液體冷卻的電的製造方法
2023-05-03 10:54:26 2
液體冷卻的電的製造方法
【專利摘要】一種流動控制裝置，用於電機，並包括設置成形的室和用於傳送液體冷卻劑的通道。熱從該電機的特定部分向所述冷卻劑傳遞的速率由通過所述室的所述液體的變化的速度確定，從而實現對該電機的這些部分的大致均勻的冷卻。
【專利說明】液體冷卻的電機
[0001]本申請是申請日為2009年9月3日，名稱為液體冷卻的電機，申請號為200980136006.9的申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及對電機中的部件的冷卻。具體而言，本發明涉及用於控制冷卻劑的流動的設備，以提供對電機的一部分的基本均勻的冷卻。
【背景技術】
[0003]由於車輛對電力的要求不斷增加，因此交流發電機(發電機)設計的趨勢已朝向更大供電能力發展。同時存在使交流發電機殼體更緊湊的需求，從而其在車輛的發動機艙中佔據較小的空間。這些需求的結果增加了對交流發電機的冷卻系統的要求，交流發電機冷卻系統必須將由位於交流發電機殼體中的定子/轉子繞組產生的熱移除。
[0004]交流發電機系統典型地包括殼體，該殼體包括一個或更多供液體冷卻劑流動通過的通道。冷卻劑通常被從車輛的發動機導流到交流發電機。專利US 6，633，098描述一種用於冷卻高輸出交流發電機中的定子和轉子(包括轉子上的繞組)的設置。定子由構成套筒結構的託架支撐。冷卻劑通道沿套筒軸向地且在其端部圓周地延伸。冷卻劑在套筒的一端進入，沿將其帶到另一端並再次返回的迴路行進。冷卻劑然後離開套筒，從而使定子被冷卻。轉子由離心風扇冷卻。翼片和導向件被提供用於引導來自風扇的氣流。
[0005]專利US 6，046，520也涉及冷卻高輸出交流發電機。壺形殼(本質上為具有基部的管)被附接到交流發電機殼體，從而在交流發電機殼體與殼之間形成間隙。該間隙圍繞殼體圓周地且沿殼體軸向地延伸。冷卻劑在與殼相切的入口處進入該間隙。其沿間隙圍繞殼的圓周傳送，並從與入口成約300度的出口離開。入口與出口(分開60度)之間的間隙被部分地阻擋，以阻止流體採用較短路逕到達出口。入口和出口被軸向(沿殼的長度交錯地)移位，以增強冷卻。圍繞殼的圓周轉約180度存在限制裝置。該限制裝置導致一些液體被軸嚮導流到殼的基部區域，在此區域液體可冷卻該區域中的軸承。其餘液體經過該限制裝置併到達出口。
[0006]因此，用於交流發電機的冷卻劑通道的常規設置結構是已知的。然而，日益增加的使內燃機消耗的燃料減小的需求引起了集成啟動發電機(ISG)的發展，其為傳統交流發電機的可替代物。類似於交流發電機，當發動機運轉時，ISG產生電力，用於供應車輛的電力系統並對其電池充電。然而，ISG將傳統交流發電機/發電機的功能與啟動馬達的功能結合在單個ISG中。因此，其能夠從交流發電機模式切換為啟動器模式。ISG能夠自動停止，並且隨後快速重啟發動機，以避免不必要的發動機空轉，例如在車輛等待交通燈時的情況。這減少了燃料消耗和廢物排放。
[0007]類似於交流發電機，ISG包括需要被冷卻的定子和轉子。然而，上述ISG的雙重功能意味著，其除了通常在交流發電機中存在的部件以外還需要其他部件。具體而言，ISG包括各種電動部件，用於產生啟動發動機所需的高電流。而且，需要複雜的電子裝置來有效地控制ISG的啟動-停止功能。而且，ISG面對與傳統交流發電機相同的對緊湊性的要求，因此電動部件和電子部件應該以最小可能的體積被集成到ISG的殼體中。這種高功率部件在小的封裝的空間中的結合意味著ISG產生大量的熱，該熱顯著大於傳統交流發電機，這些熱必須被有效移除，以使ISG有效地操作。
