CN213521565U - 一种离心泵式电机 - Google Patents

Abstract

一种离心泵式电机，属车轮动力传动技术领域，尤其涉及电动摩托车和电动自行车的车轮动力传动。它包括电机和轮毂钢圈，它设有第一液体引流圈和第一风圈，第一风圈具有第一内圈和第一外圈，第一内圈和第一外圈之间设有若干第一扇叶片，第一扇叶片之间是进风道，第一外圈的右端面与支撑环内的横向表面留有一定间距作为风冷通道；第一外圈与支撑环之间的间隙构成出风道；在刹车毂的圆周位置设有第二液体引流圈。本实用新型具有的有益效果是：它自身就是一台离心泵，所以不需用任何油泵或其他泵类部件就能达到无死角全覆盖持续稳定的液体循环散热目的，从而强力保护了磁钢不被退磁和线圈不易被烧的新局面。

Description

一种离心泵式电机

技术领域

一种离心泵式电机，属车轮动力传动技术领域，尤其涉及电动摩托车和电动自行车的车轮动力传动。

背景技术

电动车历史问世以来，在电机结构及动力方面基本没有改进和创新，特别是电机赖以生存的散热方面，还是原始的仅靠空气散热方式，其现有技术电动车均采用这种方式，并且它的电机是在被车体遮挡后近似于半封闭状态，只有车体纵向底盘以下很少部位有对流空气，但是大面积附载着温度的横向(轴向) 端盖根本没有对流空气冷却散热。根据电机工作原理，超温运行时电机绕组的电阻会增大，以及热衰减造成的恶性循环，导致磁场转矩下降，以使电机效率和整机性能降低，同时又增大了能源浪费。而空气散热方式仅限于在平原平路的额定速度和额定负荷条件下电动车才有较高的工作效率，如在快速或载人行驶时就是在平原也会超温运行。然而在此条件以外，也就是按地理分布平原以外约70％的路面上，都会出现电机超温运行的情况，特别是在夏天或载重尤其是丘陵、山区更为突出，更会出现温升快，温度高的情况，很容易烧坏电机及控制器，大大缩减了电池及电机使用寿命和局限了电动车使用范围。

现有技术的液体冷却电机，从原理来说有一定的冷却作用及效果，但是在实际应用中，同时又存在一个极大的问题，当添加很少量的油液时，(只要油液进入定子转子的气隙)就会产生旋转油液阻力，电流表上就会显示电流增大 (另有能源消耗)，同时温度表上显示温度数据上升，这就是油液进入定子、转子的气隙内无法得到排出而产生的油阻损耗。

发明内容

本实用新型要解决的问题就是针对以上不足而提供一种既有液体又无油阻的具有双重散热系统的电机。其技术方案如下：

一种离心泵式电机，包括电机和轮毂钢圈，电机包括电机轴、定子和转子，定子固定在电机轴上，转子套装在定子上，转子的外圈与轮毂钢圈固连，转子两端分别固连电机左盖和电机右盖，电机右盖上设有刹车毂，定子上布设电机线圈绕组，在转子和定子之间设有磁钢片，电机线从电机轴左边的轴孔内引出；电机左盖、电机右盖以及转子固连后形成的空间构成泵液工作室，在电机左盖的左侧安装第一环流散热罩，电机左盖、第一环流散热罩以及轮毂钢圈、转子形成的空间构成第一油液循环冷却室；在电机右盖的右侧安装第二环流散热罩，电机右盖、第二环流散热罩以及轮毂钢圈、转子形成的空间构成第二油液循环冷却室。其关键技术是在电机左盖左侧设有支撑环，在支撑环圆周位置设有第一液体引流圈；在支撑环内固连第一风圈，第一风圈具有第一内圈和第一外圈，第一内圈和第一外圈之间设有若干第一扇叶片，第一扇叶片之间是进风道，第一外圈的右端面与支撑环内的横向表面留有一定间距作为风冷通道；第一外圈与支撑环之间的间隙构成出风道；在刹车毂的圆周位置设有第二液体引流圈。

