CN114243999B - 一种带有消音环结构的汽车交流发电机及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有消音环结构的汽车交流发电机及其散热方法，包括固定在底板上的发电机，发电机的内部安装有整流桥支架本体，发电机顶部的端盖上连接有消音环，冷却水箱的顶部焊接有密封箱，冷却水箱的内部形成有储水槽，密封箱的内部形成有与储水槽相连通的空腔，该空腔的中心处转动连接有旋转轴，旋转轴的圆周面上环形套接有多个旋转板，每个旋转板均与密封箱的内部密封设置，并且每个旋转板旋转至储水槽时均能对其内部的冷却液进行扰动。本发明中的发电机转速慢时，通过散热风扇和外部冷却液循环对发电机降温，当发电机高速转动时，冷却液同时从内部对整流桥支架本体进行降温，三重降温使降温效果更好。

Description

一种带有消音环结构的汽车交流发电机及其散热方法

技术领域

本发明属于汽车发电机散热技术领域，具体涉及一种带有消音环结构的汽车交流发电机及其散热方法。

背景技术

当汽车高速移动时，会带动发电机快速转动，会使发电机内部产生较高的热量，由于汽车发电机整流桥支架都是安装在发电机的内部，因此发电机高速旋转产生的高温会使发电机内部的发电机整流桥支架发热，如果发电机整流桥支架的热量无法及时的散发出去，则会使发电机整流桥支架发生损坏，影响发电机的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有消音环结构的汽车交流发电机及其散热方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有消音环结构的汽车交流发电机，包括固定在底板上的发电机，发电机的内部安装有整流桥支架本体，发电机顶部的端盖上连接有消音环，还包括有固定在底板上的冷却水箱，冷却水箱的顶部焊接有密封箱，冷却水箱的内部形成有储水槽，密封箱的内部形成有与储水槽相连通的空腔，该空腔的中心处转动连接有旋转轴，旋转轴的圆周面上环形套接有多个旋转板，每个旋转板均与密封箱的内部密封设置，并且每个旋转板旋转至储水槽时均能对其内部的冷却液进行扰动，以使冷却液进入密封箱内部进行转动，发电机的外壁上绕设有循环管，循环管的一端延伸至密封箱的内部，循环管的另一端延伸至储水槽内，并且循环管位于储水槽的一端安装有第三单向阀，冷却液在循环管内部循环流通形成对发电机的外部循环冷却，储水槽的底部连接有进液管，进液管的出液口延伸至发电机内部后连接有喷头，冷却液经过喷头喷向至整流桥支架本体形成对发电机的内部冷却，控制旋转轴低速旋转使发电机进行单独的外部循环冷却，控制旋转轴高速旋转使发电机外部循环冷却和内部冷却同时进行。

优选的，旋转板在密封箱内部的旋转通过气动方式驱动。

优选的，底板上还固定有气缸，气缸的一端与密封箱的顶部之间连接有进气管，并且该进气管上安装有第二单向阀，气缸的内部滑动连接有活塞，活塞的中心处固定连接有活塞杆，活塞杆穿过气缸延伸至其外部后铰接有摇杆，发电机的电机轴底端固定连接有圆盘，圆盘下端面的边缘处连接有固定轴，摇杆的末端转动套接于该固定轴上。

优选的，发电机的内部设置有散热风扇，散热风扇固定套接于发电机的电机轴上。

优选的，密封箱的外壁上还设置有与其内部相连通的泄压阀，泄压阀邻近于进气管的出气口，并且泄压阀分布于进气管出气口的逆时针方向。

优选的，还包括有与外部储水箱相连的第一单向阀，储水箱通过第一单向阀向储水槽内注入冷却水。

优选的，第一单向阀安装于密封箱的外壁上且紧邻泄压阀，泄压阀和第一单向阀沿密封箱的轴向错开分布，每个旋转板与密封箱内壁相接触的一端均连接有弧形挡板，弧形挡板与密封箱的内壁相贴合并滑动连接，弧形挡板转动至泄压阀和第一单向阀的位置处将两者隔开。

优选的，旋转轴为中空结构，其内部转动连接有空心管，旋转轴上有若干通孔，空心管的两端固定于密封箱两侧内壁上，第一单向阀设置于密封箱的一侧中心位置并与旋转轴中的空心管连通，空心管的侧壁上朝向储水槽的方向设有若干通孔，旋转板的内部中空形成有进液槽，旋转轴上开设的通孔与进液槽对应设置，旋转板的末端与密封箱内壁相贴合的部位开设有若干个出液孔。

