CN113300510B - 汽车起动机转子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车起动机转子结构，包括换向器、转子线圈、铁芯、转子轴以及保护器，所述换向器、铁芯和保护器从左到右依次套设在转子轴外侧，所述铁芯通过在其圆周表面开设的线槽与转子线圈外侧紧密贴合，所述保护器远离铁芯一侧设置有限位圈，所述限位圈通过开设在其内壁的螺纹与转子轴外侧螺纹连接，本发明涉及起动机技术领域。该一种汽车起动机转子结构，能够有效地解决现有技术中，在直流电动机工作过程中，会产生大量热量，主要来由硅钢片铁芯的磁滞损失、绕组导线的直流电阻通电发热（铜损）和定转子电阻产生的热量，加快零件老化，降低发电机的使用寿命，严重时可能烧坏电机的问题。
Description
技术领域
本发明涉及起动机技术领域，具体涉及一种汽车起动机转子结构。
背景技术
起动机按照工作原理分为直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等。内燃机上大都采用的是直流电起动机，其特点是结构紧凑、操作简单且便于维护。汽油起动机是一种带有离合器与变速机构的小型汽油机，功率大且受气温影响较小，可起动大型内燃机，并适用于高寒地带。压缩空气起动机分为两类，一种是将压缩空气按照工作顺序打入气缸，一种是使用气动马达驱动飞轮。压缩空气起动机的用途接近于汽油起动机，通常用于大型内燃机的起动。
直流电动机主要由电驱（转子）、磁极（定子）、换向器和电刷等主要部件组成，电驱（转子）由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯、电驱绕组线圈、电驱轴和换向器组成，在直流电动机工作过程中，会产生大量热量，主要来由硅钢片铁芯的磁滞损失、绕组导线的直流电阻通电发热（铜损）和定转子电阻产生的热量，加快零件老化，降低发电机的使用寿命，严重时可能烧坏电机，同时大量的热量对漆包线的软化有很影响，随着转子转速不断增加，软化后的漆包线，很容易发生甩包。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种汽车起动机转子结构，能够有效地解决现有技术中，在直流电动机工作过程中，会产生大量热量，主要来由硅钢片铁芯的磁滞损失、绕组导线的直流电阻通电发热（铜损）和定转子电阻产生的热量，加快零件老化，降低发电机的使用寿命，严重时可能烧坏电机的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种汽车起动机转子结构，包括换向器、转子线圈、铁芯、转子轴以及保护器，其特征在于：所述换向器、铁芯和保护器从左到右依次套设在转子轴外侧，所述铁芯通过在其圆周表面开设的线槽与转子线圈外侧紧密贴合，所述保护器远离铁芯一侧设置有限位圈，所述限位圈通过开设在其内壁的螺纹与转子轴外侧螺纹连接；
其中，所述保护器包括结合块，所述结合块通过设置在其外侧的防甩包装置与线槽内壁滑动连接，且所述防甩包装置包括内接壳和防甩包板，所述内接壳内侧与结合块外侧固定连接，所述内接壳内开设有液压腔，所述液压腔内部与防甩包板内部相连通，所述内接壳位于铁芯的轴向一侧，所述结合块外侧固定连接有若干组散热片，多个所述散热片均位于防甩包装置围成空间内，多个所述散热片和内接壳均位于结合块的径向外侧，所述防甩包板外侧与线槽内壁滑动连接。
进一步地，所述铁芯为硅钢片叠加而成，且所述硅钢片内部均开设有若干组散热孔，散热孔有利于硅钢片铁芯磁滞损失产生的热量流动，降低铁芯的温度。
进一步地，所述液压腔内壁圆周均固定连接有若干组分割密封块，所述液压腔通过开设在其内部的位移槽滑动连接有若干组配重活塞，且多个所述配重活塞外侧与分割密封块外侧滑动连接。
进一步地，多个所述配重活塞远离位移槽一侧固定连接有弹性片，所述弹性片远离配重活塞的一端通过限位块与分割密封块内部固定连接，所述内接壳外侧固定连接有若干组支撑板。
进一步地，多个所述支撑板内固定连接有液压管，所述液压管底端贯穿内接壳并延伸至液压腔内部。
进一步地，所述液压管远离内接壳一端与防甩包板内部固定连通，防甩包板对转子线圈起到防护作用，所述防甩包板外侧与线槽内壁滑动连接。
