CN206856924U - 三轮摩托车油电混合动力发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轮摩托车油电混合动力发动机，包括燃油发动机和驱动电机，燃油发动机的曲轴上安装有燃油主动齿和自动离合器，燃油主动齿与曲轴滑动配合，曲轴与自动离合器的主动盘周向固定连接，自动离合器的从动盘通过第一单向超越离合器与燃油主动齿相连，燃油主动齿与主轴齿轮啮合，主轴齿轮周向固定在输出动力的主副轴组合的主轴上，主轴齿轮与电机主动齿啮合，电机主动齿通过第二单向超越离合器与驱动电机的电机轴相连。其节省油耗，还能使共同采用两种驱动模式时动力传递匹配，不产生动力损耗，且其还提高纯电状态下工作效率。

Description

三轮摩托车油电混合动力发动机

技术领域

本实用新型涉及摩托车发动机领域，特别涉及一种三轮摩托车油电混合动力发动机。

背景技术

目前，在摩托车领域，三轮摩托车的驱动动力系统主要分为以下类型：1.单一的燃油发动机动力，燃油发动机动具有动力足，速度快的优点，但其所用的燃油消耗较大，使用成本高，而且在行驶过程中噪音大、废气排放严重、对城乡的环境带来了很大的污染；2.纯电动动力，由蓄电瓶为电动机供电驱动车辆行驶，纯电动动力是一种清洁无污染的可再生能源，但其受电池容量的限制，长距离行驶的续航能力受到制约，一直难以解决，而且电池充电时间较长，给用户带来诸多不便；3.油电混合动力，近年来，市场上出现各种类型油电混合动力摩托车，但每种方案均有一定的缺陷和不足，如申请号为201010105272.X的专利文本公布的技术方案，由于这种方案在燃油主动齿上未设计单向超越离合器，导致在混合及纯油模式切换至纯电模式时，必须要等到曲轴转速降低后才可进行切换，否则纯电工作时曲轴主动齿与曲轴无法脱离，将反托曲轴运转，功率将严重损失；如申请号为201410102075.0的专利文本公布的技术方案，由于这种方案在燃油主动齿上未设计单向超越离合器，导致在混合及纯油模式切换至纯电模式时，必须要等到曲轴转速降低后才可进行切换，否则纯电工作时曲轴主动齿与曲轴无法脱离，将反托曲轴运转，功率将严重损失，同时电动动力分离机构采用人工棘轮式结构，电动动力的分离结合均需要人工操作才可实现，操作复杂。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种三轮摩托车油电混合动力发动机，它能够根据行驶需要单独使用燃油驱动模式或纯电动驱动模式，也能够根据行驶需要同时共同使用燃油驱动模式和电驱动模式，并且使驱动模式的转换自然顺利，不发生干涉，节省油耗，保证发动机的使用寿命，还能使共同采用两种驱动模式时动力传递匹配，不产生动力损耗，且其还提高纯电状态下工作效率，增加纯电续航里程。

本实用新型的目的是这样实现的：一种三轮摩托车油电混合动力发动机，包括燃油发动机和驱动电机，所述燃油发动机的曲轴上安装有燃油主动齿和自动离合器，所述燃油主动齿与曲轴滑动配合，所述曲轴与自动离合器的主动盘周向固定连接，所述自动离合器的从动盘通过第一单向超越离合器与燃油主动齿相连，形成自动离合器的从动盘向燃油主动齿单向传递动力的结构，所述燃油主动齿与主轴齿轮啮合，主轴齿轮周向固定在输出动力的主副轴组合的主轴上，所述主轴齿轮与电机主动齿啮合，电机主动齿通过第二单向超越离合器与驱动电机的电机轴相连，形成驱动电机的电机轴向电机主动齿单向传递动力结构，形成燃油发动机、驱动电机能分别或共同驱动主轴齿轮旋转输出动力的结构。

所述第一单向超越离合器的外圈为主动部，该外圈与从动盘周向固定连接，内圈为从动部，该内圈与燃油主动齿周向固定连接。

第一单向超越离合器的内圈通过定心滑套与燃油主动齿周向固定连接。所述第一单向超越离合器的外圈为主动部，该外圈与从动盘周向固定连接，内圈为从动部，该内圈与定心滑套周向固定连接，所述定心滑套设有内齿与燃油主动齿啮合。所述定心滑套与主动盘滑动配合。所述定心滑套与主动盘通过轴承形成滑动配合。所述自动离合器的从动盘通过花键与第一单向超越离合器的外圈连接。

