CN117621815A - 具有内燃机和双离合器变速箱的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车(1)，其包括：两个前轮(2)；两个驱动后轮(4)；内燃机(5)，该内燃机具有相应的活塞(19)在其内部滑动的多个气缸(18)以及与活塞(19)连接的驱动轴(20)；插置在内燃机(5)与驱动后轮(4)之间的变速箱(7)；以及容纳体(73)，该容纳体在其中容纳变速箱(7)并且具有向后的锥形形状，使得容纳体(73)的高度从前向后逐渐减小。

Description

具有内燃机和双离合器变速箱的汽车

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2022年8月25日提交的意大利专利申请第102022000017619号的优先权，该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种具有内燃机和双离合器变速箱的汽车。

背景技术

双离合器助力变速箱包括彼此同轴的一对独立的主轴以及两个同轴离合器，一个主轴插入另一个主轴内部，每个离合器适于将相应的主轴连接到内燃热机的驱动轴。此外，双离合器助力变速箱包括至少一个副轴，该副轴将运动传递到驱动轮并且能通过相应的齿轮装置与主轴联接，每个齿轮装置限定档位。

在换档期间，当前档位将副轴联接到主轴，而下一个档位将副轴联接到另一个主轴；因此，通过跨越两个离合器，即通过打开与当前档位相关联的离合器并同时关闭与下一个档位相关联的离合器，来进行换档。

在助力双离合器变速箱中，两个离合器共享单个共用筒，该筒由内燃机的驱动轴带动旋转，并且总是布置在内燃机的同一侧(即，共用筒总是靠近内燃机布置)。

实用新型DE29607551U1描述了一种具有后部牵引力的汽车，该汽车具有居中地定位的内燃机和纵向地定向的变速箱，该变速箱布置在内燃机后面的后部位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有内燃机和双离合器变速箱的汽车，其允许优化所有部件的定位。

根据本发明，提供根据所附权利要求的具有内燃机和双离合器变速箱的汽车。

权利要求描述了形成描述的组成部分的本发明的优选实施方式。

附图说明

现在将参照示出本发明的一些非限制性实施方式的附图来描述本发明，在附图中：

图1是具有内燃机的汽车的立体图；

图2和图3分别是图1的汽车的俯视图和仰视图；

图4是图1的汽车的示意性平面图；

图5是图1的汽车的内燃机的示意图；

图6是图1的汽车的底盘的立体图，其中为了清楚起见，一些部分被移除；

图7和图8分别是图1的汽车的空气动力学扩散器的立体图和侧视图；

图9至图12分别是内燃机的两个不同的立体图、俯视图和后视图；

图13和图14分别是图1的汽车的传动系统的立体图和侧视图；

图15是图13和图14的传动系统的示意图；

图16是图1的汽车的内燃机的压缩机机组的立体图；

图17是图1的汽车的内燃机的涡轮机组的立体图；

图18至图21分别是内燃机的替代实施方式的两个不同的立体图、俯视图和仰视图；

图22和图23分别是与图18至图21的内燃机联接的传动系统和压缩机机组的立体图和后视图；

图24和图25是图22和图23的压缩机机组和对应的致动系统的两个不同的立体图；

图26是图24和图25的致动系统的一部分的示意图；以及

图27和图28分别是内燃机的两个凸轮轴的立体图和示意图，其中突出显示了润滑泵和冷却泵的布置。

附图标记列表

1-汽车；2-前轮；3-电机；4-后轮；5-内燃机；6-传动系统；7-变速箱；8-后部差速器；9-乘坐室；10-驾驶位置；11-方向盘；12-车身；13-门；14-底部；15-罐；16-罐；17-曲轴箱；18-气缸；19-活塞；20-驱动轴；21-气缸缸盖；22-进气阀；23-凸轮轴；24-皮带传动装置；25-排气阀；26-凸轮轴；27-燃料喷射器；28-火花塞；29-进气系统；30-进气歧管；31-节流阀；32-排气系统；33-处理装置；34-进气管道；35-空气入口；36-空气过滤器；37-压缩机机组；38-进气管道；39-中间冷却器；40-中间冷却器；41-排气管道；42-涡轮机组；43-涡轮；44-消音器；45-端部管；46-出口开口；47-轴；48-旋转轴线；49-压缩机；50-电动马达；51-轴向入口；52-径向出口；53-结合管道；54-发电机；55-旋转轴线；56-传动装置；57-径向入口；58-轴向出口；59-润滑回路；60-润滑泵；61-润滑泵；62-冷却回路；63-冷却泵；64-筒；65-离合器；66-主轴；67-传动轴；68-副轴；69-车轴；70-主齿轮；71-副齿轮；72-同步器；73-容纳体；74-底壁；75-空气动力学扩散器；76-底盘；77-侧面杆；78-发动机舱；79-开口；80-可移除面板；81-透明窗口；82-螺钉；83-致动系统；84-改变装置；85-旋转轴线；86-旋转轴线；87-中间轴；88-旋转轴线；89-中心齿轮；90-侧面齿轮；91-传动装置；92-排气管道。

具体实施方式

在图1中，附图标记1表示整个混合动力汽车(即，利用混合动力推进)，其具有两个驱动前轮2和两个驱动后轮4，两个驱动前轮2从(至少)一个电机3(在图4中示意性示出)接收驱动扭矩，两个驱动后轮4从内燃机5(在图4中示意性示出)接收驱动扭矩。

在汽车1中标识了两个方向：水平的且平行于汽车1的行驶方向的纵向方向和水平的且垂直于汽车1的行驶方向(即，垂直于纵向方向)的横向方向。

如图4所示，电机3通过具有前部差速器的传动系统(是已知类型且未被示出)与两个驱动前轮2连接；类似地，内燃机5也通过具有变速箱7和后部差速器8的传动系统6与两个驱动后轮4连接(在图15中示意性示出)。

