一种三轮摩托车及其内燃机前置变速机构的制作方法

本实用新型涉及一种三轮摩托车，尤其涉及三轮摩托车的内燃机前置变速机构。

背景技术：
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目前三轮摩托车内燃机均是采用现有两轮摩托车内燃机结构，然后再结合外置倒档器和后桥，形成三轮摩托车的传动系统。而现有的两轮摩托车的内燃机为了满足其体积及重量等要求，将内燃机、变速箱等集成在一起，且无倒挡机构。而三轮摩托车体积及载重等都远大于两轮摩托车，所需的动力也远大于两轮摩托车，直接采用其内燃机加上倒档器和后桥形成的传动系统就会使得很多性能参数达不到，可靠性差，牵引力不够、载重能力不足等缺陷，而且极易出现故障直接导致内燃机无法使用。

为了增大三轮摩托车的载重能力，现有的三轮摩托车中还具有另外一种传动系统，即内燃机、外置倒档器和增力王后桥组成的传动系统，即在后桥设置常规档和加力档两档互换的变档方式，以致于能够获得更大的传动比（即牵引力）。然后采用这种方式设置的三轮摩托车传动系统，在加力换挡时必须停车换挡，这样必然会造成驾驶人员的操作不便，影响驾驶。另外，这样的设置还会使得后桥体积大、质量重、可靠性差，而且与内燃机的工况不匹配，导致油耗高、传动效率低下等缺陷。

另外，为了获得更大的传动比，现有的三轮摩托车的传动系统还有采用V4（带倒挡）变速箱进行增大牵引力。这样一来，在整车的驾驶室内，就存在两个变档把手，即内燃机的五个前进挡，V4变速箱的四个前进挡，按照排列组合，驾驶员有20档位的操作选择，在行驶过程中存在操作不当，存在浇蚀湿式离合片的隐患。另外，内燃机的最大输出扭矩能达200N.m，已经远远高于V4变速箱的输入条件扭矩，会使得变速箱的故障率提高。并且，采用这种后桥变速机构、外置变速箱，还使得后桥变速机构体积大、质量重、可靠性差，与内燃机工况不匹配，还使得内燃机油耗增大、使得传动系统的传动效率低等。

经发明人试验，在功率点7000r/min，排量250cc的情况下，采用上述三种传动系统的任何一种，其油耗为360-400g/kwh，后轮输出功率为7.6-8.2kw，机械效率为65-71%。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种适应于三轮摩托车各种使用工况、使内燃机性能达到更好的发挥，并且同时降低了内燃机的油耗，提高了传动系统的机械效率及功率的三轮摩托车及其内燃机前置变速机构。

为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的：一种三轮摩托车用内燃机前置变速机构，包括内燃机，其特征在于：还包括变档机构，所述内燃机的输出端直接与所述变档机构的输入端相连。采用这样的设置方式，能够降低了三轮摩托车的传动系统的内燃机的油耗，并且还提高了传动系统的机械效率和功率，使得三轮摩托车的内燃机性能达到了最好的发挥并使得三轮摩托车能够适应任何使用工况。

为了进一步减少机械效率的损失，所述内燃机的曲轴与所述变档机构的输入端通过齿轮副连接。

进一步地，所述变档机构的输入端为主轴、输出端为副轴，所述齿轮副包括固设在所述曲轴上的曲轴主动齿和固设在所述主轴上的主轴从动齿；在所述主轴与所述副轴之间设置有至少两套换挡齿轮副。

为了进一步实现操纵的便利性与可靠性，设置在所述主轴与所述副轴之间的换挡齿轮副为两套，且分别为常规档齿轮副与增力档齿轮副。

进一步地，所述常规档齿轮副包括固设在所述主轴上的主轴常规档主动齿以及轴向固定空套在所述副轴上的副轴常规档从动齿，所述增力档齿轮副包括固设在所述主轴上的主轴增力档主动齿以及轴向固定空套在所述副轴上的副轴增力档从动齿，在所述副轴常规档从动齿与所述副轴增力档从动齿之间设置有档齿操纵机构。

