TWI558607B - Clutch structure of hybrid electric locomotive (2) - Google Patents

Description

油電混合機車之離合器結構(二)

本發明有關於一種機車離合器結構，尤指一種油電混合機車之離合器結構。

按，習知之一種油電混合機車傳動結構，請配合參閱第7圖所示，其主要包含有：一引擎50；一馬達發電機51，係連接該引擎50；一傳動系統52，係將該引擎50之動力傳達到該後輪53之轉軸54；一電動馬達60，係組裝於該後輪53之輪轂上，則形成一輪轂馬達；藉由上述構件，控制該引擎50及馬達發電機51，並經該傳動系統52將引擎50之動力傳達到後輪53，另一驅動方式係控制該電動馬達60以直接驅動該後輪53，但詳觀上述習知結構不難發覺其尚存有些許不足之處，主要原因係歸如下：以引擎50驅動時，該引擎50必需同時帶動馬達發電機51與電動馬達60，使其引擎50的負載重量增加，造成動力的額外消耗，反之由電動馬達60驅動時，該電動馬達60亦必需帶動引擎50及馬達發電機51，同樣會造成動力的額外消耗，因此存在有驅動率效不佳之缺失，明顯存在有實用性不足之問題。

有鑑於此，本發明人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本創作所欲解決之技術問題在於針對現有技術存在的上述 缺失，提供一種油電混合機車之離合器結構(二)。

一種油電混合機車之離合器結構(二)，其包含：一傳動單元、一傳動罩體以即一傳動外蓋，其中，一傳動單元係利用傳動引擎連動一傳動盤組，並透過傳動皮帶連接一被動盤組，該被動盤組具有一內開閉盤以及一外開閉盤夾設傳動皮帶，並軸接一第一離合器形成連動，且被動盤組相對處於後輪位置處，並受一後輪軸穿設，另提供若干軸承件配置於被動盤組及後輪軸間，令兩者互呈自轉狀態，一傳動罩體之兩側端皆形成開放狀，並於內部一體設有連結板與後輪軸固設連動，再透過連結板於傳動罩體內部形成雙向之內、外離合空間，該內離合空間配合罩設於被動盤組之第一離合器，再由外離合空間提供容置一第二離合器，又該傳動罩體之外周設有一感應件，一傳動外蓋係對應罩蓋於傳動單元，並相對傳動盤組以及被動盤組設有一第一容室及第二容室，其中第二容室外設有一電動馬達，並透過電動馬達與第二離合器組接連動，且第二容室內設有一轉速感測件，藉由上述結構，俾以構成一種油電混合機車之離合器結構(二)。

對照先前技術之功效：(一)、該發明之傳動罩體係雙向具有內、外離合空間，並分別提供第一、二離合器容置連動，當傳動引擎或是電動馬達驅動行駛時，其傳動罩體皆能受到第一、二離合器的連動，進而驅動後輪達到行駛狀態，藉此進行傳動引擎及電動馬達之驅動切換時，俾能大幅降低動力的傳遞、轉換所產生之負載消耗，進而提升驅動效率。

(二)、其感應件係配置於傳動罩體之外周與傳動外蓋之轉速感測件形成偵測狀態，當傳動罩體受第一或第二離合器連動旋轉，並驅動後輪行駛時，使得感應件受到轉速感測件之偵測數據與後輪之轉速能驅於 實際，減少後輪與傳動罩體間之速差產生，降低轉速偵測之失真率，進而提升傳動引擎及電動馬達自動切換之準確度。