优选地，电机3是可逆的(即，其可以作为通过吸收电能而产生机械驱动扭矩的电动机操作，或者可以作为通过吸收机械能而产生电能的发电机操作)；根据未被示出的其他实施方式，不设置电机3

如图1和图2所示，汽车1包括乘坐室9，乘坐室9布置在两个前轮2与两个后轮4之间并且在其中容纳驾驶员位置10(在图4中示意性示出)，驾驶员位置10布置在左侧(替代地，其也可以布置在右侧)。如图4所示，驾驶员位置10包括方向盘11、驾驶员座椅(未被示出)和许多其他驾驶员操作的控件(是已知的且未被示出)(例如包括加速器踏板、制动器踏板和用于选择档位的至少一个操纵杆)。

如图1和图2所示，汽车1包括车身12，车身12界定(除其他的外)乘坐室9，并且具有在其中获得至少两个门13的两个侧面。左边的门13提供直接进入驾驶员位置10的通路。

如图3所示，汽车1包括底部14，底部14形成汽车1的最低部分并且在使用中面对汽车1在其上移动的路面。

根据可能的实施方式，内燃机5由氢气(或另一种气体燃料)提供动力。根据不同的实施方式，内燃机5由汽油(或另一种液体燃料)提供动力。

如图4所示，内燃机5由在高压下(例如，以大约700巴的最大压力)储存在四个不同的罐15和16中的氢气提供动力：两个罐15具有球形形状并且具有相同的尺寸，而两个罐16具有圆柱形形状并且具有不同的尺寸(即，一个罐16大于另一个罐16)。

两个罐15(球形形状)在内燃机5的相对两侧布置在内燃机5的气缸缸体附近，即，一个罐15布置在内燃机5的气缸缸体的右侧，而另一个罐15布置在内燃机5的气缸缸体的左侧。换句话说，两个罐15(球形形状)布置在相同的竖直高度处，布置在相同的纵向高度处，并且横向地彼此分离(通过内燃机5的气缸缸体的插置)，即，它们仅横向地彼此间隔开。

两个罐16(圆柱形形状)布置在内燃机5上方，一个罐16在另一个罐16前方。换句话说，两个罐16(圆柱形形状)(大致)布置在相同的竖直距离处，布置在相同的横向高度处并且纵向地彼此分离，即，它们仅纵向地彼此间隔开(即，一个罐16布置在另一个罐16前方)。特别地，两个罐16(圆柱形形状)横向地定向，即，它们的中心对称轴线横向地定向。在图4所示的实施方式中，布置在前方(即，更靠近前部)的罐16比布置在后面(即，更靠近后部)的罐16大。

如图5所示，内燃机5包括曲轴箱17，在曲轴箱17内获得多个气缸18(图5中仅示出其中一个)。优选地(但不是强制性地)，气缸18成直列式布置，因为这种方案允许减小内燃机5的横向尺寸，并且因此除其他的外，允许为罐15留出更多空间。在附图所示的实施方式中，成直列式设置六个气缸18，但是显然气缸18的数量和布置可以不同。

每个气缸18具有相应的燃烧室和相应的活塞19，活塞19与驱动轴20(通过相应的连接杆)机械地连接以将通过燃烧产生的力传递到驱动轴20。气缸缸盖21与曲轴箱17联接(连接)，该气缸缸盖形成气缸18的冠部(即，具有称为“火焰板”的气缸18的上部闭合件)。在气缸18的直列式布置的情况下，设置单个气缸缸盖21，而在气缸18的“V”形布置的情况下，设置用于两组气缸18的两个成双的气缸缸盖21。

曲轴箱17和气缸缸盖21的组合构成内燃机5的气缸缸体。

在附图所示的实施方式中，内燃机5纵向地布置(定向)，即驱动轴20纵向地布置(定向)，因为这种方案允许减小内燃机5的横向尺寸，并且因此除其他的外，为罐15留出更多空间。根据未被示出的其他实施方式，内燃机5横向地布置(定向)。

在附图所示的实施方式中，内燃机5布置在中心或后部位置，即，内燃机5布置在乘坐室9后面并且位于前轮2与后轮4之间(如图所示的中心布置)或位于超出后轮4的位置(未被示出的后部布置)。

每个气缸18包括由凸轮轴23控制的两个进气阀22，凸轮轴23通过皮带传动装置24(在图26中示出)从驱动轴20接收运动；作为皮带传动装置24的替代，可以使用链式传动装置或齿轮传动装置。此外，每个气缸18包括由凸轮轴26控制的两个排气阀25，凸轮轴26通过皮带传动装置24(在图26中示出)从驱动轴20接收运动。进气阀22、排气阀25和对应的控制装置(即，复位弹簧和凸轮轴23和26)容纳在气缸缸盖21中。

每个气缸18还包括将燃料循环地喷射到气缸18中的(至少)一个燃料喷射器27；图5示出了向气缸18中的直接燃料喷射，但是向气缸18中的燃料喷射也可以(部分或完全)是间接的。每个气缸18包括(至少)一个火花塞28，火花塞28被循环地激活以在压缩阶段结束时使燃烧室中存在的空气(氧化剂)和燃料的混合物点火。

如附图所示，内燃机5竖直地定向成驱动轴20布置得比气缸18高。换句话说，内燃机5相对于气缸18在顶部并且驱动轴20在底部的传统布置“颠倒”布置。因此，形成气缸18的冠部的气缸缸盖21布置在曲轴箱17下面，并且代表内燃机5的最低部分。