所述支撑环的外表面开有第一密封圈槽，所述刹车毂的外表面开有第二密封圈槽。

所述第一环流散热罩的左端圆周处均布有第一通孔，第一通孔之间设有第一加强凸块，在第一环流散热罩的中心设有中心孔与支撑环套装。

所述第二环流散热罩的右端圆周处均布有第二通孔，在第二通孔的上方开有气门嘴孔，第二通孔之间设有第二加强凸块，在第二环流散热罩的中心设有中心孔与刹车毂套装。

所述另一结构第二风圈具有第二内圈和第二外圈，第二内圈和第二外圈之间设有第二扇叶片，第二扇叶片之间是进风道。

在第二外圈的内壁设有若干第一支撑块，第一环流散热罩设有第一导流环，第一支撑块安装在第一导流环内；第二外圈和第一导流环之间形成的空间构成出风道。

所述第三风圈具有第三内圈和第三外圈，第三内圈和第三外圈之间设有第三扇叶片，第三扇叶片之间开有进风道。

位于第三外圈的内壁设有若干第二支撑块，第二环流散热罩设有第二导流环，第二支撑块安装在第二导流环内；第三外圈和第二导流环之间形成的空间构成出风道。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1、它不同于现有动力机器(包括内燃机)在实现液体循环功能时需用油泵或其他泵类部件，而它自身就是一台离心泵，所以不需用任何油泵或其他泵类部件就能达到无死角全覆盖持续稳定的液体循环散热目的，从而强力保护了磁钢不被退磁和线圈不易被烧的新局面。

2、本实用新型在其外部设计了散热窗口和采用了外加风圈产生气流散热结构，对电机轮毂横向表面施加对流性加速气流，让加速气流将附载在端盖上的热量迅速吹移散热冷却。解决了原电机在骑行时只有纵向很少部分得到对流空气冷却的问题。

3、本实用新型使用一种绝缘润滑的液体油，通过第一液体引流圈和第二液体引流圈直接360度精准喷浇在电机做功产生热量的源头部位(电机线圈绕组和定子钢片)处，在电机内旋转部件运转形成的压力及气流冷却后又将载有温度的液体油喷洒在轮毂腔内壁上,通过循环功能使温度扩散至整个轮毂表面。而且工作过程中更没有液体油产生的阻力，即使添加较多油液或油液淹没气隙较深它都不会产生油阻，因为进入电机定子、转子气隙内的油液被转子出油槽彻底排出；所以没有油阻，也就没有产生油阻的能源浪费，更没有新增的温升温度。由于电机外壳安装了风圈，在工作过程中跟随电机同步转动，风圈设有若干扇叶片，扇叶片推动空气加速流动，让加速的气流通过进风道循环至出风道，过程中带走了电机壳表面的热量，最后车轮行驶在空气中被全面冷却，取得了液体油及空气传热、散热的双重良好效果。

4、本实用新型给予了电动车电机一个良好的低温工作条件，降低了故障率，减少了使用成本，增加了使用寿命，使电动车发挥最佳的效率及性能。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型电机左盖立体结构示意图；

