CN101342860B - 一种油电混合动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油电混合动力装置，属于机械技术领域。它解决了现有的摩托车动力性能较差、并且容易造成环境污染等问题。本油电混合动力装置，该装置包括一台燃油发动机、一台电动机和一根传动轴，燃油发动机和电动机能够与传动轴相联接并可独立地带动传动轴转动，在燃油发动机和电动机之间设有当电动机带动传动轴转动时能使燃油发动机与传动轴脱离且当燃油发动机带动传动轴转动时能使传动轴带动电动机进行发电操作的单向离合机构，电动机为印制绕组电机。本发明将燃油发动机和电动机结合为一体，灵活实现两种优势互补，另外本油电混合动力装置的电动机是采用印制绕组电机，体积小，在低电压的情况下也具有高功率的输出等优点。

Description

一种油电混合动力装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种混合动力装置，特别是一种将燃油发动机、电动机作为动力输出源以输出动力的油电混合动力装置。

背景技术

摩托车是一种非常方便的交通工具，它已成为城乡人民广泛的交通代步工具。它以燃油发动机作为驱动力具有动力大、速度快等优点，但是燃油摩托车需要消耗大量的燃油、使用成本高，在行驶过程中噪声大、废气排量严重、对城乡的环境带来了很大的污染，因此使燃油摩托车的发展受到了影响。电是一种清洁无污染并可再生的能源，从而发展了电动摩托车，但是其输出动力小、速度慢，又由于存在着蓄电池充电时间长、储存电量有限等缺点，不适合远距离行驶。为提高发动机的工作效率并减少排气污染，近年来，一种将燃油发动机和电动机相结合的油电混合动力装置得到了开发并投入到实际应用中，在这种油电混合动力装置中，通过使用在各种情况下最优地组合这两种动力源而产生的驱动力，但是现有的油电混合动力装置的传递效率比较低，能量的损失较大，稳定性、可靠性比较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，而提供一种能够在电动机作为驱动力时燃油发动机脱开不工作，并在燃油发动机作为驱动力时，电动机作为发电机对蓄电池进行充电，形成优势互补，动力性能强的油电混合动力装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种油电混合动力装置，其特征在于，该装置包括一台燃油发动机、一台电动机和一根传动轴，上述的燃油发动机和电动机能够与传动轴相联接并可独立地带动传动轴转动，在燃油发动机和电动机之间设有当电动机带动传动轴转动时能使燃油发动机与传动轴脱离且当燃油发动机带动传动轴转动时能使传动轴带动电动机进行发电操作的单向离合机构，上述的电动机为印制绕组电机。

这里传动轴是用来传递输出的动力的，单向离合机构是用来实现不同状态下的动力传递的切换。本装置在高速行驶时燃油发动机开始工作，这时燃油发动机作为输出动力装置带动传动轴转动，同时在单向离合机构的作用下传动轴带动电动机作为发电机对蓄电池进行充电，减少能耗的损失；当低速行驶时电动机开始工作，单向离合机构实现动力传递切换，这时电动机仅作为输出动力装置带动传动轴转动，而燃油发电机处于关闭状态，不会消耗燃油，这时也就不会输出废气对环境造成污染，这样就可以形成了优势互补，真正的实现油电动力混合。另外这里的电动机采用的是印制绕组电机，由于印制绕组电机体积小重量轻，安装后能够保证低电压、高功率的输出。

在上述的油电混合动力装置中，所述的单向离合机构包括主动轮、从动轮、传动套和设置在从动轮与传动套之间的离合结构，上述的主动轮固定在传动套上，传动套套于传动轴外且与传动轴转动连接，上述的从动轮固定在传动轴上。这里由于从动轮是固定在传动轴上的，而主动轮固定在传动套上且传动套是套于传动轴外的，这样当电动机作为输出动力装置就通过从动轮带动传动轴在传动套内转动，而主动轮是不转动的。当燃油发动机作为输出动力装置带动主动轮转动，在离合机构的作用下同时带动从动轮转动，从而使传动轴转动实现动力输出。

在上述的油电混合动力装置中，所述的离合结构包括设置在传动套端部的圆盘，在圆盘上设有若干个可沿圆盘径向移动的摩擦块，上述的从动轮具有筒状的环形套，圆盘位于环形套内且上述摩擦块在离心力作用下能顶靠在环形套上并带动从动轮转动。当燃油发动机作为输出动力装置带动主动轮转动时，传动套又是与主动轮连接在一起的，这样就带动圆盘转动，由于圆盘转动具有离心力，这样就使得摩擦块在离心力作用下能顶靠在环形套上并带动从动轮转动，再带动传动轴转动实现动力输出。