内燃机5包括进气系统29，进气系统29从外部环境吸入空气以将空气输送到气缸18中(气缸18的进气口由进气阀22调节)。除其他的外，进气系统29包括与所有气缸18直接连接的进气歧管30；进气歧管30的进气口由节流阀31调节。

内燃机5包括将来自气缸18的废气释放到外部环境中的排气系统32。除其他的外，进气系统29包括(至少)一个废气处理装置33(通常为催化转化器)。

如图9至图12所示，进气系统29包括布置在汽车1的两侧的分离的双进气管道34(即，一个进气管道34布置在右侧，另一个进气管道34布置在左侧)，并且源自通过车身12获得的相应的空气入口35。沿着每个进气管道34靠近相应的空气入口35布置有空气过滤器36。每个进气管道34终止于压缩机机组37，压缩机机组37增加空气压力以增加气缸18的容积效率。唯一的(单个)进气管道38源自压缩机机组37，所述管道在穿过串联布置的两个中间冷却器39和40之后终止于进气歧管30。即，进气管道38的初始部分将压缩机机组37连接到中间冷却器39，然后进气管道38的中间部分将中间冷却器39连接到中间冷却器40，最后进气管道38的最终部分将中间冷却器40连接到进气歧管30。

根据优选实施方式，中间冷却器39是空气/空气类型，中间冷却器40也是空气/空气类型。根据优选实施方式，中间冷却器39的容积相对于中间冷却器40的容积更大；在这方面，重要的是注意，中间冷却器39相对于中间冷却器40处于不利地位，因为它被布置成更加远离对应的空气入口，并且通过具有更大的容积以及通过不得不冷却入口温度更高的空气来补偿该缺点(因为中间冷却器39直接从压缩机机组37接收空气，而中间冷却器40与中间冷却器39串联布置，接收已经通过中间冷却器39部分冷却了的空气)。

如图9至图12所示，排气系统32包括分离的双排气管道41，该分离的双排气管道41从它们各自连接的相应的气缸18接收废气；特别地，每个排气管道41通过源自三个气缸18并终止于排气管道41的入口的相应的通道与三个气缸18连接(从另一方面，每个排气管道41最初被分成用于与相应的三个气缸18连接的三个部分)。沿着每个排气管道41，布置有对应的废气处理装置33(通常为催化转化器)；因此，整个排气系统32包括两个分离的成双的废气处理装置33。

沿着排气管道41，布置有具有双涡轮43的涡轮机组42(在图17中更好地示出)，其中每个涡轮与对应的排气管道41联接。即，每个排气管道41穿过相应的涡轮43，并且两个涡轮43并排布置以形成涡轮机组42。换句话说，设置沿着每个排气管道41连接并且布置在内燃机5的发动机缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)旁边的涡轮43。

两个排气管道41终止于从两个排气管道41接收废气的单个共用消音器44。根据未被示出的其他实施方式，设置分离的双消音器44，其中每个消音器44仅从相应的排气管道41接收废气。

在附图所示的优选实施方式中，消音器44具有通向出口开口46的单个排气终管45；根据未被示出的其他实施方式，消音器44具有两个或更多个终管45，其中每个终管45通向对应的出口开口46。

如图16所示，压缩机机组37(用于在增压内燃机5中使用)包括围绕旋转轴线48旋转地安装的单个轴47。在附图所示的实施方式中，轴47(因此旋转轴线48)横向地定向；根据未被示出的不同实施方式，轴47(因此旋转轴线48)纵向地定向或相对于纵向方向和相对于横向方向倾斜(不平行)。

压缩机机组37包括双(相同的)压缩机49，其中每个压缩机与轴47成一体以与轴47一起旋转，并且被配置为压缩旨在由增压内燃机5吸入的空气；特别地，每个压缩机49从相应的进气管道34接收空气(即，每个进气管道34终止于对应的压缩机49)。

压缩机机组37包括单个共用电动马达50，该电动马达50与轴47成一体以带动轴47旋转(并且因此带动安装在轴47上的两个压缩机49旋转)。在附图所示的实施方式中，电动马达50布置在两个压缩机49之间并且与两个压缩机49完全等距；根据未被示出的不同实施方式，电动马达50相对于两个压缩机49布置在一侧(即，其更靠近一个压缩机49并且更远离另一个压缩机49)。

如上所述，两个压缩机49是相同的并且是离心式的。特别地，每个压缩机49包括轴向入口51和径向出口52，轴向入口51布置在轴47的相对侧并且与相应的进气管道34连接。根据优选实施方式，压缩机机组37包括结合管道53(在图9至图12中示出)，结合管道53与两个压缩机49的两个出口52连接以接收并结合来自两个压缩机49的压缩空气；结合管道53终止于进气管道38(即，进气管道38从结合管道53开始)，以接收并结合来自两个压缩机49的压缩空气。

在附图所示的实施方式中，结合管道53横向地定向；根据未被示出的不同实施方式，结合管道53纵向地定向或相对于纵向方向和相对于横向方向倾斜(不平行)。

在附图所示的实施方式中，结合管道53平行于轴47(因此平行于旋转轴线48)定向；根据未被示出的不同实施方式，结合管道53不平行于轴47(因此不平行于旋转轴线48)定向。

如图17所示，涡轮机组42包括一起驱动相同的发电机54的两个成双的(相同的)涡轮43。特别地，两个涡轮43并排布置并且具有彼此平行且间隔开的两个相应的旋转轴线55。涡轮机组42包括将涡轮43连接到同一发电机54的传动装置56。传动装置56包括两个齿轮以及连接元件(齿带、链条、齿轮装置级联)，每个齿轮与对应的涡轮43的轴成一体以从涡轮43接收旋转运动，所述连接元件将两个齿轮彼此连接在一起，以使两个齿轮以相同的速度一起旋转。根据可能的实施方式，传动装置56的两个齿轮中的一个齿轮与发电机54的轴直接联接，使得发电机54以与两个涡轮43相同的旋转速度旋转；替代地，传动装置56的两个齿轮中的一个齿轮通过减速器(通常具有齿轮装置)的插置而与发电机54的轴连接，使得发电机54以低于两个涡轮43的旋转速度的旋转速度旋转。

