專利名稱：用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)，特別涉及用于小 型摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，已經(jīng)進行了大量的研究致力于減少交通運輸帶來的污染 排放，尤其是應對空氣質量通常已經(jīng)到達警戒線的市中心的情形。該 研究第一步主要關注機動車和工業(yè)車輛，幾年后也涉及兩輪摩托車工 業(yè)。該研究集中于兩個不同的方向，但是具有共同的目標，那就是制 造越來越少的污染車輛。
通常，該研究活動將注意力集中在推進的替換形式上，例如混合 推進系統(tǒng)。事實上，在這類推進系統(tǒng)中，普通內燃機上增加有電機。 其目標在于優(yōu)化車輛的整體效率，使得內燃機運轉在提升的性能水平 上，在減速和制動過程中回收能量，在某些情況下，允許單獨進行電 氣推進。
迄今為止，內燃機和電機之間的聯(lián)合有三種主要類型，為"串聯(lián) 混合"、"并聯(lián)混合"和"混聯(lián)混合"。
在"串聯(lián)混合"中，內燃機不是直接地連接至車輪，而是簡單地 用于產(chǎn)生供給電機所需的動力，該電機將動力轉換為運動。剩余的能 量用來對設置的電池充電。然而，"串聯(lián)混合"推進的最大缺點在于 相對于僅僅使用內燃機其效率大大下降，尤其是在勻速和高速條件下。 這是因為在熱能/電能/運動轉換期間，部分能量消散了。相反，在傳 統(tǒng)的直接型傳動的情況下不會出現(xiàn)這樣的能量消散。
"并聯(lián)混合"型發(fā)動機不會出現(xiàn)上述缺陷，在該"并聯(lián)混合"型 發(fā)動機中，兩個發(fā)動機，電機和內燃機，都能夠將扭矩供給至車輛的驅動輪。然而，采用這類發(fā)動機的車輛在正常使用條件下，通常會出 現(xiàn)內燃機供給的功率高于電機供給的功率的情況，因而僅能實現(xiàn)較有 限的污染排放和燃料消耗性能。
最后，在"混聯(lián)混合"型系統(tǒng)中，能夠容易地從串聯(lián)系統(tǒng)轉為并 聯(lián)系統(tǒng)，反之亦然。然而，這種類型的混合系統(tǒng)與前述類型的系統(tǒng)相 比，制造成本大大增加。

發(fā)明內容
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種用于摩托車，尤其是小型摩托 車的混合推進和傳動系統(tǒng)，通常能夠克服上述技術缺陷。
具體地，本發(fā)明的目的在于提供一種用于摩托車的混合推進和傳 動系統(tǒng)，其中內燃機與車輪獨立，同時確保整個推進系統(tǒng)具有最大效 率條件。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于摩托車的混合推進和傳動 系統(tǒng)，其中內燃機總是能夠在最大效率條件下運轉，顯著地節(jié)省燃料， 幾乎完全減小污染物質排放。
此外，本發(fā)明另一個目的在于提供一種用于摩托車的混合推進和 傳動系統(tǒng)，其中與傳統(tǒng)類型的混合推進系統(tǒng)相比成本制造成本增加不 大。
本發(fā)明的這些和其它目的是通過提供如權利要求1所述的用于摩 托車的混合推進和傳動系統(tǒng)而實現(xiàn)。
本發(fā)明的進一 步特征由下面的權利要求概括。


參考附圖，從以下示例性但非限制性的說明中，根據(jù)本發(fā)明的用
于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的特征和優(yōu)點將會更加清楚，其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的第一實 施例的示意圖2為根據(jù)本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的第二實施例的示意圖3為圖2中所示實施例的第一種變型的示意圖4為圖2中所示實施例的第二種變型的示意圖；以及
圖5為圖2中所示實施例可能實施在小型摩托車上的示意圖。
具體實施例方式
具體參考圖i，其示出了本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動 系統(tǒng)的第一實施例。在這個限定為"串聯(lián)混合"的構造中，系統(tǒng)首先 包括內燃機10或熱機，該內燃機10或熱機設置有連接至第一電機14 的第一機械連接裝置12。接下來，第一電機14通過電氣和/或電子設 備16連接至第二電機18，第二電機18能夠通過第二機械連接裝置20 將運動傳遞至摩托車的至少一個驅動輪22。
