專利名稱：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)及其馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫高熱，為了防止高溫高熱對(duì)汽車的零部 件造成損壞，通常使用冷卻系統(tǒng)來幫助發(fā)動(dòng)機(jī)散熱。常用的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系 統(tǒng)包括水箱、散熱管和風(fēng)扇，從水箱出來的水(或者其他類型的冷卻液)吸 收發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量之后，經(jīng)散熱管降溫后回流到水箱中，形成一個(gè)循環(huán)。而風(fēng) 扇用于朝散熱管或者發(fā)動(dòng)機(jī)吹風(fēng)，通過空氣帶走熱量以加快水的降溫。該風(fēng) 扇包括葉片以及驅(qū)動(dòng)葉片的馬達(dá)，馬達(dá)包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分，其中一部分 固定有磁鐵，而另一部分纏繞有線圈。
由于銅線具有良好的導(dǎo)電性、電阻率小、化學(xué)穩(wěn)定性好，所以，馬達(dá)的 線圈通常由銅線纏繞而成(下文簡(jiǎn)稱"銅制線圈")。但是，由于銅的成本較 高，人們?cè)?jīng)嘗試使用成本比銅低的鋁線作為線圈(下文簡(jiǎn)稱"鋁制線 圈")。
然而，使用鋁制線圈會(huì)遇到很多難題。首先，鋁線是難以焊接的，尤其 是難以焊接到銅制的換向器上，因此，鋁制線圈通常作為馬達(dá)的定子而不作 為轉(zhuǎn)子，這種無刷馬達(dá)成本高，制作難度也高，限制了其使用范圍。
其次，鋁的化學(xué)活性較強(qiáng)，容易被腐蝕和氧化，導(dǎo)致鋁線接頭容易被氧 化，鋁被氧化后將成為絕緣體，導(dǎo)致接觸不良或者接觸電阻增大，致使連接 點(diǎn)的溫度過高，連接點(diǎn)溫度過高容易導(dǎo)致電機(jī)故障或者損壞其他零部件。
另一方面，鋁的電阻率比銅的電阻率大，導(dǎo)致鋁線的電阻大于同規(guī)格的 銅線的電阻。相應(yīng)地，在端電壓相等的情況下，鋁制線圈的電流將小于同等 規(guī)格的銅制線圈產(chǎn)生的電流，導(dǎo)致鋁制線圈的馬達(dá)的性能受影響。反之，如 果要使鋁線的電阻與銅線的電阻相同，就必須增大鋁線的外徑，從而增加了鋁材料的用量，并且增大了線圈的體積以及馬達(dá)的體積。
鑒于鋁制線圈具有上述的多種缺陷，現(xiàn)有的大部分馬達(dá)依然使用銅制線 圈。尤其是在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻領(lǐng)域，現(xiàn)有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬達(dá)都是 采用銅制線圈。
然而，由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬達(dá)和風(fēng)扇是暴露在空氣中的，如果 外界溫度過低凍住了馬達(dá)或者風(fēng)扇，或者外界物品進(jìn)入馬達(dá)內(nèi)或者阻擋住風(fēng) 扇的葉片，將會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)(也稱為堵轉(zhuǎn))。在通電時(shí)，如果馬達(dá)停止 轉(zhuǎn)動(dòng)，銅制線圈的電流將會(huì)很大，導(dǎo)致銅制線圈在短時(shí)間內(nèi)(例如60秒鐘 內(nèi))產(chǎn)生很大的熱量，容易導(dǎo)致馬達(dá)被燒毀。這樣，即使及時(shí)地清除了阻礙 物，馬達(dá)也不能運(yùn)轉(zhuǎn)了，從而導(dǎo)致了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的故障。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，針對(duì)上述現(xiàn)有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)在馬達(dá)堵轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生故 障的缺陷，提供一種在馬達(dá)堵轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性較好的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)包括風(fēng)扇、散熱 管以及用于盛裝冷卻液的水箱，所述水箱、發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻通道和散熱管構(gòu)成 冷卻回路，所述風(fēng)扇用于對(duì)所述散熱管吹風(fēng)以吹走所述散熱管的熱量，其 中，所述風(fēng)扇包括馬達(dá)以及由所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的葉片，所述馬達(dá)包括定子和安 裝在所述定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的換向器、 轉(zhuǎn)子鐵芯以及纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上的線圈，所述線圈由鋁線纏繞而成，所 述鋁線的表面覆蓋有絕緣膜，所述線圈的線端與所述換向器上對(duì)應(yīng)的換向器 片電連接。
另一方面，本發(fā)明還提供一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬達(dá)，所述馬 達(dá)用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的葉片以吹走汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，其中，所述馬達(dá)包括 定子和安裝在所述定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的 換向器、轉(zhuǎn)子鐵芯以及纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上的線圈，所述線圈由鋁線纏繞 而成，所述鋁線的表面覆蓋有絕緣膜，所述線圈的線端與所述換向器上對(duì)應(yīng) 的換向器片電連接。要說明的是，本發(fā)明所述的鋁線，既包括傳統(tǒng)意義上的由鋁材料作為電導(dǎo)體的導(dǎo)線，也包括銅包鋁線。所謂的銅包鋁線，是指鋁制線芯周圍包覆著銅材料，鋁制線芯和銅一起作為電導(dǎo)體。
