КОНСТРУКЦИЯ ПОЛОГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА С МАСЛЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ И КОНСТРУКЦИЯ РОТОРА С МАСЛЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК F16C3/02 H02K1/32 H02K9/19 F16H57/04 

Область техники

[0001] Изобретение относится к области техники электродвигателей, в частности к конструкции полого вращающегося вала с масляным охлаждением и конструкции ротора с масляным охлаждением.

Уровень техники

[0002] По мере роста требований к мощности двигателя повышаются и требования к охлаждению двигателя, с ними меняются и способы охлаждения двигателя. Наиболее распространенное решение по охлаждению нагревающихся частей двигателя - непосредственно с помощью охлаждающего масла. В настоящее время маслоканалы для двигателей с масляным охлаждением работают по следующему принципу: после того как масло попадает в двигатель, первый маслоканал входит в кожух двигателя, проходящий через кожух двигателя маслоканал или отверстие для впрыска масла охлаждают сердечник статора и концевую обмотку; второй маслоканал входит во внутренний маслоканал полого вращающегося вала через маслоканал на торцевой крышке, а затем попадает во внутренний маслоканал ротора, тем самым охлаждая сердечник ротора и стальной магнит; при этом масло, выходящее из ротора, может распыляться на внутреннюю часть концевой обмотки, охлаждая ее. При этом в основе конструкции лежит использование внутренней полости полого вращающегося вала в качестве части маслоканала; типичное устройство показано на фиг. 1; охлаждающее масло поступает во внутреннюю полость вращающегося вала с одного конца вала, собирается внутри полости, а затем под действием центробежной силы на высокой скорости проходит через радиальное отверстие вала и попадает во внутренний маслоканал железного сердечника, охлаждая ротор; однако такая конструкция имеет следующие недостатки: если она используется только для перекачки масла, делается небольшая полость, и ротор приобретает большую массу, что не соответствует требованиям к легкой конструкции, а если для получения легкой конструкции сделать большую полость, внутри ротора будет скапливаться большое количество масла, вырастет значение динамического дисбаланса ротора, во время вращения масло будет стекаться, что приведет к снижению характеристик NVH (шум, вибрация, жёсткость) и увеличению колебаний крутящего момента. Поэтому существует настоятельная потребность в разработке конструкции полого вращающегося вала с масляным охлаждением, которая позволит решить вышеуказанные проблемы.

Раскрытие сущности изобретения

[0003] С учетом перечисленных выше технических проблем, настоящее изобретение представляет конструкцию полого вала с масляным охлаждением, которая позволит свести к минимуму проблемы, вызванные скоплением масла внутри полого вала, при условии, что удастся обеспечить легковесную конструкцию, технологичность сборки и удовлетворительный подвод масла.

[0004] Ниже приводится описание технического решения в рамках настоящего изобретения.

[0005] Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением, которая включает в себя первую соединительную часть и вторую соединительную часть; первая соединительная часть включает в себя соединенные между собой первый конец вала и первый корпус вала, а вторая соединительная часть включает в себя соединенные между собой второй конец вала и второй корпус вала; первый корпус вала и второй корпус вала плотно соединяются друг с другом, образуя тело вращающегося вала; в первой соединительной части имеется полость глухого отверстия, которая обращена в сторону отверстия на одной стороне второй соединительной части; на втором конце вала имеются соединенные между собой масловпускное отверстие и первая внутренняя полость; на втором корпусе вала имеется вторая внутренняя полость, которая соединяется с первой внутренней полостью; на конце второго корпуса вала предусмотрена уплотнительная заглушка, которая разделяет полость глухого отверстия и вторую внутреннюю полость; в теле вращающегося вала имеется продольный маслоканал, который соединяется со второй внутренней полостью; также маслоканал соединяется с первым масляным отверстием и вторым масляным отверстием, через которые охлаждающее масло вытекают из тела вращающегося вала.

[0006] Предпочтительно, чтобы на конце второго корпуса вала была предусмотрена кольцеобразная монтажная панель, которая вставляется во внутреннюю часть полости глухого отверстия, уплотнительная заглушка выполнена в форме чаши и вставляется в кольцеобразную монтажную панель, герметично отделяя вторую внутреннюю полость от полости глухого отверстия.

