CN206475745U - 一种汽车及其变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机动车辆技术领域，具体涉及一种汽车及其变速器。所述汽车包括发动机和变速器，所述变速器包括变速器箱体，变速器箱体内设置有换挡结构，所述变速器还包括辅助装置，所述辅助装置包括既可以作为电动机也可以作为发电机使用的电机，所述电机与所述输入轴或中间轴或输出轴传动连接；所述电机连接有用于在车辆启动时将电机切换至电动机模式、在车辆制动时将电机切换至发电机模式的控制器。本装置将换挡结构与辅助结构设为一体，不仅增加了变速器的功能，提高了汽车的多功能集成化程度，而且，辅助结构可以实现辅助启动、辅助制动、制动能量回收的功能，与传统的缓速器辅助结构相比，不仅功能多样，而且节约了能量。

Description

一种汽车及其变速器

技术领域

本实用新型涉及机动车辆技术领域，具体涉及一种常规动力汽车及其变速器。

背景技术

常规动力汽车的动力总成一般由发动机、变速器、缓速器构成，变速器一般包括变速器箱体以及设置在变速器箱体内的换挡结构，换挡结构一般包括输入轴、中间轴、输出轴以及倒档轴。其中发动机作为动力源输出动力，变速箱提供了整车起步及换挡的功能，缓速器提供了辅助制动的功能，三者的有机结合保证了客车的正常行驶。但是，这种由变速箱和缓速器组成动力系统的汽车的动力系统质量大，而且占据汽车底盘的空间大，不利于汽车的轻量化发展；此外，动力系统中各结构负责各自的功能，功能比较单一，不利于汽车的多功能集成化发展；同时，缓速器在制动过程中，制动能量完全转换为热量并耗散掉，不仅造成能量的浪费，而且缓速器转子制动时的高温（一般在600°以上）也容易引起其他整车问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、功能多样的常规动力汽车的变速器；本实用新型的目的还在于提供一种集成化程度高的常规动力汽车。

为实现上述目的，本实用新型一种变速器的技术方案是：包括变速器箱体，所述变速器箱体内设置有换挡结构，所述换挡结构包括输入轴、中间轴、输出轴，所述变速器还包括辅助装置，所述辅助装置包括既可以作为电动机也可以作为发电机使用的电机，所述电机与所述输入轴或中间轴或输出轴传动连接；所述电机连接有用于在车辆启动时将电机切换至电动机模式、在车辆制动时将电机切换至发电机模式的控制器。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机与所述输出轴传动连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机通过减速齿轮组与输出轴传动连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机的转子与所述输出轴固定连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机设置在变速器箱体内。

为实现上述目的，本实用新型一种汽车的技术方案是：包括发动机和与发动机传动连接的变速器，所述变速器包括变速器箱体，所述变速器箱体内设置有换挡结构，所述换挡结构包括输入轴、中间轴、输出轴，其特征在于：所述变速器还包括辅助装置，所述辅助装置包括既可以作为电动机也可以作为发电机使用的电机，所述电机与所述输入轴或中间轴或输出轴传动连接；所述电机连接有用于在车辆启动时将电机切换至电动机模式、在车辆制动时将电机切换至发电机模式的控制器。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机与所述输出轴传动连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机通过减速齿轮组与输出轴传动连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机的转子与所述输出轴固定连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机连接有用于在电机作为发电机使用时将电机产生的电能进行储存的电池。

作为本实用新型的进一步改进：所述电机设置在变速器箱体内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的变速器在变速器箱体内设置有辅助结构，辅助结构包括既可以作为电动机也可以作为发动机使用的电机。本装置在实际使用过程中，在汽车启动时，电机作为电动机使用，为启动过程提供辅助驱动力，有利于车辆快速顺利启动，有效减小了车辆启动过程中颤振现象的发生，使车辆平稳起步，提高了整车的动力性；在汽车制动时作为发电机使用，将换挡结构中的机械能转化为电能存储到电池中，不仅可以将制动能量回收，提高了整车的经济性，而且电机在作为发动机切割磁感线进行发电时，磁场产生的电磁阻力也反过来作用于换挡系统，使换挡系统输出的动力减小，起到辅助制动的作用。本实用新型的变速器将换挡结构与辅助结构设为一体，不仅增加了变速器的功能，提高了汽车的多功能集成化程度，而且，辅助结构可以实现辅助启动、辅助制动、制动能量回收的功能，与传统的缓速器辅助结构相比，不仅功能多样，而且节约了能量。

进一步的，电机通过输出轴与换挡结构传动连接，因为输出轴直接与变速器的下游设备连接，将辅助结构直接与输出轴传动连接，可以将辅助效果快速的反应在变速器的下游设备中，辅助效果明显、及时。