在上述的油电混合动力装置中，所述电动机的输出轴端部与传动轴端部固连在一起，从动轮与传动轴固定连接。

作为另一种情况，在上述的油电混合动力装置中，所述电动机的输出轴端部与一个旋转盘固连在一起，在旋转盘上设有若干个拨杆，所述的从动轮与传动轴固定连接，在从动轮上设有若干个通孔，上述的拨杆插于通孔内。这样方便了各个零件之间的安装和更换，电动机通过旋转盘带动传动轴转动，保证传递稳定性。

在上述的油电混合动力装置中，所述的传动轴与动力输出机构相联接。这里通过传动轴将动力传递给动力输出机构实现动力输出。

在上述的油电混合动力装置中，所述的燃油发动机的输出轴上设有驱动轮，在驱动轮和主动轮之间设有传动带。这里只要是驱动轮通过传动带带动主动轮转动，实现动力输出传递。

在上述的油电混合动力装置中，所述的输出机构包括一根输出轴和设置在输出轴与传动轴之间的若干相互啮合的变速齿轮。这里通过变速齿轮实现动力减速输出。

在上述的油电混合动力装置中，所述的传动套的外围套有弹簧，弹簧的一端作用在主动轮上，另一端作用在圆盘上。这样防止圆盘在转动时脱离。

在上述的油电混合动力装置中，所述的传动套和传动轴之间设有轴承。这里设置轴承可以保证传动轴转动传递动力输出的稳定和可靠性。

与现有技术相比，本油电混合动力装置的优点在于同时将燃油发动机和电动机结合为一体，实现真正动力混合输出，在行驶低速时通过电动机作为动力输出，在高速行驶时通过燃油发动机作为动力输出，带动电动机作为发电机对蓄电池进行充电，减少能耗的损失，灵活实现两种优势互补，使在连续行驶和经济环保方面获得了较好的经济性能。另外本油电混合动力装置的电动机是采用印制绕组电机，体积小，在低电压的情况下也具有高功率的输出。

附图说明

图1是本油电混合动力装置结构示意图。

图2是本油电混合动力装置另一种实施方式的结构示意图。

图中，1、传动轴；2、单向离合机构；3a、主动轮；3b、从动轮；3c、传动套；3d、离合结构；4、圆盘；5、摩擦块；6、环形套；7、电动机的输出轴；8、旋转盘；9、拨杆；10、通孔；11、动力输出机构；12、燃油发动机的输出轴；13、驱动轮；14、传动带；15、输出轴；16、弹簧；18、燃油发动机；19、电动机；201、印制绕组电机；201a、电机芯片；201b、电机前端盖；201c、电机外壳；201d、刷握盖；201e、磁钢；201f、刷把；201g、碳刷；201h、电机后端盖；21、轴承。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本油电混合动力装置安装在箱体内，包括一台燃油发动机18、一台电动机19和一根传动轴1，在箱体上具有一个燃油发动机18箱罩，燃油发动机18和电动机19能够与传动轴1相联接并可独立地带动传动轴1转动，在燃油发动机18和电动机19之间设有当电动机19带动传动轴1转动时能使燃油发动机18与传动轴1脱离且当燃油发动机18带动传动轴1转动时能使传动轴1带动电动机19进行发电操作的单向离合机构2。通过该单向离合机构2可以实现切换燃油发动机18和电动机19两种不同状态的动力输出。

其中单向离合机构2包括主动轮3a、从动轮3b、传动套3c和设置在从动轮3b与传动套3c之间的离合结构3d，在燃油发动机18的输出轴12上具有一驱动轮13，在驱动轮13和主动轮3a之间设有传动带14，这样当燃油发动机18工作时就可以使驱动轮13依靠传动带14带动主动轮3a转动，实现动力传递。

离合结构3d包括设置在传动套3c端部的圆盘4，在圆盘4上设有若干个可沿圆盘4径向移动的摩擦块5，上述的从动轮3b具有筒状的环形套6，圆盘4位于环形套6内且上述摩擦块5在离心力作用下能顶靠在环形套6上并带动从动轮3b转动。传动套3c的外围套有弹簧16，弹簧16的一端作用在主动轮3a上，另一端作用在圆盘4上，这样在弹簧16的作用下防止圆盘4在转动时脱离。

另外主动轮3a是固定在传动套3c上，传动套3c套于传动轴1外且与传动轴1转动连接，传动套3c和传动轴1之间设有轴承21，这样保证传动轴1转动稳定性。从动轮3b固定在传动轴1上，电动机19的输出轴7端部与传动轴1端部固连在一起，传动轴1与动力输出机构11相联接，在输出机构包括一根输出轴15和设置在输出轴15与传动轴1之间的若干相互啮合的变速齿轮。这里通过变速齿轮实现动力减速输出，增大输出功率。

