CN2454268Y - 一种摩托车自动换档变速传动的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摩托车自动换档变速传动的装置。它是一种以太阳齿为反向固定件,齿圈为主动件,行星架为被动件的行星齿轮减速串连传动结构。在各速度档的齿圈与行星架之间安装了一种离心块式滚柱超越离合器,各档的离合器跟踪摩托车的里程速度自动离合,实现自动换档变速传动的目的。它加速性能好,传动效率高,换档迅捷平稳,使发动机降低油耗,体积小,可靠耐用。是一种较为理想的摩托车自动换档变速传动的装置。

Description

一种摩托车自动换档变速传动的装置

本实用新型涉及一种摩托车自动换档变速传动的装置，尤其是一种由离心块式滚柱超越离合器、太阳齿轮、行星齿轮、行星架、齿圈、轴承组成的自动换档变速传动的装置。

目前坐式摩托车所使用的V带传动无级变速装置虽然结构简单，造价低。但因为它的传动效率低，加速性能差，造成摩托车的油耗过高，浪费能源，也严重污染环境。而当今市场上骑式摩托车还未有适用的自动换档装置。

本实用新型旨在提供一种结构简单，体积小、造价低、加速性能好，传动效率高，油耗低的摩托车自动换档变速传动装置。

本实用新型采用的技术方案是：由离心块式滚柱超越离合器来实现各速度档的离合换档。它的离心块式滚柱超越离合器的内星轮的两端面分别安装有转动环，转动环的外面有盖板、盖板通过螺钉固定在内星轮上。转动环上有拨动销柱斜槽，滚柱轴孔。内星轮与滚柱与之间的工作面与外环所组成的楔角内有滚柱，滚柱两端的轴分别套入转动环相应的滚柱轴孔内。内星轮有离心块，内星轮与外环之间的凹槽内有分别与离心块相对应的同步摩擦块，离心块的两端有拨动销柱，拨动销柱穿越离心块的拨动销柱孔插入转动环相应的斜槽内。离心块的中部有弹簧凹槽，弹簧凹槽内有弹簧导向柱，弹簧导向柱上套有内弹簧，内弹簧的一端与离心块相连接，另一端与同步摩擦块相连接，内弹簧的外边套有外弹簧，外弹簧的一端顶在内星轮上，另一端紧压着离心块。它的一档离心块式滚柱超越离合器的外环与变速档内的行星架通过花键相连接，而相应的内星轮则通过花键与齿圈相连接。它的二档离心块式滚柱超越离合器的外环与变速档内的齿圈通过花键相连接，而相应的内星轮则通过花键与行星架相连接。它的超速档离心块式滚柱超越离合器的外环与直接档超越离合器支承盘相连成一体结构，而相应的内星轮则通过花键与齿圈相连接。它的一档太阳齿轴上套装有单向滚柱超越离合器，单向滚柱超越离合器由支承盘通过轴承安装在传动轴上，支承盘与单向滚柱超越离合器是紧配合成一体结构，支承盘的外面有制动带，制动带上有弧型摩擦块，制动带的开口端与调节螺钉相连，另一端与推力杆相连接。推力杆的另一端与摇杆相连，摇杆的另一端与活塞杆相连，活塞杆的一端与活塞相连接。活塞的中心凹孔内有复位弹簧，活塞与活塞缸体之间有密封圈，活塞缸体的一端与压力油进油管相连接，组成空档离合器。对于平行轴传动的座式摩托车，一档和二档的离心块式滚柱超越离合器的外环的外缘有与同步带相齿合的齿槽。它的各速度档太阳齿也可以通过单向超越离合器安装在同一根轴上，一档行星架与二档齿圈相连接，二档行星架与超速档行星架通过花键连接成一体结构，组成骑式摩托车同轴传动结构。

本实用新型利用离心块式滚柱超越离合器与行星齿轮传动组件组合成各种变速档，各变速档跟随摩托车的里程速度的变化不断改变行驶过程中的转速比，实现自动换档变速传动的目的。

