CN108995760A - 一种用于三轮摩托车的发动机及其传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轮摩托车的发动机，包括热机以及作为热机动力输出件的曲轴，其特征在于：所述曲轴沿纵向设置且分为前曲柄和后曲柄，所述前曲柄顺时针转动，所述后曲柄逆时针转动，所述后曲柄为输出端并与行星齿轮副输入端传动连接，所述行星齿轮副输出端与干式离合器输入端连接。采用本发明的发动机的扭矩性能和可靠性更优。

Description

一种用于三轮摩托车的发动机及其传动系统

技术领域：

本发明涉及一种三轮摩托车动力系统，尤其涉及三轮摩托车动力系统中的发动机。

背景技术：

在目前三轮摩托车的发动机，基于成本和适用范围的考虑，基本都是采用单缸发动机，其曲轴都为横向设置，即曲轴轴线与后桥平行设置，所述曲轴输出为横向输出。而在三轮摩托车的单缸发动机的领域之中，横向设置的发动机其曲轴的右侧作为输出端即为前曲柄，其曲轴的左侧直接连接磁电机，即为后曲柄。由曲轴的前曲柄端向后曲柄端看，前曲柄端为顺时针转动，而由曲轴后曲柄端向前曲柄端看，后曲柄端为逆时针转动。

上述所述的常规单缸发动机在三轮摩托车中的布置方式往往会伴随着诸多问题，比如说配合精度低、制造成本高、维修耗时长且维修成本高、散热效果差等。

在中国专利CN201721552445.6中公开了一种三轮摩托车的单缸发动机，并具体公开了曲轴纵向设置并且前端输出，曲轴的左侧传动连接磁电机，右侧传动连接离合器。

然而上述专利中的布置方式是基于湿式离合器的布置方式，首先采用此种布置方式，其扭矩性能差，转速稳定性低。

尤其对于使用三轮摩托车而言，其使用群体是比较特殊的，大多为作为农用运输机械，用于拖拉农作物或者其他货物使用，也就是说其载重较大，需要加大扭矩。而当载重拉货爬坡时，需要降低转速已获得更高的扭矩性能，但是在实际使用情况当中，由于现有的转速稳定性低、扭矩性能差，需要频繁的换挡才能实现转速与扭矩的匹配，才能够达到负载重物爬坡的性能。而长期的换挡不但不便于驾驶人员操作，更重要的是还容易产生误操作、或者操作不及时导致无法拉动重物。

另外，上述文件中通过对热机的旋转，并从前曲柄向后输出，并最终与变速器连接，其传动路线长，故障点多，体积大，因此在车架上所占空间也大，对于现有的三轮摩托车而言，体积过大会将占用现有三轮摩托车车架上的其他部件的空间，必须进行重新布局。

并且，即使通过对热机的旋转达到配合精度高等效果，但是在实际情况中，其使用可靠性并不高，出现故障的可能性也较高一些。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种扭矩性能好且使用可靠性高的三轮摩托车发动机及其动力系统。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种三轮摩托车的发动机，包括热机以及作为热机动力输出件的曲轴，其特征在于：所述曲轴沿纵向设置且分为前曲柄和后曲柄，所述前曲柄顺时针转动，所述后曲柄逆时针转动，所述后曲柄为输出端并与行星齿轮副输入端传动连接，所述行星齿轮副输出端与干式离合器输入端连接。采用上述设置方式设置的发动机，能够提高发动机的扭矩性能，减少换挡操作，并且能够保证发动机的可靠性，减少其故障概率。

为进一步满足输出速度，所述后曲柄与行星齿轮副的太阳齿传动连接，所述行星齿轮副的行星齿轮在太阳齿轮的带动下转动，所述行星齿轮带动设置在行星齿轮外圈的齿圈转动，所述齿圈与干式离合器的主动盘转动连接。

为进一步提高安全性能，在所述齿圈外设置有箱盖，所述齿圈通过轴承安装在所述箱盖内，且在所述箱盖底部与齿圈之间设置有油封。

为了进一步提高使用可靠性，所述行星齿轮具有一个以上的固定行星齿。

为进一步提高可靠性，所述后曲柄与行星齿轮副的太阳齿传动连接，所述行星齿轮副的行星齿轮在太阳齿轮的带动下沿太阳齿轮周向转动并带动行星架转动，所述行星架与干式离合器的主动盘传动连接。

