CN1268518C - 混合动力自行车电磁离合器惯性起动*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力自行车电磁离合器惯性起动***。在发动机的输出轴设置励磁线圈，输出轴端装有带磨擦片的主动盘，从动轴端装有带磨擦片的从动盘，拉伸弹簧的装在从动盘与从动轴的大轴肩间，由于励磁线圈磁场作用，从动盘沿轴向滑动使两磨擦片离合；从动轴上的齿轮与链轮轴上的齿轮啮合，链轮轴上的另一齿轮与踏板曲柄转轴上的齿轮啮合，踏板曲柄转轴经超越离合器与踏板曲柄转轴上的齿轮连接，链轮轴一端装有链轮。该***中是靠自行车运动时的惯性拖动发动机使其起动，这样去除了起动电机，从根本上解决了因频繁起动引起的起动电机的寿命问题，又增加了发动机减速和脚踏链轮增速功能；超速离合器的使用使一根链条实现两根链条的功能。

Description

混合动力自行车电磁离合器惯性起动***

技术领域

本发明涉及一种混合动力自行车电磁离合器惯性起动***。

背景技术

在中国，自行车是大众主要的短途交通工具。90年代燃油型助动车曾经风行一时，但因燃油发动机，尤其是二冲程燃油发动机废气污染排放严重、噪音大，目前受到大中城市的普遍排斥，已逐渐被禁止行驶。随着环保要求的提高，燃油车的改进虽也正在进行中，但在轻型交通工具上受价格等因素限制，排放难以达到轿车的先进水准，在起动与低速情况下排污尤其严重。四冲程汽油机加装排气消音净化器可显著降低排放污染，能够达到欧洲II号标准；但内燃机低速和怠速下排放废气较多的问题总难完全避免。电动型助动车因其噪音低、无气体污染等特点而被大众所接受，近几年发展迅速，目前正在迅速推广中。然而电动助动车的电池性能并不理想，用电池作为动力，存在着续驶里程短、使用寿命短、价格高、自重比例高以及电池的二次污染等系列问题，虽有改善却至今仍未能取得突破性进展。

因此应运而生了一种能使内燃机、电动机和电子功率变换器有机结合的一种轻型交通工具——混合动力自行车。其在低速时采用电动机驱动，高速时采用发动机驱动，可使内燃机、电动机和电子功率变换器有机结合，避免内燃机在起动与低速下的污染气体排放较多和电池储能密度低的缺点。在城市道路上红绿灯频繁的状况下，可避免内燃机进行低速大扭矩的起动过程和怠速运行；而在市区道路相对空闲地段、市郊与农村道路上又能发挥内燃机行驶距离远的优点。另外，通过精心研制的控制器，可根据不同路况和工作需要综合实现机动、电动和脚踏单独或互补运行，保证内燃机工作在高效率区，优化其经济性和排放，同时由于电动机仅仅在起动和低速阶段工作，车子速度达到一较低设定值时便起动发动机，于是便可根据蓄电池的需要自动进行电池充电管理，电池不需要额外专门充电，其续驶里程以及电池工作寿命便可大大延长，对电池容量的要求亦可显著降低。

传统的发动机是由起动电机进行起动，然而实际行驶时车速在频繁地变化，城市道路更为突出，这就需要频繁地起动发动机，使得起动电机频繁地通断电，大大缩短了其寿命，降低了整车可靠性，也使得车辆运行的平稳性变差。解决频繁起动和关闭问题是混合动力自行车实用化的关键性技术问题之一。

发明内容

本发明的目在于提供一种混合动力自行车电磁离合器惯性起动***，能够解决混合动力自行车的频繁起动问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括在发动机的输出轴外面设置由中央控制单元控制的励磁线圈，输出轴端装有主动盘，主动盘外侧面附有主动盘磨擦片，从动轴一端与从动盘用花键连接，从动盘外侧面附有从动盘磨擦片，拉伸弹簧的一端连接在从动盘侧面，另一端连接在固连于从动轴的大轴肩上，从动盘在拉伸弹簧的预紧力作用下紧靠在从动轴的小轴肩上，由于励磁线圈磁场作用，从动盘在从动轴上沿轴向滑动，能使两磨擦片贴合或分离；从动轴另一端的齿轮与链轮轴上的齿轮啮合，链轮轴上的另一齿轮与踏板曲柄转轴上的齿轮啮合，踏板曲柄转轴经超越离合器与踏板曲柄转轴上的齿轮连接，链轮轴一端装有链轮，踏板曲柄转轴两侧的踏板曲柄上分别装有踏板。

本发明具有的有益的效果是：该***中发动机的起动不使用起动电机，而是靠自行车运动时的惯性拖动发动机使其起动，这样去除了起动电机，降低了成本，减轻了重量，从根本上解决了因频繁起动引起的起动电机的寿命问题，提高了整车可靠性，增加了车辆的运行平稳性。另外，该***中又增加了发动机减速和脚踏链轮增速功能；同时，超速离合器的使用使得用一根链条实现两根链条的功能成为可能。

附图说明

附图是本发明的结构原理示意图。

图中：1.励磁线圈，2.发动机输出轴，3、主动盘，4.主动盘磨擦片，5.从动轴，6.从动盘磨擦片，7.从动盘，8.拉伸弹簧，9、10.轴肩，11、14、19、21.齿轮，12.轴承，13.踏板，15.链轮，16.踏板曲柄，17.超越离合器，18.踏板曲柄转轴，20.链轮轴，22.发动机，23.中央控制单元。

