CN101311064B - 一种摩托车变挡系统 - Google Patents

Abstract

一种摩托车变挡系统，发动机变挡杆与阀芯的内端固定，在阀芯上套装阀套，该阀套的圆周面上开设有一个进气口和两个出气口，阀套能在阀芯上转动，阀套上的进气口通过阀芯径向上开设的换向通道有选择地与第一出气口或第二出气口相通；第一出气口通过第一出气管与执行气缸的无杆腔连通，第二出气口通过第二出气管与执行气缸的有杆腔连通，执行气缸的活塞杆通过连杆与驱动臂的下端铰接，驱动臂的上端与阀芯的外端固定连接；在阀芯上活套操纵盘，该操纵盘拉索与滚轮连接，滚轮安装在操纵手把上。本发明采用气动控制发动机变换挡位，不仅操纵简单、准确可靠，而且有效防止了跳挡发生，增强了行车的安全性，可广泛应用于骑式摩托车或踏板摩托车上。

Description

一种摩托车变挡系统

技术领域

本发明涉及一种摩托车的变挡系统，以便于通过气动来控制发动机变换挡位。

背景技术

目前，骑式摩托车上一般安装自然风冷发动机，采用有级变速器。有级变速器传动效率高、能耗小，但控制变挡操纵复杂、准确性差。这是因为骑式摩托车的变挡操作是由驾驶员用脚控制发动机变挡杆运动来进行的，发动机的挡位为循环挡，发动机变挡杆的动态位置只有两个。当驾驶员用左脚踩动变挡踏板，使发动机变挡杆随变挡踏板顺时针或逆时针转动时，发动机变挡杆带动变速鼓旋转，从而带动拨叉移动，以改变主、副轴上齿轮的啮合对象，实现挡位的更换；驾驶员左脚作用在变挡踏板上的力消失后，在变挡弹簧回弹力的作用下，发动机变挡杆逆时针或顺时针转动，回到初始位置。众所周知，脚的灵活性远远比不上手，因此驾驶员的经验非常重要，脚踩变挡杆的力度必须掌握好，否则易发生跳挡现象，这在摩托车行驶的过程中是相当危险的，如果换挡时突然跳到空挡，车轮突然失去驱动力，存在严重的安全隐患。

踏板摩托车上一般安装强制风冷发动机，采用皮带无级变速器，具有不用人工换挡、操作方便等优点，尤其适宜于女上骑行。但皮带无级变速器的传动效率低，只有75％左右，并且能耗及发动机发热量大，风冷效果不理想。若踏板摩托车采用自然风冷发动机、有级变速器，因使用者采用坐式驾驶，要采用脚踏控制变挡极不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操纵简单、并且准确可靠的摩托车变挡系统。

本发明的技术方案如下：一种摩托车变挡系统，包括发动机变挡杆，其关键在于：本发明还包括阀芯、阀套、执行气缸、连杆、驱动臂、操纵盘和操纵手把，所述发动机变挡杆与阀芯的内端固定，在阀芯上套装阀套，该阀套的圆周面上开设有一个进气口和两个出气口，其中进气口、第一出气口和第二出气口在同一圆周上均匀分布，所述阀套能在阀芯上转动，阀套上的进气口通过阀芯径向上开设的换向通道有选择地与第一出气口或第二出气口相通；所述第一出气口通过第一出气管与执行气缸的无杆腔连通，第二出气口通过第二出气管与执行气缸的有杆腔连通，所述执行气缸的活塞杆通过连杆与驱动臂的下端铰接，驱动臂的上端与阀芯的外端固定连接；在所述阀芯上还活套有操纵盘，该操纵盘与阀套固定，并通过拉索与滚轮连接，所述滚轮安装在摩托车车头的操纵手把上。

本发明中执行气缸安装在摩托车车身上，并位于发动机的后侧，阀套上的进气口通过气管与气源连接，气源可以是摩托车自带的高压气瓶，也可以是通过取气机构获取的发动机排气管中的尾气。初始时，阀套上的进气口与第一出气口及第二出气口均不相通。当需要变换挡位时，驾驶员可以根据需要转动车头上的操纵手把，使操纵手把及滚轮顺时针或逆时针转动，滚轮通过拉索拉动操纵盘转动，阀套随操纵盘一起转动，使进气口通过阀芯上的换向通道与第一出气口或第二出气口相通，这样气源与执行气缸之间形成通路，气源处的高压气体进入执行气缸的无杆腔或有杆腔，推动执行气缸的活塞杆向外伸出或回缩，执行气缸的活塞杆动作的同时，通过连杆带动驱动臂，使与驱动臂固定的发动机变挡杆顺时针或逆时针转动，以实现相应的变挡。

