一种三轮摩托车及其内燃机的传动系统的制作方法

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的传动系统。

背景技术：
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目前三轮摩托车的发动机均是采用现有两轮摩托车内的发动机，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。然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，直接采用其发动机就会使得很多性能参数达不到，而且极易出现故障直接导致发动机无法使用。另外，采用上述传动系统，由于发动机和的输出位置和倒档器位置原因，差速器左偏置，所以左转弯时，整车有发生左倾的趋势，造成骑乘不安全。

另外，采用上述的三轮摩托车的传动系统，其传动比的匹配存在极大的问题。首先，为了保证在平直良好的路面上以相应的最高速度行驶，其最小传动比为16.878，即最高转速为55Km/h，而此时发动机转速已经达到8500rpm以上，发动机转速高于了发动机的功率点转速点，发动机转速工作在发动机功率扭矩点转速之外即发动机的经济功率油耗之外了。由于转速的升高，不仅造成发动机功率下降，同时造成发动机的油耗增加，最严重的造成发动机的温度升高，以致于造成发动机高转速运动件工作环境恶劣而损坏，比如发动机活塞拉缸等等致命故障。而在重载时，为了使得重载的摩托车具有较大的牵引力，就需要使用较大的传动比，上述传动系统其最大传动比为：54.556， 此时发动机高转速运转，从而由于整车车速低，发动机冷却散热量不够 ，同样造成发动机高速运动件工作环境恶劣而损坏，比如发动机活塞拉缸等等致命故障。并且，由于结构限制，其最大传动比的设置并不合理，使得三轮摩托车的载重能力大大降低，达不到三轮摩托车设计载重。

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，即发动机、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）。然而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。并且采用这样的传动系统，在空载时，由于输出最小传动比最大转速，同样会出现第一种传动系统所发生的油耗高、功率低级工作环境恶劣等缺陷。

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，即发动机的五个前进挡，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，发动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。并且采用这样的传动系统，在空载时，由于输出最小传动比最大转速，同样会出现第一种传动系统所发生的油耗高、功率低级工作环境恶劣等缺陷。

更进一步地说，无论是采用上述三种传动系统的任何一种都会具有传动比设置不合理的缺陷，在高转速时，不仅造成发动机的油耗增加还会使得发动机的功率下降，同时造成发动机的温度升高，以致于造成发动机高转速运动件工作环境恶劣而损坏，比如发动机活塞拉缸等等致命故障。在低转速时，传动比的设置不合理必然造成整车低速行驶而发动机高速运转，使得发动机冷却散热量不够，同样造成发动机高转速运动件工作环境恶劣而损坏，比如发动机活塞拉缸。

所以合理设置整车牵引力和速度的变化范围，使得发动机能保持在有利转速范围内工作，这就需要设置最合理的传动系统结构和最合理的最大传动比及最小传动比，使得传动系统传动比能够在最大值和最小值之间变化。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种的传动比设置合理、安全性能高，且能同时实现油耗低、功率高及机械效率高的三轮摩托车及其传动系统。

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的传动系统，其特征在于：包括按传动顺序依次连接的内燃机、变档机构和离合器，所述内燃机与所述变档机构之间构成第一级传动，其传动比i1为1.5-2.5；在所述变档机构内设置有第二级传动，所述第二级传动i2为0.8-2.5；所述变档机构与所述离合器之间构成第三级传动，其传动比i3为0.8-1.2。采用上述方式设置的内燃机的传动系统，能够使得传动比设置合理，使得三轮摩托车空载时获得最大转速，重载时获得最大牵引力，使得运行更加平稳可靠。并且，还能够使得内燃机的油耗降低、功率提高，且提高了传动系统的整个机械效率。

其中，为了获得更高的功率，更低的油耗，并且使得操纵更加方便，所述i1为1.925；所述i3为1。

为了进一步使得传动比的设置更加合理，使得三轮摩托车能够适应任何工况，设置在所述变档机构内的第二级传动的传动比i2分为可选择的多段传动比。

为了进一步满足三轮摩托车的使用功能，设置在所述变档机构内的第二级传动的传动比i2分为两段可选择的传动比，分别为常规传动比i21和增力传动比i22，其中所述i21为0.8-1.5，所述i22为1.5-2.5。采用这样的设置不但能够满足三轮摩托车重载和空载时的需求，还能够进一步提高了传动系统的机械效率。

