用于两轮车辆的传动系统的制作方法

本发明总体上涉及一种用于鞍座型车辆的传动系统。更具体地，本发明涉及一种用于包封鞍座型车辆中的额外的传动系统部件的壳体。

背景技术：

鞍座型车辆，例如两轮车辆，通过内燃(ic)发动机或者电机或者混合动力系统提供动力，将汽油作为燃料用于ic发动机和诸如电池或者燃料电池等的储能装置。许多两轮车辆，诸如轻便摩托车、小型踏板车和其他小型汽车，在单速传动系统上操作，其中，ic发动机的曲轴通过一级减速齿轮系直接连接至两轮车辆的车轮。这样的两轮车辆具有低成本、高效率、在整个速度范围内良好的可控性的共同需求。然而，在这种单速传动中，在扭矩需求与燃料经济性之间的折衷是困难的。在较高的扭矩需求下，由于传动系统以单速传动比操作，因此燃料经济性较低，并且反之亦然。传动系统设计中涉及的关键问题是要考虑提高效率，更好的可操作性并且减少传动损耗，并且同时保留其低成本和易于驾驶的吸引人的特性。在这样的两轮车辆(诸如轻便摩托车)中实现的自动传动系统和手动传动系统是本领域已知的。考虑到要进行改变以适应诸如离合器、齿轮系和单向离合器之类的额外传动部件，所以很难在这种车辆的ic发动机的已知布局中引入自动传动系统。动力传动系的尺寸及其重量会产生不利影响，因此几乎不可能将其包装在鞍座型车辆中。因此，为了减轻上述缺点，本主题提出一种额外的紧凑型齿轮箱系统，其邻近于ic发动机布置并且容纳额外的部件以使得能够将单速传动系统转换成多速传动系统。

附图说明

参考附图进行描述详细。在整个附图中，相同的附图标记用于指代相似的特征和部件。

图1示出了采用本发明主题的实施例的两轮车辆的侧视图。

图2a和图2b示出了根据本主题的实施例的具有额外齿轮箱的内燃发动机的侧视图和俯视图。

图3示出了根据本主题的实施例的可操作地安装到内燃发动机的额外齿轮箱的分解图。

图4示出了根据本主题实施例的内燃发动机和额外齿轮箱的截面图(x-x)。

图5a示出了根据本主题的第二实施例的ic发动机的截面图(x-x)。

图5b示出了根据本主题的第三实施例的ic发动机的截面图(x-x)。

图6a示出了根据本主题的第四实施例的ic发动机的截面图(x-x)。

图6b示出了根据本主题的第五实施例的ic发动机的截面图(x-x)。

具体实施方式

根据下文展开的进一步描述，本发明的各种特征和实施例将是显而易见的。在随后的示例性实施例中，车辆是通常称为轻便摩托车的具有横跨框架的两轮车辆。然而，可以设想，在不背离本主题的精神的情况下，本发明中的公开内容可以应用于具有单速传动系统的任何两轮车辆。在适当的地方省略了对除构成本发明的主要部分的以外的部分的结构的详细说明。

通常，在称为轻便摩托车的具有横跨式单管框架结构的两轮车辆中，提供了横跨空间。横跨空间具有在横向方向上的任一侧延伸的地板，并且可用于承载负载或者使骑乘者搁脚。在这样的车辆中，框架结构从头管开始，并且向下延伸至横跨空间，然后再次上升以形成骑乘者座椅，穿过后座座椅并且在尾灯处终止。燃料箱可以安装在车辆前侧，其高度要高于跨步空间。ic发动机位于横跨空间的下方且位于车辆的前侧，以形成低摆角发动机类型。ic发动机是水平型的，即，气缸轴线(ic发动机的活塞在其上往复运动的轴线)几乎平行于两轮车辆的中央纵向轴线。通过合适的驱动系统，诸如通过链轮和链条驱动器，ic发动机被功能性地连接至车辆的后轮，以向车辆提供前进运动。通常，框架组件充当支撑车辆负载的车辆的骨架。

