CN108155759A - 一种油冷电机机壳及油冷电机 - Google Patents

一种油冷电机机壳及油冷电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种油冷电机机壳及油冷电机。该机壳包括主机壳、前端盖和后端盖；主机壳底部设置主机壳第一管路，主机壳顶部设置主机壳第二管路；后端盖上设置连通主机壳第一管路和主机壳第二管路的后端盖管路；主机壳第二管路上依次设置多个出孔；沿油路方向，主机壳第二管路上的出孔的水平高度依次下降。本发明提供的油冷电机包括所述机壳以及电机本体；主机壳第二管路上的各个出孔位置分别对应绕组线圈及电机定子各处。该机壳与所有的冷却管道集成为一体，节省了冷却管道的空间；通过对各出孔位置的调整，使整个油路最末端的出孔也能有足够的冷却油，保证了冷却效果，避免了因冷却不到位而造成电机局部温度过高的问题。

Description

一种油冷电机机壳及油冷电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种油冷电机机壳及油冷电机。
背景技术
电机在工作时会产生大量的热，为保证其工作性能，需要及时对电机内的各个部件进行冷却。
油冷是目前常用的一种电机冷却方式，并且为了节省冷却管道的安装空间，通常在机壳内预加工出一些油冷管道。但现在的设计方式中，管道设置方式仍然要占用一部分电机外部空间，不够紧凑。且如何保证电机关键部件都能够被冷却到，也是急需解决的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种油冷电机机壳，能够节省油路安装空间且保证各出油孔均能够拥有足够的出油量。
该油冷电机机壳，包括主机壳、前端盖和后端盖；
所述主机壳相对于电机工作位置时的底部设置有沿所述主机壳轴线方向延伸并贯通所述主机壳前后两端的主机壳第一管路，所述主机壳相对于电机工作位置时的顶部设置有沿所述主机壳轴线方向延伸并贯通所述主机壳前后两端的主机壳第二管路；所述后端盖上设置有用于连通所述主机壳第一管路和所述主机壳第二管路的后端盖管路；
所述主机壳第一管路远离所述后端盖的一端为进油端；所述主机壳第二管路从上设置至少三个出孔；
在电机的工作位置时，从靠近所述后端盖至远离所述后端盖的方向，所述主机壳第二管路上的出孔与所述主机壳第二管路内壁相切位置的水平高度依次下降；
所述前端盖上设置有与所述主机壳第一管路的进油端连通的进油口；所述前端盖上的所述进油口的上方、相对于所述电机工作位置时的主机壳内空腔的下部位置，设置出油口。
进一步的，从靠近所述后端盖至远离所述后端盖的方向，所述主机壳第二管路上的出孔的孔径依次减小。
进一步的，在电机的工作位置时，各所述主机壳第二管路上的出孔的水平位置均不高于所述主机壳第二管路水平直径位置。
进一步的，所述主机壳第一管路的内径大于所述机壳第二管路的内径。
该机壳与所有的冷却管道集成为一体，节省了冷却管道的空间，适合在空间有限的情况布置使用，如电动汽车等设备；通过对各出孔位置的调整，使整个油路最末端的出孔也能有足够的冷却油，从而保证了冷却效果，避免了因冷却不到位而造成电机局部温度过高的问题。
本发明的第二目的在于提供一种油冷电机，具有优良的冷却性能。
所述电机本体包括电机主轴、电机定子、电机转子和绕组线圈；
所述绕组线圈缠绕设置在所述电机定子上，所述电机定子固定设置在所述主机壳内部；
所述主机壳第二管路上与所述后端盖距离最近的出孔和与所述后端盖距离最远的出孔的位置分别与所述绕组线圈的两端位置相对应。
进一步的，所述后端盖上设置有后端盖轴承座，并在所述后端盖轴承座上安装用于支撑所述电机主轴后端的后端盖轴承；所述后端盖轴承座远离所述后端盖的一端伸入至所述电机主轴内；所述后端盖轴承座内设置有与所述后端盖管路相连通的轴承座管路；
所述前端盖上设置有前端盖轴承，用于支撑所述电机主轴的前端；
在所述电机主轴的主轴壁的前端和/或后端设置有用于润滑所述前端盖轴承座和/或所述后端盖轴承座的轴承冷却出孔。
