CN107565756A - 油泵电机、变速箱及汽车 - Google Patents

Abstract

一种油泵电机、变速箱及汽车，其中，油泵电机包括：外壳，所述外壳上设有进油口和出油口；位于所述外壳内的电机和油泵，所述电机用于驱动所述油泵；所述油泵具有相互连通的进油腔和出油腔，所述出油腔与所述出油口连通；位于所述外壳内、电机和油泵外的冷却通道，所述冷却通道的管壁与所述电机、油泵接触，所述冷却通道具有入口和出口，所述入口与所述进油口连通，所述出口与所述进油腔连通。本发明变速箱油液完成了在油泵电机中的循环，在冷却通道内流通时，由于冷却通道的管壁与电机和油泵接触，冷却通道内的变速箱油液能够对电机和油泵实现冷却，无需将油泵电机浸泡在变速箱油液中，冷却散热效果也理想。

Description

油泵电机、变速箱及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种油泵电机、变速箱及汽车。

背景技术

目前，变速箱油泵电机是集油泵功能与电机功能为一体的部件，包括：电机和油泵；其原理还是：电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)向控制器发送开启信号，控制器控制电机开启，电机工作并驱动油泵从变速箱的油箱中抽取液压油，为变速箱液压控制系统提供所需的液压油。电机工作一定时间后会产生大量的热量，若不及时进行冷却散热，将导致电机的损坏。

为此，需对电机冷却散热，通常采取两种方式：一种为油冷，将油泵电机浸泡在变速箱油液中，通过油液进入电机内部来散热；一种为风冷，安装在变速箱外部，通过空气流动对电机外壳散热。

对于油冷方式，由于无法保证油泵电机与控制器之间的密封性能，两者往往采取分体式设计，即控制器放置在变速箱外部，这样降低了油泵电机与控制器的集成度；同时，由于油泵电机完全浸泡在变速箱油液中，若油泵电机出现故障，需要先拆除变速箱壳体，再从变速箱油液中取出油泵电机，这增加了油泵电机发生故障维修的难度；对于风冷方式，相比油冷，油泵电机的散热效果并不理想；因为，油冷方式中，变速箱油液直接与油泵电机接触，散热效果好，而空气流动对油泵电机的散热效果不明显。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中油泵电机的散热方式不理想。

为解决上述问题，本发明提供一种油泵电机，包括：外壳，所述外壳上设有进油口和出油口；位于所述外壳内的电机和油泵，所述电机与所述油泵沿同一轴向间隔设置，所述电机用于驱动所述油泵；所述油泵具有相互连通的进油腔和出油腔，所述出油腔与所述出油口连通；位于所述外壳内、电机和油泵外的冷却通道，所述冷却通道的管壁与所述电机、油泵接触，所述冷却通道具有入口和出口，所述入口与所述进油口连通，所述出口与所述进油腔连通。

可选的，所述冷却通道包括多个子通道，其中一个子通道上设有所述入口，每个所述子通道沿轴向延伸，多个所述子通道沿周向排列，相邻两个所述子通道之间设有隔条，所述隔条上设有连通相邻两个子通道的通孔。

可选的，相邻两个隔条中，其中一个隔条上的通孔位于隔条的轴向一端，另一个隔条上的通孔位于隔条的轴向另一端。

可选的，所述隔条上设有多个所述通孔。

可选的，所述冷却通道沿周向环绕所述电机、所述油泵，所述冷却通道的内表面沿周向间隔设有多个凸起组，每一凸起组内的多个凸起沿同一轴向分布。

可选的，所述冷却通道沿周向方向为闭环或开环。

可选的，所述电机包括：定子和转子，所述转子和所述定子同轴；还包括转轴，所述转子套设于所述转轴上，所述转轴伸出所述转子。

可选的，所述定子包括：定子铁芯；所述定子铁芯的内周面上环绕设有多个凹槽，每一所述凹槽用于安装定子绕组。

可选的，所述油泵包括：工作腔和齿轮组，所述齿轮组套设于所述转轴上，所述齿轮组将所述工作腔分成所述进油腔和出油腔。

可选的，还包括PCB板，用于控制所述电机的开和关；沿轴向，所述外壳内依次布置所述PCB板、所述电机及所述油泵。

可选的，沿轴向，所述外壳包括：第一部分、第二部分及第三部分；沿周向，所述第二部分环绕所述PCB板、所述电机及所述油泵；所述第一部分或者所述第三部分上设有所述进油口和出油口。