〔本發明〕

10‧‧‧傳動單元

11‧‧‧傳動引擎

12‧‧‧傳動盤組

121‧‧‧普利盤

122‧‧‧風葉盤

13‧‧‧傳動皮帶

14‧‧‧被動盤組

141‧‧‧內開閉盤

142‧‧‧外開閉盤

15‧‧‧第一離合器

151‧‧‧離合蹄片

16‧‧‧後輪

161‧‧‧後輪軸

17‧‧‧軸承件

20‧‧‧傳動罩體

21‧‧‧連結板

22‧‧‧內離合空間

23‧‧‧外離合空間

24‧‧‧第二離合器

241‧‧‧離合蹄片

25‧‧‧感應件

30‧‧‧傳動外蓋

31‧‧‧第一容室

32‧‧‧第二容室

321‧‧‧轉速感測件

33‧‧‧電動馬達

331‧‧‧傳動軸

40‧‧‧控制系統

41‧‧‧控制器

42‧‧‧電瓶

421‧‧‧電壓感測件

43‧‧‧馬達控制板

44‧‧‧行車電腦

45‧‧‧切控單元

〔習知〕

50‧‧‧引擎

51‧‧‧馬達發電機

52‧‧‧傳動系統

53‧‧‧後輪

54‧‧‧轉軸

60‧‧‧電動馬達

第1圖：係為本發明之立體圖。

第2圖：係為本發明之立體分解圖。

第3圖：係為本發明之組合剖視圖。

第4圖：係為本發明之透過傳動引擎驅動行駛之示意圖。

第5圖：係為本發明之透過電動馬達驅動行駛之示意圖。

第6圖：係為本發明之控制系統暨驅動示意圖。

第7圖：係為習知之油電混合機車之示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：首先，先請參閱第1、2、3圖所示，一種油電混合機車之離合器結構(二)，其包含：一傳動單元10、一傳動罩體20以及一傳動外蓋30，其中，一傳動單元10係利用傳動引擎11連動一傳動盤組12，並透過傳動皮帶13連接一被動盤組14，該傳動盤組12依序具有一普利盤121以及一風葉盤122，並透過普利盤121及風葉盤122夾設傳動皮帶13達到動力傳輸，該被動盤組14具有一內開閉盤141以及一外開閉盤142夾設傳動皮帶13，並軸接一第一離合器15形成連動，且被動盤組14相對處於後輪16位置處，並受一後輪軸161穿設，另提供若干軸承件17配置於被動盤組14及後輪軸161間，令兩者互呈自轉狀態，一 傳動罩體20之兩側端皆形成開放狀，並於內部一體設有連結板21與後輪軸161固設連動，再透過連結板21於傳動罩體20內部形成雙向之內、外離合空間22、23，該內離合空間22配合罩設於被動盤組14之第一離合器15，再由外離合空間23提供容置一第二離合器24，該第一、二離合器15、24皆呈圓盤狀，並於外圍樞設有複數個離合蹄片151、241，並透過第一、二離合器15、24轉動時將離合蹄片151、241向外甩出，進而貼合傳動罩體20形成連動，又該傳動罩體20之外周設有一感應件25，一傳動外蓋30係對應罩蓋於傳動單元10，並相對傳動盤組12以及被動盤組14設有一第一容室31及第二容室32，其中第二容室32外設有一電動馬達33，該電動馬達33係將一傳動軸331伸入第二容室32內與第二離合器24樞接組接連動，且該傳動軸331與後輪軸161形成同軸位狀態，且第二容室32內設有一轉速感測件321。

其結構實際使用之狀態，再請參閱第3、4圖所示，當傳動引擎11啟動時，俾連動傳動盤組12，並透過普利盤121及風葉盤122夾設傳動皮帶13連動被動盤組14形成同步旋轉，且該第一離合器15係與被動盤組14軸接連動具有相同之旋轉狀態，當轉速提升到一定數值時，其第一離合器15之離合蹄片151即會因高速旋轉所產生離心力而向外甩出，進而緊貼於傳動罩體20的內壁傳達旋轉動力形成連動，令後輪軸161受到傳動罩體20的傳動俾能達到後輪16的驅動達到行駛狀態；反之，當啟用電動馬達33時，再請同時參閱第5圖所示，其傳動引擎11係形成靜止狀態，並透過電動馬達33之傳動軸331連動第二離合器24形成旋轉，此時當第二離合器24受電動馬達33連動而將轉速提升到一定數值時，其第二離合器24之離合蹄片241俾會受高速旋轉所產生之離心力而向外甩出，進而緊貼傳動罩體20達到旋轉動力的傳 遞，令後輪軸161受到傳動罩體20的驅動達到行駛狀態，藉此俾能透過傳動引擎11或是電動馬達33具有油、電之行駛狀態。

