本實用新型涉及機(jī)動車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種常規(guī)動力汽車及其變速器。

背景技術(shù)：

常規(guī)動力汽車的動力總成一般由發(fā)動機(jī)、變速器、緩速器構(gòu)成，變速器一般包括變速器箱體以及設(shè)置在變速器箱體內(nèi)的換擋結(jié)構(gòu)，換擋結(jié)構(gòu)一般包括輸入軸、中間軸、輸出軸以及倒檔軸。其中發(fā)動機(jī)作為動力源輸出動力，變速箱提供了整車起步及換擋的功能，緩速器提供了輔助制動的功能，三者的有機(jī)結(jié)合保證了客車的正常行駛。但是，這種由變速箱和緩速器組成動力系統(tǒng)的汽車的動力系統(tǒng)質(zhì)量大，而且占據(jù)汽車底盤的空間大，不利于汽車的輕量化發(fā)展；此外，動力系統(tǒng)中各結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)各自的功能，功能比較單一，不利于汽車的多功能集成化發(fā)展；同時，緩速器在制動過程中，制動能量完全轉(zhuǎn)換為熱量并耗散掉，不僅造成能量的浪費(fèi)，而且緩速器轉(zhuǎn)子制動時的高溫（一般在600°以上）也容易引起其他整車問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、功能多樣的常規(guī)動力汽車的變速器；本實用新型的目的還在于提供一種集成化程度高的常規(guī)動力汽車。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型一種變速器的技術(shù)方案是：包括變速器箱體，所述變速器箱體內(nèi)設(shè)置有換擋結(jié)構(gòu)，所述換擋結(jié)構(gòu)包括輸入軸、中間軸、輸出軸，所述變速器還包括輔助裝置，所述輔助裝置包括既可以作為電動機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)使用的電機(jī)，所述電機(jī)與所述輸入軸或中間軸或輸出軸傳動連接；所述電機(jī)連接有用于在車輛啟動時將電機(jī)切換至電動機(jī)模式、在車輛制動時將電機(jī)切換至發(fā)電機(jī)模式的控制器。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)與所述輸出軸傳動連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)通過減速齒輪組與輸出軸傳動連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述輸出軸固定連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)設(shè)置在變速器箱體內(nèi)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型一種汽車的技術(shù)方案是：包括發(fā)動機(jī)和與發(fā)動機(jī)傳動連接的變速器，所述變速器包括變速器箱體，所述變速器箱體內(nèi)設(shè)置有換擋結(jié)構(gòu)，所述換擋結(jié)構(gòu)包括輸入軸、中間軸、輸出軸，其特征在于：所述變速器還包括輔助裝置，所述輔助裝置包括既可以作為電動機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)使用的電機(jī)，所述電機(jī)與所述輸入軸或中間軸或輸出軸傳動連接；所述電機(jī)連接有用于在車輛啟動時將電機(jī)切換至電動機(jī)模式、在車輛制動時將電機(jī)切換至發(fā)電機(jī)模式的控制器。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)與所述輸出軸傳動連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)通過減速齒輪組與輸出軸傳動連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述輸出軸固定連接。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)連接有用于在電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用時將電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行儲存的電池。

作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述電機(jī)設(shè)置在變速器箱體內(nèi)。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的變速器在變速器箱體內(nèi)設(shè)置有輔助結(jié)構(gòu)，輔助結(jié)構(gòu)包括既可以作為電動機(jī)也可以作為發(fā)動機(jī)使用的電機(jī)。本裝置在實際使用過程中，在汽車啟動時，電機(jī)作為電動機(jī)使用，為啟動過程提供輔助驅(qū)動力，有利于車輛快速順利啟動，有效減小了車輛啟動過程中顫振現(xiàn)象的發(fā)生，使車輛平穩(wěn)起步，提高了整車的動力性；在汽車制動時作為發(fā)電機(jī)使用，將換擋結(jié)構(gòu)中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能存儲到電池中，不僅可以將制動能量回收，提高了整車的經(jīng)濟(jì)性，而且電機(jī)在作為發(fā)動機(jī)切割磁感線進(jìn)行發(fā)電時，磁場產(chǎn)生的電磁阻力也反過來作用于換擋系統(tǒng)，使換擋系統(tǒng)輸出的動力減小，起到輔助制動的作用。本實用新型的變速器將換擋結(jié)構(gòu)與輔助結(jié)構(gòu)設(shè)為一體，不僅增加了變速器的功能，提高了汽車的多功能集成化程度，而且，輔助結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)輔助啟動、輔助制動、制動能量回收的功能，與傳統(tǒng)的緩速器輔助結(jié)構(gòu)相比，不僅功能多樣，而且節(jié)約了能量。

進(jìn)一步的，電機(jī)通過輸出軸與換擋結(jié)構(gòu)傳動連接，因為輸出軸直接與變速器的下游設(shè)備連接，將輔助結(jié)構(gòu)直接與輸出軸傳動連接，可以將輔助效果快速的反應(yīng)在變速器的下游設(shè)備中，輔助效果明顯、及時。