用于这种两轮车辆(诸如轻便摩托车)的传动系统包括单速传动系统。这样的两轮车辆具有低成本、高效率、在整个速度范围内良好的可控性的共同需求。典型地，传动系统包括单一变速级、离心式离合器、以及在其端部具有链轮的从动轴，通过该从动轴对后轮的最终驱动被连接。离心式离合器确保在低速至空转时，来自ic发动机的动力传动与后轮分离。对两轮车辆后轮的最终驱动通常是主动驱动，诸如链轮和链条布置。通常，在轻便型两轮车辆中，使用脚踏启动机构等来启动ic发动机。脚踏启动机构包括诸如脚踏杆、各种齿轮、复位弹簧和棘轮装置的各种部件。

传统上，在轻便型两轮车辆中，存在低速下的低扭矩的问题。例如，当两轮车辆在道路上爬坡或者要拉重物时，需要在后轮处施加大量扭矩来拉动车辆，并且传动系统可能无法提供大扭矩。再者，以较小的扭矩低速移动导致浪费燃料。此外，在较高的速度下，固定的传动比会限制车辆的行驶速度，并且导致浪费燃料。因此，传动系统可能无法提供足够的扭矩，并且内燃发动机可能会关闭。因此，需要有效的多速传动系统。

ic发动机及其中布置的相关部件的设计是至关重要的，因为其被设计为优化发动机布局以使其体积更小并且易于组装。在已知的布局中实施多速传动系统涉及大量的设计和布局变化，这不仅困难，而且麻烦且难以接近。需要多速自动传动，因为它会影响车辆的机械效率、燃料消耗和成本。它可以满足各种车辆需求，并且可以平稳操作。在这方面，本领域中已知许多多速传动机构。这样的系统包括具有固定传动比的手动两速减速系统，或者自动两速传动系统。

诸如两速自动传动系统的常规传动系统具有缺点，其中引入了额外部件，从而在现有设计中引起布局限制。在现有的单速ic发动机中引入新的变速级需要对ic发动机布局进行全面改动，并且需要大量的研究和开发以及大量的投入来设计具有两速变速系统的新型ic发动机。这也大大增加了两轮车辆的成本。此外，ic发动机布局的变化会影响其在两轮车辆中的占用空间，因此需要对框架组件进行完全的重新设计，以支撑ic发动机并且改变其位置。因此，需要设计一种具有最小和/或者最小变化的ic发动机布局的两速传动系统，以解决所有上述问题。

因此，本发明的主要目的是提供一种用于两轮车辆的自动传动系统，基于预定的ic发动机的操作范围，在对ic发动机的现有布局进行最少修改的情况下，该系统将自动改变扭矩。在本实施例中，ic发动机的预定操作范围是内燃发动机的速度。所述传动系统应该能够通过基本的设计方法来满足多种车辆需求，同时保留许多关键传动部件。

本发明的另一个目的是提供传动系统的易维护性。

本发明的另一个目的是当不需要两速传动系统时，易于从主ic发动机拆卸传动系统。

通过上述设计改动，可以获得以下优点，诸如提供不同的加速度而无需手动切换齿轮的自动传动，对现有布局的最小改变，减少的燃料消耗和效率的改进，以及为适应启动系统(诸如脚踏启动系统)所需的更好的优化和最小的改变。另外，可以在低速、重载或者倾斜表面的条件下优化自动传动系统，以提高燃料效率。