本实用新型克服了现时座式摩托车所使用的V带传动无级变速需要很高转速才能传递发动机转矩，加速性能差，造成油耗高的缺点。取消了原摩托车所使用的离心变速结构，用离心块式滚柱超越离合器来实现自动换档，使摩托车换档平稳迅速，实现了摩托车加速时能增速换档无冲击，获得明显优于现时骑式摩托车人工操纵减速换档的低油耗水平。使骑式摩托车也具有低造价，低油耗自动换档变速的功能。

下面结合本实用新型的实施例进一步详细说明：

图(1)是本实用新型的第一实施例结构原理图。

图(2)是本实用新型另一实施例的结构原理图。

图(3)是图(1)、图(2)实施例的一档、超速档离心块式滚柱超越离合器结构图。

图(4)是图(1)、图(2)实施例的二档离心块式滚柱超越离合器结构图。

图(5)是图(1)、图(2)实施例的离心块式滚柱超越离合器的转动环结构图。

图(6)是图(1)实施例的空档结构图。

图(7)是图(2)实施例的空档结构图。

一、空档

在图(1)所示的实施例结构原理中，变速传动装置是一种太阳齿反向被锁定，齿圈为主动件，行星架为被动件的减速传动结构，使用同步带来实现远距离平行轴传动。它的一次减速结构由太阳齿(2)、行星齿(3)、行星架(5)、齿圈(4)组成。发动机的转速通过曲轴(1)带动与其内齿合的太阳齿(2)，带动行星齿(3)，由于齿圈(4)固定，由行星架(5)输出。行星架(5)与一档齿圈(15)通过花键相连接，因此一档行星齿轮传动组合是以齿圈(15)为主动件，太阳齿(18)为反向固定件，行星架(17)为被动件的减速传动组合。由于太阳齿(18)的轴(19)上套装有单向滚柱超越离合器(20)，单向滚柱超越离合器(20)由支承盘(21)通过轴承安装在传动轴上，支承盘与单向滚柱超越离合器是紧配合成一体结构。所以当支承盘(21)不受制动时，支承盘、单向滚柱超越离合器，太阳齿(18)可以自由旋转，行星架(17)无动力输出，此时摩托车处于空档。

二、起步

支承盘(21)的外面有制动带(23)，制动带上有弧型摩擦块(22)，制动带的开口端由调节螺钉(65)与固定盒(24)相连，另一端与推力杆(66)相连接，推力杆与摇杆(68)相连，摇杆套在支承轴(67)上，摇杆的另一端与活塞杆(69)相连接，活塞杆的一端与活塞(71)相连，活塞的中心凹孔内有复位弹簧(70)，活塞与活塞缸体之间有密封圈(72)，活塞缸体的一端有压力油进油管(73)。当摩托车起步时，驾驶员松开脚踏制动或左手把制动器时，与制动杆相连的拉动杆拉动与压力油进油管相连的油开关，油开关由泄放状态变为关闭状态，活塞缸体内的油压升高，活塞被压力油推动向右移动，活塞的推力通过活塞杆、摇杆、推力杆使制动带收紧，制动带通过摩擦块将支承盘单向滚柱超越离器(20)制动，太阳齿(18)不能反向转动，一档齿圈(15)通过行星齿(16)带动行星架(17)，行星架(17)开始输出发动机转矩，摩托车开始缓慢起步。

三、换档加速

当发动机的转速继续增加时，一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(6)的转速跟着增加。一档离心块式滚柱超越离合器是以安装在内星轮(6)两端面的转动环(8)(9)，和转动环外的盖板(7)(10)，与转动环相连的滚柱(12)，拨动销柱(75)，安装在内星轮里面的离心块(74)，以及内星轮与离心块之间的内外弹簧(77)(76)，内星轮(6)与外环之间的凹槽内的同步摩擦块(78)组成一旋转体。由于内星轮(6)与一档齿圈(15)通过花键连成一体，外环(14)与行星行架(17)通过花键连接成一体，所以内星轮的转速高于外环的转速。内星轮为主动件，外环为被动体。由于离心力的作用，离心块向外移动，离心块的离心力克服外弹簧(76)的压力后再通过内弹簧(77)压在同步摩擦块(78)上。同步摩擦块紧压外环，使外环与内星轮的转速差减小。离心块两端的拨动销柱(75)也同时向外移动，由于拨动销柱的两端插入转动环(8)(9)的相应的斜槽(86)内，转动环受到拨动销柱的推动顺时针转动一个角度，由于滚柱两轴端(11)分别插入转动环的轴孔内，转动环将与它相连的滚柱(12)推入内星轮与滚柱之间的工作面与外环(14)所组成的楔角内。滚柱(12)紧压外环和内星轮与滚柱之间的工作面。由于内星轮为主动件，外环为被动件，且内星轮的旋转方向与楔角方向相反，内星轮便通过滚柱(12)紧压外环(14)，使外环与内星轮同步旋转，实现变速器由一档进到二档。在发动机增速工况下实现无冲击换档。

