CN1447760A - 动力传动系 - Google Patents

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Abstract

一种水陆两用车辆的传动系，包括：发动机(111)，所述发动机具有曲轴(112)和固体飞轮或液体飞轮(120)；传动装置(26、图1)，所述传动装置与曲轴在一条直线上，所述传动装置具有被飞轮驱动的主动轴(24，图1)；和动力输出装置(PTO)(110)，所述动力输出装置对动力输出轴(136和158)和水上推进装置(50，图1)进行驱动，动力输出装置包括：固定在曲轴上的驱动链轮(118)、链条或皮带(142)，及从动链轮(134)。设置有锥齿轮(154、156)，所述锥齿轮将横置的发动机的曲轴的旋转转换成纵向的水上驱动装置上。图1至4和图8示出纵置式发动机的实施例。图1和2示出来自适配器(18)的驱动，图3和4示出来自飞轮(20)的驱动，所述飞轮具有可移位的齿圈(52)。图6和7示出另一种横置发动机的动力输出装置，所述动力输出装置使用锥齿轮(218、219)进行动力传递。

Description

动力传动系
技术领域
本发明涉及一种用于水陆两用车辆的动力传动系，所述动力传动系包括发动机和直列式传动装置，动力输出装置位于发动机和车辆的直列式传动装置之间，并且所述动力输出装置通称为夹层式(sandwich)动力输出装置。本发明还涉及一种具有所述动力传动系的水陆两用车辆。
背景技术
在习用汽车中，传动系具有发动机和直列式传动装置，所述传动装置的主动轴或者第一轴通过离合器被飞轮驱动。另外，在传动装置包括自动变速器的情况下，可以利用被称作液力变矩器的液体飞轮实现对主动轴的驱动。在已知的夹层式动力输出装置的配置中，传动装置的主动轴在离合器或液体飞轮与传动装置的外壳之间延伸，并且链轮形式的驱动装置安装在离合器或液体飞轮与传动装置的外壳之间。链轮利用皮带或者链条实现对动力输出装置的驱动。
这种已知的配置方式大大加大了发动机和传动装置总成的长度，并且还需要有多套轴承，对在变速器的前面延伸的主动轴进行支撑，而在此处的空间是有限的。这种已知的配置方式还必须切除钟形罩或者变速器外壳，以便为链条或者皮带留出空间。
发明内容
本发明的目的在于提出一种具有夹层式动力输出装置的传动系，与现有技术的夹层式动力输出装置相比，本发明的夹层式动力输出装置用很少的机加工即可制造并且与已有技术的动力输出装置相比可满足各种动力传动系的配置要求。
本发明的第一方面提出了一种用于水陆两用车辆的传动系，所述传动系包括具有曲轴的发动机和固体或液体飞轮，传动装置一般与发动机的曲轴在一条直线上，所述传动装置具有由飞轮驱动的主动轴，传动系还包括用于对动力输出轴进行驱动的动力输出装置，所述动力输出轴对车辆的水上推进装置进行驱动，其特征在于所述动力输出装置包括固定在曲轴的飞轮端上的驱动装置，所述驱动装置对动力输出轴进行驱动。
在一个优选实施例中，驱动装置设置在飞轮的外圆面上。在这种配置中，驱动装置可以包括一组设置在飞轮外圆上的齿，所述齿与链条或者齿带配合实现对动力输出轴的驱动。
在另一个优选实施例中，驱动装置设置在曲轴的飞轮端和飞轮之间。在这种配置中，所述驱动装置包括链轮，所述链轮与链条或者齿带配合实现对动力输出轴的驱动。所述链轮安装在曲轴的端部，位于曲轴端部和飞轮之间，并且所述链轮可以利用紧固件固定在适当位置，所述紧固件还将飞轮固定在曲轴端。另一方面，所述驱动装置可以包括锥齿轮，所述锥齿轮安装在曲轴的飞轮端上。安装在曲轴的飞轮端上的锥齿轮和所安装的第二锥齿轮啮合，从而实现与动力输出轴本身或者与中间轴一起旋转，所述中间轴对动力输出轴进行驱动。所述中间轴通过等速(CV)或者其它的旋转铰接连接实现对动力输出轴的驱动。另外，所述中间轴具有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与所安装的第四锥齿轮啮合，从而实现中间轴与动力输出轴一起旋转。