根据附图所示的优选实施方式，发电机54与一个涡轮43同轴；即，一个涡轮43和发电机54围绕相同的第一旋转轴线55旋转，而另一个涡轮43围绕平行于第一旋转轴线55并与第一旋转轴线55间隔开的第二旋转轴线55旋转。

两个涡轮43是相同的并且是离心式的。特别地，每个涡轮43包括与相应的排气管道41的一侧连接的径向入口57和布置在传动装置56的相对侧并与相应的排气管道41的另一侧(通向消音器44)连接的轴向出口52。

根据图11和图12更好地示出的优选实施方式，消音器41布置在内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)附近(在排气阀25侧)。消音器41的出口开口46是通过汽车1的侧壁(如图1所示)或根据替代实施方式通过汽车1的底部14(如图3所示)而获得的。

换句话说，消音器44的出口开口46不对称地仅布置在汽车1的一个侧面，并且位于后轮4与门13之间。根据优选实施方式，消音器44的出口开口46布置在驾驶员位置16所在的一侧，使得坐在驾驶员位置16的驾驶员靠近消音器44的出口开口46，因此处于用于最佳地听到通过消音器44的出口开口46扩散的噪声的最佳位置。

在图1所示的实施方式中，消音器44的出口开口46是通过车身12的一个侧面而获得的，而在图3所示的替代实施方式中，消音器44的出口开口46是通过底部14而获得的。

在附图所示的实施方式中，消音器44包括单个出口开口46；根据未被示出的其他实施方式，消音器44包括多个出口开口46，这些出口可以大体上并排(消音器44的一个出口开口46也可以通过车身12的侧壁获得，而消音器44的另一个出口开口46通过底部14获得)。

根据图11和12更好地示出的优选实施方式，消音器44在汽车1的一个侧面上布置在内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)旁边并且在驱动后轮4前方。

根据图11和12更好地示出的优选实施方式，涡轮机组42布置在内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)旁边(在排气阀25侧)。特别地，涡轮机组42布置在内燃机5(即，由曲轴箱17和气缸缸盖21组成的气缸缸体)与消音器44之间；这样，排气管道41特别短并且相对来说不曲折。

在图9至图12所示的实施方式中，压缩机机组37(包括双压缩机49)连接在两个进气管道34和38之间，布置在内燃机5的气缸缸体(包括曲轴箱17和气缸缸盖21)后面，布置得比内燃机5的气缸缸体高，并且由电动马达50驱动。

如图9至图12更好地所示，压缩机机组37(包括两个成双的压缩机49)布置在中间冷却器39后面的后部(即，压缩机机组37的两个压缩机49布置在中间冷却器39后面的后部)。中间冷却器39水平地定向并且布置在内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)(后部的)后面；特别地，中间冷却器39布置得比内燃机5的气缸缸体高并且位于内燃机5的气缸缸体后面。换句话说，中间冷却器39是具有水平地定向的两个最大的壁(两个最大的壁，即两个最长的壁)的平行六面体形状，布置在变速箱7上方，并且因此纵向地布置成比内燃机5的气缸缸体更靠后，并且布置得比内燃机5的气缸缸体高。

相反，中间冷却器40(沿着进气管道38与中间冷却器39串联连接)布置在汽车1的一个侧面上，在内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)附近并且在驱动后轮4前方。特别地，中间冷却器40布置在汽车1的与消音器44相对的一个侧面上；即，中间冷却器40和消音器44布置在汽车1的通过内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)彼此分离的相对两个侧面上。换句话说，中间冷却器40和消音器44布置在内燃机5的气缸缸体的相对两侧。

如图28所示，内燃机5包括干式油底壳润滑回路59，其使润滑油在内燃机5的所有移动构件中循环。润滑回路59包括被配置为使润滑油循环的输送润滑泵60；即，输送润滑泵60从油箱抽吸润滑油以将润滑油送到气缸缸体(包括曲轴箱17和气缸缸盖21)内。润滑回路59包括被配置为使润滑油循环的两个回收润滑泵61；即，每个回收泵61从气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)并且特别是从气缸缸体的下部并且因此从缸盖21抽吸油，以将润滑油送到箱(其布置得比气缸缸盖21高)中。

根据优选实施方式，两个回收润滑泵61布置在气缸缸盖21的相对两侧，使得从气缸缸盖21的相对两个区域抽吸润滑油。

如图28所示，内燃机5包括冷却回路62，该冷却回路62使冷却剂(例如，水和乙二醇的混合物)在内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)中循环。冷却回路62包括被配置为使冷却剂循环的冷却泵63。

如图27和图28所示，凸轮轴23在两侧从气缸缸盖21轴向地离开：润滑泵61与凸轮轴23同轴布置，并且与凸轮轴23直接连接以由凸轮轴23带动旋转，类似地，冷却泵63在润滑泵61的相对侧与凸轮轴23同轴布置，并且与凸轮轴23直接连接以由凸轮轴23带动旋转。

如图27和图28所示，凸轮轴26在两侧从气缸缸盖21轴向地突出地离开：另一个润滑泵61(与和凸轮轴23连接的润滑泵61不同)与凸轮轴26同轴布置并且与凸轮轴26直接连接以由凸轮轴26带动旋转，类似地，润滑泵60在润滑泵61的相对侧与凸轮轴26同轴布置，并且与凸轮轴26直接连接以由凸轮轴26带动旋转。

