CN215682071U - 一种转子轴水冷却电机系统密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种转子轴水冷却电机系统密封结构，包括转子轴、电机壳体和机械水封，电机壳体的一端设置有冷却端盖，冷却端盖上设置有向壳体内部注入冷却液而冷却转子轴的流道，机械水封包括动环和静环，动环与转子轴固连，静环固定于冷却端盖上，动环与静环相对滑动，且由于两者高精磨的接触面形成对冷却液动态密封，从而将壳体内部分割成冷却腔和电机内腔，电机内腔中设置有对动环和静环之间摩擦生热而挥发出来的冷却液蒸汽进一步阻隔的唇形密封圈，唇形密封圈固定于冷却端盖的内壁上且其密封唇作用于转子轴形成密封。上述密封结构设计了机械水封和唇形密封圈两个独立密封件协同工作，使整个系统的冷却液及其蒸汽都阻隔在电机内腔以外。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机密封技术领域，尤其涉及一种转子轴水冷却电机系统密封结构。
背景技术
随着全球能源越来越紧张和环境污染日趋严重，越来越多的汽车主机厂和零部件厂开始研发新能源汽车及其动力系统，据预测未来二三十年，以纯电驱动系统为动力的汽车将占到30％以上。由于电机转速极高(可达18000转/分钟以上)，生热量很大，需要对其进行冷却，目前国内外先进电驱制造商所采取的冷却方式是在电机的转子轴内使用冷却液进行水冷，然而冷却液通常是有乙二醇和水混合而成，在高温下会形成蒸汽挥发出来而进入电机腔体，存在造成驱动系统失灵而危害车辆和驾乘人员安全的风险，这就对冷却液密封提出了很高要求，且过分追求密封性，会对转子轴造成过大摩擦，影响电机性能，因此需要进一步优化密封设计。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种转子轴水冷却电机系统密封结构，实现低摩擦、高可靠性的冷却液密封设计，满足转子轴水冷却的密封要求。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种转子轴水冷却电机系统密封结构，其包括转子轴、电机壳体和机械水封，电机壳体的一端设置有冷却端盖，冷却端盖上设置有向壳体内部注入冷却液而冷却转子轴的流道，机械水封包括动环和静环，动环与转子轴固连，静环固定于冷却端盖上，动环与静环相对滑动，且由于两者高精磨的接触面形成对冷却液动态密封，从而将壳体内部分割成冷却腔和电机内腔，电机内腔中设置有对动环和静环之间摩擦生热而挥发出来的冷却液蒸汽进一步阻隔的唇形密封圈，唇形密封圈固定于冷却端盖的内壁上且其密封唇作用于转子轴形成密封。
特别地，静环、唇形密封圈的外径分别与冷却端盖的内壁过盈配合，且配合面上预涂有密封胶。
特别地，转子轴中空，动环设置于转子轴的端部，转子轴上过盈套设有轴套，轴套同时罩设于动环外，唇形密封圈的密封唇与轴套接触密封。
特别地，动环与静环的接触面上设置有存储冷却液而起到润滑作用的沟槽。
特别地，唇形密封圈的密封唇设置有不止一个，各个密封唇沿着转子轴的轴向排列密封。
综上，本实用新型的有益效果为，与现有技术相比，所述转子轴水冷却电机系统密封结构设计了机械水封和唇形密封圈两个独立密封件协同工作，机械水封用于高速旋转过程中隔绝几乎所有冷却液体，唇形密封圈用于对挥发出来的冷却液蒸汽二次阻隔，从而整个系统的冷却液以及其蒸汽都可以完美阻隔在电机内腔以外，满足电机系统冷却的同时最大程度保证其密封性，同时对转子轴摩擦损耗小，不影响电机性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的转子轴水冷却电机系统密封结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
请参阅图1所示，本实施例提供一种转子轴水冷却电机系统密封结构，包括转子轴1、电机壳体、机械水封3和唇形密封圈4。
电机壳体的一端设置有冷却端盖2，冷却端盖2上设置有向壳体内部注入冷却液而冷却转子轴1的流道5。
机械水封3包括动环6和静环7，动环6与转子轴1固连，静环7固定于冷却端盖2上，动环6与静环7相对滑动，且由于两者高精磨的接触面形成对冷却液动态密封，从而将壳体内部分割成冷却腔8和电机内腔，通过机械水封3的密封作用，使冷却液封闭在转子轴1内部或一侧。
唇形密封圈4设置于电机内腔中，用于对动环6和静环7之间摩擦生热而挥发出来的冷却液蒸汽进一步阻隔，唇形密封圈4固定于冷却端盖2的内壁上且其密封唇11作用于转子轴1形成密封。
静环7、唇形密封圈4的外径分别与冷却端盖2的内壁过盈配合，且配合面上预涂有密封胶9，从而实现压装后的外径静态密封。
特别地，转子轴1中空，提高冷却效果，动环6设置于转子轴1的端部，转子轴1上过盈套设有轴套10，轴套10同时罩设于动环6外，唇形密封圈4的密封唇11与轴套10接触密封。
动环6与静环7的接触面上设置有沟槽，可降低摩擦力，也用于在高速旋转过程中存储液体而起到润滑作用。
唇形密封圈4，优选用PTFE材料，一方面具有高的耐磨耐温特性，另一方面由于其较低的摩擦系数，可以大幅降低系统的摩擦损耗和起动扭矩，根据使用工况，唇形密封圈4的密封唇11设置有不止一个，各个密封唇11沿着转子轴1的轴向排列密封。
综上，上述的转子轴水冷却电机系统密封结构设计了机械水封和唇形密封圈两个独立密封件协同工作，机械水封用于高速旋转过程中隔绝几乎所有冷却液体，唇形密封圈用于对挥发出来的冷却液蒸汽二次阻隔，从而整个系统的冷却液以及其蒸汽都可以完美阻隔在电机内腔以外，满足电机系统冷却的同时最大程度保证其密封性，同时对转子轴摩擦损耗小，不影响电机性能。
以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述事例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种转子轴水冷却电机系统密封结构，其特征在于，包括转子轴、电机壳体和机械水封，所述电机壳体的一端设置有冷却端盖，所述冷却端盖上设置有向壳体内部注入冷却液而冷却转子轴的流道，所述机械水封包括动环和静环，所述动环与转子轴固连，所述静环固定于冷却端盖上，动环与静环相对滑动，且由于两者高精磨的接触面形成对冷却液动态密封，从而将壳体内部分割成冷却腔和电机内腔，所述电机内腔中设置有对动环和静环之间摩擦生热而挥发出来的冷却液蒸汽进一步阻隔的唇形密封圈，所述唇形密封圈固定于冷却端盖的内壁上且其密封唇作用于转子轴形成密封。
2.根据权利要求1所述的转子轴水冷却电机系统密封结构，其特征在于：所述静环、所述唇形密封圈的外径分别与所述冷却端盖的内壁过盈配合，且配合面上预涂有密封胶。
3.根据权利要求1所述的转子轴水冷却电机系统密封结构，其特征在于：所述转子轴中空，所述动环设置于转子轴的端部，所述转子轴上过盈套设有轴套，所述轴套同时罩设于动环外，所述唇形密封圈的密封唇与轴套接触密封。
4.根据权利要求1所述的转子轴水冷却电机系统密封结构，其特征在于：所述动环与所述静环的接触面上设置有存储冷却液而起到润滑作用的沟槽。
5.根据权利要求1所述的转子轴水冷却电机系统密封结构，其特征在于：所述唇形密封圈的密封唇设置有不止一个，各个密封唇沿着转子轴的轴向排列密封。
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