车轮轮毂马达及其相关方法

专利名称：车轮轮毂马达及其相关方法
背景技术：
过去的运输装置使用马达。这些早期技术的马达被发现存在缺陷。这些缺陷之一在于发动机在相对较高的速度下运转(例如5,000到10,000转每分钟)，而车轮却在相对很低的速度下运转(例如26英寸的自行车车轮在每分钟100转下运转)。

发明内容
在此处公开的一个具体实施例中，用于运输装置的车轮包括形成于车轮内的发动机，固定连接在运输装置上的汽化器，汽化器与发动机之间流体导通。
在此公开的另一个具体实施例中，用于运输装置并限定第一轴的车轮可包括形成于车轮内的发动机，发动机包括曲轴；具有第一表面的第一齿轮，第一表面与传动轴齿轮配合，第一齿轮与第一轴同心；整体成形于第一齿轮第一表面上的第二齿轮；其中第二齿轮与运输装置传动啮合。
在此公开的另一个具体实施例中，使运输装置运动的方法包括提供形成于车轮内的发动机，发动机包括活塞；提供汽化器固定连接在运输装置上；在汽化器里把易燃液体与空气混合形成易燃混合物；将易燃混合物传送到发动机；点燃发动机内的易燃混合物来驱动活塞；把活塞的运动传递到运输装置上。
在此公开的另一个具体实施例中，用于运输装置的车轮可包括包括外圆柱面的轮毂，以及位于外部圆柱面的内燃机。
在此公开的另一个具体实施例中，用于车辆的车轮可包括用于产生易燃混合物的混合装置，混合装置固定连接在车辆上；用于点燃易燃混合物的燃烧装置，燃烧装置转动连接在车辆上。


结合附图对实施例说明如下图1是一个具体车辆(例如自行车)的示意图，它的车轮包括一个轮毂马达。
图2显示了一个轮毂马达的透视图。
图3显示了一个示例的轴组件的透视图。
图4显示了图3中轴组件的正视图。
图5显示了沿图4中面5-5对图3中轴组件剖开的剖视图。
图6显示了图3中轴组件的侧视图。
图7显示了一个盖子的正视图。
图8显示了一个轮毂的透视图。
图9显示了图8中轮毂的正视图。
图10显示了图8中轮毂的俯视图。
图11显示了图8中轮毂的侧视图。
图12显示了沿图10中面12-12对图8中轮毂剖开的剖视图。
图13显示了一个活塞的侧视图。
图14显示了图13中活塞的仰视图。
图15显示了图13中活塞的正视图。
图16显示了一个曲柄臂的侧视图。
图17显示了一个输入组件的透视图。
图18显示了图17中输入组件的正视图。
图19显示了图17中输入组件第一末端的侧视图。
图20显示了图17中输入组件第二末端的侧视图。
图21显示了第一齿轮组件的透视图。
图22显示了图21中第一齿轮组件第一面的侧视图，同时详细示出了一个示例的销制动器。
图23显示了沿图22中面23-23剖开图21中第一齿轮组件的剖视图。
图24显示了图21中第一齿轮组件的侧视图。
图25显示了第二齿轮组件的透视图。
图26显示了图25中第二齿轮组件的侧视图。
图27显示了第三齿轮组件的透视图。
图28显示了图27中第三齿轮组件的正视图，同时详细示出了一个示例的的销制动器。
图29显示了沿图28中面29-29剖开图27中第三齿轮组件的剖视图。
图30显示了图27中第三齿轮组件的侧视图。
图31显示了图27中第三齿轮组件的背视图。
图32显示了一个超速器盖(overdrive cover)的透视图。
图33显示了一个瓦块(pad)的透视图。
图34显示了一个超速器盘和一个起动器盘的透视图。
图35显示了图2中轮毂马达的透视图。
图36显示了图35中轮毂马达移除盖子之后的透视图，其中发动机的一部分用横截面图示出。
图37显示了图35的轮毂马达中所含有组件的一个具体实施例的透视图。
图38显示了图37中带有示例汽化器的组件的侧视图。
图39显示了示例的起动器组件和示例的超速器与图3中示例的轴组件装配的透视图。
图40显示了一个起动器/超速器选择组件装配于图39中示例的轴组件之内的横截面侧视图。
图41显示了一个示例的起动器/超速器选择组件杆的侧视图。
图42显示了一个带有燃料轨(fuel rail)和限制部分(confinedportion)的轮毂马达的侧视图。
图43显示了一个带有图42中燃料导轨的轮毂马达的剖视图。
图44显示了一个回转阀的剖视图。
具体实施例方式
这里将详细说明容纳于车轮(例如前轮14)之内的轮毂马达100。轮毂马达100可被用于许多装置，例如多用途小车，三轮车，自行车，卧式车辆(recumbent vehicle)，迷你运输车辆，独轮手推车，轮椅，脚踏三轮车和其它能够从一个地点移动到另一个地点的装置。需要注意这里提供的说明直接与自行车10有关，但是轮毂马达100可被用在前面提到的任何一种装置或与它们等同的装置。
图1显示的自行车10带有车架12，前车轮14，后车轮16，一对车叉18和一对车把20。车架12带有一个头部(headset)30，可形成为空心的管状。车架12还带有一个后三角架32，包括一个上部构件34和一个下部构架36。上、下部构件34和36形成交点38。后车轮16转动安装在车架12的后三角架交点38上。自行车10通常带有一对曲柄40，其枢轴地安装在车架12上。链条42可转动的将后车轮16与曲柄40相连接。
车叉18可带有第一车叉50和第二车叉60。车叉18还可带有一个顶部70可连接固定第一车叉50和第二车叉60。顶部70可枢轴连接于头部30，从而把车叉18枢轴连接于车架12上。车把20可固定连接于顶部70上；车把20的转动可反映在车叉18上。第一车叉50具有末端52。第一车叉末端52可带有一个安装板54。第二车叉60可带有末端62。第二车叉末端62带有安装板64。
参考图1，前车轮14可在第一车叉安装板54和第二车叉安装板64处转动安装于车叉18上。自行车10沿第一方向D1的移动使前后车轮14，16产生逆时针转动CCW。同样，曲柄40按逆时针方向CCW转动也可使自行车沿D1方向移动。需要注意，使用术语“前”，“后”，“上”，“下”，“顺时针”，“逆时针”，“左”，“右”，等等，仅为说明的目的，这些术语与自行车10或其附图的方向有关。因此，在保持装置功能的基础上，也可采用其他方向。
前车轮14或者后车轮16都可以安装轮毂马达100。需要注意，虽然这里描述和图示的轮毂马达100作为前车轮14的构件，轮毂马达100也同样可以结合在后车轮16或者车辆的其它轮子上。
参考图2，轮毂马达100基本上位于车轮14的中心。轮毂马达100可限定第一轴A1，轮毂马达100和整个车轮14围绕其转动。轮毂马达100可带有轴组件200并绕之转动。
参考图3-6，轴组件200大体为圆柱体，并具有多个部件。轴组件200带有第一端202，以及相对位置的第二端204。第一端202内可带螺纹210。轴组件第一端202在螺纹210的终点可带有第一台肩212。轴组件200还可带有第一表面214，位于第一台肩212和第一突起216之间。第一表面214基本上是圆柱形，并与第一轴A1同心。第一突起216具有第一面218以及相对设置的第二面220，两个面都可从第一轴A1垂直向外扩展。第一面218可朝向第一端202，同时第二面220可朝向第二端204。轴组件200还可带有第二表面230。第二表面230可以起始于第一突起第二面220，终止于第二突起236。第二突起236可从第一轴A1向外径向扩展。第二突起236可具有第一面238和相对设置的第二面240，两个面都可从第一轴A1垂直向外扩展。第一面238朝向第一端202，同时第二面240可朝向第二端204。轴组件200还带有第三表面250。第三表面250可以起始于第二突起第二面240，终止于第二台肩252。第三表面250基本上是圆柱形，并与第一轴A1同心。第二台肩252可从第一轴A1垂直向外扩展，并可朝向第二端204。轴组件200还带有第四表面260。第四表面260可起始于第二台肩252，终止于第三台肩262。第四表面260基本上是圆柱形，并与第一轴A1同心。第三台肩262从第一轴A1垂直向外扩展，并可朝向第二端204。轴组件第二端204内可带有螺纹270。螺纹270可起始于第三台肩262，中止于轴组件200的端部。
参考图5，显示了沿面5-5(图4)对一个具体实施例的轴组件200剖开的剖视图。轴组件200可带有第一空腔280和第二空腔282。空腔280，282在轴组件200中形成为盲孔。第一空腔280可起始于第一端202，延伸至空腔塞284。需要注意空腔塞284可以作为轴组件200的整体构件或者独立构件。第二空腔282可起始于第二端204，延伸至空腔塞284。