本发明通过用手控制操纵手把转动来导通气路，完成自动变挡，不仅操纵非常简单，而且准确可靠。本发明可用于骑式摩托车上，既保持了骑式摩托车传动效率高、能耗小的优点，又克服了传统骑式摩托车用脚变挡操纵复杂、准确性差的不足，并能有效防止跳挡发生，增强了行车的安全性。本发明还可用于踏板摩托车上，使踏板摩托车采用自然风冷发动机、有级变速器，能够兼具传动效率高、能耗小、操纵简单、性能可靠等优点。

上述发动机变挡杆伸入阀芯的内端，两者花键连接，由径向上穿设的锁止螺栓固定，阀芯的外端从阀套中穿出，并通过平键与驱动臂固定，在所述阀芯上固定有径向穿设的传动销，该传动销的外端位于阀套上的扇形孔中。以上结构能保证操纵手把的动作先带动阀套相对阀芯转动一定角度，使气源与执行气缸之间形成通路；当执行气缸的活塞杆带动阀芯动作时，在传动销的作用下，阀芯和阀套能一起转动，使阀芯带动发动机变挡杆运动的过程中，气源与执行气缸之间始终导通，保证换挡的可靠性。

为了便于加工，上述阀芯上的换向通道由两段光孔组成，呈“∨”形，两光孔之间的夹角为120°。

上述操纵盘通过第一、第二两根拉索与滚轮连接。由于操纵手把转动的角度有限，因此设置两根拉索与操纵盘相连，当操纵手把顺时针转动时，第一拉索绷紧，带动操纵盘旋转，第二拉索松弛；当操纵手把逆时针转动时，第二拉索绷紧，带动操纵盘旋转，第一拉索松弛，这样既不改变操纵手把的结构，又能够保证操纵手把的动作及时、准确传递给操纵盘，从而进一步保障了气控变挡的可靠性。

为了简化结构、便于安装，上述操纵盘的内盘面与阀套的外端面贴合，并通过螺钉固定，该螺钉的螺头位于操纵盘外盘面开设的沉槽中。

有益效果：本发明采用气动控制发动机变换挡位，不仅操纵简单、准确可靠，而且有效防止了跳挡发生，增强了行车的安全性。本发明可广泛应用于骑式摩托车或踏板摩托车上，使摩托车具有传动效率高、能耗小等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视放大图。

图3为图2的B-B剖视图。

图4为本发明中阀套与阀芯的配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3所示，本发明由发动机变挡杆1、阀芯2、阀套3、第一出气管4、第二出气管6、执行气缸5、连杆7、驱动臂8、操纵盘11、第一拉索12、第二拉索13、滚轮14和操纵手把15等部件构成，其中操纵手把15、发动机变挡杆1以及发动机变挡杆1与发动机内相关部件的连接关系均为现有技术，其结构在此不做赘述。所述阀套3为内端有底、外端敞口的筒状结构，在阀套3的筒底开设有供发动机变挡杆1伸入的过孔。阀芯2为外小内大的三段式阶梯状圆柱体结构，所述阀套3套装在阀芯2的最大直径段，两者间隙配合，阀套3能在阀芯2上转动。发动机变挡杆1的内端伸入发动机(图中未画出)中，发动机变挡杆1的外端穿过阀套3筒底的过孔，并伸入阀芯2的内端，两者花键连接，由径向上穿设的锁止螺栓9固定。传动销10从径向上穿过阀套3外端开设的扇形孔3d，并伸入阀芯2对应的安装孔中，传动销10的内端与阀芯2固定，外端位于阀套3的扇形孔3d中，传动销10和扇形孔3d配合，用以控制阀套3与阀芯2相对转动的角度。

从图1、图2、图4可知，在阀芯2的径向上开设有换向通道2a，该换向通道2a由两段光孔组成，呈“∨”形，两光孔之间的夹角为120°。在阀套3的圆周面上开设有一个进气口3a和两个出气口3b、3c，其中进气口3a、第一出气口3b和第二出气口3c在同一圆周上均匀分布，且进气口3a、第一出气口3b、第二出气口3c和阀芯换向通道2a位于同一圆周上。由于阀套3能在阀芯2上转动一定角度，这样阀套3上的进气口3a通过阀芯换向通道2a可以有选者地与第一出气口3b或第二出气口3c相通。在所述阀套3上进气口3a的外面安装进气接头17，该进气接头17可通过气管20与气源21连接，使进气口3a与气源21相通。气源21可以是摩托车自带的高压气瓶，也可以是通过取气机构获取的发动机排气管中的尾气。在所述阀套3上第一出气口3b和第二出气口3c外面分别安装第一出气接头18和第二出气接头19，其中第一出气接头18通过第一出气管4与执行气缸5的尾部连接，使第一出气口3b与执行气缸5缸体的无杆腔连通；第二出气接头19通过第二出气管6与执行气缸5缸体的前端连接，使第二出气口3c与执行气缸5的有杆腔连通。