所述第二单向超越离合器的内圈为主动部，该内圈与电机轴周向固定连接，外圈为从动部，该外圈与电机主动齿周向固定连接。

所述自动离合器的主动盘与离合器外罩固定连接，离合器外罩通过摩擦副与自动离合器的从动盘相连。所述自动离合器的摩擦副设于离合器推板和限位板之间，摩擦副的主动摩擦片与离合器外罩周向固定，从动摩擦片与从动盘周向固定，自动离合器的主动盘上设置的离合器甩块与推板接触，推板和限位板之间设有分离弹簧。

所述燃油发动机的曲轴一端与磁电机的转子固定连接，曲轴的另一端依次安装燃油主动齿和自动离合器。

所述驱动电机安装在燃油发动机的一曲轴箱盖上。

采用上述方案使本实用新型有以下优点：

本实用新型在燃油发动机的自动离合器的从动盘的回转中心孔中设置第一单向超越离合器，使从动盘通过第一单向超越离合器与燃油主动齿相连，形成自动离合器的从动盘向燃油主动齿单向传递动力的结构。由此，在第一单向超越离合器的作用下，只能将来自从动盘的旋转扭矩传递给燃油主动齿，而不能将来自燃油主动齿的旋转扭矩反向传递给从动盘。所述主轴齿轮与电机主动齿啮合，电机主动齿通过第二单向超越离合器与驱动电机的电机轴相连，形成驱动电机的电机轴向电机主动齿单向传递动力结构，由此，在第二单向超越离合器的作用下，只能将来自电机轴的旋转扭矩传递给电机主动齿，而不能将来自电机主动齿旋转扭矩反向传递给电机轴。这样，当燃油发动机或驱动电机单独工作驱动摩托车行驶过程中，需要进行动力驱动模式转换时，无需先停止燃油发动机或驱动电机的工作，就能进行动力驱动模式切换，在动力驱动模式的切换过程中，摩托车的行驶速度能够保持一致，然后再使一种驱动模式停止，动力的相互替换顺利流畅，不会发生相互干涉，发动机部件不易损坏，发动机寿命得到保证。并且，第一单向超越离合器、第二单向超越离合器分别设置在两条驱动动力的传递线路上，均形成向主轴齿轮单向传递动力，使燃油发动机和驱动电机的驱动力能够共同作用于主轴齿轮，通过主轴齿轮从主副轴组合输出动力，实现油电混合动力的并联驱动方式，能够使两种驱动动力合力驱动三轮摩托车行驶，解决了现有油电混合动力三轮摩托车只能依靠单一动力驱动，在爬坡或重载情况下动力下降的问题，使三轮摩托车在爬坡或重载情况下动力增强，保证输出动力的稳定性。而且，当从燃油发动机和驱动电机共同驱动模式转为驱动电机单一驱动模式时，主轴齿轮的扭矩也不会反向传递给曲轴，可防止曲轴带动汽缸活塞继续运动，将燃油继续吸入汽缸，造成燃油消耗的浪费；并且还克服了因曲轴带动汽缸活塞继续运动而导致驱动电机的载荷增大的现象发生。

所述主轴齿轮与电机主动齿啮合，提高纯电状态下工作效率，增加纯电续航里程，同时减少相应零部件，节约成本。

所述第一单向超越离合器的外圈为主动部，该外圈与从动盘周向固定连接，内圈为从动部，该内圈与定心滑套周向固定连接。由此只有在从动盘的转速高于定心滑套时，动力才能通过第一单向超越离合器由从动盘传递给定心滑套，带动定心滑套旋转；如果定心滑套的转速高于从动盘时，动力不能从第一单向超越离合器传递到从动盘，由此可以保证在自动离合器的摩擦副没有完全分离的状态下，驱动电机输出的动力不会传递到曲轴，造成曲轴旋转。

所述第二单向超越离合器的内圈为主动部，该内圈与电机轴周向固定连接，外圈为从动部，该外圈与电机主动齿周向固定连接。由此只有在电机轴的转速高于电机主动齿时，动力才能通过第二单向超越离合器从电机轴传递给电机主动齿，带动电机主动齿旋转；如果电机主动齿的转速高于电机轴，动力不能从第二单向超越离合器传递到电机轴，可避免电机轴因过渡旋转磨损而缩短使用寿命。

当需要发动机单独工作时，启动发动机，曲轴带动自动离合器的主动盘高速旋转，离合器甩块在离心力作用下将离合器从动盘与离合器主动盘压紧结合，从而离合器主动盘旋转，带动离合器从动盘旋转，经第一单向超越离合器带动燃油主动齿旋转，接着带动主轴齿轮运转，带动主轴运转，主轴通过齿轮带动副轴将动力输出，所述主轴齿轮同时也带动电机主动齿运转，因为第二单向超越离合器的单向超越作用，电机轴不运转，有效防止电机反转，造成能量浪费。