图3是本实用新型电机左盖另一方向结构示意图；

图4是本实用新型第一环流散热罩立体结构示意图；

图5是本实用新型第一风圈立体结构示意图；

图6是本实用新型第一风圈另一方向结构示意图；

图7是本实用新型电机右盖立体结构示意图；

图8是本实用新型电机右盖另一方向结构示意图；

图9是本实用新型第二环流散热罩立体结构示意图；

图10是本实用新型立体结构装配示意图；

图11是本实用新型另一立体结构示意图；

图12是本实用新型另一结构另一方向示意图；

图13是本实用新型另一结构立体装配示意图；

图14是本实用新型另一结构立体装配另一方向示意图。

具体实施方式

实施例1：

参见图1-图10，本实用新型包括电机和轮毂钢圈1，电机包括电机轴16、定子12和转子2，定子12固定在电机轴16上，转子2套装在定子12上，转子2的外圈与轮毂钢圈1固连，转子2两端分别固连电机左盖3和电机右盖 15，电机右盖15上设有刹车毂15.1，定子12上布设电机线圈绕组10，在转子2和定子12之间设有磁钢片11，电机线9从电机轴16左边的轴孔内引出；电机左盖3、电机右盖15以及转子2固连后形成的空间构成泵液工作室18，在电机左盖3的左侧通过第一支撑柱3.1固定安装第一环流散热罩5，电机左盖3、第一环流散热罩5以及轮毂钢圈1、转子2形成的空间构成第一油液循环冷却室4；在电机右盖15的右侧通过第二支撑柱15.4固定安装第二环流散热罩14，电机右盖15、第二环流散热罩14以及轮毂钢圈1、转子2形成的空间构成第二油液循环冷却室17；泵液工作室18和第一油液循环冷却室4、第二油液循环冷却室17构成液体油散热循环系统,泵液工作室18和第一油液循环冷却室4、第二油液循环冷却室17通过出油槽2.1和第一进油孔3.3、第二进油孔15.2相互连通。其关键技术是在电机左盖3左侧靠近轴孔的圆周位置设有支撑环3.2，在位于第一支撑柱3.1和支撑环3.2之间的圆周位置设有第一液体引流圈3.4，第一液体引流圈3.4的左端面位于第一油液循环冷却室4 内，右端面位于泵液工作室18内；电机左盖3的横向表面与支撑环3.2的内圈空间形成散热窗口3.5，在散热窗口3.5内安装第一风圈8，具体是在支撑环3.2内通过若干衬套8.4固连第一风圈8，第一风圈8具有第一内圈8.1和第一外圈8.2，第一内圈8.1和第一外圈8.2之间设有若干第一扇叶片8.3，第一扇叶片8.3之间是进风道7，第一风圈8的中心孔穿过电机轴16的左端，第一外圈8.2的右端面与支撑环3.2内的横向表面留有一定间距作为风冷通道；第一外圈8.2与支撑环3.2之间的间隙构成出风道6用于排风，与进风道 7为一进一出；在位于第二支撑柱15.4和刹车毂15.1之间的圆周位置设有第二液体引流圈15.3，第二液体引流圈15.3的左端面位于泵液工作室18内，右端面位于第二油液循环冷却室17内。

所述支撑环3.2的外表面开有若干第一密封圈槽3.2.1，所述刹车毂15.1 的外表面开有若干第二密封圈槽15.1.1，用于安装橡胶密封圈，以避免环流散热罩与电机左右端盖固连后产生的间隙渗漏油液。

在其中一个第一支撑柱3.1的中心开有注油通孔3.1.1。

所述出油槽2.1位于转子2的左右端面。

所述第一进油孔3.3位于支撑环3.2和第一液体引流圈3.4之间的圆周位置。

所述第二进油孔15.2位于刹车毂15.1和第二液体引流圈15.3之间的圆周位置。

所述第一环流散热罩5的左端圆周处均布有若干第一通孔5.1，第一通孔 5.1之间设有若干第一加强凸块5.2，在第一环流散热罩5的中心设有中心孔 5.3与支撑环3.2套装。

所述第二环流散热罩14的右端圆周处均布有若干第二通孔14.2，在第二通孔14.2的上方开有气门嘴孔14.1，第二通孔14.2之间设有若干第二加强凸块14.3，在第二环流散热罩14的中心设有中心孔14.4与刹车毂15.1套装。