[0007] Предпочтительно, чтобы внутренняя часть полости глухого отверстия была снабжена несколькими длинными узкими и выпуклыми выступами, которые выступают внутрь, а конец выступа, расположенный у отверстия полости глухого отверстия, снабжен соответствующим гнездом, первый корпус вала и второй корпус вала через это гнездо крепятся на кольцеобразной монтажной панели с натягом, а затем свариваются по кругу в единое целое.

[0008] Предпочтительно, чтобы продольный маслоканал содержал первый маслоканал и второй маслоканал, первый маслоканал расположен на выступе, второй маслоканал расположен на втором корпусе вала, первый маслоканал и второй маслоканал имеют однозначное соответствие друг с другом.

[0009] Предпочтительно, чтобы первая полость и вторая полость образовали камеру для хранения масла.

[00010] Конструкция ротора с масляным охлаждением, которая включает в себя вышеупомянутую конструкцию полого вала с масляным охлаждением.

[00011] Предпочтительно, чтобы конструкция также включала первую нажимную пластину, вторую нажимную пластину и сердечник ротора, при этом тело вращающегося вала устанавливается в центре сердечника ротора, первая нажимная пластина расположена на одной стороне сердечника ротора рядом с первым концом вала, вторая нажимная пластина расположена на другой стороне сердечника ротора рядом со вторым концом вала; на наружной стороне первой нажимной пластины расположен первый маслонаправляющий лоток, сообщающийся с первым масляным отверстием, охлаждающее масло попадает из продольного маслоканала в первое масляное отверстие, а затем вытекает через первый маслонаправляющий лоток; сердечник ротора снабжен маслораспределительным каналом, на внутренней стороне второй нажимной пластины предусмотрена соединительная масляная канавка, которая соединяет второе масляное отверстие с маслораспределительным каналом; на внутренней стороне первой нажимной пластины также имеется второй маслонаправляющий лоток, сообщающийся с маслораспределительным каналом; охлаждающее масло попадает из маслоканала во второе масляное отверстие, а затем через соединительную масляную канавку и маслораспределительный канал, и затем через второй маслонаправляющий лоток вытекает наружу.

[00012] Предпочтительно, чтобы второй маслонаправляющий лоток содержал соединенные между собой корпус лотка и маслоотводящее отверстие, корпус лотка соединен с маслораспределительным каналом, а маслоотводящее отверстие расходится наружу, к краям окружности, и каждое из маслоотводящих отверстий имеет наклон по часовой стрелке или против часовой стрелки.

[00013] Полезные эффекты настоящего изобретения:

[00014] Конструкция полого вала в настоящем изобретении содержит первую соединительную часть и вторую соединительную часть, на конце корпуса второго вала второй соединительной части имеется уплотнительная заглушка, которая отделяет полость глухого отверстия от второй внутренней полости, так что первая внутренняя полость и вторая внутренняя полость во второй соединительной части образуют камеру для хранения масла; настоящее изобретение позволяет эффективно уменьшить скопление масла внутри конструкции полого вала при условии обеспечения легкого веса, что помогает уменьшить воздействие динамического дисбаланса узла ротора, улучшить характеристики NVH и уменьшить колебания крутящего момента; настоящее изобретение позволяет регулировать размер камеры для хранения масла путем регулировки положений участков корпуса первого вала и корпуса второго вала, тем самым удовлетворяя разные потребности в подаче масла на железные сердечники ротора; изобретение имеет простую конструкцию, легко реализуется и имеет низкую стоимость.

Описание прилагаемых чертежей

[00015] Ниже представлено подробное описание изобретения с чертежами и вариантами реализации.

[00016] На фиг. 1 показано схематическое изображение конструкции полого вала с масляным охлаждением из предшествующего уровня техники;

[00017] На фиг. 2 показано схематическое изображение конструкции полого вала с масляным охлаждением в настоящем изобретении;

[00018] На фиг. 3 показано схематическое изображение трехмерной структуры первой соединительной части в изобретении;

[00019] На фиг. 4 показано схематическое изображение трехмерной структуры второй соединительной части в изобретении;

[00020] На фиг. 5 показано схематическое изображение конструкции ротора с масляным охлаждением в изобретении;

[00021] На фиг. 6 показано схематическое изображение первой прижимной пластины в изобретении.

