ПРИВОДНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2024 года по МПК B60K1/00 B60K11/02 B60K11/06 H02K7/116 F16N7/38 H02K5/20 H02K9/02 H02K9/20 

Изобретение относится к приводной системе, предназначенной для гибридных и чисто электрических транспортных средств.

Известна интегрированная система центрального привода [патент CN 210440562 U, МПК F16H 57/04, опубл. 01.05.2020], которая включает в себя корпус двигателя и двигатель, расположенный внутри корпуса двигателя и включающий в себя статор, закрепленный на корпусе двигателя, и ротор, расположенный внутри статора с возможностью вращения на выходном валу, и модуль механического масляного насоса, соединенный с двигателем. Модуль механического масляного насоса включает в себя торцевую крышку модуля масляного насоса и механический масляный насос. Внутри системы проходит контур потока смазочного масла, частично сформированный в корпусе двигателя, торцевой крышке модуля масляного насоса и в выходном валу, при этом нижняя часть корпуса двигателя имеет емкость для размещения смазочного масла, выполненную за одно целое с корпусом корпуса двигателя. Механический масляный насос приводится в действие выходным валом двигателя через зубчатую передачу и используется для циркуляции смазочного масла в емкости, вмещающей смазочное масло, в контуре потока смазочного масла приводной системы транспортного средства.

Описанная конструкция имеет корпус сложной формы, состоящий из трех частей, что усложняет доступ к узлам двигателя для частичного ремонта и обслуживания двигателя и снижает его срок эксплуатации.

Недостатком описанной конструкции является то, что канал охлаждающей жидкости в корпусе располагается внутри спиральной трубы, что повышает трудоемкость его изготовления. К тому же такое исполнение нарушает тепловой обмен между жидкостью и статором, потому что охлаждающая жидкость напрямую не контактирует с охлаждаемой внешней поверхностью статора, что также ведет к снижению срока службы компонентов двигателя.

Известная система привода в своей конструкции имеет встроенный масляный насос, который подает смазочное масло на вращающиеся элементы двигателя. Встроенный масляный насос находится в системе смазки двигателя, отчего продукты износа зубчатой передачи редуктора попадают в систему подачи масла, а после и в масляный бак. Продукты износа, попавшие в масло, снижают эффективность и надежность работы системы смазки двигателя. Вследствие этого появляется необходимость установки в масляный бак масляного фильтра, который также занимает полезное место в корпусе двигателя. В случае неисправности в описанной конструкции одного из элементов масляной системы для проведения ремонта или замены элементов системы подачи масла потребуется полный разбор корпуса, так как доступ к встроенному насосу, масляному фильтру и масляному баку ограничен.

Задачей настоящего изобретения является создание приводной системы с высоким уровнем надежности и ремонтопригодности, обеспечивающим свободный доступ в двигатель для быстрого ремонта его компонентов, а также с улучшенным тепловым обменом внутри двигателя.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в приводной системе транспортного средства, содержащей корпус двигателя с боковыми крышками, двигатель, включающий в себя статор, закрепленный на корпусе двигателя, ротор, насаженный на выходной вал, соединенный с редуктором, закрепленным на боковой крышке корпуса двигателя; распределительную коробку, сформированные внутри системы смазочный контур и контур водяного охлаждения, масляный насос, обеспечивающий циркуляцию смазочного масла по контуру прокачки, согласно изобретению, двигатель и редуктор размещены в отдельных корпусах, система дополнительно снабжена накладным резольвером, контролирующим скорость и момент вращения двигателя, который расположен на торцевой крышке, прикрепленной к боковой крышке корпуса двигателя, и окружен собственным корпусом, масляный насос выведен за пределы корпуса двигателя, между боковой крышкой и корпусом редуктора образована сливная емкость для смазочного масла, внутри корпуса двигателя со стороны другой боковой крышки на выходном валу двигателя установлена крыльчатка для принудительной циркуляции воздуха, а контур водяного охлаждения проходит по зазору между корпусом двигателя и рубашкой статора.

Для обеспечения центровки относительно корпуса двигателя в боковых крышках выполнены выступы, взаимодействующие с ответными пазами на корпусе двигателя.

Кроме того, на внешней поверхности статора выполнены спиральные ребра, формирующие контур охлаждения и увеличивающие интенсивность охлаждения статора.

Для сообщения смазочного контура двигателя с масляным насосом на торцевой крышке выполнено впускное отверстие для масла, а на нижней части корпуса редуктора - выпускное отверстие.

В некоторых вариантах исполнения для контроля скорости вращения выходного фланца в отверстии на корпусе редуктора может быть установлен датчик скорости.

Перечисленные признаки позволяют увеличить надежность конструкции за счет простоты изготовления, упрощения доступа к узлам для частичного ремонта и замены внутренних компонентов двигателя без полного разбора корпуса двигателя, а также за счет улучшенного охлаждения двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид в разрезе заявляемой приводной системы, на фиг. 2 - крепление боковой крышки к корпусу двигателя, на фиг. 3 - вид торцевой крышки со стороны резольвера.

