專利名稱：形成于車輪中的輪轂發(fā)動機及相關方法
相關申請本申請涉及一件基于專利合作條約公布的國際申請。該國際公開號為WO 03/098039，國際申請日為2003年5月14日，國際申請?zhí)枮镻CT/US03/15547。該國際申請以2002年5月15日提交的美國臨時申請?zhí)?0/380,610(目前已放棄)為優(yōu)先權。該國際申請已經(jīng)進入到美國國家階段，進入日為2004年11月12，申請?zhí)枮?0/514,264。
背景技術：
在過去，運輸設備已具有發(fā)動機。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這些現(xiàn)有技術的發(fā)動機的某些局限性。這些局限性的其中之一就是，發(fā)動機以相對高的速度(例如每分鐘5,000至10,000轉)工作，而車輛的車輪以低得多的速度工作(例如在以每小時20英里的速度運行時，26英寸自行車輪可以以每分鐘256轉工作)。

發(fā)明內(nèi)容
在此公開的一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括限定活塞軸的發(fā)動機；限定第一平面的第一半轂；限定第二平面的第二半轂；其中第一半轂連接到第二半轂；并且其中第一平面與第二平面共面。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括形成于車輪中的發(fā)動機；車輪圍繞其旋轉的輪軸；與輪軸非旋轉接合的起動器；并且其中起動器與輪軸可轉換地(translatingly)接合。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括車輪圍繞其旋轉的輪軸；由輪軸可旋轉支撐的轂組件；連接到轂組件的化油器；可轉換地與輪軸連接(interfaced)的起動器板；和樞軸連接到轂組件的軛，其中軛可旋轉地與起動器板連接并與化油器可控制地連接。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括形成于車輪中的發(fā)動機，發(fā)動機產(chǎn)生轉矩；車輪和發(fā)動機圍繞旋轉的輪軸；與輪軸非旋轉地連接并固定連接到運輸設備的杠桿臂；其中轉矩通過杠桿臂從發(fā)動機傳遞給運輸設備。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括形成于車輪中的發(fā)動機；車輪圍繞旋轉的輪軸和形成于發(fā)動機與輪軸之間的轉矩引信(torque fuse)。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括形成于車輪中的發(fā)動機；與發(fā)動機流體連通的化油器；形成于輪轂中的曲軸箱；和與曲軸箱氣動連通并與化油器流體連通的隔膜泵。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括車輪圍繞其旋轉的輪軸，該輪軸限定第一末端；連接到運輸設備的燃料供給器；形成于車輪中的發(fā)動機；固定連接在車輪上的燃料連接面；和形成于輪軸中的燃料通道，燃料通道通過燃料連接面在第一末端與化油器之間提供流體連通。
在另一個典型的實施方式中，一種起動機動車輪的方法可以包括提供形成于機動車輪中的發(fā)動機；提供機動車輪圍繞其旋轉的輪軸；提供與輪軸和發(fā)動機可驅動嚙合的轉矩引信；起動發(fā)動機；并且在起動發(fā)動機的同時產(chǎn)生轉矩引信的激活。
在另一個典型的實施方式中，用于運輸設備的車輪可以包括形成于車輪中的發(fā)動機；與發(fā)動機可驅動嚙合的起動器；與發(fā)動機流體連通的化油器；與起動器機械連通的起動器/節(jié)流機構；其中起動器/節(jié)流機構與化油器機械連通。
在另一個典型的實施方式中，用于起動運輸設備的機動車輪的方法，包括提供形成于車輪中的發(fā)動機；提供與發(fā)動機可驅動嚙合的起動器；提供與發(fā)動機流體連通的化油器；提供與起動器機械連通的起動器/節(jié)流機構；其中起動器/節(jié)流機構與化油器機械連通；通過激活起動器/節(jié)流機構起動發(fā)動機；在起動發(fā)動機之后，以起動器/節(jié)流機構控制發(fā)動機。


圖中示出了說明性實施方式，其中
圖1示出了設有包括輪轂發(fā)動機的車輪的典型車輛(例如自行車)的示意圖；圖2示出了設有輪轂發(fā)動機的典型車輪的主視圖；圖3示出了輪軸的立體圖；圖4示出了圖3所示輪軸的俯視圖；圖5示出了圖4所示輪軸沿截面5-5的橫截面圖；圖6示出了圖5所示輪軸沿著6-6線的局部放大圖；圖7示出了鏈輪BC組件分解狀態(tài)下的立體圖；圖8示出了鏈輪F組件分解狀態(tài)下的立體圖；圖9示出了圖8所示的鏈輪F組件的俯視圖，其中拆除了超越離合器；圖10示出了鏈輪F組件沿圖9的10-10線的局部截面圖；圖11示出了起動器板的立體圖；圖12示出了圖11所示起動器板的俯視圖；圖13示出了圖12所示的起動器板沿著圖12的截面13-13的局部截面圖；圖14示出了輪軸組件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖15示出了軸DE組件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖16示出了典型轉矩引信的立體圖；圖17示出了活塞組件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖18示出了發(fā)動機組件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖19示出了輪轂連接組件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖20示出了杠桿臂組件的立體圖；圖21示出了鑄造輪轂的后表面的俯視圖；圖22示出了鑄造輪轂的曲軸箱沿著圖21中22-22線的局部橫截面圖；圖23示出了輪軸軸承座沿著圖21中23-23線的局部橫截面圖；圖24示出了右轂組件在分解狀態(tài)下的立體圖；圖25示出了設有輪轂發(fā)動機的車輪在分解狀態(tài)下的立體圖；圖26示出了圖25所示的車輪和輪轂發(fā)動機沿著圖2中平面26-26的橫截面圖；
圖27示出了圖26所示橫截面圖的局部放大圖；圖28示出了圖26所示橫截面圖的局部放大圖；圖29示出了設置在一對叉部件中的車輪和輪轂發(fā)動機的立體圖；圖30示出了圖29所示的車輪和輪轂發(fā)動機的俯視圖；圖31示出了圖29所示的車輪和輪轂發(fā)動機的主視圖。
具體實施例方式
在此所提供的是，對包含在車輪(例如前輪14)中的輪轂發(fā)動機100的典型實施方式的詳細說明。輪轂發(fā)動機100可以用于多種設備的任意一種中，例如多用途車、三輪車、自行車、臥車、小型運輸設備、獨輪手推車、輪椅、三輪人力車和其它可以從一個地點移動到另一個地點的設備。應該注意，在此所提供的說明是指自行車10。應該理解，輪轂發(fā)動機100可以用在上述提及的任意一裝置或其等同裝置中。
包含在車輪14中的輪轂發(fā)動機100可以使上述任一設備機動化。輪轂發(fā)動機100易于安裝在現(xiàn)存設備(例如，在此將被描述成自行車)上并易于操作。在多數(shù)情況下，此安裝只需不到30分鐘。一旦安裝，機動自行車仍然可以作為傳統(tǒng)由踏板產(chǎn)生動力的自行車使用。然而，當使用者需要機動助力時，啟動輪轂發(fā)動機100。啟動的輪轂發(fā)動機100產(chǎn)生能量，作為推動自行車的動力。在一個典型實施方式中，該輪轂發(fā)動機100被構成為以汽油工作，并可獲得20公里/小時的速度。