可选的，所述第三部分靠近所述油泵，所述进油口和所述出油口位于所述第三部分的同一端面上。

可选的，所述第一部分与所述第二部分之间设有第一密封圈，所述第二部分与所述第三部分之间设有第二密封圈。

本发明还提供一种变速箱，包括上述任一项所述的油泵电机，所述油泵电机安装于所述变速箱的壳体外，所述进油口通过管道与变速箱内的油箱连通，所述出油口通过管道与变速箱内液压系统连通。

本发明还提供一种汽车，包括上述所述的变速箱。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的油泵电机在油泵电机的外壳内增设了冷却通道，冷却通道位于外壳内、电机和油泵外，冷却通道的管壁与电机、油泵接触。冷却通道的入口与油泵电机的进油口连通，冷却通道的出口与油泵的进油腔连通。当将油泵电机安装在变速箱上后，油泵电机的进油口通过管道与变速箱油液连通，电机工作，油泵的进油腔为负压，油泵的出油腔为正压。油泵的进油腔与出油腔之间存在压力差，驱使油泵电机的进油口抽取变速箱油液，变速箱油液从油泵电机的进油口流入冷却通道的入口并流入冷却通道，再从冷却通道的出口流出，流向油泵的进油腔，继而流入出油腔，最后再从出油腔流向油泵电机的出油口。

可见，变速箱油液完成了在油泵电机中的循环，在冷却通道内流通时，由于冷却通道的内管壁与电机和油泵接触，冷却通道内的变速箱油液能够对电机和油泵实现冷却。无需将油泵电机浸泡在变速箱油液中，冷却散热效果也理想。同时，冷却通道的外管壁与外部空气接触，冷却通道内的变速箱油液吸收自电机和油泵的热量可进一步散发到空气中，散热效果更佳。

附图说明

图1是本发明实施例油泵电机的立体图一；

图2是本发明实施例油泵电机沿轴向的剖视图；

图3是本发明实施例油泵电机的立体图二，其中去除了油泵电机的油泵盖外壳；

图4是本发明实施例油泵电机中隔条的立体图；

图5是本发明实施例油泵电机中环形腔的俯视图，并示出了位于冷却通道内的隔条。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1和图2，本发明实施例提供一种油泵电机，包括：外壳1，外壳1上设有进油口117和出油口118，油泵电机的进油口117通过管道(图未示出)与变速箱内的油箱连通，油泵电机的出油口118通过管道(图未示出)与变速箱的液压控制系统(图未示出)连通；还包括：位于外壳1内的电机2和油泵3，电机2与油泵3沿同一轴向间隔设置，电机2用于驱动油泵3，电机2和控制器连接。本实施例中，“轴向”指电机的“轴向”。

本实施例中控制器为设于外壳1内的PCB板104(Printed Circuit Board，简称PCB)；PCB板104与电机2通过插针连接，或者无线通信方式连接，PCB板104由汽车电子控制单元控制。参考图3，油泵3具有相互连通的进油腔112a和出油腔112b，出油腔112b与出油口118连通。电机2驱动油泵3从变速箱的油箱抽取油液。

本实施例中，油泵电机还包括：位于外壳1内、电机2和油泵3外的冷却通道10，冷却通道10的管壁100与电机1、油泵2接触。冷却通道10的管壁100沿轴向延伸，并沿周向部分或完全包围电机2、油泵3。

可以理解为：冷却通道10的轴向与油泵电机的轴向相同，相当于在电机2和油泵3外套设了一个冷却通道10，且该冷却通道10的管壁100还与电机2和油泵3接触。冷却通道10具有入口(图未示出)和出口(图未示出)，冷却通道100a的入口与进油口117连通，出口与进油腔112a连通。