一种如上述提及的带有消音环结构的汽车交流发电机的散热方法，方法如下：当驱动旋转轴低速旋转时，旋转板拨动储水槽中的冷却液进入至密封箱中顺时针转动，冷却液到达循环管出液口时，通过离心力作用从循环管的出液口流出对发电机外部冷却，而后通过第三单向阀回流至储水槽内；

当驱动旋转轴高速旋转时，一部分的冷却液被旋转板拨动进入至密封箱中，在离心力的作用下进入循环管中对发电机的外部进行冷却，另一部分的冷却液在储水槽底部受到旋转板的作用进入至进液管内部，冷却液最终通过喷头喷洒至发电机内部的整流桥支架本体上冷却降温。

与现有技术相比，本发明提供了一种带有消音环结构的汽车交流发电机及其散热方法，具备以下有益效果：

(1)本发明中的电动机外部绕设循环管，循环管与密封箱内部相连通，发电机工作时带动活塞往复移动，进而压缩气体进入至密封箱内部，旋转板经过储水槽时带动冷却水进入至密封箱内部，冷却水在离心力作用下进入至循环管中，冷却水在循环管中流动进而实现对电动机外部的冷却循环，当发电机高速工作时，旋转板拨动储水槽内部的冷却水向进液管方向运动，液体受到气压、旋转板和水的压力从经过进液管从喷头喷出，对发电机内部和整流桥支架本体进行冷却降温，此时冷却水外部循环冷却和内部冷却同时进行。

(2)散热风扇固定套接在电动机的电机轴上，可对发电机内部和整流桥支架本体进行风冷降温，其与冷却水配合使用，可使降温效果更好。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为实施例一中交流发电机的整体结构示意图；

图2为实施例一中散热风扇在电动机上的装配示意图；

图3为本发明中气缸的剖面示意图；

图4为实施例一中密封箱内部旋转板的分布示意图；

图5-7为实施例一中旋转板工作状态时(不同旋转角度)的示意图；

图8为实施例二中交流发电机的整体结构示意图；

图9为实施例二中交流发电机的内部结构示意图；

图10为实施例二中密封箱内部旋转板的分布示意图；

图11-13为实施例二中旋转板工作状态时(不同旋转角度)的示意图；

图14为图10中A处的局部放大结构示意图；

图15为图10中B处的局部放大结构示意图。

图中：1、冷却水箱；2、密封箱；3、进气管；4、循环管；5、进液管；6、消音环；7、发电机；8、底板；9、泄压阀；10、第一单向阀；11、整流桥支架本体；12、散热风扇；13、圆盘；14、摇杆；15、喷头；16、活塞杆；17、气缸；18、活塞；19、第二单向阀；20、旋转板；21、旋转轴；22、弧形挡板；23、第三单向阀；24、储水槽；25、第一腔室；26、第二腔室；27、第三腔室；28、第四腔室；29、第五腔室；30、第六腔室；31、进液槽；32、出液孔；33、空心管。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-图7，本实施例提出一种带有消音环结构的汽车交流发电机，包括固定在底板8上的发电机7，发电机7的内部安装有整流桥支架本体11，发电机7顶部的端盖上连接有消音环6，消音环6有效的降低了发电机7工作带来的噪音。

底板8上固定有冷却水箱1，冷却水箱1的顶部焊接有密封箱2，冷却水箱1的内部形成有储水槽24，密封箱2的内部形成有与储水槽24相连通的空腔，储水槽24的前后宽度和密封箱2内部前后宽度相同。

密封箱2内部空腔的中心处转动连接有旋转轴21，旋转轴21的圆周面上环形套接有六个旋转板20，每个旋转板20均与密封箱2的内部密封设置，六个旋转板20将密封箱2内部分成了六个腔室，分别为第一腔室25、第二腔室26、第三腔室27、第四腔室28、第五腔室29和第六腔室30。每个旋转板20旋转至储水槽24时均能对其内部的冷却水进行扰动，以使冷却水进入密封箱2内部进行转动，发电机7的外壁上绕设有循环管4，循环管4的一端延伸至密封箱2的内部，循环管4的另一端延伸至储水槽24内，并且循环管4位于储水槽24的一端安装有第三单向阀23，冷却水在循环管4内部循环流通形成对发电机7的外部循环冷却，储水槽24的底部连接有进液管5，进液管5的出液口延伸至发电机7内部后连接有喷头15，冷却水经过喷头15喷向至整流桥支架本体11形成对发电机7的内部冷却，控制旋转轴21低速旋转使发电机7进行单独的外部循环冷却，控制旋转轴21高速旋转使发电机7外部循环冷却和内部冷却同时进行。