圖1示出了自行車10，其設有車架12、前輪14、后輪16、一對叉18和一對手把20。車架12設有可以采用空心管形式的頭座30。車架12還設有后三角架32，其可包括上部部件34和下部部件36。后三角架上、下部部件34、36形成交叉部38。后輪16在后三角架交叉部38處可旋轉地安裝到車架12上。自行車10常規(guī)地設有一對可樞軸轉動地安裝到車架12上的曲柄40。鏈條42可旋轉地將后輪16連接到曲柄40。
該對叉18可設有第一叉50和第二叉60(圖29)。該對叉18還可設有冠部70，第一叉50和第二叉60可固定連接其上。冠部70可樞軸轉動地連接到頭座30上，由此可將該對叉18樞軸轉動地連接到車架12上。該對手把20可固定連接到冠部70上；手把20的旋轉可由叉18反映。第一叉50可設有末端52。第一叉末端52可設有安裝盤54。參考圖29，第二叉60可設有末端62。第二叉末端62可設有安裝盤64。
參考圖1，在第一叉安裝盤54和第二叉安裝盤64處前輪14可旋轉地安裝到叉18上。自行車10的向前移動，使前、后輪14、16的CCW逆時針旋轉。同樣地，逆時針旋轉CCW時曲柄40的旋轉可以使自行車向前移動。應該注意，采用例如“前”、“后”、“上”、“下”、“順時針”、“逆時針”、“右”、“左”、“向前”等術語只是出于說明目的，這些術語與自行車10的定向或附圖的定向相關。因此，在保持裝置的功能性時也可以使用其它的定向。
前輪14或者后輪16可設置輪轂發(fā)動機100。應該注意，盡管在此所描述及附圖中示出的輪轂發(fā)動機100是作為前輪14的組件，然而輪轂發(fā)動機100也可置于車輛的后輪16或其它車輪中。
參考圖2，輪轂發(fā)動機100大致位于前輪14的中央。輪轂發(fā)動機100可以限定輪轂發(fā)動機100和整個車輪14圍繞其旋轉的第一軸A1。輪轂發(fā)動機100還可設有輪轂發(fā)動機100圍繞其旋轉的輪軸200。
圖3示出了輪軸200的立體圖。參考圖3，輪軸200可采用具有多個特征結合其上的大致圓柱形的形狀。輪軸200設有第一端202和相對設置的第二端204。輪軸200設有形成于第一端202與第一肩部212之間的螺紋210。輪軸200還可設有形成于第一肩部212與第二肩部216之間的力矩連接面(interface)214。力矩連接面214可以是多種形狀的任意一種形狀，例如，如圖所示的四邊的方鍵。圖4示出了輪軸200的俯視圖。參考圖4，輪軸力矩連接面214可設有如圖所示的第一平面218、第二平面220、第三平面222(圖3)和第四平面224。
繼續(xù)參考圖4，輪軸200還可設有第一軸承面226。第一軸承面226可起始于第二肩部216，并終止于第三肩部228。
圖5示出了輪軸200沿著圖4中5-5線的截面圖。輪軸200還可設有燃料連接面230，其開始于第三肩部228，并終止于第四肩部232。燃料連接面230可包括例如第一槽240、第二槽242、縮減部244和燃料通道246(圖6)。如圖5所示，第一槽240可通過縮減部244與第二槽242隔開。第一、第二槽240、242可被形成為接收O形密封圈來密封縮減部244。
圖6示出了由圖5中的附圖標記6表示的輪軸200的橫截面圖的放大部分。參考圖6，燃料通道246可形成在縮減部244中，并延伸到輪軸200的第一末端202(圖5)。縮減部244的直徑比第三肩部228的直徑小一個燃料距離Df，如圖6所示。在一個典型實施方式中，該燃料距離Df大約為0.020英寸。
參考圖3，輪軸200還可設有帶鍵的連接面250。帶鍵的連接面250可起始于第四肩部232，終止于第五肩部252。帶鍵的連接面250可設有多個鍵254，例如單鍵256、258、260和262。輪軸200還可設有狹槽264。狹槽264可形成在兩個鍵254之間(例如鍵260、262之間)。此外，狹槽264可起始于第四肩部232，終止于第五肩部252。
繼續(xù)參考圖3，輪軸200可設有第二軸承面270。第二軸承面270可以形成于第五肩部252與第六肩部272之間。輪軸200還可設有形成于第六肩部272與第七肩部276之間的第三軸承面274。輪軸200也可以設有形成于第七肩部276與第八肩部280之間的第四軸承面278。
繼續(xù)參考圖3，輪軸200可設有形成于第八肩部280與第九肩部284之間的第二力矩連接面282。第二力矩連接面282可以是多種結構中的任意一種，例如，如圖所示的有四邊的方鍵。如圖所示，輪軸第二力矩連接面282可設有第一平面288、第二平面290、第三平面292和第四平面294。輪軸200還可設有形成于第九肩部284與第二末端204之間的螺紋296。參考圖5，輪軸200可設有形成于第二末端204與狹槽264之間的空腔298。
圖7示出了BC鏈輪組件300的分解圖。BC鏈輪組件300可設有鏈輪B310、鏈輪C320、滾針軸承332和墊圈334。鏈輪B310設有第一表面312和相對設置的第二表面314。鏈輪B310在其上設有同心居中布置且形成于第一、第二表面312、314之間的孔316。此外，鏈輪B310設有多個齒318。這些多個齒318可以是有多種形式，例如，如圖中示出的用于滾鏈的齒等。
繼續(xù)參考圖7，鏈輪C320可設有第一表面322和相對設置的第二表面324。鏈輪C320設有形成于第一表面322的輪轂326。輪轂326可設有形成于其中的肩部328。此外，鏈輪C320設有形成于其中的孔330。
鏈輪BC組件300可通過將鏈輪C320連接到鏈輪B310來構成。連接鏈輪310、320的一個典型方法是將鏈輪焊接在一起。當焊接在一起時，鏈輪C肩部328可以將鏈輪C第一表面322與鏈輪B第二表面314分開。應該注意，也可以通過多種其它制造技術的任意一種將鏈輪C 320和鏈輪B 310連接到一起。此外，也可以通過將滾針軸承332壓入配合到鏈輪C 320中并將墊圈334壓在鏈輪C肩部328來完成鏈輪BC組件300。
圖8示出了鏈輪F組件350在分解狀態(tài)下的立體圖。參考圖8，鏈輪F組件350可設有鏈輪F 360和超越離合器380。鏈輪F 360設有第一表面362和相對布置的第二表面364。此外，鏈輪F 360設有多個齒366、和輪轂368。輪轂368形成于第二表面364上。鏈輪F輪轂368可設有多個形成于其中的止動器370、372和374。圖9示出了鏈輪F350的俯視圖，而圖10示出了止動器370沿著圖9的10-10線的截面圖。參考圖10，止動器(例如止動器370)可形成于輪轂368中，具有如圖所示的錐形表面。止動器370的該表面可以以任何角度形成。如圖10所示，該表面可以具有大約3度的錐度。該錐度范圍可以大致為零點幾度到45度之間；在一個典型實施方式中，止動器370的表面的錐度范圍在1到10度之間。此外，鏈輪F 360設有形成其中的孔376。鏈輪F組件350被配置成使超越離合器380永久固定到鏈輪F孔376。
圖11示出了起動器板400的立體圖。起動器板400設有第一表面402和相對布置的第二表面404。起動器板400還設有內(nèi)孔406和與內(nèi)孔406同心布置的外圓柱面408。起動器板400可設有多個鍵槽410，例如單個鍵槽412、414和416。這些鍵槽410可形成于內(nèi)孔406中并從第一表面402延伸到第二表面404。起動器板400可設有多個止動器420，例如單個止動器422、424和426。圖12示出了起動器板400的俯視圖，而圖13示出了一個止動器426沿著圖12的13-13線的截面圖。參考圖13，止動器420(例如止動器426)可形成于起動器板400上，具有如圖所示的錐形表面。止動器426的該表面可以以任何角度形成。如圖13所示，該表面可以具有大約3度的錐度。該錐度范圍可以大致為零點幾度到45度之間；在一個典型實施方式中，止動器426表面的錐度范圍可以在1至10度之間。起動器板400還可設有形成于外圓柱面408中的環(huán)形槽440。該環(huán)形槽440可圍繞整個外圓柱面408延伸。起動器板400還可設有孔428，孔428貫穿多個鍵槽410之一并從該鍵槽延伸到直徑上對置的鍵，如圖11所示。應該注意，在此還可將起動器板400作為起動器/節(jié)流機構。