进一步地，所述防甩包板为月牙型的空心薄板，且所述空心薄板材质为轻质绝缘耐热的环氧树脂氧树脂，所述防甩包板通过开设在其内部的凹孔固定连接有弹性囊，所述防甩包板下方设置有若干组散热条，多个所述散热条位于转子线圈正上方。
进一步地，所述弹性囊为橡胶材质，所述弹性囊靠近空心薄板一侧呈半球型，所述弹性囊远离空心薄板一侧呈向内凹陷型，多个所述散热条材质为环氧树脂氧树脂，所述弹性囊靠近转子线圈一侧的凹面呈凸梯型，内凹陷圆型排除与线槽内壁之间的空气相互吸合，增加防甩包装置对转子线圈的稳定性。
有益效果
本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明设置有保护器，在定子磁体通过磁场驱动转子线圈时，带动转子转动，同时硅钢片铁芯的磁滞损失和绕组导线的直流电阻通电发热（铜损）产生大量热量，铁芯在冲压时，在其上开设有四组散热孔有利于硅钢片铁芯磁滞损失产生的热量流动，降低铁芯的温度，将保护器套设在铁芯一侧，保护器上设置有四组散热片，四组散热片为较小的硬质薄片制成，同时硬质薄片自身弯曲角度5°，大大减小硬质薄片高速转动时阻力，避免转子高速转动损坏硬质薄片，硬质薄片中心线与散热孔中心线成偏离45°安装，硬质薄片产生的气流，更加容易流入散热孔中，高速的气流对铁芯内部产生热量，起到很好的散热作用，散热孔的异型设计增大内部的散热面积，增加气流的流动通道，高速气流加快起动机的整体内部气体流动，加快定转子电阻产生热量的散失，气流流入线槽中时，对转子线圈直流电阻通电的发热，起到很好的散热效果，防止漆包线软化，发生甩包现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明立体的结构示意图；
图2为本发明立体分层的结构示意图；
图3为本发明防甩包装置立体局部的结构示意图；
图4为本发明防甩包装置立体局部剖面的结构示意图；
图5为本发明图4中A处局部放大的结构示意图；
图6为本发明防甩包板立体局部剖面的结构示意图；
图7为本发明弹性囊剖面的结构示意图。
图中的标号分别代表：1-换向器；2-转子线圈；3-铁芯；31-线槽；32-散热孔；4-转子轴；5-保护器；51-结合块；52-防甩包装置；521-内接壳；522-液压腔；523-分割密封块；524-配重活塞；525-弹性片；526-限位块；527-支撑板；528-液压管；529-防甩包板；5291-凹孔；5292-弹性囊；5293-散热条；53-散热片；6-限位圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种汽车起动机转子结构，包括换向器1、转子线圈2、铁芯3、转子轴4以及保护器5，换向器1、铁芯3和保护器5从左到右依次套设在转子轴4外侧，铁芯3通过在其圆周表面开设的线槽31与转子线圈2外侧的紧密贴合，保护器5远离铁芯3一侧设置有限位圈6，限位圈6通过开设在其内壁得螺纹与转子轴4外侧螺纹连接；
其中，保护器5包括结合块51，结合块51通过设置在其外侧的防甩包装置52与线槽31内壁滑动连接，且防甩包装置52包括内接壳521和防甩包板529，内接壳521内侧与结合块51外侧固定连接，内接壳521内开设有液压腔522，液压腔522内部与防甩包板529内部相连通，内接壳521位于铁芯3的轴向一侧，结合块51外侧固定连接有若干组散热片53，多个散热片53均位于防甩包装置52围成空间内，多个散热片53和内接壳521均位于结合块51的径向外侧，防甩包板529外侧与线槽31内壁滑动连接。
铁芯3为硅钢片叠加而成，且硅钢片内部均开设有若干组散热孔32，散热孔32有利于硅钢片铁芯磁滞损失产生的热量流动，降低铁芯3的温度，散热孔32的异型设计增大内部的散热面积，增加气流的流动通道。
结合块51通过设置在其内的花键与铁芯3外壁滑动连接，散热片53为较小的硬质薄片制成，同时硬质薄片自身弯曲角度5°，大大减小硬质薄片高速转动时阻力，避免转子高速转动损坏硬质薄片，硬质薄片中心线与散热孔32中心线成偏离45°安装，硬质薄片产生的气流，更加容易流入散热孔32中。
液压腔522内壁圆周均固定连接有若干组分割密封块523，液压腔522通过开设在其内部的位移槽滑动连接有若干组配重活塞524，且多个配重活塞524外侧与分割密封块523外侧滑动连接。