【發明內容】
[0008]根據本發明的第一方面，提供一種用於電機的流動控制設備，該流動控制設備包括第一壁和第二壁，所述第二壁相對於所述第一壁傾斜，以在所述第一壁與所述第二壁之間限定錐形第一室，所述第一室包括進入孔和離開孔，其中在使用時，隨著該液體在所述進入孔和所述離開孔之間傳送，所述錐形導致所述第一室中的液體的速度被改變，從而經由所述第一壁從熱源向所述液體的熱能的傳遞在所述進入孔和所述離開孔之間是基本均勻的。
[0009]優選地，所述流動控制設備的所述第二壁包括導向構件，所述導向構件具有第一端面和第二端面，所述第一端面相對於所述第二端面傾斜，以在所述第一端面和所述第二端面之間形成錐形輪廓，並且其中所述錐形第一室由所述第一壁和所述導向構件的所述第一端面限定。所述導向構件可為該電機的可分離部件，從而可以簡化電機自身的結構的製造。而且，可產生一系列導向構件，每個導向構件具有不同的錐形角。這實現對合適的導向構件的選擇，其將針對任何特殊的電機提供所需的流動速度曲線和冷卻性能。
[0010]該流動控制設備可進一步包括:包括埠的第三壁，所述埠被布置為接納液體；和第二室，所述第二室由所述第三壁和所述導向構件的所述第二端面限定，所述第一室的所述離開孔被聯接到所述第二室，其中在使用時，所述液體經由所述離開孔被從所述第一室傳送到所述第二室，並且所述第二室中的所述液體的至少一部分由所述埠接納。單個或多個埠用於將液體分配到電機的其它部分，以冷卻這些部分。
[0011]流動控制設備的第一壁可包括適於在液體中誘發湍流的起伏表面。可替代地或另外地，所述導向構件的所述第一端面可包括適於在液體中誘發湍流的起伏表面。由於湍流與層流相比可產生更高的熱傳遞速率，因而湍流是有利的。
[0012]根據本發明的第二方面，提供一種用於電機的大致圓柱形殼體，該殼體包括:第一端，所述第一端包括如上所述的流動控制設備；第二端；內環狀壁和外環狀壁，所述環狀壁在所述第一端與所述第二端之間軸向延伸；在所述內環狀壁和所述外環狀壁之間的多個通道，所述通道在所述第一端與所述第二端之間軸向延伸；和管道，所述管道在所述內環狀壁與所述外環狀壁之間圓周地延伸並在所述第二端處接合所述軸向通道，其中在使用時，液體通過所述軸向通道被從所述流動控制設備的處於所述第一端處的埠傳送到處於所述第二端處的所述管道，例如用於經由所述內環狀壁將熱能從熱源傳遞到所述液體。所述殼體的特徵提供控制流動速度曲線和分配用於冷卻的液體的結合優點。
[0013]根據本發明的第三方面，提供一種大致環形導向構件，用在電機的腔中並且適於影響液體在該電機的所述腔中的進入孔與離開孔之間的流動，所述導向構件包括第一端面和第二端面，所述第一端面相對於所述第二端面傾斜，以在所述第一端面與所述第二端面之間形成錐形輪廓，其中在使用時，隨著該液體在所述進入孔與所述離開孔之間被傳送，所述導向構件的所述錐形導致與所述第一端面相鄰的液體的速度改變。所述導向構件可為該電機的可分離部件，從而可以簡化電機自身的結構的製造。而且，可產生一系列導向構件，每個導向構件具有不同的錐形輪廓。這實現對合適的導向構件的選擇，其將針對任何特殊的電機提供所需的流動速度曲線和冷卻性能。
[0014]所述導向構件的所述第一端面可包括適於在液體中誘發湍流的起伏表面。由於湍流與層流相比可產生更高的熱傳遞速率，因而湍流是有利的。
