本發(fā)明涉及電動機。更具體地，本發(fā)明涉及在電動渦輪增壓器中使用的電動機。

背景技術：

為了提高內(nèi)燃機的熱效率，通常希望增加發(fā)動機的進氣充量的壓力?，F(xiàn)有的解決方案利用壓縮機，其要么通過發(fā)動機的曲柄系統(tǒng)(增壓)機械地驅(qū)動，要么通過發(fā)動機的廢氣流(渦輪增壓)熱力學、動力學地驅(qū)動。兩種方法的主要限制是，由于其依靠發(fā)動機的動力，因此進氣增壓在發(fā)動機動力較低時是不可用的。這個問題的一種補救方法是使用獨立的電驅(qū)動壓縮機或用渦輪增壓器從內(nèi)部輔助現(xiàn)有的壓縮機。由于所需的壓縮機的熱力學行為，需要電機有高轉(zhuǎn)速。電機經(jīng)受到非常高的速度，這決定了用于該應用的須是高速、低扭矩電動機/發(fā)電機。

大多數(shù)電輔助壓縮機都利用由電動機提供動力的壓縮機葉輪。電動機通常具有由電定子包圍的電磁轉(zhuǎn)子。為了防止定子在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，定子通常使用粘合劑、機械緊固件或定子和定子殼體之間的過盈配合固定住。期望提供一種適合在電輔助渦輪增壓器或增壓器中使用的電動機，其中電動機的定子能夠在電動機殼體內(nèi)具有間隙配合，以降低組裝成本，因為定子更容易地插入電動機殼體中，消除了干涉配合、粘合劑、緊固件或附加部件以防止定子在電動機殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時具有足夠接近的配合以促進定子和電動機殼體之間的導熱傳遞。

技術實現(xiàn)要素：

為了使上述要求更明顯，給出了本發(fā)明的揭示內(nèi)容。在優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明提供了一種機電機器的自由度，該機電機器包括：電磁轉(zhuǎn)子；殼體，其具有帶止擋件的內(nèi)部開口；第一軸承安裝件，其用于支撐將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體中的第一軸承；蓋子，其與殼體固定連接，具有凸臺，該凸臺的內(nèi)部提供支撐第二軸承的第二軸承安裝件，該第二軸承將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體中；定子，其在殼體內(nèi)部開口內(nèi)具有間隙配合，該定子由殼體止擋件沿朝向第一軸承安裝件的方向被軸向限制，該定子在朝向蓋子凸臺的方向上具有軸向間隙；以及彈性體間隔件，其連接在凸臺的最末端，順應性地填充定子和凸臺之間的軸向間隙，沿軸向方向定位定子，并且限制定子在殼體開口內(nèi)角度方向上的運動。

本發(fā)明的其它應用領域?qū)南挛奶峁┑木唧w實施方式中很明顯地看出。但應當理解，具體實施方式和具體實例，雖然指示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但僅用于說明的目的，并不意在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

從具體實施方式和附圖中，將更易理解本發(fā)明，其中：

圖1是用作壓縮機的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的機電機器的剖面透視圖；

圖2是圖1的一部分的放大圖；

圖3是圖1的機電機器的透視端視圖，其中蓋子被移除；

圖4是用作渦輪機的本發(fā)明的優(yōu)選實施例機電機器的剖面透視圖；

圖5是圖4的一部分的放大圖；以及

圖6是用作渦輪增壓器的本發(fā)明的優(yōu)選實施例機電機器的剖面透視圖。

具體實施方式

以下優(yōu)選實施例的具體實施方式僅是示例性質(zhì)的，并不意在限制本發(fā)明、其應用或用途。

參考圖1至圖3，提供了本發(fā)明的電輔助渦輪增壓器7和電動機。渦輪增壓器7具有包括轉(zhuǎn)子軸12的電磁轉(zhuǎn)子組件10。轉(zhuǎn)子軸12在一端連接有渦輪增壓器壓縮機葉輪14。轉(zhuǎn)子軸12通過第一軸承16可旋轉(zhuǎn)地安裝在第一端上。第一軸承16可以是滾子軸承、流體膜軸承、磁性軸承或氣翼軸承。第一軸承16被定位和支撐在第一軸承安裝件18內(nèi)。第一軸承安裝件18相對于殼體20固定并與殼體20一體形成。殼體通常由鋁、不銹鋼、鑄鐵或聚合物制成。第一軸承16的前面是密封件22。轉(zhuǎn)子軸12具有鄰接密封件22的肩部24。轉(zhuǎn)子軸12還具有鄰接第一軸承16的外徑向肩部26。殼體20具有內(nèi)部開口30。內(nèi)部開口具有由肩部32提供的軸向止擋件。

