專利名稱：混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此公開的主題概括地說涉及電機(jī)的潤滑和冷卻，更具體而言涉及用于具有嵌套 層(nested stages)的電機(jī)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻。
背景技術(shù)：
電機(jī)可包括作為轉(zhuǎn)子組件沿軸順序布置的一個(gè)或多個(gè)層。為了冷卻電機(jī)，可將油 泵送到軸的內(nèi)徑中。冷卻油流過轉(zhuǎn)子組件以散熱。可加壓并從軸直接噴射冷卻油，以冷卻 緊密地物理接近軸的部件。然而，如果不能將冷卻油泵送通過軸或者來自軸的噴射不可直 接達(dá)到待冷卻的部件，則這樣的冷卻和潤滑方案可能效率低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于具有嵌套層的電機(jī)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻 系統(tǒng)。電機(jī)包括內(nèi)部嵌套層和外部嵌套層，其中相對(duì)于外部嵌套層圍繞電機(jī)的中心軸線徑 向地嵌套的內(nèi)部嵌套層?；旌霞?jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)包括油泵，其耦聯(lián)至油泵進(jìn)油管，以從 油槽汲取油；和冷卻芯，以在電機(jī)內(nèi)分配泵送的油。轉(zhuǎn)子構(gòu)件耦聯(lián)至電機(jī)的內(nèi)部嵌套層和外 部嵌套層。轉(zhuǎn)子構(gòu)件在圍繞電機(jī)的中心軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過轉(zhuǎn)子構(gòu)件中的內(nèi)部徑向孔和外部 徑向孔從冷卻芯離心地泵送油。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種為具有嵌套層的電機(jī)產(chǎn)生混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻 系統(tǒng)的方法。電機(jī)包括內(nèi)部嵌套層和外部嵌套層，其中相對(duì)于外部嵌套層圍繞電機(jī)的中心 軸線徑向地嵌套的內(nèi)部嵌套層。該方法包括將油泵耦聯(lián)至油泵進(jìn)油管以從油槽汲取油，并 構(gòu)成冷卻芯以在電機(jī)內(nèi)分配泵送的油。該方法另外包括將轉(zhuǎn)子構(gòu)件耦聯(lián)至電機(jī)的內(nèi)部嵌套 層和外部嵌套層。轉(zhuǎn)子構(gòu)件構(gòu)造成在圍繞電機(jī)的中心軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過轉(zhuǎn)子構(gòu)件中的內(nèi)部 徑向孔和外部徑向孔從冷卻芯離心地泵送油。上述及其它的優(yōu)點(diǎn)和特征將通過以下結(jié)合附圖的描述而變得更加明顯。


尤其地在說明書完結(jié)時(shí)的權(quán)利要求書中指出并明確要求保護(hù)被認(rèn)為是本發(fā)明的主題。本發(fā)明的上述及其它的特征、和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明而顯現(xiàn)，其中圖1圖解傳動(dòng)系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括安裝在該傳動(dòng)系統(tǒng)中的電 機(jī)；圖2描繪用于具有嵌套層的電機(jī)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式 的剖視圖；圖3圖解電機(jī)中結(jié)合的管道的示例性實(shí)施方式的側(cè)視圖；圖4圖解用于具有嵌套層的電機(jī)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式 的剖視圖；以及圖5描繪為具有嵌套層的電機(jī)產(chǎn)生混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)的過程。通過參考附圖的示例，具體實(shí)施方式
部分對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式、連同優(yōu)點(diǎn)和特征 一起進(jìn)行說明。
具體實(shí)施例方式圖1圖解了傳動(dòng)系統(tǒng)100的示例性實(shí)施方式。在示例性實(shí)施方式中，傳動(dòng)系統(tǒng)100 是諸如卡車或坦克等陸上車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分。傳動(dòng)系統(tǒng)100包括插在發(fā)動(dòng)機(jī)104與傳 動(dòng)裝置(transmission) 106之間的電機(jī)102。在示例性實(shí)施方式中，電機(jī)102具有與發(fā)動(dòng) 機(jī)104和傳動(dòng)裝置106上現(xiàn)有耦聯(lián)點(diǎn)對(duì)齊的耦聯(lián)點(diǎn)108。