專利名稱：汽車用交流發電機及其冷卻方法
技術領域：
本發明涉及汽車發電機，是一種汽車用交流發電機及其冷卻方法。
背景技術：
汽車用交流發電機是一種遵循電磁感應原理和能量守恒定律的能量轉換構件，為汽車降低損耗、提升效率、強化冷卻，其效果較為突出，是不錯的選擇。高效汽車用交流發電機在同等發電輸出的工作狀況下，相對于普通汽車用交流發電機能減少汽車發動機的能量輸入要求，故有一定的節能效果。目前，各汽車制造企業對乘用車的舒適性要求越來越重視，對汽車用交流發電機的噪聲要求日趨嚴格，汽車用交流發電機的噪聲主要由機械噪聲、電磁噪聲和風摩噪聲混合而成。其中，機械噪聲是汽車用交流發電機中的運動件與靜止件存在機械接觸相互摩擦·產生，這在電機制造和應用中是被嚴格禁止的；電磁噪聲是汽車用交流發電機工作時由于磁鏈交聯進行機械能與電能轉換引起繞組振動引起，在電機制造和應用中無法避免，只能通過隔離和消除共振進行改善；風摩噪聲是汽車用交流發電機工作時散熱風扇驅動冷卻氣流通過冷卻風道產生的氣動噪聲，及汽車用交流發電機中的軸承運轉產生的噪聲，在電機制造和應用中必然存在，只能通過改進風道和風扇結構，及采用低噪聲的軸承加以改善。同時，目前普遍應用的汽車用交流發電機從散熱方式不同分為外置風扇式、內置雙風扇式和混合式。外置風扇式汽車用交流發電機在電機驅動端安裝一只散熱風扇，其電機特點為噪聲較低，但同時電機效率也相對偏低；內置雙風扇式汽車用交流發電機在發電機轉子的爪極兩端各安裝一只散熱風扇，其電機特點為電機效率較高，但噪聲偏大；混合式汽車用交流發電機為驅動端蓋端安裝一只外置散熱風扇，在發電機轉子的電刷端蓋端安裝一只內置散熱風扇，電刷端蓋采用內置雙風扇式的端蓋結構，其電機特點為效率居中但噪聲仍偏大。因此，上述同類汽車用交流發電機的散熱結構欠佳、噪音較大，其結構有待進一步改進。
發明內容
為克服上述不足，本發明的目的是向本領域提供一種汽車用交流發電機及其冷卻方法，使其解決現有同類產品散熱結構欠佳、噪音較大的技術問題。其目的是通過如下技術方案實現的。一種汽車用交流發電機，該交流發電機包括皮帶輪、電機軸、驅動端蓋、發電機轉子總成、發電機定子總成、電機軸、電刷端蓋、整流器總成、調節器總成、塑料罩蓋，發電機定子總成、發電機轉子總成置于由驅動端蓋、電刷端蓋構成的腔室內，驅動端蓋的端部設有排氣孔，發電機轉子總成置于發電機定子總成內并連接電機軸，發電機轉子總成與發電機定子總成之間設有氣隙，電機軸兩端分別通過軸承連接驅動端蓋、電刷端蓋，電機軸穿過驅動端蓋的一端連接外置散熱風扇和皮帶輪，電刷端蓋外端連接塑料罩蓋，塑料罩蓋內設有整流器總成、調節器總成；其特征在于所述電刷端蓋的外周面無散熱排氣孔，電刷端蓋端部與所述發電機定子總成端面對應設有散熱孔，該散熱孔與所述整流器總成、調解器總成、塑料罩蓋內部形成的散熱通道相通，散熱通道與塑料罩蓋外部相通，電刷端蓋內設有連接所述電機軸的內置輔助散熱風扇，且內置輔助散熱風扇位于所述發電機定子總成內。上述結構，實質上是對現有混合風扇式汽車用交流發電機進行了改進，主要是改進了電刷端蓋部分，取消了電刷端蓋周面的散熱排氣孔，并在電刷端蓋內部曾設了一個相對于外置散熱風扇呈輔助作用的內置輔助散熱風扇，該內置輔助散熱風扇一方面用于將冷卻氣流從塑料罩蓋端沿散熱通道、散熱孔進入驅動端蓋和電刷端蓋構成的腔室內，另一方面是轉動時在腔室內形成紊亂氣流，以提高散熱效率，從而提高電機效率，同時能夠降低發電機的噪聲。