优选的，所述热机左侧或右侧还传动连接有磁电机，所述磁电机经传动机构与前曲柄传动连接。

优选的，所述前曲柄左侧或右侧通过至少一级齿轮副传动连接有中间轴，所述中间轴前端安装所述磁电机。

优选的，所述前曲柄与中间轴通过一级齿轮副传动连接，且传动比为1。

为了进一步降低振动，在所述中间轴中部还设置有平衡块，所述平衡块为套设在所述平衡轴上的扇形块体，所述平衡块的扇形块体的中心线与曲轴的曲柄中心线的安装方向一致。

优选的，在所述曲轴的左侧还与前曲柄传动连接有启动电机。

优选的，所述启动电机的输出轴传动连接有双联齿一的大齿轮，所述双联齿一的小齿轮传动连接有双联齿二的大齿轮，所述双联齿二的小齿轮与启动大盘齿传动连接，所述启动大盘齿与前曲柄上固设的启动齿轮传动连接。

进一步地，所述启动大齿盘位于所述磁电机上且空套于所述平衡轴上。

为了进一步提高散热效果，在所述干式离合器的外周壁上设置有沿周向或轴向设置的散热片。

为了进一步降低重量，所述干式离合器的主动盘采用冲压件。

一种三轮摩托车的动力系统，包括上述发动机，所述发动机的干式离合器的输出端与变速器输入端传动连接，所述变速器输出端与后桥传动连接。

其中，根据本领域普通技术人员的公知常识，本发明中所述的“纵向”是指三轮摩托车的行驶方向，以三轮摩托车车头的一方为“前”，以三轮摩托车车尾的一方为“后”，左右两侧分别为“左”和“右”，而左侧和右侧则为“横向”。“俯视”则是指有三轮摩托车车顶向车底的视图方向。

另外，本发明中所述的“前曲柄顺时针转动”是指从前向后看曲轴，曲轴为顺时针转动；所述的“后曲柄逆时针转动”是指从后向前看曲轴，曲轴为逆时针转动。

有益效果：

1、转速稳定，扭矩平稳，可以不频繁换挡，实现转速与扭矩的高度匹配；

2、热机、离合器、变速器、磁电机等部件模块化设计，便于安装拆卸，便于维修和替换且维修成本低；

3、火花塞位于迎风面，热机和离合器的散热效果更好，并且提高了机油的使用时间，保证机油干净顺滑；

4、干式离合器轻量化，自带散热片，进一步提高了散热效果；

5、减少锥齿轮，降低配合精度的要求，降低成本；

6、采用本发明的发动机，除了具有以上的优势外，还能够使得发动机体积小，所占用的空间小，完全不会影响现有三轮摩托车车架上的其他部件的布置，无需重新布局，降低了成本。

7、采用本发明的发动机，通过行星齿轮的设置，可提高发动机的可靠性，减少发动机的故障几率。

附图说明：

图1为本发明的动力系统结构简图；

图2为本发明的发动机结构简图（其中行星齿轮副与干式离合器仅显示部分）。

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和2所示，一种三轮摩托车的发动机，包括热机20以及作为热机动力输出件的曲轴，所述曲轴沿纵向设置且分为前曲柄1和后曲柄2，所述前曲柄顺时针转动，所述后曲柄逆时针转动，所述后曲柄为输出端并与行星齿轮副3输入端传动连接，所述行星齿轮副输出端与干式离合器4输入端连接。

其中，所述后曲柄与所述行星齿轮副的主动件太阳齿轮31传动连接，具体为，所述后曲柄通过花键与太阳齿轮连接并带动太阳齿轮转动。所述行星齿轮副的从动件行星齿轮32通过行星架33进行位置固定，且行星齿轮可被太阳齿轮31驱动在原位置进行转动，在所述行星齿轮32外啮合传动有齿圈34，所述齿圈包括有与所述行星齿轮啮合的外圆部341、与外圆部相连接为一体的底面部342、所述外圆部与所述底面部形成杯体状，在所述底面部的中间设置有朝外（与外圆部相反的方向）的连接部343，所述连接部为由底面部向外延伸的圆筒状，连接部与干式离合器4的主动盘41传动连接。