冷却通道10完全包围电机2、油泵3可以理解为：冷却通道沿周向方向为闭环，冷却通道10的横截面呈圆形，冷却面积大。冷却通道10部分包围电机2、油泵3可以理解为：冷却通道沿周向方向为开环，冷却通道10的横截面呈弧形，例如C形状，冷却面积有所减小，但也能够实现对电机2、油泵3的冷却。

当将油泵电机安装在变速箱(图未示出)上后，油泵电机的进油口117通过管道与变速箱内的油箱中的油液连通，汽车的电子控制单元控制PCB板104向电机2发送开启信号，电机2开始工作，并驱动油泵3工作；油泵3的进油腔112a为负压，油泵3的出油腔112b为正压，这样，油泵3的进油腔112a与出油腔112b之间存在压力差，驱使油泵电机的进油口117抽取变速箱内的油液，变速箱内的油液从油泵电机的进油口117流入冷却通道10的入口并流入冷却通道10，再从冷却通道10的出口流出，流向油泵3的进油腔112a，继而再流入出油腔112b，最后再从出油腔112b流向油泵电机的出油口118，油液再从出油口118流出。

可见，油泵电机开始工作后，变速箱内的油液完成了在油泵电机中的循环，变速箱的油液在冷却通道10内流通时，由于冷却通道10的管壁100直接接触电机2和油泵3，冷却通道10内的变速箱油液能够对电机2和油泵3实现冷却，电机2和油泵3工作产生的热量被变速箱的油液带走，无需将油泵电机浸泡在变速箱油液中，冷却散热效果也理想。实现了油泵电机在吸油过程中的自我冷却，且也能够在油泵电机内集成控制器。

本实施例中，由于设置了冷却通道10，变速箱内的油液能够在冷却通道10中的冷却通道10内流通，油液在冷却通道10内流通的过程中带走电机2和油泵3工作产生的热量，实现了对电机2和油泵3的冷却。为了进一步的提升油液在冷却通道10内流通时对电机2和油泵3的冷却性能。

参考图3和图4并结合图2所示，本实施例中冷却通道10完全包围电机2、油泵3，即冷却通道10沿周向方向为闭环。本实施例的冷却通道10的冷却通道10包括多个子通道100a，其中一个子通道100a上设有与外壳1上的进油口117连通的入口(图未示出)，每个子通道100a沿轴向延伸，多个子通道100a沿周向排列，相邻两个子通道100a之间设有隔条113，隔条113上设有连通相邻两个子通道100a的通孔。本实施例中“周向”指电机的“周向”。本实施例中在冷却通道10内设置了七根隔条113，冷却通道10被分隔成八个腔体。隔条113的数量不做限制，在其它实施例中，可以在冷却通道10内设置八根隔条113、十根隔条113或其它数量的隔条113。

可以理解为：之前的冷却通道10内无任何阻挡油液流通的部件，而在冷却通道10内增设了隔条113后，隔条113将冷却通道10分隔成多个子通道100a，冷却液通过通孔113a从其中一个子通道100a流入到相邻的另一个子通道100中；且冷却通道10完全包围电机2、油泵3，冷却面积大。相比于之前冷却通道10内无任何阻挡，在隔条113的阻挡下，本实施例的冷却液在各腔体内流通缓慢，延长了冷却通道10内油液与电机2和油泵3的换热时间，且冷却面积大，继而冷却效果更佳。

本实施例中，参考图5，相邻两个隔条113中，其中一个隔条113上的通孔113a位于隔条113的轴向一端，另一个隔条113上的通孔113a位于隔条的轴向另一端(图5中A方向所示为轴向)。这样设置了，相当于冷却通道10内形成了迷宫一样的通道，油液(图5中冷却通道10内的黑色箭头所示)在迷宫一样的通道内流通缓慢，延长了换热时间。

本实施例中，在每一个隔条113上仅设置了一个通孔113a，在其它实施例中，每一隔条113上设有多个通孔113a，相邻两个隔条113上的通孔113a也是错乱排开，避免油液在冷却通道10内流通过快。

在其它实施例中，限制油液流通速度的方式不限于设置隔条113；例如：冷却通道10沿周向环绕电机2、油泵3，在冷却通道10的内表面沿周向间隔设有多个凸起组(图未示出)，每一凸起组内的多个凸起沿同一轴向分布，多个凸起同样也能限制油液在冷却通道10内的流通速度。同样冷却通道10沿周向方向为闭环或开环。