因此，當(dāng)將電機(jī)102插入傳動(dòng)系 統(tǒng)100時(shí)，能使對(duì)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)104和傳動(dòng)裝置106等現(xiàn)有部件的沖擊最小化。盡管電機(jī)102 描繪為位于發(fā)動(dòng)機(jī)104與傳動(dòng)裝置106之間，但應(yīng)理解的是，傳動(dòng)系統(tǒng)100上的部件的布置 不受這樣的限制。例如，可存在諸如插在傳動(dòng)系統(tǒng)100中的離合器等附加的部件，或者如果 對(duì)于電機(jī)102而言需要較小的直徑，則電機(jī)102可耦聯(lián)至傳動(dòng)裝置106相對(duì)的端部。電機(jī) 102可以是響應(yīng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)用于產(chǎn)生電流或電壓的發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)。在示例性實(shí)施方式中，電機(jī)102耦聯(lián)至外管道110，以將油輸送至熱交換器/安全 閥/過濾器組件(ERFA) 112或從它們輸送離開。循環(huán)通過電機(jī)102的油汲取由電機(jī)102產(chǎn) 生的熱，并且還潤滑電機(jī)102的部件。電機(jī)102中的油還可俘獲來自電機(jī)102內(nèi)部的顆粒 物質(zhì)和其它碎屑。一個(gè)或多個(gè)泵使油通過外管道110循環(huán)至ERFA 112，油在該ERFA 112的 位置于返回至電機(jī)102之前被冷卻和過濾。圖2描繪了用于圖1的電機(jī)102的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)200的示例性實(shí)施方 式的剖視圖。在圖2所描繪的電機(jī)102的示例性實(shí)施方式中，電機(jī)102是嵌套繞場發(fā)電機(jī) (nested wound field generator)，其具有外層定子202、外層轉(zhuǎn)子204、旋轉(zhuǎn)整流器組件 206、內(nèi)層定子208、和內(nèi)層轉(zhuǎn)子210。外層轉(zhuǎn)子204和內(nèi)層轉(zhuǎn)子210耦聯(lián)至由驅(qū)動(dòng)軸214的 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子構(gòu)件212。在示例性實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)軸214繞電機(jī)102的中心軸線216旋 轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)時(shí)，外層定子202和內(nèi)層定子208保持固 定。旋轉(zhuǎn)整流器組件206可緊靠外層轉(zhuǎn)子204或內(nèi)層轉(zhuǎn)子210設(shè)置在轉(zhuǎn)子構(gòu)件212上，并 電耦聯(lián)至外層轉(zhuǎn)子204和內(nèi)層轉(zhuǎn)子210 二者。導(dǎo)線蓋218可用于保持導(dǎo)線支持旋轉(zhuǎn)整流器 組件206。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸214旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子構(gòu)件212使緊靠內(nèi)層定子208的內(nèi)層轉(zhuǎn)子210旋轉(zhuǎn)，而 外層轉(zhuǎn)子204緊靠外層定子202旋轉(zhuǎn)。將諸如來自電池或交流發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的電流的 DC電源施加于內(nèi)層定子208產(chǎn)生DC場，以建立當(dāng)轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)時(shí)在內(nèi)層轉(zhuǎn)子210中感生交變電流的場通信。內(nèi)層轉(zhuǎn)子210中的交變電流流過旋轉(zhuǎn)整流器組件206，以在外層轉(zhuǎn)子 204中產(chǎn)生直流電流。外層轉(zhuǎn)子204中的直流電流產(chǎn)生DC場，以建立當(dāng)轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn) 時(shí)在外層定子202中感生交變電流的場通信。能經(jīng)由外部輸出整流器組件將外層定子202 中的AC轉(zhuǎn)變成DC。因此，電機(jī)102能將驅(qū)動(dòng)軸214的機(jī)械旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成高壓DC電源。如在圖2中所能見到的，外層定子202、外層轉(zhuǎn)子204、內(nèi)層定子208、和內(nèi)層轉(zhuǎn)子 210圍繞中心軸線216共心布置，使得內(nèi)層定子208與內(nèi)層轉(zhuǎn)子210相對(duì)于外層定子202和 外層轉(zhuǎn)子204圍繞電機(jī)102的中心軸線216徑向嵌套。