進(jìn)一步的，電機(jī)通過減速齒輪組與輸出軸傳動連接，一方面，齒輪組的設(shè)置可以將輔助結(jié)構(gòu)與換擋結(jié)構(gòu)并聯(lián)，將輔助結(jié)構(gòu)設(shè)置在換擋結(jié)構(gòu)的一側(cè)，減小整個變速器在軸向方向的長度，進(jìn)一步減小變速器的體積，另一方面，可以通過兩個減速齒輪之間的速比將電機(jī)在啟動過程中輸出的驅(qū)動力、在制動過程中發(fā)出的電量和產(chǎn)生的反作用力均進(jìn)行放大，進(jìn)一步增強(qiáng)輔助效果。

進(jìn)一步的，將電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接設(shè)置在輸出軸上，省去了傳動齒輪，簡化了裝置的結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為本實用新型一種汽車的具體實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一種汽車的具體實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、箱體；2、輸入軸；21、輸入傳動齒輪；3、輸出軸；31、五級變速齒輪；32、第三倒檔齒輪；33、第一連接齒輪；4、中間軸；41、中間傳動齒輪；42、五級中間傳動齒輪；43、第二倒檔齒輪；5、輔助轉(zhuǎn)軸；51、第二連接齒輪；6、軸承座；7、電機(jī)；71、轉(zhuǎn)子；72、定子；8、線束；9、控制器；10、電池；11、倒檔軸；111、第一倒檔齒輪；12、第四倒檔齒輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步說明。

本實用新型的一種汽車的具體實施例1，包括動力總成，動力總成包括發(fā)動機(jī)和變速器，所述變速器如圖1所示，包括換擋結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)，所述換擋結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在箱體1內(nèi)部的沿前后方向上延伸的輸入軸2和輸出軸3，輸入軸2和輸出軸3在同一軸線方向上但前后并不銜接，輸入軸2的前端伸出箱體1前側(cè)壁面用于與發(fā)動機(jī)連接，輸出軸3的后端伸出箱體1后側(cè)壁面，用于與動力總成下游的其他機(jī)構(gòu)連接。輸入軸2上設(shè)置有與輸入軸2固定連接的輸入傳動齒輪21。輸出軸3上沿前后方向上分別設(shè)置有五級變速齒輪31，五級變速齒輪31的后側(cè)設(shè)置有第三倒檔齒輪32。

所述輸入軸2和輸出軸3的下方設(shè)置有沿箱體1前后方向延伸的中間軸4，中間軸4上從前到后分別設(shè)置有用于與輸入傳動齒輪21嚙合傳動的中間傳動齒輪41、與五級變速齒輪31嚙合傳動的五級中間傳動齒輪42和與第三倒檔齒輪32配合的第二倒檔齒輪43。所述中間軸4的下方設(shè)置有沿前后方向延伸的倒檔軸11，所述倒檔軸11上設(shè)置有第一倒檔齒輪111，所述第一倒檔齒輪111與第二倒檔齒輪43嚙合傳動并通過第四倒檔齒輪12與第三倒檔齒輪傳動連接。

本實用新型的換擋結(jié)構(gòu)在實際使用過程中的換擋原理與變速器基本換擋功能一致，此處不再贅述。

所述輔助結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在輸出軸3上第三倒檔齒輪32后側(cè)的第一連接齒輪33，所述第一連接齒輪33的上方與第二連接齒輪51嚙合傳動，第二連接齒輪51固定設(shè)置在輔助轉(zhuǎn)軸5上，輔助轉(zhuǎn)軸5通過軸承座6固定在變速器箱體1上。輔助轉(zhuǎn)軸5的另一端連接有一個小功率電機(jī)7。電機(jī)7包括轉(zhuǎn)子71和定子72，所述轉(zhuǎn)子71 固定設(shè)置在輔助轉(zhuǎn)軸5上，所述定子72通過線束8與設(shè)置在箱體1外部的控制器9連接，控制器9與電池10連接且可以讀取到整車的制動信號、車速信號及油門信號，并依據(jù)這三種信號轉(zhuǎn)換電池10與電機(jī)7之間的連接關(guān)系，控制電池10的充電和放電。

本實用新型的汽車在實際使用過程中，車輛起步時，發(fā)動機(jī)的扭矩傳遞到輸入軸2上，輸入軸2通過輸入傳動齒輪21和中間傳動齒輪41的傳動配合將扭矩傳遞給中間軸4，中間軸4再通過五級中間傳動齒輪42與五級變速齒輪31之間的傳動配合將扭矩傳遞給輸出軸3，與此同時，控制器9讀取到車速信號（車速過低時）及油門信號（油門增大時），判斷整車處于啟動狀態(tài)，控制器9通過線束8接通電池10及電機(jī)定子72、轉(zhuǎn)子71形成回路，電池10對電機(jī)7放電，使電機(jī)轉(zhuǎn)子71旋轉(zhuǎn)并輸出扭矩，此時電機(jī)7作為電動機(jī)輸出扭矩。電機(jī)轉(zhuǎn)子71的扭矩通過輔助轉(zhuǎn)軸5傳遞給第二連接齒輪51，第二連接齒輪51又通過齒輪傳動將扭矩傳遞給第一連接齒輪33，第一連接齒輪33將扭矩傳遞給輸出軸3。這樣在汽車啟動階段，發(fā)動機(jī)與電機(jī)7共同作用提供大的扭矩使汽車能夠順利快速啟動，提升了整車的起步性能，提高了整車的動力性。