当需要电动机单独工作时，电机轴通过第二单向超越离合器带动主轴齿轮运转，带动主轴运转，主轴通过齿轮带动副轴将动力输出，所述主轴齿轮同时也带动燃油主动齿运转，主动齿带动第一单向超越离合器内圈运转，由于单向超越作用，第一单向超越离合器外圈不运转，同时离合器从动盘也不运转，所以即使在发动机即曲轴惯性转速很高，离合器处于结合状态下，电动机单独工作也不会反托曲轴运转，故在纯油或混合状态任何时候都可以自由切换至纯电状态，无需等待发动机减速。

当需要发动机和电动机同时工作时，同时开启发动机和电动机两种动力，曲轴带动自动离合器高速旋转，离合器甩块在离心力作用下将离合器从动盘与离合器主动盘压紧结合，从而离合器主动盘运转，带动第一单向超越离合器运转，第一单向超越离合器带动燃油主动齿运转，接着带动主轴齿轮运转，同时电机轴通过第二单向超越离合器也带动主轴齿轮运转，两种动力叠加带动主轴运转，主轴通过齿轮带动副轴将动力输出。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的三轮摩托车油电混合动力发动机的结构示意图；

图2为本实用新型的三轮摩托车油电混合动力发动机的自动离合器部分的放大图。

附图中，1为燃油发动机，2为汽缸体，3为汽缸盖，4为活塞，5为曲轴，6为磁电机，7为燃油主动齿，8为自动离合器，9为离合器外罩，10为主动盘，11为离合器甩块，12为从动盘，13为第一单向超越离合器，14为定心滑套，15为推板，16为分离弹簧，17为从动摩擦片，18为主动摩擦片，19为限位板，20为主轴，21为副轴，22为主轴齿轮，23为电机主动齿，24为驱动电机，25为电机轴，26为第二单向超越离合器。

具体实施方式

参见图1和图2，一种三轮摩托车油电混合动力发动机，包括燃油发动机1、驱动电机24、磁电机6、自动离合器8以及输出动力的主副轴组合。燃油发动机1的汽缸体2上安装汽缸盖3，汽缸体2与曲轴箱固定连接。汽缸体2内装配的活塞4通过连杆与曲轴5连接，曲轴5通过轴承支撑在曲轴箱的左右箱体上，曲轴5一端与磁电机6的转子固定连接，磁电机用于燃油发动机的点火启动。曲轴5的另一端依次安装有燃油主动齿7和自动离合器8，燃油主动齿7与曲轴5滑动配合，使燃油主动齿7可相对于曲轴5转动；曲轴5与自动离合器8的主动盘10周向固定连接，其周向固定可采用花键或单键固定，所述主动盘10与离合器外罩9通过螺栓固定连接，离合器外罩9通过摩擦副与自动离合器的从动盘12相连。所述自动离合器的摩擦副设于离合器推板15和限位板19之间，摩擦副的主动摩擦片18与离合器外罩9周向固定，从动摩擦片17与从动盘12周向固定，自动离合器主动盘10上设置的离合器甩块11与推板15接触，推板15和限位板19之间设有分离弹簧16。所述自动离合器的从动盘通过第一单向超越离合器与燃油主动齿相连，形成自动离合器的从动盘向燃油主动齿单向传递动力的结构。优选地，第一单向超越离合器的内圈通过定心滑套与燃油主动齿周向固定连接。所述从动盘12的回转中心孔中设置第一单向超越离合器13，从动盘12通过第一单向超越离合器13与定心滑套14相连，所述第一单向超越离合器13的外圈为主动部，该外圈与从动盘12周向固定连接，其周向固定可采用键固定或过盈配合固定等固定方式。本实施例所述自动离合器的从动盘12通过花键与第一单向超越离合器13的外圈连接。第一单向超越离合器13的内圈为从动部，该内圈与定心滑套14周向固定连接，其周向固定可采用单键或花键固定等固定方式，形成从动盘向定心滑套单向传递动力的结构，而定心滑套不能向从动盘传递动力。所述定心滑套14与主动盘10滑动配合，所述定心滑套14与主动盘10通过轴承形成滑动配合效果更好，该定心滑套14的一端设有内齿与燃油主动齿7啮合。当然本专利申请也可以将第一单向超越离合器的内圈与燃油主动齿直接周向固定连接，其周向固定可采用键、齿或过盈配合等固定方式。所述燃油主动齿7与主轴齿轮22啮合，主轴齿轮22周向固定在输出动力的主副轴组合的主轴20上，其周向固定采用花键固定使安装更加方便，主副轴组合的副轴21外伸，用于输出发动机动力。主副轴组合上设置有可变换不同挡速的齿轮组，三轮摩托车的行驶挡速通过控制主副轴组合上的挡速齿轮组完成。