参考图6，轴组件200还可带有一对起动器孔286。起动器孔286可包括第一起动器孔288(图4)和第二起动器孔290。起动器孔286可成形于第二表面230内，从而可以实现第二表面230和第二空腔282间的机械连接。轴组件200还带有一对齿轮孔292。齿轮孔292可包括第一齿轮孔294(图4)和第二齿轮孔296。齿轮孔292可成形于第一表面214内，从而可以实现第一表面214和第二空腔282间的机械连接。轴组件200还带有一个超速器盖孔298。超速器盖孔298成形于轴组件200内，且成形于空腔塞284内。轴组件200还可带有多个燃料孔300，例如燃料孔302，304，306，308。燃料孔300可成形于轴组件200内，因此流体可以在第一表面214和第一空腔280间导通。
参考图4，轴组件200内还带有第一起动器座310和第二起动器座320。第一起动器座310形成为圆柱孔，同时限定第二轴A2，第二轴A2可与第一轴A1平行。第二起动器座320形成为圆柱孔，同时限定第三轴A3，第三轴A3可与第一轴A1和第二轴A2平行。起动器座310，320可成形穿过第一突起216和第二突起236。另外，起动器座310，320形成在第三表面250所限定的部分之中，但不是完全贯通该部分。
参考图2，轮毂马达100带有一对盖子350。盖子350可包括第一盖板352和第二盖板372(图7)。第一盖板352呈圆盘形，并具有大体为圆形的周边354。第一盖板352可带有第一面356和相对设置的第二面358。圆周边354，第一面356和第二面358限定了第一盖板352类似圆盘的外形。第一盖板352内可形成轴承座，例如第一轴承座360。第一轴承座360可位于第一盖板352的中心。第一盖板352可带有第二轴承座362和第三轴承座364。第二轴承座362可形成于离第一轴承座360的第一间距D1(图35)处。在一个具体实施例中，第一间距D1可大约为2.88英寸。第三轴承座364可形成于离第一轴承座360的第二间距D2(图35)处。在一个具体实施例中，第二间距D2可为大约2.75英寸。另外，轴承座360，362，364可形成为穿过第一盖板352的孔，从而从第一面356延伸至第二面358。第一盖板352还可带有多个连接孔366，例如第一连接孔368。第一连接孔368可与轴承座360，362，364位于同一条直线上。
参考图7，第二盖板372呈圆盘外形，并具有大体为圆形的周边374。第二盖板372可带有第一面376和相对设置的第二面378(图38)。圆周边374，第一面376和第二面378可以限定第二盖板372类似圆盘的外形。第二盖板372内形成有轴承座，例如第四轴承座380。第四轴承座380可位于第二盖板372的中心。第二盖板372可带有第五轴承座382和第六轴承座384。第五轴承座382可形成于离第四轴承座380的第三间距D3处。在一个具体实施例中，第三间距D3可为大约2.88英寸。第六轴承座384可形成于离第四轴承座380的第四间距D4处。在一个具体的实施例中，第四间距D4处可为大约2.75英寸。另外，轴承座380，382，384形成为穿过第二盖板372的孔，从而从第一面376延伸至第二面378。第二盖板372还可带有多个连接孔386，例如第一连接孔388。第一连接孔388可与轴轴承座380，382，384位于同一条直线上。
参考图8-12，轮毂马达100可带有一个轮毂400。轮毂400可限定第四轴A4。轮毂400具有与第四轴同心设置的普通圆柱形构件402。圆柱形构件402可包括外圆柱面403和相对设置的内圆柱面405。参考图8，轮毂400可带有第一面404和相对设置的第二面406。圆柱形构件402可通常成形于第一面404和第二面406之间。轮毂第一面404可带有多个辐条孔410，例如辐条孔412，414，416，418。辐条孔410可离第四轴A4等距形成，且互相之间间距相等。轮毂第二面406可带有多个辐条孔420，例如辐条孔422，424，426，428。辐条孔420可离第四轴A4等距成形，且互相之间间距相等。
继续参考图8，轮毂400还可带有第一凸缘440以及相对设置的第二凸缘480。
参考图9，第一凸缘440可在圆柱形构件402的内表面成形突起。第一凸缘440带有第一面442，相对设置的第二面444(图8)和一个边446。第一凸缘440可带有形成于第一面442内的凹槽450。第一凸缘440可带有多个螺孔460，例如螺孔462，464，466。螺孔460可离第四轴A4等距成形，且互相之间间距相等。
参考图8，第二凸缘480可在圆柱形构件402的内表面形成突起。第二凸缘480带有第一面482，相对设置的第二面484和一个边486。第二凸缘480可带有形成于第一面482内的凹槽490(图12)。第二凸缘480可带有多个螺孔492，例如螺孔494，496，498。螺孔492可离第四轴A4等距成形，且互相之间间距相等。
参考图10，轮毂400可带有发动机500。虽然这里图示和说明的发动机500是两冲程发动机，但是需要说明也可使用另外类型的发动机。其它类型的发动机包括，且并不仅限于，柴油发动机，转式发动机和四冲程发动机。当使用四冲程发动机时，至少需要开动两个阀用于控制燃烧气体和废气的流动。发动机500可形成于圆柱形构件402的外表面上。发动机500可直接成形于圆柱形构件402上，或者可拆卸地连接其上。发动机500可位于外圆柱面403上；这种放置可使发动机500暴露于空气(从那里流动经过)中，从而冷却发动机500。发动机500可具有燃烧室530(图12)，该燃烧室形成为圆柱形504且一端封闭。发动机500的封闭端在这里用顶盖(head)502表示。发动机顶盖502可带有螺孔508用于接收火花塞510(图2)。
参考图11，发动机的圆柱形504可限定第五轴A5。在一个具体实施例中，第五轴A5可与第四轴A4垂直。发动机的圆柱形504可带有多个翅片(fin)520，例如翅片522，524。翅片520可成形于发动机的圆柱形504上。
参考图12，发动机燃烧室530可带有进气口532和排气口534(图11)。在一个具体实施例中，进气口532和排气口534(图11)可按典型两冲程发动机的方式设计。轮毂马达100还可带有消音器536(图2)。消音器536可连接于发动机排气口534。在一个具体实施例中，排气口534可被设计为使其限定一个基本上很长的腔体径向“包裹”围绕轮毂圆柱形构件402。
参考图12，轮毂400可带有平衡块550。平衡块550可成形于轮毂圆柱形构件402的外表面。平衡块550可带有第一面552以及相对设置的第二面554。平衡块550还可带有径向构件556。径向构件556可连接于第一面552和第二面554。在一个具体实施例中，平衡块550可移除的连接于轮毂圆柱形构件402。参考图9，平衡块550可限定第五间距D5，第五间距D5可为径向构件556的曲率半径。在一个具体实施例中，第五间距D5可为大约5.0英寸。径向构件556(具有第五间距D5的半径)限定的顶点可位于离由第四轴A4限定的轮毂400的中心的第六间距D6上。在一个具体实施例中，第六间距D6可为大约2.75英寸。参考图12，平衡块550也可限定第七间距D7，第七间距D7可为平衡块第一面552和第二面554内表面间的距离。在一个具体实施例中，第七间距D7可为大约0.50英寸。
参考图13-15，轮毂马达100可带有活塞600。活塞600可带有头部602和裙部604。活塞600可限定位于裙部604的中心的第六轴A6。头部602可整体成形于裙部604。裙部604可带有靠近活塞600的头部602形成的凹槽606。活塞600还可带有马蹄钳栓孔(clevis pinhole)610延伸通过其中。参考图14，马蹄钳栓孔610可限定第七轴A7。在一个具体实施例中，第七轴A7可与第六轴A6垂直。活塞600还可带有一个排气叶片(exhaust vane)620以及相对设置的进气叶片(imakevane)622(图15)。排气进气叶片620，622可成形于裙部604上，处于相对头部602的位置上。活塞600还可带有第一稳定器(stabilizer)630以及相对设置的第二稳定器632。稳定器630，632可成形于裙部604上，处于相对头部602的位置上。