所述內置輔助散熱風扇與所述發電機定子總成的徑向之間設有5 6_的間隙。該間隙相比現有混合風扇式汽車用交流發電機中內置散熱風扇與發電機定子總成的間隙大的多，能夠提高散熱氣流或紊亂氣流的流通能力，提高散熱效率。該種汽車用交流發電機的冷卻方法為首先，在內置輔助散熱風扇和外置散熱風扇共同作用下，從塑料罩蓋的后部吸進冷卻氣流，冷卻氣流經所述散熱通道、散熱孔引入所 述腔室內，該過程中，冷卻氣流首先對所述整流器總成、調節器總成進行冷卻，進入所述腔室內的冷卻氣流在內置輔助散熱風扇作用下，冷卻氣流吹向所述電刷端蓋內發電機定子總成的繞組表面，經繞組表面和電刷端蓋內端面反射形成紊亂氣流，該紊亂氣流在外置散熱風扇的作用下沿所述發電機定子總成與發電機轉子總成之間的氣隙流經發電機定子總成的內表面及另一端的繞組表面對發電機定子總成進行散熱，最后紊亂氣流由外置散熱風扇從驅動端蓋的排氣孔引出。本發明結構簡單，工作可靠，在保證發電機效率的同時，亦能降低噪音，提高使用壽命，達到節能減排的目的，適合作為車用發電機使用，或同類產品的結構改進。
圖I是本發明剖視結構示意圖，圖中箭頭表示冷卻氣流方向。圖中序號的名稱為1、皮帶輪，2、電機軸,3、夕卜置散熱風扇,4、驅動端蓋,5、發電機轉子總成，6、發電機定子總成，7、電刷端蓋，701、散熱孔，8、腔室，9、內置輔助散熱風扇，10、整流器總成，11、調節器總成，12、塑料罩蓋，13、散熱通道。
具體實施例方式現結合附圖，對本發明作進一步描述。該汽車用交流發電機包括皮帶輪I、電機軸2、外置散熱風扇3、驅動端蓋4、發電機轉子總成5、發電機定子總成6、內置輔助散熱風扇10、電刷端蓋7、整流器總成10、調節器總成11、塑料罩蓋12，發電機定子總成、發電機轉子總成置于由驅動端蓋、電刷端蓋裝配形成的腔室8內，發電機轉子總成置于發電機定子總成內并連接電機軸，發電機轉子總成與發電機定子總成之間設有氣隙，電機軸兩端分別通過軸承連接驅動端蓋和電刷端蓋，驅動端蓋端面設有排氣孔，驅動端蓋外端通過電機軸連接外置散熱風扇和皮帶輪，電刷端蓋周面無散熱排氣孔，電刷端蓋端部設有與電刷端蓋內發電機定子總成端面對應的散熱孔701,電刷端蓋端部連接塑料罩蓋，塑料罩蓋內安裝整流器總成和調節器總成，電刷端蓋的散熱孔與整流器總成、調節總成、塑料罩蓋三者內部形成的散熱通道13相通，散熱通道與塑料罩蓋外部相通。電刷端蓋內設有連接電機軸的內置輔助散熱風扇，該內置輔助散熱風扇置于發電機定子總成內，且內置輔助散熱風扇與發電機定子總成在徑向之間設有較大的間隙。該種汽車用交流發電機的冷卻方式為在外置散熱風扇和內置輔助散熱風扇作用下，冷卻氣流從塑料罩蓋處吸入，首先經散熱通道對整流器和調節器進行冷卻，后經電刷端蓋散熱孔進入由電刷端蓋、驅動端蓋構成的腔室內，在內置輔助散熱風扇的作用下，一部份冷卻氣流被吹向發電機定子總成的繞組，吹向定子繞組的冷卻氣流被繞組和電刷端蓋內端面阻擋后返回形成紊亂氣流，該紊亂氣流可提高散熱效率，紊亂氣流在外置散熱風扇作用下，經發電機定子總成與發電機轉子總成之間的氣隙對發電機定子總成進行散熱，后經驅動端蓋的排氣孔排出腔室。·