进一步的，电机通过减速齿轮组与输出轴传动连接，一方面，齿轮组的设置可以将辅助结构与换挡结构并联，将辅助结构设置在换挡结构的一侧，减小整个变速器在轴向方向的长度，进一步减小变速器的体积，另一方面，可以通过两个减速齿轮之间的速比将电机在启动过程中输出的驱动力、在制动过程中发出的电量和产生的反作用力均进行放大，进一步增强辅助效果。

进一步的，将电机的转子直接设置在输出轴上，省去了传动齿轮，简化了装置的结构。

附图说明

图1为本实用新型一种汽车的具体实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型一种汽车的具体实施例2的结构示意图。

图中：1、箱体；2、输入轴；21、输入传动齿轮；3、输出轴；31、五级变速齿轮；32、第三倒档齿轮；33、第一连接齿轮；4、中间轴；41、中间传动齿轮；42、五级中间传动齿轮；43、第二倒档齿轮；5、辅助转轴；51、第二连接齿轮；6、轴承座；7、电机；71、转子；72、定子；8、线束；9、控制器；10、电池；11、倒档轴；111、第一倒档齿轮；12、第四倒档齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的一种汽车的具体实施例1，包括动力总成，动力总成包括发动机和变速器，所述变速器如图1所示，包括换挡结构和辅助结构，所述换挡结构包括设置在箱体1内部的沿前后方向上延伸的输入轴2和输出轴3，输入轴2和输出轴3在同一轴线方向上但前后并不衔接，输入轴2的前端伸出箱体1前侧壁面用于与发动机连接，输出轴3的后端伸出箱体1后侧壁面，用于与动力总成下游的其他机构连接。输入轴2上设置有与输入轴2固定连接的输入传动齿轮21。输出轴3上沿前后方向上分别设置有五级变速齿轮31，五级变速齿轮31的后侧设置有第三倒档齿轮32。

所述输入轴2和输出轴3的下方设置有沿箱体1前后方向延伸的中间轴4，中间轴4上从前到后分别设置有用于与输入传动齿轮21啮合传动的中间传动齿轮41、与五级变速齿轮31啮合传动的五级中间传动齿轮42和与第三倒档齿轮32配合的第二倒档齿轮43。所述中间轴4的下方设置有沿前后方向延伸的倒档轴11，所述倒档轴11上设置有第一倒档齿轮111，所述第一倒档齿轮111与第二倒档齿轮43啮合传动并通过第四倒档齿轮12与第三倒档齿轮传动连接。

本实用新型的换挡结构在实际使用过程中的换挡原理与变速器基本换挡功能一致，此处不再赘述。

所述辅助结构包括设置在输出轴3上第三倒档齿轮32后侧的第一连接齿轮33，所述第一连接齿轮33的上方与第二连接齿轮51啮合传动，第二连接齿轮51固定设置在辅助转轴5上，辅助转轴5通过轴承座6固定在变速器箱体1上。辅助转轴5的另一端连接有一个小功率电机7。电机7包括转子71和定子72，所述转子71 固定设置在辅助转轴5上，所述定子72通过线束8与设置在箱体1外部的控制器9连接，控制器9与电池10连接且可以读取到整车的制动信号、车速信号及油门信号，并依据这三种信号转换电池10与电机7之间的连接关系，控制电池10的充电和放电。

本实用新型的汽车在实际使用过程中，车辆起步时，发动机的扭矩传递到输入轴2上，输入轴2通过输入传动齿轮21和中间传动齿轮41的传动配合将扭矩传递给中间轴4，中间轴4再通过五级中间传动齿轮42与五级变速齿轮31之间的传动配合将扭矩传递给输出轴3，与此同时，控制器9读取到车速信号（车速过低时）及油门信号（油门增大时），判断整车处于启动状态，控制器9通过线束8接通电池10及电机定子72、转子71形成回路，电池10对电机7放电，使电机转子71旋转并输出扭矩，此时电机7作为电动机输出扭矩。电机转子71的扭矩通过辅助转轴5传递给第二连接齿轮51，第二连接齿轮51又通过齿轮传动将扭矩传递给第一连接齿轮33，第一连接齿轮33将扭矩传递给输出轴3。这样在汽车启动阶段，发动机与电机7共同作用提供大的扭矩使汽车能够顺利快速启动，提升了整车的起步性能，提高了整车的动力性。

车辆正常运行时，控制器9读取到车速信号（车速较高时）及油门信号（油门不变时），判断整车处于正常运行阶段，控制器9切断电池10与电机7之间的连接，电机7不再对输出轴3提供扭矩，此时，车辆只通过发动机驱动行驶。