参考图16，轮毂马达100可带有曲柄臂650。曲柄臂650可带有第一孔652和处于相对位置的第二孔654。第一孔652离第二孔654的距离为第十三间距D13。在一个具体实施例中，第十三间距D13可为大约2.0英寸。
参考图17-20，轮毂马达100可带有输入组件700。输入组件700可带有曲轴702，曲轴702可包括第一段704和第二段706。曲轴第一段704可通过曲柄组件720与曲轴第二段706分开(但互相机械相连)。曲柄组件700可包括第一曲柄722和第二曲柄724。曲柄组件700还可包括曲柄销730。第一曲柄722可连接于，或者整体成形于曲柄第一段704上。曲柄销730可连接于，或者整体成形于第一曲柄722。第二曲柄724可连接于，或者整体成形于曲柄销730。曲轴第二段706可连接于，或者整体成形于第二曲柄724。参考图18，曲轴702可限定位于其中心的第八轴A8。曲柄销730可限定位于其中心的第九轴A9。在一个具体实施例中，第八轴A8可与第九轴A9平行，相距第八间距D8。在一个具体实施例中，第八间距D8可为大约0.375英寸。参考图19，输入组件700可带有第一齿轮740。第一齿轮740可带有多个成形于其最外周边的轮齿742。第一齿轮740可连接于曲柄第一段704。在一个具体实施例中，第一齿轮740可为直齿轮，具有二十度压力角和每英寸12轮齿的径节。齿轮740的有效直径可为1英寸。参考图20，输入组件第二曲柄724可带有盲孔750。盲孔750为形成在输入组件第二曲柄724内的盲孔。
参考图21，轮毂马达100可带有第一齿轮组件800。第一齿轮组件800可限定第十轴A10。第一齿轮组件800可带有第二齿轮810和第三齿轮860。第二齿轮810可带有第一面812以及相对设置上的第二面814。第二齿轮810可带有多个成形于其最外面周边的轮齿816。
参考图22，第二齿轮第一表面812可带有超越离合器820。超越离合器820可带有内轴承面822。在一个具体实施例中，内轴承面822可以基本上形成圆柱形的外形，并距离第十轴10等距。内轴承面822可被多个销制动器(pin detent)830(例如销制动器832)所隔断。销制动器832可带有第一端834以及相对位置上的第二端836。销制动器第一端834可限定第九间距D9。销制动器第二端836可限定第十间距D10。在一个具体实施例中，第九间距D9可大于第十间距D10；需要注意第九间距D9和第十间距D10之间的关系可被对调，这取决于根据车轮16的转动方向所必须的超越特征。在一个具体实施例中，第九间距D9可为大约0.135英寸，第十间距D10可为大约0.110英寸。超越离合器820可带有轴承面840；轴承面840基本上与第十轴A10垂直。参考图23，第一齿轮组件800可带有形成于第二齿轮第二面814上的突起850。突起850可带有第一面852以及相对设置的第二面854。另外，突起850可带有一个穿过其的孔856。突起第一面852可位于和超越离合器轴承面840和第二齿轮第二面814相同的面上。在一个具体实施例中，第二齿轮810可为直齿轮，具有二十度压力角和每英寸12轮齿的径节；第二齿轮810的有效直径可为4.75英寸。
参考图23和24。第三齿轮860可带有第一面862以及相对位置上的第二面864。第三齿轮860可带有多个位于其最外面周边的轮齿866。第三齿轮860还可带有从其中穿过的孔868(图23)。在一个具体实施例中，第三齿轮第一面862可位于和第一齿轮组件突起第二面854相同的面上。在一个具体实施例中，出于制造考虑，第三齿轮860可压配合于形成在第二齿轮810上的突起(未示出)上。在一个具体实施例中，第三齿轮860可为一个直齿轮，有二十度压力角和每英寸12轮齿的径节；第三齿轮860的有效直径可为一英寸。
参考图22，第一齿轮组件800可带有多个孔890，例如孔892，894。多个孔890可以减少第一齿轮组件800的总重量。
参考图25和26，轮毂马达100可带有第二齿轮组件900。第二齿轮组件900可带有轴902，并限定了第十一轴A11。第二齿轮组件900还带有第四齿轮910和第五齿轮930。第四齿轮910可带有第一面912以及相对位置上的第二面914。第四齿轮910可带有多个成形于其最外周边的轮齿916。第四齿轮910可通过以下多种方式中的任意一种连接固定在轴902上，例如使用紧定螺钉(未示出)或者使用压配合。在一个具体实施例中，第四齿轮910可为一个直齿轮，有二十度压力角和每英寸12轮齿的径节；第四齿轮910的有效直径可为大约4.50英寸。
参考图25，第二齿轮组件第四齿轮910可带有多个孔918，例如孔920，922。多个孔918可以减少第二齿轮组件900的总重量。
参考图26，第二齿轮组件第五齿轮930可带有第一面932以及相对设置的第二面934。第五齿轮930可带有多个成形于其最外面周边的轮齿936。第五齿轮930可通过以下多种方式中的任意一种连接固定在齿轮轴902上，例如使用紧定螺钉(未示出)或者使用压配合。在一个具体实施例中，第五齿轮930可为直齿轮，有二十度压力角和每英寸12轮齿的径节；第五齿轮930的有效直径可为一英寸。
参考图27-31，轮毂马达100可带有第三齿轮组件1000。第三齿轮组件1000可限定第十二轴A12。第三齿轮组件1000可带有第六齿轮1010。第六齿轮1010可带有第一面1012以及相对位置上的第二面1014。第六齿轮1010可带有多个成形于其最外面周边的轮齿1016。参考图28，第六齿轮第一面1012可带有超越离合器1020。超越离合器1020可带有内轴承面1022。在一个具体实施例中，内轴承面1022可以基本上形成一个圆柱形外形，并离第十二轴A12等距。内轴承面1022可被多个销制动器1030(例如销制动器1032)所隔断。销制动器1032可带有第一端1034以及相对位置上的第二端1036。销制动器第一端1034可限定第十一间距D11。销制动器第二端1036可限定第十二间距D12。在一个具体实施例中，第十一间距D11可大于十二间距D12；需要注意第十一间距D11和第十二间距D12之间的关系可被对调，这取决于所需的超越特征。在一个具体实施例中，第十一间距D11可为大约0.135英寸，第十二间距D12可为大约0.110英寸。
参考图29，第三齿轮组件可带有起动器突起1040。起动器突起1040可具有圆柱形外形，并限定了内表面1042和外表面1044。起动器突起1040还带有第一面1046以及相对位置上的第二面1048。起动器突起1040可成形于第三齿轮组件1000上，使得起动器突起第二表面1048与第六齿轮第一表面1012处于同一面上。另外，起动器突起内表面1042可以基本上形成圆柱形，并离第十二轴A12等距。起动器突起1040可带有螺孔1060，从外表面1044延伸至内表面1042。在一个具体实施例中，第六齿轮1010可为直齿轮，有二十度压力角和每英寸12轮齿的径节；第六齿轮1010的有效直径可为4.50英寸。
参考图31，第三齿轮组件1000可带有多个孔1018。这些多个孔1018可减轻第三齿轮组件1000的总重量。
参考图32，轮毂马达100可带有超速器盖1100。超速器盖1100可限定第十三轴A13。超速器盖1100可带有第一面1102以及相对位置上的第二面1104。超速器盖1100可带有位于中心的中心孔1110，从第一面1102延伸至第二面1104。超速器盖中心孔1110可以基本上形成圆柱形，并离第十三轴A13等距。超速器盖1100还可带有连接孔1120。连接孔1120可成形于第一面1102和第二面1104之间。连接孔1120也可具有螺纹段，用于接收紧定螺钉(未示出)。超速器盖1100可带有第一柱杆1130和第二柱杆1140。第一柱杆1130可成形于第二面1104上。第一柱杆1130可以基本上形成圆柱体的外形，并限定了一个中心轴与第十三轴A13平行。第二柱杆1140可成形于第二面1104上。第二柱杆1140可以基本上形成圆柱体的外形，并限定了一个中心轴与第十三轴A13平行。