为了进一步获得更好的操纵性能，使得三轮摩托车适应与各种工况，简化驾驶员的速比选择，所述i21为1.093，所述i22为2.19。

为了进一步更合理地设置传动比，所述离合器的输出端与变速箱的输入端相连，所述变速箱的输出端与所述后桥的差速器相连，在所述后桥差速器内设置有第四级传动i4，其中所述i4为3-7。这样一来能够提高三轮摩托车在重载时的牵引力，并且还能提高传动系统的机械效率。

为了进一步获得更好的操纵性能和载重能力，所述i4为6.177。

为了进一步提高机械效率，所述变档机构包括主轴和副轴，在所述内燃机的曲轴与所述主轴之间设置有齿轮副，在所述变档机构内设置有多套变档齿轮副，在所述副轴与所述离合器的输入端设置有转向锥齿轮副，在所述差速器内设置有锥齿轮副。采用这样的设置还能够提高传动系统的稳定性和可靠性。

进一步地，所述齿轮副包括固设在是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，所述转向锥齿轮副包括固设在所述副轴上的副轴主动弧锥齿和固设在所述离合器输入端的转向从动弧锥齿，所述锥齿轮副包括与所述变速箱输出端固连的主动锥齿轮和套设在所述后桥上的从动锥齿轮。

为了进一步提高变档机构的强度，设置在变档机构内的换挡齿轮副为两套，且分别为常规档齿轮副和增力档齿轮副，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和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和轴向固定空套在所述副轴上的副轴增力档从动齿，且在所述副轴常规档从动齿和所述副轴增力档从动齿之间设置有档齿操纵机构。

为了进一步提高操纵的便利性和可靠性，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及变档杆连接。

为了进一步提高传动系统的稳定性和可靠性，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和传动系统的强度和可靠性，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。

为了进一步提高安全性能，所述内燃机、变速箱和差速器均中置。

一种包括上述任意一项权利要求所述的传动系统的三轮摩托车。

采用本实用新型的三轮摩托车及其传动系统，能够达到的有益效果有：

1.使得三轮摩托车的传动比设置处于最合理的状态，使得空车空载的最高车速，载重是动力强劲，同时也保证了离合器以及变速箱的输入载荷，不会造成两者的过载，提高了整机的可靠性和耐久性。而且真正意义达到了“内燃机工况与整车工况的匹配”，使得车速、内燃机转速、负载三者良好配合。

2.使得三轮摩托车的热机的输出位于功率点和扭矩点之间，降低了内燃机的油耗和功率，并且提高了内燃机的耐久性和可靠性。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.使得驾驶员在换挡过程中操作方便，换挡平顺。

4.整车转弯时稳定性高，不会发生倾斜危险。

5.散热效果好，机油在合适的温度区间波动，避免发生拉缸的危险。

6.结构紧凑，主副轴的强度得到保证。

7.故障率极低，使用寿命长。

附图说明：

图1为实施例1的传动系统结构图；

图2为实施例2和实施例3的传动系统结构图；

图3为换挡机构的结构图；

图4为差速器的结构图；

图5为档齿操纵机构的结构图；

图6为实施例6的结构示意图。

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的传动系统，包括按传动顺序依次连接的内燃机1、变档机构2和离合器3，所述内燃机1与所述变档机构2之间构成第一级传动，其传动比i1为1.5-2.5；在所述变档机构2内设置有第二级传动，所述第二级传动i2为0.8-2.5；所述变档机构2与所述离合器3之间构成第三级传动，其传动比i3为0.8-1.2。

其中，本实施例中的i1为1.5，i2为0.8，i3为0.8。

一种采用本实施例的内燃机的传动系统的三轮摩托车。

采用上述方式设置的内燃机的传动系统，能够使得传动比设置合理，使得三轮摩托车空载时获得最大转速，重载时获得最大牵引力，使得运行更加平稳可靠。并且，还能够使得内燃机的油耗降低、功率提高，且提高了传动系统的整个机械效率。