进一步的，所述轴承冷却出孔为倾斜布置，位于所述电机主轴内壁的一端相较位于所述电机主轴外壁的一端更靠近所述电机主轴中心。
进一步的，所述电机转子套设在所述电机主轴上，且所述电机转子的两端分别通过平衡端板限位；
所述平衡端板上设置有至少一个端板油道，并在所述平衡端板远离所述电机转子的一侧设置有至少一个与所述端板油道相对应的端板抛油孔；所述电机主轴上设置有至少一个与所述端板油道相对应的端板冷却出孔；
相对应的所述端板冷却出孔、所述端板油道及所述端板抛油孔依次连通。
进一步的，所述端板抛油孔为倾斜设置，沿靠近所述电机转子至远离所述电机转子的方向，所述端板抛油孔从靠近所述电机主轴至远离所述电机主轴的方向倾斜布置。
进一步的，所述端板抛油孔沿所述平衡端板的圆周方向均匀排列布置。
本发明的有益效果为：
通过使用所述机壳，保证了对电机定子及绕组线圈的冷却效果；并进一步的通过对主轴出油位置的设计，提高了对主轴轴承、电机定子、平衡端板等零部件的冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施方式提供的油冷电机第一视角的示意图；
图2为本发明实施方式提供的油冷电机第二视角的示意图；
图3为本发明实施方式提供的油冷电机第三视角的示意图；
图4为本发明实施方式提供的油冷电机机壳的纵剖图；
图5为本发明实施方式提供的主机壳第二管路的侧视图；
图6为本发明实施方式提供的油冷电机的纵剖图；
图7为本发明实施方式提供的电机主轴的轴测图；
图8为本发明实施方式提供的电机主轴的主视图；
图9为本发明实施方式提供的电机主轴的纵剖图；
图10为本发明实施方式提供的平衡端板的轴测图；
图11为本发明实施方式提供的平衡端板的主视图；
图12为图11中的A-A面的剖视图；
图13为图12中区域B的放大示意图。
附图标记：
100-主机壳； 101-主机壳第一管路；
102-主机壳第二管路； 103-主机壳第一出孔；
104-主机壳第二出孔； 105-主机壳第三出孔；
106-储油腔；
200-后端盖； 201-后端盖管路；
202-后端盖轴承座； 203-轴承座管路；
300-前端盖； 301-进油口；
302-出油口；
400-电机主轴； 401、402-端板冷却出孔；
403-轴承冷却出孔； 404-主轴键槽；
500-电机定子； 600-电机转子；
700-平衡端板； 701-端板油道；
702-端板抛油孔；
800-绕组线圈。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图5所示，本实施例中的油冷电机机壳，包括主机壳100、前端盖300和后端盖200三大部分。
主机壳100相对于电机工作位置时的底部设置有沿所述主机壳轴线方向延伸并贯通主机壳100前后两端的主机壳第一管路101，主机壳100相对于电机工作位置时的顶部设置有沿主机壳轴线方向延伸并贯通主机壳100前后两端的主机壳第二管路102；后端盖200上设置有用于连通主机壳第一管路101和主机壳第二管路102的后端盖管路201；
主机壳第一管路101远离后端盖200的一端为进油端；
主机壳第二管路102上靠近后端盖200的一端设置主机壳第一出孔103，远离后端盖200的一端设置主机壳第三出孔105，在主机壳第一出孔103与主机壳第三出孔105中间的位置设置主机壳第二出孔104；
在电机的工作位置时，从靠近后端盖200至远离后端盖200的方向，主机壳第一出孔103、主机壳第二出孔104以及主机壳第三出孔105的水平高度依次下降；
前端盖300上设置有与主机壳第一管路101的进油端连通的进油口301；前端盖300上的进油口301的上方、相对于电机工作位置时的主机壳100内空腔的下部的储油腔106位置，设置出油口302。