在以下段落中将结合附图更详细地描述本发明以及所有所附实施例及其其他优点。

图1示出了根据本发明的实施例的示例性两轮横跨式车辆的左侧视图。车辆(100)具有在两轮车辆(100)的纵向轴线(f-r)上从前部(f)延伸至后部(r)的单管型框架组件(105)，该单管型框架组件(105)用作承受载荷的骨架。框架组件(105)从在车辆前部(f)中的头管(108)延伸至车辆后部(r)。转向轴(未示出)穿过头管(108)插入，并且把手组件(115)可枢转地布置在转向轴上。转向轴通过一个或多个前悬架(120)连接至前轮(110)。前挡泥板(125)布置在前轮(110)上方，以遮盖前轮(110)的至少一部分。燃料箱(130)安装在框架组件(105)的下部，并且其布置在前部(f)。框架组件(105)形成具有地板的基本水平的横跨部分(106)，以使得骑乘者能够横跨上车并且有助于承载重物。动力单元(101)被安装在框架组件(105)上，在横跨部分(106)下方，形成了低摆角的发动机安装。在本实施例中，动力单元(101)是ic发动机(101)。然而，在其他可能的实施例中，动力单元(101)包括电机或者电机与ic发动机的组合。在本实施例中，ic发动机(101)的活塞轴线是水平的，即，平行于车辆(100)的纵向轴线。摆臂(140)可摆动地连接至框架组件(105)。后轮(145)由摆臂(140)可旋转地支撑。一个或多个后悬架(150)以一定角度连接摆臂(140)，以将由于车轮反作用而产生的径向力和轴向力维持到框架组件(105)。后挡泥板(155)布置在后轮(145)上方。座椅组件(160a，160b)布置在横跨部分的后部(r)处，用于骑乘者就座。在一个实施例中，座椅组件(160)包括骑乘者座椅(160a)和后座座椅(160b)。此外，座椅组件(160)定位在后轮(145)的上方。车辆由安装到框架组件(105)的中央支架(170)支撑。ic发动机(101)通过传动装置，诸如在本实施例中通过链驱动器(301-见图3)彼此链接的链轮，连接至后轮(145)。

图2a示出了ic发动机(101)的侧视图并且图2b示出了ic发动机(101)以及额外齿轮箱(200)的俯视图。ic发动机(101)由气缸盖(203)、气缸体(204)、曲柄箱(210)和气缸盖罩(202)构成。曲柄箱(210)由右侧曲柄箱(210a)、左侧曲柄箱(210b)和离合器罩(210c)构成。离合器罩(210c)布置在ic发动机(101)的左侧，与左侧曲柄箱(210b)相邻，并且包封第一离心式离合器(421)及相关的传动齿轮机构。额外齿轮箱(200)邻近离合器罩(210c)布置并且安装在其上。离合器罩(210c)和额外齿轮箱(200)包括围绕其外围间隔布置的多个凸台(参见212)，并且所述凸台包括用于接收紧固件的孔。额外齿轮箱(200)安装在离合器罩(210c)上，并且通过安装在所述多个凸台(212)上的紧固件固定。凸台(参见212)具有足够的长度以在额外齿轮箱(200)与离合器罩(210c)之间的空间中容纳发动机链轮(414)。内燃(ic)发动机(101)包括进气系统(205、206)、排气系统(未示出)和使用脚踏轴(409)的脚踏启动器系统(未示出)。右侧曲柄箱(210a)包封布置在曲轴(407a)的右侧的湿磁电机组件(406)。湿磁电机组件(406)构造成与曲轴(407)一起旋转并且产生对电池(未示出)充电的电力。此外，离心式风扇(405)布置在磁电机组件(406)的前面，从而形成冷却系统的一部分，以冷却ic发动机(101)。护罩(402)(见图4)包封离心式风扇(405)并且遮盖气缸盖(203)和气缸体(204)。离心式风扇(405)与曲轴一起旋转，并且将大气吸入内部并且使之在护罩的内部循环。

图3示出了根据本发明主题的实施例的可操作地安装至ic发动机(101)的额外齿轮箱(200)的分解图。发动机链轮(414)布置在左侧离合器罩(210c)的外部，该发动机链轮(414)从传动系统的输出轴(415)接受旋转运动。如突出显示的，链条(301)将发动机链轮(414)连接至后轮(145)上的对应的链轮(302)。这样，旋转运动被传动到后轮(145)。发动机链轮(414)包括外部轮齿部分和内部空心部分，内部空心部分包括内部花键，并且构造成接收额外齿轮箱(200)的副轴(425)。副轴(425)的一部分向外突出并且包括外部花键，该外部花键对应于发动机链轮(414)上的内部花键。类似地，ic发动机(101)的传动系统的输出轴(415)包括外部花键。因此，发动机链轮(414)从右侧接收输出轴(415)，并且从左侧接收副轴(425)。离合器罩(210c)还包括开口(210d)，该开口(210d)构造成接收额外齿轮箱(200)的主轴(416)。主轴(416)从额外齿轮箱(200)向外突出，并且构造成同轴地插入开口(210d)内，并且与布置在ic发动机(101)内的第一离心式离合器(421)可操作地接合。

