的运动通过第一同步带11发生。旋转从主轴3通过第一齿轮18和第三齿轮20被传递至辅助轴4，且运动从辅助轴4通过成对的齿轮6、7传递至轮毂轴5。

在预定的时刻，该时刻可由驾驶员决定或可由系统根据精确执行的逻辑自主设定，系统被要求从第一速变化至第二速，即使在该情形中，传动装置也使用第一同步带11(图5)。

然而，在该情形中，布置在主轴3上的第二被致动的同步器17被触动，且接着其通过使适于第二速和第四速的传动的成对的齿轮、即第二齿轮19和第四齿轮21同步而介入。

为此，由于辅助轴4开始旋转得比其如果驱动分配至第一速的传动比则可旋转的更快，第一齿轮18和第三齿轮20被超过且接着由于存在布置在所述轮中的一个、特别是第三齿轮20上的第二飞轮22而被排除。

此时，由于传动装置1的主轴3开始旋转得比其如果驱动分配至第一速的传动比则可旋转的更快，由第一带轮9和第三带轮12形成的带轮对被超过且接着被排除。接着，主轴3以由第二挡设定的传动比旋转(图4)。

在预定的时刻，该时刻可由驾驶员决定或可由系统根据精确执行的逻辑自主设定，系统被要求从第二速变化至第三速，且在该情形中，传动装置必须使用第二同步带13(图7)。

通过执行第三挡和第四挡的第二带轮10的同步，置于驱动车轴2上的第一同步器16被触动。在后种情形中，现被置于运动中的第二同步带13将运动传递至传动装置的主轴3。由于两个带11、13同时处于运动中，第一轴3将具有由传动装置设定的两种不同速度，然而，这由于第一飞轮15的存在而被避免，第一飞轮15允许释放与第一挡和第二挡相关的第三带轮13。

然而，在同一时刻，在从动轴上，主轴3上的第二同步器17必须被停用，从而停止第二挡和第四挡的传动比的同步。因而，运动通过与第三速和第四速相关的成对的带轮到达主轴3，且主轴3以由第三挡设定的速度旋转。

类似地，运动从主轴3通过适于第一速和第三速的传动的第一齿轮18和第三齿轮20传递至辅助轴4。

在当前情形中，要指出的是，同步器必须停用(即、不工作)而不管相应主轴3所达到的转速，且这使得其必须是被致动的类型、即在由系统决定而不由简单地达到旋转状态确定致动之后被触动或停用的类型。

另一方面，要指出的是，作用在曲轴2上以同步第三转速和第四转速的传动的第一同步器16可能是非被致动的类型、即在达到预定旋转状态时触动的类型，如在本领域中熟知的离心类型同步器中发生的那样。

然而，在本文中所示的实施例示例中，同步器16、17两者都为被致动的类型，从而获得能够通过带有控制逻辑的系统或有时通过驾驶员在系统上施加任何传动比的自由。

作为最后的情形，保持第四速的施加(图8)。对于曲轴上的第一同步器16，相对于第三速的情形没有什么变化。事实上，第二带轮10与第四带轮14之间的第二带13继续是活动(工作)的。

然而，对于第四挡，通过再次同步有助于第二速和第四速的成对的齿轮、即第二齿轮19和第四齿轮21，甚至是在主轴3上被致动的第二同步器17也必须介入。

同样，辅助轴4上的第二飞轮22的存在防止在同一轴上同时存在两个传动比。特别地，与第一速和第三速的传动相关的成对的齿轮18、20被释放，且由于成对的第二齿轮19和第四齿轮21所设定的更高的速度，成对的齿轮18、20不传递运动。以此方式，辅助轴4以由第四速设定的速度旋转。

两个同步器的触动方案可用下表I概述：

表I

在对第一实施例示例的描述中，考虑飞轮15、22的特别布置。

在特定的情形中，第一飞轮被插入到传动装置的主轴3上，需要第一飞轮来释放与第一速和第二速相关的传动，且第二飞轮22被插入到辅助轴4上，需要第二飞轮来释放第一速和第三速的传动。