在通入冷却油时，冷却油从进油口301进入主机壳第一管路101，然后在油压的作用下依次进入后端盖管路201和主机壳第二管路102。由于主机壳第一出孔103、主机壳第二出孔104以及主机壳第三出孔105的水平高度依次下降，所以，冷却油首先送至冷却油路最末端的主机壳第三出孔105，保证了对最远冷却位置的输入；然后再依次送至主机壳第二出孔104和主机壳第一出孔103，实现3个出孔相对平均的出油量。
主机壳第一出孔103、主机壳第二出孔104以及主机壳第三出孔105的具体高度可以根据油压及油量等参数进行设计，使三个出孔均有足够的出油量即可。
通常情况下，主机壳第一出孔101的水平位置不高于主机壳第二管路102的水平直径位置，从而避免主机壳第一出孔101的出油量不够。一般情况下，主机壳第一出孔103的中心线与主机壳第二出孔104的中心线间的夹角，以及主机壳第二出孔104的中心线与主机壳第三出孔105的中心线间的夹角均分别设置在5°～20°之间。
在优选的实施例中，为保证三个出孔的出油量均衡，主机壳第一出孔103、主机壳第二出孔104以及主机壳第三出孔105的孔径依次减小。
在优选的实施例中，为保证主机壳第二管路102内有足够的油压，主机壳第一管路101的内径可以略大于机壳第二管路102的内径。
在其他的实施例中，主机壳第二管路102上的出孔数量可以比3个更多，以实际冷却需求为准。
该机壳与所有的冷却管道集成为一体，节省了冷却管道的空间，适合在空间有限的情况布置使用，如电动汽车等设备；通过对各出孔位置的调整，使整个油路最末端的出孔也能有足够的冷却油，从而保证了冷却效果，避免了因冷却不到位而造成电机局部温度过高的问题。
如图1～图6所示，本实施例中的油冷电机包括所述的油冷电机机壳，以及电机本体。
具体的，电机本体包括电机主轴400、电机定子500、电机转子600和绕组线圈800；
绕组线圈800缠绕设置在电机定子500上，电机定子500固定设置在主机壳100内部；
主机壳第一出孔103和主机壳第三出孔105的位置分别与绕组线圈800的两端位置相对应。
这样，在通入冷却油时，通过主机壳第一出孔103、主机壳第二出孔104以及主机壳第三出孔105的出油可以对绕组线圈800容易发热的两端及电机定子500进行足够的冷却，保证电机的工作稳定性及安全性。
后端盖200上设置有后端盖轴承座202，并在后端盖轴承座202上安装用于支撑电机主轴400后端的后端盖轴承；后端盖轴承座202远离后端盖200的一端伸入至电机主轴400内；后端盖轴承座202内设置有与后端盖管路201相连通的轴承座管路203，即冷却油可以通过后端盖管路201流入电机主轴400内。
前端盖300上设置有前端盖轴承，用于支撑电机主轴400的前端。
如图7～图9所示，在电机主轴400的主轴壁的前端和后端分别设置有用于润滑前端盖轴承座和后端盖轴承座的轴承冷却出孔403。在其他的实施方式中，也可以选择性仅在电机主轴400的一端开孔，冷却一端轴承。
为保证对轴承的冷却效率，轴承冷却出孔403为倾斜布置，位于电机主轴400内壁的一端相较位于电机主轴400外壁的一端更靠近电机主轴400的中心，在电机主轴400旋转离心力的作用下，冷却油可以以更好的速度和角度抛向轴承。
电机转子600套设在电机主轴400上，通过电机主轴400上的主轴键槽404定位，且电机转子600的两端分别通过平衡端板700限位。
如图10～图13所示，平衡端板700上设置有至少一个端板油道701，并在平衡端板700远离电机转子600的一侧设置有至少一个与端板油道701相对应的端板抛油孔702；电机主轴400上设置有至少一个与端板油道701相对应的端板冷却出孔401或402；
相对应的端板冷却出孔401或402、端板油道701及端板抛油孔702依次连通。
在优选的实施方式中，端板抛油孔702为倾斜设置，沿靠近电机转子600至远离电机转子600的方向，端板抛油孔702从靠近电机主轴400至远离电机主轴400的方向倾斜布置。这样的布置方式，可以增加冷却油的抛飞速度，使其能够更全面的分布到电机腔内的各处。