因此，所有四个泵60、61和63都与相应的凸轮轴23和26同轴，并且由相应的凸轮轴23和26直接带动旋转。

根据未被示出的其他实施方式，泵60、61和63的数量是不同的(更少)，因为例如可以仅设置一个输送润滑泵61；在这种情况下，(至少)一个凸轮轴23或26仅在一侧从气缸缸盖21轴向地离开。

根据未被示出的其他实施方式，泵60、61和63的布置可以不同，即，它们可以变化：例如，冷却泵63可以与凸轮轴26连接，或者润滑泵60可以与凸轮轴23连接。

如图15所示，变速箱7与内燃机5的驱动轴20直接连接，与内燃机5成一直线，并且布置在内燃机5后面。特别地，变速箱7与内燃机5的气缸缸体的上部竖直成一直线；即，变速箱7与曲轴箱17的上部竖直成一直线。

变速箱7是双离合器的并且插置在内燃机5的驱动轴20与驱动后轮4之间。变速箱7包括筒64和两个离合器65，筒64由驱动轴20带动旋转，两个离合器65彼此邻近地容纳在筒64中以从筒64接收运动。此外，变速箱7包括彼此同轴的两个主轴66，这两个主轴66一个插入另一个内部，并且各自与对应的离合器65连接以从对应的离合器65接收运动。每个离合器65包括驱动盘和从动盘，驱动盘与筒64成一体(因此它们总是与筒64被约束到其上的驱动轴20一起旋转)，从动盘与驱动盘交替并且与对应的主轴66成一体(因此它们总是与对应的主轴66一起旋转)。

具有双离合器65的变速箱7的筒64相对于两个主轴66布置在与内燃机5(即，驱动轴20)的相对侧；此外，具有双离合器65的变速箱7包括传动轴67，传动轴67将驱动轴20连接到筒64、与两个主轴66同轴并且插入到两个主轴66内。换句话说，传动轴67终止于筒64的端壁并且被约束到筒64的端壁上。特别地，第一主轴66布置在外侧，传动轴67布置在内侧，另一个(第二)主轴66布置在传动轴67与第一主轴66之间。换句话说，从内向外依次是传动轴67(其在中心)和两个主轴66(两个主轴66一个插入另一个内，都围绕传动轴67)。

根据附图所示的优选实施方式，变速箱7的主轴66和传动轴67与内燃机5的驱动轴20同轴；即，内燃机5与变速箱7成一直线。

具有双离合器65的变速箱7包括与差速器8连接的单个副轴68，差速器8将运动传递到驱动后轮4；根据替代和等效的实施方式，双离合器变速箱7包括都与差速器8连接的两个副轴68。一对车轴69从差速器8离开，其中每个车轴69与驱动后轮4成一体。

变速箱7具有用罗马数字表示的七个前进档位(第一档位I、第二档位II、第三档位III、第四档位IV、第五档位V、第六档位VI和第七档位VII)和一个倒车档位(用字母R表示)。每个主轴66和副轴68通过多个齿轮装置彼此机械地联接，每个齿轮装置限定相应的档位并且包括安装在主轴66上的主齿轮70和安装在副轴68上的副齿轮71。为了变速箱7正确地操作，所有奇数档位(第一档位I、第三档位III、第五档位V、第七档位VII)都与同一主轴66联接，而所有偶数档位(第二档位II、第四档位IV和第六档位VI)都与另一个主轴66联接。

每个主齿轮70用键连接到相应的主轴66上以总是与主轴66一体地旋转并且与相应的副齿轮71永久地啮合；相反，每个副齿轮71都空转地安装在副轴68上。此外，变速箱7包括四个双同步器72，其中每个同步器72与副轴68同轴地安装，布置在两个副齿轮19之间，并且适于被致动以交替地将两个相应的副齿轮19与副轴68接合(即，交替地使两个相应的副齿轮19与副轴68成角度地为一体)。换句话说，每个同步器72可以在一个方向上移动以将一个副齿轮71接合到副轴68，或者可以在另一个方向上移动以将另一个副齿轮71接合到副轴68。

根据图13和图14所示，汽车1包括容纳体73，该容纳体73在其中(也)容纳双离合器变速箱7并且具有向后逐渐变细的形状，使得容纳体73的高度从前部到后部逐渐减小。即，容纳体73的前壁在高度上比容纳体73的后壁具有更大的延伸。特别地，容纳体73在底部具有底壁74，底壁74由于容纳体73的锥形形状而相对于水平面倾斜。

差速器8(其从变速箱7的副轴68接收运动并将该运动通过两个相应的车轴69传递到两个驱动后轮4)在容纳体73内布置在前部并且在变速箱7下面。两个车轴69从容纳体73在侧面出来。

从以上内容可以概括出，变速箱7与内燃机5的驱动轴20直接连接，与内燃机5成一直线(即，变速箱7的主轴66和传动轴67与内燃机5的驱动轴20同轴)，并且布置在内燃机5后面；此外，中间冷却器39水平地布置在变速箱7上方(即，在变速箱7所在的容纳体37上方)。

如图3、图7和图8所示，汽车1包括面对路面14的后部空气动力学扩散器75，该后部空气动力学扩散器75始于内燃机5的气缸缸体(由曲轴箱17和气缸缸盖21组成)的后壁，并且布置在变速箱7下面(即，在变速箱7所在的容纳体73下面)。