参考图33，轮毂马达100可带有多个瓦块1150，例如瓦块1152。虽然这里只说明了瓦块1152，但是需要注明瓦块1152可以基本上与多个瓦块1150类似。瓦块1152可带有第一面1154以及相对位置上的第二面1156。瓦块1152还可带有内表面1160和外表面1162。瓦块1152可带有连接孔1158。连接孔1158可形成于瓦块1152内，从第一面1154延伸至第二面1156。另外，连接孔1158可限定一个中心轴，可基本上与内外表面1160，1162平行。
参考图34，轮毂马达100可带有超速器盘(overdrive disk)1200。超速器盘1200可限定第十四轴A14。超速器盘1200可带有第一面1202以及相对位置上的第二面1204。超速器盘1200还可带有内表面1206以及相对位置上的外表面1208。超速器盘内外表面1206，1208可以基本上形成圆柱形，分别与第十四轴A14等距。
继续参考图34，轮毂马达100还可带有起动器盘(starter disk)1250(基本上与超速器盘1200类似)。起动器盘1250可限定第十五轴A15。起动器盘1250可带有第一面1252以及相对位置上的第二面1254。起动器盘1250还可带有内表面1256以及相对位置上的外表面1258。起动器盘内外表面1256，1258可以基本上形成圆柱形，并分别与第十五轴A15等距。需要注意虽然起动器盘1250和超速器盘1200可具有相似外形，它们实际的尺寸可根据需要进行调整。
在介绍轮毂马达100一个实施例的具体构件之后，下面将提供一个具体组件的说明。
参考图35，轮毂马达100可被设计成能使第一盖板352通过第一轴承110转动连接于轴组件200上。第一轴承110可靠近第一轴承座360和轴组件第一表面214(图3)。第二盖板372可通过第二轴承112(图7)转动连接于轴组件200上。第二轴承112可被插入第二顶盖第一轴承座380(图7)和轴组件第四表面260(图3)中。继续参考图35，轮毂400可通过螺钉(未示出)固定连接于盖子350。第一盖板352可通过多个连接孔366和多个轮毂孔460(图9)用螺钉连接于轮毂400上。第二盖板372可通过多个连接孔386和多个轮毂孔492(图8)用螺钉连接于轮毂400上。把轮毂400连接于盖子350上使得轮毂400围绕轴组件200转动。这里需要注意盖子350可通过连接使得轴承座(例如第一顶盖轴承组件360，362，364和第二顶盖轴承组件380，382，384)与第五轴A5处于同一条线上(图9)继续参考图35，轮毂马达100可通过转动连接输入组件700于盖子350进一步组装。输入组件700可通过第三轴承114转动连接于第一盖板352上。第三轴承114可与第二轴承座362和曲柄组件第一段704(图17)相邻。输入组件700可通过第四轴承116(图38)转动连接于第二盖板372。第四轴承116可与第二轴承座382(图7)和曲柄组件第二段706(图17)相邻。
继续参考图35，轮毂马达100还可通过转动连接第二齿轮组件900于盖子350而进一步组装。第二齿轮组件900可通过第五轴承118转动连接于第一盖板352。第五轴承118可与第三轴承座364和第二齿轮组件轴902(图25)相邻。第二齿轮组件900可通过第六轴承120(图38)转动连接于第二盖板372。第六轴承120可与第三轴承座384和第二齿轮组件轴902相邻。
参考图36，将通过图示移除盖子350后的组件进一步说明轮毂马达100具体的组件。如图所示，轴组件200带有一个中心构件，所有组件均围之转动(除了当第三齿轮组件和/或第一齿轮组件与轴组件200传动啮合时的传动状态，这种状况将在后面进行说明)。对轮毂马达100具体装配的说明可由活塞600开始，到轴组件200而完成装配。可装配活塞600使得裙部604与发动机圆柱形燃烧室530滑动接触。可装配活塞600使得头部602可与发动机顶盖502活动相邻。活塞600可装配于发动机500内使得排气叶片620(图13)可滑过发动机排气口534(图11)。活塞600还可装配于发动机500内使得进气口叶片622(图15)可滑过发动机进气口532(图11)。活塞600还可装配于发动机500内使得活塞第七轴A7(图15)基本上与轴第四轴A4(图12)平行。活塞600还可装配于发动机500内使得活塞第六轴A6(图15)基本上于轮毂第五轴A5(图12)平行。另外，一个垫圈(ring)(未示出)可安装在活塞凹槽606上(图13)。
参考图37，轮毂马达100还可通过连接曲柄臂650于活塞600进一步组装。曲柄臂650可经由马蹄钳栓(未示出)组装于活塞600上。马蹄钳栓可连接马蹄钳栓孔610和曲柄臂第一孔652(图16)。这种曲柄臂650到活塞600的连接使得曲柄臂650枢轴连接于活塞第七轴A7。
继续参考图37，轮毂马达100还可通过连接曲柄臂650于输入组件700进一步组装。这种曲柄臂650到输入组件700的连接可为枢轴连接。曲柄臂第二孔654(图16)可与曲柄销730接触(图17)。这种曲柄臂650到输入组件700的连接可使曲柄臂650枢轴连接于输入组件第九轴A9(图18)。
轮毂马达100的结构可使输入组件第一齿轮740传动连接于第一齿轮组件第二齿轮810。这种结构可使输入组件700的转动经由第一齿轮轮齿742和第二齿轮轮齿816传递到第一齿轮组件800。
轮毂马达100还可通过转动连接第一齿轮组件800于轴组件200上进一步组装。如图37所示，第一齿轮组件800和轴组件200的配合可使第一齿轮组件突起孔856(图23)和第一齿轮组件第三齿轮孔866(图23)接触轴组件第一表面214。第一齿轮组件800可与轴组件200配合使得第一齿轮组件第三齿轮第二面864(图21)紧邻轴组件第一突起第一面218(图3)。
参考图38，轮毂马达100还可进一步组装使得第二齿轮组件900与第一齿轮组件800传动连接。这种传动连接可通过定位第一齿轮组件第三齿轮860使之与第二齿轮组件第四齿轮910接触来完成。这种第三齿轮860和第四齿轮910间的接触可通过第三齿轮轮齿866与第四齿轮轮齿916接触产生。这种轮齿866，916之间的接触可使第一齿轮组件800与第二齿轮组件900传动连接。
继续参考图38，轮毂马达100还可进一步组装使得第三齿轮组件1000与第二齿轮组件900传动连接。这种传动连接可通过定位第二齿轮组件第四齿轮930使之与第三齿轮组件第五齿轮1010接触来完成。这种第四齿轮930和第五齿轮1010间的接触可通过第四齿轮轮齿936与第五齿轮轮齿1016接触产生。这种轮齿936，1016之间的接触可使第二齿轮组件900与第三齿轮组件1000传动连接。
轮毂马达100还可通过转动连接第三齿轮组件1000于轴组件200上进一步组装。如图38所示，第三齿轮组件1000与轴组件200的配合可导致第三齿轮组件内轴承表面1022(图28)接触轴组件第三表面250(图3)。
第三齿轮组件1000可与轴组件200配合使得第三齿轮组件销凸缘(pin flange)1038(图28)基本上与轴组件第三台肩262(图3)共面。另外，起动器突起第二面1048(图29)可与轴组件第二突起第二面240(图3)共面。第三齿轮组件1000可通过起动器盘1250(图34)转动连接于轴组件200。可装配起动器盘1250使得起动器盘外表面1258接触第三齿轮组件起动器突起内表面1042(图29)。起动器盘1250还可进一步装配使得起动器盘第二表面1254(图29)接触轴组件第二突起第一面238(图3)。起动器盘1250可通过紧定螺钉(未示出)插入通过第三齿轮组件螺孔1060固定连接于第三齿轮组件1000。紧定螺钉可被紧固使得起动器盘1250不能相对第三齿轮组件1000转动。起动器盘1250可使第三齿轮组件1000相对于第一轴A1转动连接于轴组件200，同时限制沿第一轴A1不一致的移动。