車輛正常運(yùn)行時，控制器9讀取到車速信號（車速較高時）及油門信號（油門不變時），判斷整車處于正常運(yùn)行階段，控制器9切斷電池10與電機(jī)7之間的連接，電機(jī)7不再對輸出軸3提供扭矩，此時，車輛只通過發(fā)動機(jī)驅(qū)動行駛。

車輛制動時，控制器9接收到車輛制動信號（出現(xiàn)制動信號）并讀取車速信號（車速較高），判斷整車處于制動狀態(tài)，控制器9通過線束8接通電機(jī)定子72、轉(zhuǎn)子71形成回路，使定子72切割轉(zhuǎn)子71的磁感線形成感應(yīng)電流，并通過回路傳遞至電池10中，電機(jī)7發(fā)電對電池10充電，此時電機(jī)10作為發(fā)電機(jī)將輸出軸3處的扭矩轉(zhuǎn)換為電量存儲，在此過程中產(chǎn)生的電磁阻力通過第二連接齒輪51、第一連接齒輪33作用到輸出軸3上并作用在傳動總成的下游，起到輔助制動的作用。在這個過程中，車速越高，變速箱輸出軸3的轉(zhuǎn)速越高，第二連接齒輪51轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)子71及定子72之間的磁感線切割越劇烈，感應(yīng)電流越高，制動效果越好，符合車輛制動的常用工況。

此外，第一連接齒輪33的齒數(shù)及節(jié)圓半徑均要大于第二連接齒輪51的齒數(shù)及節(jié)圓半徑，將第二連接齒輪51和第一連接齒輪33設(shè)計成減速齒輪組的形式，一方面在輔助啟動時，電機(jī)7產(chǎn)生的扭矩可通過兩個齒輪之間的速比進(jìn)行放大，提升起步動力性，另一方面，在輔助制動時，輸出軸3的轉(zhuǎn)速通過該速比進(jìn)行放大并作用在輔助轉(zhuǎn)軸5上，有利于發(fā)電的同時，發(fā)電過程產(chǎn)生的電磁阻力又可通過該速比進(jìn)行放大，然后作用在輸出軸3上，達(dá)到同時提升輔助制動的效果。

本實用新型的汽車，電機(jī)7僅作為輔助手段，不需要提供很高的驅(qū)動力使汽車高速行駛，所以電機(jī)的功率較小，使得電機(jī)結(jié)構(gòu)較小，所占空間小，不僅易于變速箱的集成一體，而且成本低，控制策略簡單，可靠性好，滿足常規(guī)動力汽車的需要。

本實用新型的一種汽車的具體實施例2，包括動力總成，動力總成包括發(fā)動機(jī)和變速器，所述變速器如圖2所示，包括換擋結(jié)構(gòu)和輔助結(jié)構(gòu)，所述換擋結(jié)構(gòu)與具體實施例1中的換擋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，此處不再贅述。

所輔助結(jié)構(gòu)直接布置在輸出軸3上，電機(jī)轉(zhuǎn)子71固定在輸出軸3上并與之同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)定子72固定在變速器箱體1上，并通過線束8與設(shè)置在箱體1外部的控制器9、電池10形成回路。本實施例中取消了第一連接齒輪33、第二連接齒輪51和輔助轉(zhuǎn)軸5的設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，但缺少了第一連齒輪33與第二連接齒輪51由于不同的節(jié)圓半徑配合形成的對扭矩及轉(zhuǎn)速的增大效果，使得變速器的輔助制動、輔助起步、制動能量回收能力略遜于實施例1中的結(jié)構(gòu)。

作為本實用新型的另一種實施方式，可以將具體實施例1或具體實施例2中的輔助結(jié)構(gòu)設(shè)置在輸入軸2或中間軸4上，同樣可以起到輔助制動、輔助起步、制動能量回收的功能，但是這種設(shè)置與設(shè)置在輸出軸3上的相比，輔助效果在傳遞到動力總成的下游設(shè)備時具有一段傳遞距離，這段傳遞距離使得輔助結(jié)構(gòu)的輔助效果產(chǎn)生滯后效應(yīng)，輔助效果不夠及時迅速。

本實用新型的一種變速器的具體實施例，其具體結(jié)構(gòu)與上述一種汽車中變速器的結(jié)構(gòu)相同，此處不再贅述。