一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构的制作方法

本发明属于电辅助涡轮增压技术领域，尤其是涉及一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构。

背景技术：

当代内燃机对低速转矩和瞬态响应性的要求不断提升，传统的涡轮增压技术正在向基于高速电机的电辅助增压技术发展。常见的电辅助增压器采用电机中置结构，整体结构紧凑，但缺点是对原有涡轮增压器轴承及润滑结构改动大，电机散热困难。因此需要一种电辅助涡轮增压器结构，使得传统涡轮增压器便于电动化改造，同时解决高速电机的散热问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，以将电机置于压气机进口前，通过电机长齿定子铁芯与周向定子绕组之间的进气通道实现压气机的进气，该结构能在不影响涡轮端及中间体结构的前提下加装电机，实现电辅助增压。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，包括轴承座、电机转子、电机定子、压气机蜗壳、压气机叶轮、涡轮轴和中间体，所述轴承座包括两端开口的圆筒结构和其中部的锥形体结构，圆筒结构通过支撑板连接锥形体结构，圆筒结构的一端与压气机蜗壳的进口端连接；所述压气机蜗壳的另一端与中间体连接，所述压气机叶轮安装在涡轮轴上；所述电机转子套装在涡轮轴上位于压气机叶轮前端的位置处，涡轮轴的前端通过轴承固定在所述锥形体结构内部；所述电机定子与压气机蜗壳的进口段管壁过盈配合，所述电机定子包括长齿定子铁芯和周向定子绕组，所述长齿定子铁芯包括一体成型的圆环结构及其内侧均布的多个t型结构，t型结构的顶部为与电机转子配合的弧形，周向定子绕组包括若干缠绕在t型结构与圆环结构的连接处，相邻t型结构之间形成定子进气通道。

进一步的，所述周向定子绕组的周向长度大于所述长齿定子铁芯的圆环结构的宽度。

进一步的，所述周向定子绕组的内端延伸到所述压气机蜗壳进口段管壁靠近压气机叶轮位置处设置的环槽内。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的电辅助增压器结构，将电机置于压气机进口前，通过电机长齿定子铁芯与周向定子绕组之间的进气通道实现压气机的进气，该结构能在不影响涡轮端及中间体结构的前提下加装电机，实现电辅助增压，仅需在传统涡轮增压器基础上对压气机蜗壳及涡轮轴进行改动，即可安装高速电机实现电辅助涡轮增压。同时，本发明中电机远离涡轮热源，有利于改善散热条件，提高电机工作可靠性。

(2)本发明所述的电辅助增压器结构，是在折衷了电机功率密度、增压器流通能力以及电机散热条件等因素后提出的创新结构，由于定子长齿铁芯的存在，可采用正常电机气隙，即使增长了铁芯长度，但由于铁芯磁阻远小于空气，不至于对电机功率密度造成太大影响；同时通过定子间的进气通道，在不影响流通能力的前提下，尽量减小了增压器进气阻力；最后利用定子空气通道的气流实现对电机的定子及转子的强制冷却，可有效防止电机过热。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构示意图。

图2为本发明实施例所述的基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构的分解图。

图3为本发明实施例所述的电机部分的结构示意图。

附图标记说明：

1-轴承座；2-电机转子；3-电机定子；4-压气机蜗壳；5-压气机叶轮；6-涡轮轴；7-中间体；8-长齿定子铁芯；9-周向定子绕组；10-定子进气通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，如图1、图2所示，包括轴承座1、电机转子2、电机定子3、压气机蜗壳4、压气机叶轮5、涡轮轴6和中间体7，

所述轴承座1包括两端开口的圆筒结构和其中部的锥形体结构，圆筒结构通过支撑板连接锥形体结构，圆筒结构的一端与压气机蜗壳4的进口端连接；

所述电机转子2套装在涡轮轴6上位于压气机叶轮5前端的位置处，涡轮轴6的前端通过轴承固定在所述锥形体结构内部；

所述电机定子3与压气机蜗壳4的进口段管壁过盈配合，如图3所示，所述电机定子3包括长齿定子铁芯8和周向定子绕组9，所述长齿定子铁芯8包括一体成型的圆环结构及其内侧均布的多个t型结构，t型结构的顶部为与电机转子配合的弧形，周向定子绕组9包括若干缠绕在t型结构连接圆环结构所在底部的绕组结构，相邻t型结构之间形成定子进气通道10；该结构电机定子既可满足电机电磁性能要求，又在铁芯与绕组间形成定子进气通道10，不会对增压器进气流场产生影响；

所述压气机蜗壳4的另一端与中间体7连接，所述压气机叶轮5通过轴端螺母压紧安装在涡轮轴6上。

所述电机转子2与涡轮轴6共用一根轴。

本发明的基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构的工作原理为：

增压器运转时，气流经电子定子3的定子进气通道10流入压气机中，不影响压气机流通能力，同时气流可对电机定子3及电机转子2进行强制冷却。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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：

1.一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，其特征在于：包括轴承座(1)、电机转子(2)、电机定子(3)、压气机蜗壳(4)、压气机叶轮(5)、涡轮轴(6)和中间体(7)，

所述轴承座(1)包括两端开口的圆筒结构和其中部的锥形体结构，圆筒结构通过支撑板连接锥形体结构，圆筒结构的一端与压气机蜗壳(4)的进口端连接；所述压气机蜗壳(4)的另一端与中间体(7)连接，所述压气机叶轮(5)安装在涡轮轴(6)上；

所述电机转子(2)套装在涡轮轴(6)上位于压气机叶轮(5)前端的位置处，涡轮轴(6)的前端通过轴承固定在所述锥形体结构内部；

所述电机定子(3)与压气机蜗壳(4)的进口段管壁过盈配合，所述电机定子(3)包括长齿定子铁芯(8)和周向定子绕组(9)，所述长齿定子铁芯(8)包括一体成型的圆环结构及其内侧均布的多个t型结构，t型结构的顶部为与电机转子(2)配合的弧形，周向定子绕组(9)包括若干缠绕在t型结构与圆环结构的连接处，相邻t型结构之间形成定子进气通道(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，其特征在于：所述周向定子绕组(9)的周向长度大于所述长齿定子铁芯(8)的圆环结构的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，其特征在于：所述周向定子绕组(9)的内端延伸到所述压气机蜗壳(4)进口段管壁靠近压气机叶轮(5)位置处设置的环槽内。

技术总结
本发明提供了一种基于长齿铁芯定子电机的电辅助增压器结构，包括轴承座、电机转子、电机定子、压气机蜗壳、压气机叶轮、涡轮轴和中间体，所述轴承座包括两端开口的圆筒结构和其中部的锥形体结构，圆筒结构通过支撑板连接锥形体结构，圆筒结构的一端与压气机蜗壳的进口端连接；所述电机转子套装在涡轮轴上位于压气机叶轮前端的位置处，涡轮轴的前端通过轴承固定在所述锥形体结构内部；所述电机定子与压气机蜗壳的进口段管壁过盈配合。本发明将电机置于压气机进口前，通过电机长齿定子铁芯与周向定子绕组之间的进气通道实现压气机的进气，该结构能在不影响涡轮端及中间体结构的前提下加装电机，实现电辅助增压。

技术研发人员：沈建新;程振宇;丁占铭;王云冲
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所(天津)
技术研发日：2020.08.07
技术公布日：2020.11.20