再者，該油電混合機車更包括一控制系統40，續請配合參閱第6圖以及第4、5圖所示，該控制系統40具有一控制器41電性連接電瓶42、馬達控制板43、行車電腦44以及一切控單元45，且該控制器41與電瓶42間設有一電壓感測件421，而傳動外蓋30於第二容室32內部設置之轉速感測件321亦連接至控制器41，俾能透過行車電腦44得知電瓶42之電壓量以及傳動罩體20受第一或第二離合器15、24連動旋轉之轉速，並根據控制器41之設定值具有自動切換之時機，而該切控單元45係提供使用者切換成自動模式或是手動模式，當使用者以自動模式啟用行駛時，即會先透過電動馬達33連動第二離合器24，並利用第二離合器24與傳動罩體20連動形成同步旋轉，進而驅動後輪16達到行駛狀態，且該控制器41係以傳動外蓋30配置之轉速感測件321進行傳動罩體20之感應件25的偵測，假設控制器41之設定值於轉速換算等同時速為40公里時，當傳動罩體20之轉速換算成車速小於40公里狀態下，即直接透過電動馬達33作為驅動動力，達到後輪驅動之行駛狀態，令行駛於市區能相較傳動引擎11帶動節省能源，若由電壓感測件421得知電瓶42之電壓不足時，即由控制器41自動改由傳動引擎11驅動行駛，並同時透過傳動引擎11驅動達到電瓶42之電量回充狀態；反之，當傳動罩體20之轉速換算等同時速大於40公里狀態下，則也會透過控制器41瞬間發動傳動引擎11連動傳動盤組12達到運轉驅動，並以被動盤組14連動第一離合器15拉高轉速與傳動罩體20之無段銜接，俾以達到油電混合之行駛狀態。

又，手動模式更包含有傳動引擎11或是電動馬達33之啟動狀 態，且手動模式時，其轉速感測件321則會失去作用，藉此以手動模式選用汽油之傳動引擎11驅動使用時，俾會完全透過傳動引擎11驅動後輪16達到行駛狀態，反之以手動模式下選用電動馬達33驅動行駛時，俾透過電動馬達33連動第二離合器24達到傳動罩體20的掣動旋轉，進而驅動後輪16達到行駛狀態，並由電壓感測件33控管電瓶42電壓，當電瓶42電壓小於設定值時，俾會透過控制器41自動改由傳動引擎11驅動行駛，並同時透過傳動引擎11驅動達到電瓶42之電量回充狀態自動切換成之時機。

藉上述具體實施例之結構，可得到下述之效益：(一)該油電混合機車之傳動罩體20係雙向具有內、外離合空間22、23，並分別提供第一、二離合器15、24容置連動，當傳動引擎11或是電動馬達33驅動行駛時，其傳動罩體20皆能受到第一、二離合器15、24的連動，進而驅動後輪16達到行駛狀態，藉此進行傳動引擎11及電動馬達33之驅動切換時，俾能大幅降低動力的傳遞、轉換所產生之負載消耗，進而提升驅動效率。

(二)其感應件25係配置於傳動罩體20之外周與傳動外蓋30之轉速感測件321形成偵測狀態，當傳動罩體20受第一或第二離合器15、24連動旋轉，並驅動後輪16行駛時，使得感應件25受到轉速感測件321之偵測數據與後輪16之轉速能驅於實際，減少後輪16與傳動罩體20間之速差產生，降低轉速偵測之失真率，進而提升傳動引擎11及電動馬達33自動切換之準確度。