在轮毂钢圈1和第二环流散热罩14之间固连加长气门嘴13，加长气门嘴 13通过第二油液循环冷却室17连接至气门嘴孔14.1。

本实施例的工作原理是：

当车辆静止时电机不转动，此时电机内的绝缘液体油为静止状态，油平面靠近第一进油孔3.3，让下端的电机磁钢片11、定子12和电机线圈绕组10 浸泡在油里，油的容量根据泵液工作室18和第一油液循环冷却室4、第二油液循环冷却室17空间大小按一定比例添加。当车辆骑行时，电机开始转动，电机内部的液体油在电机转子2旋转时产生的离心力的推动下，迅速从泵液工作室18通过出油槽2.1向第一油液循环冷却室4、第二油液循环冷却室17排油填充，同时泵液工作室18内的油量减少，使电机气隙内的油液被转子2的出油槽2.1彻底排出，电机就不会产生油阻，电机转速越快液体油流动速度越快填充油量越多，当电机达到一定转速时第一油液循环冷却室4、第二油液循环冷却室17内的液体油填充到一定容量时向第一液体引流圈3.4、第二液体引流圈15.3的进口端聚集并通过第一进油孔3.3、第二进油孔15.2回流到泵液工作室18内的第一液体引流圈3.4、第二引流圈15.3的出口端，在离心力的的作用下直接喷洒在线圈绕组10和定子12上。调整第一进油孔3.3、第二进油孔15.2的油孔径大小或油孔数量即可调整回流到泵液工作室18的油流量大小。当电机转速下降到一定转速时内部的液体油也可以从第一油液循环冷却室4、第二油液循环冷却室17通过转子2两端的出油槽2.1倒流到泵液工作室18内。如此循环不断吸收带走电机线圈绕组10工作时产生的热量，大部分热量通过第一环流散热罩5、第二环流散热罩14扩散到空气中，同时电机左盖3左侧的第一风圈8在电机外部通过空气加速流动的换气方式迅速带走电机左盖3和第一环流散热罩5所吸收的热量，具体是第一风圈8跟随电机同步转动，第一风圈8上的第一扇叶片8.3推动空气加速流动，让加速的气流通过进风道7排挤热风至出风道6外，过程中带走了电机壳表面的热量。这种内外双重散热方式加快了电机的传热、散热速度，使电机达到最佳散热效果，提高整机工作效率。

实施例2：

参见图11-图14，本实施例包括电机和轮毂钢圈1，它与实施例1的不同之处在于电机左右两端分别安装第二风圈19和第三风圈20。第二风圈19替代第一风圈8。

所述第二风圈19具有第二内圈19.1和第二外圈19.2，第二内圈19.1和第二外圈19.2之间设有若干第二扇叶片19.3，第二扇叶片19.3之间是进风道7。

在第二外圈19.2的内壁设有若干第一支撑块19.4，第一环流散热罩5的左侧径向处设有第一导流环5.4，第一支撑块19.4固定安装在第一导流环5.4 内，使得第二风圈19与第一环流散热罩5之间具有较宽间隙作为风冷气流通道，风圈旋转时产生的气流在第二风圈19和第一环流散热罩5之间的空隙流动，风路畅通，将第一散热罩5上的热量强制吹出；第二外圈19.2和第一导流环5.4之间形成的空间构成出风道6，它们组成了电机左端气流外循环散热系统。

所述第三风圈20具有第三内圈20.1和第三外圈20.2，第三内圈20.1和第三外圈20.2之间设有若干第三扇叶片20.3，第三扇叶片20.3之间开有进风道7。

位于第三外圈20.2的内壁设有若干第二支撑块20.4，第二环流散热罩14 的右侧径向处设有第二导流环14.5，第二支撑块20.4固定安装在第二导流环 14.5内，使得第三风圈20与第二环流散热罩14之间具有较宽间隙作为风冷气流通道，风圈旋转时产生的气流在第三外圈20.2和第二环流散热罩14之间的空隙流动，风路畅通，将第二环流散热罩14上的热量强制吹出；第三外圈 20.2和第二导流环14.5之间形成的空间构成出风道6，它们组成了电机右端气流外循环散热系统。

在第三外圈20.2和第二导流环14.5之间引出加长气门嘴13与第二环流散热罩14固连。

本实施例的工作原理是：

其电机内部工作原理与实施例1一致，在此不再赘述。不同之处在于电机左右两端设置了气流外循环散热系统。当车辆骑行时，电机开始转动，第二风圈19、第三风圈20跟随电机同步转动，此时气流外循环散热系统工作，空气在第二扇叶片19.3、第三扇叶片20.3的推动下通过进风道7吹向第一环流散热罩5、第二环流散热罩14的外表面，再将外表面的热量从出风道6排出，使电机壳两端也达到最佳散热效果，更加提高了整机工作效率。