为了达到低电压高功率的输出，如图3所示，本油电混合动力装置中的电动机19为印制绕组电机201。该印制绕组电机201包括电机芯片201a、电机前端盖201b、电机后端盖201h、电机外壳201c和刷握盖201d，在电机前后端盖上有磁钢201e，刷握盖201d中有刷把201f，刷把201f中安装碳刷201g，磁钢201e和磁刷与电机芯片201a相配合。

本油电混合动力装置的工作原理如下：当低速行驶时电动机19开始工作，电动机19作为输出动力装置带动传动轴1转动，传动轴1传递给输出轴15再经变速齿轮将动力输出，而燃油发电机在整个过程中处于关闭状态；在高速行驶时燃油发动机18工作，这时燃油发动机18作为输出动力装置通过驱动轮13经传动带14带动主动轮3a转动，传动套3c又是与主动连接在一起的，这样就带动圆盘4转动，由于圆盘4转动具有离心力，这样就使得摩擦块5在离心力作用下能顶靠在环形套6上并带动从动轮3b转动，从动轮3b又带动传动轴1和电动机19同时转动，传动轴1将动力输出，电动机19作为发电机对蓄电池进行充电，减少能耗的损失。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：电动机19的输出轴7与从动轮3b的连接方式不同，如图2所示，所述电动机19的输出轴7端部与一个旋转盘8固连在一起，在旋转盘8上设有若干个拨杆9，所述的从动轮3b与传动轴1固定连接，在从动轮3b上设有若干个通孔10，上述的拨杆9插于通孔10内。这样方便了各个零件之间的安装和更换，电动机19通过旋转盘8带动传动轴1转动，保证传递稳定性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、传动轴；2、单向离合机构；3a、主动轮；3b、从动轮；3c、传动套；3d、离合结构；4、圆盘；5、摩擦块；6、环形套；7、电动机的输出轴；8、旋转盘；9、拨杆；10、通孔；11、动力输出机构；12、燃油发动机的输出轴；13、驱动轮；14、传动带；15、输出轴；16、弹簧；18、燃油发动机；19、电动机；201、印制绕组电机；201a、电机芯片；201b、电机前端盖；201c、电机外壳；201d、刷握盖；201e、磁钢；201f、刷把；201g、碳刷；201h、电机后端盖；21、轴承等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种油电混合动力装置，其特征在于，该装置包括一台燃油发动机(18)、一台电动机(19)和一根传动轴(1)，上述的燃油发动机(18)和电动机(19)能够与传动轴(1)相联接并可独立地带动传动轴(1)转动，在燃油发动机(18)和电动机(19)之间设有当电动机(19)带动传动轴(1)转动时能使燃油发动机(18)与传动轴(1)脱离且当燃油发动机(18)带动传动轴(1)转动时能使传动轴(1)带动电动机(19)进行发电操作的单向离合机构(2)，上述的电动机(19)为印制绕组电机(201)，所述的单向离合机构(2)包括主动轮(3a)、从动轮(3b)、传动套(3c)和设置在从动轮(3b)与传动套(3c)之间的离合结构(3d)，上述的主动轮(3a)固定在传动套(3c)上，传动套(3c)套于传动轴(1)外且与传动轴(1)转动连接，上述的从动轮(3b)固定在传动轴(1)上，所述的离合结构(3d)包括设置在传动套(3c)端部的圆盘(4)，在圆盘(4)上设有若干个可沿圆盘(4)径向移动的摩擦块(5)，上述的从动轮(3b)具有筒状的环形套(6)，圆盘(4)位于环形套(6)内且上述摩擦块(5)在离心力作用下能顶靠在环形套(6)上并带动从动轮(3b)转动。

2.根据权利要求1所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述电动机(19)的输出轴(7)端部与传动轴(1)端部固连在一起，从动轮(3b)与传动轴(1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述电动机(19)的输出轴(7)端部与一个旋转盘(8)固连在一起，在旋转盘(8)上设有若干个拨杆(9)，所述的从动轮(3b)与传动轴(1)固定连接，在从动轮(3b)上设有若干个通孔(10)，上述的拨杆(9)插于通孔(10)内。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述的传动轴(1)与动力输出机构(11)相联接。

5.根据权利要求4所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述的燃油发动机(18)的输出轴(12)上设有驱动轮(13)，在驱动轮(13)和主动轮(3a)之间设有传动带(14)。

6.根据权利要求4所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述的输出机构包括一根输出轴(15)和设置在输出轴(15)与传动轴(1)之间的若干相互啮合的变速齿轮。

7.根据权利要求4所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述的传动套(3c)的外围套有弹簧(16)，弹簧(16)的一端作用在主动轮(3a)上，另一端作用在从动轮(3b)上。

8.根据权利要求4所述的油电混合动力装置，其特征在于，所述的传动套(3c)和传动轴(1)之间设有轴承(21)。

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