提供了蓋子38。蓋子通常由鋁、不銹鋼、鑄鐵或聚合物制成。蓋子38具有末端表面34，其大體上與殼體的具有第一軸承安裝件18的側(cè)面相對。蓋子具有固定地連接的凸臺40。凸臺40是管狀的并且為第二軸承46提供了第二軸承安裝件42，第二軸承46將定子軸12可旋轉(zhuǎn)地安裝在大致與壓縮機葉輪14相對的端部附近。第二軸承46可以是像第一軸承16那樣的多種類型的軸承。軸承46鄰接轉(zhuǎn)子軸12的肩部48。

提供了電定子50。如圖1和圖2所示，定子是示意性地示出的，但是定子具有一系列疊片組成的鐵磁體或芯。這些疊片包裹有線圈繞組51。定子在殼體開口30內(nèi)具有滑動配合。如本文所用，術語滑動配合是緊密但也具有足夠松散的間隙以允許在插入殼體開口中之后容易地手動插入或旋轉(zhuǎn)定子。在某些應用中，定子外徑也可以覆蓋有導熱油脂，其有助于定子和殼體之間的熱傳導。沿著定子前端的疊片52接觸殼體開口肩部32以限制其在朝向壓縮機葉輪14方向上的軸向位置。

蓋子38具有肩部56。肩部56與殼體的表面58接觸，確保當定子的前端鄰接殼體肩部32時，在定子的疊片60與管狀凸臺40的最末端軸向端面62之間存在微小的間隙。管狀凸臺的軸向端面62具有接收彈性體間隔件的幾何形狀。該幾何形狀可以是如圖所示的凹槽或接受/對齊彈性體間隔件的任何其它式樣，例如但不限于脊或其它構造。彈性體間隔件可以如圖所示成形為o形環(huán)，但是可以是具有其他橫截面形狀(例如矩形、多邊形和曲線形狀)的其它環(huán)形構件。與幾何形狀64接觸的是彈性體間隔件。彈性體間隔件70順應性地填充定子和凸臺40之間的軸向間隙，由于定子/彈性體間隔件/頂蓋(凸臺)接口中的靜摩擦而在軸向上定位定子50，并且限制定子在殼體內(nèi)在角度方向上的運動。

本發(fā)明的另一個優(yōu)點是彈性體間隔件的軸向壓縮允許在定子和頂蓋之間具有相對大的軸向加工間隙和容差。由于上述彈性體接口被壓縮，壓縮在定子和定子殼體肩部之間施加軸向力，從而無需附加固定而在軸向方向上有效地約束定子。

圖4和圖5示出了渦輪發(fā)電機107的本發(fā)明機電機器的本發(fā)明實施例。安裝在殼體120和蓋子138中的轉(zhuǎn)子100令渦輪機葉輪114連接到其上。發(fā)動機廢氣為渦輪機提供動力。o形環(huán)彈性體間隔件170設置在凸臺140的軸向面162中。彈性體間隔件170限制定子150的角運動。定子150也通過殼體開口止擋件132軸向地限制。

圖6示出了渦輪增壓器207的本發(fā)明所述機電機器的本發(fā)明的實施例。安裝在殼體220和蓋子238中的轉(zhuǎn)子220令渦輪機葉輪214和壓縮機葉輪215連接到其上。o形環(huán)彈性體間隔件270設置在凸臺240的軸向面262中，也被設置以限制定子250的角運動。定子250也被殼體開口止擋件232軸向地限制。

本發(fā)明的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此不脫離本發(fā)明主旨的變型形式旨在處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這樣的變型形式不應被認為是脫離了本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。

技術特征：

技術總結(jié)
提供了一種機電機器，其包括：電磁轉(zhuǎn)子；殼體，其具有帶止擋件的內(nèi)部開口；第一軸承安裝件，其用于支撐將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體中的第一軸承；蓋子，其與殼體連接，具有凸臺，該凸臺的內(nèi)部提供支撐第二軸承的第二軸承安裝件，該第二軸承將轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體中；定子，其在殼體內(nèi)部開口內(nèi)具有間隙配合，該定子由殼體止擋件沿朝向此第一軸承安裝件的方向被軸向限制，該定子在朝向蓋子凸臺的方向上具有軸向間隙；以及彈性體間隔件，其連接在凸臺的最末端上，順應性地填充定子和凸臺之間的軸向間隙，沿軸向方向定位定子，并且限制定子在殼體開口內(nèi)在角度方向上的運動。

技術研發(fā)人員：F·M·休舍爾;A·霍克
受保護的技術使用者：博格華納公司
技術研發(fā)日：2017.03.24
技術公布日：2017.10.24