所述驱动电机24安装在燃油发动机1的一曲轴箱盖上。所述主轴齿轮22与电机主动齿23啮合，电机主动齿23通过第二单向超越离合器26与驱动电机的电机轴25相连，所述第二单向超越离合器26的内圈为主动部，该内圈与电机轴25周向固定连接，其周向固定可采用键或过盈配合，外圈为从动部，该外圈与电机主动齿23周向固定连接，其周向固定可采用单键或花键固定，形成驱动电机的电机轴向电机主动齿单向传递动力结构，而电机主动齿不能向电机轴传递动力。由此形成燃油发动机1、驱动电机24能分别或共同驱动主轴齿轮22旋转输出动力的结构，构成一种三轮摩托车油电混合动力发动机。

本三轮摩托车油电混合动力发动机安装在三轮摩托车上，能够根据三轮摩托车行驶状况、行驶路况以及载重情况的不同，选择采用燃油发动机单独驱动，或驱动电机单独驱动，或者燃油发动机和驱动电机共同驱动的模式。

当采用燃油发动机单独工作时：燃油发动机点火启动后，曲轴带动自动离合器的主动盘和离合器外罩一起旋转，主动盘上的离合器甩块产生离心运动，顶动推板推动摩擦副的从动摩擦片与主动摩擦片结合，离合器外罩通过摩擦副带动从动盘旋转，从动盘通过第一单向超越离合器带动定心滑套旋转，定心滑套带动燃油主动齿旋转，燃油主动齿带动主轴齿轮旋转，将燃油发动机的动力通过主副轴组合输出，由副轴向与之相连的链传动机构或轴传动机构输出动力，驱动三轮摩托车以燃油驱动模式行驶。在此过程中，由于驱动电机的电机主动齿与电机轴之间设有第二单向超越离合器，自主轴齿轮传递给电机主动齿的旋转动力，因第二单向超越离合器不能反向传递动力的作用而中断，电机主动齿不能带动电机轴旋转，并由于驱动电机没工作，电机保持静止状态，不与燃油发动机的动力发生干涉。如为节能减排需将燃油驱动变换为电动驱动时，接通驱动电机电源，使驱动电机开始工作，电机轴通过第二单向超越离合器带动电机主动齿，电机主动齿带动主轴齿轮旋转。与此同时，主轴齿轮会短暂存在驱动电机和燃油发动机共同驱动的现象，转速快的一方为主动力，并由于第一单向超越离合器和第二单向超越离合器的作用，转速慢的一方不会受另一方的影响。然后将燃油发动机熄火，燃油发动机停止工作，曲轴不再旋转，自动离合器的摩擦副在分离弹簧的作用下分离，没有动力传递，不与驱动电机动力发生干涉。而且由于定心滑套与从动盘之间设有第一单向超越离合器，自主轴齿轮通过燃油主动齿传递给定心滑套的旋转动力，也因第一单向超越离合器不能反向传递动力的作用而中断，转换自然顺畅，实现三轮摩托车行驶从燃油驱动模式转换为驱动电机单独驱动的电动驱动模式。

当采用驱动电机单独工作时：将驱动电机接通电源，电机轴旋转，电机轴通过第二单向超越离合器带动电机主动齿旋转，电机主动齿带动主轴齿轮旋转，将驱动电机的动力通过主副轴组合输出，由副轴向与之相连的链传动机构或轴传动机构输出动力，驱动三轮摩托车以电动驱动模式行驶。在此过程中，由于定心滑套与从动盘之间设有第一单向超越离合器，自主轴齿轮通过燃油主动齿传递给定心滑套的旋转动力，因第一单向超越离合器不能反向传递动力的作用而中断，燃油发动机没有工作，曲轴不旋转，自动离合器的摩擦副处于分离状态，不与驱动电机动力发生干涉。在行驶途中需将电动驱动变换为燃油驱动，只需点火启动燃油发动机，使燃油发动机的曲轴旋转，自动离合器的主动盘旋转带动离合器甩块推动推板使摩擦副结合，带动从动盘旋转，从动盘通过第一单向超越离合器带动定心滑套旋转，定心滑套带动燃油主动齿旋转，燃油主动齿带动主轴齿轮旋转。与此同时，主轴齿轮会短暂存在燃油发动机和驱动电机共同驱动的现象，转速快的一方为主动力，并由于第一单向超越离合器和第二单向超越离合器的作用，转速慢的一方不会受另一方的影响。然后关闭驱动电机电源，驱动电机停止工作，由于驱动电机的电机主动齿与电机轴之间设有第二单向超越离合器，自主轴齿轮传递给电机主动齿的旋转动力，因第二单向超越离合器不能反向传递动力的作用而中断，电机主动齿不能带动电机轴旋转，驱动电机保持静止状态，不与燃油发动机的动力发生干涉，转换自然顺畅，实现三轮摩托车行驶从电动驱动模式转换为燃油发动机单独驱动的燃油驱动模式。