车辆制动时，控制器9接收到车辆制动信号（出现制动信号）并读取车速信号（车速较高），判断整车处于制动状态，控制器9通过线束8接通电机定子72、转子71形成回路，使定子72切割转子71的磁感线形成感应电流，并通过回路传递至电池10中，电机7发电对电池10充电，此时电机10作为发电机将输出轴3处的扭矩转换为电量存储，在此过程中产生的电磁阻力通过第二连接齿轮51、第一连接齿轮33作用到输出轴3上并作用在传动总成的下游，起到辅助制动的作用。在这个过程中，车速越高，变速箱输出轴3的转速越高，第二连接齿轮51转速越高，转子71及定子72之间的磁感线切割越剧烈，感应电流越高，制动效果越好，符合车辆制动的常用工况。

此外，第一连接齿轮33的齿数及节圆半径均要大于第二连接齿轮51的齿数及节圆半径，将第二连接齿轮51和第一连接齿轮33设计成减速齿轮组的形式，一方面在辅助启动时，电机7产生的扭矩可通过两个齿轮之间的速比进行放大，提升起步动力性，另一方面，在辅助制动时，输出轴3的转速通过该速比进行放大并作用在辅助转轴5上，有利于发电的同时，发电过程产生的电磁阻力又可通过该速比进行放大，然后作用在输出轴3上，达到同时提升辅助制动的效果。

本实用新型的汽车，电机7仅作为辅助手段，不需要提供很高的驱动力使汽车高速行驶，所以电机的功率较小，使得电机结构较小，所占空间小，不仅易于变速箱的集成一体，而且成本低，控制策略简单，可靠性好，满足常规动力汽车的需要。

本实用新型的一种汽车的具体实施例2，包括动力总成，动力总成包括发动机和变速器，所述变速器如图2所示，包括换挡结构和辅助结构，所述换挡结构与具体实施例1中的换挡结构的结构相同，此处不再赘述。

所辅助结构直接布置在输出轴3上，电机转子71固定在输出轴3上并与之同步转速，电机定子72固定在变速器箱体1上，并通过线束8与设置在箱体1外部的控制器9、电池10形成回路。本实施例中取消了第一连接齿轮33、第二连接齿轮51和辅助转轴5的设置，结构简单，但缺少了第一连齿轮33与第二连接齿轮51由于不同的节圆半径配合形成的对扭矩及转速的增大效果，使得变速器的辅助制动、辅助起步、制动能量回收能力略逊于实施例1中的结构。

作为本实用新型的另一种实施方式，可以将具体实施例1或具体实施例2中的辅助结构设置在输入轴2或中间轴4上，同样可以起到辅助制动、辅助起步、制动能量回收的功能，但是这种设置与设置在输出轴3上的相比，辅助效果在传递到动力总成的下游设备时具有一段传递距离，这段传递距离使得辅助结构的辅助效果产生滞后效应，辅助效果不够及时迅速。

本实用新型的一种变速器的具体实施例，其具体结构与上述一种汽车中变速器的结构相同，此处不再赘述。

Claims (11)

1.一种变速器，包括变速器箱体，所述变速器箱体内设置有换挡结构，所述换挡结构包括输入轴、中间轴、输出轴，其特征在于：所述变速器还包括辅助装置，所述辅助装置包括既可以作为电动机也可以作为发电机使用的电机，所述电机与所述输入轴或中间轴或输出轴传动连接；所述电机连接有用于在车辆启动时将电机切换至电动机模式、在车辆制动时将电机切换至发电机模式的控制器。

2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：所述电机与所述输出轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于：所述电机通过减速齿轮组与输出轴传动连接。

4.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于：所述电机的转子与所述输出轴固定连接。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的变速器，其特征在于：所述电机设置在变速器箱体内。

6.一种汽车，包括发动机和与发动机传动连接的变速器，所述变速器包括变速器箱体，所述变速器箱体内设置有换挡结构，所述换挡结构包括输入轴、中间轴、输出轴，其特征在于：所述变速器还包括辅助装置，所述辅助装置包括既可以作为电动机也可以作为发电机使用的电机，所述电机与所述输入轴或中间轴或输出轴传动连接；所述电机连接有用于在车辆启动时将电机切换至电动机模式、在车辆制动时将电机切换至发电机模式的控制器。

7.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于：所述电机与所述输出轴传动连接。

8.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于：所述电机通过减速齿轮组与输出轴传动连接。

9.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于：所述电机的转子与所述输出轴固定连接。

10.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于：所述电机连接有用于在电机作为发电机使用时将电机产生的电能进行储存的电池。

11.根据权利要求6至10中任一权利要求所述的汽车，其特征在于：所述电机设置在变速器箱体内。