参考图37，第一齿轮组件超越离合器820可通过把多个销824定位于多个销制动器830内进行装配，例如销826定位于销制动器832内。这里的说明指的是单个销826和销制动器832，需要注意这些说明也适用于描述多个销824和销制动器830。销826可定位于销制动器832内使得销826卡在销制动器832和超速器盘1200之间。需要注意，在一个具体实施例中，超速器盘第一面1202可与第一齿轮组件第一面812相邻定位。这种超速器盘1200与第一齿轮组件800的相邻布局可使超速器盘外表面1208与第一齿轮组件内轴承表面822滑动相邻。另外，这种相邻布置也可定位超速器盘第二面1204(图34)与第一齿轮组件轴承面840(图22)相邻。如果销826定位靠近销制动器第二端836，销826的这种被卡住的布置可使销施加接触力于销制动器832和超速器盘外表面1208上。然而，如果销826定位靠近销制动器第一端834，销826不会对销制动器832和超速器盘外表面1208施加很大力。在一个具体实例中，组件可带有一个小弹簧(未示出)促使销826远离销制动器第一端834。对于本专业技术人员来说显而易见，超越离合器820允许当在一个方向上转动时第一齿轮组件800和超速器盘1200之间的转动，但是禁止当在相反方向上转动时的转动。
参考图39，轮毂马达100还可进一步组装带有一个超速器1270。超速器1270可通过在轴组件200和超速器盘1200之间安装一对瓦块1272来进行组装。这里需要注意只提供了安装一个瓦块的装配，应该理解第二个瓦块也可按相似方法装配。瓦块1152可与第一齿轮组件800和超速器盘1200配合，使得瓦块第一面1154(图33)可与第一齿轮组件轴承面840(图22)相邻。另外，瓦块内表面1160可于轴组件第一表面214相邻，瓦块外表面1162可与超越离合器820的内表面相邻。
继续参考图39，超速器1270还可通过安装超速器盖1100用于卡住销824和瓦块1272来进一步组装。超速器盖1100可被定位使其中心孔1110接触轴组件第一表面214。超速器盖1100可被定位使超速器盖第二面1104接触超速器盘第一面1202，第一齿轮组件第一面812(图37)和瓦块第二面1156。另外，超速器盖第一柱杆1130可与瓦块孔1158接触。这对瓦块1272的第二个瓦块可通过超速器盖第二柱杆1140以相似方法被卡住。超速器盖1100可位于轴组件200之上使得超速器盖连接孔1120与轴组件超速器盖孔298排成一行。一个连接销(未示出)可被放入超速器盖连接孔1120之内，并穿过轴组件超速器盖孔298定位，用于固定超速器盖1100和与之相连的所有部件。这个连接销可通过一对拧入超速器盖连接孔1120内的紧定螺钉(未示出)来固定就位。
继续参考图39，第三齿轮组件超越离合器1020可通过把多个销1024定位于多个销制动器1030(图29)内进行装配，例如销1026定位于销制动器1032内。这里的说明指的是单个销1026和销制动器1032(图18)，但需要注意，这些说明也适用于描述多个销1024和销制动器1030。销1026可定位于销制动器1032(图29)内，使得销1026卡在销制动器1032和销凸缘1038(图29)之间。销1026还被轴组件第二突起第二面240(图3)和轴组件第三表面250所卡住。销1026的这种被卡住的定位可使第三齿轮组件内轴承表面1022(图28)转动地滑动接触于轴组件第三表面250。如果销1026定位靠近销制动器第二端1036，销1026的这种被卡住的定位可使销施加接触力于销制动器1032(图28)和轴组件第三表面250(图3)。然而，如果销1026定位靠近销制动器第一面1034(图28)，销1026不会施加很大力于销制动器1032和轴组件第三表面250上。在一个具体实例中，组件可带有一个小弹簧(未示出)促使销1026远离销制动器第一端1034。对于本专业技术人员来说显而易见，超越离合器1020允许当在一个方向上转动时第三齿轮组件1000和轴组件200之间的转动，但是禁止当在相反方向上转动时的转动。
继续参考图39，轮毂马达100还可通过在轴组件200和起动器盘1250之间安装起动器1300来进一步组装。起动器1300可带有一对瓦块1302，例如瓦块1304。这里需要注意，瓦块1304可基本上与瓦块1152相似。需要注明这里提供了一个瓦块1304的装配(在此也用瓦块1152来表示)，应该理解可按照相似的方法装配第二瓦块。瓦块1152可位于起动器盘1250和轴组件200之间，使得瓦块外表面1162可与起动器盘内表面1256相邻。另外，瓦块内表面1160(图33)可与轴组件第二表面230(图3)相邻。这种定位可使瓦块第一面1154(图33)与轴组件第二突起第一面238(图3)相邻。这种定位也可使瓦块第二面1156与轴组件第一突起第二面220(图3)相邻。此外，瓦块1152可通过一个起动器销(未示出)铰接于轴组件200上。起动器销可位于第一起动器座310(图4)和瓦块孔1158(图33)内。这种铰接可允许瓦块外表面1162远离第一轴A1的运动，但是不允许瓦块1152绕第一轴A1的转动。
参考图40，轮毂马达100可带有一个起动器/超速器选择组件1350。起动器/超速器选择组件1350可用来启动起动器瓦块1302和/或超速器瓦块1272。起动器/超速器选择组件1350可带有一个杆1360。参考图41，杆1360可限定第十六轴A16。杆1360可限定第一末端1362以及相对位置上的第二末端1364。杆1360基本上具有被表面1366限定的圆柱体外形，杆表面1366可带有成形于其上的部件。杆1360可带有第一滑道(ramp)1370和第二滑道1380。第一滑道1370可形成于杆表面1366，稍微靠近第二末端1364。第二滑道1380可形成于杆表面1366上，并位于第一滑道1370和第二末端1362之间。第一滑道1370可带有第一表面1372和第二表面1374。第一表面1372基本上具有圆柱体的外形，并可与第十六轴A16平行。第二表面1374基本上形成部分的圆锥体，圆锥体的顶点可在第十六轴A16上。锥形第二表面1374较小一端可与第一表面1372相交。锥形第二表面1374较大一端可与杆表面1366相交。
第二滑道1380可带有第一表面1382和第二表面1384。第一表面1382可基本上具有圆柱体的外形，并可与第十六轴A16平行。第二表面1384可以基本上形成部分的圆锥体，圆锥体的顶点可在第十六轴A16上。锥形第二表面1384较小一端可与第一表面1382相交。锥形第二表面1384较大一端可与杆表面1366相交。杆1366还可带有一个连接头1390靠近第一末端1362形成。
参考图40，起动器/超速器选择组件1350还可带有缆索1394。缆索1394可连接在杆连接头1390和选择器1400上(图1)。起动器/超速器选择组件1350可带有一对起动器致动球1410和一对超速器致动球1412。另外，起动器/超速器选择组件1350可带有一个复位弹簧1392(图40)。起动器/超速器选择组件1350可通过把杆1360置入轴组件第二空腔282之内与轴组件200进行装配。起动器致动球1410可置于起动器孔286内。起动器致动球1410可被起动器孔286，杆第一滑道第一表面1372(图41)和一对起动器瓦块1300所卡住。超速器致动球1412可置于齿轮孔292之内。第二对致动球1412可被齿轮孔292，杆第二滑道第一表面1382(图41)和一对超速器瓦块1272所卡住。复位弹簧可推动杆1360使得杆第二末端1364(图41)靠近空腔塞284。当杆1360被复位弹簧1392推动时，起动器/超速器选择组件1350可被置于第一状态。在第一状态中，第一滑道第一表面1372可与起动器孔286相邻。在第一滑道第一表面1372与起动器孔286相邻的情况下，起动器致动球1410可处于不受压力状态。因此，起动器瓦块1300可不对第三齿轮组件起动器盘1350(图39)施加很大力。在第一状态中，第二滑道第一表面1382可与齿轮孔292相邻。在第二滑道第一表面1382与齿轮孔292相邻的情况下，超速器致动球1412可处于不受压力状态。因此，超速器瓦块1272对超速器盘1200不施加很大力。
当杆1360被缆索1394推动，起动器/超速器选择组件1350可被置于第二状态。在此第二状态中，第一滑道第二表面1374(图41)可与起动器孔286相邻。在第一滑道第二表面1374与起动器孔286相邻的情况下，起动器致动球1410可处于受压力状态。因此起动器瓦块1300可施力于第三齿轮组件起动器盘1250(图39)上。在此第二状态中，第二滑道第二表面1384可与第二齿轮孔292相邻。随着第二滑道第二表面1384与第二齿轮孔292相邻，超速器致动球1412可处于受压力状态。因此，超速器垫板1272可对超速器盘1200(图39)施加很大力。这里需要注意，在一个具体实施例中，当轮毂马达100处于第二状态时，第三齿轮组件1000可固定连接(也就是不能转动)于轴组件200。另外，在此第二状态中，超速器盘1200可固定连接(也就是不能转动)于轴组件200。