需说明的是，本实施例中，冷却通道10位于外壳1内、电机2及油泵3外。冷却通道10沿周向方向为闭环或开环。但在其它实施例中，冷却通道10的形状不做限制，只要冷却通道10的管壁100与电机2、油泵3接触即可。例如，冷却通道10仅沿轴向延伸，且仅具有一个子通道，子通道的管壁与电机2、油泵3接触；或者，冷却通道10呈螺旋状，环绕在电机2及油泵3外，且冷却通道10的管壁电机2、油泵3接触。

此外，油泵电机的外壳1的形状不做限制，可以是圆柱状、长方体状或正方体状；参考图1和图2，本实施例中油泵电机的外壳1呈圆柱状。沿轴向，外壳1包括：第一部分101、第二部分102及第三部分103，其中第二部分102呈柱状，第一部分101呈板状，第三部分103呈板状；第一部分101、第二部分102及第三部分103围成容纳PCB板104、电机2及油泵3的腔体。

本实施例中，沿周向，第二部分102环绕PCB板104、电机2及油泵3；第一部分101或第三部分103上设有进油口117和出油口118，本实施例中，第三部分103靠近油泵3，第一部分101靠近PCB板104进油口117和出油口118位于第三部分103的同一端面上。

且本实施例的第二部分102与管壁100共同围成了冷却通道10。即第二部分102相当于冷却通道10的外管壁，由于第二部分102位于外界环境中；这样，冷却通道10内的油液传递了热量后可以直接通过第二部分102散发到外界环境中，冷却效果更佳。即，冷却通道10的外管壁与外部空气接触，冷却通道10内的变速箱油液吸收自电机2和油泵3的热量可进一步散发到空气中，散热效果更佳。在其它实施例中，冷却通过可以与第二部分102沿径向具有较小的间隔，间隔不能过大，否则引起油泵电机外壳内部温度升高，导致散热效果不好。

本实施例中，第一部分101和第二部分102通过第一螺栓119固定连接，第二部分102和第三部分103通过第二螺栓120、121固定连接。且在第一部分101与第二部分102之间设有第一密封圈114，第二部分102与第三部分103之间设有第二密封圈116；设置密封圈后能够防止外界环境中的水、油液、灰尘等杂物进入油泵电机的内部。

参考图2，本实施例中电机2包括：定子108和转子109，转子109和定子108同轴，其中定子108包括：定子108铁芯；定子108铁芯的内周面上环绕设有多个凹槽，每一凹槽用于安装定子108绕组，定子108的轴向一端还设有电机绝缘体105，防止漏电。电机2还包括转轴107，转子109套设于转轴107上，转轴107轴向一端伸出转子109，轴向另一端套设第一轴承110，在第一轴承110的外周面再套设轴承端盖106。定子108的主要作用是产生旋转磁场，而转子109的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生电流，进而驱动转轴107转动。

本实施例中，油泵3包括：工作腔和齿轮组112，齿轮组112套设于伸出转子109的转轴107上，齿轮组112将工作腔分成进油腔112a和出油腔112b。本实施例中齿轮组112包括相互啮合的主动齿轮(图未示出)和从动齿轮(图未示出)，主动齿轮与套设在转轴107上，沿齿轮组的轴向，主动齿轮和从动齿轮将工作腔分成进油腔112a和出油腔112b。转轴107位于齿轮组112与转子109之间的部分套设第二轴承111；由于齿轮组112位于油泵3的工作腔内，工作腔内有油液流通，因此，在齿轮组112和第二轴承111之间还设有油封115，防止油液进入到电机2内部。

还包括PCB板104，用于控制电机2的开和关；沿轴向，外壳1内依次布置PCB板104电机2及油泵3。

变速箱液压控制系统需要液压油时，汽车的电子控制单元控制PCB板104向电机2发送开启信号，电机2开始工作，从而电机2的转轴107带动油泵3内的齿轮组112工作，驱动油泵3工作；油泵3的进油腔112a为负压，油泵3的出油腔112b为正压。