根据优选实施方式，容纳体73的底壁74(变速箱7位于该容纳体73内部)具有与后部空气动力学扩散器75相同的倾斜度；即，容纳体73的底壁74再现后部空气动力学扩散器75的形状，具有其相同的倾斜度。因此，后部空气动力学扩散器75利用变速箱7下面(即，在变速箱7所在的容纳体73下面)的所有可用空间。

如图6所示，汽车1包括底盘76(在图6中部分被示出)。底盘76的后部包括侧面杆77，其布置在球形罐15以保护球形罐15免受侧向冲击；侧面杆77形成四面体以具有更大的抗冲击性。

如图6所示，在底盘76内部获得发动机舱78，内燃机5布置在该发动机舱78中。如图3所示，汽车1的底部14包括布置在发动机舱78处的开口79和可移除地固定并封闭开口79的可移除面板80。开口79的尺寸类似于发动机舱78的尺寸；即，开口79的尺寸大致(尽可能地)等于发动机舱78的尺寸，使得通过开口79可以完全进入发动机舱78。

根据优选实施方式，可移除面板80至少部分是透明的；特别地，可移除面板80在中心具有透明窗口81(例如，玻璃)。透明窗口81的功能基本上是技术的，因为它允许在不必移除可移除面板80的情况下对内燃机5进行视觉检查。

根据优选实施方式，车身12不具有允许进入发动机舱78的任何打开的盖罩(布置在发动机舱78上方)；即，由于发动机舱78的上部被车身12的固定的不可移除面板永久地封闭，因此只有从下面通过开口79进入发动机舱78。

根据优选实施方式，可移除面板80通过多个螺钉82(优选地为直角回转螺钉82)直接固定到底盘76上。

后部空气动力学扩散器75面对路面14，布置在可移除面板80的后部，并且邻接可移除面板80。即，后部空气动力学扩散器75始于可移除面板80结束的地方。此外，空气动力学扩散器75也可拆卸，以允许更容易进入变速箱7的容纳体73。

在图9至图12所示的实施方式中，设置有通过发电机54产生电能的涡轮机组42，并且压缩机机组37通过电动马达50驱动两个压缩机49，电动马达50使用由涡轮机组42的发电机54产生的(至少部分)电能。

在图18至图21所示的实施方式中，不设置涡轮机组42，并且压缩机机组37没有电动马达50，因为两个压缩机49由变速箱7驱动，从变速箱7的离合器65的筒64吸取运动(将在下文中进一步解释)。换句话说，两个压缩机49由变速箱7的传动轴67驱动(其直接使离合器65的筒64旋转并且与驱动轴20直接连接)。该实施方式在能量方面效率略微有点低(不回收通过涡轮机组42的废气的部分能量)，但是更轻、更紧凑且更简单，完全消除了电气构件(事实上，涡轮机组42的发电机54和压缩机机组37的电动马达50都不存在)。

如图22至图26所示，存在致动系统83，致动系统83将变速箱7的筒64连接到压缩机机组37(即，连接到压缩机机组37的两个压缩机49)，以从变速箱7的筒64接收运动，从而带动压缩机机组37的两个压缩机49旋转。举例来说，致动系统83提高旋转速度，使得压缩机机组37的两个压缩机49总是旋转得比变速箱7的筒64快；例如，压缩机机组37的两个压缩机49可以旋转得是变速箱7的筒64的7-8倍快。

如图15所示，致动系统83在传动轴67的相对侧与变速箱7的筒64的端壁连接；即，变速箱7的筒64具有端壁，该端壁在一侧与传动轴67连接并且在相对侧与致动系统83连接。

根据图24示意性示出的可能的实施方式，致动系统83包括改变装置84，改变装置84插置在变速箱7的筒64与压缩机49之间并且具有可变的传动比。优选地，改变装置84具有离心驱动性，以根据变速箱7的筒64的旋转速度来自主地改变传动比；特别地，改变装置84被配置为随着变速箱7的筒64的旋转速度的增加而使传动比减小。即，当变速箱7的筒64的旋转速度较低时，传动比较大，因此(在筒64的相同旋转速度下)压缩机49旋转得较快，而当变速箱7的筒64的旋转速度较高时，传动比较小，因此(在筒64的相同旋转速度下)压缩机49转动得较慢；因此，即使当变速箱的筒64缓慢旋转时，压缩机49也能够产生有效压缩，而当变速箱的筒64快速旋转时，不会“过度快速旋转(over-revving)”。

根据优选实施方式，改变装置84仅具有两个不同的传动比；举例来说，通过改变装置84可获得的两个传动比可彼此相差30-40％。

根据优选实施方式，改变装置84包括由离心式离合器接合的直接驱动器和从直接驱动实现较低传动比的行星齿轮：当变速箱7的筒64的旋转速度超过阈值时，离心式离合器由通过接合直接驱动器而压缩离合器盘的离心力操作(因此，当变速箱7的筒64的旋转速度超过阈值时，导致传动比的减小)。根据优选实施方式，改变装置84的传动比可对应于直接驱动(即，传动比1:1)，而另一个传动比可在1:1.3和1:1.4之间。

根据优选实施方式，改变装置84在主轴66和传动轴67的相对侧与变速箱7的筒64连接。

在图22至图26所示的实施方式中，两个压缩机49被布置成彼此平行并且间隔开，以围绕两个旋转轴线85旋转，这两个旋转轴线85彼此平行并且间隔开，并且平行于变速箱7的筒64的旋转轴线86(其与主轴66、传动轴67和驱动轴20同轴)。特别地，变速箱7的筒64的旋转轴线86布置在两个压缩机49的旋转轴线85之间；即，两个压缩机49布置在变速箱7的筒64的旋转轴线86的相对两侧。