本發(fā)明所舉實(shí)施例具有的有益效果線圈設(shè)置在馬達(dá)的轉(zhuǎn)子上，線圈由鋁線纏繞而成(簡(jiǎn)稱為鋁制線圈)，鋁線的電阻比銅線的電阻大，這樣，馬達(dá)堵轉(zhuǎn)時(shí)，鋁制線圈產(chǎn)生的熱量將小于同等規(guī)格的銅制線圈產(chǎn)生的熱量。因此，在馬達(dá)堵轉(zhuǎn)的一定時(shí)間內(nèi)鋁制線圈產(chǎn)生的熱量不足以損壞馬達(dá)或者冷卻系統(tǒng)的其他零部件，這樣，如果及時(shí)地消除了馬達(dá)的堵轉(zhuǎn)因素，馬達(dá)還能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的馬達(dá)還具有制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。


下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見。附圖中
圖1為本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖2為本發(fā)明的馬達(dá)的立體示意圖3為圖2所示的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的立體示意圖4是圖3所示的轉(zhuǎn)子的換向器的剖面示意圖5和圖6是一種現(xiàn)有的銅制線圈導(dǎo)致轉(zhuǎn)子齒變形的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該冷卻系統(tǒng)包括水箱H、散熱管13和風(fēng)扇14，其中，水箱ll用于盛裝冷卻液(例如水)，從水箱ll出來的冷卻液吸收發(fā)動(dòng)機(jī)12的熱量后，經(jīng)散熱管13返回到水箱11形成一個(gè)冷卻回路。風(fēng)扇14可用于對(duì)散熱管13吹風(fēng)，通過流動(dòng)的空氣帶走散熱管13的熱量，加快冷卻液的散熱過程。
風(fēng)扇14包括馬達(dá)以及由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的葉片。圖2為馬達(dá)的立體示意圖，圖3是該馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的示意圖。如圖2和圖3所示，馬達(dá)包括定子1和安裝在定子1內(nèi)的轉(zhuǎn)子2，定子1包括外殼和安裝在外殼內(nèi)的磁鐵(圖中未示出)。如圖3所示，轉(zhuǎn)子2包括轉(zhuǎn)軸21、換向器22、轉(zhuǎn)子鐵芯23以及線圈24，其中，換向器22和轉(zhuǎn)子鐵芯23固定到轉(zhuǎn)軸21可隨著轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈24為鋁線纏繞在轉(zhuǎn)子鐵芯的齒上而成，鋁線的表面涂覆有絕緣膜(例如漆包鋁線)，線圈的線端與換向器22上對(duì)應(yīng)的換向器片221電連接。如上所述，線圈24也可以是銅包鋁線纏繞而成的，銅包鋁線比傳統(tǒng)的鋁線更容易與換向器22的換向器片221電連接。
在該實(shí)施例中，線圈24設(shè)置在轉(zhuǎn)子2上，采用換向器22連接線圈24以及外部供電電路(圖中未示出)，換向器22的具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4是換向器的剖面示意圖。如圖4所示，換向器22包括環(huán)狀的膠體222 (或者其他絕緣填充物)以及分布在該膠體222外表面的多個(gè)換向器片221。換向器片221的主要材料為銅，其一端具有圓弧狀的折彎部2211，該折彎部2211表面鍍有錫層，以更好地和鋁線的線端進(jìn)行電連接。鋁線的線端可以通過焊接的方式與折彎部2211導(dǎo)電連接。
在圖4所示的方案中，在換向器22的連接部(折彎部2211)加鍍錫層，能有效地將鋁線線端和銅制換向器片221有效地焊接在一起，解決了業(yè)界一直想解決的"鋁線無法焊接到銅制換向器"的難題。另外，在焊接之后，還可以在焊接處涂覆一保護(hù)層，該保護(hù)層可以是但不限于絕緣膠體。該保護(hù)層避免了氧氣或者其他腐蝕物與鋁制線芯接觸，有效地克服了鋁線容易被腐蝕、氧化的難題。作為一種改進(jìn)方案，鋁線表面的絕緣層可以為兩層以更加有效地防止鋁芯被腐蝕，所述的絕緣層可以是但不限于絕緣樹脂。
作為一種改進(jìn)，換向器片221在折彎處厚度變薄，更具體地，折彎部2211的內(nèi)側(cè)下凹，從而形成一個(gè)增大容量的內(nèi)腔，以更好地容接鋁線的線端。另一方面，折彎部2211內(nèi)側(cè)下凹之后所形成的內(nèi)腔將能夠放置更粗的鋁線接頭，所以，即使在焊接過程中鋁線接頭遭遇高溫而部分熔化導(dǎo)致線芯變細(xì)，依然能保證該變細(xì)的線芯滿足有關(guān)的設(shè)計(jì)要求。
7上面通過優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行闡述。在該
實(shí)施例中，線圈24是單齒纏繞式，具體地，鋁線纏繞轉(zhuǎn)子鐵芯23的一個(gè)齒241就形成一個(gè)線圈24。作為一種替換方案，線圈24也可以是鋁線跨齒纏繞而成，例如跨越兩個(gè)齒、三個(gè)齒或者更多的齒。
在常規(guī)的采用銅線進(jìn)行跨齒纏繞時(shí)，由于銅線的硬度較大，很容易導(dǎo)致迭片(或者齒)發(fā)生變形，如圖5、圖6所示，齒242、 243發(fā)生了變形，兩者之間的齒槽變得參差不齊，這將嚴(yán)重影響馬達(dá)的性能。
由于鋁線的硬度小于銅線的硬度，因此，在跨齒纏繞的情況下，鋁線將能有效地避免轉(zhuǎn)子的齒出現(xiàn)變形，保證了馬達(dá)的性能。
以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