旋转板20在密封箱2内部的旋转通过气动方式驱动，具体的，底板8上安装有气缸17，气缸17的一端与密封箱2的顶部之间连接有进气管3，并且该进气管3上安装有第二单向阀19，气缸17的内部滑动连接有活塞18，活塞18的中心处固定连接有活塞杆16，活塞杆16穿过气缸17延伸至其外部后铰接有摇杆14，发电机7的电机轴底端固定连接有圆盘13，圆盘13下端面的边缘处连接有固定轴，摇杆14的末端转动套接于该固定轴上，通过电动机7的电机轴驱动圆盘13进行旋转，圆盘13带动活塞杆16往复移动，活塞18在气缸17内往复移动，对气缸17内的空气进行压缩，然后使其通过进气管3传输进入密封箱2内，气体对旋转板20形成的冲击力驱动其在密封箱2内部进行旋转。

发电机7的内部设置有散热风扇12，散热风扇12固定套接于发电机7的电机轴上，散热风扇12可对发电机7内部和整流桥支架本体11进行风冷降温，其与冷却水配合使用，可使降温效果更好。

密封箱2的外壁上还设置有与其内部相连通的泄压阀9，泄压阀9邻近于进气管3的出气口，并且泄压阀9分布于进气管3出气口的逆时针方向，气体传输到第二腔室26内，第二腔室26内的气压增大，当旋转板20即将旋转一周时，第二腔室26腔室转动到泄压阀9所在位置，第二腔室26内的气压超过泄压阀9所设定阈值，泄压阀9对其泄压。

本实施例中在密封箱2的圆周面上安装有第一单向阀10，储水箱通过第一单向阀10向储水槽24内注入冷却水，第一单向阀10安装于密封箱2的外壁上且紧邻泄压阀9，泄压阀9和第一单向阀10沿密封箱2的轴向错开分布，每个旋转板20与密封箱2内壁相接触的一端均连接有弧形挡板22，弧形挡板22与密封箱2的内壁相贴合并滑动连接，弧形挡板22转动至泄压阀9和第一单向阀10的位置处将两者隔开，当第二腔室26到达第一单向阀10所在位置时，根据需要可往储水箱24里加冷却水，由于第二腔室26中经过泄压后气压较小，所以冷却水通过第一单向阀10吸入到第二腔室26中，而弧形挡板22防止泄压阀9泄压时将从第一单向阀10流进的冷却水吸出。

本实施例提出一种带有消音环结构的汽车交流发电机，工作时，发电机7开始转动，散热风扇12同步转动对发电机7内部风冷降温，发电机7的电机轴带动圆盘13转动，圆盘13带动活塞杆16往复移动，活塞18在气缸17内往复移动，对气缸17内的空气进行压缩，然后使其通过进气管3传输进入密封箱2内。

气体进入到其中一个腔室。如图5所示，当第二腔室26处于进气管3和进气口位置时，气体传输到第二腔室26内，由于进气口朝向右下方，进入到第二腔室26的气体给第二腔室26右侧旋转板20一个冲击力，并且第二腔室26内气压增大，压动第二腔室26右侧旋转板20顺时针转动，从而使所有旋转板20转动。

如图6所示，储水槽24内的冷却水初始位置与冷却水箱1最顶面平齐，旋转板20转动，拨动冷却水顺时针转动。旋转板20处在储水槽24之间时，一部分冷却水(处于最下端的旋转板20的右侧即第四腔体28内)回流到储水槽24内，另一部分冷却水(处于最下端的旋转板20的左侧即第五腔室29内)在旋转板20的带动下转动。

