CN113665720B - 强制联动式混合动力摩托车 - Google Patents

Abstract

本发明属于摩托车或电动车技术领域，具体涉及一种强制联动式混合动力摩托车，其减速箱的箱体形成左侧平叉；箱体和右侧平叉配合安装后轮毂；输入齿轮，其设置在减速箱内，并与所述汽油动力系统联接；所述输入齿轮的轴孔周侧设置有若干个楔形槽，每个楔形槽内设有一个滚子；滚子可在所述楔形槽内滚动，并贴紧在输出轴的表面，实现输入齿轮和输出轴的动力传递；所述输入齿轮的侧部安装有高温锁紧机构；高温锁紧机构在减速箱内的温度超过设定数值时，驱动滚子锁紧输出轴。在减速箱内的温度超过设定数值时，高温锁紧机构被触发而强制锁定输入齿轮和输出轴，确保动力的传递；从而避免摩托车低速行驶或者碰撞障碍物时，输入齿轮和输出轴的偶发性脱离现象。

Description

强制联动式混合动力摩托车

技术领域

本发明属于摩托车或电动车技术领域，具体涉及一种强制联动式混合动力摩托车。

背景技术

混合动力摩托车，即在摩托车后轮轮毂上设置轮毂电机，通过内燃机及轮毂电机相互配合的方式来为摩托车提供动力，降低内燃机的使用频率，从而减少不必要的燃料消耗。

CN104163226A公开了一种混合动力摩托车用后轮电机一体式结构，此种结构类似于电动车的轮毂电机，直接将轮毂电机安装在后轮的内部，虽然节省了减速机构，但由于轮毂电机位于车轮内部，若轮毂电机出现故障时，拆卸较为麻烦。

另外，在使用电机组件作为主要动力来源的时候，电机组件的转速高于汽油动力系统，导致电机组件产生了额外的负载，浪费了一定的电能。

另外，摩托车爬坡的时候，如果碰撞到小的障碍物，可能会导致动力瞬间丢失，该问题也需要解决。

发明内容

本发明旨在提出一种结构简单，电能使用效率高的强制联动式混合动力摩托车。

本发明的目的是这样实现的：

强制联动式混合动力摩托车，包括摩托车主体，摩托车主体的中部设置有汽油动力系统，所述摩托车主体的后部包括：

减速箱，其箱体形成左侧平叉；箱体和右侧平叉配合安装后轮毂；

输入齿轮，其设置在减速箱内，并与所述汽油动力系统联接；输入齿轮的中部设置有输出轴；

固定轴，其固定在右侧平叉上；所述输出轴和固定轴沿同一轴线拼接并可相对转动，输出轴和固定轴拼接形成联轴；

后轮毂，其固定安装在输出轴上；

电能动力系统，其固定安装在固定轴上；电能动力系统的外转子与后轮毂联接为一体；

所述输入齿轮的轴孔周侧设置有若干个楔形槽，每个楔形槽内设有一个滚子；滚子可在所述楔形槽内滚动，并贴紧在输出轴的表面，实现输入齿轮和输出轴的动力传递；

所述输入齿轮的侧部安装有高温锁紧机构；高温锁紧机构在减速箱内的温度超过设定数值时，驱动滚子锁紧输出轴。

优选地，所述高温锁紧机构是记忆弹簧，记忆弹簧抵接在顶杆上，顶杆带动所述滚子；或，

所述高温锁紧机构包括一密闭的腔体，腔体内注入有沸点为70~80的液体，在腔体的一侧设置有波纹管，波纹管向腔体内部延伸并内端封闭；波纹管内设置有顶杆，顶杆的外端驱动所述滚子。

优选地，所述液体为乙醇。

优选地，所述楔形槽的包括两侧壁和顶壁；所述顶壁和径向之间的夹角a为40～65度；

所述顶壁沿着输入齿轮的运动方向d，逐渐向外展开；顶壁和输出轴之间的距离小于滚子的直径。

优选地，所述滚子的前后两端分别设有固定挡圈和活动挡圈，固定挡圈和活动挡圈配合将滚子限位在楔形槽内；

所述活动挡圈上设置有伸入所述滚子内的销轴，销轴的外径小于滚子的内径；

所述高温锁紧机构推动活动挡圈的方向与输入齿轮的转动方向相反。

优选地，所述后轮毂中部设置有轮辐，轮辐面向固定轴的一侧固定设置有电机罩壳，电机罩壳和轮辐之间形成电能驱动腔，电能驱动腔内设置有所述外转子和定子；

所述定子固定安装在固定轴上，

所述外转子固定在电能驱动腔的内壁上。

优选地，所述减速箱包括输入轴、中间齿轮和中间轴；所述中间轴外周与所述输入齿轮啮合，所述输入轴另一端通过链轮连接至汽油动力系统。

优选地，所述后轮毂包括轮辐和轮辋，轮辋外侧用于安装所述轮胎，轮辐向一侧凸出形成安装平面，所述电机罩壳成型有连接环，连接环通过紧固件连接在所述安装平面上，且连接环与安装平面之间压设有防水垫。

优选地，所述电机罩壳中部开设有供所述固定轴穿过的通孔，通孔处设有第一轴承；

所述输出轴部分伸入固定轴内，输出轴和固定轴之间的重叠段套设有一个以上的第二轴承，固定轴内端外壁与所述轮辐之间设有第三轴承；

所述轮辐中部形成安装座，安装座上设置有制动盘；

所述固定轴的内部设置有导线孔，导线孔的一端导通至电能驱动腔，另一端导通至固定轴的外端部；

定子的导线通过所述导线孔与外部电源连接。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

本发明的汽油动力系统在工作一段时间之后，减速箱内的温度会逐渐升高至80度左右。在减速箱内的温度超过设定数值时，高温锁紧机构被触发而强制锁定输入齿轮和输出轴，确保动力的传递；从而避免摩托车低速行驶或者碰撞障碍物时，输入齿轮和输出轴的偶发性脱离现象。

本发明的联轴包括输出轴和固定轴，输出轴和固定轴沿同一轴线拼接并可相对转动；输出轴的外端与汽油动力系统联接，后轮毂套装在输出轴上并联动；固定轴上安装有电能动力系统，电能动力系统的外转子与后轮毂联接为一体；联轴的设计使得后轮毂的安装更为方便，而且电能动力系统是设置在后轮毂侧部，方便安装和维护；后轮毂也具有更强的负载能力。

本发明在使用电能动力系统作为主要动力时，汽油动力系统给予输入齿轮的转矩较弱或者直接不输入转矩，输出轴的转速高于输入齿轮，使得滚子和输出轴脱离，电能动力系统完全作用于后轮毂，使得电能动力系统的负载最小化并仅用于后轮行驶，借此提升混合动力摩托车的电力效率，续航更强；

当采用汽油动力系统作为动力时，输入齿轮高速转动，摆动杆在离心力的作用下，通过滚子将输出齿轮和输出轴互相锁止，输入齿轮和输出轴不至于或不轻易产生相对运动，实现动力传递。

本发明的滚子的内径e大于销轴的外径f，该设计使得滚子的实际运动空间减小，楔形槽的深度也可以相应缩小。

本发明的楔形槽的顶壁和径向之间的夹角a为40～65度，顶壁沿着输入齿轮的运动方向d，逐渐向外展开；顶壁和输出轴之间的距离小于滚子的直径。该设计使得输入齿轮转速够快的时候，无需摆动杆也能实现滚子和输出轴的压紧效果。

本发明的后轮毂中部设置有轮辐，轮辐面向固定轴的一侧固定设置有电机罩壳，电机罩壳和轮辐之间形成电能驱动腔，电能驱动腔内设置有所述外转子和定子；汽油动力系统与输入齿轮之间设置有减速箱，所述减速箱和电能动力系统在整体架构中，起到重心平衡的效果。

附图说明

图1是本发明摩托车的示意图；

图2是本发明摩托车的后轮连接示意图；

图3是本发明混合动力机构的截面图之一；

图4是本发明混合动力机构的截面图之二；

图5是本发明混合动力机构电机组件结构爆炸图的截面图；

图6是本发明的输入齿轮的示意图；

图7是本发明的滚子的工作状态示意图；

图8是本发明的实施例1的高温锁紧机构示意图。

图9是本发明的实施例2的高温锁紧机构示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明做进一步描述，参见图1-图9：

实施例1，

强制联动式混合动力摩托车，包括摩托车主体100，摩托车主体100的中部设置有汽油动力系统102和电池101，所述摩托车主体100的后部包括：汽油动力系统与现有摩托车的内燃机结构基本相同；

减速箱2，其箱体形成左侧平叉；箱体和右侧平叉3配合安装后轮毂1；

输入齿轮31，其设置在减速箱2内，并与所述汽油动力系统联接；输入齿轮31的中部设置有输出轴61；

固定轴62，其固定在右侧平叉3上；所述输出轴61和固定轴62沿同一轴线拼接并可相对转动，输出轴61和固定轴62拼接形成联轴6；联轴6的设计可以稳定地维持外转子51（主要是转子磁钢）与定子之间的间隙，以克服电机传动效率的问题。若无法稳定地维持转子磁钢与定子之间的间隙，不仅会导致难以持续地维持电机组件旋转的问题，而且即使是在持续旋转的情况下，相对于所消耗的电力，所获得的电机扭矩也会显著下降，从而导致效率下降；

后轮毂1，其固定安装在输出轴61上；

电能动力系统5，其固定安装在固定轴62上；电能动力系统5的外转子51与后轮毂1联接为一体；

所述输入齿轮31的轴孔311周侧设置有若干个楔形槽313，每个楔形槽313内设有一个滚子7；滚子7可在所述楔形槽313内滚动，并贴紧在输出轴61的表面，实现输入齿轮31和输出轴61的动力传递；当使用电机组件作为主要动力时，汽油动力系统给予输入齿轮的转矩较弱或者直接不输入转矩。汽油动力系统内部可以配置行星齿轮组件，当不需要带动后轮毂时，直接不输入转矩给后轮毂，该设计为摩托车的现有技术，故不详细展开。

所述输入齿轮31的侧部安装有高温锁紧机构81；高温锁紧机构81在减速箱2内的温度超过设定数值时，驱动滚子7锁紧输出轴61。从而避免摩托车低速行驶或者碰撞障碍物时，输入齿轮和输出轴的偶发性脱离现象。假如摩托车在爬坡的过程中，碰撞到一个小台阶，碰撞会导致摩托车后退一定的距离，该后退的距离非常短；但是，依然有可能会出现输入齿轮和输出轴脱离的现象，导致输入的动力瞬间断开，存在安全隐患。本设计能够确保输入的动力，克服了该问题。

如图8所示，所述高温锁紧机构81包括一密闭的腔体810，腔体810内注入有沸点为70~80的液体，在腔体的一侧设置有波纹管812，波纹管812向腔体810内部延伸并内端封闭；波纹管812内设置有顶杆811，顶杆的外端驱动所述滚子7。液体优选为乙醇，其沸点为78摄氏度。在减速箱的工作温度高于沸点时，腔体内的压力变大，使得波纹管812带动顶杆811向外伸出。假如汽油动力系统102停止输入动力，减速箱的温度由于风冷，会迅速降温至60度以下，高温锁紧机构81也就恢复原状，使得输入齿轮和输出轴脱离。

在减速箱和发动机舱之间是贴紧的，可以传导热量；也可以进一步设置导热条将发动机舱的热量引导过来，减速箱和空气的接触面积更大，散热效果更好；

需指出的，腔体内的乙醇含量其实是比较少的，即便由于意外发生泄楼，由于该泄漏是缓慢的，乙醇会逐步挥发并溶解于减速箱内部的机油中，不存在相关的危险性。

如图7所示，出于传动效果的设计考虑，楔形槽313的左侧几乎是贴合滚子7表面；因此，必须使得滚子内壁和销轴之间存在间隙，滚子才能被销轴更好的带动；销轴的实际运动轨迹是c方向或者b方向。

优选地，所述楔形槽313的包括两侧壁71,72和顶壁73；所述顶壁73和径向之间的夹角a为40～65度；使得输入齿轮转动时，滚子是趋向于夹紧输出轴的。

所述顶壁73沿着输入齿轮31的运动方向d，逐渐向外展开；顶壁73和输出轴61之间的距离小于滚子7的直径。该设计使得输入齿轮转速够快的时候，能实现滚子和输出轴的压紧效果。

优选地，所述滚子7的前后两端分别设有所述活动挡圈8及固定挡圈9。固定挡圈9和活动挡圈8配合将滚子7限位在楔形槽313内；所述活动挡圈8上设置有伸入所述滚子7内的销轴，销轴的外径小于滚子7的内径；所述高温锁紧机构81推动活动挡圈8的方向与输入齿轮31的转动方向相反。顶杆的外端可以设置一个钩体，从而勾住活动挡圈8，强制复位。刹车时，活动挡圈8基于惯性也会复位；活动挡圈8上设置有弧形孔83，螺钉84穿过弧形孔83，并将活动挡圈8定位在输入齿轮31上；活动挡圈8上还设置有安装槽85，高温锁紧机构81置于安装槽85内，并固定在输入齿轮31上；

优选地，所述后轮毂1中部设置有轮辐，轮辐14面向固定轴62的一侧固定设置有电机罩壳15，电机罩壳15和轮辐14之间形成电能驱动腔16，电能驱动腔16内设置有所述外转子51和定子52；

所述定子52固定安装在固定轴62上，

所述外转子51固定在电能驱动腔16的内壁上。

优选地，所述减速箱2包括输入轴10、中间齿轮12和中间轴13；所述中间轴13外周与所述输入齿轮31啮合，所述输入轴10外端通过链轮连接至汽油动力系统；

优选地，所述后轮毂1包括轮辐14和轮辋，轮辋外侧用于安装所述轮胎4，轮辐14向一侧凸出形成安装平面141，所述电机罩壳15成型有连接环441，连接环441通过紧固件连接在所述安装平面141上，且连接环441与安装平面141之间压设有防水垫45。避免雨水顺着固定架与轮辐连接处的缝隙进入内部影响电机组件，对部件进行保障。在使用过程中，若电机组件出现故障，可直接将紧固件拆卸，从而将电机罩壳拆卸，以便对内部电机组件直接检测或拆卸。

优选地，所述电机罩壳15中部开设有供所述固定轴62穿过的通孔，通孔处设有第一轴承56。

优选地，所述输出轴61部分伸入固定轴62内，输出轴61和固定轴62之间的重叠段套设有一个以上的第二轴承57，固定轴62内端外壁与所述轮辐14之间设有第三轴承55；该设计使得汽油动力系统和电能动力系统5互不干扰，能够分别传递力矩给后轮毂。同时，形成的联轴6具有更好的强度，能够更好的支撑后轮毂。

所述轮辐14中部形成安装座17，安装座17上设置有制动盘11；制动盘和电机组件分别位于后轮毂的左右两侧，使得电机组件出现故障时只需要拆卸更少的部件，也不会影响制动盘，结构更加合理。

所述固定轴62的内部设置有导线孔53，导线孔53的一端导通至电能驱动腔16，另一端导通至固定轴62的外端部；

定子的导线54通过所述导线孔53与外部电源连接。直接在固定轴62内开设导线孔53（即，穿线通道），不仅能够实现合理布线，还能防止出现电源线外露受潮等情况。

实施例2，本实施例与实施例1基本相同，其不同之处如图9所示，所述高温锁紧机构81是记忆弹簧880，记忆弹簧880抵接在顶杆881上，顶杆881带动所述滚子7。

一般情况下，即便是夏季高温环境，汽油动力系统不工作时，减速箱的内部温度也不会超过60度，因此，高温锁紧机构81的触发温度可以设置在60~80之间。

当汽油动力系统工作时，减速箱内部的温度会逐渐升高至80度左右，冬季和夏季不会差距很大。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.强制联动式混合动力摩托车，包括摩托车主体（100），摩托车主体（100）的中部设置有汽油动力系统（102），其特征在于，所述摩托车主体（100）的后部包括：

