CN114024410B - 一种电机自适应冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机自适应冷却系统，其涉及电机领域。其技术方案要点包括低压冷却油路、高压冷却油路和自适应调节油路，低压冷却油路通过自适应调节油路来控制高压冷却油路的工作，而高压冷却油路不仅能够提供冷却油至高压油冷却部位，还能够控制油路控制阀来调节低压冷却油路的流量分配。本发明可以自动适应电机的工况，而不需要额外的控制，从而能够提高冷却效果，优化冷却功率，而且适用范围广。

Description

一种电机自适应冷却系统

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地说，它涉及一种电机自适应冷却系统。

背景技术

现有电机越来越多的采用冷却油在电机内部对电机各个部件进行冷却，但目前的电机冷却系统主要根据油路的尺寸对油路的流量进行固定分配，但由于电机在不同工况下各个部件的发热不同，因此固定流量的分配是不合理的。电机不同的冷却部位需要的冷却压力和冷却流量不同，单一的油泵在同时满足冷却压力和冷却流量的要求的情况下会导致油泵的功率非常大。而采用电磁阀对油路的分配将会增加电机控制难度，而且在某些恶劣的应用场景下无法布置电磁阀。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电机自适应冷却系统，其可以自动适应电机的工况，而不需要采用电磁阀等装置来进行额外的控制，从而能够提高冷却效果，优化冷却功率，而且适用范围广。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电机自适应冷却系统，包括：

低压冷却油路，所述低压冷却油路上设置有低压冷却油泵；

高压冷却油路，所述高压冷却油路上设置有高压冷却油泵；

承载于所述低压冷却油泵与高压冷却油泵之间的传动机构；

与所述低压冷却油路连接的自适应调节油路，所述自适应调节油路上设置有与所述传动机构配合的液压控制机构；

所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时：所述低压冷却油泵工作，冷却油经所述低压冷却油路分配至低压油冷却部位，此时所述低压冷却油泵、传动机构以及高压冷却油泵之间处于非传动状态，所述高压冷却油泵不工作；

所述低压冷却油路的输出油压高于设定值时：所述低压冷却油泵工作，冷却油经所述低压冷却油路分配至低压油冷却部位；

同时，冷却油经所述低压冷却油路和自适应调节油路作用于所述液压控制机构，所述液压控制机构作用于所述传动机构，使得所述低压冷却油泵、传动机构以及高压冷却油泵之间处于传动状态，所述高压冷却油泵工作，冷却油经所述高压冷却油路分配至高压油冷却部位。

进一步地，所述电机自适应冷却系统还包括油路控制阀；

所述低压冷却油路与油路控制阀连接，冷却油经所述低压冷却油路和油路控制阀分配至低压油冷却部位；

所述高压冷却油路与油路控制阀连接，用于控制所述油路控制阀，来调节所述低压冷却油路的流量分配。

进一步地，所述自适应调节油路包括第一支路、第二支路和第三支路；

所述第三支路一端与所述液压控制机构连接，另一端连接有液压调节机构；

所述第二支路一端与所述低压冷却油路连接，另一端与所述液压调节机构连接，用于控制所述液压调节机构；

所述第一支路一端与所述低压冷却油路连接，另一端与所述第三支路连接，且所述第一支路上设置有单向阀；

所述低压冷却油路的输出油压高于设定值时：所述第二支路上的冷却油作用于所述液压调节机构，使得所述液压调节机构呈关闭状态，则所述第一支路上的冷却油经过所述单向阀和第三支路作用于所述液压控制机构；

所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时：所述单向阀切换至关闭状态，所述液压调节机构切换至打开状态，所述液压控制机构中的冷却油经所述第三支路和液压调节机构排出。

进一步地，所述电机自适应冷却系统还包括主油箱，所述低压冷却油路和高压冷却油路均与所述主油箱连接；

所述液压控制机构中的冷却油经所述第三支路和液压调节机构排出至所述主油箱，或者所述液压控制机构中的冷却油经所述第三支路和液压调节机构排出至副油箱。

进一步地，所述单向阀包括弹性复位件，所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时，所述弹性复位件释放弹性力，使得所述单向阀切换至关闭状态。

进一步地，所述液压调节机构包括弹性复位件，所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时，所述弹性复位件释放弹性力，使得所述液压调节机构切换至打开状态。