[00022] Обозначения на фигурах: 1. Первая соединительная часть; 11. Первый конец вала; 12. Первый корпус вала; 13. Полость глухого отверстия; 14. Длинный выступ; 15. Гнездо; 2. Вторая соединительная деталь; 21. Второй конец вала; 22. Второй корпус вала; 23. Масловпускное отверстие; 24. Первая внутренняя полость; 25. Вторая внутренняя полость; 26. Уплотнительная заглушка; 27. Кольцеобразная монтажная панель; 3. Продольный маслоканал; 31. Первое масляное отверстие; 32. Второе масляное отверстие; 33. Первый маслоканал; 34. Второй маслоканал; 4. Первая нажимная пластина; 41. Первый маслонаправляющий лоток; 42. Второй маслонаправляющий лоток; 421. Основной корпус; 422. Масловыпускное отверстие; 5. Вторая нажимная пластина; 51. Соединительная масляная канавка; 6. Сердечник ротора; 61. Маслораспределительный канал.

Конкретные варианты реализации

[00023] Для более подробного объяснения цели, технического решения и преимуществ данного изобретения ниже приводится подробное описание изобретения в виде конкретных вариантов реализации со ссылкой на чертежи. Следует понимать, что эти описания являются лишь иллюстративными и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Кроме того, в описании ниже опущено описание хорошо известных конструкций и технологий, чтобы оно не препятствовало пониманию концепции данного изобретения.

[00024] Как показано на фиг. 2-3, конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением включает в себя первую соединительную часть 1 и вторую соединительную часть 2; первая соединительная часть 1 включает в себя соединенные между собой первый конец вала 11 и первый корпус вала 12; вторая соединительная часть 2 включает в себя соединенные между собой второй конец вала 21 и второй корпус вала 22; первый корпус вала 12 и второй корпус вала 22 плотно соединены, образуя тело вращающегося вала; на первом конце вала 11 имеется шлиц, в соединительной части 1 имеется полость глухого отверстия 13, направленная в сторону отверстия на одной стороне второй соединительной части 2, а внутри полости глухого отверстия 13 имеется четыре длинных узких выступа, которые выступают внутрь 14, на конце выступа 14 около отверстия полости глухого отверстия 13 имеется соответствующее гнездо 15.

[00025] Второй конец 21 вала снабжен соединенными между собой масловпускным отверстием 23 и первой внутренней полостью 24; второй корпус 22 вала снабжен второй внутренней полостью 25; вторая внутренняя полость 25 соединяется с первой внутренней полостью 24; конец второго корпуса вала 22 снабжен уплотнительной заглушкой 26, которая отделяет полость глухого отверстия 13 от второй внутренней полости 25 и имеет форму чаши; конец второго корпуса вала 22 также снабжен кольцеобразной монтажной панелью 27, которая входит во внутреннюю часть полости глухого отверстия 13; уплотнительная заглушка 26 входит во внутреннюю часть кольцеобразной монтажной панели 27 и герметично отделяет вторую внутреннюю полость 25 от полости глухого отверстия 13, так что первая внутренняя полость 24 и вторая внутренняя полость 25 образуют камеру для хранения масла.

[00026] Тело вращающегося вала снабжено продольным маслоканалом 3, который соединяется со второй внутренней полостью 25, а также с первым масляным отверстием 31 и вторым масляным отверстием 32; охлаждающее масло через первое масляное отверстие 31 и второе масляное отверстие 32 вытекает из тела вращающегося вала; этих продольных маслоканалов 3 имеется 4 штуки, каждый маслоканал 3 состоит из первого маслоканала 33 и второго маслоканала 34; первый маслоканал 33 находится на выступе 14, а второй маслоканал 34 находится на втором корпусе вала 22; первый маслоканал канал 33 и второй маслоканал канал 34 однозначно соответствуют друг другу.

[00027] В процессе обработки первая соединительная часть 1 и вторая соединительная часть 2 могут быть сформированы путем ковочного прессования, а затем они проходят черновую обработку, при этом первый корпус вала 12 первой соединительной части 1 и второй корпус вала 22 второй соединительной части 2 крепятся на кольцеобразной монтажной панели 27 с натягом через гнездо 15, каждый первый маслоканал 33 однозначно соответствует второму маслоканалу 34; после завершения сборки они свариваются по кругу в единое целое и затем проходят чистовую обработку.