配重活塞524远离位移槽一侧固定连接有弹性片525，弹性片525远离配重活塞524的一端通过限位块526与分割密封块523内部固定连接，内接壳521外侧固定连接有若干组支撑板527。
支撑板527内固定连接有液压管528，液压管528底端贯穿内接壳521并延伸至液压腔522内部。
液压管528远离内接壳521一端与防甩包板529内部固定连通，防甩包板529外侧与线槽31内壁滑动连接。
防甩包板529为月牙型的空心薄板，且空心薄板材质为轻质绝缘耐热的环氧树脂氧树脂，防甩包板529通过开设在其内部的凹孔5291固定连接有弹性囊5292，防甩包板529下方设置有若干组散热条5293，多个散热条5293位于转子线圈2正上方，保护转子线圈2的同时，减小与转子线圈2的接触面积，有利于高速气流在转子线圈2中的流动，加快对直流电阻通电时产生热量的流失。
弹性囊5292为橡胶材质，弹性囊5292靠近空心薄板一侧呈半球型，弹性囊5292远离空心薄板一侧呈向内凹陷型，多个散热条5293材质为环氧树脂氧树脂，弹性囊5292靠近转子线圈2一侧的凹面呈凸梯型，排除内凹陷圆型排除与线槽31内壁之间的空气，二者相互吸合，增加防甩包装置52对转子线圈2的稳定性，防止电机高速转动时，转子线圈2发生甩包。
使用时，直流电机中，通电转子线圈2与定子磁体有相反极性，因而相互吸引，使转子转动至与定子磁场对准的位置，当转子到达对准位置时，电刷通过换向器1为下一组绕组供电，从而使转子维持旋转运动，转子转动时，带动换向器1、铁芯3和保护器5同步转动，带动保护器5上的四组散热片53同步转动，产生的气流流入四组散热孔32中；
参考图1-3，在定子磁体通过磁场驱动转子线圈2时，带动转子转动，同时硅钢片铁芯的磁滞损失和绕组导线的直流电阻通电发热（铜损）产生大量热量，铁芯3在冲压时，在其上开设有四组散热孔32有利于硅钢片铁芯磁滞损失产生的热量流动，降低铁芯3的温度，将保护器5套设在铁芯3一侧，保护器5上设置有四组散热片53，四组散热片53为较小的硬质薄片制成，同时硬质薄片自身弯曲角度5°，大大减小硬质薄片高速转动时阻力，避免转子高速转动损坏硬质薄片，硬质薄片中心线与散热孔32中心线成偏离45°安装，硬质薄片产生的气流，更加容易流入散热孔32中，高速的气流对铁芯3内部产生热量，起到很好的散热作用，散热孔32的异型设计增大内部的散热面积，增加气流的流动通道，高速气流加快起动机的整体内部气体流动，加快定转子电阻产生热量的散失，气流流入线槽31中时，对转子线圈2直流电阻通电的发热，起到很好的散热效果，防止漆包线软化，发生甩包现象；
将保护器5上的22组防甩包板529匹配插入对应的线槽31内，将转子线圈2压在防甩包板529的正下方，防甩包板529的两侧外壁与线槽31内壁紧密贴合，在转子带动保护器5转动时，防甩包装置52上的6组配重活塞524均匀受到等同的离心力作用，同时配重活塞524受到弹性片525弹力作用，处于一种受力平衡状态，配重活塞524挤压液压腔522内部的液压油，小部分液压油流入防甩包板529的月牙型空心薄板中，挤压弹性囊5292与线槽31内壁相互压合；
参考图1、图4、图5和图6，由于防甩包板529的两侧外壁与线槽31内壁相互适配，在转子带动保护器5转动时，防甩包装置52上的6组配重活塞524均匀受到等同的离心力作用，同时配重活塞524受到弹性片525弹力作用，处于一种受力平衡状态，配重活塞524挤压液压腔522内部的液压油，小部分液压油流入防甩包板529的月牙型空心薄板中，挤压弹性囊5292与线槽31内壁相互压合，防止防甩包板529发生位移，同时防甩包板529对转子线圈2起到防护作用，防甩包板529底部的散热条5293材质为环氧树脂氧树脂，具有很好的耐热和绝缘等作用，散热条5293靠近转子线圈2一侧的凹面呈凸梯型，保护转子线圈2的同时，减小与转子线圈2的接触面积，有利于高速气流在转子线圈2中的流动，加快对直流电阻通电时产生热量的流失，提高转子线圈2的使用寿命；