根据图26所示的优选实施方式，致动系统83包括中间轴87，中间轴87从变速箱7的筒64接收运动并且围绕与变速箱7的筒64的旋转轴线86平行且间隔开的旋转轴线88旋转。特别地，改变装置84在变速箱7的筒64与中间轴87之间。致动系统83包括中心齿轮89和两个侧面齿轮90，中心齿轮89从中间轴87接收运动(即，被约束到中间轴87上)，两个侧面齿轮90布置在中心齿轮89的两侧，与中心齿轮89啮合，并且各自将运动朝向对应的压缩机49传递(即，每个侧面齿轮90被约束到对应的压缩机49的轴上)。在每个侧面齿轮90与对应的压缩机49之间，插置有传动装置91，传动装置91提高旋转速度，使得压缩机49可以旋转得比侧面齿轮90快。

总的来说，压缩机49旋转得比驱动轴20(即，变速箱7的筒64)快得多：压缩机49旋转得是驱动轴20的大约十倍快(即，压缩机49可以达到100,000rpm，而驱动轴20可以达到10,000rpm)。

如图22和图25所示，每个压缩机49包括布置在致动系统83的相对侧上的轴向入口51，以及径向出口52。如上所述，存在结合管道53(未在图22至图25中示出)，结合管道53与两个压缩机49的两个出口52连接以接收并结合来自两个压缩机49的压缩空气。

在图9至图12所示的实施方式中，存在两个排气管道41，这两个排气管道41源自气缸18并终止于消音器44，并且在消音器44处完全分离且独立于气缸18。相反，在图18至图21所示的实施方式中，设置一个排气管道92，两个排气管道41通向排气管道92中，排气管道92终止于消音器44；即，排气管道41在消音器44的上游结合在一起，两者一起通向排气管道92中，排气管道92终止于消音器44。换句话说，排气系统32包括从两个排气管道41接收废气的单个排气管道92；即，两个排气管道41结合以朝向单个排气管道92会聚。排气管道92始于两个排气管道41的结合部并终止于消音器44。

在附图所示的实施方式中，压缩机机组37包括两个成双的压缩机49；根据未被示出的不同实施方式，压缩机机组37包括单个压缩机49。

在附图所示的实施方式中，涡轮机组42(当存在时)包括两个成双的涡轮43；根据未被示出的不同实施方式，涡轮机组42(当存在时)包括单个涡轮43。

在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以将本文描述的实施方式彼此组合。

上述汽车1具有许多优点。

首先，由于最佳的轴距、总重量和重量分布，上述汽车1允许同时结合大的储氢容量(因此能够提供令人满意的里程)与非常高的动力性能。这些结果是由于内燃机5和传动系统6的在不会不利于汽车1的动力性能的情况下允许产生容纳氢气罐9和10的大自由空间的特定形状和布置而获得的。

上述汽车1允许构造非常大的后部空气动力学斜槽(提取器)，从而能够产生非常高的空气动力学载荷，而对空气动力学阻力没有任何不利。

在上述汽车1中，在乘坐室15内部(特别是在驾驶员坐着的驾驶员位置16)，可以听到具有足够高的强度和非常好的声音质量的排气噪声；这种结果是由于出口开口位于非常靠近乘坐室15并且在驾驶员位置16侧这一事实而获得的，因为这种方案允许声音强度“集中”在乘坐室15附近并且具有非常自然的排气噪声(即，不不人为地产生或在任何情况下改变)。即，排气噪声不会通过非自然的传输通道人为地“旨在”朝向乘坐室15；而是相反，排气噪声仅通过穿过排气系统(即，通过遵循排气噪声的自然出口路线)而到达乘坐室15。

在上述汽车1中，部分地由于双离合器变速箱7的其中筒64布置在内燃机的相对侧的特定构造，可以实现所有动力传动系统元件的特别有利的(即，紧凑，同时非常起作用)定位以最小化轴距的长度(即，前轴与后轴之间的距离)。

在上述汽车1中，部分地由于压缩机机组37的其中双压缩机49同轴地布置在电动马达50的相对两侧的特定构造，可以获得动力传动系统的所有元件的特别有利的布置(即，紧凑，同时非常起作用)；同时，双压缩机49的存在允许压缩特别高的空气流量。

在上述汽车1中，还由于涡轮机组42的其中两个成双的涡轮42并排布置以操作共用发电机54的特定构造，可以获得动力传动系统的所有元件的特别有利的布置(即，紧凑，同时非常起作用)；同时，两个成双的涡轮42的存在允许从废气中回收大量的能量。

在上述汽车1中(特别地，在图18至图26所示的实施方式中)，进气管道34和38的几何形状在总尺寸和压降方面是最佳的，而不必诉诸压缩机机组37的电致动；这种结果是通过直接从处于用于定位压缩机机组37的非常有利的位置的双离合器变速箱7的筒64吸取使压缩机机组37的两个压缩机49旋转所需的运动而获得的。

在上述汽车1中，两个中间冷却器39和40的特定构造和定位允许使压缩空气的冷却有效性和效率最大化，而对内燃机5的所有其他部件的放置不需要太过分严苛的约束。

在上述汽车1中，即使内燃机5位于中心/后部位置(因此具有前轴和后轴之间的最佳质量分布)，并且同时轴距相对较短(即，汽车1具有极高性能的动力行为)，空气动力学扩散器75也非常大(并且因此允许以阻力的适度增加来产生高空气动力学载荷)。这种结果是通过将内燃机5放置成驱动轴20布置得较高来获得的：由此，变速箱7也可以布置得较高，从而在汽车1的后部区域的下部释放用于容纳具有非常大尺寸的空气动力学扩散器75所需的空间。