在這種構造中，"串聯(lián)混合"在熱機10和驅動輪22之間沒有設 置直接的機械連接，但是由熱機10自身提供的所有機械功率都轉換為 電能，傳遞至與車輪22—體地聯(lián)接的電機18，電機18再將電能轉換 為機械推進功率。
應當指出，上述第一機械連接裝置12和第二機械連接裝置20可 以包括例如連接桿、帶(梯形帶、同步帶等)、具有蝸桿的平行軸減 速器、行星齒輪減速器、具有蝸桿和齒輪的減速器、錐輪 (conical-wheeled)減速器或其它已知類型的類型設備。而電氣和/或 電子連接裝置16可以為二極管電橋、逆變器或其它等效的電氣和/或 電子裝置。
此外，采用與傳統(tǒng)混合推進系統(tǒng)類似的方式，可以設置一個或多 個蓄電池裝置24，該一個或多個蓄電池裝置24直接連接至電氣和/或 電子設備16。蓄電池裝置24可以由比如與超級電容器不同的基于Pb、 Pb-gel、 Ni-Mh、 Li-Ion的電池構成，該蓄電池裝置24具有回收由電 機14和18產(chǎn)生的剩余電能的功能，以便將該剩余電能供給至安裝在 摩托車上的各種裝置，或者調節(jié)兩個電機14和18自身的運轉。
在用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的這個實施例中，為了將熱機10的最大功率傳遞至車輪22，電機14和18的尺寸必須設計成能 達到熱機10本身的最大功率。因此，為了轉換為推進功率，所有由熱 機10產(chǎn)生的功率必須經(jīng)歷長的轉換和傳動系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)的總體性 能。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的第 一實施例。在該實施例中，第一電機14和第二電機18彼此之間直接 連接，并且都通過第二機械連接裝置20連接至摩托車的驅動輪22。 采用這種方式，能夠將熱機10的一部分功率直接傳遞至驅動輪22。 從而，根據(jù)內燃機IO的運轉狀況可以作為發(fā)電機和推進器的兩個電機 14和18必須相對于由發(fā)動機10自身供給的功率供給減小量的功率， 這在成本、整體尺寸、重量和效率方面明顯有利。
與已知類型的"并聯(lián)混合"推進系統(tǒng)相反，熱機10不是一體地聯(lián) 接至驅動輪22，從而可以分離各自的轉速。因此，這允許根據(jù)消耗和 污染物質排放在怠速轉速下運轉熱機10。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的"混聯(lián)混合"推進系統(tǒng)可能的優(yōu)選變型。 兩個電機14和18以同中心的方式安裝，使得第二電機18的轉子一體 地聯(lián)接至第一電機14的旋轉定子。這種變型使得整體尺寸有效降低， 從而對于小尺寸的摩托車和小型摩托車而言尤其必要。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的"混聯(lián)混合"的另一個優(yōu)選變型。在該 變型中，熱機10和兩個電機14、 18通過行星齒輪減速器26的插入而 連接至用于將運動傳遞至驅動輪22的機械連接裝置20。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的"混聯(lián)混合"推進系統(tǒng)可能的實施。該 實施為示例性的而非限制性的，尤其涉及兩輪車輛，比如小型摩托車， 并且能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的無極變速器(CVT)。
熱機10聯(lián)結(journal)至第一電機14的定子28，該第一電機 14可以如前所述運轉為發(fā)電機和推進器。在該構造中，定子28能夠 被熱機10的軸驅動旋轉。從而，第一電機14的轉子30通過由比如同 步帶或軸構成的機械連接裝置20 —體地聯(lián)接至第二電機18的轉子 34。相反，第二電機18的定子36剛性地約束至摩托車的框架的固定部分，從而不能旋轉。第二電機18的轉子34—體地聯(lián)接至主減速器 32的輸入軸38，從而聯(lián)接至摩托車的驅動輪22。
根據(jù)本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)的運轉狀況取決 于熱機10的轉速oh和第一電機14的轉速(02之間的比，可概述如下。
-情形1: o戶o)2