Приводная система 1 содержит двигатель 2, редуктор 3, накладной резольвер 4, распределительную коробку 5.

Двигатель 2 расположен внутри корпуса двигателя 6 и включает в себя статор 7, закрепленный в корпусе двигателя 6 между двумя переходными боковыми крышками 8 и 9, ротор 10, расположенный с возможностью вращения внутри статора 7, и выходной вал 11, на который насажен ротор 10. В качестве двигателя 2 может быть использован асинхронный или синхронный двигатель.

Редуктор 3 прикреплен к одному концу двигателя 2 к переходной крышке 9 и предназначен для уменьшения выходной скорости двигателя и увеличения выходного крутящего момента двигателя.

Накладной резольвер 4 установлен с другой стороны двигателя на соединительном валу 12, который соединен с выходным валом 11, проходящим через двигатель 2. Резольвер 4 контролирует скорость и момент вращения двигателя 2.

Распределительная коробка 5 закреплена на корпусе двигателя 6 и предназначена для подачи питания на двигатель 2.

Две боковые крышки 8 и 9 прикреплены к правому и левому концам корпуса двигателя 6 с помощью крепежных винтов. На торцевых поверхностях боковых крышек 8 и 9 расположены выступы 13, которые входят в ответные пазы 14, выполненные в корпусе двигателя 6 (фиг. 2), благодаря чему происходит центровка боковых крышек 8 и 9 относительно корпуса двигателя 6 с обеих сторон двигателя 2.

Оба конца выходного вала 11 поддерживаются с двух сторон посредством радиальных подшипников, установленных в боковых крышках 8 и 9 (фиг. 1).

К боковой крышке 8 прикреплена с помощью крепежных деталей торцевая крышка 15, к которой, в свою очередь, крепится корпус резольвера 16.

Редуктор 3 заключен в отдельный корпус 17 и может быть представлен механизмом планетарного редуктора. Механизм планетарной передачи включает в себя коронную, солнечную и планетарную шестерни. Солнечная шестерня насажена на водило планетарной передачи, которое соединено с выходным валом двигателя 11.

Выходной фланец 18 приводной системы транспортного средства 1 соединен с водилом планетарной передачи редуктора 19, который поддерживается в корпусе редуктора 17 двумя коническими роликоподшипниками.

Внутри приводной системы 1 сформирован смазочный контур, который проходит между торцевой крышкой 15, боковой переходной крышкой 8, корпусом двигателя 6, боковой переходной крышкой 9, выходным валом 11 двигателя и корпусом редуктора 17.

Торцевая крышка 15 представляет собой плоский элемент и имеет впускное отверстие 20 для смазочного масла (фиг. 3). Бак для смазочного масла 21 выполнен в крышке 15 вокруг соединительного вала 12 (фиг. 1).

Составляющими смазочного контура потока являются осевой канал 22, проходящий через выходной вал 11, с которым гидравлически связаны радиальные каналы 23, выходящие из масляного бака 21, и радиально наклонный канал 24, выходящий от подшипника выходного вала 11.

После смазки шестерен и подшипников в системе смазочное масло собирается в сливной емкости 25, образованной между корпусом редуктора 17 и боковой переходной крышкой 9 и имеющей в нижней части выпускное отверстие 27.

Смазочное масло, входящее через впускное отверстие 20, поступает в камеру торцевой крышки 15 и смазывает подшипник выходного вала 11 двигателя. Затем часть смазочного масла вытекает через радиально наклонный канал 24, образованный на левом конце вала, в осевой канал 22, куда другая часть масла поступает по радиальным каналам 23. По осевому каналу 22 на выходном валу 11 объединенный поток жидкости направляется к другому концу двигателя 2, где часть масла вытекает через радиальные каналы 26 и смазывает радиальный подшипник выходного вала 11, детали редуктора 3 и конические роликоподшипники. После чего смазочное масло стекает в масляную емкость 25 в корпусе редуктора 17, откуда сливается через выпускное отверстие 27 и поступает в масляный насос, вынесенный за пределы корпусов системы (не показан). Так в предлагаемой системе реализуется метод принудительной смазки подшипников и редуктора.

Наряду с этим в приводной системе 1 по настоящему изобретению сформирован контур водяного охлаждения, который включает в себя канал 28 для охлаждающей жидкости, так называемую «водяную рубашку», образованную за счет спиральных ребер на внешней поверхности статора 7. Канал 28 расположен в зазоре между статором 7 и корпусом двигателя 6 и соединен с внешним насосом охлаждающей жидкости и радиатором (здесь не показаны). Охлаждающая жидкость втекает в канал 28 через входное отверстие 29 и течет по внешней окружности статора 7, охлаждая его. Взаимодействие охлаждающей жидкости напрямую с поверхностью статора позволяет эффективно отводить тепло, которое возникает в пазовых частях обмоток статора 7.

В конце канала 28 на корпусе двигателя 6 находится выходное отверстие 30, откуда охлаждающая жидкость выходит за пределы двигателя.