本实施例的发动机的工作过程为，热机的后曲柄带动行星齿轮副的太阳齿轮转动、太阳齿轮带动行星齿轮转动，行星齿轮带动齿圈转动，而所述齿圈带动所述干式离合器工作。

其中，所述行星齿轮可为一个、两个、三个、四个、五个、六个或者以上，在本实施例中，基于功能性和成本考虑，所述行星齿轮为三个且均布在太阳齿轮的外圆周。

作为本实施例中的另一实施方式，在所述齿圈外还设置有箱盖35，所述齿圈的外圆部和连接部通过轴承5安装在所述箱盖内，在所述箱盖的尾部与所述连接部之间还安装有油封36。且所述箱盖与热机的箱体可拆卸连接，如通过螺钉连接等。

作为本实施例的另一实施方式，所述前曲柄通过一对齿轮副（直齿或者斜齿）传动连接有一中间轴6，所述中间轴与曲轴平行设置，在所述中间轴的前端连接所述磁电机7，且该齿轮副的传动比为1。

一种三轮摩托车的传动系统，包括本实施例中所述的发动机，所述发动机的干式离合器的输出端即飞轮与变速器8总成的输入端传动连接，所述变速器总成输出端与后桥9传动连接。

本实施例中的变速器采购自重庆隆旺机电有限责任公司，可以采用该公司的V4变速器、V2变速器或者其他型号的变速器，根据实际的变速范围进行选择。

另外，通过本实施例的设置方式，可保证热机的曲轴为中置输出，即能够保证热机曲轴的轴线位于后桥的中心，使得后桥的左半轴和右半轴长度一致，使得差速器位于后桥中心，避免因整车转弯时造成的左倾等危险，提高了行驶安全性。其中，本实施例中的后桥也购自重庆隆旺机电有限责任公司。

采用本实施例的发动机及变速器，能够使得三轮摩托车转速稳定，扭矩平稳，可以不频繁换挡，实现转速与扭矩的高度匹配。

并且本实施例中热机、离合器、变速器、磁电机等部件为模块化设计，便于安装拆卸，便于维修和替换且维修成本低；

另外，本实施例中的减少锥齿轮，降低配合精度的要求，降低成本。

并且采用上述方式设置的发动机，体积小，占用空间小，无需对车架上的部件进行重新布局，节省了研发成本。

采用本实施例的发动机，通过行星齿轮的设置，可保证发动机的稳定运行，即使其中一个行星齿轮损坏也不影响发动机的性能，依然可以正常使用，降低了故障概率。

实施例2：如图1和2所示，一种三轮摩托车的发动机，包括热机20以及作为热机动力输出件的曲轴，所述曲轴沿纵向设置且分为前曲柄1和后曲柄2，所述前曲柄顺时针转动，所述后曲柄逆时针转动，所述后曲柄为输出端并与行星齿轮副3输入端传动连接，所述行星齿轮副输出端与干式离合器4输入端连接。

其中，所述后曲柄与所述行星齿轮副的主动件太阳齿轮31传动连接，具体为，所述后曲柄通过花键与太阳齿轮连接并带动太阳齿轮转动。所述行星齿轮副的从动件行星齿轮32通过行星架33进行位置固定，且行星齿轮可被太阳齿轮31驱动在原位置进行转动，在所述行星齿轮32外啮合传动有齿圈34，所述齿圈包括有与所述行星齿轮啮合的外圆部341、与外圆部相连接为一体的底面部342、所述外圆部与所述底面部形成杯体状，在所述底面部的中间设置有朝外（与外圆部相反的方向）的连接部343，所述连接部为由底面部向外延伸的圆筒状，连接部与干式离合器4的主动盘传41动连接。