经发明人试验，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71%。

实施例2：如图2所示，一种三轮摩托车用内燃机的传动系统，包括按传动顺序依次连接的内燃机1、变档机构2和离合器3，所述内燃机1与所述变档机构2之间构成第一级传动，其传动比i1为1.5-2.5；在所述变档机构2内设置有第二级传动，所述第二级传动i2为0.8-2.5；所述变档机构2与所述离合器3之间构成第三级传动，其传动比i3为0.8-1.2。所述离合器3的输出端与变速箱4的输入端相连，所述变速箱4的输出端与所述后桥5的差速器7相连，在所述后桥差速器7内设置有第四级传动i4，其中所述i4为3-7。

其中，设置在所述变档机构2内的第二级传动的传动比i2分为可选择的多段传动比。比如说两段、三段、四段、五段、六段或者更多等。但是在本实施例中，设置在所述变档机构2内的第二级传动的传动比i2分为两段可选择的传动比，分别为常规传动比i21和增力传动比i22，其中所述i21为0.8-1.5，所述i22为1.5-2.5。

采用这样的设置不但能够满足三轮摩托车重载和空载时的需求，还能够进一步提高了传动系统的机械效率。

为了进一步更合理地设置传动比，这样一来能够提高三轮摩托车在重载时的牵引力，并且还能提高传动系统的机械效率。

在本实施例中，所述第一级传动的传动比i1为1.8，所述第第二级传动比i21为0.8，i22为1.5，所述第三级传动比i3为0.9，所述第四级传动比i4为5。所以当三轮摩托车空车空载时，所述内燃机1输出的转速和扭矩通过通过i1→i21→i3→i4，进而从后桥输出，最后输出的扭矩最小，转速最高，使得三轮摩托车能够达到设计最高时速70Km/h。当三轮摩托车重载时，所述内燃机1输出的转速和扭矩通过i1→i22→i3→i4，进而从后桥输出，最后输出的扭矩最大，转速最小，使得三轮摩托车能够以最小时速载动其设计最高载重2T。

一种采用本实施例的内燃机的传动系统的三轮摩托车。

采用本实施例的传动系统的设置及传动比的设计，使得三轮摩托车的传动比处于最合理的状态，使得空车空载的最高车速，载重是动力强劲，同时也保证了离合器以及变速箱的输入载荷，不会造成两者的过载，提高了整机的可靠性和耐久性。而且真正意义达到了“内燃机工况与整车工况的匹配”，使得车速、内燃机转速、负载三者良好配合。还使得三轮摩托车的热机的输出位于功率点和扭矩点之间，降低了内燃机的油耗和功率，并且提高了内燃机的耐久性和可靠性。

另外，经发明人试验，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3：如图2-5所示，本实施例是在实施例2的基础上进行结构的详细描述。

另外，在本实施例中，所述i1为1.925，所述i21为1.093，所述i22为2.19，所述i3为1，所述i4为6.177。

所述变档机构包括主轴21和副轴22，在所述内燃机1的曲轴11与所述主轴21之间设置有齿轮副，在所述变档机构2内设置有多套变档齿轮副，在所述副轴22与所述离合器3的输入端设置有转向锥齿轮副，在所述差速器7内设置有锥齿轮副。

其中，所述齿轮副包括固设在是所述曲轴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，所述转向锥齿轮副包括固设在所述副轴22上的副轴主动弧锥齿Z7和固设在所述离合器3输入端的转向从动弧锥齿Z8，所述锥齿轮副包括与所述变速箱4输出端固连的主动锥齿轮Z9和套设在所述后桥上的从动锥齿轮Z10。

另外，设置在变档机构2内的换挡齿轮副为两套，且分别为常规档齿轮副和增力档齿轮副，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和轴向固定空套在所述副轴2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和轴向固定空套在所述副轴22上的副轴增力档从动齿Z6，且在所述副轴常规档从动齿Z4和所述副轴增力档从动齿Z6之间设置有档齿操纵机构。

