CN2081014U - 适应摩托车阻力变化的传动装置 - Google Patents

Abstract

摩托车的皮带传动无级变速装置。由主动轮、从 动轮、齿形三角皮带构成。从动轮主要有主动移动摩 擦盘、从动摩擦盘、连接轴套、压簧、螺纹衬套、卷簧、 异形螺母、定位罩盖，诸密封圈组成。该装置能随着 摩托车发动机转速变化而变化其前进速度还能随着 外界阻力(上坡、下坡、道路凸凹不平)变化而变化其 前进速度，具有节约燃油，爬坡能力强，起动性能、加 速性能好的优点，50型皮带传动的新旧摩托车均可 方便地安装上该装置。

Description

本实用新型涉及机动车辆的无级变速装置，尤其为一种用循环挠性原件，以可变速比传送旋转运动的齿形三角皮带传动装置。

国内外已有的小型摩托车上（如：国产50型皮带传动摩托车）发动机的功率是通过离心式变速器（变速装置）传送给齿轮箱、驱动轮而使摩托车前进的。这种离心式无级变速器是在发动机的曲柄轴上设有离合器、主动轮，在传动箱齿轮轴上设有从动轮，主、从动轮之间为定长的齿形三角皮带。这种离心式皮带无级变速机构转速的高低不是随着外界阻力（路面高低、上坡、下坡、凸凹不平道路一滚动阻力不同）的变化而变化，而是随着发动机转速高低的变化而变化与摩托车所受的外界阻力无关，例如，安装这种变速器的摩托车，当下坡时，工作阻力小，但不增大油门车不走（意为车速较慢），自然就会浪费燃料；上坡时，工作阻力大，虽然增大油门，车亦无力（意为车爬坡能力差，加速性能差）这就是这种离心式无级变速器的不足之处。

本实用新型的目的在于避免已有技术中上述不足之处，而提供一种改进型的不但能随着摩托车上发动机转速变化而变化前进速度（正常平坦路面情况）而且能随着外界阻力变化而变化其前进速度的并相应节省燃油和提高爬坡能力的齿形三角皮带无级变速传动装置。

本实用新型的任务是通过以下措施来完成的：

该传动装置的主动轮设置在发动机的曲柄轴上，由固定磨擦盘，移动磨擦盘两部分构成。在固定磨擦盘上设有离合器。移动磨擦盘内孔里压有一个衬套，衬套内孔与固定磨擦盘凸台的外径之间为动配合；移动磨擦盘内孔外缘设有离心滚子，滚子外侧被固定卡板挡着，固定卡板由螺母固定在固定磨擦盘凸台的端部。固定卡板另一端设有耐磨块，耐磨块可沿着移动磨擦盘的外缘轴向轨道槽内相对滑动。在移动磨擦盘外缘上设有一个油封（或密封圈）和一个挡油板。

在传动箱齿轮轴上设有一个从动轮，从动轮由主动移动磨擦盘和从动磨擦盘组成。轴的外面以1：5的锥度固定有连接轴套，连接轴套的外径上有一轴向键槽，螺纹衬套内孔有一键，连接轴套的外径与螺纹衬套内孔之间为动配合。螺纹衬套一端设有弹簧（压簧），弹簧另一端设有异形螺母。异形螺母固定在连接轴套端头。螺纹衬套为一种双头右旋方形螺纹衬套。主动移动磨擦盘内孔设有两个键。这个磨擦盘内孔与螺纹衬套外径之间为右螺旋滑动连接。在主动移动磨擦盘凸台外径上设有一轴向键槽，在从动磨擦盘内孔里设有一键，主动移动磨擦盘凸台外径与从动磨擦盘凸台内径之间为动配合。在从动磨擦盘凸台外径上设有一卷簧，卷簧一端固定在从动磨擦盘凸台外径上，另一端固定在定位罩盖上，定位罩盖内孔与连接衬套端部焊接在一起。

在主动轮的固定磨擦盘上，移动磨擦盘上以及从动轮的主动移动磨擦盘上，从动磨擦盘上分别加工有15°角的圆锥面，分别装配后，正好形成30°角的V型槽，以便在此槽内安装齿形三角皮带。