[0015]根據本發明的第四方面，提供一種用於電機的配合構件，該配合構件包括由彈性外罩圍繞的剛性內核，該罩包括:具有大致平滑密封表面的第一配合部分；具有大致紋理粗糙阻尼表面的第二配合部分；以及內環狀壁和外環狀壁，所述環狀壁在所述第一配合部分和所述第二配合部分之間延伸，所述配合構件被布置為接合在電機的所述殼體的兩個部分之間，從而在使用時所述密封表面阻止液體從所述殼體洩漏，並且所述阻尼表面吸收在所述殼體的所述部分之間傳遞的振動。雙重功能的配合構件提供用於密封液體冷卻劑通道和減小電機中的振動的有效裝置。
[0016]優選地，紋理粗糙阻尼表面包括多個浮雕波紋。所述波紋可變形，從而它們允許殼體的兩個部分被緊固地夾持在一起，而不會導致彈性罩被壓碎或者沿徑向(向內或向外)嚴
重扭曲。
[0017]所述配合構件可進一步包括從所述浮雕波紋沿徑向向內定位的環狀徑向突起。所述環狀徑向突起用作進一步的密封度。
[0018]所述剛性內核可包括向內突起的唇部，其增加所述配合構件的總強度。
[0019]根據本發明的第五方面，提供一種用於電機的大致圓柱形殼體，該殼體包括第一部分，該第一部分包括:第一端和第二端；內環狀壁和外環狀壁，所述環狀壁在所述第一端與所述第二端之間軸向延伸；在所述內環狀壁與所述外環狀壁之間的多個通道，所述通道在所述第一端與所述第二端之間軸向延伸；和管道，所述管道在所述內環狀壁與所述外環狀壁之間圓周地延伸並在所述第二端處接合所述軸向通道，所述殼體進一步包括:第二部分；和如上所述的配合構件，所述配合構件被布置為接合在所述殼體的所述第一部分與所述第二部分之間。所述殼體的特徵提供控制流動速度曲線和分配用於冷卻的液體、密封、以及減小振動的結合優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]現在將參照附圖通過示例的方式更具體地描述本發明的優選實施例，在附圖中:
[0021]圖1示出用於車輛的發動機的集成啟動發電機(ISG)；
[0022]圖2示出圖1的ISG的前視圖；
[0023]圖3示出圖1的ISG的殼體的內部；
[0024]圖4示出用在圖1的ISG中的分流片環；
[0025]圖5a示出圖4的分流片環的俯視圖和仰視圖。圖5b和圖5c示出分流片環的剖視圖；
[0026]圖6示出圖3的殼體的一半的剖切圖，其包括圖4的分流片環；
[0027]圖7示出圖1的ISG的剖視圖；
[0028]圖8示出液體冷卻劑在圖4的分流片環的下端面上的流動路徑；
[0029]圖9示出液體冷卻劑在圖4的分流片環的上端面上的流動路徑；[0030]圖1Oa示出用在圖1的ISG中的NVH (噪聲、振動和聲振粗糙度)環；
[0031]圖1Ob示出用在圖1的ISG中的可替代的NVH環；
[0032]圖11示出安裝在圖1的ISG中的圖1Oa的NVH環；
[0033]圖12示出用在本發明的另一實施例的修改的殼體；以及
[0034]圖13示出用在圖12的殼體的修改的分流片環。
【具體實施方式】
[0035]圖1示出用於車輛發動機的集成啟動發電機(ISG)l。ISGl的前視圖示於圖2中。ISGl為開關磁阻馬達，其包括具有專用電子控制器的無刷馬達。其由連接在皮帶輪3與發動機的曲軸之間的帶(未示出)驅動。用於啟動發動機的力矩由鋼轉子對定子電磁體的磁吸引產生。不需要永磁體，且轉子不攜帶「鼠籠」或繞組。12V ISGl將傳輸高達65Nm的曲柄力矩、2.4kff的曲柄功率和3kW的發電功率。