这样，油泵3的进油腔112a与出油腔112b之间存在压力差，驱使油泵电机的进油口117抽取变速箱内的油液，变速箱内的油液从油泵电机的进油口117流入冷却通道10的入口并流入冷却通道10；再从冷却通道10的出口流出，流向油泵3的进油腔112a，继而再流入出油腔112b，最后再从出油腔112b流向油泵电机的出油口118，油液再从出油口118流出并流向变速箱的液压控制系统。

本发明实施例还提供一种变速箱，包括上述任一项所述的油泵电机，油泵电机安装于变速箱的壳体外，进油口117通过管道与变速箱内的油箱连通，出油口118通过管道(图未示出)与变速箱内液压系统连通。油泵电机由于安装在变速箱的壳体外，在油泵电机通过内部的冷却通道10自我冷却时，还可以通过风冷的方式实现冷却，冷却通道10内的油液传递的来自电机2和油泵3工作产生的热量散发到流动的空气中，冷却效果更佳。

本发明实施例还提供一种汽车，包括上述所述的变速箱。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种油泵电机，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设有进油口和出油口；

位于所述外壳内的电机和油泵，所述电机与所述油泵沿同一轴向间隔设置，所述电机用于驱动所述油泵；所述油泵具有相互连通的进油腔和出油腔，所述出油腔与所述出油口连通；

位于所述外壳内、电机和油泵外的冷却通道，所述冷却通道的管壁与所述电机、油泵接触，所述冷却通道具有入口和出口，所述入口与所述进油口连通，所述出口与所述进油腔连通。

2.如权利要求1所述的油泵电机，其特征在于，所述冷却通道包括多个子通道，其中一个子通道上设有所述入口，每个所述子通道沿轴向延伸，多个所述子通道沿周向排列，相邻两个所述子通道之间设有隔条，所述隔条上设有连通相邻两个子通道的通孔。

3.如权利要求2所述的油泵电机，其特征在于，相邻两个隔条中，其中一个隔条上的通孔位于隔条的轴向一端，另一个隔条上的通孔位于隔条的轴向另一端。

4.如权利要求2所述的油泵电机，其特征在于，所述隔条上设有多个所述通孔。

5.如权利要求1所述的油泵电机，其特征在于，所述冷却通道沿周向环绕所述电机、所述油泵，所述冷却通道的内表面沿周向间隔设有多个凸起组，每一凸起组内的多个凸起沿同一轴向分布。

6.如权利要求2或5所述的油泵电机，其特征在于，所述冷却通道沿周向方向为闭环或开环。

7.如权利要求1所述的油泵电机，其特征在于，所述电机包括：定子和转子，所述转子和所述定子同轴；还包括转轴，所述转子套设于所述转轴上，所述转轴伸出所述转子。

8.如权利要求7所述的油泵电机，其特征在于，所述定子包括：定子铁芯；所述定子铁芯的内周面上环绕设有多个凹槽，每一所述凹槽用于安装定子绕组。

9.如权利要求7所述的油泵电机，其特征在于，所述油泵包括：工作腔和齿轮组，所述齿轮组套设于所述转轴上，所述齿轮组将所述工作腔分成所述进油腔和出油腔。

10.如权利要求7所述的油泵电机，其特征在于，还包括PCB板，用于控制所述电机的开和关；沿轴向，所述外壳内依次布置所述PCB板、所述电机及所述油泵。

11.如权利要求10所述的油泵电机，其特征在于，沿轴向，所述外壳包括：第一部分、第二部分及第三部分；沿周向，所述第二部分环绕所述PCB板、所述电机及所述油泵；所述第一部分或者所述第三部分上设有所述进油口和出油口。

12.如权利要求11所述的油泵电机，其特征在于，所述第三部分靠近所述油泵，所述进油口和所述出油口位于所述第三部分的同一端面上。

13.如权利要求11所述的油泵电机，其特征在于，所述第一部分与所述第二部分之间设有第一密封圈，所述第二部分与所述第三部分之间设有第二密封圈。

14.一种变速箱，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的油泵电机，所述油泵电机安装于所述变速箱的壳体外，所述进油口通过管道与变速箱内的油箱连通，所述出油口通过管道与变速箱内液压系统连通。

15.一种汽车，其特征在于，包括权利要求14所述的变速箱。