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。

如附图所示，本发明包括在发动机的输出轴2外面设置由中央控制单元ECU(E1ectronic Control Unit)控制的励磁线圈1，输出轴2端装有主动盘3，主动盘3外侧面附有主动盘磨擦片4，从动轴5一端与从动盘7用花键连接，从动盘7外侧面附有从动盘磨擦片6，从动轴5用轴承12支撑，拉伸弹簧8的一端连接在从动盘7侧面，另一端连接在固连于从动轴5的大轴肩10上，从动盘7在拉伸弹簧8的预紧力作用下紧靠在从动轴5的小轴肩9上，由于励磁线圈1磁场作用，从动盘7在从动轴5上沿轴向滑动，能使两磨擦片4、6贴合或分离；从动轴5另一端的齿轮11与链轮轴20上的齿轮14啮合，链轮轴20上的另一齿轮21与踏板曲柄转轴18上的齿轮19啮合，踏板曲柄转轴18经超越离合器17与踏板曲柄转轴18上的齿轮19连接，链轮轴20一端装有链轮15，踏板曲柄转轴18两侧的踏板曲柄16上分别装有踏板13。

本发明的工作原理如下：

1.惯性起动

当自行车速度达到设定值时，将起动发动机由发动机进行驱动。

***是这样工作的：ECU接收到传感器的反馈信息，发出控制信号使励磁线圈1中产生电流，磁场作用使主动盘3与从动盘7之间产生作用力，该作用力克服拉伸弹簧8的预紧力使从动盘磨擦片6和从动盘7一起沿轴向滑动，使主动盘磨擦片4、从动盘磨擦片6两个摩擦片贴合。

由于惯性，车轮带动链轮15转动，链轮15带动链轮轴20转动，链轮轴20带动两齿轮14和21转动。一方面，齿轮21带动齿轮19转动，而由于齿轮19与踏板曲柄转轴18之间使用超越离合器17，使得齿轮19不能带动踏板曲柄转轴18；另一方面，齿轮14带动齿轮11，齿轮11又带动从动轴5转动，从动轴5带动从动盘磨擦片6和从动盘7转动。从动盘磨擦片6正在转动，而主动盘磨擦片4处于停转状态，此相对运动便使两摩擦片4、6间产生摩擦力，使发动机输出轴2与从动轴5同向转动，起动发动机。

另外，由ECU控制的励磁线圈1中的电流是逐渐增加的，可避免自行车因惯性起动发动机带来的突然冲击。

2.发动机驱动

发动机启动之后，励磁线圈1内电流稳定，主动盘磨擦片4和从动盘磨擦片6之间不再有相对运动，此时，发动机的动力传输途径为：发动机—输出轴2-主动盘3-主动盘磨擦片4-从动盘磨擦片6-从动盘7-从动轴5-齿轮11-齿轮14-链轮轴20-链轮15，链轮5再经传动***带动车轮转动。同时，链轮轴20带动齿轮21转动，再带动齿轮19转动，同惯性起动类似，由于齿轮19与踏板曲柄转轴18之间使用超越离合器17，使得齿轮19不能带动转轴18，即踏板曲柄16可保持其停转状态。

3.发动机关闭

当车速再降到设定值时，发动机停转，此时ECU控制励磁线圈1使线圈内没有电流产生，于是从动盘磨擦片6和从动盘7在拉伸弹簧8的预紧力作用下与主动盘磨擦片4脱离，即与发动机脱离。

4.脚踏骑行和起动

当电量用尽、出故障时或出于某种特殊原因，混合动力自行车还可以脚踏骑行和起动。

脚踏骑行时，脚踏踏板13使踏板曲柄16绕踏板曲柄转轴18转动，此时踏板曲柄转轴18为主动，齿轮19为从动，故动力可由踏板曲柄转轴18经超越离合器17传给齿轮19，再经齿轮21、链轮转轴20、链轮15以及传动***传给车轮。

脚踏起动时，***的工作原理与惯性起动相同。

另外，考虑到发动机驱动与脚踏骑行相比具有很高的转速，而同时也为了使发动机能够提供更大的扭矩，设计中用两组齿轮来实现，即：齿轮11与齿轮14、齿轮19与齿轮21，其中齿轮14与齿轮21同轴，并使两组齿轮的传动比满足前者大于1而后者小于1，即：齿轮14较大而齿轮11较小、齿轮19较大而齿轮21较小。

Claims (1)

1.一种混合动力自行车电磁离合器惯性起动***，其特征在于：包括在发动机(22)的输出轴(2)外面设置由中央控制单元(23)控制的励磁线圈(1)，输出轴(2)端装有主动盘(3)，主动盘(3)外侧面附有主动盘磨擦片(4)，从动轴(5)一端与从动盘(7)用花键连接，从动盘(7)外侧面附有从动盘磨擦片(6)，拉伸弹簧(8)的一端连接在从动盘(7)侧面，另一端连接在固连于从动轴(5)的大轴肩(10)上，从动盘(7)在拉伸弹簧(8)的预紧力作用下紧靠在从动轴(5)的小轴肩(9)上，由于励磁线圈(1)磁场作用，从动盘(7)在从动轴(5)上沿轴向滑动，能使两磨擦片(4、6)贴合或分离；从动轴(5)另一端的齿轮(11)与链轮轴(20)上的齿轮(14)啮合，链轮轴(20)上的另一齿轮(21)与踏板曲柄转轴(18)上的齿轮(19)啮合，踏板曲柄转轴(18)经超越离合器(17)与踏板曲柄转轴(18)上的齿轮(19)连接，链轮轴(20)一端装有链轮(15)，踏板曲柄转轴(18)两侧的踏板曲柄(16)上分别装有踏板(13)。