本实施例的发动机的工作过程为，热机的后曲柄带动行星齿轮副的太阳齿轮转动、太阳齿轮带动行星齿轮转动，行星齿轮带动齿圈转动，而所述齿圈带动所述干式离合器工作。

其中，所述行星齿轮可为一个、两个、三个、四个、五个、六个或者以上，在本实施例中，基于功能性和成本考虑，所述行星齿轮为三个且均布在太阳齿轮的外圆周。

作为本实施例中的另一实施方式，在所述齿圈外还设置有箱盖35，所述齿圈的外圆部和连接部通过轴承5安装在所述箱盖内，在所述箱盖的尾部与所述连接部之间还安装有油封36。且所述箱盖与热机的箱体可拆卸连接，如通过螺钉连接等。

在本实施例中，所述前曲柄通过一对齿轮副（直齿或者斜齿）传动连接有一中间轴6，所述中间轴与曲轴平行设置，在所述中间轴的前端连接所述磁电机7，即将磁电机转子安装在中间轴上。

其中，所述中间轴可设置在曲轴的左侧、右侧、上侧或者下侧，在本实施例中，所述中间轴设置在曲轴的左侧。

作为本实施例的另一实施方式，还可在所述中间轴上设置平衡块61将其作为平衡轴使用，具体而言，前曲柄与中间轴之间的齿轮副的传动比为1，在中间轴上还设置有平衡块；所述平衡块为固定套设在所述中间轴上的扇形块体；所述平衡块的扇形块体的中心线与曲轴曲柄的中心线安装方向一致。

作为本实施例中的另一实施方式，所述热机左侧设置有启动电机10，所述启动电机的输出轴传动连接有双联齿一的大齿轮，所述双联齿一的小齿轮传动连接有双联齿二的大齿轮，所述双联齿二的小齿轮与启动大盘齿传动连接，所述启动大盘齿与曲轴上固设的启动齿轮传动连接且所述启动大齿盘位于所述磁电机上且空套于所述平衡轴上。

作为本实施例的另一实施方式，在所述干式离合器的外周壁上设置有沿周向或者轴向设置的散热片（图中未示出），所述干式离合器的主动盘采用冲压件。

采用冲压而成的主动盘，不但降低了干式离合器的重量，并且还能够提高干式离合器的散热效果。而所述干式离合器，其外壳与所述箱体的外壳通过螺钉连接。

一种三轮摩托车的传动系统，包括本实施例中所述的发动机，所述发动机的干式离合器的输出端即飞轮与变速器总成8的输入端传动连接，所述变速器总成输出端与后桥9传动连接。

本实施例中的变速器采购自重庆隆旺机电有限责任公司，可以采用该公司的V4变速器、V2变速器或者其他型号的变速器，更具实际的变速范围进行选择。

另外，通过本实施例的设置方式，可保证热机的曲轴为中置输出，即能够保证热机曲轴的轴线位于后桥的中心，使得后桥的左半轴和右半轴长度一致，使得差速器位于后桥中心，避免因整车转弯时造成的左倾等危险，提高了行驶安全性。其中，本实施例中的后桥也购自重庆隆旺机电有限责任公司。

采用本实施例的发动机及变速器，能够使得三轮摩托车转速稳定，扭矩平稳，可以不频繁换挡，实现转速与扭矩的高度匹配。并且本实施例中热机、离合器、变速器、磁电机等部件模块化设计，无论是热机、磁电机、离合器、启动电机一旦损坏均便于安装拆卸，便于维修和替换且维修成本低，另外，本实施例中的减少锥齿轮，降低配合精度的要求，降低成本。

更为重要的是，通过本实施例中的干式离合器的特殊设计，使得干式离合器能够跨领域的运用在三轮摩托车领域（以前只运用在汽车领域），使得热机和离合器的散热效果更好，并且提高了机油的使用时间，保证机油干净顺滑。

