一种三轮摩托车及其内燃机的传动系统的制作方法

本发明涉及一种三轮摩托车，尤其涉及一种三轮摩托车用内燃机的传动系统。

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，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，直接采用其内燃机就会使得很多性能参数达不到使用要求。另外，采用传统传动系统，由于内燃机输出位置和倒档器安装位置的原因，导致主减速器左偏，整车重心偏移，存在安全隐患。

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、外置变速器及增力后桥组成的传动系统，即在后桥设置常规档和增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，在增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，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四速（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，四速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，在行驶过程中存驾乘人员无法准确搭配速比，容易产生操作不当而导致齿轮损坏，湿式离合片烧蚀的质量隐患。另外，内燃机的最大输出扭矩能达200N.m，已经远远高于四速变速箱的输入条件扭矩，会使得变速箱的故障率提高。

更进一步地说，无论是采用上述三种传动系统的任何一种，内燃机在高转速时，工作的实际工况无法在设计的最佳工况下工作，不仅造成了内燃机功率、扭矩储备的浪费，同时造成内燃机的油耗增加，长时间高速运转会造成内燃机温度升高、润滑性能降低，容易造成内燃机关键零部件损坏。

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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本发明的目的在于提供一种同时达到油耗低、功率高及机械效率高的三轮摩托车用内燃机及其传动系统。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：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、换挡机构、离合器、变速箱和后桥。采用上述方式，将现有的三轮摩托车内燃机的传动系统进行模块化设置，使得三轮车在使用过程中能够提高安全性能，提高功率、提高机械效率及降低油耗。并且润滑效果好、故障率低，操作方便平顺，结构紧凑，达到了空车空载最高车速，重载时动力强劲的目标。另外，采用上述传动系统，驾驶员在驾驶过程中能够在可用速度范围内进行档位的调节，并且档位设置合理，不会因操作失误而使得齿轮损坏。

为了进一步提高机械效率，所述内燃机的曲轴与所述换挡机构的输入端通过齿轮副连接。

为了进一步提高机械效率，所述换挡机构的输出端与所述离合器的输入端通过锥齿轮副连接。

为了进一步使得结构更加紧凑，所述换挡机构包括输入轴主轴和输出轴副轴，所述主轴与所述曲轴之间设置所述齿轮副，所述副轴与所述离合器之间设置所述锥齿轮副。采用这样的方式还能够使得所述传动系统能够适应现有三轮摩托车的空间设置，节省了成本。

为了进一步提高机械效率，所述齿轮副包括固设在所述曲轴上的曲轴主动齿，以及固设在所述主轴上且与所述曲轴主动齿相啮合的主轴从动齿；所述锥齿轮副包括固设在所述副轴上的副轴主动弧锥齿，以及设置在所述离合器输入端且与所述副轴主动弧锥齿相啮合的从动转向弧锥齿。

为了进一步提高所述传动系统的功率并降低油耗，在所述主轴与所述副轴之间设置有至少两套换挡齿轮副。

为了进一步方便驾驶员操纵，所述主轴与所述副轴之间设置有两套换挡齿轮副，分别为常规档齿轮副与增力档齿轮副。

优选地，在所述主轴上固设有主轴常规档主动齿和主轴增力档主动齿，在所述副轴上轴向固定空套有与所述主轴常规档主动齿相啮合的副轴常规档从动齿和与所述主轴增力档主动齿相啮合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。采用这样的设置方式能够使得传动系统结构更加紧凑，并且提高了传动效率。

为了进一步方便驾驶人员操纵，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。

为了进一步提高安全性能，所述内燃机中置，所述换挡机构设置在与所述内燃机的配气机构相对的一侧，所述传动箱中置，所述后桥上的差速器中置。

为了进一步提高散热效果，所述离合器采用外置干式离合器。其中，所述“外置”是指将所述离合器设置在内燃机外。

进一步地，所述换挡机构及所述离合器的输入端位于所述内燃机的右曲轴箱体内，所述离合器的输出端位于所述变速箱的箱体内，所述右曲轴箱体与所述变速箱的箱体固定连接。其中，所述离合器输出端包括飞轮、干式摩擦片总成、干式摩擦片压板总成。

一种包括上述所述的传动系统的三轮摩托车。

另外，需要说明的一点为：在本发明中，以三轮摩托车的车头为前侧、车尾为后侧，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。