Для дополнительного охлаждения двигателя 2 на выходном валу двигателя 11 перед крышкой 8 расположена крыльчатка 31. При вращении выходного вала 11 крыльчатка 31 создает принудительную циркуляцию воздушных потоков внутри двигателя 2.

На корпусе редуктора 17 в специальное отверстие установлен датчик скорости 32, который считывает скорость вращения выходного фланца 18 и отправляет данные на блок управления (здесь не показан) для регулировки подачи тока на двигатель 2.

Предлагаемая приводная система работает следующим образом.

При нажатии педали акселерации транспортного средства сигнал поступает в блок управления, который подает сигналы на подачу тока с внешнего накопителя энергии (не показан). Дополнительно сигнал передается на внешний масляный насос, который запускает циркуляцию смазочного масла внутри двигателя 2, которое предварительно очищается в масляном фильтре, расположенным за пределами системы, после чего входит в систему через впускное отверстие 20 в боковой крышке 8 и последовательно проходит по смазочному контуру, описанному выше.

Ток подается через распределительную коробку 5 на обмотку статора 7 двигателя 2, возбуждая электромагнитное поле двигателя. При установлении магнитного поля ротор 10 начинает вращение, создавая тяговое усилие для транспортного средства. Обмотки статора 7 начинают греться преимущественно в лобовых частях статора. Отвод выделяемой при этом энергии осуществляется охлаждающей жидкостью, циркулирующей по каналу охлаждения 28 на внешней поверхности статора 7, и дополнительно направленным потоком воздуха, создаваемым вращением крыльчатки 31. Крутящий момент от двигателя 2 передается через редуктор 3, увеличивая крутящий момент на выходном фланце 18, связанным с карданным валом транспортного средства. Для равномерной работы двигателя 2 управление им ведется через блок управления (не показан) на основе регулировки подачи тока на двигатель 2 и контроля скорости и момента вращения резольвером 4 и датчиком скорости 32.

При инерционном ходе и торможении транспортного средства двигатель начинает рекуперацию энергии и блок управления обеспечивает подзарядку накопителя энергии.

Таким образом, предлагаемая приводная система имеет высокий уровень ремонтопригодности, обеспечивающий свободный доступ в двигатель для быстрого ремонта или замены его внутренних компонентов и позволяет увеличить срок службы привода за счет улучшенного охлаждения двигателя.

Изобретение относится к транспортным средствам. Приводная система транспортного средства содержит корпус с боковыми крышками, двигатель со статором, закрепленным на корпусе двигателя и ротором, насаженным на выходной вал, соединенный с редуктором, закрепленным на боковой крышке корпуса. Также имеется распределительная коробка, сформированные внутри системы смазочный контур и контур водяного охлаждения, масляный насос. Двигатель и редуктор размещены в отдельных корпусах. Дополнительно имеется накладной резольвер, контролирующий скорость и момент вращения двигателя, который расположен на торцевой крышке, прикрепленной к боковой крышке корпуса и окружен собственным корпусом. Масляный насос расположен за пределами корпусов системы. Между боковой крышкой и корпусом редуктора образована сливная емкость для смазочного масла. Внутри корпуса двигателя со стороны другой боковой крышки на выходном валу двигателя установлена крыльчатка для циркуляции воздуха. Контур водяного охлаждения проходит по зазору между корпусом двигателя и рубашкой статора. Повышается надежность и ремонтопригодности привода. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Приводная система транспортного средства, содержащая корпус с боковыми крышками, двигатель, включающий в себя статор, закрепленный на корпусе двигателя; ротор, насаженный на выходной вал, соединенный с редуктором, закрепленным на боковой крышке корпуса; распределительную коробку, сформированные внутри системы смазочный контур и контур водяного охлаждения, масляный насос, обеспечивающий циркуляцию масла по смазочному контуру, отличающаяся тем, что двигатель и редуктор размещены в отдельных корпусах, система дополнительно снабжена накладным резольвером, контролирующим скорость и момент вращения двигателя, который расположен на торцевой крышке, прикрепленной к боковой крышке корпуса, и окружен собственным корпусом, масляный насос расположен за пределами корпусов системы, между боковой крышкой и корпусом редуктора образована сливная емкость для смазочного масла, внутри корпуса двигателя со стороны другой боковой крышки на выходном валу двигателя установлена крыльчатка для принудительной циркуляции воздуха, а контур водяного охлаждения проходит по зазору между корпусом двигателя и рубашкой статора.

2. Приводная система транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что боковые крышки корпуса двигателя снабжены выступами для их центровки относительно корпуса двигателя.

3. Приводная система транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что в контуре охлаждения на внешней поверхности статора двигателя выполнены спиральные ребра.

4. Приводная система транспортного средства по любому из пп. 1, 2, отличающаяся тем, что для сообщения смазочного контура двигателя с масляным насосом на торцевой крышке выполнено впускное отверстие для масла, а на нижней части корпуса редуктора - выпускное отверстие.

5. Приводная система транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе редуктора расположено отверстие для установки датчика скорости, предназначенного для контроля скорости вращения выходного фланца.