参考图38，轮毂马达100可带有汽化器1500。汽化器1500可是多种汽化器中的任意一种，例如，隔膜汽化器，针阀调节喷嘴汽化器，或者其它为本领域技术人员所熟知的配量装置(metering device)。如图38所示，针阀调节喷嘴汽化器1500可带有连接部1502(例如螺纹)用于连接固定汽化器1500于轴组件200(这里需要注意轴组件200固定连接于自行车10，因此汽化器1500固定连接于自行车10)。汽化器1500还可带有以个通风道(air passage)1510。通风道1510可开始于进气口1512。通风道进气口1512可连接于空气过滤器1514。过滤器1514可带有一个出口，用于连接内部通道1516。内部通道1516可连接于混合区域1518。混合区域1518可连接于单向阀1530，例如簧片阀。单向阀1530可连接于螺纹连接部1502。
继续参考图38，汽化器1500还可带有一个流体通道1540。流体通道1540开始于进气口1542。流体通道进气口1542可连接于一个喷嘴1544。喷嘴1544可设计位于混合区域1518内。需要注意汽化器1500构件之间的连接在这里可用互相“流体导通”表示。如此所用，术语“流体导通”表示空气和/或流体可在两个区域(例如发动机可与汽化器流体导通)内传输。汽化器还可带有节流板1550。节流板1550可设计使空气穿过通风道1510的流动能被选择控制。这种对通风道1510的选择控制可通过一个节流阀索(throttle cable)1560来实现，节流板1550连接于节流阀索1560上。节流阀索1560可连接于节流阀握把1564(图1)。
参考图1，轮毂马达100还可带有燃料罐1600。燃料罐1600可通过燃料管路1602连接于流体通道入口1542(图38)。
参考图38，在介绍了汽化器1500的具体构件之后，这里将说明燃料从燃料罐1600到发动机500的传输。燃料，例如汽油，氢气，乙醇，丙烷等，可储存在燃料罐1600内。燃料可从燃料罐1600通过燃料管路1602流入流体通道入口1542。当进入到流体通道入口1542后，燃料可流往喷嘴1544。在喷嘴1544，燃料可与穿越通风道1510进入混合区域1518的空气混合。需要注意空气可被过滤器1514净化除去其中任何污染物。这种空气和燃料的混合物在混合区域1518内产生一种易燃空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在这里也可指易燃混合物，易燃气，或者其它等同描述的易燃的混合物。
在稍后将描述的过程中，易燃混合物可从混合区域1518流经单向阀1530，穿越螺纹连接部1502进入轴组件200。易燃混合物可从轴组件第一末端202流经第一空腔280进入燃料孔300。一旦易燃混合物到达燃料孔300，混合物可进入轮毂马达100的内部102。
参考图36，轮毂马达内部102基本上可被定义为被盖子350和轮毂400所封闭的轮毂马达100的区域。需要注意这个内部102可基本上是气密的，可在其中施加压力并被保留一段时间。另外，这个内部可设计使其可基本维持真空或压力。一对O型圈(未示出)可被置于轮毂第一凸缘凹槽450和轮毂第二凸缘凹槽590内。这个内部102可接收从汽化器1500通过燃料孔300来的易燃混合物。该易燃混合物可在整个内部分散，从而在燃烧室进气口532(图12)处“可获得(available)”。需要注意这里使用的术语“可获得”，当指易燃混合物时，可表示易燃混合物达到一定基本量，可以对发动机500进行适宜的操作。
轮毂马达100可带有点火系统1650。虽然点火系统被本领域技术人员所熟知，但是这里将描述一个特殊的实施例。需要注意这个具体的实施例只为达到说明的目的，可以根据执行目的对其进行修改和替代。点火系统1650可为霍尔效应(Hall Effect)类型，其中一个控制器监视发动机的运行，并相应调整火花塞510的火花。点火系统1650接收活塞600位于发动机最上端的输入(也就是说，易燃介质被完全压缩)。这种输入可带有一个机械点(mechanical point)或者霍尔效应装置，感知位于输入组件第二曲柄盲孔750(图20)磁体的存在。点火系统1650向火花塞510传送电力，点燃燃烧室530内含的易燃介质。作为点火系统1650的一部分，电力可通过电池组，交流发电机或者磁发电机供给。
参考图2，车轮14可通过轮毂马达100与轮圈130，轮胎132，管134和多根辐条136(例如辐条138，140)装配而成。多根辐条136可被用来连接轮圈130于轮毂400。这种轮圈130与轮毂400的连接可通过将辐条136交替穿过轮毂辐条孔410，420来完成。需要注意如果发动机500阻碍了辐条136，那么可在发动机500上提供辐条间隙凹槽。车轮14可通过固定连接轴组件200于车叉18而转动连接于自行车10。轴组件200和车叉18的固定连接可采用螺母(未示出)完成。第一螺母可连接轴组件第一末端202于第一车叉末端安装板54上。第二螺母可连接轴组件第二末端204于第二车叉末端安装板64上。
下面将介绍轮毂马达100的具体操作。这种操作可能会带来多种状态，例如停止状态，起动状态，空转状态和运转状态。工作状态可至少包括第一状态和第二状态。
下面介绍轮毂马达100的停止状态。在这种停止状态中，轮毂马达100不消耗任何燃料。在这种状态下，第三齿轮组件超越离合器1020和第一齿轮组件超越离合器820可使轮毂马达100“超越”轴组件200。这里使用的术语“超越”可被定义为一个状态，其中允许第一构件围绕第二构件自由转动。在第三齿轮组件超越离合器1020中，第三齿轮组件1000可绕轴组件200自由转动(也就是，第三齿轮组件1000超越轴组件200)。在第一齿轮组件超越离合器820中，第一齿轮组件800可绕轴组件200自由转动。在这种停止状态中，自行车10可通过踏动曲柄40被用作常规运输装置，同时轮毂马达100对向前的运动不施加任何力。
下面介绍轮毂马达100的起动状态。当使用者希望轮毂马达100从停止状态进入空转和/或运行状态时，起动发动机500的过程发生。假定自行车10按第一方向D1运动(图1)，在起动状态中，起动器/超速器选择组件1350被启用(在前面用起动器/超速器选择组件第二状态表示)。启用起动器/超速器选择组件1350可以导致杆1360将一对起动器致动球1410移位，使之远离第一轴A1。起动器致动球1410的移位可使得起动器瓦块1302阻止第三齿轮组件1000相对轴组件200的转动。这种第三齿轮组件1000相对轴组件200的不转动在这里也可用固定连接第三齿轮组件1000于轴组件200来表示。这种连接可引起轮毂马达100的转动从而带动活塞600运动。这种活塞的运动可引起活塞600在发动机500内沿第五轴A5往复运动。通过在发动机500的往复运动，活塞压缩发动机500内的任何易燃混合物。随着易燃混合物的压缩，发动机500可通过火花开始运转(除非发动机500是柴油机形式)。点火系统1650可通过火花塞510提供火花。一旦发动机接收到火花，发动机可进入空转状态。
下面介绍马达100的空转状态。在空转状态中，马达100可消耗燃料，并因此被认为处于运转中。在此空转状态中，第三齿轮组件超越离合器1020和第一齿轮组件超越离合器820可使轮毂马达100“超越”轴组件200(假设起动器/超速器选择组件回复到第一状态；这种状态在此可被称作低功率状态)。使用第三齿轮组件超越离合器1020，第三齿轮组件1000可绕轴组件200自由转动。使用第一齿轮组件超越离合器820，第一齿轮组件800可饶轴组件200自由转动。这种空转状态使得发动机500处于运转中，但并没有加速自行车10。