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66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。

其中，所述齿轮副对应i1，所述常规档齿轮副对应i21，所述增力档齿轮副对应i22，所述转向锥齿轮副对应i3，所述锥齿轮副对应i4。

在本实施例中，所述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，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。

采用本实施例的传动系统，在传动过程中，所述内燃机1输出动力，然后通过曲轴11与主轴21之间设置的齿轮副传递到所述换挡机构2的主轴21上。若三轮摩托车为空载或者轻载时，驾驶员通过操作变档杆使得所述换挡滑套61与所述副轴常规档从动齿Z4啮合，这样一来，主轴21上的动力通过主轴常规档主动齿Z3与副轴常规档从动齿Z4的啮合传递到副轴22上，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的带动下在所述副轴22上空转。若三轮摩托车为重载时，驾驶员通过操纵变档杆使得所述换挡滑套61与所述副轴增力档从动齿Z6啮合，这样一来，主轴21上的动力通过主轴增力档主动齿Z5与副轴增力档从动齿Z6的啮合传递到副轴22上，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的带动下在所述副轴22上空转。然后，所述副轴22上的动力再通过所述副轴主动弧锥齿Z7与所述从动转向弧锥齿Z8的啮合传递到所述离合器3上，进一步传递到所述变速箱4，最后通过变速箱4传递到所述后桥5。其中，在所述后桥5上设置有差速器7，所述变速箱4的输出端设置有输出锥齿轮Z9，在所述差速器7的输入端设置有输入锥齿轮Z10，所述输出锥齿轮Z9与所述输入锥齿轮Z10啮合，将变速箱4上的动力传递到所述差速器7上进而传递到所述后桥5上。

空载时，所述内燃机1输出的转速和扭矩通过通过i1→i21→i3→i4后从后桥5输出，最后输出的扭矩最小，转速最高，使得三轮摩托车能够达到设计最高时速70Km/h。重载时，所述内燃机1输出的转速和扭矩通过i1→i22→i3→i4后从后桥5输出，最后输出的扭矩最大，转速最小，使得三轮摩托车能够载动设计最高载重2T。

一种采用本实施例的内燃机的传动系统的三轮摩托车。

采用本实施例的三轮摩托车的其传动系统，首先使得三轮摩托车的传动比设置处于最合理的状态，使得空车空载的最高车速，载重是动力强劲，同时也保证了离合器以及变速箱的输入载荷，不会造成两者的过载，提高了整机的可靠性和耐久性。而且真正意义达到了“内燃机工况与整车工况的匹配”，使得车速、内燃机转速、负载三者良好配合。第二使得三轮摩托车的热机的输出位于功率点和扭矩点之间，降低了内燃机的油耗和功率，并且提高了内燃机的耐久性和可靠性。

另外，采用本实施例的三轮摩托车及其转动系统使得驾驶员在换挡过程中操作方便，换挡平顺。行驶过程中整车转弯时稳定性高，不会发生倾斜危险。

并且传动系统的散热效果好、结构紧凑、强度高、故障率极低，使用寿命长。

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%。

实施例4：如图2所示，本实施例是在实施例3的基础上进行的优化设置，在本实施例中：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。所述内燃机1、变速箱4和差速器7均中置。

并且，本实施例中的i1为2.5，i21为1.5，i22为2.5，i3为1.2，i4为7。

一种采用本实施例的内燃机的传动系统的三轮摩托车。

采用本实施例的三轮摩托车及其内燃机的传动系统，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330g/kwh，后轮输出功率为9.0kw，机械效率为82%。

实施例5：如图6所示，本实施例是在上述实施例1-5中的所做的进一步优化，在本实施例中，所述换挡机构及所述离合器的输入端设置在所述内燃机的右曲轴箱12内，所述离合器的输出端（包括包括飞轮、干式摩擦片总成、干式摩擦片压板总成）设置在所述变速箱4的箱体内41。

一种采用本实施例的内燃机的传动系统的三轮摩托车。

采用本实施例中的三轮摩托车及其传动系统，还能够提高传动系统的可靠性。