对主动轮中移动磨擦盘上的离心滚子轨道，离心滚子的形状及重量有一定要求，即应满足：

1、在自然状态下（发动机未工作，三角皮带处在静止状态时），固定磨擦盘和移动磨擦盘之间的间距处在最大（等于10mm），也就是主动轮与齿形三角皮带之间的作用半径处在最小位置。

2、当车辆不受外界任何阻力情况下，主动轮与皮带之间的作用半径可随着发动机的转速（离合器结合转速一特定转速，这里提到的特定转速是根据发动机性能而定，一般为每分钟3000转左右）增高或降低而能相应地变大或变小，并能变到最大或最小。

3、离心滚子的重量、形状及其轨道一定要与从动轮的弹簧（压簧）相搭配，也就是要保证三角皮带始终能保持一定的张紧度。

从动轮中的弹簧（压簧）、卷簧的性能和安装也有一定的要求。弹簧的直径、匝数、匝距的要求：

a、自然状态下，主动移动磨擦盘与从动磨擦盘之间的间距最小（等于零），也就是从动轮与皮带之间的作用半径处在最大位置。

b、当车辆不受任何外界阻力的情况下，（即在平坦道路上行驶），从动轮与皮带之间的作用半径可随着发动机转速的增大或减小（当主动轮的转速在离合器结合转速一特定转速之间）而相应地变小或变大。

c、弹簧的性能要与主动轮中离心滚子的重量、形状及其轨道相搭配，也就是要保证三角皮带始终保持一定的张紧度。

卷簧的性能，即长度、宽度、厚度和旋转圈数、方向有一定要求：

1、车辆不受任何外界阻力情况下，而主动轮达到特定转速时，则从动轮与皮带之间的作用半径处在最小位置。

2、根据车辆受到阻力的大小，使从动轮与皮带之间的作用半径相应变大或变小。

这种无级变速传动装置的工作原理、工作过程：

当摩托车处在停止状态，也就是发动机、传动皮带均未工作时，主动轮与传动皮带之间的作用半径最小，而从动轮与传动皮带之间的作用半径最大，此时传动速比最小，输出扭距大。当摩托车发动机启动后，离合器结合，摩托车开始行驶，随着发动机转速的增加（离合器结合转速到特定转速之间），主动轮的工作半径在离心滚子作用下，由小变大。由于主动轮和从动轮之间的中心距及传动皮带的长度都一定，致使从动轮上的主动移动磨擦盘压缩弹簧相对从动磨擦盘向里移动，从而使主、从两磨擦盘之间的间距增大，也就是从动轮与传动皮带之间的作用板径变小，即主、从动轮之间的传动速比增大。此时，如果车辆受到阻力扭矩（传动齿轮轴的扭矩）大于从动轮上卷簧所保持的扭矩时，则传动皮带带动主动移动磨擦盘和从动磨擦盘使卷簧变形，使主动移动磨擦盘和从动磨擦盘相对螺纹衬套作逆时针旋转，主、从两磨擦盘之间的距离就随着逐渐缩小，也    就是从动轮与传动皮带之间的作用半径逐渐增大（直到卷簧所维持的扭矩等于车辆行驶所需的扭矩时停止）。由于主、从动轮之间的中心距及传动皮带的长度都一定，致使主动轮上的移动磨擦盘迫使离心滚子向移动磨擦盘的中心移动，相对固定磨擦盘向左移动，从而两磨擦盘之间的间距增大，也就是主动轮与传动皮带之间的作用半经变小，即主、从动轮之间的传动速比减小。相反，当摩托车行驶所受的阻力扭矩小于从动轮上卷簧所保持的扭矩时，则从动轮中的主动移动磨擦盘和从动磨擦盘在卷簧的作用下，相对螺纹衬套按顺时针方向旋转，两磨擦盘之间的距离也就相对增大，也就是从动轮与传动皮带之间的作用半径减小，而主动轮的移动磨擦盘在离心滚子作用下，与固定磨擦盘之间的距离相应变小，也就是主动轮与传动皮带之间的作用半径增大，即摩托车的传动速比变大，摩托车行驶速度增加，输出扭矩变小。此时发动机的转速低于特定转速（3000转／分钟）时，从动轮中的弹簧将通过传动皮带迫使主动轮中的移动磨擦盘远离固定磨擦盘（直到从动轮中的弹簧压力相应等于主动轮中离心滚子的离心力时停止），使传动速比变小，增大车辆的输出扭矩。由此可知，适应摩托车阻力变化的传动装置，不但是随着摩托车所受外界阻力大小而变化，而且也随着发动机转速（离合器结合转速一特定转速之间）变化而变化，也就是该变速传动装置可以实现：外界阻力大，传动速比自动减小，车速变慢输出扭矩增大；外界阻力小，传动速比自动增大，车行驶速度高，输出扭矩变小；车辆起步时，发动机输出扭矩小，传动比又可变小，使车辆输出较大扭矩。这样也就实现了摩托车下坡时，不需增大油门而车速仍可保持一定高的速度（即可提高车辆行驶速度，节约燃油），而上坡时，因外界阻力大，输出扭矩增大，不需很加大油门，车仍感到有力，并能保证一定的上坡加速度（即可提高车辆的爬坡能力和加速性能）；起步时，虽然发动机输出扭矩很小，但也能保证良好的起步性能。