当驱动装置通过链条或者齿带向动力输出轴传递动力时，所述链条或者齿带对从动链轮进行驱动，所述从动链轮对动力输出轴进行驱动。所述从动链轮的安装用于和动力输出轴一起旋转，或者当发动机和传动装置垂直于车辆的纵向轴安装时，所述从动链轮的安装用于和中间轴一起旋转，所述中间轴与一对锥齿轮配合对动力输出轴进行驱动。
中间壳体可以设置在传动装置的钟形罩和发动机机壳之间。所述中间壳体具有延伸部分，所述延伸部分对从动链轮、齿轮、或者恒速万向节；以及链条、齿带、或者动力输出轴进行覆盖。
另外，传动装置的钟形罩也可以对从动链轮和链条或者齿带进行覆盖。
设有离合器，以便对水上推进单元进行驱动。
本发明的动力传动系的一个独特的优点在于，所述动力传动系可以以最小的摩擦损耗将全部发动机动力传递给水上推进装置。
本发明的第二方面提出了一种具有本发明的第一方面所述的动力传动系的水陆两用车辆。
附图说明
下面以附图所示为例对本发明加以说明。图中示出：
图1为本发明第一实施例的动力传动系的部分的剖面图；
图2为沿图1A-A向的剖面图；
图3为本发明第二实施例的动力传动系的部分的剖面图；
图4为沿图3B-B向的剖面图；
图5为本发明第三实施例的动力传动系的部分的剖面图；
图6为本发明第四实施例的动力传动系的部分的剖面图；
图7为本发明第五实施例的动力传动系的部分的剖面图，和
图8为本发明第六实施例的动力传动系的部分的剖面图。
具体实施方式
首先如图1和图2所示，本发明的动力传动系的第一实施例包括发动机11和与发动机的曲轴12在一条直线上的传动装置26。采用习用的差速器(图中未示出)时，发动机和传动装置至少向水陆两用车辆的后轮(图中未示出)提供驱动。动力输出装置10向诸如喷水式推进器50等车辆的水上推进装置提供驱动。
发动机的曲轴12穿过发动机机壳14端部上的孔。所述孔内设置有密封件16，实现曲轴12与发动机机壳14之间的密封。驱动链轮18和飞轮20安装在曲轴12的端部并在发动机机壳14的外面，并且利用一圈螺拴22被牢固地固定在曲轴12上。驱动链轮18固定在曲轴12的端部和飞轮20之间。离合器25以习用方式安装在飞轮20面上，将动力传递给传动装置26的主动轴或第一轴24。
在习用的配置中，传动装置26上的钟形罩28直接栓接在发动机机壳14的端部上，而在本发明中利用中间壳体30使所述传动装置26上的钟形罩28与发动机留有一定间隔。螺栓32穿过钟形罩28和中间壳体30，与设置在发动机机壳14内的通常的螺孔接合。
中间壳体30具有一个延伸部分30A，所述延伸部分30A延伸至发动机机壳14的一侧。所述延伸部分30A对从动链轮34进行覆盖，所述从动链轮安装在动力输出轴36上。动力输出轴36和从动链轮34利用轴承38、40被可旋转地支撑在延伸部分30A内。驱动链轮18和从动链轮34通过链条或者齿带42实现互相连接，从而实现驱动链轮18与从动链轮34之间的动力传递。
动力输出轴36对喷水式推进器50进行驱动，从而实现水陆两用车辆在水面上行驶时对其的推进。动力输出轴36可以直接驱动喷水式推进器，或者所述动力输出轴也可以具有联轴节(图中未示出)，用于驱动喷水式推进器的另外的一个轴接合在所述联轴节上。在动力输出轴36与喷水式推进器之间的传动轴系中设置有一个离合器，从而当车辆在陆地上行驶时，可以将对喷水式推进器的驱动断开。
在本实施例中，传动装置26为手动变速器(manual changegearbox)，但是，显然所述传动装置26也包括自动的手动变速器、自动或者半自动变速器、或者无级变速器，并且可以用诸如液力变距器等适宜的液体耦合器替代摩擦离合器25。
下面参照图3和4对本发明的第二实施例加以说明。其中用相同的附图标记表示与第一实施例中的部件相同的部件。
第二实施例的动力传动系和第一实施例的动力传动系类似，唯一不同之处在于，在第二实施例中，没有在曲轴的端部和飞轮之间设置作为链轮的动力输出装置的驱动装置，第二实施例中的驱动装置包括一组设置在飞轮的外院面上的齿23，所述齿23与链条或者齿带42配合对安装在动力输出轴36上的从动链轮44进行驱动。动力输出轴36以与第一实施例相同的方式对水陆两用车辆的水上推进系统(图中未示出)进行驱动。
由于在飞轮和曲轴的端部之间不具有附加的链轮，所以在钟形罩28和发动机机壳14之间不需要设置中间的壳体。因此，使用钟形罩28容纳链条或者皮带42以及从动链轮44，并且所述从动链轮44和动力输出轴36利用轴承46、48被可旋转地支撑在钟形罩28内。
齿环52设置在飞轮的面上，用于实现按照本领域中公知的方式与起动器的啮合。
在上述实施例中，发动机和传动装置以所谓的北/南对准(North/South alignment)方式被安装在车辆上，所述北/南对准系指发动机的正时端(timing end)面向汽车的前部，同时传动装置向后部延伸。在这种配置中，动力输出轴36面向传动装置的方向，以便将动力传递给位于车辆后部的喷水式推进器50。但是，显然对发动机和传动装置也可以以南/北对准(South/North alignment)方式进行安装，发动机的正时端面向汽车的前部，以及传动装置向车辆的前部延伸。在这种情况下，动力输出轴36必需面对相对于发动机和传动装置相反的方向，也就是面对发动机，以便对汽车后部的喷水式推进器50进行驱动。
本发明也适用于一种动力传动系，其中发动机和传动装置垂直于车辆轴的纵向安装。为实现此点，通常必须将动力输出旋转90度，以便实现对位于车辆后部的喷水装置进行驱动。有多种实现此点的方案，但特别简单和有效的方式是采用一对锥齿轮对喷水装置进行驱动。图5中示出这种配置的一个例子，其中对与图1至图4中的部件相同功能的部件的附图标记数字增加100。
图5示出横置式发动机111的曲轴112的飞轮端。动力输出装置的驱动链轮118和飞轮120安装在曲轴上。在此实施例中，飞轮采取液力变矩器的形式，对自动变速器126的主动轴进行驱动。
驱动链轮118和飞轮120利用适配器119安装在曲轴的飞轮端，所述适配器被一组螺栓122固定在曲轴112上。适配器具有花键轴119A，飞轮120和驱动链轮118安装在花键轴119A上，与曲轴一起旋转。
中间壳体130设置在传动装置的钟形罩128和发动机的外壳114之间。在此实施例中，中间壳体130由两部分130A、130B构成，这两部分利用一组螺栓131连接在一起。中间壳体130和传动装置利用另外一组螺栓132安装在发动机机壳(engine casing)上。中间壳体130对安装在中间轴136上的从动链轮134进行覆盖。中间轴136和从动链轮134利用一对轴承138、140被可旋转地支撑在中间壳体内。为了实现驱动链轮118与从动链轮134之间的动力传递，所述驱动链轮118和从动链轮134利用链条或者齿带142相互连接。
安装与第一锥齿轮154，所述锥齿轮与中间轴136一起旋转，并且第一锥齿轮154和第二锥齿轮156啮合。安装有第二锥齿轮，使其与动力输出轴158一起旋转，通常动力输出轴158的轴线和中间轴136的轴线成90度。动力输出轴158利用轴承160、162被可转动地支撑在中间壳体130的延伸部分内，并且所述动力输出轴带有连接器164，所述连接器固定在另一对车辆的后部的喷水式推进器进行驱动的主动轴上。
在上述的每个实施例中，驱动装置具有与链条或者齿带啮合的齿，将动力传递给动力输出轴。但所述驱动装置可以采用齿轮的形式，通过一个或多个其它的齿轮将动力传递给动力输出轴。例如，图6至8示出本发明的实施例，其中锥齿轮218安装在曲轴的飞轮端部。在图中所示的每个实施例中，利用与图5所示实施例的适配器119类似的适配器，将锥齿轮218和飞轮固定在曲轴上。
在图6所示的实施例中，锥齿轮218与第二锥齿轮219啮合，安装的第二锥齿轮219与直接对位于车辆后部的水上推进单元250进行驱动的动力输出轴236一起旋转。动力输出轴236插入轴承238和260内，所述轴承238和260安装在支撑件237和259上，所述支撑件237和259固定在中间壳体230上。
图6中所示的实施例尤其适用于横置式发动机配置，其中水上推进单元250的中心线和曲轴的轴线等高。但是，如果水上推进单元位于曲轴轴线之上或之下，则必需对输出轴236的高度进行调整。对于本领域的普通技术人员来说，显然可以采用多种方法实现这一目的。例如，可以利用另外的链条、皮带或者齿轮传动机构对输出轴的高度进行调整。但是，图7示出了可有效的改变高度的优选配置方式。
在第五实施例中，中间壳体230旋转，实现位于较高的等高上的动力输出装置。由内轴承238和外轴承260将中间轴342支撑在壳体230内，所述中间轴具有锥齿轮219，所述锥齿轮219与曲轴上的锥齿轮218啮合。中间轴342通过等速(CV)万向节333与动力输出轴336连接，所述等速(CV)万向节333根据水上推进单元350的配置，以所需的角度对动力输出轴336进行驱动。尽管CV万向节是旋转铰接连接(rotatingarticulating joint)的优选方式，但也可以采用任何适宜的旋转铰接。
图8示出了动力输出装置的最后的实施例，所述动力输出装置具有锥齿轮形式的驱动装置。该实施例尤其适于纵置式或者直列式发动机的配置。曲轴上的锥齿轮218与中间轴442的第一端上的第二锥齿轮219啮合。第三锥齿轮434安装在中间轴的另一端，并且与安装在动力输出轴436上的第四锥齿轮435啮合。中间轴442利用内轴承438和外轴承460可旋转地被支撑在壳体430内的支撑件437、459上。
根据本发明，通过将对动力输出轴进行驱动的驱动装置安装在曲轴的飞轮端上，提出了一种具有夹层式动力输出装置的传动系，在所述动力输出装置中，最大限度地缩短了发动机和传动装置的全部长度。在发动机和传动装置的安装空间受到很大限制的水陆两用车辆的设计中，此点是一个加以考虑的非常重要的因素。本发明的配置还确保了发动机曲轴对动力输出装置的直接驱动，而不是通过离合器或者液体飞轮实现驱动。这意味着可以以最小的损耗将发动机的全部动力提供给动力输出轴。和现有技术的配置相比较，这种布置更为简单，降低了制造成本并提高了可靠性。
尽管结合目前被认为是最实用和最优选的实施例对本发明做了说明，但是，显然本发明并不仅仅限于所披漏的配置，而是旨在覆盖包括在本发明的精神和范围内的各种变形和等同结构。例如，水上推进装置不必非得是喷水式推进器，而且可以是诸如水上螺旋桨等任何一种适宜的类型。

Claims (20)