在該情形下，以較高速度旋轉的熱機10使第一電機14的轉子30 旋轉，從而第一電機14作為發(fā)電機運轉。因而，由熱機10供給的功 率的一部分傳遞至機械聯(lián)接設備32，由此接下來傳遞至驅動輪22，同 時功率的剩余部分通過第一電機14轉換為電功率，并且根據(jù)需求，通 過電氣和/或電子連接裝置16傳遞至第二電機18，第二電機18將其進 一步轉換為傳遞給驅動輪22的機械功率，或者通過電氣和/或電子連 接裝置16傳遞至蓄電池裝置24，或者通過電氣和/或電子連接裝置16 傳遞至第二電機18和蓄電池裝置24兩者。
因而，如果熱才幾10的轉速(o!高于第一電4幾14的轉速co2，那么 該第一電機14運轉為發(fā)電機，而第二電機18運轉為推進器。
一情形2: co產(chǎn)co2
如果與第一電機14的定子28—體地聯(lián)接的熱機10的轉速等于同 一電機14的轉子30的轉速，那么該電機14應當運轉為電磁聯(lián)接器， 吸收可能由第二電機18或蓄電池裝置24或者這兩者供給的任何電流。 從而在這種情況下，第一電機14運轉為電磁聯(lián)接器，而第二電機18 可運轉為發(fā)電機，與蓄電池裝置24并聯(lián)供給第一電機14。
■情形3: co,co2
一旦熱機10達到其最大轉速，第一電機14開始運轉為推進器， 由蓄電池裝置24或在這種情況下運轉為發(fā)電機的第二電機18或者這 兩者通過電氣和/或電子連接裝置16供給第一電機14。
從而，如果熱機10的轉速w低于第一電機14的轉速co2，那么 該第一電機14運轉為推進器，而第二電機18運轉為發(fā)電機，與蓄電 池裝置24并聯(lián)供給第一電機14。
在尺寸選擇方式上，為了安裝在小型摩托車上，第二電機18的整體尺寸在直徑上可以與離合器罩類似，由于消除了整個CVT傳動組， 所以在設置有根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的小型摩托車中不存在離合器罩。另 一方面，關于第一電機14，其優(yōu)選地比第二電機18小，因為該第一 電機14應當傳遞的最大扭矩等于由熱機10供給的最大扭矩。
因此，由于存在位于內燃才幾10下游的兩個電才幾14和18,該發(fā)動 機10可以與驅動輪22機械地分離，從而能夠不考慮道路負荷和車速 來控制發(fā)動機。采用這種方式，內燃機10可以主要以穩(wěn)定方式運轉， 從而以固定的轉速運轉，并且能夠在車輛停止階段切斷該內燃機。當 車輛移動時可以通過兩個電才幾14和18之一重新起動內燃才幾10,相反 可以比如借助另一個電機執(zhí)行車輛自身的起動。
內燃機10與驅動輪22分離的可能性允許控制加速和減速階段， 考慮到污染物質的排放以及消耗量，盡量使馬達10自身在怠速水平下 運轉。
由于具有與驅動輪22 —體地聯(lián)接的兩個電機中的一個18，所以 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)允許在減速和制動階段回收能量。此外，能夠利用 該電機18進行推進，使得車輛在局部上部產(chǎn)生氣體和噪聲排放。
從而可以看到，根據(jù)本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng) 達到了前述的目的，具體獲得了以下的優(yōu)點
-熱機與摩托車的驅動輪或多個驅動輪獨立，能夠使該熱機在污 染物質排放和消耗量方面均有效率的怠速水平下運轉；
-能夠以安靜的方式起動熱機，當車輛停止時能夠切斷該熱機， 并且能夠僅僅在借助安裝在車輛自身上的兩個電機之一達到預設速度 的情況下重新起動該熱機；
-摩托車的電氣推進使得氣體和噪聲排放局部消失；
-在制動和減速的情況下回收能量；
-降低了在動力從熱機傳遞至驅動輪的過程中的消散；以及 -能夠以連續(xù)的方式改變傳動比。
從而，可以想到本發(fā)明的用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)在任 何情況下都能夠容易地進行各種改變和變型，其均落在相同的發(fā)明概念內；此外，可以由其它的技術上等效的元件替換所有的零件。實際 上，所使用的材料以及形狀和尺寸都可以根據(jù)技術要求進行變化。 從而，本發(fā)明的保護范圍有所附的權利要求書限定。
權利要求