对于平行轴传动的座式摩托车而言，一档离心块式滚柱超越离合器的外环的齿槽(13)与同步带齿合，同步带(25)再与二档离心块式滚柱超越离合器的外环的齿槽(26)相齿合，实现平行轴传动。

二档离合器的结构也是离心块式滚柱超越离合器结构。也是以安装在内星轮(35)两端面的转动环(37)(40)，和转动环外的盖板(36)(41)，与转动环相连的滚柱(39)，安装在内星轮里面的离心块(80)，离心块上的拨动销柱(81)，以及内星轮与离心块之间的内外弹簧(84)(82)、内弹簧导向柱(83)、内星轮(35)与外环(27)之间的凹槽内的同步摩擦块(85)组成一旋转体。所不同的是外环(27)为主动件，内星轮(35)为被动件。外环转速高于内星轮转速。所以内星轮与滚柱之间的工作面与外环组成的楔角方向与内星轮旋转方向为相同方向。内星轮(35)与二档行星架(30)通过花键相连接成一体。外环(27)与二档齿圈(28)通过花键相连成一体结构。二档行星架与超速档行星架(55)通过花键轴(42)相连接。所以二档行星架的转速受负载的直接影响。摩托车负载小，里程速度较高时，二档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(35)的转速较高。离心块(80)的离心力克服外弹簧(82)的压力通过内弹簧(84)将同步摩擦块(85)压紧外环(27)，使内星轮(35)与外环(27)之间的转速差减小。同时离心块两端的拨动销柱(81)也同时向外移动，由于拨动销柱的两端插入转动环(37)(40)的相应斜槽(86)内，转动环受到拨动销柱的推动反时针转动一个角度，由于滚柱的两轴端(38)分别插入转动环的轴孔(87)内，转动环将与它相连的滚柱(39)推入内星轮与滚柱之间的工作面与外环所组成的楔角内。滚柱(39)紧压外环(27)和内星轮与滚柱之间的工作面。由于外环为主动件，内星轮为被动件，且内星轮的旋转方向与楔角方向相同，外环便通过滚柱使内星轮与外环同步旋转。由于二档太阳齿(31)的轴(33)上套装有单向滚柱超越离合器(34)，二档行星齿轮(29)减速传动时，太阳齿(31)被反向锁定，当外环与内星轮通过滚柱(39)卡合一起同步旋转时，太阳齿(31)便正向超越旋转。实现变速器由二档进到三档。

超速档是由太阳齿(53)、行星齿(56)、行星架(55)、齿圈(57)组成的一种太阳齿为固定件、行星架为主动件、齿圈为被动件的增速传动结构。太阳齿通过太阳齿空心轴的花键与底盘相连接，由底盘固定在机壳上。行星架(55)的输入端通过花键轴与二档行星架的花键轴(42)相连接。行星架(55)的输出端通过轴承安装在传动输出轴(32)上。而行星架(55)的输出轴(54)插入单向滚柱超越离合器(51)内。单向滚柱超越离合器(51)压装在支承盘(52)内，通过支承盘(52)的内齿键或平键与传动输出轴(32)相连接。支承盘(52)的外环(49)与安装在齿圈(57)外边与齿圈通过花键相连接的离心块式滚柱超越离合器的内星轮(50)、和内星轮两端面上的转动环(44)(47)、转动环外边的盖板(43)(48)，与转动环相连的滚柱轴(46)滚柱(45)，内星轮里面的离心块、离心块上的拨动销柱、内星轮与离心块之间的内外弹簧、内星轮与外环(49)之间的同步摩擦块组成直接档(即三档)与超速档的离合变换。