1、一种水陆两用车辆的动力传动系，包括：发动机(11、111)，所述发动机具有曲轴(12、112)和固体飞轮或液体飞轮(20、120)，传动装置(26、126)通常与发动机的曲轴在一条直线上，所述传动装置具有由飞轮驱动的主动轴(24)，动力传动系还包括对动力输出轴(36、158、236、436)进行驱动的动力输出装置(10、110)，所述动力输出轴对车辆的水上推进装置(50、250、350)进行驱动，其特征在于所述动力输出装置包括驱动装置(18、23、118、218)，所述驱动装置固定在曲轴的飞轮端，对动力输出轴进行驱动。
2、按照权利要求1所述的动力传动系，其中驱动装置设置在飞轮的外圆面上。
3、按照权利要求2所述的动力传动系，其中驱动装置包括一组齿(23)，所述齿设置在飞轮的外圆上，与链条或者齿带(42)配合实现对动力输出轴驱动。
4、按照权利要求1所述的动力传动系，其中驱动装置设置在曲轴的飞轮端和飞轮之间。
5、按照权利要求4所述的动力传动系，其中驱动装置包括链轮(18、118)，所述链轮与链条或者齿带(42、142)配合对动力输出轴进行驱动。
6、按照权利要求5所述的动力传动系，其中链轮安装在曲轴的飞轮端，位于所述曲轴的飞轮端和飞轮之间。
7、按照权利要求3、5或6中任一项所述的动力传动系，其中链条或者齿带对从动链轮(34、44、134)进行驱动，所述从动链轮对动力输出轴进行驱动。
8、按照权利要求7所述的动力传动系，其中安装有从动链轮(34、44)，所述从动链轮与动力输出轴(36)一起旋转。
9、按照权利要求7所述的动力传动系，其中发动机和传动装置横向安装在车辆的纵向轴上，所安装的从动链轮(134)与中间轴(136)一起旋转，所述中间轴与一对锥齿轮(154、156)配合对动力输出轴(158)进行驱动。
10按照权利要求1或4所述的动力传动系，其中驱动装置包括锥齿轮(218)，所述锥齿轮安装在曲轴(212)的飞轮端上。
11、按照权利要求10所述的动力传动系，其中安装在曲轴的飞轮端上的锥齿轮(218)和所安装的第二锥齿轮(219)啮合，实现与动力输出轴(236)一起旋转。
12、按照权利要求10所述的动力传动系，其中安装在曲轴的飞轮端上的锥齿轮(218)与所安装的第二锥齿轮(219)啮合，实现与中间轴(342、442)一起旋转，所述中间轴对动力输出轴(336、436)进行驱动。
13、按照权利要求12所述的动力传动系，其中中间轴(342)通过与恒速或者其它的旋转铰接连接(333)的配合实现对动力输出轴(336)的驱动。
14、按照权利要求12所述的动力传动系，其中中间轴(442)对第三锥齿轮(434)进行支撑，所述第三锥齿轮与所安装的第四锥齿轮(435)啮合，实现与动力输出轴(436)一起旋转。
15、按照权利要求4至14中任一项所述的动力传动系，其中中间外壳(30、130、230、430)设置在传动装置的钟形罩和发动机机壳之间。
16、按照权利要求15并结合权利要求7所述的动力传动系，其中中间壳体具有延伸部分(30A)，所述延伸部分对从动链轮和链条或者齿带进行覆盖。
17、按照权利要求15并结合权利要求10至14中任何一项所述的动力传动系，其中中间壳体(230、430)具有延伸部分，所述延伸部分对动力输出轴的一部分和/或中间轴进行覆盖。
18、按照权利要求7并结合权利要求3所述的动力传动系，其中传动装置的钟形罩(28)对从动链轮和链条或者齿带进行覆盖。
19、一种主要如上结合附图1和2，或图3和图4，或图5，或图6，或图7，或图8所述并在附图1和2，或图3和4，或图5，或图6，或图7，或图8所示的传动系。
20、一种水陆两用车辆，其特征在于所述水陆两用车辆包括一种按照权利要求1至19中任一项所述的动力传动系。
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