[0036]ISGl包括大致圓柱形的模鑄件鋁製殼體5，其具有前端面7和後端面9。殼體5主要容納定子組件和相關的驅動軸和軸承。鋁製前蓋11被可移除地附接到殼體5的前端面
7。容納電動部件和電子部件的外殼13被可移除地附接到ISGl的後端面。殼體5的後部軸向向內突起，以形成接納外殼13的外腔(未示出)。
[0037]ISGl包括具有入口管15和出口管17的冷卻設備。冷卻設備利用來自發動機的液體冷卻劑來冷卻電動部件和電子部件以及定子組件。
[0038]圖3示出殼體5，其中前蓋11和外殼13被省去。殼體5的內部鑄有總共15根肋條19，肋條19從它們接近殼體5的後部的根部向殼體5的前部軸向延伸，未到達前端面7時終止。肋條19具有不一樣的長度，並被布置為，當圍繞殼體5距出口管17圓周轉180度觀看時，它們的最前部延伸為越來越靠向前端面7。肋條19被圓周地分隔，例如在它們之間形成多個軸向溝道21。
[0039]是鑄造脊部23圍繞殼體5的內部圓周地延伸朝向殼體5的後部並將肋條19的根部接合在一起。脊部23向內突起以在每個肋條的根部形成窄臺階25，臺階25垂直於肋條19的端面。脊部23進一步在相鄰肋條19之間的每個軸向溝道21中形成凹進凸緣(ledge)27。凹進凸緣27在臺階25的後面，因而交替分隔的凹進凸緣27和臺階25形成齒形圖案。
[0040]朝向殼體5的後部且與脊部23相鄰的是分離壁29。分離壁29垂直於殼體5的縱向軸線，並在脊部23的凹進凸緣27的後面。包含電動部件和電子部件的外殼13 (未示出)在分離壁29的另一側(即，後面)。外殼13通過熱墊與分離壁29分開。
[0041]圖4示出分流片環101，其由澆注模製塑料構成並用在ISGl中。圖5a示出分流片環101的俯視圖和仰視圖。圖5b示出沿圖5a的線B-B截取的剖視圖。圖5c示出沿圖5a的線C-C截取的剖視圖。
[0042]分流片環101包括大致平坦的上端面103和部分曲形的下端面105。適於傳送液體的入口 107和出口 109位於分流片環101的相對側(即，距彼此旋轉180度)。
[0043]下端面105的最下部形成用於分流片環101的平坦、水平基部111。曲形部分113、115分別從水平基部111朝向入口 107和出口 109延伸。
[0044]上端面103相對於水平基部111傾斜，從而上端面103從分流片環101的處於入口 107處的較厚段向下傾斜到處於出口 109處的較薄段。因而，如圖5b所示，分流片環101的輪廓在入口 107與出口 109之間是大致錐形的。
[0045]間歇地位於入口 107與出口 109之間的柱117從上端面103延伸。柱117的長度沿從入口 107到出口 109增大，從而柱的頂表面形成水平平面(平行於水平基部111)。柱117還在出口 109的區域中從下端面105延伸。
[0046]圓周地分隔的凸耳119從分流片環101徑向向外延伸。凸耳從上端面103朝向下端面105豎直延伸，從而凸耳119的下表面形成水平平面。
[0047]圖6示出圖3的殼體5的一半的剖切圖，其包括分流片環101。分流片環101安裝在分離壁29的前面並與脊部23相鄰。分流片環101的下端面105面對分離壁29。從下端面105延伸的柱117接觸分離壁29並用於防止分流片環101的薄端屈曲。分流片環101的凸耳119裝配到凹進凸緣27中並由凹進凸緣27支撐，例如用於終止軸向溝道21。分流片環101的入口 107與殼體5的入口管15對齊。