當(dāng)將電機(jī)102插在發(fā)動(dòng)機(jī)104與傳 動(dòng)裝置106之間并附連在耦聯(lián)點(diǎn)108時(shí)，該構(gòu)造對(duì)圖1的傳動(dòng)系統(tǒng)的總長度產(chǎn)生最小限度 的影響。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，嵌套層隔開時(shí)嵌套轉(zhuǎn)子和定子延伸離開驅(qū)動(dòng)軸214的順序能 夠改變。例如，如圖2中所描繪的，內(nèi)層轉(zhuǎn)子210與中心軸線216之間的徑向距離可小于內(nèi) 層定子208與中心軸線216之間的徑向距離。作為替代構(gòu)造，例如，對(duì)換如圖2所描繪的內(nèi) 層定子208與內(nèi)層轉(zhuǎn)子210的相對(duì)位置，內(nèi)層轉(zhuǎn)子210與中心軸線216之間的徑向距離可 大于內(nèi)層定子208與中心軸線216之間的徑向距離。以相似的方式，如圖2中所描繪的，外 層轉(zhuǎn)子204與中心軸線216之間的徑向距離可小于外層定子202與中心軸線216之間的徑 向距離。相反地，外層轉(zhuǎn)子204與中心軸線216之間的徑向距離可大于外層定子202與中 心軸線216之間的徑向距離。為了冷卻并潤滑電機(jī)102的部件，將混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)200結(jié)合到電機(jī)102 中。取油管220響應(yīng)油泵222從油槽224汲取油。油沿油泵進(jìn)油管226被汲取至油泵222， 并繼續(xù)至油泵出油管228。油可從油泵出油管228經(jīng)由外管道110流向圖1的ERFA 112， 在該ERFA 112的位置從油吸取熱并過濾油。冷卻并濾過的油返回至電機(jī)102，以便在冷卻 芯230中用于分配。轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)的離心泵送作用驅(qū)使油遍及電機(jī)102。盡管在圖2 中僅描繪了單個(gè)油泵222，但能將多個(gè)油泵222的實(shí)例用于冗余并保持各油泵222的尺寸緊 湊。可將各種類型的泵、諸如葉片泵、活塞泵、或離心式正排量泵用于實(shí)現(xiàn)油泵222。此外， 可將內(nèi)部或外部結(jié)合的主泵或單獨(dú)的泵用于使油從油槽224運(yùn)動(dòng)至圖1的ERFA 112。電機(jī)102的替代實(shí)施方式包括永磁發(fā)電機(jī)和/或永磁馬達(dá)、感應(yīng)發(fā)電機(jī)和/或感 應(yīng)馬達(dá)、以及開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)和/或開關(guān)磁阻馬達(dá)。在這些替代實(shí)施方式中，盡管仍維持電 機(jī)102的嵌套層，但可排除或替換外層定子202、外層轉(zhuǎn)子204、旋轉(zhuǎn)整流器組件206、內(nèi)層定 子208、和/或內(nèi)層轉(zhuǎn)子210中的一個(gè)或多個(gè)。例如，轉(zhuǎn)子構(gòu)件212可使兩個(gè)單獨(dú)的永磁發(fā) 電機(jī)在驅(qū)動(dòng)軸214上的嵌套成為可能，其中混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)200提供潤滑和冷卻。圖3圖解電機(jī)102中結(jié)合的管道的示例性實(shí)施方式的側(cè)視圖。如圖3中所能見到 的，兩個(gè)油泵222可利用分支成兩根油泵進(jìn)油管226的取油管220從油槽224汲取油。油 泵222是正排量油泵，所述油泵222可經(jīng)由齒輪傳動(dòng)由圖2的驅(qū)動(dòng)軸214驅(qū)動(dòng)，以從油槽 224提升油，并將油泵取至圖1的ERFA 112。油從各油泵222流向相應(yīng)的油泵出油管228， 并流向?qū)⒂土骱喜⒁杂糜趫D1的ERFA 112的端口 302。在圖2的冷卻芯230處接收從圖1 的ERFA 112返回的油，在該冷卻芯230的位置，將油分配在電機(jī)102內(nèi)，并最終返回至油槽 224。圖4圖解用于電機(jī)102的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)400?；旌霞?jí)聯(lián)潤滑及冷卻系 統(tǒng)400代表圖2的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)200的實(shí)施方式的詳細(xì)視圖。如圖4中所圖解的，油在端口 402處進(jìn)入電機(jī)102并進(jìn)入到冷卻芯230中，以便分配。可在端口 402處從圖 1的ERFA 112接收油。冷卻芯230中的油的一部分流向端口 404以冷卻電機(jī)102的熱交 換器406，然后，油回到圖2和3的油槽224。油還沿冷卻芯230向下流向端口 408和410。 在端口 408處，油離開冷卻芯230，并被噴射到軸承412、齒輪414上，并被噴射到為軸承418 供應(yīng)油的離心儲(chǔ)存器416中。齒輪414可用于驅(qū)動(dòng)圖2和3的一個(gè)或多個(gè)油泵222。軸承412和418使得電機(jī)102能夠自我支撐。在替代實(shí)施方式中，圖1的發(fā)動(dòng)機(jī) 104的曲軸直接耦聯(lián)至轉(zhuǎn)子構(gòu)件212，其中轉(zhuǎn)子構(gòu)件212用作用于發(fā)動(dòng)機(jī)104的飛輪。在該 實(shí)施方式中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)104中的曲軸軸承可足以支撐轉(zhuǎn)子構(gòu)件212的旋轉(zhuǎn)，所以可省略軸 承412和418。外層定子202和內(nèi)層定子208可直接耦聯(lián)至發(fā)動(dòng)機(jī)104。因此，如果省略軸 承412和418，則油不噴射在軸承412和418上。這樣的實(shí)施方式還可省去離心儲(chǔ)存器416。在端口 408處，冷卻油離開冷卻芯230，并被噴射到內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420中。在該 內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420中，通過轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)的離心泵送作用加壓油，并將引導(dǎo)油經(jīng)內(nèi)層 轉(zhuǎn)子210的繞組422流過，以向內(nèi)層轉(zhuǎn)子210提供冷卻油流。油在沿轉(zhuǎn)子構(gòu)件212的轉(zhuǎn)子 繞組保持帶426的周邊通過內(nèi)部徑向孔424之前聚集在內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420中。油還聚集 在內(nèi)層離心儲(chǔ)存器428中，以冷卻內(nèi)層轉(zhuǎn)子210。油從內(nèi)層離心儲(chǔ)存器428噴射至經(jīng)過內(nèi)層定子208的繞組430，以向內(nèi)層定子208 提供冷卻油流。當(dāng)油離開內(nèi)層定子208時(shí)，其由外層離心儲(chǔ)存器432和外層離心儲(chǔ)存器434 收集。外層離心儲(chǔ)存器432還在端口 410處從冷卻芯230接收補(bǔ)充的冷卻油。外層離心儲(chǔ) 存器432處的油在流過轉(zhuǎn)子構(gòu)件212中的外部徑向孔436之前，通過轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)的 離心泵送作用被重新加壓。當(dāng)油流過外部徑向孔436時(shí)，引導(dǎo)油以沿外層轉(zhuǎn)子204的繞組 438流過，以便向外層轉(zhuǎn)子204提供冷卻油。油在離開外層轉(zhuǎn)子204并噴射在外層定子202的繞組440上之前，被收集在外層 離心儲(chǔ)存器434中。如圖2和3中所描繪的，在將油噴射在繞組440上之后，通過重力迫使 油回到電機(jī)102的油槽224。使油能夠從油槽224流向圖1的ERFA 112并在電機(jī)102內(nèi)分配油的部件的組合 形成混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)400。然而，在混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)400中不需要包括 ERFA 112。電機(jī)102內(nèi)的油分配利用轉(zhuǎn)子構(gòu)件212旋轉(zhuǎn)的離心泵送作用，以提供使油遍及電 機(jī)102流動(dòng)的原動(dòng)力。輸送至電機(jī)芯442的油通過內(nèi)部徑向孔424被收集并轉(zhuǎn)到電機(jī)102 的內(nèi)部嵌套層444。朝外部嵌套層446離心泵送內(nèi)部嵌套層444中的油，其中在油通過外部 徑向孔436轉(zhuǎn)到外部嵌套層446之前，從端口 410添加補(bǔ)充的油。內(nèi)部嵌套層444可包括 內(nèi)層定子208和內(nèi)層轉(zhuǎn)子210，而外部嵌套層446可包括外層定子202和外層轉(zhuǎn)子204。相 對(duì)于外部嵌套層446圍繞電機(jī)102的中心軸線216徑向地嵌套內(nèi)部嵌套層444。在替代實(shí) 施方式中，內(nèi)部嵌套層444和外部嵌套層446可包括諸如磁體而非利用繞組的其它的場生 成部件。另外，內(nèi)部嵌套層444和外部嵌套層446可以是電獨(dú)立的，以便從電機(jī)102產(chǎn)生單 獨(dú)的電壓輸出。當(dāng)油在離心儲(chǔ)存器之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，油在內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420和428與外層離心儲(chǔ)存 器432和434之間的流動(dòng)用作級(jí)聯(lián)冷卻架。在電機(jī)102內(nèi)的轉(zhuǎn)子構(gòu)件212的幾何形狀形成 內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420和外層離心儲(chǔ)存器432，它們供應(yīng)內(nèi)部徑向孔424和外部徑向孔436， 以徑向向外離心地傳輸油。內(nèi)部徑向孔424和外部徑向孔436將油從內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420和外層離心儲(chǔ)存器432引導(dǎo)至相應(yīng)的熱源，以便冷卻和潤滑。圖5描繪了用于在具有嵌套層的電機(jī)中、諸如圖1-4的電機(jī)102中產(chǎn)生混合級(jí)聯(lián) 潤滑及冷卻系統(tǒng)400的過程500。如上所述，相對(duì)于外部嵌套層446圍繞電機(jī)102的中心軸 線216徑向地嵌套內(nèi)部嵌套層444。內(nèi)部嵌套層444可包括內(nèi)層定子208和內(nèi)層轉(zhuǎn)子210。 外部嵌套層446可包括外層定子202和外層轉(zhuǎn)子204。在圖框502處，將油泵222耦聯(lián)至油泵進(jìn)油管226，以從油槽224汲取油。還可取 決于期望的流率和尺寸約束使用附加的油泵222。例如，如圖3中所描繪的，可將第二油泵 222耦聯(lián)至第二油泵進(jìn)油管226，以從油槽224汲取油?？蓪⒌诙捅贸鲇凸?28耦聯(lián)至第 二油泵222?？蓪D3的端口 302耦聯(lián)至油泵出油管228和第二油泵出油管228，以在將油 流輸送至圖1的ERFA 112之前將來自油泵222和第二油泵222的油流合并。冷卻芯230 可接收從ERFA 112返回的油。在圖框504處，冷卻芯230構(gòu)造成在電機(jī)102內(nèi)分配泵送的油。可通過耦聯(lián)至冷 卻芯230的端口 404引導(dǎo)油，以冷卻電機(jī)102的熱交換器406。還可通過耦聯(lián)至冷卻芯230 的端口 408引導(dǎo)油，以冷卻和潤滑電機(jī)102的軸承412和齒輪414。端口 408可將油供應(yīng)至 離心儲(chǔ)存器416，該離心儲(chǔ)存器416繼而向軸承418供應(yīng)油。端口 408還能將油供應(yīng)至內(nèi) 部嵌套層444的內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420。還可將端口 410耦聯(lián)至冷卻芯230，其中端口 410提 供流動(dòng)路徑，以在外部嵌套層446的外層離心儲(chǔ)存器432處將補(bǔ)充的油與來自內(nèi)部嵌套層 444的油合并。在圖框506處，將轉(zhuǎn)子構(gòu)件212耦聯(lián)至內(nèi)部嵌套層444和外部嵌套層446。例如， 可將轉(zhuǎn)子構(gòu)件212耦聯(lián)至內(nèi)層轉(zhuǎn)子210和外層轉(zhuǎn)子204。轉(zhuǎn)子構(gòu)件212構(gòu)造成在圍繞電機(jī) 102的中心軸線216的旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過轉(zhuǎn)子構(gòu)件212中的內(nèi)部徑向孔424和外部徑向孔436從 冷卻芯230離心地泵送油。內(nèi)部徑向孔424為油提供從內(nèi)層離心儲(chǔ)存器420通過內(nèi)部嵌套 層444的流動(dòng)路徑，所述油能冷卻和潤滑內(nèi)層定子208和內(nèi)層轉(zhuǎn)子210。外部徑向孔436為 油提供從外層離心儲(chǔ)存器432通過外部嵌套層446的流動(dòng)路徑，所述油能冷卻和潤滑外層 定子202和外層轉(zhuǎn)子204。轉(zhuǎn)子構(gòu)件212的旋轉(zhuǎn)提供離心泵送力，以級(jí)聯(lián)從電機(jī)芯442到內(nèi) 部嵌套層444并到外部嵌套層446的油。如在此所描述的，將經(jīng)由圖5的過程500生產(chǎn)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)400結(jié) 合到電機(jī)102中。電機(jī)102可經(jīng)由耦聯(lián)點(diǎn)108 —列式(inline)連接在傳動(dòng)系統(tǒng)100上，例 如，以便將電機(jī)102耦聯(lián)至圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)104和傳動(dòng)裝置106。發(fā)動(dòng)機(jī)104、電機(jī)102、和傳 動(dòng)裝置106可由圖2的驅(qū)動(dòng)軸214驅(qū)動(dòng)。可將內(nèi)層轉(zhuǎn)子210、內(nèi)層定子208、外層轉(zhuǎn)子204、 以及外層定子202的各種布置用于將部件設(shè)置成更靠近或更遠(yuǎn)離中心軸線216。保持具有 較高的質(zhì)量的部件靠近中心軸線216可影響電機(jī)102的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及其它設(shè)計(jì)/性能參數(shù)。技術(shù)效果包括為具有嵌套層的傳動(dòng)系統(tǒng)可安裝型電機(jī)提供冷卻和潤滑。電機(jī)的內(nèi) 層和外層的嵌套設(shè)計(jì)在與圖2和4所圖解的離心儲(chǔ)存器的幾何形狀一起使用時(shí)，使得能夠 以較短的軸向長度包裝高能量密度的電機(jī)。通過組合使用若干個(gè)正排量泵以提供具有嵌套 層的離心泵送作用的吸力形成了具有高可靠性的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)，以潤滑和冷卻 電機(jī)。盡管僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)容易理解的是，本發(fā)明 不局限于這些公開的實(shí)施方式。相反地，能修改本發(fā)明，以結(jié)合此前未描述、但與本發(fā)明的精神和范圍等同的許多變體、變更、替換或等同的布置。另外，盡管已描述了本發(fā)明的各種 實(shí)施方式，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所描述的實(shí)施方式中的某些實(shí)施方式。因 此，本發(fā)明不被看作由以上的說明限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
一種用于電機(jī)(102)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，所述電機(jī)(102)包括內(nèi)部嵌套層(444)和外部嵌套層(446)，其中相對(duì)于所述外部嵌套層(446)圍繞所述電機(jī)(102)的中心軸線(216)徑向地嵌套所述內(nèi)部嵌套層(444)，所述混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)包括油泵(222)，其耦聯(lián)至油泵進(jìn)油管(226)，以從油槽(224)汲取油；冷卻芯(230)，其構(gòu)造成在所述電機(jī)(102)內(nèi)分配泵送的油；以及轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)，其耦聯(lián)至所述電機(jī)(102)的所述內(nèi)部嵌套層(444)和所述外部嵌套層(446)，所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)構(gòu)造成在圍繞所述電機(jī)(102)的所述中心軸線(216)的旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)中的內(nèi)部徑向孔(424)和外部徑向孔(436)從所述冷卻芯(230)離心地泵送油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，還包括耦聯(lián)至所述冷 卻芯(230)以向所述電機(jī)(102)的熱交換器(406)引導(dǎo)油的端口(404)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，還包括耦聯(lián)至所述冷 卻芯(230)以向所述電機(jī)(102)的第一軸承(412)和齒輪(414)引導(dǎo)油的端口(408)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，其中，所述端口(408) 向離心儲(chǔ)存器(416)供應(yīng)油，而所述離心儲(chǔ)存器(416)向所述第二軸承(418)供應(yīng)油。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，其中，所述端口(408) 向所述內(nèi)部嵌套層(444)的內(nèi)層離心儲(chǔ)存器(420)供應(yīng)油。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，其中，所述內(nèi)部徑向孔 (424)為油提供從所述內(nèi)層離心儲(chǔ)存器(420)通過所述內(nèi)部嵌套層(444)的流動(dòng)路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，還包括耦聯(lián)至所述冷 卻芯(230)的端口(410)，其中，所述端口(410)提供在所述外部嵌套層(446)的外層離心 儲(chǔ)存器(432)處將補(bǔ)充的油與來自所述內(nèi)部嵌套層(444)的油合并的流動(dòng)路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，其中，所述外部徑向孔 (436)為油提供從所述外層離心儲(chǔ)存器(432)通過所述外部嵌套層(446)的流動(dòng)路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，還包括將油流從所述 油泵(222)輸送至熱交換器/安全閥/過濾器組件(ERFA) (112)的油泵出油管(228)，其 中，所述冷卻芯(230)接收從所述ERFA(112)返回的油。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)，還包括第二油泵(222)，其耦聯(lián)至第二油泵進(jìn)油管(226)，以從所述油槽(224)汲取油；第二油泵出油管(228)，其耦聯(lián)至所述第二油泵(222)；以及端口(302)，其在所述ERFA(112)之前將來自所述油泵出油管(228)和所述第二油泵出 油管(228)的油流合并。