进一步地，所述传动机构包括穿设于所述高压冷却油泵中间的传动轴，所述低压冷却油泵上开设有与所述传动轴配合的传动孔；

所述传动轴与所述高压冷却油泵沿周向联动，且能够相对于所述高压冷却油泵沿轴向移动；

所述液压控制机构能够驱动所述传动轴沿轴向移动至嵌入所述传动孔内，使得所述低压冷却油泵与传动轴沿周向联动，则所述低压冷却油泵的转速经所述传动轴传递至高压冷却油泵。

进一步地，所述传动孔内设置有与所述传动轴配合的弹性复位件。

进一步地，所述液压控制机构包括与所述传动轴配合的阀芯，以及与所述阀芯连接的弹性复位件。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、低压冷却油路通过自适应调节油路来控制高压冷却油路的工作，而高压冷却油路不仅能够提供冷却油至高压油冷却部位，还能够控制油路控制阀来调节低压冷却油路的流量分配，从而能够提高冷却效果，并优化冷却功率；

2、自适应调节油路中的液压控制机构、单向阀以及液压调节机构实际上都是通过低压冷却油泵进行驱动，而低压冷却油泵的工作又与电机转速相关，因此电机的冷却系统自动适应电机的工况，而不需要采用电磁阀等装置来进行额外的控制，从而能够提高冷却效果，优化冷却功率，而且适用范围广。

附图说明

图1为实施例中一种电机自适应冷却系统的结构示意图一；

图2为实施例中一种电机自适应冷却系统的结构示意图二；

图3为实施例中一种电机自适应冷却系统的结构示意图三。

图中：1、低压冷却油路；11、低压冷却油泵；2、高压冷却油路；3、主油箱；21、高压冷却油泵；4、油路控制阀；51、第一支路；52、第二支路；53、第三支路；61、液压控制机构；62、单向阀；63、液压调节机构；7、传动轴；8、副油箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：

一种电机自适应冷却系统，参照图1至图3，其包括低压冷却油路1、高压冷却油路2以及自适应调节油路；低压冷却油路1上设置有低压冷却油泵11，高压冷却油路2上设置有高压冷却油泵21；低压冷却油泵11与高压冷却油泵21之间设置有传动机构；自适应调节油路与低压冷却油路1连接，且自适应调节油路上设置有与传动机构配合的液压控制机构61；低压冷却油路1的输出油压（即低压冷却油泵11的后端油压）低于设定值时：低压冷却油泵11工作，冷却油经低压冷却油路1分配至低压油冷却部位，此时低压冷却油泵11、传动机构以及高压冷却油泵21之间处于非传动状态，高压冷却油泵21不工作；低压冷却油路1的输出油压高于设定值时：低压冷却油泵11工作，冷却油经低压冷却油路1分配至低压油冷却部位；同时，冷却油经低压冷却油路1和自适应调节油路作用于液压控制机构61，液压控制机构61作用于传动机构，使得低压冷却油泵11、传动机构以及高压冷却油泵21之间处于传动状态，高压冷却油泵21工作，冷却油经高压冷却油路2分配至高压油冷却部位；本实施例中利用低压冷却油路1来控制高压冷却油路2的工作，不需要额外的控制，实现自适应冷却调节，不仅能够提高冷却效果，而且适用范围广。

参照图1至图3，本实施例中电机自适应冷却系统还包括油路控制阀4；低压冷却油路1与油路控制阀4连接，冷却油经低压冷却油路1和油路控制阀4分配至低压油冷却部位；优选地，本实施例中高压冷却油路2与油路控制阀4连接，用于控制油路控制阀4，来调节低压冷却油路1的流量分配；本实施例中高压冷却油路2不仅能够提供冷却油至高压油冷却部位，还能够控制油路控制阀4来调节低压冷却油路1的流量分配，从而能够提高冷却效果，并优化冷却功率；具体地，高压冷却油路2的冷却油作用于油路控制阀4，通过驱动油路控制阀4的阀芯的移动来调节低压冷却油路1的流量分配。

参照图1至图3，具体地，本实施例中自适应调节油路包括第一支路51、第二支路52和第三支路53；第三支路53一端与液压控制机构61连接，另一端连接有液压调节机构63；第二支路52一端与低压冷却油路1连接，另一端与液压调节机构63连接，用于控制液压调节机构63；第一支路51一端与低压冷却油路1连接，另一端与第三支路53连接，且第一支路51上设置有单向阀62；低压冷却油路1的输出油压高于设定值时：第二支路52上的冷却油作用于液压调节机构63，使得液压调节机构63呈关闭状态，则第一支路51上的冷却油经过单向阀62和第三支路53作用于液压控制机构61；低压冷却油路1的输出油压低于设定值时：单向阀62切换至关闭状态，液压调节机构63切换至打开状态，液压控制机构61中的冷却油经第三支路53和液压调节机构63排出；本实施例中的自适应调节油路采用液压机械结构来实现自适应调节，则不需要额外的控制，例如电磁阀，具有适用范围广的优势。