在优选的实施方式中，端板抛油孔702、端板冷却出孔401或402以及轴承冷却出孔403均沿圆周方向均匀排列布置，各自的数量为3或4个。
在优选的实施方式中，端板油道701靠近端板冷却出孔401或402的一端的口径大于靠近端板抛油孔702一端的口径。
在优选的实施方式中，端板抛油孔702还可以继续向平衡端板700的旋转方向倾斜，可以使抛油的过程更顺畅，抛出的冷却油能够得到更大的抛飞速度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油冷电机机壳，其特征在于，所述机壳包括主机壳、前端盖和后端盖；
所述主机壳相对于电机工作位置时的底部设置有沿所述主机壳轴线方向延伸并贯通所述主机壳前后两端的主机壳第一管路，所述主机壳相对于电机工作位置时的顶部设置有沿所述主机壳轴线方向延伸并贯通所述主机壳前后两端的主机壳第二管路；所述后端盖上设置有用于连通所述主机壳第一管路和所述主机壳第二管路的后端盖管路；
所述主机壳第一管路远离所述后端盖的一端为进油端；所述主机壳第二管路从上设置至少三个出孔；
在电机的工作位置时，从靠近所述后端盖至远离所述后端盖的方向，所述主机壳第二管路上的出孔与所述主机壳第二管路内壁相切位置的水平高度依次下降；
所述前端盖上设置有与所述主机壳第一管路的进油端连通的进油口；所述前端盖上的所述进油口的上方、相对于所述电机工作位置时的主机壳内空腔的下部位置，设置出油口。
2.根据权利要求1所述的油冷电机机壳，其特征在于，从靠近所述后端盖至远离所述后端盖的方向，所述主机壳第二管路上的出孔的孔径依次减小。
3.根据权利要求1所述的油冷电机机壳，其特征在于，在电机的工作位置时，各所述主机壳第二管路上的出孔的水平位置均不高于所述主机壳第二管路水平直径位置。
4.根据权利要求1所述的油冷电机机壳，其特征在于，所述主机壳第一管路的内径大于所述机壳第二管路的内径。
5.一种油冷电机，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的油冷电机机壳，以及电机本体；
所述电机本体包括电机主轴、电机定子、电机转子和绕组线圈；
所述绕组线圈缠绕设置在所述电机定子上，所述电机定子固定设置在所述主机壳内部；
所述主机壳第二管路上与所述后端盖距离最近的出孔和与所述后端盖距离最远的出孔的位置分别与所述绕组线圈的两端位置相对应。
6.根据权利要求5所述的油冷电机，其特征在于，所述后端盖上设置有后端盖轴承座，并在所述后端盖轴承座上安装用于支撑所述电机主轴后端的后端盖轴承；所述后端盖轴承座远离所述后端盖的一端伸入至所述电机主轴内；所述后端盖轴承座内设置有与所述后端盖管路相连通的轴承座管路；
所述前端盖上设置有前端盖轴承，用于支撑所述电机主轴的前端；
在所述电机主轴的主轴壁的前端和/或后端设置有用于润滑所述前端盖轴承座和/或所述后端盖轴承座的轴承冷却出孔。
7.根据权利要求6所述的油冷电机，其特征在于，所述轴承冷却出孔为倾斜布置，位于所述电机主轴内壁的一端相较位于所述电机主轴外壁的一端更靠近所述电机主轴中心。
8.根据权利要求5所述的油冷电机，其特征在于，所述电机转子套设在所述电机主轴上，且所述电机转子的两端分别通过平衡端板限位；
所述平衡端板上设置有至少一个端板油道，并在所述平衡端板远离所述电机转子的一侧设置有至少一个与所述端板油道相对应的端板抛油孔；所述电机主轴上设置有至少一个与所述端板油道相对应的端板冷却出孔；
相对应的所述端板冷却出孔、所述端板油道及所述端板抛油孔依次连通。
9.根据权利要求8所述的油冷电机，其特征在于，所述端板抛油孔为倾斜设置，沿靠近所述电机转子至远离所述电机转子的方向，所述端板抛油孔从靠近所述电机主轴至远离所述电机主轴的方向倾斜布置。
10.根据权利要求8或9所述的油冷电机，所述端板抛油孔沿所述平衡端板的圆周方向均匀排列布置。
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