采用本发明的三轮摩托车用内燃机及其传动系统，达到的有益效果有：

1.满足了三轮摩托车在不同路面的整车行驶需求，即符合三轮摩托车使用工况的结构需求，又极大地提供了整车的牵引力，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.操作方便，换挡平顺；采用本发明的传动系统，档位少，只有换挡机构的常规档和增力档及变速箱的多档，并且该档位能够满足三轮摩托车在有效范围内可用可调。在操作过程中，能够更方便驾驶员去选择档位，避免因档位选择错误而造成的浪费油耗或牵引力不够等缺陷，并且无需停车换挡，使得驾驶过程更加平顺。

3.整车转弯时稳定性高；本发明的传动系统设置合理，能够使其平衡地布置在所述三轮摩托车的车架上，并使得后桥上的差速器中置，避免因整车转弯时造成的左倾等危险，提高了行驶安全性。

4.润滑效果好，机油在合适的温度区间波动，避免润滑不良易造成关重零部件磨损的危险。

5.结构紧凑，设置合理，提高了换挡机构的强度，并且使得主副轴的强度得到改善，提高了传动的可靠性，提高了传动系统的寿命。

6.采用本发明的传动系统，在运行过程中故障率低，使用寿命长。

7.采用本发明的传动系统，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%。

附图说明：

图1为传动系统的结构图；

图2为传动系统换挡机构结构图；

图3为档齿操纵机构的结构图；

图4为传动系统的箱体结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明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，仍属于本发明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、离合器3、变速箱4和后桥5。

一种包括上述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，将现有的三轮摩托车的传动系统进行模块化设置，避免了现有三轮摩托车过分集成化带来的诸多问题，如润滑效果差、故障率高等。并且满足了三轮摩托车在不同路面的整车行驶需求，即符合三轮摩托车使用工况的结构需求，又极大地提供了整车的牵引力，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。

另外，本实施例的三轮摩托车在使用过程中，档位少，只有换挡机构的常规档和增力档及变速箱的多档，并且该档位能够满足三轮摩托车在有效范围内可用可调。在操作过程中，能够更方便驾驶员去选择档位，避免因档位选择错误而造成的浪费油耗或牵引力不够等缺陷，并且无需停车换挡，使得驾驶过程更加平顺。

更为重要的是，本实施例的三轮摩托车及其内燃机传动系统，还具有润滑效果好、强度高、故障率低、传动效率高、安全性能好的优势。并且提高机械效率和功率，降低油耗。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71%。

实施例2：如图1-2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、离合器3、变速箱4和后桥5。其中，所述内燃机1的曲轴11与所述换挡机构2的输入端通过齿轮副连接。所述换挡机构2的输出端与所述离合器3的输入端通过锥齿轮副连接。

所述换挡机构2包括输入轴主轴21和输出轴副轴22，所述主轴21与所述曲轴11之间设置所述齿轮副，所述副轴22与所述离合器3之间设置所述锥齿轮副。所述齿轮副包括固设在所述曲轴11上的曲轴主动齿Z1，以及固设在所述主轴21上且与所述曲轴主动齿Z1相啮合的主轴从动齿Z2；所述锥齿轮副包括固设在所述副轴22上的副轴主动弧锥齿Z7，以及设置在所述离合器3输入端且与所述副轴主动弧锥齿Z7相啮合的从动转向弧锥齿Z8。其中，所述从动转向弧锥齿Z7与所述离合器3的飞轮键连接。

采用本实施例的传动系统，在传动过程中，内燃机1输出动力，然后输出的动力通过曲轴11与变档机构2的主轴21之间设置的齿轮副传递到所述换挡机构2，再通过变档机构2的副轴22与所述离合器3的输入端设置的锥齿轮副传递到所述离合器3，然后通过离合器3传递到所述变速箱4，通过变速箱4最终传递到后桥5。

一种包括上述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，满足了三轮摩托车在不同路面的整车行驶需求，即符合三轮摩托车使用工况的结构需求，又极大地提供了整车的牵引力，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。而且本实施例的三轮摩托车档位少，只有换挡机构的常规档和增力档及变速箱的多档，并且该档位能够满足三轮摩托车在有效范围内可用可调。在操作过程中，能够更方便驾驶员去选择档位，避免因档位选择错误而造成的浪费油耗或牵引力不够等缺陷，并且无需停车换挡，使得驾驶过程更加平顺。

另外，本实施例的三轮摩托车能够使传动系统平衡地布置在所述三轮摩托车的车架上，并使得后桥上的差速器中置，避免因整车转弯时造成的左倾等危险，提高了行驶安全性。

本实施例的传动系统还具有润滑效果好，结构紧凑，设置合理等优势，提高了换挡机构的强度，并且使得主副轴的强度得到改善，提高了传动的可靠性，提高了传动系统的寿命。降低了在运行过程中故障率低，降低了油耗，提高了功率和机械效率。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8.7kw，机械效率为75%。