1、一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)扇、散熱管以及用于盛裝冷卻液的水箱，所述水箱、發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻通道和散熱管構(gòu)成冷卻回路，所述風(fēng)扇用于對(duì)所述散熱管吹風(fēng)以吹走所述散熱管的熱量，其特征在于，所述風(fēng)扇包括馬達(dá)以及由所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的葉片，所述馬達(dá)包括定子(1)和安裝在所述定子(1)內(nèi)的轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)軸(21)、安裝在所述轉(zhuǎn)軸(21)上的換向器(22)、轉(zhuǎn)子鐵芯(23)以及纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(23)上的線圈(24)，所述線圈(24)由鋁線纏繞而成，所述鋁線的表面覆蓋有絕緣膜，所述線圈(24)的線端與所述換向器(22)上對(duì)應(yīng)的換向器片(221)電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換向 器片(221)的一端具有圓弧狀的折彎部(2211)，所述線圈(24)的線端焊 接到所述折彎部(2211)，所述折彎部(2211)的表面鍍有錫層用于與所述線 端電連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述折彎 部(2211)的內(nèi)側(cè)下凹，形成一個(gè)增大容量的內(nèi)腔以更好地容接所述線圈的 線端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在 于，每一個(gè)所述線圈(24)均纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(23)的一個(gè)齒上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在 于，每一個(gè)所述線圈(24)均纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(23)的兩個(gè)或兩個(gè)以上 的齒上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述鋁線 表面的絕緣膜為兩層。
7、 一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬達(dá)，所述馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的葉片 以吹走汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，其特征在于，所述馬達(dá)包括定子(1)和安裝 在所述定子(1)內(nèi)的轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)軸(21)、安裝在所述 轉(zhuǎn)軸(21)上的換向器(22)、轉(zhuǎn)子鐵芯(23)以及纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯 (23)上的線圈(24)，所述線圈(24)由鋁線纏繞而成，所述鋁線的表面覆蓋有絕緣膜，所述線圈(24)的線端與所述換向器(22)上對(duì)應(yīng)的換向器片 (221)電連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬達(dá)，其特征在 于，所述換向器片(221)的一端具有圓弧狀的折彎部(2211)，所述線圈 (24)的線端焊接到所述折彎部(2211)，所述折彎部(2211)的表面鍍有錫 層用于與所述鋁線的線端電連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬達(dá)，其特征在 于，所述折彎部(2211)的內(nèi)側(cè)下凹，形成一個(gè)增大容量的內(nèi)腔以更好地容 接所述線圈的線端。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬 達(dá)，其特征在于，每一個(gè)所述線圈(24)均纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(23)的一 個(gè)齒上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的馬 達(dá)，其特征在于，每一個(gè)所述線圈(24)均纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(23)的兩 個(gè)或兩個(gè)以上的齒上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述鋁 線表面的絕緣膜為兩層。
全文摘要
一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)扇、散熱管以及用于盛裝冷卻液的水箱，所述水箱、發(fā)電機(jī)的冷卻通道和散熱管構(gòu)成冷卻回路，所述風(fēng)扇用于對(duì)所述散熱管吹風(fēng)以吹走所述散熱管的熱量，其特征在于，所述風(fēng)扇包括馬達(dá)以及由所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的葉片，所述馬達(dá)包括定子(1)和安裝在所述定子(1)內(nèi)的轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)軸(21)、安裝在所述轉(zhuǎn)軸(21)上的換向器(22)、轉(zhuǎn)子鐵芯(23)以及纏繞在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(23)上的線圈(24)，所述線圈(24)由鋁線纏繞而成，所述鋁線的表面覆蓋有絕緣膜，所述線圈的線端與換向器(22)上對(duì)應(yīng)的換向器片(221)電連接。該冷卻系統(tǒng)在馬達(dá)堵轉(zhuǎn)的一定時(shí)間段內(nèi)能有效地防治馬達(dá)或者其他零部件受損。
文檔編號(hào)B60K11/04GK101676135SQ20081021625
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者保羅·阿魯茨, 官新輝, 毅 敬, 秦銳鋒 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)(深圳)有限公司