以上虽然结合了附图描述了本实用新型的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，和各个零部件名称的修改，这些变化和修改应理解为是在本实用新型的范围和意图之内的。

Claims (8)

1.一种离心泵式电机，包括电机和轮毂钢圈(1)，电机包括电机轴(16)、定子(12)和转子(2)，定子(12)固定在电机轴(16)上，转子(2)套装在定子(12)上，转子(2)的外圈与轮毂钢圈(1)固连，转子(2)两端分别固连电机左盖(3)和电机右盖(15)，电机右盖(15)上设有刹车毂(15.1)，定子(12)上布设电机线圈绕组(10)，在转子(2)和定子(12)之间设有磁钢片(11)，电机线（9）从电机轴(16)左边的轴孔内引出；电机左盖(3)、电机右盖(15)以及转子(2)固连后形成的空间构成泵液工作室(18)，在电机左盖(3)的左侧安装第一环流散热罩(5)，电机左盖(3)、第一环流散热罩(5)以及轮毂钢圈(1)、转子(2)形成的空间构成第一油液循环冷却室(4)；在电机右盖(15)的右侧安装第二环流散热罩(14)，电机右盖(15)、第二环流散热罩(14)以及轮毂钢圈(1)、转子(2)形成的空间构成第二油液循环冷却室(17)；其特征在于，在电机左盖(3)左侧设有支撑环(3.2)，在支撑环(3.2)圆周位置设有第一液体引流圈(3.4)；在支撑环(3.2)内固连第一风圈(8)，第一风圈(8)具有第一内圈(8.1)和第一外圈(8.2)，第一内圈(8.1)和第一外圈(8.2)之间设有若干第一扇叶片(8.3)，第一扇叶片(8.3)之间是进风道(7)，第一外圈(8.2)的右端面与支撑环(3.2)内的横向表面留有一定间距作为风冷通道；第一外圈(8.2)与支撑环(3.2)之间的间隙构成出风道(6)；在刹车毂(15.1)的圆周位置设有第二液体引流圈（15.3）。

2.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，支撑环(3.2)的外表面开有第一密封圈槽(3.2.1)，所述刹车毂(15.1)的外表面开有第二密封圈槽(15.1.1)。

3.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，第一环流散热罩(5)的左端圆周处均布有第一通孔(5.1)，第一通孔(5.1)之间设有第一加强凸块(5.2)，在第一环流散热罩(5)的中心设有中心孔（5.3）与支撑环(3.2)套装。

4.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，第二环流散热罩(14)的右端圆周处均布有第二通孔(14.2)，在第二通孔(14.2)的上方开有气门嘴孔(14.1)，第二通孔(14.2)之间设有第二加强凸块(14.3)，在第二环流散热罩(14)的中心设有中心孔(14.4)与刹车毂(15.1)套装。

5.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，第二风圈(19)具有第二内圈(19.1)和第二外圈(19.2)，第二内圈(19.1)和第二外圈(19.2)之间设有第二扇叶片(19.3)，第二扇叶片(19.3)之间是进风道(7)。

6.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，在第二外圈(19.2)的内壁设有若干第一支撑块(19.4)，第一环流散热罩(5)设有第一导流环(5.4)，第一支撑块(19.4)安装在第一导流环(5.4)内；第二外圈(19.2)和第一导流环(5.4)之间形成的空间构成出风道(6)。

7.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，第三风圈(20)具有第三内圈(20.1)和第三外圈(20.2)，第三内圈(20.1)和第三外圈(20.2)之间设有第三扇叶片(20.3)，第三扇叶片(20.3)之间开有进风道(7)。

8.根据权利要求1所述离心泵式电机，其特征在于，在第三外圈(20.2)的内壁设有若干第二支撑块(20.4)，第二环流散热罩(14)设有第二导流环(14.5)，第二支撑块(20.4)安装在第二导流环(14.5)内；第三外圈(20.2)和第二导流环(14.5)之间形成的空间构成出风道(6)。

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