本实用新型将解合附图中的实施例进一步说明：

图1为适应摩托车阻力变化的传动装置的主动轮结构简图。

图2为适应摩托车阻力变化的传动装置的从动轮结构简图。

图示中零、部件序号：

1、主动轮中的固定磨擦盘，2、传动皮带（齿形三角皮带），3、主动轮中的移动磨擦盘，4、耐磨块，5、固定卡板，6、离心滚子，7、衬套，8、油封，9、油封盖，10、发动机曲柄轴，11、异形密封圈，12、卷簧。13、从动轮中的从动磨擦盘，14、从动磨擦盘13的凸台，15、固定卷簧12的内圈铆钉，16、滑动键，17、衬套，18、连接轴套，19、螺母，20、定位罩盖，21、衬套，22、滑动键，23、固定卷簧12的外圈铆钉，24、滑动键，25、衬套，26、双头右旋方形螺纹衬套，27、弹簧（压簧），28、异形螺母，29、传动箱齿轮轴，30、密封圈，31、从动轮中的主动移动磨擦盘的凸台，32、衬套，33、滑动键，34、密封圈，35、从动轮中的主动移动磨擦盘。

本实用新型是在50摩托车上原离心式皮带无级变速器的基础上进行改进设计的。主动轮中的固定磨擦盘1、移动磨擦盘3的结构形状基本没变化（只是两个磨擦盘1、3的外锥面上分别增加了3－8条凸筋，其凸筋方向由锥面外缘诸条凸筋均布指向锥顶，以改善与传动皮带“齿形三角皮带”2之间的磨擦性能），但结构尺寸略有加大。主要是对从动轮进行改进设计。这种适应摩托车阻力变化的传动装置，由摩托车发动机曲柄轴10上的主动轮（固定磨擦盘1，移动磨擦盘3）、传动箱齿轮轴29上的从动轮（主动移动磨擦盘35，从动磨擦盘13）以及齿形三角皮带2构成。

从动轮主要由主动移动磨擦盘35及其凸台31，从动磨擦盘13及其凸台14，连接轴套18、弹簧27、双头右旋方形螺纹衬套26、卷簧12、异形螺母28、定位罩盖20组成。连接轴套18安装在轴29上并用螺母19来固定，螺纹衬套26内孔里设有一滑动键16。在连接轴套18外径上设有一轴向键槽。弹簧27安装连接轴套18上，一端被螺纹衬套26挡着，另一端被异形螺母28挡着。异形螺母28紧固在连接轴套18的端头。主动移动磨擦盘35安装在螺纹衬套26上。在磨擦盘35的凸台31的内孔里设有两个滑动键33、24，在螺纹衬套26外径上设有相应的两个衬套32、25。在磨擦盘13的凸台14内孔里设有一滑动键22，在磨擦盘35的凸台31外径上设有相应衬套21和一转向键槽。磨擦盘13安装在磨擦盘35的凸台31上。在磨擦盘13的凸台14的外端设有一定位罩盖20，罩盖20与连接轴套18的端部焊接在一起。在磨擦盘13的凸台14的外径上按顺时针方向绕了一根卷簧12，卷簧12一端（内圈端）用铆钉15固定在凸台14的外径上，另一端（外圈端）用铆钉23固定在罩盖20上，另外，罩盖20与磨擦盘13外端之间，磨擦盘13内孔与磨擦盘35的凸台31的外径之间、磨擦盘35内孔与异形螺母28的外径之间分别设有密封圈11、34、30。磨擦盘35、13的外锥面上分别设有3－8条凸筋，其凸筋方向由锥面外缘诸条凸筋均布指向锥顶，以增加与传动皮带2之间的磨擦力，提高传动效率。