下面介绍轮毂马达100的工作状态。处于工作状态时，发动机500通过吸入清洁易燃混合物，压缩易燃混合物，点燃易燃混合物(因此产生了失效混合物(spent mixture))，排放失效混合物来加速自行车10。点燃易燃混合物的过程在内燃机技术领域为人所熟知，但这里还将提供一个简短的介绍。参考图36，开始时，处于轮毂内部102的易燃混合物可通过进气口532吸入燃烧室530(图12)。活塞600可沿第二方向D2运行从而压缩燃烧室530内的易燃混合物。在活塞600冲程的顶部，点火系统1650可向火花塞510发送一个信号。火花塞510可点燃压缩易燃混合物，从而推动活塞600往第三方向D3运行。活塞沿第三方向D3的移动可施力于输入组件700。一旦活塞600通过排气口534，失效气体将排出燃烧室530进入消声器536。随着失效气体排出，易燃混合物通过进气口532(图12)被吸入燃烧室530。所述过程可按需要而继续，从而向输入组件700提供转动。作用于输入组件700的力可被利用产生输入组件700的转动。输入组件700的转动可通过轮毂马达100传递，引起轮毂马达100的转动。轮毂马达100的转动反映轮圈130和轮胎132上。轮胎132的转动往第一方向D1推动自行车10。
在第一工作状态中，轮毂马达100可设计使得自行车10可在相对低速下运转。相对低速需要发动机500相对较高的分钟转速(RPM)转化为车轮14相对较低的分钟转速。为了把发动机500的高分钟转速降低到车轮14的低分钟转速，第三齿轮组件1000可与轴组件传动连接。因此，在第一工作状态中，活塞600作用于输入组件700的能量可经过第一齿轮组件800传到第二齿轮组件900。能量还可进一步从第二齿轮组件900传到第三齿轮组件1000。在一个具体实施例中，这种能量的传递可使发动机分钟转速以100∶1的降低率而从5000RPM降低到50RPM。这种降低可通过第一，第二和第三齿轮组件800，900，1000的组合来完成。
在第二工作状态中，轮毂马达100可设计使得自行车10在相对高速下运转。相对高速需要发动机相对较高的分钟转速(RPM)转化为车轮14相对更高(与第一工作状态相比)的分钟转速。为了减小发动机500的高分钟转速的降低率，以达到车轮14的较高分钟转速，第一齿轮组件800可与轴组件200传动连接。因此，在第二工作状态中，作用于输入组件700的能量可传到第一齿轮组件800。在一个具体实施例中，这种能量的传递可使发动机分钟转速以6∶1的降低率从2000RPM降低到333RPM。
在第一和第二传动状态时，第一齿轮组件超越离合器820和第三齿轮组件超越离合器1020可用于控制发动机500的功率输出。一旦使用，超越离合器820和1020使发动机500在第一方向D1上加速自行车10，同时基本上阻止在第一方向D1上的减速。因此，使用者可以通过踩踏曲柄40协助或者单独使用发动机向自行车10提供动力。
下面将提供一个具体的方案，仅为了说明的目的。参考图1，使用者(未示出)可位于自行车10上。最初，轮毂马达100处于停止状态。使用者开始通过蹬曲柄40朝第一方向D1骑自行车10。蹬动曲柄40使链条42运转。链条42的运转使得后车轮16沿逆时针方向CCW转动。后车轮16的转动引起第一方向D1的运动。后车轮16的运动也反映在车架12和前车轮14上。前车轮14的运动可引起前车轮14沿逆时针方向CCW的转动。
前车轮14的转动可使使用者启用轮毂马达100的起动状态。使用者可希望启用起动状态使轮毂马达100进入工作状态，从而自行车10可被轮毂马达100驱动。在起动状态中，使用者可选择起动器/超速器选择组件选择器1400使起动器/超速器选择组件1350进入第二状态。选择器1400的启用可带动缆索1394，因此引起杆1360运动。如前所述杆1360的移动使起动器瓦块1302移位，第三齿轮组件100可变成临时固定连接于轴组件200。通过临时连接固定第三齿轮组件1000于轴组件200，齿轮组件800，900，1000可相对轮毂400以及连接于其上的发动机500进行转动。齿轮组件的运动可使活塞600如前所述的方式在发动机500内往复运动。活塞600的往复运动充当“燃料泵”把易燃介质从汽化器1500中吸出(需要注意，燃料通道由使用者对节流阀握把1564的输入来控制)。如前所述的过程中，易燃介质被导入燃烧室1530，然后被点火系统1650所点燃。当活塞600往复运动时，易燃介质的燃烧向轮毂马达100增加能量。
通过活塞600施加给轮毂马达100的能量通过如前所述的方式传递到输入组件700。所述能量可被传输到轴组件200，使得自行车100沿第一方向D1加速。一旦使用者希望保持第一方向D1上的速度，可减少发动机500的能量输入。所述发动机500的输入减少可通过使用者对节流阀握把1564的选择来完成。通过节流阀握把1564减少易燃介质的输入，发动机100可进入空转状态。处于空转状态时，发动机500仍可运转，但是不向第一方向D1运行提供动力。空转状态可持续直至使用者希望沿第一方向D1加速，例如，遇到一段直路时。为了加速，使用者可启用节流阀握把1564来打开节流板1550。通过通风道1510的空气流量增加也可增大喷嘴1544的燃料流量。空气和燃料流量的增加，可增加发动机500可获得的易燃介质。所述可获得易燃介质量的增加可使发动机500向轮毂马达100提供更多能量。当所述增加的能量施加于轮毂马达100时，可促使第三齿轮超越离合器820进入轴组件200基本上固定连接于第三齿轮组件1000的状态。在所述固定连接的情况下，自行车10可沿第一方向D1开始加速。这个过程可持续进行(只要燃料储存存在)直到使用者希望轮毂马达进入停止状态。这种应用可通过关闭燃料供给和/或关闭点火系统1650来实现。
如果在如前所述的工作状态中使用者希望沿第一方向D1以更高速度运行，使用者可启用第二传动状态。通过启用起动器/超速器选择器组件选择器1400，使用者可通过超速器瓦块1272把超速器盘1200固定连接于轴组件200。通过固定连接超速器盘1200于轴组件200，轮毂马达100的齿轮比率被降低。通过降低轮毂马达齿轮比率，自行车可被沿第一方向D1提供动力并加速，因为发动机500不需要在高分钟转速下运转。所述选择器1400的启用可使发动机500的转速降低一到两倍。
如图42和43所示，在一个可选实施例中，轮毂马达100可带有燃料轨(fuel rail)1700。燃料轨1700可设计使得其接纳端1702获取从轴组件200的燃料孔300来的燃料和/或易燃混合物。被获取的燃料和/或易燃混合物可从燃料孔300通过燃料轨1700被传输到进口532。燃料轨1700可传输液体或者易燃混合物形式的所述燃料，所述的可选方式基于汽化器的位置。如果汽化器靠近发动机500，燃料轨1700将传输液体。然而，如果汽化器固定连接在自行车10(如图38所示)上，燃料轨1700则传输易燃混合物。如果燃料轨1700传输易燃混合物，输入组件700需要一个限制部分(confined portion)1720用于吸取易燃混合物。在安装了限制部分1720时，轮毂内部102可安放润滑剂(所述润滑剂不会与易燃混合物混合)。一旦安装使用，燃料轨1700使节流响应相对加快，因为被活塞600所压缩的体积(包括在限制部分1720内)基本上小于所指的轮毂内部102的体积。当使用所述限制部分1720时，用于支撑输入组件700的轴承可被限制部分1720支撑。另外，燃料轨1700和限制部分1720可使单向阀1530就位使得限制部分1720与燃料轨1700分离。这个单向阀可设计为回转阀，如图44所示。图44图示了一种回转阀1750。回转阀1750可带有固定主体(stationarybody)1760，并具有成形于其上的进气口1762。回转阀1750也可带有成形于输入组件700上的部件，例如进气通道1770和进气口1772。回转阀1750可设计为通过阻挡易燃介质从限制部分1720向燃料孔300的流动而使得限制部分1720受压。另外，回转阀1750可使发动机500在更高速度下运转，因为即使在相对较高的速度下，限制部分1720的受压状态仍可维持。
在一个具体实施例中，燃料可带有一定量的润滑剂。所述润滑剂可在轮毂内部102内分散，从而润滑活动部件(例如齿轮组件800，900，1000)。
在一个可选实施例中，超越离合器820，1020可形成为棘齿(rachet)和棘爪(pawl)。超越离合器820，1020的所述棘齿和棘爪结构可与销制动器结构具有时相似的工作方式。