再次参照附图5，当第五腔室29右侧旋转板20和密封箱2内壁接触时，即：第五腔室29转动到附图5中第六腔室30的位置时，被带动的冷却水(处于第五腔室29内)不能回流，旋转板20继续带动冷却水旋转，到达循环管4出液口时，冷却水通过离心力从循环管4出液口流出，部分液体则会随着旋转板20继续旋转，直到液体再次旋转到储水槽24位置时进入到储水槽24。从循环管4流出的冷却水对发电机7外部冷却，而后通过第三单向阀23流进储水槽24内，冷却水通过循环管4循环流进和流出，第三单向阀23使冷却水不会从储水槽24流出。

如图7所示，当旋转板20即将旋转一周时，第二腔室26腔室转动到泄压阀9所在位置，第二腔室26内的气压超过泄压阀9所设定阈值，泄压阀9对其泄压，旋转板20继续转动。第二腔室26到达第一单向阀10所在位置，根据需要可往储水槽24里加冷却水，由于第二腔室26中经过泄压气压较小，所以冷却水通过第一单向阀10吸入到第二腔室26中，弧形挡板22防止泄压阀9泄压时将从第一单向阀10流进的液体吸出。此时，第三腔室27转动到进气管3的出气口位置，第三腔室27开始进气使旋转板20继续旋转。

发电机7一直工作，会使旋转板20一直旋转。当发电机7转速较慢时，活塞18往复移动速度慢，压缩气体的速度慢，旋转板20转速慢，对发电机7冷却只有风冷却和外部冷却。

当发电机7转速加快，旋转板20转速也会加快，当到达一定速度后，以图5为例，旋转板20拨动部分冷却水向进液管5方向运动，液体受到气压、旋转板20和水的压力，使部分冷却水从进液管5流出，通过喷头15喷出，对发电机7内部和整流桥支架本体11进行冷却降温，此时冷却水外部循环冷却和内部冷却同时进行。不使用时，喷头15可防止储水槽24内的冷却水顺着水管流出，避免对冷却水造成浪费。

实施例二

请参阅图3以及图8-图15，本实施例提出一种带有消音环结构的汽车交流发电机，其与实施例一采用了相同的发明构思，其与实施例一的区别之处在于：本实施例中的旋转轴21为中空结构，其内部转动连接有空心管33，旋转轴21上有若干通孔，空心管33的两端固定于密封箱2两侧内壁上，本实施例中的第一单向阀10设置于密封箱2的一侧中心位置并与旋转轴21中的空心管33连通。空心管33的侧壁上朝向储水槽24的方向设有若干通孔，旋转板20的内部中空形成有进液槽31，旋转轴21上开设的通孔与进液槽31对应设置，旋转板20的末端与密封箱2内壁相贴合的部位开设有若干个出液孔32。旋转板20和密封箱2密封接触时，出液孔32被堵住，冷却水无法从旋转板20内甩出，出液孔32避开进气管3进气口设置，防止气体通过出液孔32进入到进液槽31时产生噪音。

当旋转板20即将旋转一周时，第二腔室26腔室转动到泄压阀9所在位置，第二腔室26内的气压超过泄压阀9所设定阈值，泄压阀9对其泄压，此时第三腔室27转动到进气管3的出气口位置，第三腔室27开始进气使旋转板20继续旋转。此时根据需要可往储水槽24里加冷却水，冷却水通过第一单向阀10流入到空心管33中，当旋转轴21中的通孔和空心管33中的通孔相对应时，冷却水通过旋转轴21上的通孔流入到旋转板20内，当旋转板20转动到储水槽24中时，冷却水从旋转板20的出液孔32流进储水槽24中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种带有消音环结构的汽车交流发电机，包括固定在底板(8)上的发电机(7)，发电机(7)的内部安装有整流桥支架本体(11)，发电机(7)顶部的端盖上连接有消音环(6)，其特征在于：还包括有固定在底板(8)上的冷却水箱(1)，冷却水箱(1)的顶部焊接有密封箱(2)，冷却水箱(1)的内部形成有储水槽(24)，密封箱(2)的内部形成有与储水槽(24)相连通的空腔，该空腔的中心处转动连接有旋转轴(21)，旋转轴(21)的圆周面上环形套接有多个旋转板(20)，每个旋转板(20)均与密封箱(2)的内部密封设置，并且每个旋转板(20)旋转至储水槽(24)时均能对其内部的冷却液进行扰动，以使冷却液进入密封箱(2)内部进行转动，发电机(7)的外壁上绕设有循环管(4)，循环管(4)的一端延伸至密封箱(2)的内部，循环管(4)的另一端延伸至储水槽(24)内，并且循环管(4)位于储水槽(24)的一端安装有第三单向阀(23)，冷却液在循环管(4)内部循环流通形成对发电机(7)的外部循环冷却，储水槽(24)的底部连接有进液管(5)，进液管(5)的出液口延伸至发电机(7)内部后连接有喷头(15)，冷却液经过喷头(15)喷向至整流桥支架本体(11)形成对发电机(7)的内部冷却，控制旋转轴(21)低速旋转使发电机(7)进行单独的外部循环冷却，控制旋转轴(21)高速旋转使发电机(7)外部循环冷却和内部冷却同时进行；