图4示出了根据本主题实施例的内燃发动机(101)的截面图(x-x)和额外齿轮箱(200)的分解图。该ic发动机包括在气缸体(204)内往复运动的往复活塞(401)和可旋转的曲轴(407)。当空气燃料混合物在燃烧室(422)中燃烧时发生燃烧，这将燃烧期间产生的压力传动到往复活塞(401)。活塞的往复运动通过滑块曲柄机构由连杆(403)转换为曲轴(407)的旋转运动。曲轴(407)的旋转运动通过传动系统传动到发动机链轮(414)。曲柄箱(210)容纳脚踏启动组件(409、410和423)，并且包括与棘轮机构(423)连接的脚踏轴(409)。当脚踏轴(409)由骑乘者的脚致动时，棘轮运动并且与另一个经由启动器齿轮系(404)可操作地连接至曲轴(407)的棘轮接合。一旦撤回来自脚的压力，复位弹簧(410)会将脚踏轴(409)撤回至起始位置。

传动系统包括布置在曲轴(407b)左侧的第一离心式离合器(421)。第一驱动齿轮(411)自由地安装到曲轴(407)b，并且通过第一离心式离合器421与曲轴连接。第一离心式离合器(421)设计成仅以ic发动机的特定转速接合。该转速通常刚好高于为ic发动机配置和设计的空转转速。因此，如果骑乘者未操作节流阀，则ic发动机(101)的转速降低至空转速度，并且传动系统从曲轴(407)分离。一旦操作了节流阀，第一离心式离合器(421)接合并且旋转运动传动到传动系统的其余部分。一旦，车速高于空转速度，并且第一离心式离合器(421)被接合，旋转运动被传动到第一驱动齿轮(411)。第一驱动齿轮(411)与第一从动齿轮(412)啮合，并且在第一驱动齿轮(411)与第一从动齿轮(412)之间的传动比为ic发动机(101)提供了第一减速。第一从动齿轮(412)布置在输出轴(415)上并且安装在轴承上。发动机链轮(414)布置在输出轴(415)的从离合器罩(210c)突出的一端。第一主动齿轮(411)和第一从动齿轮(412)的组合称为单速齿轮系机构(411，412)。单速齿轮系机构(411，412)的设置提供了可在ic发动机(101)的预定操作范围内操作的第一传动比，其中预定操作范围包括低速度和高扭矩条件。第一从动齿轮(412)安装在单向离合器(413)上，以防止旋转运动驱动力从输出轴(415)传动回曲轴(407b)。

额外齿轮箱(200)布置成超出离合器罩(210c)。额外齿轮箱(200)提供在低扭矩和高速度条件下接合的第二传动比。额外齿轮箱(200)包括构造成从左侧曲轴(407b)接收旋转运动的主轴(416)和连接至发动机链轮(414)并且构造成在第二速度传动系统可操作的条件下将旋转运动传动到发动机链轮(414)的副轴(425)。额外齿轮箱(200)还包括次级齿轮系机构(416a，417)，该次级齿轮系机构(416a，417)包括第二驱动齿轮(416a)和第二从动齿轮(417)。此外，额外齿轮箱(200)包括第二离心式离合器(420)。次级齿轮系机构(416a，417)从外部安装在ic发动机(101)上，并且可操作地连接至曲轴(407)和输出轴(415)。基于对ic发动机(101)的需求、优化空间并且获得良好的美观，第二离心式离合器(420)可以布置在主轴(416)或者副轴(425)上。在第二离心式离合器(420)布置在主轴(416)上的情况下，第二驱动齿轮(416a)自由地安装在主轴(416)上并且通过第二离心式离合器(420)可操作地连接主轴(416)。因此，次级从动齿轮(417)刚性地安装在副轴(425)上。在第二离心式离合器(420)布置在副轴(425)上的情况下，第二驱动齿轮(416a)自由地安装在副轴(425)上并且通过第二离心式离合器(420)可操作地连接副轴(425)。因此，第二从动齿轮(417)被刚性地安装在主轴(416)上。整个额外齿轮箱(200)部件都包封在外壳(201)和支撑性的外壳(201a)中。主轴(416)在任一侧由主轴轴承(418a和418b)支撑。类似地，副轴(425)在壳体(201和201a)的任一侧上由副轴轴承(419a和419b)支撑。