当摩托车的里程速度不高时，也即是摩托车速处于一档至直接档的车速内，超速档的行星架(55)的输入转速不高，发动机的动力转矩通过行星架(55)的输出轴(54)带动单向滚柱超越离合器(51)，再通过支承盘(52)带动与其齿合的传动输出轴(32)旋转输出动力。当行星架(55)的输入转速增大，摩托车的里程速度也跟着增大时，与齿圈(57)相连的离心块式滚柱超越离合器的转速也跟着增大。当内星轮里面的离心块的离心力足以克服外弹簧的压力时，离心块的离心力通过内弹簧将同步摩擦块压紧外环(49)使外环的转速增加，同时离心块在离心力的作用下向外移动，离心块上的拨动销柱将内星轮两端面的转动环顺时针方向转动了一个角度，转动环(44)(47)将两轴端(46)插入其相应轴孔内的滚柱(45)推入外环(49)与内星轮与滚柱之间的工作面所形成的楔角内。内星轮通过滚柱紧压外环，使外环的转速与齿圈的转速同步旋转。由于外环(49)与单向滚柱超越离合器的支承盘(52)相连成一体，单向滚柱超越离合器(51)与支承盘(52)成紧配合结构。当外环(49)的转速与齿圈(57)同步时，单向滚柱超越离合器(51)便超越行星架输出轴(54)旋转，此时传动输出轴(32)由行星架输出轴(54)带动变为由齿圈(57)通过离心块式滚柱超离合器外环(49)带动与支承盘相齿合的转动输出轴(32)高速旋转。实现变速器由直接档进到超速档。

四、退档减速

当摩托车负载较大，力矩不足，或者驾驶员减小油门使摩托车的里程速度减小时，超速档的离心块式滚柱超越离合器的离心块的离心力不能克服内外弹簧的压力，内外弹簧将离心块推回原来位置，离心块上的拨动销柱拉动转动环反时针方向转动一个角度。转动环将与它相连的滚柱拉回原来位置，滚柱与外环分离，外环(49)与内星轮(50)由卡合状态变为分离状态，超速档由齿圈传动变为由行星架传动。此时变速器由超速档退回直接档。如果摩托车的里程速度继续减小，同样原理，二档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(35)转速也随着减小，离心块(80)的离心力不足以克服内外弹簧(84)(82)的压力，离心块在内外弹簧的压力下恢复原来位置，离心块上的拨动销柱(81)拉动转动环(37)(40)顺时针转动一个角度，与转动环相连的滚柱(39)便脱离与外环(27)的接触，这样二档的离心块式滚柱超越离合器由卡合状态变为分离状态。变速器由直接档(三档)传动变为二档减速传动。如果摩托车因上坡负载很大，力矩仍不足，摩托车的里程速度较慢，此时一档离心块式滚柱超越离合器的内星轮(6)的转速也随着变慢，离心块(74)的离心力不足以克服内外弹簧(76)(77)的压力，离心块在弹簧的作用下恢复原来位置，离心块上的拨动销柱(75)拉动转动环(8)(9)反时针转动一个角度，与转动环相连的滚柱(12)便脱离与外环(14)的接触，这样一档的离心块式滚柱超越离合器由卡合状态变为分离状态，变速器由二档减速传动退回到一档减速传动。

如果驾驶员将刹车制动板踩到底，与制动板相连的拉动杆便拉动压力油开关，使空档离合器的活塞缸体内的压力油泄放，活塞在弹簧力的作用下复位，制动带无制动力，制动带处于松开状态，一档太阳齿可以自由旋转，行星架无动力输出，这样变速器便回到空档。

根据上述自动换档变速传动的原理，也可以将各速度档的太阳齿(18)(31)通过单向超越离合器(20)(34)安装在同一根轴(64)上，一档行星架(17)与二档齿圈(28)相连接，二档行星架(30)与超速档行星架(55)通过花键相连接成一体结构，将超速档太阳齿(53)的轴(59)与安装轴(64)通过内齿键连接，组成适合骑式摩托车使用的同轴传动结构。发动机的转速由曲轴齿轮(60)通过中间油泵齿轮(61)与一档齿圈转鼓上的外齿轮(62)齿合传动。空档的离合通过安装在太阳齿安装轴(64)上的制动盘(63)控制太阳齿安装轴(64)来实现。当制动带松开制动盘时，太阳齿安装轴(64)可以自由转动，太阳齿也可以自由转动，一档行星架(17)无动力输出，此时变速器处于空档状态。当制动带收紧，制动盘被制动时，太阳齿安装轴(64)不能转动，安装在太阳齿安装轴上的太阳齿(18)(31)由于单向超越离合器的作用，太阳齿(18)(31)被反向锁定，一档行星架(17)输出发动机转矩。