圖14示出了輪軸組件500在分解狀態(tài)下的立體圖。參考圖14，輪軸組件500可包括各種部件，例如輪軸200、鏈輪BC組件300、墊圈BC 502、鏈輪F組件350、墊圈F 504、起動器板400和節(jié)流銷506等。如圖所示，可以通過將墊圈F 504插入到輪軸200中以使墊圈F 504與靠近第二軸承面270的軸第五肩部252接觸來裝配輪軸組件500。裝配到輪軸組件500上的下一個部件是鏈輪F組件350。設置鏈輪F組件350以使其固定墊圈F 504并使其置于第二軸承面270上。接著，墊圈BC 502可設置在輪軸組件500中以使其接觸鏈輪F 360的第一表面362，并接觸輪軸200的第三軸承面274。此外，鏈輪BC組件300可裝配到輪軸組件500上以使鏈輪C 300的第二表面324接觸墊圈BC502；此外，滾針軸承332接觸輪軸200的第三軸承面274。
繼續(xù)參考圖14，節(jié)流銷506可以是帶有外表面508的圓柱形狀。節(jié)流銷506可設有形成于其中的，在節(jié)流銷506的大致中心位置的孔510。在一個典型實施方式中，孔510可以是螺紋孔形式，用來容納節(jié)流系統(tǒng)的部件。
繼續(xù)參考圖14，還可以通過使起動器板400在輪軸200上滑動來裝配輪軸500。當起動器板400被裝配有輪軸200時，起動器板400的多個鍵槽410與輪軸200中的多個鍵254連接。此外，形成于起動器板400中的孔428與形成于輪軸200中的狹槽264共線設置。為了將起動器板400固定到輪軸200上，可以將節(jié)流銷506壓入形成于起動器板400的孔428中。當將節(jié)流銷506壓入起動器板孔428中時，節(jié)流銷孔510可以與形成于軸第二末端204與軸狹槽264之間的空腔298同軸設置。起動器板400的這種安裝將使起動器板400與輪軸200非旋轉地嚙合。此外，這種安裝將使起動器板400與輪軸200可轉換地接合。應該注意，由多個形成于起動器板400中的鍵槽410和多個形成于輪軸200中的鍵254所構成的連接是一個典型實施方式。該連接可以由各種其他結構的任何一種構成，例如狹槽、孔、銷、鍵、塊、軌道或在工業(yè)上實用的各種其它連接的任何一種。
繼續(xù)參考圖14，還可以通過安裝一對O形環(huán)520、522來裝配輪軸組件500。第一O形環(huán)520可以設置在輪軸200的第一槽240中(圖5)。第二O形環(huán)522可以設置在第二槽242(圖5)中。這些O形環(huán)可以由與燃料可相容的材料構成(例如當使用汽油作用燃料時，為氟橡膠)。這些O形環(huán)520、522本身包含密封表面。在保留容納燃料的預期功能時，這些密封表面可以被替換或者被改變。
圖15示出了軸DE組件600在分解狀態(tài)下的立體圖。參考圖15，軸DE組件600可設有軸DE 610、一對銷630，632、鏈輪D 640、軸襯E 660、轉矩引信680、鏈輪E 700、墊圈E 720、彈簧730和調節(jié)螺母740。
繼續(xù)參考圖15，軸DE 610可設有第一末端612和相對布置的第二末端614。軸DE 610還可設有第一軸承面616、螺紋部618、轉矩引信軸承面620、肩部622和第二軸承面624。軸DE 610可被配置成使其特征被線性地構建在軸DE 610上。從第一末端612向第二末端614移動，第一軸承面616可形成于第一末端612?？拷谝惠S承面616可形成螺紋部618。在靠近形成于第一末端612附近的螺紋部618可形成轉矩引信軸承面620。鄰近轉矩引信軸承面620可形成肩部622。鄰近肩部622可形成第二軸承面624。此外，軸DE 610可設有一對形成于肩部622中的孔626、628。
繼續(xù)參考圖15，鏈輪D 640可設有第一表面642和相對布置的第二表面644。鏈輪D 640還可設有中心孔646和一對銷孔648、650。軸襯E 660可設有第一末端662和相對布置的第二末端664。軸襯E 660還可設有內(nèi)表面668和外表面670。轉矩引信680可設有第一表面682和相對布置的第二表面684(圖16)。圖16示出了轉矩引信680背面的立體圖。參考圖16，轉矩引信680可設有形成于第二表面684上的摩擦材料686。該摩擦材料686可由各種材料，例如制動襯片、離合器襯片或其它任何已知具有高摩擦系數(shù)的材料組成。此外，轉矩引信680可設有連接面688，例如如圖示形成于第一和第二表面682、684之間的方形連接面等。
參考圖15，鏈輪E 700可設有第一表面702和相對布置的第二表面704。鏈輪E 700還可設有形成于第二表面704上的肩部706。鏈輪E 700還可設有形成于肩部706中的連接面708。此外，鏈輪E 700可設有貫穿形成的孔710。墊圈E 720可設有第一末端722和相對布置的第二末端724。墊圈F720還可設有內(nèi)表面726和外表面728。彈簧730可設有第一末端732和相對布置的第二末端734。彈簧730還可設有內(nèi)表面736和外表面738。在一種典型的實施方式中，彈簧730可以是盤狀墊圈。調節(jié)螺母740可設有第一末端742和相對布置的第二末端744。調節(jié)螺母740還可設有內(nèi)表面746和外表面748。內(nèi)表面746可形成有能夠與軸DE 610的螺紋部618連接的螺紋。外表面748可形成有多個易于接合扳手的平面。
如圖15的分解狀態(tài)所示，可以通過一對銷630、632將鏈輪D 640銷連接到軸DE 610上來裝配軸DE組件600。如圖所示，第一銷630可設置在鏈輪D第一孔648和軸DE第一孔626中。此外，第二632可以設置在鏈輪D第二孔650和軸DE第二孔628中。這種銷連接使鏈輪D 640非旋轉地連接到軸DE 610上?？梢酝ㄟ^將軸襯E內(nèi)表面668設置成與轉矩引信軸承面620接觸來裝配軸襯E 660。轉矩引信680可保持在鏈輪D 640與鏈輪E 700之間。此外，可以通過轉矩引信連接面688和鏈輪E連接面708使轉矩引信680與鏈輪E 700非旋轉地接合。
繼續(xù)參考圖15，墊圈E 720可設有鄰接鏈輪E第一表面702的第二末端724。此外，鏈輪E孔710可與軸DE 610的螺紋部618同心并與其接觸。繼續(xù)裝配軸DE組件600，彈簧730可設有鄰接墊圈F第一末端722的第二末端734。該裝配可通過使調節(jié)螺母740與軸DE 610螺紋接合來完成。
當?shù)谝?、第二軸承面616、624被支撐時，軸DE組件600可以使鏈輪D 640和鏈輪E 700共同旋轉(這種狀態(tài)在此是指驅動狀態(tài))。在另一種狀態(tài)下，在此是指滑動狀態(tài)，轉矩引信680可相對于鏈輪D 640旋轉。通過調節(jié)在彈簧730上施加壓力的螺母740，形成滑動狀態(tài)所需的力是可調整的。因此，當在鏈輪D 640與鏈輪E 700之間傳輸?shù)霓D矩超過由調節(jié)螺母740設定的預定量時，轉矩引信摩擦材料686在鏈輪D第一表面642上的滑動。這種滑動狀態(tài)防止輪轂發(fā)動機100的部件過分受力。
圖17示出了分解狀態(tài)下的活塞組件800。參考圖17，活塞組件800可設有活塞810、活塞銷812、連桿814、軸頸銷816、第一頰板818和第二頰板820。活塞810可旋轉地連接到帶有活塞銷812的連桿814。連桿814通過軸頸銷816可旋轉地連接到第一、第二頰板818、820。應該注意，盡管有許多將軸頸銷816安裝到頰板818、820上的方法，但是圖17所示的方法是利用一對銷822、824。應該注意，活塞810限定與活塞810的主直徑表面同心布置的活塞軸?；钊S存在于第一平面P1中。