11.一種為電機(jī)(102)產(chǎn)生混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)的方法，所述電機(jī) (102)包括內(nèi)部嵌套層(444)和外部嵌套層(446)，其中相對(duì)于所述外部嵌套層(446)圍繞 所述電機(jī)(102)的中心軸線(216)徑向地嵌套所述內(nèi)部嵌套層(444)，所述方法包括將油泵(222)耦聯(lián)至油泵進(jìn)油管(226)，以從油槽(224)汲取油；構(gòu)成冷卻芯(230)，以在所述電機(jī)(102)內(nèi)分配泵送的油；以及將轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)耦聯(lián)至所述電機(jī)(102)的所述內(nèi)部嵌套層(444)和所述外部嵌套層(446)，所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)構(gòu)造成在圍繞所述電機(jī)(102)的所述中心軸線(216)的旋 轉(zhuǎn)時(shí)，通過所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)中的內(nèi)部徑向孔(424)和外部徑向孔(436)從所述冷卻芯 (230)離心地泵送油。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過耦聯(lián)至所述冷卻芯(230)的端口(404) 向所述電機(jī)(102)的熱交換器(406)引導(dǎo)油。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過耦聯(lián)至所述冷卻芯(230)的端口(408) 向所述電機(jī)(102)的第一軸承(412)和齒輪(414)引導(dǎo)油。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述端口(408)向離心儲(chǔ)存器(416)供應(yīng)油， 而所述離心儲(chǔ)存器(416)向所述第二軸承(418)供應(yīng)油。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述端口(408)向所述內(nèi)部嵌套層(444)的內(nèi) 層離心儲(chǔ)存器(420)供應(yīng)油。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述內(nèi)部徑向孔(424)為油提供從所述內(nèi)層離 心儲(chǔ)存器(420)通過所述內(nèi)部嵌套層(444)的流動(dòng)路徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括將端口(410)耦聯(lián)至所述冷卻芯(230)，其 中，所述端口(410)提供在所述外部嵌套層(446)的外層離心儲(chǔ)存器(432)處將補(bǔ)充的油 與來自所述內(nèi)部嵌套層(444)的油合并的流動(dòng)路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述外部徑向孔(436)為油提供從所述外層離 心儲(chǔ)存器(432)通過所述外部嵌套層(446)的流動(dòng)路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括將油泵出油管(228)耦聯(lián)至所述油泵(222)， 以將油輸送至熱交換器/安全閥/過濾器組件(ERFA) (112)，其中，所述冷卻芯(230)接收 從所述ERFA (112)返回的油。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將第二油泵(222)耦聯(lián)至第二油泵進(jìn)油管(226)，以從所述油槽(224)汲取油；將第二油泵出油管(228)耦聯(lián)至所述第二油泵(222)；以及將端口(302)耦聯(lián)至所述油泵出油管(228)和所述第二油泵出油管(228)，以在將所述 油流輸送至所述ERFA (112)之前，將來自所述油泵(222)和所述第二油泵(222)的油流合并。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于具有嵌套層的電機(jī)(102)的混合級(jí)聯(lián)潤滑及冷卻系統(tǒng)(200、400)。電機(jī)(102)包括相對(duì)于外部嵌套層(446)嵌套的內(nèi)部嵌套層(444)。油泵(222)耦聯(lián)至油泵進(jìn)油管(226)以從油槽(224)汲取油，并耦聯(lián)至冷卻芯(230)以在電機(jī)(102)內(nèi)分配油。轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)耦聯(lián)至內(nèi)部嵌套層(444)和外部嵌套層(446)。轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)在圍繞電機(jī)(102)的中心軸線(216)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過轉(zhuǎn)子構(gòu)件(212)中的內(nèi)部徑向孔(424)和外部徑向孔(436)從冷卻芯(230)離心地泵送油。
文檔編號(hào)H02K9/197GK101958609SQ20101023466
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者R·A·希默爾曼 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司