[0048]圖7示出沿圖2的線A-A截取的ISGl的剖視圖。在分流片環101裝配之後，定子組件301被安裝在殼體5中。定子組件301被容納在圓柱形鋼套筒303內，圓柱形鋼套筒303具有帶有上端305和下端307的外壁。套筒303的外直徑大於殼體5的內直徑。在ISGl的組裝過程中，殼體5被加熱，從而其膨脹以適應套筒303。套筒303然後被插入殼體5中，從而其下端307坐落在處於肋條19根部處的臺階25上並由該臺階25支撐。套筒303的下端307還接觸分流片環101的上端面103的柱117的端部，從而限制分流片環101以防止軸向運動。
[0049]套筒303的外壁接觸在殼體5的內部圓周上的肋條19的端面。套筒303的上端305朝向殼體5的前端面7延伸超過肋條19的最前部，由此將軸向溝道21接合在一起，以在殼體5與套筒303的外壁之間且在肋條19的前面形成圓周管道311。
[0050]因此，肋條19之間的軸向溝道21沿肋條19的端面被套筒303的外壁封閉，但在殼體5的前端面7以及其與分流片環101相交的位置(即軸向溝道21的根部)保持打開。
[0051]因此，在安裝過程中，殼體5被允許冷卻並隨後收縮，由此在肋條19的端面與套筒303的外壁之間形成幹涉配合。該幹涉配合確保當ISGl在正常工作中經受高溫時殼體5和套筒303不會彼此分開。
[0052]利用安裝在殼體5中的分流片環101和定子組件套筒303，限定了兩個室，每個室由位於殼體5後部的向內突起部分在分流片環101的內邊緣處限定範圍。下室被限定在分離壁29與分流片環101的下端面105之間。由於從下端面105的水平基部111延伸的曲形部分113、115，下室的橫截面積沿分流片環101從入口 107向出口 109變化。
[0053]上室被限定在定子組件套筒303的水平下端307與分流片環101的傾斜上端面103之間。由於上端面103的傾斜，上室的橫截面積以恆定速率在分流片環101的入口 107與出口 109之間改變。
[0054]前蓋11被安裝在殼體5上，從而封閉前端面7處的圓周管道311以在圓周管道311中形成錐形段，該錐形段由肋條19的如上所述朝向前端面7延伸的最前部限定。
[0055]ISGl如下組裝:殼體5的入口管15在分流片環101的入口 107處被聯接到下室；下室在分流片環101的出口 109處被聯接到上室；上室在凸耳119的被接納在凹進凸緣27中的區域處被聯接到軸向溝道21 ;圓周管道311在套筒303的上端305處被聯接到軸向溝道21 ;並且殼體5的出口管17被聯接到圓周管道311。[0056]因此，形成通路以使液體流動通過ISGl的殼體5，從而冷卻電動部件和電子部件以及定子組件。
[0057]在使用時，發動機的水泵驅使液體冷卻劑在壓力下經由分流片環101的入口 107通過入口管15並進入下室中。在入口 107處，冷卻劑分為兩條流動路徑，每條路徑的軌跡都為圍繞分離壁29的半圓。圖8中例示出這些冷卻劑流動路徑123中的一個，其示出圖4的分流片環101的下端面105的一半。兩條流動路徑在分流片環101的出口 109的區域中
彼此重新接合。
[0058]在沿每條路徑123流動的冷卻劑中，存在從分離壁29的表面延伸到流動的冷卻劑中的速度邊界層。另一速度邊界層從分流片環101的下端面105延伸到冷卻劑中。