圖18示出了分解狀態(tài)下的發(fā)動機組件850。參考圖18，發(fā)動機組件850可設有活塞組件800、套筒860、進氣歧管880、排氣歧管900、化油器絕緣體910、化油器920和火花塞1470(圖25)。套筒860可以是其中形成有多個口的端部封閉的管。套筒860可設有進氣口862、排氣口864、第一輸送口866和第二輸送口868。進氣口862與排氣口864相對配置。輸送口866、868彼此相對配置，與進氣口和排氣口862、864垂直配置。套筒860還可設有與火花塞1470螺紋接合的火花塞孔870(圖25)。
繼續(xù)參考圖18，進氣歧管880可以是具有第一末端882和相對配置的第二末端884的大致圓柱形狀。第一末端882可形成有能夠密封接合套筒的凹形輪廓。進氣歧管880還可設有從第一末端882延伸到第二末端884的隔膜通道886。進氣歧管880還設有一對旁通通道888、890，旁通通道888、890形成于第一末端中并與隔膜通道886和套筒860的輸送口866，868氣動連通(當被裝配時)。進氣歧管880還可設有進氣通道892，進氣通道892始于并穿過第一、第二末端882、884。進氣通道892與套筒860的進氣口862流體連通。
繼續(xù)參考圖18，排氣歧管900可以是具有第一末端902和相對配置的第二末端904的大致圓柱形狀。第一末端902可形成有可以密封地接合套筒860的凹形輪廓。排氣歧管900還可設有形成于第一、第二末端902、904的排氣通道906中并貫穿其中。排氣歧管900與套筒860的排氣口864流體連通。
繼續(xù)參考圖18，化油器絕緣體910可以是具有第一末端912和相對配置的第二末端914的大致圓柱形狀。化油器絕緣體910可設有隔膜通道916和進氣通道918。通道916、918形成于第一、第二末端912、914中并貫穿其中。第一末端912可緊固到進氣歧管880的第二末端884附近。
繼續(xù)參考圖18，化油器920可設有第一末端922和相對配置的第二末端924?；推?20還可設有起動注油器926、節(jié)流板928、燃料入口930和阻氣門932(未示出)?？蓪⒌谝荒┒?22緊固到化油器絕緣體910的第二末端914的附近。起動注油器926、節(jié)流板928、燃料入口930和阻氣門932以與工業(yè)中使用的其它化油器相似的方式工作。應該注意，化油器920是其中設有燃料泵的一種。設有燃料泵的化油器一個典型的類型是帶有隔膜泵的化油器。隔膜泵利用曲軸箱壓力。在現(xiàn)有裝置中，曲軸箱壓力通過旁通通道888，890、進氣歧管隔膜通道886和化油器絕緣體隔膜通道916傳遞給化油器920。當一系列阻氣閥控制化油器920中的燃料流時，曲軸箱的壓力往復改變并驅動塑料隔膜。
圖19示出了分解狀態(tài)下的輪轂連接組件950。參考圖19，輪轂連接組件950可設有輪轂連接面960、節(jié)流軛樞銷980、節(jié)流軛982、電線鉤1000、一對連接銷1020，1022、和點火支架1030。輪轂連接面960可設有第一表面962和相對配置的第二表面964。輪轂連接面960還可設有第一末端966和相對配置的第二末端968。輪轂連接面960可設有多個連接孔970，972、輪軸孔974、燃料輸送孔976和節(jié)流軛樞銷孔(throttle yoke pivot hole)978。連接孔970、972可以形成在第一表面962上，可以是例如螺紋孔的形式。輪軸孔974可形成于輪轂連接面960中并從第一表面962延伸到第二表面964。燃料輸送孔972形成于輪轂連接面960中并與輪軸孔974流體連通。節(jié)流軛樞銷孔978可形成于輪轂連接面960的第一末端966中。
繼續(xù)參考圖19，節(jié)流軛(throttle yoke)982可設有第一凸起部984、第二凸起部986、樞軸孔988、第一連接銷孔990、第二連接銷孔992、伸展桿994和電線鉤孔996。凸起部984、986可以從節(jié)流軛982的主體開始延伸，如圖19所示。樞軸孔988可以形成于凸起部984、986中。第一連接銷孔990可形成于第一凸起部984中以使第一銷連接孔990與樞軸孔988平行。第二連接銷孔992可形成于第二凸起部986中以使第二銷連接孔992與樞軸孔988平行。伸展桿994可以與主體和凸起部984，986整體形成，并在與樞軸孔988基本平行的方向上延伸。電線鉤孔996可形成于伸展桿994中?？梢酝ㄟ^節(jié)流軛樞銷980將節(jié)流軛982連接到輪轂連接面960上來裝配輪轂連接組件950。這種連接可以通過將節(jié)流軛樞銷980安裝(和保留)在節(jié)流軛樞銷孔978中并鎖住節(jié)流軛982來實現(xiàn)。
電線鉤1000可以由任何能夠抵抗橫向力的材料制成，但是最終屈服于該力。一種電線鉤1000可選擇的材料為鋼絲。如圖19所示，電線鉤1000可設有第一末端1002和相對配置的第二末端1004。第一末端1002可以與形成于節(jié)流軛982中的電線鉤孔998連接。電線鉤1000還可設有形成于第二末端1004中的環(huán)1006。一對連接銷1020、1022可以由各種材料中的任何一種材料，例如淬火鋼制成。第一連接銷1020可連接(例如，壓合)到節(jié)流軛982的第一連接銷孔990中。第二連接銷1022可連接(例如，壓合)到節(jié)流軛982的第二連接銷孔992中?？梢砸匀魏我环N方法將節(jié)流支架1030連接到輪轂連接面960上。一種這樣的連接方法是通過如圖19所示的螺紋緊固件將節(jié)流支架1030連接到輪轂連接面960上。節(jié)流支架可以具有形成于其中的槽1032，用于容納點火系統(tǒng)的各部件。
圖20示出了杠桿臂組件1050一個典型實施方式的立體圖。參考圖20，杠桿臂組件1050可設有連接架1060、跨架1080、叉環(huán)1100和相關緊固件(例如螺栓和螺母)。連接架1060可設有第一表面1062和相對配置的第二表面1064。連接架1060還可設有第一末端1066和相對配置的第二末端1068。連接架1060還可設有力矩連接面1070和一對螺紋孔1072、1074。力矩連接面1070可以是各種形狀主，例如如圖所示的方形。該連接架力矩連接面1070被構成為與軸力矩連接面214或282連接。連接架1070可以由各種形式材料，例如氣冷硬化鋼制成。
繼續(xù)參考圖20，跨架1080可設有第一表面1082和相對配置的第二表面1084?？缂?080還可設有一對連接孔1086，1088、肩部1090、和多個環(huán)孔1092。連接孔1086、1088可以形成于跨架1080中，用于連接到連接架1070上。肩部1090可形成于跨架第一表面1082上，并可具有設置其中的連接孔1086、1088。多個環(huán)孔1092可形成于跨架1080中，如圖所示，從第一表面1082延伸到第二表面1084。
繼續(xù)參考圖20，叉環(huán)1100可以是能夠環(huán)繞一對叉18的單個叉50、60的夾具形式。一種這種結構的叉軸環(huán)1100如圖20所示；該結構可以包括帶有一對凸起部1104、1106的圓筒部1102。圓筒部1102和一對凸起部1104、1106可以是構成如圖所示結構的一件材料。叉環(huán)1100還可設有形成于凸起部1104、1106中的一對孔，用來容納緊固件。
圖21示出了輪轂發(fā)動機100的鑄造輪轂1150的俯視圖。參考圖21，鑄造輪轂1150可以以使其大致對稱的方式來制造。鑄造輪轂1150的對稱可以使整體鑄件用于輪轂發(fā)動機100的任一側。應該注意，該結構在此可以稱為“鑄造相似”。如在此所使用的一樣，術語“鑄造相似”用于描述可以作為組件的兩個部件使用的制品(例如輪轂發(fā)動機100的左、右側)。鑄造相似制品的制造可以改變，以使其在兩結構中產(chǎn)生細微的區(qū)別；這種改變的一個實施例是二次加工操作以將鑄造相似的鑄造輪轂轉換成右輪轂1160(圖25)。類似地，鑄造輪轂1150可以被改變以將其轉換成左輪轂1170(圖25)。應該注意，可以使用鑄造輪轂1150來描述右輪轂1160和左輪轂1170。