[00028] Как показано на фиг. 5 и фиг. 6, конструкция ротора с масляным охлаждением включает в себя вышеупомянутую конструкцию полого вращающегося вала с масляным охлаждением, а также первую нажимную пластину 4, вторую нажимную пластину 5 и сердечник ротора 6; тело вращающегося вала устанавливается в центре сердечника ротора 6, на одной стороне сердечника ротора 6 рядом с первым концом вала 11 устанавливается первая прижимная пластина 4, а вторая прижимная пластина 5 находится на стороне сердечника ротора 6 рядом со вторым концом вала 21; на внешней стороне первой нажимной пластины 4 имеется первый маслонаправляющий лоток 41, сообщающийся с первым масляным отверстием 31; охлаждающее масло перетекает из продольного маслоканала 3 в первое масляное отверстие 31, а затем вытекает через первый маслонаправляющий лоток 41; сердечник ротора 6 снабжен маслораспределительным каналом 61, а на внутренней стороне второй нажимной пластины 5 имеется соединительная масляная канавка 51, которая соединяет второе масляное отверстие 32 с маслораспределительным каналом 61; на внутренней стороне первой нажимной пластины 4 также имеется второй маслонаправляющий лоток 42, соединенный с маслораспределительным каналом 61, охлаждающее масло по продольному маслоканалу 3 попадает во второе масляное отверстие 32 и затем течет по соединительной масляной канавке 51 и по маслораспределительному каналу 61, и наконец, вытекает через второй маслонаправляющий лоток 42. Второй маслонаправляющий лоток 42 включает в себя сообщающиеся между собой основной корпус 421 и масловыпускные отверстия 422; основной корпус 421 соединяется с маслораспределительным каналом 61; масловыпускные отверстия 422 расходятся наружу к внешнему краю окружности, и каждое масловыпускное отверстие 422 имеет наклон в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки.

[00029] В процессе использования охлаждающее масло поступает из масловпускного отверстия 23 на втором конце вала 21, собирается внутри камеры для хранения масла, а затем под действием центробежной силы на высокой скорости попадает в продольный маслоканал 3 в теле вращающегося корпуса; затем через второе масляное отверстие 32 оно попадает в соединительную масляную канавку 51, после чего попадает в маслораспределительный канал 61, и наконец, вытекает через второй маслонаправляющий лоток 42, маслораспределительный канал 61 находится в маслоканале железного сердечника, чем достигается цель охлаждения ротора; другая часть охлаждающего масла поступает в первую нажимную пластину 4 через первое масляное отверстие 31 и вытекает через первый маслонаправляющий лоток 41.

[00030] Настоящее изобретение может эффективно уменьшить скопление масла внутри конструкции полого вращающегося вала при условии обеспечения легкого веса конструкции, помогая уменьшить влияние динамического дисбаланса узла ротора, тем самым улучшая характеристики NVH и снижая колебания крутящего момента; настоящее изобретение позволяет регулировать размер камеры для хранения масла путем регулирования положений участков первого корпуса вала 12 и второго корпуса вала 22, тем самым удовлетворяя различные потребности в подаче масла на сердечник ротора 6; настоящее изобретение имеет простую конструкцию, легко реализуется и имеет низкую стоимость.

[00031] Следует понимать, что вышеупомянутые конкретные варианты реализации настоящего изобретения используются только для иллюстрации или объяснения принципов настоящего изобретения в качестве примера и не ограничивают настоящее изобретение. Следовательно, любые модификации, аналогичные замены, улучшения и т. д., сделанные без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения. Кроме того, формула изобретения, прилагаемая к настоящему изобретению, охватывает все изменения и модификации, которые входят в объем и в границы или в эквиваленты объема и границ прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в уменьшении массы конструкции полого вращающегося вала с масляным охлаждением и ротора с масляным охлаждением, а также уменьшении скопления масла внутри конструкции. Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением включает в себя первую соединительную часть (1) и вторую соединительную часть (2). Первая соединительная часть (1) включает в себя соединенные между собой первый конец вала (11) и первый корпус вала (12). Вторая соединительная часть (2) включает в себя соединенные между собой второй конец вала (21) и второй корпус вала (22). Первый корпус вала (12) и второй корпус вала (22) плотно соединены друг с другом, образуя тело вращающегося вала. Внутри первой соединительной части (1) имеется полость глухого отверстия (13), которая обращена к отверстию на одной стороне второй соединительной части (2). Внутри второго конца вала (21) имеются соединенные друг с другом масловпускное отверстие (23) и первая внутренняя полость (24). Внутри второго корпуса вала (22) имеется вторая внутренняя полость (25), при этом вторая внутренняя полость (25) и первая внутренняя полость (24) соединены между собой. На конце второго корпуса вала (22) предусмотрена уплотнительная заглушка (26), которая разделяет полость глухого отверстия (13) и вторую внутреннюю полость (25). На теле вращающегося вала имеется продольный маслоканал (3), который соединяется со второй внутренней полостью (25). Маслоканал (3) соединяется с первым масляным отверстием (31) и вторым масляным отверстием (32), через которые охлаждающее масло вытекает из тела вращающегося вала. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением, характеризующаяся тем, что включает в себя первую соединительную часть и вторую соединительную часть; первая соединительная часть включает в себя соединенные между собой первый конец вала и первый корпус вала, а вторая соединительная часть включает в себя соединенные между собой второй конец вала и второй корпус вала; первый корпус вала и второй корпус вала плотно соединены друг с другом, образуя тело вращающегося вала; в первой соединительной части имеется полость глухого отверстия, которая обращена в сторону отверстия на одной стороне второй соединительной части; на втором конце вала имеются соединенные между собой масловпускное отверстие и первая внутренняя полость; на втором корпусе вала имеется вторая внутренняя полость, которая соединена с первой внутренней полостью; на конце второго корпуса вала предусмотрена уплотнительная заглушка, которая разделяет полость глухого отверстия и вторую внутреннюю полость; в теле вращающегося вала имеется продольный маслоканал, который соединяется со второй внутренней полостью; также маслоканал соединяется с первым масляным отверстием и вторым масляным отверстием, через которые охлаждающее масло вытекает из тела вращающегося вала.

2. Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением по п. 1, отличающаяся тем, что на конце второго корпуса вала предусмотрена кольцеобразная монтажная панель, которая вставляется во внутреннюю часть полости глухого отверстия, уплотнительная заглушка выполнена в форме чаши и вставляется в кольцеобразную монтажную панель, герметично отделяя вторую внутреннюю полость от полости глухого отверстия.

3. Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением по п. 2, отличающаяся тем, что внутренняя часть полости глухого отверстия снабжена несколькими длинными узкими выступами, которые выступают внутрь, а на конце выступа у отверстия полости глухого отверстия имеется соответствующее гнездо, первый корпус вала и второй корпус вала через это гнездо крепятся на кольцеобразной монтажной панели с натягом, а затем свариваются по кругу в единое целое.

4. Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением по п. 3, отличающаяся тем, что продольный маслоканал содержит первый маслоканал и второй маслоканал, первый маслоканал расположен на выступе, второй маслоканал расположен на втором корпусе вала, первый маслоканал и второй маслоканал однозначно соответствуют друг другу.

5. Конструкция полого вращающегося вала с масляным охлаждением по п. 1, отличающаяся тем, что первая внутренняя полость и вторая внутренняя полость образуют камеру для хранения масла.

6. Конструкция ротора c масляным охлаждением, характеризующаяся тем, что включает в себя конструкцию полого вращающегося вала с масляным охлаждением по любому из пп. 1-5.

7. Конструкция ротора с масляным охлаждением по п. 6, отличающаяся тем, что также содержит первую нажимную пластину, вторую нажимную пластину и сердечник ротора, при этом тело вращающегося вала устанавливается в центре сердечника ротора, первая нажимная пластина расположена на одной стороне сердечника ротора рядом с первым концом вала, вторая нажимная пластина расположена на другой стороне сердечника ротора рядом со вторым концом вала; на наружной стороне первой нажимной пластины расположен первый маслонаправляющий лоток, сообщающийся с первым масляным отверстием, охлаждающее масло попадает из продольного маслоканала в первое масляное отверстие, а затем вытекает через первый маслонаправляющий лоток; сердечник ротора снабжен маслораспределительным каналом, на внутренней стороне второй нажимной пластины предусмотрена соединительная масляная канавка, которая соединяет второе масляное отверстие с маслораспределительным каналом; на внутренней стороне первой нажимной пластины также имеется второй маслонаправляющий лоток, сообщающийся с маслораспределительным каналом; охлаждающее масло попадает из маслоканала во второе масляное отверстие, а затем через соединительную масляную канавку и маслораспределительный канал и затем через второй маслонаправляющий лоток вытекает наружу.

8. Конструкция ротора с масляным охлаждением по п. 7, отличающаяся тем, что второй маслонаправляющий лоток содержит соединенные между собой корпус лотка и маслоотводящее отверстие, корпус лотка соединен с маслораспределительным каналом, а маслоотводящие отверстия расходятся наружу, к краям окружности, и каждое из маслоотводящих отверстий имеет наклон по часовой стрелке или против часовой стрелки.