[0059]冷卻劑為根據連續性理論作用的不可壓縮液體，因而在穩定的流動條件下，流動速度與液體端面的橫截面積(即沿垂直於冷卻劑的流動方向的截取的下室平面的面積)成反比。因此，冷卻劑的速度隨其從入口 107並沿由分流片環101 (其在分離壁29上面)的下端面105的曲形部分113限定的下室的變窄錐形段流動而增大。然後，冷卻劑隨後以恆定的速度流動通過由下端面105的水平基部111限定的下室的恆定橫截面。然後，冷卻劑的速度隨其流動通過由分流片環101的下端面105的曲形部分115限定的下室的變寬錐形段而減小。然後，冷卻劑到達分流片環101的出口 109。冷卻劑通過下室的速度為約0.2至
0.55米每秒，體積流動速率為約2升每分。這對於從電動部件和電子部件中排出的熱而言是有利的。其還減小了冷卻劑汙染物被引入該嚴格(critical)冷卻區域的可能性。
[0060]外殼13中的與分離壁29相鄰的熱的電動部件和電子部件將熱傳遞到分離壁29，這導致在分離壁29與在分離壁29上流動的冷卻劑之間的溫度差。因此，存在從分離壁29的表面延伸到流動的冷卻劑的熱邊界層，並且熱能從分離壁29傳遞到冷卻劑。熱傳遞的速率與分離壁29和冷卻劑之間的溫度差成比例。主要的傳熱機制為對流。更具體而言，由於冷卻劑通過發動機的水泵被泵浦通過下室，因此其為強迫對流過程。
[0061]如上所述，下室的橫截面積的變化導致冷卻劑的速度隨其從分流片環101的入口107流動到出口 109而變化。因此，由冷卻劑每單位時間吸取的熱能量在入口 107與出口109之間變化。也就是，從分離壁29向冷卻劑的熱傳遞速率由下室的形狀限定，其在分流片環101的入口 107與出口 109之間基本上保持恆定。因此，分離壁29保持基本上一致的溫度，從而避免在電動部件和電子部件中的任何明顯的溫度梯度。這是很重要的，因為這種溫度梯度可導致電動部件和電子部件的不均勻和可能不充分的冷卻，由此限制ISGl的性能或甚至導致其損壞。
[0062]由殼體5後部的外殼13中的電動部件和電子部件釋放的熱達到約400W。由殼體5中的定子組件釋放的熱達到約1200W。
[0063]從分離壁29向冷卻劑對流出的熱量可例如應用牛頓冷卻定律獲得。這要求知曉對流熱傳遞係數，其為包括液體密度、速度、粘性、比熱和熱導率的若干因數的函數。對流熱傳遞係數可通過計算努珊數(從分離壁29進入冷卻劑的熱與由冷卻劑引導出的熱的比率)和普朗特數(速度邊界層厚度與熱邊界層厚度的比率)獲得。可替代地，用於普通流體對流熱傳遞係數和各種流動幾何已通過實驗建立並已公知。
[0064]在低速度下，冷卻劑的流動往往為層流。在高速度下，在對應的較高雷諾數下，流動可為湍流。湍流影響熱邊界層以及速度邊界層，這是因為如同湍流對動量傳遞的影響，湍流也影響焓的傳遞。在湍流中在分離壁29的熱表面處停滯的液體膜層比在層流中薄。因此，對流熱傳遞係數以及傳熱速率在湍流的情況下更大。因此，希望將湍流引入冷卻劑，以增大從分離壁29向冷卻劑的傳熱速率。這提高冷卻性能，從而電動部件和電子部件可保持在希望的溫度，同時以較高的功率水平操作。可替代地，根據操作者的要求，它們可在低溫下在相同的功率水平下操作，從而儘可能延長其可用工作壽命。
[0065]湍流的引入通過在分離壁29的表面中包括不規則部而實現，這可由圖3看出。這些不規則部採用一系列交替的峰谷的形式，當觀察分離壁29的輪廓時，其呈現波形圖案。這些起伏的峰谷幹擾流動，以改變接近分離壁29的表面的冷卻劑的溫度曲線的坡度。它們還間歇地擴大和減小液體端面的橫截面積，由此導致流動速度局部變化。然而，其對從下端面105的水平基部111延伸的曲形部分113、115的佔主導的速度產生影響。