繼續(xù)參考圖21，鑄造輪轂1150在一個典型實施方式中由鑄造金屬(例如鋁)制成。該鑄造輪轂1150由金屬被注入的模具制成。本領域普通技術人員可知，該鑄造輪轂1150允許右、左輪轂1160、1170(圖25)由單模制成。該單模由于模具的減少而降低了制造輪轂發(fā)動機100的成本。鑄造輪轂1150可設有前表面1180(圖2)和相對配置的后表面1182。鑄造輪轂1150還可設有曲柄軸承座1184、輪軸軸承座1186、ED軸承座1188。如圖21所示，軸承座1184、1186和1188可以形成于鑄造輪轂1150的后表面1182上。軸承座1184、1186，1188可以配置成使其位于由圖21中的P1表示的共同第一平面上。
圖22示出了曲柄軸承座1184沿著圖21中22-22線的截面圖。參考圖22，曲柄軸承座1184被構成為用來容納軸承(例如圖24中所示的曲柄軸承1350)。圖23示出了沿著23-23線的軸軸承座1186的截面圖。參考圖23，輪軸軸承座1186被配置成用來容納軸承(例如圖24中所示的軸承1360)。
參考圖21，鑄造輪轂1150可設有對稱特征，例如第一惰輪軸座(idler shaft mount)1190和第二惰輪軸座1192。惰輪軸座1190、1192可對稱于第一平面P1。當將鑄造輪轂1150轉換成右、左輪轂1160、1170時，這些對稱的惰輪軸座1190、1192用來支撐惰輪軸(如果有的話)。
繼續(xù)參考圖21，鑄造輪轂1150可設有曲軸箱1200、輸送口1202、套筒保持器1204、一對歧管保持器1206，1208、排氣管1210、一對膨脹室1212，1214、外壁1216、節(jié)流孔1182和燃料管孔1219。曲軸箱1200可形成于后表面1182，并能夠在裝配過程中形成大致密封的曲軸箱。輸送口1202可形成于后表面1182上并從曲軸箱1200延伸到套筒保持器1204。套筒保持器1204可形成于后表面1182上，并可以具有用于對套筒860進行定位的錐形壁。一對歧管保持器1206、1208可形成于后表面182中，并大致垂直于第一平面P1。排氣管1210可以從于后表面1182突出并且與鑄造輪轂1150的中心大致同心配置。排氣管1210可從大致靠近一個歧管保持器1206的區(qū)域延伸到另一個歧管保持器1208，如圖21所示。膨脹室1212、1214可形成于于后表面1182上，并可以容納從排氣管1210中排出的氣體。外壁1216可從后表面1192伸出，并且與鑄造輪轂1150的中心大致同心配置。此外，節(jié)流孔1218和燃料管孔1219可以形成于外壁1216中，作為將鑄造輪轂1150轉換成右輪轂1160的處理的部分。
繼續(xù)參考圖21，鑄造輪轂1150可設有多個輪輻孔1220，例如單個輪輻孔1222、1224、1226、1228和1230。輪輻孔1220的每一個由間隔角N(通過360度除以輪輻孔1220的數(shù)量來獲得)分離。如圖所示，輪輻孔1220的一個典型的間隔角N為20度。一個輪輻孔，例如輪輻孔1226從位于第一平面P1中的第一軸設置在1/4N處(例如，20度的1/4為5度)。輪輻孔1220的這種構造可使鑄造輪轂1150用作右、左輪轂1160、1170，因為裝配到輪輻孔1220中的輻條被均勻地隔開并恰當?shù)刂屋嗇灠l(fā)動機100。
參考圖25，盡管示出了鑄造輪轂1150的左輪轂1170的結構，然而鑄造輪轂1150可設有多個散熱片1230、第一組平衡片1232、第二組平衡片1234和芯貫穿孔1236。散熱片1230在靠近輸送口1202、套筒1204和成對的歧管保持器1206、1208的位置形成于鑄造輪轂1150的前表面1180。這些散熱片1230用來增加從車輪發(fā)動機100至周圍環(huán)境的散熱。第一、第二組平衡片1232、1234可位于前表面1180的預定位置上。一種平衡片1232、1234的預定位置可以如圖中所示以120度增量均勻間隔。平衡片1232、1234的定位有助于獲得輪轂發(fā)動機100的旋轉質量的均等分配。型芯貫穿孔1236在曲軸箱1200處可以形成于前表面1180。型芯貫穿孔1236允許在鑄造工序中使用簡單的兩件模具，因此在鑄模中可以去除昂貴的可折疊式型芯。
繼續(xù)參考圖25，鑄造輪轂1160可設有多個安裝孔1240，例如安裝孔1242、1244、1246、1248。安裝孔1240從第一表面1180延伸到后表面1182，并具有較大直徑以容納緊固件。而且。安裝孔1240在前表面1180上具有六邊形部。在安裝過程中，六邊形部容納螺母并限制螺母旋轉。
上面已經(jīng)提供了本輪轂發(fā)動機100的典型部件的詳細說明，下面將描述這些部件的典型裝配。應該理解，該典型組件可以以多種方式配置，這只是裝配組件的一個典型處理方式。
圖24示出了分解狀態(tài)下右輪轂組件1300的立體圖。右輪轂組件1300可設有右輪轂1160、發(fā)動機組件850、輪軸組件500和軸DE組件600。其它沒有描述的元件也可以包含在右輪轂組件1300中。其它的元件可以包括鏈輪A 1310、鏈輪鍵1320、鏈輪蓋1330、鏈輪螺栓1340、第一曲柄軸承1350、第一半軸軸承1360、第一軸DE軸襯1370、第一鏈條1380、第二鏈條1390、第三鏈條1400和節(jié)流線1410。繼續(xù)參考圖24，鏈輪A 1310可設有第一表面1312和相對配置的第二表面1314。鏈輪A 1310還可設有形成于第一表面與第二表面1312、1314之間的孔1316。鏈輪1310還設有形成成于孔1316中的鍵槽1318。這些鏈條1380、1390、1400可以是任一種動力傳輸裝置，例如皮帶、滾子鏈、纜索等，但并不局限于此。在一個典型實施方式中，鏈條1380、1390、1400是ANSI25號滾子鏈。節(jié)流線1410可設有形成于一個末端中的Z形彎頭1412和形成于相對末端中的樞軸連接件1414。
繼續(xù)參考圖24，裝配右輪轂組件1300的過程可以從將曲柄軸承1350壓入第一曲柄軸承座1184開始，將第一半軸軸承1360壓入輪軸軸承座1186中，第一軸DE軸襯1370壓入DE軸承座1188中。發(fā)動機組件850目前可裝配有右輪轂1160以使套筒860通過套筒保持器1204與右輪轂1160對齊。當將發(fā)動機組件850裝配到右輪轂1160時，排氣歧管900可與歧管保持器1208接觸。發(fā)動機組件850與右輪轂1160的接觸區(qū)域可通過使用超聲波密封化合物來密封。該裝配還將使第一頰板818與第一曲柄軸承1350接觸。在將發(fā)動機組件850安裝到右輪轂1160上之后，鏈輪A 1310可通過與形成于鏈輪A 1320中的鍵槽1318配合的鏈輪鍵1320連接到第一頰板818上。鏈輪蓋1330和鏈輪螺栓1340將鏈輪鍵1320和鏈輪A 1310保持在恰當位置上。
在將發(fā)動機組件850安裝到右輪轂1160內(nèi)之后，輪軸組件500可安裝到右輪轂1160上。當安裝輪軸組件500時，輪軸200的第四軸承面278(圖14)接觸第一半軸軸承1360。輪軸組件500的這種安裝使BC鏈輪組件300的墊圈334(圖7)與第一半軸軸承1360接觸。當將輪軸組件500安裝到右輪轂組件1300中時，設置第一鏈條1390以使其接觸鏈輪A 1310和鏈輪B 310。接下來，軸DE組件600可以設置在右輪轂組件1300中。當安裝軸DE組件600時，軸DE第二軸承面624(圖15)接觸第一軸DE軸襯1370，軸DE第二末端614接觸右輪轂1160的后表面1182。當軸DE組件600安裝到右轂組件1300中時，設置第二鏈條1390以使其接觸鏈輪D 640和鏈輪C 320(圖14)。此外，設置第三鏈條1400以使其接觸鏈輪E 700和鏈輪F 360。
在安裝與動力傳遞相關的輪轂發(fā)動機100的元件之后，輪轂連接組件950可安裝到右輪轂組件1300中。輪轂連接組件950通過線鉤環(huán)1006與節(jié)流線1410裝配。在將節(jié)流線1410安裝到線鉤1000的環(huán)1006之后，節(jié)流線1410的Z形彎頭1412穿過節(jié)流孔1218。將節(jié)流線Z形彎頭1412連接到化油器920的節(jié)流板928上。在將節(jié)流線1410連接到化油器920上之后，輪轂連接組件950可以與輪軸200連接。當輪轂連接組件950與輪軸200連接時，形成于輪轂連接面960中的軸孔974位于與一對O型墊圈520、522同心并接觸的位置。這種連接還使輪轂連接面960的第二表面964位于靠近輪軸200的第四肩部232的位置(圖4)。當將輪轂連接組件950與輪軸200連接時，一對連接銷1020、1022被設置在形成于起動器板400的外圓周面408(圖11)中的環(huán)形槽440中。將輪轂連接組件950恰當?shù)匕惭b在輪軸200上之后，燃料管(未示出)穿過右轂組件1300內(nèi)部、穿過燃料管孔1219，連接到輪轂連接面燃料輸送孔976和化油器燃料入口930。輪轂連接面燃料輸送孔976和化油器燃料入口930的這種連接使輪轂連接面燃料輸送孔976與化油器燃料入口930流體連通。本領域普通技術人員應該知道，燃料管、化油器920、輪轂連接面960和輪軸200之間的連接使燃料在輪轂發(fā)動機100旋轉時從腔296輸送到化油器920中。
在裝配右輪轂組件1300之后，可以裝配整個輪轂發(fā)動機100。圖25示出了分解狀態(tài)下的輪轂發(fā)動機100的立體圖。參考圖25，輪轂發(fā)動機100可設有右輪轂組件1300、左輪轂1700、飛輪1450、飛輪鍵1452、飛輪蓋1454、飛輪螺栓1456、第二曲柄軸承1458(圖27)、第二半軸軸承1460(圖28)、第二軸DE軸襯1462(圖28)、火花塞1470、多條輪輻1472、輪緣1474，管道1476(圖26)和輪胎1478。裝配整個輪轂發(fā)動機100的過程例如可以從將左輪轂1700連接到右輪轂組件1300開始。當將左輪轂1700安裝到右輪轂組件1300上時，通過套筒保持器1204(圖24)使套筒860與左輪轂1170對準。當裝配發(fā)動機組件850和左輪轂1170時，排氣歧管900可以接觸歧管保持器1208(圖24)。使用厭氧密封膠來安裝發(fā)動機組件850和左輪轂1170的接觸區(qū)域。該裝配還可以使第二頰板820接觸第二曲柄軸承1458(圖27)。在將左輪轂1700安裝到右輪轂組件1300之后，可以通過與形成于飛輪1452中的鍵槽連接的飛輪鍵1452將飛輪1450安裝到第二頰板820上。飛輪鍵1452和飛輪1450通過飛輪蓋1454和飛輪螺栓1456保持在恰當位置上。當安裝左輪轂1170時，輪軸200的第一軸承面226(圖4)與第二半軸軸承1460(圖28)接觸。這種安裝還使輪軸200的第三肩部228與第二半軸軸承軸承1460(圖28)接觸。
繼續(xù)參考圖25，通過將螺栓和螺母安裝到多個安裝孔1240中來彼此安裝右輪轂組件1300與左輪轂1170。本領域技術人員應該知道，當彼此安裝輪轂1160、1170時，右或左輪轂1160、1170容納螺栓，則另一個容納螺母。安裝孔1240的六邊形部足夠大以容納螺母并限制旋轉(有助于安裝輪轂發(fā)動機100)。將螺栓和螺母固定之后，可以將其它組件，例如火花塞1470、蓋板(例如左蓋板1480，圖2)、輪輻1472、輪緣1474、管4178(圖26)和輪胎1478，固定在輪轂發(fā)動機100上。
圖26示出了沿著圖2的26-26線上述實施方式的典型結構的截面圖。參考圖26，為了清楚示出典型結構，圖27和28示出了圖26的放大部。圖27示出了輪轂發(fā)動機100的上半部，而圖28示出了輪轂發(fā)動機100的下半部。
參考圖28，輪轂發(fā)動機100還可設有節(jié)流索1490、節(jié)流桿1492、燃料管1494和燃料罐1496。節(jié)流索1490的一端插入到輪軸200的腔298中并連接到節(jié)流銷506上(例如通過圖14的孔510)，節(jié)流索1490的另一端連接到節(jié)流桿1492。節(jié)流桿1492可以連接到典型自行車(例如自行車10)的任何位置上，例如手把20(圖1)。這種通過節(jié)流索1490和節(jié)流銷506將節(jié)流桿1492連接到起動器板400上的連接，可使化油器920的節(jié)流板928與自行車10的使用者機械連通。
繼續(xù)參考圖28，將燃料管1494的一端連接到形成于輪軸200中的燃料通道246中。燃料管1494的另一端連接到燃料罐1496。燃料罐1496可以設置在典型自行車(例如自行車10)的任何位置上，例如，設置到安裝在自行車10的車架上的瓶架上。將燃料罐1496連接到燃料通道246上可使化油器920與燃料罐1496流體連通。
圖29示出了固定在典型成對叉18上的輪轂發(fā)動機100的立體圖。參考圖19，可以通過輪軸200將輪轂發(fā)動機100安裝到叉18上。當將輪轂發(fā)動機100安裝到叉18上時，可以使用兩個杠桿臂組件1050。如圖29所示，杠桿臂組件1050中的一個安裝到輪軸200上以使連接支架力矩連接面1070(圖20)與輪軸力矩連接面214(圖3)接觸。叉環(huán)1100安裝到第一叉50上，使用緊固件(未示出)通過叉環(huán)1100將杠桿組件的1050的跨架1080安裝到第一叉50上。從圖29中可知，第二杠桿臂組件1050連接到輪軸200的另一側上，并以如上所述的類似方式與第二叉60連接。
輪轂發(fā)動機100的一個子系統(tǒng)是點火系統(tǒng)(未示出)。點火系統(tǒng)的一個典型類型可以包括電路箱、火花塞電線、傳感器、磁體、電池和開關。盡管可以使用任何數(shù)量的點火系統(tǒng)，但是由C.H.Ignitions，Inc.ofRiverton，Wyoming，USA(美國懷俄明州里弗頓的C.H.點火系統(tǒng)公司)制造的26型點火系統(tǒng)被證明是有效的。盡管對于本領域普通技術人員來說各種點火系統(tǒng)已眾所周知，但仍將提供簡要描述。能量儲存在電池中并通過電路箱和火花塞電線輸送給火花塞。當活塞在套筒中處于特定位置時，在精確的時間點該能量及時地輸送給火花塞。當活塞在套筒中處于特定位置時，磁體(安裝在飛輪上)經(jīng)過傳感器指向電路箱將能量傳送給火花塞。另一類型的點火系統(tǒng)是永磁發(fā)電機。當永磁體經(jīng)過永磁發(fā)電機(或者其中包含亞鐵成分)時永磁發(fā)電機產(chǎn)生交變電流。當電流提供給火花塞時交變電流可以形成使火花塞產(chǎn)生火花的狀態(tài)(通常電壓增大)。
已經(jīng)描述了輪轂發(fā)動機100一種結構的典型部件和這些部件的典型組件，現(xiàn)在將描述各部件之間的各種相互作用。這些相互作用包括其中輪轂發(fā)動機100不產(chǎn)生動力的斷開狀態(tài)；發(fā)動機組件850中燃料的燃燒；化油器920的節(jié)流板928的移動；燃料向化油器920的燃料入口的輸送；從發(fā)動機組件850向車輛的動力傳輸；為了起動，起動器板400的運動；和轉矩引信680的操作。
當車輛(例如自行車10)在無助力的情況下使用時，輪轂發(fā)動機100簡單地超越輪軸200；在此將此狀態(tài)稱作“斷開狀態(tài)”?，F(xiàn)在描述輪轂發(fā)動機100的斷開狀態(tài)。在該斷開狀態(tài)過程中，輪轂發(fā)動機100不消耗燃料。在此狀態(tài)下，鏈輪F組件350的超越離合器380允許輪轂發(fā)動機100“超越”輪軸200。在此使用的術語“超越”可限定為允許第一零件圍繞第二零件自由旋轉的狀態(tài)。在鏈輪F組件超越離合器380的情況下，鏈輪F 360可以繞輪軸200自由旋轉。在此斷開狀態(tài)下，通過踩踏曲柄40，自行車10可以用作常規(guī)的運輸工具，輪轂發(fā)動機100不會施加任何向前運動的外力。
參考圖18，接下來描述發(fā)動機組件850中燃料的燃燒。在工作狀態(tài)過程中，發(fā)動機組件850通過吸入清潔的燃料混合物、壓縮該可燃混合物、點燃該可燃的混合物(從而產(chǎn)生廢棄的混合物)并排出廢棄的混合物來使自行車10加速。在內(nèi)燃機的現(xiàn)有技術中點燃可燃混合物的過程已眾所周知，然而在此仍將提供簡要描述。起初，從化油器燃料入口930獲得的燃料與空氣混合以產(chǎn)生隨后通過進氣口862吸入到曲軸箱1200(圖27)中的混合物。位于曲軸箱1200中的混合物通過輸送口866、868被推入到套筒860中?；钊?10移動從而壓縮套筒860中的可燃混合物。在活塞810沖程的頂部，點火系統(tǒng)將電流發(fā)送給火花塞1470(圖25)?；鸹ㄈ?470點燃被壓縮的可燃混合物從而移動活塞810?；钊囊苿尤缓笸ㄟ^連桿814和頰板818對鏈輪A 1310施力。一旦活塞810經(jīng)過排氣口864，則廢氣可從套筒860中排出。當廢氣被排出時，可燃混合物通過輸送口866、868被吸入到套筒860中。根據(jù)需要繼續(xù)該處理，從而為鏈輪A 1310提供旋轉。鏈輪A1310的旋轉可以通過輪轂發(fā)動機100被傳送以使輪轂發(fā)動機100旋轉。輪轂發(fā)動機100的旋轉通過輪緣130和輪胎132反映。輪胎132的旋轉使自行車10向前。
參考圖24，通過位于起動器板圓周槽440中的一對連接銷1020、1022的相互作用產(chǎn)生化油器節(jié)流板928的移動。該相互作用將使化油器920由起動器板400的位置控制。由于起動器板400沿第一方向D1和第二方向D2移動，線鉤1000通過節(jié)流軛982移動。線鉤1000的運動使節(jié)流線1410沿第三方向D3和第四方向D4移動。換言之，當起動器板400沿第一方向D1移動時，節(jié)流線1410沿第四方向移動，這將通過節(jié)流板928的移動使化油器920打開。如后面所述，節(jié)流板928的打開使輪轂發(fā)動機100加速。
參考圖24，起動器板400的移動還可以使發(fā)動機起動。當起動器板400沿著第一方向D1移動時，化油器920的節(jié)流板928打開到完全開放位置。在此所述的該“完全開放位置”是指節(jié)流板928能夠移動的最大程度，因此，節(jié)流線1410不能沿第四方向D4進一步移動。當起動輪轂發(fā)動機100時，起動器板400沿第一方向D1移動直到起動器板止動器420與鏈輪F止動器370、372和374嚙合。當止動器嚙合時，鏈輪F 360不能相對于輪軸200旋轉。當鏈輪F 360被嚙合而輪轂發(fā)動機100沿逆時針方向CCW旋轉時，活塞810被推動以在套筒860的內(nèi)部移動。該移動產(chǎn)生動力以起動發(fā)動機。
當起動發(fā)動機時，動力瞬時傳輸給發(fā)動機可能會“沖擊”系統(tǒng)。所以，可以使用轉矩引信680以保護輪轂發(fā)動機100的部件。例如，當自行車10的使用者希望起動輪轂發(fā)動機100而以中速至快速(例如7-20公里/小時)運行時可以使用轉矩引信680。使用者驅動節(jié)流桿1492以逐漸使起動器板400沿第一方向D1移動。起動器板400將鏈輪F 360鎖定到輪軸200上，從而通過第三鏈1400使鏈輪F 700旋轉。當鏈輪E 400的瞬時旋轉使施加給轉矩引信680的轉矩超出預定轉矩時，摩擦材料686相對鏈輪D 640的第一表面642滑動。當轉矩引信680滑動時，將載荷施加到第二鏈1390上。第二鏈1390將能量施加給鏈輪BC組件300，其通過第一鏈1380逐漸使鏈輪A 1310旋轉。鏈輪A 1310的旋轉使活塞810移動，最終使發(fā)動機起動。一旦發(fā)動機運行，則將動力施加到鏈輪A 1310。鏈輪A 1310將動力通過鏈1380、1390、1400和相關的鏈輪傳輸給輪軸200。提供給輪軸200的該動力通過杠桿臂1050傳輸給叉。由于輪軸200不能相對于叉18旋轉，所以輪轂發(fā)動機100沿逆時針方向CCW加速以使自行車在向前的方向上加速。
上述驅動狀態(tài)一直繼續(xù)直到使用者希望慢下來為止。為了慢下來，使用者釋放節(jié)流桿1492，起動器板400在第二方向D2移動?；推?20的節(jié)流板928通過節(jié)流軛982和節(jié)流線1410連接到起動器板400，所以釋放節(jié)流桿1492將關閉節(jié)流板928。在現(xiàn)有技術中眾所周知，當空氣和燃料的輸送受到限制時，關閉化油器(例如化油器920)上的節(jié)流板(例如節(jié)流板928)使發(fā)動機慢下來。這種慢下來使鏈輪F組件350的超越離合器380允許鏈輪F 360超越輪軸200。因為化油器920的節(jié)流板928關閉，使用者開始停下來，發(fā)動機由于缺少動力而熄火。
參考圖28，燃料通過燃料罐1496、燃料管1494、輪軸燃料通道246、輪轂連接面燃料管(未示出)流過燃料管孔1219輸送到化油器燃料入口930。當輪子14旋轉時，燃料從燃料罐1496泵入到燃料管1494中。該燃料通過進入輪軸200的燃料通道246中而持續(xù)流向化油器920。一旦燃料位于燃料通道246中，則它將進入到位于輪軸燃料連接面230(圖4)與形成于輪轂連接面960輪中的軸孔974之間的空隙中。應該注意到，一對O形環(huán)520，522將燃料保持在位于輪軸燃料連接面230與輪轂連接面輪軸孔974之間空隙中。燃料繼續(xù)從該空隙流到燃料輸送孔976，從而進入到連接到化油器燃料入口930的燃料管(未示出)中。利用隔膜泵將燃料泵出的方法包括將曲軸箱的壓力傳輸給化油器。通過旁通通道888，890、進氣歧管隔膜通道886、和化油器絕緣體隔膜通道916曲軸箱壓力指向化油器920。當一系列阻氣閥控制化油器920中的燃料流時，曲軸箱的壓力往復改變并驅動塑料隔膜。
忽略輪轂發(fā)動機100的所有內(nèi)部工作，接下來將描述使用者使用輪轂發(fā)動機100的體驗。使用者登上自行車10、踩踏自行車、推動節(jié)流桿1492、并且發(fā)動機起動。輪轂發(fā)動機100為自行車10提供動力，直到使用者希望慢下來或停止。當使用者希望減速時，釋放節(jié)流桿1492，發(fā)動機開始熄火。驅動自行車10設置的制動器，使用者慢下來或開始停止。在目前和如所構造的那樣，輪轂發(fā)動機100停止時不空轉，而是簡單地切斷。當使用者希望繼續(xù)時，重復上述步驟。
在一個典型的實施方式中，鏈輪和鏈可以由其它任何動力傳輸裝置，例如，但并不局限于，齒輪、皮帶、正時鏈條或其它用來傳輸動力的裝置代替。
在另一個典型的實施方式中，可以去除排氣管1210和一對膨脹室1212、1214，并在外壁1216附近可以設置外部消音器和/或進氣管。
具有運輸需要的任何人能夠理解，本發(fā)明的裝置和方法可以提供簡單、低廉且可靠的運輸。該裝置消耗很少量的燃料，但卻為移動人和/或物品提供了強大功率。
雖然在此已描述了說明性實施方式，但是應該理解本發(fā)明的概念可以被廣泛實施和采用，并且所附的權利要求書旨在被構建成包括除現(xiàn)有技術中限定之外的其它范圍。
權利要求
1.一種用于運輸設備的車輪，包括限定活塞軸的發(fā)動機；限定第一平面的第一半轂；限定第二平面的第二半轂；其中所述第一半轂連接于所述第二半轂；并且其中所述第一平面和所述第二平面共面。