1.一種用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)，所述摩托車包括至少一個內燃機(10)和至少一個驅動輪(22)，其特征在于，所述混合推進和傳動系統(tǒng)包括第一電機(14)和第二電機(18)，所述第一電機(14)設置有連接至所述至少一個內燃機(10)的第一機械連接裝置(12)，所述第二電機(18)通過電氣和/或電子連接裝置(16)與所述第一電機(14)聯(lián)接并且通過第二機械連接裝置(20)聯(lián)接至所述至少一個驅動輪(22)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(14)通過所述第二機械連接裝置(20)與所述第二電機(18)聯(lián)接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(14)通過所述第二機械連接裝置(20)聯(lián)接至所述至少一個驅動輪(22)。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，還包括直接連接至所述電氣和/或電子連接裝置(16)的一個或多個蓄電池裝置(24)。
5. 根據(jù)權利要求3所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(14)和所述第二電機(18)以同中心的方式安裝，使得所述第二電機(18)的轉子一體地聯(lián)接至所述第一電機(14)的旋轉定子。
6. 根據(jù)權利要求3所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述內燃機(10)以及所述第一電機(14)和所述第二電機(18)通過行星齒輪減速器(26)的插入而連接至用于將運動傳遞至所述至少一個驅動輪(22)的所述第二機械連接裝置(20)。
7. 根據(jù)權利要求3所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述內燃機(10)的軸聯(lián)結至所述第一電機(14)的旋轉定子。
8. 根據(jù)權利要求7所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電機(14)的轉子(30)通過所述第二機械連接裝置(20) —體地聯(lián)接至所述第二電機(18)的轉子(34)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電機(18)的定子(36)剛性地約束至所述摩托車的框架的固定部分。
10. 根據(jù)權利要求8所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電機(18)的所述轉子(34) —體地聯(lián)接至主減速器(32)的輸入軸(38)，所述主減速器(32)進而一體地聯(lián)接至所述至少一個驅動輪(22)。
11. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一機械連接裝置(12)和所述第二機械連接裝置(20)從由以下部件構成的組中選擇-連接軸；-梯形帶5-同步帶；-平行軸減速器；-行星齒輪減速器；-具有蝸桿和齒輪的減速器；-錐輪減速器。
12. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣和/或電子連接裝置(16)為二極管電橋和/或逆變器的形式。
13. 根據(jù)權利要求4所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述一個或多個蓄電池裝置(24)由基于Pb、 Pb-gel、 Ni-Mh或Li-Ion的電池構成。
14. 根據(jù)權利要求4所述的混合推進和傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述一個或多個蓄電池裝置(24)由超級電容器構成。
15. —種如前所述和如圖所示的、用于指定目的的、用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于摩托車的混合推進和傳動系統(tǒng)，所述摩托車包括至少一個內燃機(10)和至少一個驅動輪(22)。所述系統(tǒng)包括第一電機(14)和第二電機(18)，所述第一電機(14)設置有連接至所述至少一個內燃機(10)的第一機械連接裝置(12)，所述第二電機(18)通過電氣和/或電子連接裝置(16)和/或第二機械連接裝置(20)與所述第一電機(14)聯(lián)接，并且通過第二機械連接裝置(20)與驅動輪(22)聯(lián)接。
文檔編號B60K6/40GK101674949SQ200880014485
公開日2010年3月17日 申請日期2008年3月10日 優(yōu)先權日2007年3月16日
發(fā)明者A·卡萊奧, F·馬丁尼, L·卡爾米尼亞尼, P·卡波澤拉 申請人:比亞喬公司