在一个可选实施例中，起动器/超速器选择器组件1350可设计为允许独立选择起动器瓦块1302和超速器瓦块1272。例如，所述实施例可使用基本上类似杆1360的杆，不同的是第一和第二滑道1370，1380可设计为处于相反的朝向。
在一个可选实施例中，发动机500可以是电动马达。所述电动马达可设计为使得齿轮组件和/或超速组件可装配于其内。
在一个可选实施例中，轮毂马达100可带有形成于两个齿轮之间的离心式离合器。离心式离合器的一种定位是位于第三齿轮860和第二齿轮810之间。参考图21，离心式离合器可设计使得第二齿轮810转动的同时，第三齿轮860保持相对静止。离心式离合器可在发动机500的转速超过其最小空转速度时(例如1750转每分钟)，与第三齿轮860接合。虽然多种类型的离心式离合器可实现这种类型的接合，通常采用弹簧加载的离心式离合器作用于钢承口(steel bell)上。当第二齿轮810转动足够块，克服弹簧力，从而使第三齿轮860与第二齿轮810接合。
另外一个可选实施例可具有另外种类的起动器机构，例如平圆盘摩擦瓦块(flat disk friction pad)按同心方式作用，而不是按这里图示的径向方式作用。在此可选实施例中，起动器机械装置可按汽车圆盘制动器(disk brake)(而不是鼓式制动器)类似的工作方式进行工作。
在另一个如图42所示的可选实施例中，消声器536可按半圆的方式成形，与轮毂400的外形相匹配。消声器536可通过排气口534连接于发动机500。可提供安装柱(未示出)用于在轮毂400多个位置连接消声器536。
虽然这里具体图示说明了实施例，但需要注意本发明思想可通过别的多种变化方式进行体现和应用，所附的权利要求旨在包括除现有技术所限制以外的这些变化。
权利要求
1.一种用于运输装置的车轮，包括形成于所述车轮内的发动机；固定连接于所述运输装置的汽化器，所述汽化器与所述发动机流体导通。
2.根据权利要求1所述的车轮，还包括固定连接于所述运输装置的轴，所述车轮绕该轴转动；和形成在所述轴中的空腔，所述空腔与所述汽化器流体导通。
3.根据权利要求1所述的车轮，还包括与所述汽化器和所述发动机流体导通的单向阀。
4.根据权利要求1所述的车轮，还包括限制部分，靠近所述发动机形成；并且其中所述限制部分与所述汽化器和所述发动机流体导通。
5.根据权利要求1所述的车轮，还包括齿轮系，其转动接合于所述发动机和所述运输装置之间。
6.根据权利要求5所述的车轮，还包括与所述齿轮系选择接合的超越离合器。
7.根据权利要求1所述的车轮，还包括可选择地连接于所述发动机和所述运输装置之间的起动器。
8.一种用于运输装置的限定了第一轴的车轮包括形成于所述车轮内的发动机，所述发动机包括曲轴；具有第一表面的第一齿轮，所述第一表面与所述传动轴齿轮连接，所述第一齿轮与所述第一轴同心；整体形成于所述第一齿轮第一表面上的第二齿轮；并且其中所述第二齿轮与所述运输装置传动接合。
9.根据权利要求8所述的车轮，还包括第二轴，具有第三齿轮形成于其上；其中所述第三齿轮与所述第二齿轮齿轮连接；并且其中所述第二齿轮通过所述第三齿轮与所述运输装置传动接合。
10.根据权利要求9所述的车轮，还包括形成于所述第二轴上的第四齿轮；并且其中所述第四齿轮与所述运输装置传动接合。
11.根据权利要求10所述的车轮，还包括与所述第四齿轮齿轮连接的第五齿轮；并且其中所述第五齿轮与所述运输装置传动接合。
12.根据权利要求11所述的车轮，还包括与所述运输装置固定连接的轴，所述车轮绕所述轴转动；并且其中所述第五齿轮与所述轴选择性地接合。
13.根据权利要求12所述的车轮，还包括将所述第五齿轮选择性地连接于所述轴的起动器。
14.根据权利要求12所述的车轮，还包括将所述第五齿轮选择性地连接于所述轴的超越离合器。
15.根据权利要求8所述的车轮，还包括固定连接于所述运输装置的轴，所述车轮绕所述轴转动；和把所述马达选择性地连接于所述轴的起动器。
16.根据权利要求15所述的车轮，还包括形成于所述轴内的空腔；位于所述空腔内的致动器；并且其中所述致动器与所述起动器选择性地接合。
17.根据权利要求8所述的车轮，还包括固定连接于所述运输装置的轴，所述车轮绕所述轴转动；和把所述发动机选择性地连接于所述轴的超越离合器。
18.根据权利要求8所述的车轮，还包括固定连接于所述运输装置的轴，所述车轮绕所述轴转动；和形成于所述轴内的空腔，其中所述空腔与所述发动机流体导通。
19.根据权利要求18所述的车轮，还包括与所述空腔连接并流体导通的汽化器。
20.一种移动运输装置的方法，包括提供形成于车轮内的发动机，所述发动机包括活塞；提供固定连接于所述运输装置的汽化器；在所述汽化器中混合易燃液体和空气形成易燃混合物；将所述易燃混合物传送到所述发动机；在所述发动机内点燃所述易燃混合物，用于驱动所述活塞；以及将所述活塞的运动传送到所述运输装置。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括提供连接于所述活塞和所述运输装置之间的齿轮系；以及在将所述活塞的运动传递给所述运输装置之前，减小所述活塞的运动。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括一旦低功率状态发生时，脱离所述发动机阻止所述活塞的运动传递到所述运输装置。
23.根据权利要求20所述的方法，还包括提供一个起动器，其可选择地把所述发动机与所述运输装置接合；以及启动所述发动机并通过与所述起动器的接合引起所述活塞的运动。
24.根据权利要求20所述的方法，还包括提供一个燃料轨；以及其中所述传送所述易燃混合物包括将所述易燃混合物通过所述燃料轨传输到所述发动机。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括提供靠近所述发动机的限制部分；利用所述活塞的运动压缩所述限制部分内的所述易燃混合物。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括提供一个单向阀，该单向阀与所述发动机和所述汽化器流体导通；使用所述单向阀关闭所述限制部分。
27.一种用于运输装置所述的车轮，包括一个包括外圆柱面的轮毂；形成于所述外圆柱面内的内燃机。
28.根据权利要求27所述的车轮，还包括形成于所述内燃机上的多个翅片。
29.根据权利要求27所述的车轮，还包括消声器，其与所述轮毂同心并连接于所述内燃机。
30.根据权利要求27所述的车轮，还包括形成于所述外圆柱面上的平衡块，所述平衡块处于与所述内燃机相对的位置上。
31.根据权利要求27所述的车轮，还包括一个与所述轮毂同心的轮环；和多个连接于所述轮环和所述轮毂上的辐条。
32.根据权利要求27所述的车轮，还包括处于外圆柱面相对位置上的内圆柱面；进气口，提供从所述内圆柱面经过所述外圆柱面到所述内燃机的流体导通。
33.根据权利要求27所述的车轮，还包括限制部分，形成于所述内圆柱面。
34.根据权利要求33所述的车轮，还包括一个轴组件，所述车轮绕所述轴组件转动；一个空腔，形成于所述轴内；并且其中所述空腔与所述限制部分流体导通。
35.根据权利要求27所述的车轮，还包括一个与所述内燃机流体导通的单向阀。
36.根据权利要求35所述的车轮，还包括所述单向阀包括一个回转阀。
37.一种用于车辆的车轮，其包括用于形成易燃混合物的混合装置，所述混合装置固定连接于所述车辆；用于点燃所述易燃混合物的燃烧装置，所述燃烧装置转动连接于所述车辆。
38.根据权利要求37所述的车轮，还包括传输装置，用于将所述易燃混合物从所述混合装置传输到所述燃烧装置。
39.根据权利要求37所述的车轮，还包括一种齿轮装置，用于把所述燃烧装置产生的功转化成所述车辆向前的运动。
40.根据权利要求37所述的车轮，还包括压缩装置，其用于压缩所述易燃混合物。
全文摘要
在此公开了一种形成在车轮(14)上的轮毂马达(100)，用来帮助车辆(10)的运动，并且公开了其相关的方法。
文档编号B62M7/12GK1652965SQ03811064
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月14日 优先权日2002年5月15日
发明者S·B·卡察罗斯 申请人:S·B·卡察罗斯