本实用新型档位的变换能自动跟踪摩托车行驶过程中速度的变化，具有上档迅速，退档自动适应摩托车里程速度，使摩托车在任何变化的工况下都能获得最佳的转矩和车速。换档迅捷平稳，实现了摩托车加速时能在发动机增速工况下增速换档无冲击，获得明显优于人工操纵换档的低油耗水平，使骑式摩托车也具有低造价、低油耗自动换档变速的功能。发动机节省燃油显著，并且结构简单体积小、造价低、可靠耐用。是当今较为理想的一种自动换档变速传动装置。

Claims (8)

1、一种摩托车自动换档变速传动的装置，它由太阳齿轮、行星齿轮、行星架、齿圈、轴承组成，其特征在于：

它的各变速档内的离心块式滚柱超越离合器的内星轮(6)的两端面分别安装有转动环(8)(9)，转动环的外面有盖板(7)(10)，盖板通过螺钉固定在内星轮上；转动环上有拨动销柱斜槽(86)，滚柱轴孔(87)；内星轮与滚柱之间的工作面与外环(14)所组成的楔角内有滚柱(12)，滚柱两端的轴分别套入转动环(8)(9)相应的滚柱轴孔内；内星轮里面有离心块(74)，内星轮与外环之间的凹槽内有分别与离心块相对应的同步摩擦块(78)；离心块的两端有拨动销柱(75)，拨动销柱穿越离心块的拨动销柱孔插入转动环相应的斜槽(86)内；离心块的中部有弹簧凹槽，弹簧凹槽内有弹簧导向柱，弹簧导向柱上套有内弹簧(77)，内弹簧的一端与离心块(74)相连接，另一端与同步摩擦块(78)相连接，内弹簧的外边套有外弹簧(76)，外弹簧的一端顶在内星轮上，另一端紧压着离心块。

2、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的一档离心块式滚柱超越离合器的外环(14)与变速档内的行星架(17)通过花键相连接，而相应的内星轮(6)则通过花键与齿圈(15)相连接。

3、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的二档离心块式滚柱超越离合器的外环(27)与变速档内的齿圈(28)通过花键相连接，而相应的内星轮(35)则通过花键与行星架(30)相连接。

4、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的超速档离合器的外环(49)与直接档超越离合器的支承盘(52)相连成一体结构，而相应的内星轮(50)则通过花键与齿圈(57)相连接。

5、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的一档太阳齿轴(19)上套装有单向滚柱超越离合器(20)，滚柱超越离合器(20)由支承盘(21)通过轴承安装在传动轴上，支承盘与单向滚柱超越离合器是紧配合成一体结构，支承盘的外面有制动带(23)，制动带上有弧型摩擦块(22)，制动带的开口端由调节螺钉(65)与固定盒(24)相连接，另一端与推力杆(66)相连接，推力杆与摇杆(68)的一端相连，摇杆的另一端与活塞杆(69)相连，活塞杆的一端与活塞(71)相连接，活塞的中心凹孔内有复位弹簧(70)活塞与活塞缸体之间有密封圈(72)，活塞缸体的一端有压力油进油管(73)组成空档离合器。

6、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的一档和二档离心块式滚柱超越离合器的外环(14)(27)的外缘有与同步带相齿合的齿槽(13)(26)。

7、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的离心块式滚柱超越离合器的内星轮里面的离心块，可以是2块或3块。

8、根据权利要求1所述的一种摩托车自动换档变速传动的装置，其特征在于：它的各速度档太阳齿(18)(31)也可以通过单向超越离合器(20)(34)安装在同一根轴(64)上，一档行星架(17)与二档齿圈(28)相连接，二档行星架(30)与超速档行星架(55)通过花键相连接成一体结构，组成同轴传动结构。

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