从图1中进一步可知，执行气缸5的活塞杆与连杆7的一头铰接，连杆7的另一头与驱动臂8的下端铰接，驱动臂8的上端套装在阀芯2外端的最小直径段，由挡圈22限位，且驱动臂8和阀芯2之间通过平键传动。在阀芯2的中段活套有操纵盘11，该操纵盘11的内盘面与阀套3的外端面贴合，并通过螺钉16固定，该螺钉16的螺头位于操纵盘11外盘面开设的沉槽中。所述第一、第二拉索12、13的下端固定在操纵盘11上，第一、第二拉索12、13的上端与滚轮14连接，滚轮14安装在摩托车车头的操纵手把15上。

本发明是这样工作的：

初始时，阀套3上的进气口3a与第一出气口3b及第二出气口3c均不相通。当驾驶员用手顺时针转动车头上的操纵手把15时，操纵手把15及滚轮14顺时针转动，第一拉索12绷紧，带动操纵盘11顺时针旋转，第二拉索13松弛；阀套3随操纵盘11一起转动，直至扇形孔3d图3所示右端的壁由传动销10挡住，此时阀套3上的进气口3a通过阀芯换向通道2a与第一出气口3b相通，这样气源21与执行气缸5之间形成通路，气源21处的高压气体依次通过气管20、进气口3a、换向通道2a、第一出气口3b和第一出气管4，进入执行气缸5的无杆腔，推动执行气缸5的活塞杆向外伸出，执行气缸5的活塞杆动作的同时，通过连杆7带动驱动臂8，使驱动臂8、阀芯2和发动机变挡杆1顺时针转动，以完成顺时针变挡。

当驾驶员用手逆时针转动车头上的操纵手把15时，操纵手把15及滚轮14逆时针转动，第二拉索13绷紧，带动操纵盘11逆时针旋转，第一拉索12松弛；阀套3随操纵盘11一起转动，直至扇形孔3d图3所示左端的壁由传动销10挡住，此时阀套3上的进气口3a通过阀芯换向通道2a与第二出气口3c相通，这样气源21与执行气缸5之间形成通路，气源21处的高压气体依次通过气管20、进气口3a、换向通道2a、第二出气口3c和第二出气管6，进入执行气缸5的有杆腔，推动执行气缸5的活塞杆回缩，执行气缸5的活塞杆动作的同时，通过连杆7带动驱动臂8，使驱动臂8、阀芯2和发动机变挡杆1逆时针转动，以完成逆时针变挡。

在顺时针或逆时针变挡的过程中，传动销10通过扇形孔3d的壁推动阀套3同步旋转，使气源21与执行气缸5之间始终导通，以保证换挡的可靠性。换挡完成后，松开操纵手把15，在发动机内复位机构的作用下，各部件回位。

Claims (5)

1. 一种摩托车变挡系统，包括发动机变挡杆(1)，其特征在于：所述发动机变挡杆(1)与阀芯(2)的内端固定，在阀芯(2)上套装阀套(3)，该阀套(3)的圆周面上开设有一个进气口(3a)和两个出气(3b、3c)，其中进气口(3a)、第一出气口(3b)和第二出气口(3c)在同一圆周上均匀分布，所述阀套(3)能在阀芯(2)上转动，阀套(3)上的进气口(3a)通过阀芯(2)径向上开设的换向通道(2a)有选择地与第一出气口(3b)或第二出气口(3c)相通；所述第一出气口(3b)通过第一出气管(4)与执行气缸(5)的无杆腔连通，第二出气口(3c)通过第二出气管(6)与执行气缸(5)的有杆腔连通，所述执行气缸(5)的活塞杆通过连杆(7)与驱动臂(8)的下端铰接，驱动臂(8)的上端与阀芯(2)的外端固定连接；在所述阀芯(2)上还活套有操纵盘(11)，该操纵盘(11)与阀套(3)固定，并通过拉索与滚轮(14)连接，所述滚轮(14)安装在摩托车车头的操纵手把(15)上。

2. 根据权利要求1所述的一种摩托车变挡系统，其特征在于：所述发动机变挡杆(1)伸入阀芯(2)的内端，两者花键连接，由径向上穿设的锁止螺栓(9)固定，阀芯(2)的外端从阀套(3)中穿出，并通过平键与驱动臂(8)固定，在所述阀芯(2)上固定有径向穿设的传动销(10)，该传动销(10)的外端位于阀套(3)上的扇形孔(3d)中。

3. 根据权利要求1或2所述的一种摩托车变挡系统，其特征在于：所述阀芯(2)上的换向通道(2a)由两段光孔组成，呈“∨”形，两光孔之间的夹角为120°。

4. 根据权利要求1所述的一种摩托车变挡系统，其特征在于：所述操纵盘(11)通过第一、第二两根拉索(12、13)与滚轮(14)连接。

5. 根据权利要求1或4所述的一种摩托车变挡系统，其特征在于：所述操纵盘(11)的内盘面与阀套(3)的外端面贴合，并通过螺钉(16)固定，该螺钉(16)的螺头位于操纵盘(11)外盘面开设的沉槽中。

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