实施例3：如图1-3所示：如图所示，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、离合器3、变速箱4和后桥5。其中，所述内燃机1的曲轴11与所述换挡机构2的输入端通过齿轮副连接。所述换挡机构2的输出端与所述离合器3的输入端通过锥齿轮副连接。

所述换挡机构2包括输入轴主轴21和输出轴副轴22，所述主轴21与所述曲轴11之间设置所述齿轮副，所述副轴22与所述离合器3之间设置所述锥齿轮副。所述齿轮副包括固设在所述曲轴11上的曲轴主动齿Z1，以及固设在所述主轴21上且与所述曲轴主动齿相Z1啮合的主轴从动齿Z2；所述锥齿轮副包括固设在所述副轴22上的副轴主动弧锥齿Z7，以及设置在所述离合器3输入端且与所述副轴主动弧锥齿Z7相啮合的从动转向弧锥齿Z8。其中，所述从动转向弧锥齿Z8与所述离合器3的飞轮键连接。

其中，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（或两档）、三套（或三挡）、四套（或四挡）或者是五套（或五档），根据需求设置。但是在本实施例中，在所述换挡机构2的主轴21与副轴22之间设置了两套（或两档）换挡齿轮副，分别为常规档齿轮副与增力档齿轮副。

该两档齿轮副的结构为：在所述主轴11上固设有主轴常规档主动齿Z3和主轴增力档主动齿Z4，在所述副轴22上轴向固定空套有与所述主轴常规档主动齿Z3相啮合的副轴常规档从动齿Z4和与所述主轴增力档主动齿Z5相啮合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。

在换挡过程中，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66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。

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，所述变速箱4的输出端与所述差速器的输入锥齿轮连接，所述差速器在后桥上套设有与所述输入锥齿轮相啮合的输处锥齿轮，将变速箱4上的动力传递到所述差速器上进而传递到所述后桥5上。

作为本实施例中的一种实施方式，所述离合器3选择外置干式离合器。

一种采用上述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，满足了三轮摩托车在不同路面的整车行驶需求，即符合三轮摩托车使用工况的结构需求，又极大地提供了整车的牵引力，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。而且本实施例的三轮摩托车档位少，只有换挡机构的常规档和增力档及变速箱的多档，并且该档位能够满足三轮摩托车在有效范围内可用可调。在操作过程中，能够更方便驾驶员去选择档位，避免因档位选择错误而造成的浪费油耗或牵引力不够等缺陷，并且无需停车换挡，使得驾驶过程更加平顺。

另外，本实施例的三轮摩托车能够使传动系统平衡地布置在所述三轮摩托车的车架上，并使得后桥上的差速器中置，避免因整车转弯时造成的左倾等危险，提高了行驶安全性。

本实施例的传动系统还具有润滑效果好，结构紧凑，设置合理等优势，提高了换挡机构的强度，并且使得主副轴的强度得到改善，提高了传动的可靠性，提高了传动系统的寿命。降低了在运行过程中故障率低，降低了油耗，提高了功率和机械效率。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1所示，本实施例是在实施例3的基础上进行的设计，本实施例中的传动系统与实施例3中的传动系统一致，但是在本实施例中，所述传动系统的内燃机1中置，且所述内燃机1的曲轴11与所述后桥5平行。所述换挡机构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，若以三轮摩托车的车头为前，车尾为后的话，所述配气机构设置在所述内燃机1的左侧，所述换挡机构2设置在所述内燃机1的右侧。然后所述变速箱5中置在所述车架上，通过离合器3和锥齿轮副与换挡机构2连接并实现变向，所述变速箱4与所述后桥5上的差速器连接，所述差速器中置在所述后桥上。

一种采用本实施例的内燃机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传动系统，除了具有实施例3中的传动系统的优势之外，还能够使得传动系统的布局更加合理，降低了三轮摩托车及其传动系统在行驶过程中的振动，提高了结构的可靠性和稳定性。并且采用本实施例的传动系统，还能够使得差速器在后桥上中置，进一步避免了三轮摩托车在转弯时发生倾斜的致命危险。

实施例5：如图4所示，本实施例是在实施例3的基础上进行的设计，本实施例中的传动系统包括依次连接的内燃机1、换挡机构2、离合器3、变速箱4和后桥5。其中，所述换挡机构2及所述离合器3的输入端位于所述内燃机1的右曲轴箱体12内，所述离合器3的飞轮及摩擦盘位于所述变速箱4的箱体41内，所述右曲轴箱体12与所述变速箱4的箱体41固定连接。在本实施例中，所述右曲轴箱体12与所述变速箱4的箱体41通过双头螺栓连接。

一种采用本实施例的内燃机传动系统的三轮摩托车。