在第二实施例(图9)中可获得传动系统的相同功能，其中，即使飞轮中的第二飞轮22组装在传动装置的主轴3上，其目的仍在于释放第一速和第三速的传动。

为此，第二飞轮22组装在第一齿轮18上。

这种选择虽然一方面使得主轴3的支承构造稍复杂，但另一方面其使得与第一速和第三速相关的齿轮18、20的限定简单得多。

此外，在该后种情形中，由于总体尺寸和合适的支承方案，需要使两个飞轮中的第一飞轮15运动。于是，第一飞轮基本对齐于与第一挡和第二挡相关的第三带轮12。从功能性观点来看，该方面是非常积极的，由于通过使飞轮本身以更好的方式工作，第一带11的张力实际上不再产生主轴3的任何偏转。

要指出的是，考虑到第一飞轮15的目的，即在需要时释放第一速或第二速的传动，第一飞轮15可甚至布置在曲轴2上，以支承第一带轮9。

最后，飞轮布置的选择不是单一的。特别地，适于释放第一速和第三速的接合的飞轮可在主轴上和辅助轴两者上都实施，而不在任何方面改变本传动装置的基本理念。

对于以上所描述的四速同步传动装置，本领域技术人员为了满足附加且不确定的需求，会引入若干附加的修改，然而，所有这些修改均落在由所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种摩托车四速传动装置(1)，所述四速传动装置用于摩托车上作为传动装置，用来将由发动机产生的运动传递至驱动轮、特别是所述摩托车的后轮，所述四速传动装置包括：

·曲轴(2)，所述曲轴接收发动机的运动，且所述曲轴上安装有第一带轮(9)和第二带轮(10)；

·主轴(3)，所述主轴上安装有第三带轮(10)和第四带轮(14)以及第一齿轮(18)和第二齿轮(19)；

·第一传动带(11)，所述第一传动带连接所述第一带轮(9)和所述第三带轮(12)，用于第一速和第二速的传动；

·第二传动带(13)，所述第二传动带连接所述第二带轮(10)和所述第四带轮(14)，用于第三速和第四速的传动；

·连接至驱动轮的辅助轴(4)，所述辅助轴上安装有第三齿轮(20)和第四齿轮(21)，分别地，所述第三齿轮与所述主轴(3)的所述第一齿轮(18)啮合，所述第四齿轮与主轴(3)的所述第二齿轮(19)啮合；

所述第一齿轮(18)和所述第三齿轮(20)适于传动所述第一速和所述第三速，所述第二齿轮(19)和所述第四齿轮(21)适于传动所述第二速和所述第四速；

·第一同步器(16)，所述第一同步器触动所述第三速和所述第四速的传动；以及

·第二被致动的同步器(17)，所述第二被致动的同步器致动所述第二速和所述第四速的传动；

第一飞轮(15)和第二飞轮(22)，所述第一飞轮设置成用于相应带轮和齿轮的所述第三速和所述第四速的传动，所述第二飞轮设置成用于相应带轮和齿轮的所述第一速和所述第三速的传动。

2.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述第一同步器(16)被致动。

3.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述第一同步器(16)被组装在所述曲轴(2)处。

4.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述第二同步器(17)被组装在所述主轴(3)处。

5.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述第一飞轮(15)被组装在所述主轴(3)上所述第三带轮(12)处。

6.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述第二飞轮(22)被组装在所述辅助轴(4)上所述第三齿轮(20)处。

7.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述第二飞轮(22)被组装在所述主轴(3)上所述第一齿轮(18)处。

8.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述传动带(11、13)是同步带，且可为齿形带，所述带轮(9、10、12、14)具有齿形用于执行同步传动。

9.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述曲轴(2)包括离心离合器(8)。

10.根据权利要求1所述的四速传动装置(1)，其特征在于，所述辅助轴(4)与轮毂轴(5)接合，所述轮毂轴借由确定减速比的成对的齿轮(6、7)直接连接至驱动轮。

11.摩托车或小型摩托车，其包括根据前述权利要求中任一项所述的四速传动装置。