参考图5-7，在电机出现转速过快时，配重活塞524强力挤压弹性片525，挤压液压腔522内部的液压油，限位块526对配重活塞524起到限位作用，大量的液压油流入防甩包板529的月牙型空心薄板中，挤压弹性囊5292靠近空心薄板一侧的半球，弹性囊5292内气体压缩挤压另一侧，内凹陷圆型排除与线槽31内壁之间的空气相互吸合，增加防甩包装置52对转子线圈2的稳定性，防止电机高速转动时，转子线圈2发生甩包，电机停止转动时，各部分进行复位。
以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种汽车起动机转子结构，包括换向器（1）、转子线圈（2）、铁芯（3）、转子轴（4）以及保护器（5），其特征在于：所述换向器（1）、铁芯（3）和保护器（5）从左到右依次套设在转子轴（4）外侧，所述铁芯（3）通过在其圆周表面开设的线槽（31）与转子线圈（2）外侧紧密贴合，所述保护器（5）远离铁芯（3）一侧设置有限位圈（6），所述限位圈（6）通过开设在其内壁的螺纹与转子轴（4）外侧螺纹连接；
其中，所述保护器（5）包括结合块（51），所述结合块（51）通过设置在其外侧的防甩包装置（52）与线槽（31）内壁滑动连接，且所述防甩包装置（52）包括内接壳（521）和防甩包板（529），所述内接壳（521）内侧与结合块（51）外侧固定连接，所述内接壳（521）内开设有液压腔（522），所述液压腔（522）内部与防甩包板（529）内部相连通，所述内接壳（521）位于铁芯（3）的轴向一侧，所述结合块（51）外侧固定连接有若干组散热片（53），多个所述散热片（53）均位于防甩包装置（52）围成空间内，多个所述散热片（53）和内接壳（521）均位于结合块（51）的径向外侧，所述防甩包板（529）外侧与线槽（31）内壁滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：所述铁芯（3）为硅钢片叠加而成，且所述硅钢片内部均开设有若干组散热孔（32）。
3.根据权利要求1所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：所述液压腔（522）内壁圆周均固定连接有若干组分割密封块（523），所述液压腔（522）通过开设在其内部的位移槽滑动连接有若干组配重活塞（524），且多个所述配重活塞（524）外侧与分割密封块（523）外侧滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：多个所述配重活塞（524）远离位移槽一侧固定连接有弹性片（525），所述弹性片（525）远离配重活塞（524）的一端通过限位块（526）与分割密封块（523）内部固定连接，所述内接壳（521）外侧固定连接有若干组支撑板（527）。
5.根据权利要求4所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：多个所述支撑板（527）内固定连接有液压管（528），所述液压管（528）底端贯穿内接壳（521）并延伸至液压腔（522）内部。
6.根据权利要求5所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：所述液压管（528）远离内接壳（521）一端与防甩包板（529）内部固定连通，所述防甩包板（529）外侧与线槽（31）内壁滑动连接。
7.根据权利要求1所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：所述防甩包板（529）为月牙型的空心薄板，且所述空心薄板材质为轻质绝缘耐热的环氧树脂氧树脂，所述防甩包板（529）通过开设在其内部的凹孔（5291）固定连接有弹性囊（5292），所述防甩包板（529）下方设置有若干组散热条（5293），多个所述散热条（5293）位于转子线圈（2）正上方。
8.根据权利要求7所述的一种汽车起动机转子结构，其特征在于：所述弹性囊（5292）为橡胶材质，所述弹性囊（5292）靠近空心薄板一侧呈半球型，所述弹性囊（5292）远离空心薄板一侧呈向内凹陷型，多个所述散热条（5293）材质为环氧树脂氧树脂，所述弹性囊（5292）靠近转子线圈（2）一侧的凹面呈凸梯型。
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