减速箱（2），其箱体形成左侧平叉；箱体和右侧平叉（3）配合安装后轮毂（1）；

输入齿轮（31），其设置在减速箱（2）内，并与所述汽油动力系统联接；输入齿轮（31）的中部设置有输出轴（61）；

固定轴（62），其固定在右侧平叉（3）上；所述输出轴（61）和固定轴（62）沿同一轴线拼接并可相对转动，输出轴（61）和固定轴（62）拼接形成联轴（6）；

后轮毂（1），其固定安装在输出轴（61）上；

电能动力系统（5），其固定安装在固定轴（62）上；电能动力系统（5）的外转子（51）与后轮毂（1）联接为一体；

所述输入齿轮（31）的轴孔（311）周侧设置有若干个楔形槽（313），每个楔形槽（313）内设有一个滚子（7）；滚子（7）可在所述楔形槽（313）内滚动，并贴紧在输出轴（61）的表面，实现输入齿轮（31）和输出轴（61）的动力传递；

所述输入齿轮（31）的侧部安装有高温锁紧机构（81）；高温锁紧机构（81）在减速箱（2）内的温度超过设定数值时，驱动滚子（7）锁紧输出轴（61）；

所述高温锁紧机构（81）是记忆弹簧（880），记忆弹簧（880）抵接在顶杆（881）上，顶杆（881）带动所述滚子（7）；或，

所述高温锁紧机构（81）包括一密闭的腔体（810），腔体（810）内注入有沸点为70~80的液体，在腔体的一侧设置有波纹管（812），波纹管（812）向腔体（810）内部延伸并内端封闭；波纹管（812）内设置有顶杆（811），顶杆的外端驱动所述滚子（7）；

所述楔形槽（313）的包括两侧壁（71,72）和顶壁（73）；所述顶壁（73）和径向之间的夹角a为40～65度；

所述顶壁（73）沿着输入齿轮（31）的运动方向（d），逐渐向外展开；顶壁（73）和输出轴（61）之间的距离小于滚子（7）的直径；

所述滚子（7）的前后两端分别设有固定挡圈（9）和活动挡圈（8），固定挡圈（9）和活动挡圈（8）配合将滚子（7）限位在楔形槽（313）内；

所述活动挡圈（8）上设置有伸入所述滚子（7）内的销轴（82），销轴（82）的外径小于滚子（7）的内径；

所述高温锁紧机构（81）推动活动挡圈（8）的方向与输入齿轮（31）的转动方向相反。

2.根据权利要求1所述的强制联动式混合动力摩托车，其特征在于，所述液体为乙醇。

3.根据权利要求1所述的强制联动式混合动力摩托车，其特征在于，所述后轮毂（1）中部设置有轮辐，轮辐（14）面向固定轴（62）的一侧固定设置有电机罩壳（15），电机罩壳（15）和轮辐（14）之间形成电能驱动腔（16），电能驱动腔（16）内设置有所述外转子（51）和定子（52）；

所述定子（52）固定安装在固定轴（62）上，

所述外转子（51）固定在电能驱动腔（16）的内壁上。

4.根据权利要求1所述的强制联动式混合动力摩托车，其特征在于，所述减速箱（2）包括输入轴（10）、中间齿轮（12）和中间轴（13）；所述中间轴（13）外周与所述输入齿轮（31）啮合，所述输入轴（10）外端通过链轮连接至汽油动力系统。

5.根据权利要求3所述的强制联动式混合动力摩托车，其特征在于，所述后轮毂（1）包括轮辐（14）和轮辋，轮辋外侧用于安装轮胎（4），轮辐（14）向一侧凸出形成安装平面（141），所述电机罩壳（15）成型有连接环（441），连接环（441）通过紧固件连接在所述安装平面（141）上，且连接环（441）与安装平面（141）之间压设有防水垫（45）。

6.根据权利要求5所述的强制联动式混合动力摩托车，其特征在于，所述电机罩壳（15）中部开设有供所述固定轴（62）穿过的通孔，通孔处设有第一轴承（56）；

所述输出轴（61）部分伸入固定轴（62）内，输出轴（61）和固定轴（62）之间的重叠段套设有一个以上的第二轴承（57），固定轴（62）内端外壁与所述轮辐（14）之间设有第三轴承（55）；

所述轮辐（14）中部形成安装座（17），安装座（17）上设置有制动盘（11）；所述固定轴（62）的内部设置有导线孔（53），导线孔（53）的一端导通至电能驱动腔（16），另一端导通至固定轴（62）的外端部；

定子的导线（54）通过所述导线孔（53）与外部电源连接。

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