綜上所述，本發明確實已達突破性之結構設計，而具有改良之發明內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本發明未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出發明 專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧傳動單元

11‧‧‧傳動引擎

12‧‧‧傳動盤組

121‧‧‧普利盤

122‧‧‧風葉盤

13‧‧‧傳動皮帶

14‧‧‧被動盤組

141‧‧‧內開閉盤

142‧‧‧外開閉盤

15‧‧‧第一離合器

151‧‧‧離合蹄片

16‧‧‧後輪

161‧‧‧後輪軸

20‧‧‧傳動罩體

21‧‧‧連結板

22‧‧‧內離合空間

23‧‧‧外離合空間

24‧‧‧第二離合器

241‧‧‧離合蹄片

25‧‧‧感應件

30‧‧‧傳動外蓋

31‧‧‧第一容室

32‧‧‧第二容室

321‧‧‧轉速感測件

33‧‧‧電動馬達

331‧‧‧傳動軸

Claims (7)

1. 一種油電混合機車之離合器結構，其包含：一傳動單元，該傳動單元係利用傳動引擎連動一傳動盤組，並透過傳動皮帶連接一被動盤組，該被動盤組具有一內開閉盤以及一外開閉盤夾設傳動皮帶，並軸接一第一離合器形成連動，且被動盤組相對處於後輪位置處，並受一後輪軸穿設，另提供若干軸承件配置於被動盤組及後輪軸間，令兩者互呈自轉狀態；一傳動罩體，該傳動罩體之兩側端皆形成開放狀，並於內部一體設有連結板與後輪軸固設連動，再透過連結板於傳動罩體內部形成雙向之內、外離合空間，該內離合空間配合罩設於被動盤組之第一離合器，再由外離合空間提供容置一第二離合器，又該傳動罩體之外周設有一感應件；一傳動外蓋，該傳動外蓋係對應罩蓋於傳動單元，並相對傳動盤組以及被動盤組設有一第一容室及第二容室，其中第二容室外設有一電動馬達，並透過電動馬達與第二離合器組接連動，且第二容室內設有一轉速感測件。
2. 根據申請專利範圍第1項之所述之油電混合機車之離合器結構，其中，傳動盤組依序具有一普利盤以及一風葉盤，並透過普利盤及風葉盤夾設傳動皮帶達到動力傳輸。
3. 根據申請專利範圍第1項之所述之油電混合機車之離合器結構，其中，第一、二離合器皆呈圓盤狀，並於外圍樞設有複數個離合蹄片，並透過第一、二離合器轉動時將離合蹄片向外甩出，進而貼合傳動罩體形 成連動。
4. 根據申請專利範圍第1項之所述之油電混合機車之離合器結構，其中，該電動馬達係將一傳動軸伸入第二容室內與第二離合器樞接，且該傳動軸與後輪軸形成同軸位狀態。
5. 根據申請專利範圍第1項之所述之油電混合機車之離合器結構，其中，更包括一控制系統，該控制系統具有一控制器電性連接電瓶、馬達控制板、行車電腦以及一切控單元，且該控制器與電瓶間設有一電壓感測件，而傳動外蓋於第二容室內部設置之轉速感測件亦連接至控制器，俾能得知電瓶之電壓量以及傳動罩體之轉速，並根據控制器之設定值具有自動切換之時機。
6. 根據申請專利範圍第5項之所述之油電混合機車之離合器結構，其中，切控單元係提供使用者切換成自動模式或是手動模式，該手動模式更包含有電動馬達或是傳動引擎之啟動狀態，且手動模式時，其轉速感測件則會失去作用。
7. 根據申請專利範圍第6項之所述之油電混合機車之離合器結構，其中，手動模式下選用電動馬達啟動時，則透過電壓感測件達到電瓶電壓的控管，進而利用控制器達到自動切換之時機。