權利要求
1.一種汽車用交流發電機，該交流發電機包括皮帶輪(I)、電機軸(2)、驅動端蓋(4)、發電機轉子總成(5)、發電機定子總成(6)、電機軸(2)、電刷端蓋(7)、整流器總成(10)、調節器總成(11)、塑料罩蓋(12)，發電機定子總成、發電機轉子總成置于由驅動端蓋、電刷端蓋構成的腔室(8)內，驅動端蓋的端部設有排氣孔，發電機轉子總成置于發電機定子總成內并連接電機軸，發電機轉子總成與發電機定子總成之間設有氣隙，電機軸兩端分別通過軸承連接驅動端蓋、電刷端蓋，電機軸穿過驅動端蓋的一端連接外置散熱風扇和皮帶輪，電刷端蓋外端連接塑料罩蓋，塑料罩蓋內設有整流器總成、調節器總成；其特征在于所述電刷端蓋(7)的外周面無散熱排氣孔，電刷端蓋端部與所述發電機定子總成(6)端面對應設有散熱孔(701)，該散熱孔與所述整流器總成(10)、調解器總成(11)、塑料罩蓋(12)內部形成的散熱通道(13)相通，散熱通道與塑料罩蓋外部相通，電刷端蓋內設有連接所述電機軸(2)的內置輔助散熱風扇(9)，且內置輔助散熱風扇位于所述發電機定子總成內。
2.根據權利要求I所述汽車用交流發電機，其特征在于所述內置輔助散熱風扇(9)與所述發電機定子總成(6)的徑向之間設有5 6mm的間隙。
3.—種如權利要求I所述汽車用交流發電機的冷卻方法，其特征在于該冷卻方法為首先，在內置輔助散熱風扇(9)和外置散熱風扇(3)共同作用下，從塑料罩蓋(12)的后部吸進冷卻氣流，冷卻氣流經所述散熱通道(13)、散熱孔(701)引入所述腔室(8)內，該過程中，冷卻氣流首先對所述整流器總成(10 )、調節器總成(11)進行冷卻，進入所述腔室內的冷卻氣流在內置輔助散熱風扇作用下，冷卻氣流吹向所述電刷端蓋(7)內發電機定子總成(6)的繞組表面，經繞組表面和電刷端蓋內端面反射形成紊亂氣流，該紊亂氣流在外置散熱風扇的作用下沿所述發電機定子總成與發電機轉子總成(5)之間的氣隙，流經發電機定子總成的內表面及另一端的繞組表面對發電機定子總成進行散熱，最后紊亂氣流由外置散熱風扇從驅動端蓋(4)的排氣孔引出。
全文摘要
本發明涉及一種汽車用交流發電機及其冷卻方法，是針對解決現有同類產品散熱結構欠佳、噪音較大的技術問題而設計。其包括驅動端蓋、發電機轉子總成、發電機定子總成、電機軸、電刷端蓋，電刷端蓋外端連接塑料罩蓋，塑料罩蓋內設有整流器總成、調節器總成。其設計要點在于電刷端蓋的外周面無散熱排氣孔，電刷端蓋端部與發電機定子總成端面對應設有散熱孔，該散熱孔與整流器總成、調解器總成、塑料罩蓋內部形成的散熱通道相通，散熱通道與塑料罩蓋外部相通，電刷端蓋內設有連接電機軸的內置輔助散熱風扇，且內置輔助散熱風扇位于發電機定子總成內。本發明結構簡單，散熱效果好，工作效率高，噪音低，適合作為車用發電機使用，或同類產品的結構改進。
文檔編號H02K9/06GK102904387SQ20121036997
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者謝百年 申請人:謝百年