2.如權利要求1所述的車輪，其中所述活塞軸位于所述第一平面和第二平面中。
3.如權利要求1所述的車輪，其中所述發(fā)動機由所述第一和第二半轂保持。
4.如權利要求1所述的車輪，其中所述第二半轂與所述第一半轂相似地鑄造而成。
5.如權利要求1所述的車輪，還包括形成于所述半轂中的多個片。
6.如權利要求1所述的車輪還包括形成于所述第一半轂中的第一半曲軸箱；以及形成于所述第二半轂中的第二半曲軸箱。
7.如權利要求1所述的車輪還包括多個形成于所述第一半轂中的輪輻孔，所述多個輪輻孔等距離間隔若干度；由所述第一半轂限定的垂直軸；并且其中所述多個輪輻孔之一形成于與所述垂直軸的所述若干度的四分之一的位置。
8.如權利要求1所述的車輪還包括形成于所述第一半轂中的軸承座。
9.一種用于運輸設備的車輪，包括形成于所述車輪中的發(fā)動機；所述車輪圍繞其旋轉的輪軸；非旋轉地與所述輪軸接合的起動器；并且其中所述起動器可轉換地與所述輪軸接合。
10.如權利要求9所述的車輪還包括形成于所述輪軸和所述起動器中的帶鍵的連接面。
11.如權利要求10所述的車輪還包括形成于所述輪軸的多個鍵；以及形成于所述起動器中的多個鍵槽。
12.如權利要求11所述的車輪還包括至少一個形成于所述輪軸中的狹槽；其中所述輪軸限定一個中心軸；并且其中所述狹槽與所述中心軸平行。
13.如權利要求12所述的車輪還包括形成于所述輪軸中并與所述中心軸共徑向的孔；其中所述輪軸限定第一末端；并且其中所述孔形成于所述第一末端與所述狹槽中并位于兩者之間。
14.如權利要求9所述的車輪，還包括至少一個形成于所述起動器中的止動器。
15.如權利要求14所述的車輪，其中所述止動器形成有錐面。
16.如權利要求15所述的車輪，其中所述止動器形成有具有至少1度角的錐面。
17.如權利要求15所述的車輪，其中所述止動器形成有具有小于10度角的錐面。
18.如權利要求9所述的車輪，還包括接合所述起動器和所述輪軸的起動器銷。
19.如權利要求9所述的車輪，還包括形成于所述起動器中的圓周槽。
20.一種用于運輸設備的車輪，包括所述車輪圍繞其旋轉的輪軸；由所述輪軸可旋轉地支撐的輪轂組件；連接到所述輪轂組件的化油器；與所述輪軸可轉換地連接的起動器板；以及樞軸連接所述輪轂組件的軛，其中所述軛與所述起動器板可旋轉地連接并且與所述化油器可控制地連接。
21.如權利要求20所述的車輪，還包括所述化油器的全開放狀態(tài)；所述化油器的節(jié)流狀態(tài)；其中在所述全開放狀態(tài)中，所述起動器板位于所述輪軸上的第一位置；并且其中在所述節(jié)流狀態(tài)中，所述起動器板位于所述輪軸上的與所述第一位置不同的第二位置。
22.如權利要求20所述的車輪，還包括形成于所述起動器板中的圓周槽；形成于所述軛上的至少一個銷；并且其中所述銷與所述圓周槽接合。
23.一種用于運輸設備的車輪，包括形成于所述車輪中的發(fā)動機，所述發(fā)動機產(chǎn)生轉矩；所述車輪和所述發(fā)動機圍繞其旋轉的輪軸；與所述輪軸非旋轉連接并固定連接于所述運輸設備的杠桿臂；并且其中所述轉矩通過所述杠桿臂從所述發(fā)動機傳遞到所述運輸設備。
24.如權利要求23所述的車輪，還包括形成于所述輪軸中的帶凸鍵的部分；形成于所述杠桿臂中的帶凹鍵的部分；并且其中所述帶凹鍵的部分與所述帶凸鍵的部分鄰接。
25.如權利要求24所述的車輪，其中所述帶鍵的部分具有傾斜角。
26.如權利要求23所述的車輪，還包括鄰接所述運輸設備的圓周夾具；并且其中所述杠桿臂通過所述圓周夾具固定連接于所述運輸設備。
27.如權利要求23所述車輪，其中所述杠桿臂包括第一腿；以及與所述第一腿橫向配置的第二腿。
28.如權利要求24所述的車輪，其中所述帶凸鍵的部分包括第一表面和相對配置的第二表面。
29.如權利要求28所述車輪，還包括由所述輪軸限定的中心軸；所述第一和第二表面的傾斜角，所述傾斜角由所述第一和第二表面的相交與所述中心軸所成的角度限定；并且其中所述傾斜角為至少1/2度。
30.如權利要求27所述的車輪，其中所述第一腿偏離所述第二腿至少0.25英寸。
31.一種用于運輸設備的車輪，包括形成于所述車輪中的發(fā)動機；所述車輪圍繞其旋轉的輪軸；以及形成于所述發(fā)動機與所述輪軸之間的轉矩引信。
32.如權利要求31所述車輪，還包括與所述發(fā)動機可旋轉連接的第一齒輪；易于與所述輪軸連接的第二齒輪；并且其中所述轉矩引信形成于所述第一和第二齒輪之間。
33.如權利要求32所述的車輪，還包括所述轉矩引信的滑動狀態(tài)和驅動狀態(tài)；其中在所述滑動狀態(tài)中，所述第一齒輪相對所述第二齒輪旋轉；并且其中在所述驅動狀態(tài)中，所述第一齒輪相對于所述第二齒輪靜止。
34.如權利要求32所述的車輪，還包括形成于所述第一和所述第二齒輪之間的摩擦面。
35.如權利要求34所述的車輪，還包括形成于所述第二齒輪上的摩擦材料；以及形成于所述第一齒輪上的磨損表面。
36.如權利要求35所述的車輪，還包括使所述摩擦材料緊靠所述磨損表面的彈簧。
37.一種用于運輸設備的車輪，包括形成于所述車輪中的發(fā)動機；與所述發(fā)動機流體連通的化油器；形成于所述輪轂中的曲軸箱；以及與所述曲軸箱氣動連通并與所述化油器流體連通的隔膜泵。
38.如權利要求37所述的車輪，還包括圍繞所述發(fā)動機而形成的輪轂組件；形成于所述輪轂組件中的輸送通道；其中所述輸送通道使所述曲軸箱與所述發(fā)動機流體連通；并且其中所述隔膜泵通過所述輸送通道與所述曲軸箱氣動連通。
39.一種用于運輸設備的車輪，包括所述車輪圍繞其旋轉的輪軸，所述輪軸限定一個第一末端；連接到所述運輸設備上的燃料供給器；形成于所述車輪中的發(fā)動機；固定連接到所述車輪的燃料連接面；以及形成于所述輪軸中的燃料通道，所述燃料通道通過所述燃料連接面在所述第一末端與所述化油器之間提供流體連通。
40.如權利要求39所述的車輪，還包括形成于所述輪軸上的第一密封面；并且其中所述第一密封面與所述燃料連接面密封接合。
41.如權利要求40所述的車輪，還包括形成于所述輪軸上并偏離所述第一密封面的密封面；并且其中所述燃料通道的一部分形成于所述第一密封面和所述密封面之間。
42.一種起動動力車輪的方法，包括提供形成于所述動力車輪中的發(fā)動機；提供所述動力車輪圍繞其旋轉的輪軸；提供與所述輪軸和所述發(fā)動機可操縱地接合的轉矩引信；起動所述發(fā)動機；并且在起動所述發(fā)動機的同時使所述轉矩引信啟動。
43.一種用于運輸設備的車輪，包括形成于所述車輪中的發(fā)動機；可操縱地接合到所述發(fā)動機的起動器；與所述發(fā)動機流體連通的化油器；與所述起動器機械連接的起動器/節(jié)流機構；并且其中所述起動器/節(jié)流機構與所述化油器機械連接。
44.一種用于起動運輸設備用的動力車輪的方法，所述方法包括提供形成于所述車輪中的發(fā)動機；提供可操縱地接合到所述發(fā)動機的起動器；提供與所述發(fā)動機流體連通的化油器；提供與所述起動器機械連通的起動器/節(jié)流機構；其中所述起動器/節(jié)流機構與所述化油器機械連通；通過啟動所述起動器/節(jié)流機構起動所述發(fā)動機；并且在起動所述發(fā)動機之后，用所述起動器/節(jié)流機構控制所述發(fā)動機。
全文摘要
在此公開了一種形成于車輪(14)中有助于車輛(10)行駛的輪轂發(fā)動機(100)及其相關方法。本輪轂發(fā)動機(100)及方法提供了簡便、廉價和可靠的運輸。該輪轂發(fā)動機(100)消耗最小量的燃料，卻可以提供大功率來載人和/或物體。
文檔編號B62K11/10GK101044054SQ200580036175
公開日2007年9月26日 申請日期2005年8月22日 優(yōu)先權日2004年8月25日
發(fā)明者S·B·卡察羅斯 申請人:S·B·卡察羅斯