[0066]在分離壁29的表面中包括不規則部通常增大分離壁29的截面的厚度，從而在模鑄件殼體5的該區域中提供增大的結構強度。由於其幫助壁承受該壁遭受的狀況，因而這是有利的。這些狀況包括與由轉子的旋轉和ISGl所附接的車輛的運動引起的振動結合的高溫和大量熱/冷的熱循環。然而，儘管具有更大強度的優點，壁的厚度被小心地限制，以確保其熱傳遞特性與外殼13中的電動部件和電子部件的冷卻要求一致。
[0067]一般而言，液體在裝置中的湍流流動導致該裝置的總壓降往往增大。在本發明的情況下，這種壓降是不希望的，這是因為其會對發動機水泵產生更大的要求，這相應地可能增大發動機燃料消耗。因此，儘管如上所述將湍流引入流動中是有利的，但湍流量被有意地限制。考慮周到的設計形成冷卻劑的有效混合以有助於熱傳遞，而不會通過過量湍流形成不可接受的大壓降，如果冷卻劑被迫使過於突然地改變方向，則可能發生這種大壓降。具體而言，謹慎地確定分離壁29表面處的起伏峰谷的梯度使流動控制設備能夠有效地冷卻電和電子設備，同時嚴格地限制任何可能的燃料消耗惡化。
[0068]在到達分流片環101的出口 109之後，冷卻劑然後流入上室並流到上端面103，在此處冷卻劑再次分為兩條流動路徑。這些流動路徑125之一例示於圖9中，其示出圖4的分流片環101的上端面103的一半。
[0069]如上所述，上室的橫截面由於分流片環101的上表面103相對於定子組件套筒303的下端307傾斜而以恆定速率變化。由於冷卻劑沿上端面103流動遠離出口 109，因此上室的橫截面變得較窄，因而冷卻劑的速度增大。
[0070]由於冷卻劑沿上端面103流動，因此冷卻劑的一部分分到另一流動路徑129進入軸向溝道21中。冷卻劑的該部分被軸向溝道21傳送到圓周管道311，並從熱的定子組件套筒303吸取熱能。然後，冷卻劑流動通過圓周管道311的變寬截面朝向出口管17，其從出口管17離開殼體5以返回到車輛的發動機的冷卻系統。
[0071]因此，冷卻劑經由各個軸向溝道21以希望的速度和量圍繞殼體5的周界分布，由此冷卻定子組件。
[0072]圖1Oa示出如上所述的用於ISGl的NVH(噪聲、振動和聲振粗糙度)環501。圖11為圖7所示的ISGl的一部分的詳細視圖，且示出安裝在ISGl中位於殼體5與前蓋11之間的NVH環501。HVH環501將前蓋11與殼體5分離，以使這二者不會彼此直接接觸。
[0073]NVH環501具有兩種功能。首先，其用作密封件以防止液體冷卻劑從殼體5中的通道逃逸。其次，其吸收和抑制由定子/轉子組件在殼體5中誘發的振動，由此將前蓋11與旋轉部件絕緣並減小噪聲。
[0074]NVH環501包括封裝在彈性(橡膠)機殼505中的硬性鋼核心503。鋼核心503是堅固的，且為相對柔性且可變形的機殼505提供形態。機殼505具有上端面507和下端面509。下端面509為平坦和平滑的。上端面507包括彼此分隔開的多個浮雕波紋511。上端面507和下端面509通過內環狀壁513和外環狀壁515連接。壁513、515包括圓周抓槽517，其對應於殼體5和前蓋11上的徑向突起519。槽517接合突起519，從而NVH環501抵抗相對於殼體5的軸向運動,並提供無漏密封。
[0075]彈性機殼505包括唇部521，其從上端面507徑向向外延伸，以限定圍繞外環狀壁515的周界的法蘭523。法蘭523鄰接殼體5上的環狀突起525，從而定位NVH環501並為前蓋11提供接觸表面。
[0076]前蓋11通過多個螺栓被緊固到殼體5。由於螺旋被旋緊而傳遞到NVH環501上的軸向夾持負載導致波紋511經受沿向內和向外的徑向方向的大致彈性變形。波紋511的這種變平吸收夾持力，從而前蓋11和殼體5被緊固地連接在一起，而不會導致NVH環501的環狀壁513、515被壓碎或顯著扭曲。這用於確保密封件的完整性，這防止液體從ISGl的冷卻通道逃逸。
[0077]例示於圖1Ob中的可替代的NVH環501』包括鋼核心503』和彈性(橡膠)機殼505』。圓周抓槽517』以與圖1Oa的實施例相同的方式對應於殼體和前蓋上的徑向突起(未示出)。環狀徑向突起600被提供在NVH環501』的上端面507』上，從浮雕波紋511』徑向向內。環狀徑向突起600提供進一步的密封程度。
[0078]NVH環501』的核心503』包括唇部602，其沿徑向向內延伸，即遠離彈性機殼505』的唇部521』。唇部602由此限定向內面對的環形法蘭，並增大NVH環501』的總硬度。
[0079]將理解的是，上述的流動控制設備可採用各種形式，其並不限於附圖中所示的形式。
[0080]分離壁29的表面中的不規則部可為用於幹擾流動以使其變為湍流的波紋、槽或其它合適的機構。
[0081]分流片環101可由不同於模製塑料的材料構成，例如鋁或鋼。
[0082]在本發明的第二實施例中，分流片環101被省略。取而代之的是，上述的冷卻劑流動路徑的橫截面積的變化通過在殼體5自身的機殼中形成上室和下室的結構來獲得。
[0083]圖12不出用於本發明的第三實施例的殼體701。
[0084]殼體701類似於上述的殼體5，不同之處在於肋條703的數量從15增加到29，從而肋條703之間的軸向溝道705的數量對應地增加。
[0085]圖13示出用於圖12的殼體701的分流片環901。分流片環901類似於上述的分流片環101，不同之處在於凸耳903和柱905的數量和位置被改變以對應於殼體701。
[0086]在該實施例中，殼體701中的肋條703的較多數量意味著每個肋條703和每個軸向溝道705的寬度較小。這提供三個特別的優點。第一，殼體701中在殼體701與定子組件套筒303接觸的位置的應力水平減小。第二，軸向溝道705中的諧振(由定子/轉子造成)減少，由此減小ISGl的噪聲水平並延長殼體701的疲勞壽命。第三，由於與軸向溝道705中的冷卻劑接觸的肋條703的表面積增大，因此從定子組件套筒303向冷卻劑的熱傳遞改進。這導致在殼體701圓周周圍的更均勻的溫度場以及較低的峰值溫度。
【權利要求】
1.一種大致環形導向構件，當用在電機的腔中時並且適於影響液體在該電機的所述腔中的進入孔與離開孔之間的流動，所述導向構件包括 第一端面和第二端面，所述第一端面相對於所述第二端面傾斜，以在所述第一端面與所述第二端面之間形成錐形輪廓，其中 在使用時，錐形第一室限定在所述電機的第一壁和所述導向構件的所述第一端面之間，並且其中隨著該液體在所述進入孔與所述離開孔之間被傳送，所述第一室的所述錐形導致與所述第一端面相鄰的液體的速度改變。
2.如權利要求1所述的導向構件，其中所述第一端面包括適於在所述液體中誘發湍流的起伏表面。
【文檔編號】H02K9/19GK103633779SQ201310656059
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2009年9月3日 優先權日:2008年9月12日
【發明者】史蒂芬·奈特, 邁克·多塞特, 託比·希森 申請人:可控動力技術有限公司