本发明涉及涡轮增压,具体涉及一种高效冷却的电涡轮增压器。
背景技术:
1、电涡轮增压器是用电动机来直接驱动压气机,而不是依赖于排气气体的能量,由于电动机的转速可以独立于发动机的转速进行调节,因此可以在发动机的整个转速范围内实现最佳的增压效果。
2、在电涡轮增压器的工作过程中,本身工作的环境温度较高,且电机及其控制模块也会产生大量热量,如果这些热量不能被有效地降低,可能会导致电涡轮增压器过热,从而影响性能,甚至损坏设备,尤其是永磁电机转子温度过高时,会造成永磁体退磁,进而降低电机的功率密度,而电机转子设置于电机之内,电机内部缝隙狭小,热量难以散出;如何有效降低电机内部的热量,进而降低电涡轮增压器的整体热量,是研发人员致力于解决的问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的问题是:提供一种能够有效降低电机内部热量、整体热量较低的电涡轮增压器。
2、本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种高效冷却的电涡轮增压器,包括电机组件、设置于所述电机组件一端的涡壳、设置于所述涡壳内且由所述电机组件驱动旋转的涡轮,以及液冷机构;所述电机组件包括电机外壳、设置于靠近所述涡轮一端的电机端盖以及设置于所述电机外壳内的电机;
3、还包括风冷机构,所述风冷机构包括至少一处设置于所述电机端盖的进风孔以及至少一处设置于所述电机外壳的出风组件;所述涡轮驱动涡壳进风的过程中,风进入所述进风孔;所述涡轮设有至少一个与所述进风孔相配合的进风控制槽;当所述涡轮转动时,所述进风控制槽与所述进风孔位置交叠,所述进风孔获得扩容,以便增加所述进风孔的进风量;
4、所述液冷机构包括设置于所述电机与电机外壳内壁之间的填充部;风从所述进风孔进入所述电机外壳,在所述填充部的阻挡下从流经所述电机内部,并从所述出风组件流出。
5、与现有技术相比,本发明设有风冷机构和液冷机构,液冷机构包括填充部,风冷机构包括进风孔、出风组件和进风控制槽,进风孔设置于电机端盖,当涡轮转动时,风先从涡壳外部进入涡壳内部,再在进风控制槽与进风孔位置交叠的过程中分流从进风孔进入电机外壳内,随后由于填充部的阻挡,风经过电机内部并从出风组件流出,从而有效降低了电机内部的热量,且进风量可以被进风控制槽控制,电机外部的热量通过填充部传递至电机外壳,并由液冷机构导出,从而高效地降低了电涡轮增压器整体的热量。
6、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述电机端盖包括凸缘以及设置于所述凸缘中的涡轮容纳部;所述涡轮包括轮盘;所述轮盘设置于所述涡轮容纳部中;所述进风孔沿着所述涡轮容纳部周向分布;所述进风孔包括贯穿设置于所述凸缘的外通道和贯穿设置于所述涡轮容纳部的内通道;所述进风控制槽沿着所述轮盘的边缘周向分布,所述内通道在与所述进风控制槽的交叠过程中获得进风。
7、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述进风孔的截面为圆形,所述进风控制槽为半圆形孔;所述进风孔的数量为4个;所述进风控制槽的数量为4个。
8、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述涡壳包括用于吸入空气的吸入通道、螺旋通道以及设置于所述吸入通道和螺旋通道之间的过渡通道;所述进风孔与所述过渡通道相通,以便风从所述过渡通道进入所述螺旋通道时能够分流至进风孔。
9、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述出风组件包括贯穿设置于所述电机外壳的出风通道以及固定连接于所述电机外壳的出风控制片;所述出风控制片包括一体成型的固定部、形变部以及塞杯部;所述塞杯部被设置于所述出风通道;所述出风通道通过出风控制所述塞杯部打开或闭合。
10、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述电机包括电机定子和设置于所述电机定子中的电机转子;所述外壳包括用于安装所述电机的内容腔;所述内容腔被所述电机定子和电机转子填充后形成所述电机定子外壁与所述电机外壳(11)内壁之间的第一缝隙,以及所述电机定子和电机转子之间的第二缝隙。
11、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述填充部设置于所述第一缝隙,且分别抵住所述电机定子的外壁与所述电机外壳的内壁,以便阻挡风从所述第一缝隙通过。
12、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中从所述进风孔进入的风经过所述第二缝隙,并从所述出风通道流出,以便减少所述电机定子内壁以及电机转子的热量。
13、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器,其中所述电机外壳包括设置于侧面的加厚壁;所述液冷机构包括通过掏空所述加厚壁制成的冷却液流道;所述电机的热量被所述填充部吸收,并通过流动于所述冷却液流道中的冷却液导出;所述冷却液流道包括设置于所述加厚壁内的螺旋流道、设置于所述螺旋流道一端的进液流道、设置于所述螺旋流道另一端的出液流道以及多个分布于所述螺旋流道的排砂流道;所述进液流道、出液流道以及多个排砂流道从所述加厚壁延伸出;所述电机外壳进一步包括碗形塞;所述碗形塞用于封堵所述排砂流道。
