[实用新型]液力传动无级变速蓄能自行车

说明书

本实用新型属于自行车技术领域，具体地说是一种通过液力传动而增大扭矩的液力传动无级变速蓄能自行车。

众所周知，自行车从它的发明至今已有几百年历史了，经过多年的不断演变和改进，其结构日趋合理，性能不断改善，功能也不断增多，但是它至今也未彻底从结构上、原理上加以改变，还是遵循以往靠机械传递动力的模式，尽管近年来出现一些不同款式及用途的自行车，如越野车、山地车、全地貌车、城市车等新型自行车，它只不是在材质上、色彩上有了很大的改进，并没有进行实质性的改变。随着人们生活及消费水平的不断提高，人们对现有自行车的性能及款式的要求也越来越高。

本实用新型的目的是提供一种利用行星齿轮增速机构并通过液力传动而增大扭矩的液力传动无级变速蓄能自行车。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括自行车车体，中轴链轮、链条及后轴飞轮，其特征是在脚踏板的中轴处设置有一行星齿轮增速机构，其中脚踏板与行星齿轮增速机构的输入轴连接，而行星齿轮增速机构的输出轴与自行车的中轴链轮固定连接，中轴链轮通过链条与后轴飞轮相连；在后轴上设置有一由液压传动的液力变矩器，该液力变矩器是由相互对应的泵轮、涡轮、导轮组成并充满液油的腔体及密封罩构成，与后轴飞轮相连的后轴通过其端部的花键套及花键和泵轮固定连接，涡轮通过筋板与后车圈固定连接，在后轴上还套装有一轴套，轴套的一端与车架固定连接，而另一端通过轴承支承在花键套上，导轮固定在轴套的中部，在泵轮的内侧均匀分布有离心的弧状叶片，在涡轮的内侧同样也均匀分布有离心的弧状叶片，只是离心方向与泵轮的相反，在导轮的内侧均布有两边分别与泵轮和涡轮相对应的导片。其工作原理是：当骑车人通过脚踏板带动中轴转动时，通过行星齿轮增速机构增速，中轴链轮的转速可增加20-60倍，此时通过链条、后轴、花键套固定连接的泵轮也同时高速旋转，则泵轮内侧的工作油也同时被搅动，并沿着其内侧均布的离心弧状叶片所形成的离心通道(腔体外圆周)甩出，甩出的工作油进入涡轮并冲击涡轮叶片，同时从涡轮叶片的另一端通道(腔体内圆周)甩出而进入导轮，再从导轮的另一侧返回到泵轮内部，致使工作油沿上述循环运动。由于导轮通过后轴套固定在车架上，无相对运动，故不能旋转，这时冲击导轮的工作油给涡轮一个反作用力矩，此时涡轮所得到的力矩是泵轮输入扭矩再加上导轮的反作用扭矩之和，这时涡轮在工作油的冲击并不断加大的基础上开始加速旋转，同时通过筋板连接的后车圈(即后车轮)也开始旋转，该自行车将逐渐加速行驶。

本实用新型由于改变现有的自行车中后轴单纯的机械传动为行星齿轮增速机构与液力变矩器相配合的液力传动，通过行驶阻力的变化，能自动调节扭矩，因此省略了现有变速车的前后变速器及塔轮机构，实现无级变速，从而结束了以往变速自行车靠机械传递动力及变速的历史，从根本上降低了由于机械磨损所产生的阻力。本实用新型还具有结构合理、美观、省力、使用寿命长、应用范围广等优点。

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型车体外型结构示意图

图2是图1的A-A向剖视放大结构示意简图

图3是图2的泵轮放大结构示意简图

图4是图2的涡轮放大结构示意简图

图5是图2的导轮放大结构示意简图

图6是泵轮、涡轮及导轮的展开状态示意图

由图1-6所示，它包括自行车车体1，中轴链轮3、链条4及后轴飞轮5，在脚踏板2的中轴处设置有一行星齿轮增速机构6，在行星齿轮增速机构6的输出轴为一套装在输入轴上的空心轴7，在空心轴7的一端固定设置有一中轴链轮3，其中脚踏板2与行星齿轮增速机构6的输入轴连接，而行星齿轮增速机构的空心输出轴7与自行车的中轴链轮3固定连接，中轴链轮3通过链条4与后轴飞轮5相连。在后轴8上设置有一由液压传动的液力变矩器，该液力变矩器是由相互对应的泵轮9、涡轮10、导轮11组成并充满工作油的腔体及密封罩12构成，后轴8通过其端部的花键套13及花键与泵轮9固定连接，而花键套外端的凸台14通过轴承15支撑在与其相对应的密封罩12内侧；涡轮10通过筋板16与后车圈17固定连接，在后轴8上还套装有一轴套18，该轴套的一端与车架19固定连接，而另一端通过轴承20支承在花键套13上；导轮11通过连板21固定在轴套18的中部，在泵轮9的内侧均匀分布有离心的弧状叶片23，在涡轮10的内侧同样也均匀分布有离心的弧状叶片24，只是离心方向与泵轮的相反，在导轮11的内侧均布有两边分别与泵轮和涡轮相对应的导片25。在液力变矩器的密封罩12上设置有一便于注油的注油孔22。其工作原理是：当骑车人通过脚踏板带动中轴转动时，通过行星齿轮增速机构增速，中轴链轮的转速可增加20-60倍，此时通过链条、后轴、花键套固定连接的泵轮也同时高速旋转，则泵轮内侧的工作油也同时被搅动而产生离心力，并沿着其内侧均布的离心弧状叶片所形成的离心通道(腔体外圆周)甩出，甩出的工作油进入涡轮并冲击涡轮的叶片，同时从涡轮叶片的另一端通道(腔体内圆周)甩出而进入导轮，再从导轮的另一侧返回到泵轮内部，工作油再重复上述循环运动(沿图2箭头方向)。当涡轮的转速较低时且与高速旋转的泵轮转速差较大时，从涡轮流出的工作油冲击导轮叶片(注：涡轮的叶片为轴流式)力图使导轮反方向旋转，由于导轮通过后轴套固定在车架上，无相对运动，故不能旋转，这时冲击导轮的工作油给涡轮一个反作用力矩，此时涡轮所得到的力矩是泵轮输入扭矩再加上导轮的反作用扭矩之和，这时涡轮在工作油的冲击并不断加大的基础上开始加速旋转，同时通过筋板连接的后车圈(即后车轮)也开始旋转，该自行车将逐渐加速行驶。当泵轮与涡轮的转速差越来越小时，也就是当涡轮转速继续升高到接近泵轮的转数时，这时导轮逐渐减小增扭作用，在正常行驶时泵轮转速总是大于涡轮转数，在腔内高速旋转的工作油和高速旋转的泵轮带动下，短时间内不能停止，这时涡轮在工作油的带动下，继续向前行驶，这是蓄能原理。