参照图1至图3，本实施例中电机自适应冷却系统还包括主油箱3，低压冷却油路1和高压冷却油路2均与主油箱3连接，即低压冷却油路1和高压冷却油路2的冷却油均来自于主油箱3；液压控制机构61中的冷却油经第三支路53和液压调节机构63直接排出至主油箱3，或者液压控制机构61中的冷却油经第三支路53和液压调节机构63排出至副油箱8，而副油箱8与主油箱3可以连接或者相互独立，在此不作限制。

参照图1至图3，具体地，本实施例中单向阀62包括弹性复位件，低压冷却油路1的输出油压低于设定值时，弹性复位件释放弹性力，使得单向阀62切换至关闭状态；液压调节机构63包括弹性复位件，低压冷却油路1的输出油压低于设定值时，弹性复位件释放弹性力，使得液压调节机构63切换至打开状态；本实施例中单向阀62和液压调节机构63可以采用现有技术中的多种结构形式，在此不作限制；本实施例中自适应冷却系统具有唯一的设定值，此时单向阀62的开启压力和液压调节机构63的关闭压力相同；当然，在其他可选的实施例中，自适应冷却系统也可以具有两个设定值，此时单向阀62的开启压力大于液压调节机构63的关闭压力，从而能够防止低压冷却油路的输出油压在设定值上下波动时导致液压控制机构61频繁切换工作状态；对于设定值，在电机仅具有润滑冷却系统时，通常根据电机发热情况设定可连续运行的工况和短时运行的工况，在这种情况下，可以将设定值设置为可连续运行的工况所需油路压力和短时运行的工况所需油路压力之间的一个值，从而在连续运行时降低冷却系统功耗，在短时运行时能够保证冷却系统压力，从而使冷却系统获得足够的冷却介质；在电机同时具有冷却油路和功能油路时，功能油路包括离合功能油路和制动功能油路，由于功能油路所需压力大于冷却油路压力，在这种情况下，将设定值设置为冷却油路所需油路压力和功能油路所需油路压力之间的一个值，从而在功能油路不启用时降低冷却系统功耗，在功能油路工作时能够保证功能油路压力，从而保证功能的运行。

参照图1至图3，具体地，本实施例中传动机构包括穿设于高压冷却油泵21中间的传动轴7，低压冷却油泵11上开设有与传动轴7配合的传动孔；传动轴7与高压冷却油泵21沿周向联动，且能够相对于高压冷却油泵21沿轴向移动；液压控制机构61能够驱动传动轴7沿轴向移动至嵌入传动孔内，使得低压冷却油泵11与传动轴7沿周向联动，则低压冷却油泵11的转速经传动轴7传递至高压冷却油泵21，使得高压冷却油泵21工作；低压冷却油泵11的转速可以直接来源于电机主轴，或者是单独的油泵电机，在此不作限制。

参照图1至图3，具体地，本实施例中传动轴7与高压冷却油泵21之间可以采用花键间隙配合来实现周向联动，且传动轴7能够相对于高压冷却油泵21沿轴向移动；同时，传动轴7与传动孔之间也采用花键间隙配合来实现周向联动；优选地，传动孔内设置有与传动轴7配合的弹性复位件，弹性复位件释放弹性力便于实现低压冷却油泵11与传动轴7的分离；本实施例中液压控制机构61包括与传动轴7配合的阀芯，以及与阀芯连接的弹性复位件，弹性复位件释放弹性力来驱动阀芯移动，从而将冷却油排出；液压控制机构61的阀芯的端面与传动轴7的端面接触，而阀芯可以驱动传动轴7沿轴向移动，且阀芯不会影响传动轴7的转动；本实施例中低压冷却油泵11与传动轴7之间还可以设置缓冲环，利用缓冲环来避免传动轴7与传动孔接合时发生卡死的情况；当然，在其他可选的实施例中，传动机构也可以采用其它结构形式，可以控制传动件沿轴向移动或者沿径向移动来实现传动，在此不作限制。

工作原理如下：

低压冷却油路1的输出油压低于设定值时：

低压冷却油泵11工作，冷却油经低压冷却油路1和油路控制阀4分配至低压油冷却部位；

此时单向阀62呈关闭状态，冷却油无法流入第三支路53，液压控制机构61的阀芯呈收缩状态，传动轴7与低压冷却油泵11分离，即低压冷却油泵11、传动机构以及高压冷却油泵21之间处于非传动状态，则高压冷却油泵21不工作。

低压冷却油路1的输出油压高于设定值时：

低压冷却油泵11工作，冷却油经低压冷却油路1和油路控制阀4分配至低压油冷却部位；

同时，冷却油经低压冷却油路1和第二支路52作用于液压调节机构63，使得液压调节机构63呈关闭状态，而此时单向阀62呈打开状态，则冷却油经低压冷却油路1、第一支路51和第三支路53作用于液压控制机构61；液压控制机构61的阀芯移动至伸出状态，并驱动传动轴7移动至嵌入传动孔内，使得低压冷却油泵11与传动轴7沿周向联动，则低压冷却油泵11的转速经传动轴7传递至高压冷却油泵21，使得高压冷却油泵21工作；