磨擦盘1、3、35、13的直径均为104mm，主、从动皮带轮的结构重量分别为1.5Kg和0.8Kg。

已有的离心式皮带无级变速器和适应摩托车阻力变化的传动装置的内部对比试验情况：

1、试验条件

发明人在一辆嘉陵摩托车（中国嘉陵机器厂1985年9月产的CJ5型105071号车）作试验，嘉陵车上采用的是离心式皮带无级变速器，试验后再换上“适应摩托车阻力变化的传动装置”作对比试验。路段：1000m土路，9000m沥青公路（其中：3000m上坡，3000m下坡，3000m平路）往返一次共20Km，时间均为50分钟，车速为每小时25Km左右，燃油为70＃汽油，同一驾驶员、风向、风力基本相同。

2、内部试验结果

用离心式皮带无级变速器（摩托车上原装变速器），摩托车跑完往返路程，耗油550毫升，换上“适应摩托车阻力变化的传动装置”后，摩托车跑完同样路程耗油435毫升，节约燃油115毫升，节油率为20.90％。另外，后者情况，在上坡下坡，驾驶员感到摩托车轻快、有力。起步、下坡、爬坡以及加速性能均有好转。其变速器与其传动装置，两者的造价相近。

又如：把适应摩托车阻力变化的传动装置安装到洛阳嘉陵摩托车厂生产的嘉陵CJ50QrA型车上作爬坡试验，在12°坡上可以从每小时20Km加速到25Km；在14°坡上可以从每小时20Km加速到23Km；16，坡上仍可按每小时20Km匀速行驶。用洛阳嘉陵原车（离心式皮带无级变速器）作爬坡试验，只能在10°上作匀速行驶。

国内外50型皮带传动摩托车的新旧车上均可方便地换上“适应摩托车阻力变化的传动装置”而不改变车的原来结构，更换时需同时换上主动轮中的磨擦盘3的部装（结构形状同已有技术，但结构尺寸略有加大）和从动轮中的主动移动磨擦盘35和从动磨擦盘13的部装，亦可主、从动轮同时更换上新的“适应摩托车阻力变化的无级变速传动装置”。

Claims (2)

1、一种适应摩托车阻力变化的传动装置，由发动机曲柄轴10上的主动轮、传动箱齿轮轴29上的从动轮以及齿形三角皮带2构成，其特征在于：

a、从动轮主要由主动移动磨擦盘35及其凸台31、从动磨擦盘13及其凸台14、连接轴套18、弹簧27、双头右旋方形螺纹衬套26、卷簧12、异形螺母28、定位罩盖20组成，连接轴套18安装在轴29上并用螺母19来固定，螺纹衬套26内孔里设有一滑动键16，在连接轴套18外径上设有一轴向键槽，弹簧27安装在连接轴套18上，一端被螺纹衬套26挡着，另一端被异形螺母28挡着，异形螺母28紧固在连接轴套18的端头、主动移动磨擦盘35安装在螺纹衬套26上，在磨擦盘35的凸台31的内孔里设有两个滑动键33、24，在螺纹衬套26外径上设有相应的两个衬套32、25，在磨擦盘13的凸台14内孔里设有一滑动键22，在磨擦盘35的凸台31外径上设有相应衬套21和一轴向键槽，磨擦盘13安装在磨擦盘35的凸台31上，在磨擦盘13的凸台14的外端设有一定位罩盖20，罩盖20与连接轴套18的端部焊接在一起，在磨擦盘13的凸台14的外径上按顺时针方向绕了一根卷簧12，卷簧12一端用铆钉15固定在凸台14的外径上，另一端用铆钉23固定在罩盖20上，

b、罩盖20与磨擦盘13外端之间，磨擦盘13内孔与磨擦盘35的凸台31的外径之间、磨擦盘35内孔与异形螺母28的外径之间分别设有密封圈11、34、30。

2、根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所说从动轮的磨擦盘35、13的外锥面上分别设有3－8条凸筋，其凸筋方向由锥面外缘诸条凸筋均布指向锥顶。

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