14、本发明的一种高效冷却的电涡轮增压器所采用的冷却液流道的加工方法,包含以下步骤:
15、步骤a、流道毛坯模具制造:制造出流道毛坯模具,所述流道毛坯模具具有与所述冷却液流道形状一致的型腔,用于成型出流道毛坯;
16、步骤b、流道毛坯制造;在所述型腔中浇铸满砂质原料,以便通过所述型腔制造出与所述冷却液流道形状一致的流道毛坯;
17、步骤c、流道毛坯处理:打开流道毛坯模具,取出流道毛坯,切除所述流道毛坯的浇铸通道;
18、步骤d、电机外壳制造:在所述电机外壳的模具中置入流道毛坯,并在电机外壳的模具中浇铸金属熔液,待金属熔液冷却凝固,取出所述电机外壳;
19、步骤e、流道毛坯取出:震碎流道毛坯,并将碎裂的流道毛坯从所述电机外壳倒出。
1.一种高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:包括电机组件(1)、设置于所述电机组件(1)一端的涡壳(2)、设置于所述涡壳(2)内且由所述电机组件(1)驱动旋转的涡轮(3),以及液冷机构(5);所述电机组件(1)包括电机外壳(11)、设置于靠近所述涡轮(3)一端的电机端盖(12)以及设置于所述电机外壳(11)内的电机(13);
2.根据权利要求1所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述电机端盖(12)包括凸缘(121)以及设置于所述凸缘(121)中的涡轮容纳部(122);所述涡轮(3)包括轮盘(31);所述轮盘(31)设置于所述涡轮容纳部(122)中;所述进风孔(41)沿着所述涡轮容纳部(122)周向分布;所述进风孔(41)包括贯穿设置于所述凸缘(121)的外通道(411)和贯穿设置于所述涡轮容纳部(122)的内通道(412);所述进风控制槽(43)沿着所述轮盘(31)的边缘周向分布,所述内通道(412)在与所述进风控制槽(43)的交叠过程中获得进风。
3.根据权利要求2所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述进风孔(41)的截面为圆形,所述进风控制槽(43)为半圆形孔;所述进风孔(41)的数量为4个;所述进风控制槽(43)的数量为4个。
4.根据权利要求1所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述涡壳(2)包括用于吸入空气的吸入通道(21)、螺旋通道(22)以及设置于所述吸入通道(21)和螺旋通道(22)之间的过渡通道(23);所述进风孔(41)与所述过渡通道(23)相通,以便风从所述过渡通道(23)进入所述螺旋通道(22)时能够分流至进风孔(41)。
5.根据权利要求1所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述出风组件(42)包括贯穿设置于所述电机外壳(11)的出风通道(421)以及固定连接于所述电机外壳(11)的出风控制片(422);所述出风控制片(422)包括一体成型的固定部(4221)、形变部(4222)以及塞杯部(4223);所述塞杯部(4223)被设置于所述出风通道(421);所述出风通道(421)通过出风控制所述塞杯部(4223)打开或闭合。
6.根据权利要求5所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述电机(13)包括电机定子(131)和设置于所述电机定子(131)中的电机转子(132);所述电机外壳(11)包括用于安装所述电机(13)的内容腔(111);所述内容腔(111)被所述电机定子(131)和电机转子(132)填充后形成所述电机定子(131)外壁与所述电机外壳(11)内壁之间的第一缝隙(1111),以及所述电机定子(131)和电机转子(132)之间的第二缝隙(1112)。
7.根据权利要求6所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述填充部(51)设置于所述第一缝隙(1111),且分别抵住所述电机定子(131)的外壁与所述电机外壳(11)的内壁,以便阻挡风从所述第一缝隙(1111)通过。
8.根据权利要求6所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:从所述进风孔(41)进入的风经过所述第二缝隙(1112),并从所述出风通道(421)流出,以便减少所述电机定子(131)内壁以及电机转子(132)的热量。
9.根据权利要求6所述的高效冷却的电涡轮增压器,其特征在于:所述电机外壳(11)包括设置于侧面的加厚壁(112);所述液冷机构(5)包括通过掏空所述加厚壁(112)制成的冷却液流道(52);所述电机(13)的热量被所述填充部(51)吸收,并通过流动于所述冷却液流道(52)中的冷却液导出;所述冷却液流道(52)包括设置于所述加厚壁(112)内的螺旋流道(521)、设置于所述螺旋流道(521)一端的进液流道(522)、设置于所述螺旋流道(521)另一端的出液流道(523)以及多个分布于所述螺旋流道(521)的排砂流道(524);所述进液流道(522)、出液流道(523)以及多个排砂流道(524)从所述加厚壁(112)延伸出;所述电机外壳(11)进一步包括碗形塞(113);所述碗形塞(113)用于封堵所述排砂流道(524)。
10.根据权利要求9所述的高效冷却的电涡轮增压器所采用的冷却液流道的加工方法,其特征在于,包含以下步骤:
