一种螺旋给油中空电机轴的制作方法

1.本发明属于汽车领域，特别涉及一种螺旋给油中空电机轴。


背景技术：

2.更小更轻是当今电机发展的必然路径。因此对功率密度和转矩密度的追求是长期的趋势。但在ev行业的冲击下，对电机密度、效率等技术指标需求呈现陡坡加速上升。以往的温和的渐进的技术发展已无法满足母系统的需求。在这种环境下，为了提高功率密度需各种技术手段都需要极致发挥，包括：更新的电磁设计、更好的电磁材料、当然缺不了更好的热管理。电机的功率极限能力往往受电机的温升极限限制，因此提高电机冷却散热能力能立竿见影的提高功率密度。另外一方面随着永磁电机的普及，我们一边享受它的优点，也要忍耐它的短板
‑‑‑‑“
永磁电机的性能随着温度上升而衰减”。因此为了防止永磁体可逆和不可逆退磁，总是期望有一个低温的转子环境，低工作温度是延长永磁和绝缘材料的最佳策略。而这个重任不可推卸的落在了热管理技术上。
3.按理说电机机壳水冷冷却已经能够满足绝大部分的需求，但为什么还是不断有油冷技术推陈出新呢。这是因为两个原因：其中一个是机壳液冷的缺陷。因为这种冷却方式需要电机内部的热源通过层层材料传递到外部，再被水道带走。比如说电机线圈内部的绕组。因为有热阻的存在，从绕组到水冷机壳，存在温度梯度。绕组无法直接冷却，导致温度堆积，形成局部热点。因此需要直接冷却热源来提升冷却效率。而油本身因为局部不导磁不导电的特性，对电机磁路无影响，因此选择油来作为内部直接冷却的介质。
4.但现有的油冷存在以下的缺陷：少量冷却油残留在轴内，影响电机轴动平衡；冷却油呈柱状，接触面积小，热交换速度低；冷却油循环速度低，冷却效果偏差。油冷轴给油初速度很低，主要依靠电机轴自转带动冷却油运动，从出油孔中甩出或重力流出，并且给油喷头由静态升级为动态，需要增加动力源，设备变复杂。
5.发明目的
6.本发明的目的是提高油冷效果，提供一种螺旋给油中空电机轴。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种螺旋给油中空电机轴，所述电机轴的非传动端设置有增流阀，所述增流阀呈圆环状，增流阀内表面有数道螺旋放射状凹槽；所述电机轴垂直于轴向的横截面上设置有数个出油孔，出油孔通孔倾斜，不通过电机轴的轴心，电机轴在自转状态下同一截面的数个出油孔呈圆环状喷油。
8.进一步的，增流阀的外圈与电机轴内径过盈配合。
9.进一步的，增流阀内表面凹槽呈喇叭口状，进油端直径小于出油端。
10.进一步的，凹槽的数量与电机轴横截面出油孔数量相同相等，或者为出油孔数量2倍或3倍。
11.进一步的，凹槽的数量为6～12道槽。
12.进一步的，凹槽的数量为8道槽。
13.进一步的，凹槽对称放射，单边扩张角度为3
°
。
14.进一步的，增流阀进油端内表面，槽壁弧线角度≤1/3凹槽弧线角度。
15.进一步的，电机轴轴向设置多组出油孔，多组出油孔在电机轴轴向等间距、径向等角度均匀分布。
16.进一步的，增流阀的位置设置使得通过增流阀的冷却油的运动轨迹符合阿基米德螺旋曲线，出油孔位于阿基米德螺旋曲线上，并且方向与曲线切线方向相同。
17.本发明采用在电机轴非传动端新增一个部件—增流阀，增流阀内表面呈喇叭口状，放射油柱，表面积更大，冷却效果更好，同时中空电机轴的出油孔设计成向倾斜，不通过电机轴的轴心，出油流速更快，循环更快，内腔积油更少。
附图说明
18.图1是实施例螺旋给油中空电机轴的剖视图。
19.图2是实施例增流阀局部示意图。
20.图3是实施例阿基米德螺线示意图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
22.需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.如图1所示的螺旋给油中空电机轴，电机轴1非传动端新增一个部件—增流阀2。增流阀整体呈圆环状，增流阀外圈与轴内径过盈配合。如图2所示，增流阀内表面有多道螺旋放射(喇叭口：进油端小出油端大)状凹槽3，凹槽数量为电机轴横截面出油孔数量的1倍(相等)、2倍或3倍，6-12道槽，8道最优。凹槽对称放射，单边扩张角度为3
°
时最优。
24.增流阀内表面进油端：凸起槽壁弧线4角度≤凹槽弧线角度
×
1/3，以8道槽，扩张3
°
为例：圆周等分8份，每份45
°
；进油端槽壁11.25
°
，凹槽33.75
°
，出油端槽壁5.25
°
，凹槽39.75
°
。
25.因为需要与其他部件配合，出油孔位置固定且垂直于管壁，轴向(传动端—非传动端方向)无法倾斜，因此出油孔5设计成出油孔通孔为倾斜(如图3)，不通过电机轴的轴心。出油孔孔径的轴心垂直于电机轴轴心，但不通过电机轴轴心，呈倾斜状。
26.电机轴在自转状态下同一截面多个出油孔(一组)呈圆环状喷油，轴向倾斜设计未超出上述圆环范围。
27.电机轴轴向可以布置多组出油孔，为了制造、装配便捷，多组出油孔呈轴向等间距，径向等角度均匀分布。根据已知出油孔位置，按照阿基米德螺线公式反推原点，寻找合适稳定的冷却油运动轨迹，找到分布最均匀、干扰最小的最优解路径。
28.在最优解路径的电机轴非传动端合适位置安装增流阀，增流阀螺旋曲线6即最优
解。沿最优解在各出油孔与电机轴内壁交点径向切线方向打孔，形成上述倾斜出油孔(如图3)。
29.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述电机轴的非传动端设置有增流阀，所述增流阀呈圆环状，增流阀内表面有数道螺旋放射状凹槽；所述电机轴垂直于轴向的横截面上设置有数个出油孔，出油孔通孔倾斜，不通过电机轴的轴心，电机轴在自转状态下同一截面的数个出油孔呈圆环状喷油。2.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述增流阀的外圈与电机轴内径过盈配合。3.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述增流阀内表面凹槽呈喇叭口状，进油端直径小于出油端。4.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述凹槽的数量与电机轴横截面出油孔数量相同相等，或者为出油孔数量2倍或3倍。5.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述凹槽的数量为6～12道槽。6.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述凹槽的数量为8道槽。7.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述凹槽对称放射，单边扩张角度为3
°
。8.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述增流阀进油端内表面，槽壁弧线角度≤1/3凹槽弧线角度。9.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述电机轴轴向设置多组出油孔，多组出油孔在电机轴轴向等间距、径向等角度均匀分布。10.根据权利要求1所述的螺旋给油中空电机轴，其特征在于：所述增流阀的位置设置使得通过增流阀的冷却油的运动轨迹符合阿基米德螺旋曲线，出油孔位于阿基米德螺旋曲线上，并且方向与曲线切线方向相同。

技术总结
本发明公开了一种螺旋给油中空电机轴，所述电机轴的非传动端设置有增流阀，所述增流阀呈圆环状，增流阀内表面有数道螺旋放射状凹槽；所述电机轴垂直于轴向的横截面上设置有数个出油孔，出油孔通孔倾斜，不通过电机轴的轴心，电机轴在自转状态下同一截面的数个出油孔呈圆环状喷油。本发明采用在电机轴非传动端新增一个部件—增流阀，增流阀内表面呈喇叭口状，放射油柱，表面积更大，冷却效果更好，同时中空电机轴的出油孔设计成向倾斜，不通过电机轴的轴心，出油流速更快，循环更快，内腔积油更少。少。


技术研发人员：桑原康宏
受保护的技术使用者：常熟希那基汽车零件有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2023/3/14