为了进一步实现操纵的便利性与可靠性，所述档齿操纵机构包括周向固定滑设在所述副轴上的换挡滑套，在所述换挡滑套的两端分别设置有外花键齿，在所述副轴常规档从动齿与所述副轴增力档从动齿的朝向所述换挡滑套的一侧均设置有与所述外花键齿相配合的内花键齿；在所述换挡滑套的中部固定套设有换挡拨叉，所述换挡拨叉与拨叉轴固定连接，在所述拨叉轴上固定设置有一拨块，所述拨块固定套设在换挡轴上。所述换挡轴与换挡臂和变档杆相连。

为了进一步提高内燃机前置变速机构的稳定性，所述内燃机的曲轴水平横向设置。

为了进一步提高变档机构的强度，所述变档机构设置在所述内燃机的一侧。这样地设置提高了变档机构的主副轴的强度，使其使用寿命增长。并且还使得维修更加方便。

为了进一步优化结构，节省成本，所述变档机构设置在与所述内燃机的配气机构相对的一侧。

为了进一步提高散热效果，所述变档机构的输出端与外置干式离合器的输入端相连。其中，所述“外置”是指设置在所述内燃机之外。

为了进一步提高前置变速机构的强度，在所述变档机构的输出端设有主动锥齿轮，在所述离合器的输入端设有与所述主动锥齿轮相啮合的从动锥齿轮。

一种包括上述所述的内燃机前置变速机构的三轮摩托车。

另外，需要说明的一点为：在本实用新型中，以三轮摩托车的车头为前侧、车尾为后侧，两侧分别为左右侧，其中所述“纵向”是指三轮摩托车的前后侧方向；所述“横向”是指三轮摩托车的左右侧方向；所述“竖向”是指同时垂直于所述“横向”和“纵向”的方向。

采用本实用新型的三轮摩托车的传动系统，达到的有益效果有：

1.使得内燃机的性能得到最好的发挥，使得三轮摩托车适用于任何工况。

2.采用本实用新型的传动系统，在功率点7000r/min，排量250cc的情况下，油耗为320-350g/kwh，后轮输出功率为8.5-9.0kw，机械效率为71-82%。

3.提高了内燃机前置变速机构的可靠性和稳定性。

4.提高了驾驶人员的操作便利性和可靠性。

5.提高了变档机构和内燃机前置变速机构的强度和使用寿命。

附图说明：

图1为实施例1变速机构的结构图；

图2为实施例2变速机构的结构图；

图3为档齿操纵机构的结构图；

图4为实施例3和实施例4的变速机构的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，但本实用新型并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本实用新型权利要求所要求保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种三轮摩托车用内燃机前置变速机构，包括内燃机1，还包括变档机构2，所述内燃机1的输出端直接与所述变档机构2的输入端相连。

一种包括本实施例的内燃机前置变速机构的三轮摩托车。

上述实施例的内燃机前置变速机构，将三轮摩托车的内燃机直接与变档机构相连，也就是说将内燃机1的动力输出直接作为变档机构2的动力输入。如此一来，能够使得传动系统获得更合适的传动比，使内燃机发挥更好的性能，使得三轮摩托车能够适应任何工况。并且还能够降低内燃机的油耗，提高传动系统的机械效率。

经发明人试验，采用本实施例的传动系统，在功率点7000r/min，排量250cc的情况下，油耗为350g/kwh，后轮输出功率为8.5kw，机械效率为72%。

实施例2：如图1所示，一种三轮摩托车用内燃机前置变速机构，包括内燃机1，还包括变档机构2，所述内燃机1的输出端直接与所述变档机构2的输入端相连，也就是说将所述内燃机1的输出直接作为变档机构2的输入。所述内燃机1的曲轴11水平横向设置。所述变档机构2设置在与所述内燃机1的配气机构相对的一侧。

在本实施例中，所述配气机构设置在所述内燃机1的左侧，所述变档机构2设置在所述内燃机1的右侧。

另外，所述变档机构2的输出端与外置干式离合器3的输入端相连。所述离合器3设置在所述变档机构2的后侧。

一种包括本实施例的内燃机前置变速机构的三轮摩托车。

本实施例的三轮摩托车的内燃机前置变速机构，采用内燃机1作为动力输出，输出的动力传递到设置在其右侧的变档机构2内，通过变档机构2对内燃机1输出动力的转速和扭矩根据工况进行调节，再通过变档机构2传递到外置干式离合器3。

采用本实施例的三轮摩托车的内燃机前置变速机构，首先能够使得内燃机1的性能得到最好的发挥，使得三轮摩托车适用于任何工况，还降低了内燃机的1油耗，提高了传动系统的机械效率。

另外，本实施例将两档变速机构2布置在内燃机的右曲轴箱体12内，离合器3的输入端同样也设置在所述右曲轴箱体12内，使整个空间变小，结构更加紧凑。提高了内燃机前置变速机构的可靠性和稳定性。更为重要的是缩短了变档机构2的宽度，提高了其强度和使用寿命，进一步提高了整个变速机构的强度和使用寿命。

经发明人试验，采用本实施例的传动系统，在功率点7000r/min，排量250cc的情况下，油耗为340g/kwh，后轮输出功率为8.8kw，机械效率为77%。

实施例3：如图3和4所示，一种三轮摩托车用内燃机前置变速机构，包括内燃机1，还包括变档机构2，所述内燃机1的输出端直接与所述变档机构2的输入端相连。其中，所述内燃机1的曲轴11与所述变档机构2的输入端通过齿轮副连接。

其中，所述变档机构2包括输入轴主轴21和输出轴副轴22，在所述主轴21与所述副轴22之间设置有至少两套换挡齿轮副。

所述齿轮副包括固设在所述曲轴11上的曲轴主动齿Z1和固设在所述主轴21上的主轴从动齿Z2；在所述主轴21与所述副轴22之间设置有至少两套换挡齿轮副，可以为两套、三套、四套、五套、六套甚至更多。

在本实施例中，设置在所述主轴21与所述副轴22之间的换挡齿轮副为两套，且分别为常规档齿轮副与增力档齿轮副。所述常规档齿轮副包括固设在所述主轴21上的主轴常规档主动齿Z3以及轴向固定空套在所述副轴22上的副轴常规档从动齿Z4，所述增力档齿轮副包括固设在所述主轴21上的主轴增力档主动齿Z5以及轴向固定空套在所述副轴22上的副轴增力档从动齿Z6，在所述副轴常规档从动齿Z4与所述副轴增力档从动齿Z6之间设置有档齿操纵机构6。

所述档齿操纵机构6包括周向固定滑设在所述副轴常规档从动齿Z4与所述副轴增力档从动齿Z6之间的副轴22上的换挡滑套61，在所述换挡滑套61的两端分别设置有外花键齿，在所述副轴常规档从动齿Z4与所述副轴增力档从动齿Z6的朝向所述换挡滑套61的一侧均设置有与所述外花键齿相配合的内花键齿；在所述换挡滑套61的中部固定套设有换挡拨叉62，所述换挡拨叉62与拨叉轴63固定连接，在所述拨叉轴63上固定设置有一拨块64，所述拨块64固定套设在换挡轴65上，所述换挡轴65与换挡臂66和变档杆相连。其中，所述拨叉轴63横向设置在所述内燃机1的右曲轴箱体12内，所述拨叉轴63的两端支撑于所述右曲轴箱体12和右曲轴箱盖的相应孔中且所述拨叉轴63可以轴向滑动，而所述换挡轴65通过所述拨块64竖向设置在所述右曲轴箱体12内且从所述右曲轴箱体12的顶部伸出。在所述右曲轴箱体12外还设置有换挡臂66，所述换挡臂通过螺母固定在所述换挡轴65上，所述换挡臂66通过拉索与驾驶室的变档杆相连。另外，在所述档齿操纵机构上还设置有自锁机构，所述自锁机构包括设置在所述拨叉轴63上自锁凹槽和设置在所述右曲轴箱体上的与所述自锁凹槽相对应的限位孔。在所述限位孔内设置有自锁弹簧，在所述自锁弹簧一端设置有自锁钢珠，所述自锁钢珠在自锁弹簧的作用力下与所述自锁凹槽相配合。其中，所述自锁凹槽为两个且轴向并列设置在所述拨叉轴上。通过自锁机构可以保证副轴22上的换挡滑套61与所述副轴常规档从动齿Z4或所述副轴增力档从动齿Z6的啮合可靠性，不易脱档。