当三轮摩托车处于爬坡或重载状况下，需采用燃油动力和电动动力并联混合驱动时：在燃油发动机驱动状态下再接通驱动电机电源，让驱动电机共同参与工作，或者在驱动电机驱动状态下再点火启动燃油发动机，让燃油发动机共同参与工作。这时，燃油发动机的曲轴带动自动离合器通过第一单向超越离合器、定心滑套带动燃油主动齿旋转，燃油主动齿将动力传递给主轴齿轮；驱动电机的电机轴通过第二单向超越离合器、电机主动齿带动主轴齿轮旋转，形成燃油动力和电动动力合力共同带动主轴齿轮旋转，三轮摩托车爬坡或重载行驶的动力得到增强。此后，要将燃油发动机和驱动电机合力共同驱动的模式转换为一种动力单一驱动模式，只需使燃油发动机或者驱动电机停止工作，就能保留一种动力继续驱动三轮摩托车行驶。该驱动模式转换过程，由于第一单向超越离合器和第二单向超越离合器的中断反向动力传递作用，避免了因电动驱动而导致曲轴旋转，继续消耗燃油和使驱动电机载荷加大的现象发生，或因燃油发动机驱动而导致电机轴空转加快磨损的状况出现，使本三轮摩托车油电混合动力发动机的使用寿命得到保证和延长。

Claims (9)

1.一种三轮摩托车油电混合动力发动机，包括燃油发动机和驱动电机，其特征在于：所述燃油发动机的曲轴上安装有燃油主动齿和自动离合器，所述燃油主动齿与曲轴滑动配合，所述曲轴与自动离合器的主动盘周向固定连接，所述自动离合器的从动盘通过第一单向超越离合器与燃油主动齿相连，形成自动离合器的从动盘向燃油主动齿单向传递动力的结构，所述燃油主动齿与主轴齿轮啮合，主轴齿轮周向固定在输出动力的主副轴组合的主轴上，所述主轴齿轮与电机主动齿啮合，电机主动齿通过第二单向超越离合器与驱动电机的电机轴相连，形成驱动电机的电机轴向电机主动齿单向传递动力结构，形成燃油发动机、驱动电机能分别或共同驱动主轴齿轮旋转输出动力的结构。

2.根据权利要求1所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述第一单向超越离合器的外圈为主动部，该外圈与从动盘周向固定连接，内圈为从动部，该内圈与燃油主动齿周向固定连接。

3.根据权利要求1所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述第一单向超越离合器的外圈为主动部，该外圈与从动盘周向固定连接，内圈为从动部，该内圈与定心滑套周向固定连接，所述定心滑套设有内齿与燃油主动齿啮合。

4.根据权利要求3所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述定心滑套与主动盘滑动配合。

5.根据权利要求4所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述定心滑套与主动盘通过轴承形成滑动配合。

6.根据权利要求1所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述第二单向超越离合器的内圈为主动部，该内圈与电机轴周向固定连接，外圈为从动部，该外圈与电机主动齿周向固定连接。

7.根据权利要求1所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述自动离合器的主动盘与离合器外罩固定连接，离合器外罩通过摩擦副与自动离合器的从动盘相连。

8.根据权利要求7所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述自动离合器的摩擦副设于离合器推板和限位板之间，摩擦副的主动摩擦片与离合器外罩周向固定，从动摩擦片与从动盘周向固定，自动离合器的主动盘上设置的离合器甩块与推板接触，推板和限位板之间设有分离弹簧。

9.根据权利要求1所述的三轮摩托车油电混合动力发动机，其特征在于：所述燃油发动机的曲轴一端与磁电机的转子固定连接，曲轴的另一端依次安装燃油主动齿和自动离合器。