密封箱(2)的外壁上还设置有与其内部相连通的泄压阀(9)，泄压阀(9)邻近于进气管(3)的出气口，并且泄压阀(9)分布于进气管(3)出气口的逆时针方向；

还包括有与外部储水箱相连的第一单向阀(10)，储水箱通过第一单向阀(10)向储水槽(24)内注入冷却水。

2.根据权利要求1所述的一种带有消音环结构的汽车交流发电机，其特征在于：旋转板(20)在密封箱(2)内部的旋转通过气动方式驱动。

3.根据权利要求2所述的一种带有消音环结构的汽车交流发电机，其特征在于：底板(8)上还固定有气缸(17)，气缸(17)的一端与密封箱(2)的顶部之间连接有进气管(3)，并且该进气管(3)上安装有第二单向阀(19)，气缸(17)的内部滑动连接有活塞(18)，活塞(18)的中心处固定连接有活塞杆(16)，活塞杆(16)穿过气缸(17)延伸至其外部后铰接有摇杆(14)，发电机(7)的电机轴底端固定连接有圆盘(13)，圆盘(13)下端面的边缘处连接有固定轴，摇杆(14)的末端转动套接于该固定轴上。

4.根据权利要求3所述的一种带有消音环结构的汽车交流发电机，其特征在于：发电机(7)的内部设置有散热风扇(12)，散热风扇(12)固定套接于发电机(7)的电机轴上。

5.根据权利要求1所述的一种带有消音环结构的汽车交流发电机，其特征在于：第一单向阀(10)安装于密封箱(2)的外壁上且紧邻泄压阀(9)，泄压阀(9)和第一单向阀(10)沿密封箱(2)的轴向错开分布，每个旋转板(20)与密封箱(2)内壁相接触的一端均连接有弧形挡板(22)，弧形挡板(22)与密封箱(2)的内壁相贴合并滑动连接，弧形挡板(22)转动至泄压阀(9)和第一单向阀(10)的位置处将两者隔开。

6.根据权利要求5所述的一种带有消音环结构的汽车交流发电机，其特征在于：旋转轴(21)为中空结构，其内部转动连接有空心管(33)，旋转轴(21)上有若干通孔，空心管(33)的两端固定于密封箱(2)两侧内壁上，第一单向阀(10)设置于密封箱(2)的一侧中心位置并与旋转轴(21)中的空心管(33)连通，空心管(33)的侧壁上朝向储水槽(24)的方向设有若干通孔，旋转板(20)的内部中空形成有进液槽(31)，旋转轴(21)上开设的通孔与进液槽(31)对应设置，旋转板(20)的末端与密封箱(2)内壁相贴合的部位开设有若干个出液孔(32)。

7.一种如权利要求1-6任一所述的一种带有消音环结构的汽车交流发电机的散热方法，其特征在于：

当驱动旋转轴(21)低速旋转时，旋转板(20)拨动储水槽(24)中的冷却液进入至密封箱(2)中顺时针转动，冷却液到达循环管(4)出液口时，通过离心力作用从循环管(4)的出液口流出对发电机(7)外部冷却，而后通过第三单向阀(23)回流至储水槽(24)内；

当驱动旋转轴(21)高速旋转时，一部分的冷却液被旋转板(20)拨动进入至密封箱(2)中，在离心力的作用下进入循环管(4)中对发电机(7)的外部进行冷却，另一部分的冷却液在储水槽(24)底部受到旋转板(20)的作用进入至进液管(5)内部，冷却液最终通过喷头(15)喷洒至发电机(7)内部的整流桥支架本体(11)上冷却降温。

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