本发明提供了一种用于车辆(100)的自动传动系统，基于ic发动机(101)的预定操作范围，在对ic发动机(101)的现有布局进行最少修改的情况下，该系统将自动改变扭矩。在本实施例中，ic发动机(101)的预定操作范围是内燃发动机(101)的速度。对于内燃发动机(101)的速度，存在各种可能的情况，其中很少被考虑。考虑一种车辆(100)在低速下操作的情况。在这种情况下，第一离心式离合器(421)接合并且第二离心式离合器(420)分离。在这种情况下，在第一驱动齿轮(411)与第一从动齿轮(412)之间的齿轮比高于额外齿轮箱(200)的高速传动中的齿轮比。旋转运动从曲轴(407b)传动到第一离心式离合器(421)，其中离合器蹄由于离心作用而展开并且与外轮毂啮合。外轮毂连接至与第一从动齿轮(412)啮合的第一驱动齿轮(411)，并且通过单向离合器(413)连接至输出轴(415)。单向离合器(413)允许将旋转运动仅从第一从动齿轮(412)传动到输出轴(415)，并且当输出轴的相对运动超过第一从动齿轮(412)的旋转运动时打滑。由于额外齿轮箱(200)的主轴(416)可操作地连接至曲轴(407b)，因此主轴(416)也与曲轴(407b)一起旋转并且将旋转运动传动给一体地附接至主轴(416)的第二驱动齿轮(416a)。第二驱动齿轮(416a)与第二从动齿轮(417)啮合。由于第二从动齿轮(417)自由地安装在副轴(425)上并且一体地附接至第二离心式离合器(420)，因此不允许进一步的传动。因此，因为传动通过低速传动而发生，所以后轮(145)以较高的扭矩运行。考虑另一种车辆(100)在高速下操作的情况。在这种情况下，第一离心式离合器(421)和第二离心式离合器(420)均接合。在这种情况下，来自第二从动齿轮(417)的运动被传动到第二离心式离合器(420)，第二离心式离合器(420)反过来又将其传动到发动机链轮(414)，从而提供高速传动。单向离合器(413)防止在曲轴(407)与输出轴(415)之间的相对运动。因此，在第二驱动齿轮(416a)与第二从动齿轮(417)之间的齿轮比低于低速传动路径中的齿轮比。因为传动通过高速传动而发生，所以后轮(145)以较低的扭矩运行。

图5a示出了本主题的第二实施例。在该实施例中，曲轴(407)从离合器罩210c突出，并且插入齿轮箱开口内，并且可操作地附接至主轴(416)。图5b示出了第三实施例，其中，发动机链轮(414)被牢固地安装在输出轴(415)上，并且输出轴(415)进一步延伸以同轴地插入到额外齿轮箱(200)的另一个开口中，以附接至副轴(425)。

图6a示出了本主题的第四实施例。在该实施例中，第二离心式离合器(420)布置在主轴(416)上，并且第二驱动齿轮(416a)自由地安装在主轴(416)上并且通过第二离心式离合器(420)与主轴(416)连接。在该实施例中，发动机链轮(414)包括内部棘齿，以从任一侧接收副轴(425)和输出轴(415)。图6b示出了本主题的第五实施例，其中第二离心式离合器(420)自由地安装在主轴(416)上，并且发动机链轮(414)安装在输出轴(415)上，并且输出轴(415)进一步延伸以同轴地插入额外齿轮箱(200)的另一个开口中，以附接至副轴(425)。

鉴于以上公开内容，本主题的许多修改和变型是可能的。因此，在本主题的权利要求的范围内，本公开可以由与具体描述不同的方式来实施。