并且采用上述方式设置的发动机，其体积小、占用空间小，无需对车架上的部件进行重新布局，节省了研发成本。

采用本实施例的发动机，通过行星齿轮的设置，可保证发动机的稳定运行，即使其中一个行星齿轮损坏也不影响发动机的性能，依然可以正常使用，降低了故障概率。

实施例3：本实施例的三轮摩托车发动机是在实施例1和实施例2的基础上进行的改进，在本实施例中，所述行星架为非固定的而所述齿圈为固定的。所述后曲柄带动所述太阳齿轮转动，所述太阳齿轮带动所述行星齿轮转动，所述行星齿轮具有自转和绕太阳齿轮公转两种运动，所述行星齿轮绕太阳齿轮公转时带动所述行星架转动，而所述行星架的尾端设置有朝后的空心轴，空心轴的轴线与曲轴的轴线一致，即为在同一直线上。所述空心轴与干式离合器的主动盘传动连接。

而所述齿圈固定在箱盖上，并且齿圈与行星齿轮啮合配合，所述箱盖后侧与空心轴通过轴承和连接并在二者之间设置有油封。箱盖前端可与发动机的曲轴箱体连接。

但是，采用本实施例的三轮摩托车的发动机，需要在现有的变速器内增设一对换向齿轮副以保证最终转动方向的正确输出。

Claims (15)

1.一种三轮摩托车的发动机，包括热机以及作为热机动力输出件的曲轴，其特征在于：所述曲轴沿纵向设置且分为前曲柄和后曲柄，所述前曲柄顺时针转动，所述后曲柄逆时针转动，所述后曲柄为输出端并与行星齿轮副输入端传动连接，所述行星齿轮副输出端与干式离合器输入端连接。

2.如权利要求1所述的三轮摩托车的发动机，其特征在于：所述后曲柄与行星齿轮副的太阳齿传动连接，所述行星齿轮副的行星齿轮在太阳齿轮的带动下转动，所述行星齿轮带动设置在行星齿轮外圈的齿圈转动，所述齿圈与干式离合器的主动盘传动连接。

3.如权利要求2所述的三轮摩托车的发动机，其特征在于：在所述齿圈外设置有箱盖，所述齿圈通过轴承安装在所述箱盖内，且在所述箱盖底部与齿圈之间设置有油封。

4.如权利要求2或3所述的发动机，其特征在于：所述行星齿轮具有一个以上的固定行星齿。

5.如权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述后曲柄与行星齿轮副的太阳齿传动连接，所述行星齿轮副的行星齿轮在太阳齿轮的带动下沿太阳齿轮周向转动并带动行星架转动，所述行星架与干式离合器的主动盘传动连接。

6.如上述任一项权利要求所述的发动机，其特征在于：所述热机左侧或右侧还传动连接有磁电机，所述磁电机经传动机构与前曲柄传动连接。

7.如权利要求6所述的发动机，其特征在于：所述前曲柄左侧或右侧通过至少一级齿轮副传动连接有中间轴，所述中间轴前端安装所述磁电机。

8.如权利要求7所述的发动机，其特征在于：所述前曲柄与中间轴通过一级齿轮副传动连接，且传动比为1。

9.如权利要求8所述的发动机，其特征在于：在所述中间轴中部还设置有平衡块，所述平衡块为套设在所述平衡轴上的扇形块体，所述平衡块的扇形块体的中心线与曲轴的曲柄中心线的安装方向一致。

10.如上述任一项权利要求中任一项所述的发动机，其特征在于：在所述曲轴的左侧还与前曲柄传动连接有启动电机。

11.如权利要求10所述的发动机，其特征在于：所述启动电机的输出轴传动连接有双联齿一的大齿轮，所述双联齿一的小齿轮传动连接有双联齿二的大齿轮，所述双联齿二的小齿轮与启动大盘齿传动连接，所述启动大盘齿与前曲柄上固设的启动齿轮传动连接。

12.如权利要求11所述的三轮摩托车的单缸发动机，其特征在于：所述启动大齿盘位于所述磁电机上且空套于所述平衡轴上。

13.如上述任一项权利要求所述的发动机，其特征在于：在所述干式离合器的外周壁上设置有沿周向或轴向设置的散热片。

14.如上述任一项权利要求所述的发动机，其特征在于：所述干式离合器的主动盘采用冲压件。

15.一种三轮摩托车的传动系统，其特征在于：包括上述任一项权利要求所述的发动机，所述发动机的干式离合器的输出端与变速器输入端传动连接，所述变速器输出端与后桥传动连接。