在操作过程中，换挡臂在驾驶员操作变档杆的前后拨动和拉锁的作用下，驱动换挡臂的正向和反向旋转。而所述换挡臂66的正向和反向旋转带动所述换挡轴65的正向和反向转动，所述换挡轴65在转动的过程中通过拨块64使得所述拨叉轴63在右曲轴箱体12内做轴向运动，并且驱动换挡拨叉62带动所述换挡滑套61在所述副轴22上做轴向运动，在所述换挡滑套61做轴向运动的过程中使得所述换挡滑套61与所述副轴常规档从动齿Z4或者所述副轴增力档从动齿Z6啮合，进而实现所述换挡机构2的高低档换挡。

本实施例的换挡机构仅设置了两个档位，即一个常规档（或低档）与一个增力档（或高档），所述常规档适用于三轮摩托车空载或轻载时，所述增力档适用于三轮摩托车重载时。当驾驶员操作的时候，根据载荷情况确定使用常规档或者增力档，此时，需驾驶员手动操纵变档杆以达到变档机构的档位变化，使得输出动力和转矩更适合目前的工况。

一种包括本实施例的内燃机前置变速机构的三轮摩托车。

本实施例的三轮摩托车的内燃机前置变速机构，所述内燃机1作为动力输出，其曲轴11输出转速和扭矩，通过曲轴主动齿Z1与主轴从动齿Z2的啮合将转速和扭矩传递到变档机构2的主轴21上。当三轮摩托车空载或轻载时，移动所述副轴上换挡滑套61，使得所述换挡滑套61与所述副轴常规档从动齿Z4啮合，此时所述主轴常规档主动齿Z3带动所述副轴常规档从动齿Z4转动，所述副轴常规档从动齿Z4再通过换挡滑套61带动所述副轴22转动，将转速和扭矩传递到所述副轴22上（而此时所述副轴增力档从动齿Z6在所述主轴增力档主动齿Z5的带动下进行空转），所述副轴22输出的转速和扭矩再传递到下一机构，此时传动比最小，输出转速大，使得三轮摩托车能够获得很好的时速。当三轮摩托车重载时，移动所述两档变速机构2的副轴22上的换挡滑套61，使得所述换挡滑套61与所述副轴增力档从动齿Z6啮合，此时主轴21上的主动增力档主动齿Z5带动所述副轴增力档从动齿Z6转动，所述副轴增力档从动齿Z6再通过换挡滑套61带动所述副轴22转动，将转速和扭矩传递到所述副轴22上（而此时所述副轴常规档从动齿Z4在所述主轴常规档主动齿Z3的带动下进行空转），所述副轴22输出转速和扭矩通过减速增扭之后传递到下一机构，此时传动比大，输出转速小，使得三轮摩托车能够获得很好的扭矩（牵引力），使得载重加大行驶轻松、平稳。

采用本实施例的三轮摩托车及其内燃机前置变速机构，能够获得合理的传动比，在行驶过程中，若需载重物前行，能够使得三轮摩托车获得更大的牵引力，能够轻松地拉动重物并平稳前行。并且在换挡过程中，操作平顺且简单，不会发生误操作的失误。使得内燃机的性能得到最好的发挥，使得三轮摩托车适用于任何工况。并且还提高了内燃机的性能，使其降低了油耗，提高了传动系统机械效率。另外，采用本实施例的前置变速机构，还提高了传动系统的可靠性和稳定性，更提高了驾驶人员的操作便利性和可靠性。

经发明人试验，采用本实施例的传动系统，在功率点7000r/min，排量250cc的情况下，油耗为330g/kwh，后轮输出功率为9.0kw，机械效率为80%。

实施例4：如图4所示，本实施例是在实施例3的基础上进行的优化设计，在本实施例中，所述变档机构2的副轴22与外置干式离合器3通过锥齿轮副连接，所述锥齿轮副包括在所述副轴22上固设的主动锥齿轮Z7和在所述干式离合器3的飞轮上固设的从动锥齿轮Z8，并且所述离合器3的输出端与变速箱相连。

一种包括本实施例的内燃机前置变速机构的三轮摩托车。

采用本实施例的三轮摩托车及其内燃机前置变速机构，除了能够获得实施例3中提到的所有优势，还能够提高变速机构的散热效果，避免其在行驶过程中因过热发生的拉缸等致命危险。并且采用一根轴传动，进一步提高了传动系统的机械效率。

经发明人试验，采用本实施例的传动系统，在功率点7000r/min，排量250cc的情况下，油耗为320g/kwh，后轮输出功率为9.0kw，机械效率为82%。