在上述汽车1中，对内燃机5的所有区域的可进入性是优异的和完备的；这是由于从下面的可进入性而获得的：一旦汽车1被抬起，从下面的可进入性总是允许工人使其正好在要工作的部件下面。即，从下面到内燃机5的可进入性使维修容易且简单，因为工人不受汽车1的形状的限制，而且由于汽车1升高，可以更容易地在内燃机5的所有区域中移动。

在上述汽车1中，可移除面板至少部分是透明的这一事实不仅构成如前所述的无疑的技术优点，而且还构成美学创新，并且使可移除面板也是美学元件；重要的是注意，由于大的空气动力学扩散器75，相对较容易地在不必过度向下弯曲的情况下通过可移除面板的透明部分看到内燃机5的至少一部分。

在上述汽车1中，由于完全不存在用于进入发动机舱78的开口(并且通常由盖罩封闭)，车身12的刚性和抗性特别大。因此，对于相同的刚性，可以减小车身12的总质量。此外，不存在用于进入发动机舱78的开口也使得车身12完全连续(即，没有中断)，从而减小空气动力学穿透系数。消除用于进入发动机舱78的贯穿车身12的开口的可能性是通过内燃机5不需要在上部(由曲轴箱17组成)进行任何维护并且因此不再需要从上方进入发动机舱78这一事实来提供的。实际上，内燃机5的所有主要部件都位于发动机舱78的下部，并且通过可移除面板80封闭的开口79可从底部14容易地进入。

在上述汽车1中，润滑泵60和61以及冷却泵63最佳地放置以最小化带动泵60、泵61和63旋转所需的部件的数量，同时保持润滑回路59和冷却回路62中的压降较低。即，通过两个凸轮轴23和26对四个泵60、61和63的分组且同时的致动使得该方案相对于目前市场上已知的方案更便宜、更轻且更紧凑。

Claims (13)

1.一种汽车(1)，其包括：

两个前轮(2)；

两个驱动后轮(4)；

乘坐室(9)，其布置在所述前轮(2)与所述后轮(4)之间；

内燃机(5)，该内燃机具有相应的活塞(19)在其内部滑动的多个气缸(18)以及与所述活塞(19)连接的驱动轴(20)；

变速箱(7)，其连接在所述内燃机(5)与所述驱动后轮(4)之间，用于将所述内燃机(5)的所述驱动轴(20)的运动传递到所述驱动后轮(4)；以及

容纳体(73)，其在其中容纳所述变速箱(7)，具有使得所述容纳体(73)的高度从前向后逐渐减小的向后的锥形形状，并且在底部具有相对于水平面倾斜的底壁(74)；

所述汽车(1)的特征在于：

设置有后部空气动力学扩散器(75)，所述后部空气动力学扩散器(75)相对于水平面倾斜并且布置在所述容纳体(73)下方；并且

所述容纳体(73)的所述底壁(74)具有所述空气动力学扩散器(75)的相对于水平面的相同的倾斜度。

2.根据权利要求1所述的汽车(1)，其包括差速器(8)，所述差速器(8)从所述变速箱(7)的副轴(68)接收运动，并将所述运动通过两个相应的车轴(69)传递到所述两个驱动后轮(4)，并且在所述容纳体(73)内布置在前部位置并且在所述变速箱(7)下方。

3.根据权利要求1所述的汽车(1)，其特征在于，所述变速箱(7)具有双离合器(65)，并且包括：筒(64)，所述筒(64)由所述驱动轴(20)带动旋转；两个离合器(65)，所述两个离合器(65)彼此邻近地容纳在所述筒(64)中，以从所述筒(64)接收运动；以及两个主轴(66)，所述两个主轴(66)彼此同轴，一个插入在另一个内部，并且各自与对应的离合器(65)连接。

4.根据权利要求3所述的汽车(1)，其特征在于：

双离合器变速箱(7)的所述筒(64)相对于所述两个主轴(66)布置在所述内燃机(5)的相对侧；并且

双离合器变速箱(7)包括传动轴(67)，所述传动轴(67)将所述驱动轴(20)连接到所述筒(64)，与所述两个主轴(66)同轴，并且插入在所述两个主轴(66)内。

5.根据权利要求4所述的汽车(1)，其特征在于，第一主轴(66)布置在外侧，所述传动轴(67)布置在内侧，并且第二主轴(66)布置在所述传动轴(67)与所述第一主轴(66)之间。

6.根据权利要求4所述的汽车(1)，其特征在于，所述变速箱(7)的所述主轴(66)和所述传动轴(67)与所述内燃机(5)的所述驱动轴(20)同轴。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的汽车(1)，其特征在于，所述内燃机(5)布置在所述乘坐室(9)后面，并且纵向地定向，即，平行于所述汽车(1)的行驶方向。

8.根据权利要求7所述的汽车(1)，其特征在于，所述变速箱(7)纵向地布置在所述内燃机(5)的气缸缸体后面，并且纵向地定向。

9.根据权利要求8所述的汽车(1)，其特征在于，所述变速箱(7)包括与所述内燃机(5)的所述驱动轴(20)同轴的至少一个主轴(66)。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的汽车(1)，其特征在于，所述后部空气动力学扩散器(75)始于所述内燃机(5)的气缸缸体的纵向后壁处。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的汽车(1)，其特征在于，所述气缸(18)成直列式布置在所述内燃机(5)中。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的汽车(1)，其特征在于，所述内燃机(5)定向成所述驱动轴(20)布置得比所述气缸(18)高。

13.根据权利要求12所述的汽车(1)，其特征在于，所述内燃机(5)包括曲轴箱(17)和气缸缸盖(21)，在所述曲轴箱(17)中获得向下打开的所述气缸(18)，所述气缸缸盖(21)构成所述气缸(18)的冠部并且布置在所述曲轴箱(17)下面。