高压冷却油泵21工作后，冷却油经高压冷却油路2分配至高压油冷却部位；同时，高压冷却油路2的冷却油作用于油路控制阀4，通过驱动油路控制阀4的阀芯的移动来调节低压冷却油路1的流量分配。

自适应调节油路中的液压控制机构61、单向阀62以及液压调节机构63实际上都是通过低压冷却油泵11进行驱动，而低压冷却油泵11的工作又与电机转速相关，因此电机的冷却系统自动适应电机的工况，而不需要额外的控制，从而能够提高冷却效果，优化冷却功率，而且适用范围广。

Claims (8)

1.一种电机自适应冷却系统，其特征在于，包括：

低压冷却油路，所述低压冷却油路上设置有低压冷却油泵；

高压冷却油路，所述高压冷却油路上设置有高压冷却油泵；

承载于所述低压冷却油泵与高压冷却油泵之间的传动机构；

与所述低压冷却油路连接的自适应调节油路，所述自适应调节油路上设置有与所述传动机构配合的液压控制机构；

所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时：所述低压冷却油泵工作，冷却油经所述低压冷却油路分配至低压油冷却部位，此时所述低压冷却油泵、传动机构以及高压冷却油泵之间处于非传动状态，所述高压冷却油泵不工作；

所述低压冷却油路的输出油压高于设定值时：所述低压冷却油泵工作，冷却油经所述低压冷却油路分配至低压油冷却部位；

同时，冷却油经所述低压冷却油路和自适应调节油路作用于所述液压控制机构，所述液压控制机构作用于所述传动机构，使得所述低压冷却油泵、传动机构以及高压冷却油泵之间处于传动状态，所述高压冷却油泵工作，冷却油经所述高压冷却油路分配至高压油冷却部位；

所述自适应调节油路包括第一支路、第二支路和第三支路；

所述第三支路一端与所述液压控制机构连接，另一端连接有液压调节机构；

所述第二支路一端与所述低压冷却油路连接，另一端与所述液压调节机构连接，用于控制所述液压调节机构；

所述第一支路一端与所述低压冷却油路连接，另一端与所述第三支路连接，且所述第一支路上设置有单向阀；

所述低压冷却油路的输出油压高于设定值时：所述第二支路上的冷却油作用于所述液压调节机构，使得所述液压调节机构呈关闭状态，则所述第一支路上的冷却油经过所述单向阀和第三支路作用于所述液压控制机构；

所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时：所述单向阀切换至关闭状态，所述液压调节机构切换至打开状态，所述液压控制机构中的冷却油经所述第三支路和液压调节机构排出。

2.根据权利要求1所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述电机自适应冷却系统还包括油路控制阀；

所述低压冷却油路与油路控制阀连接，冷却油经所述低压冷却油路和油路控制阀分配至低压油冷却部位；

所述高压冷却油路与油路控制阀连接，用于控制所述油路控制阀，来调节所述低压冷却油路的流量分配。

3.根据权利要求1所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述电机自适应冷却系统还包括主油箱，所述低压冷却油路和高压冷却油路均与所述主油箱连接；

所述液压控制机构中的冷却油经所述第三支路和液压调节机构排出至所述主油箱，或者所述液压控制机构中的冷却油经所述第三支路和液压调节机构排出至副油箱。

4.根据权利要求1所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述单向阀包括弹性复位件，所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时，所述弹性复位件释放弹性力，使得所述单向阀切换至关闭状态。

5.根据权利要求1所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述液压调节机构包括弹性复位件，所述低压冷却油路的输出油压低于设定值时，所述弹性复位件释放弹性力，使得所述液压调节机构切换至打开状态。

6.根据权利要求1所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述传动机构包括穿设于所述高压冷却油泵中间的传动轴，所述低压冷却油泵上开设有与所述传动轴配合的传动孔；

所述传动轴与所述高压冷却油泵沿周向联动，且能够相对于所述高压冷却油泵沿轴向移动；

所述液压控制机构能够驱动所述传动轴沿轴向移动至嵌入所述传动孔内，使得所述低压冷却油泵与传动轴沿周向联动，则所述低压冷却油泵的转速经所述传动轴传递至高压冷却油泵。

7.根据权利要求6所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述传动孔内设置有与所述传动轴配合的弹性复位件。

8.根据权利要求6所述的电机自适应冷却系统，其特征在于：所述液压控制机构包括与所述传动轴配合的阀芯，以及与所述阀芯连接的弹性复位件。

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