CN102651587B - 引擎冷却***及其冷却模组和电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机、使用该电机的冷却模组及引擎冷却***。该电机的转子包括转轴(21)以及安装到转轴的换向器(23)。定子包括碳刷装置，所述碳刷装置包括：碳刷盒(41)、可滑动地收容于碳刷盒(41)的碳刷(33)、恒力弹簧(44)，所述弹簧(44)包括安装部(45)、展开部(46)以及收卷部(47)。安装部(45)和收卷部(47)分别位于展开部(46)的两端，安装部(45)安装到碳刷盒(41)的近换向器端，收卷部(47)位于碳刷(33)的远换向器端。碳刷(33)的远换向器端具有沿径向向内凹的收容区，所述收卷部(47)位于所述收容区并对碳刷施加压力。实施本发明，电机可使用更长的碳刷以延长使用寿命，且碳刷受到的压力恒定。

Description

引擎冷却***及其冷却模组和电机
技术领域
本发明涉及引擎冷却***，尤其涉及引擎冷却模组及其使用的电机。
背景技术
引擎冷却***用于冷却、保护汽车的发动机。引擎冷却***包括有刷电机以及由电机驱动的扇叶。该有刷电机的转子具有换向器，定子具有碳刷，碳刷在螺旋弹簧或者扭力弹簧的作用下与换向器的换向片磨擦接触，从而通过换向片给转子的电枢供电。现有技术中，通常尽可能地延长碳刷的长度，以延长碳刷及电机的使用寿命。然而，该设计的缺陷在于，在碳刷使用初期，弹簧施加的压力过大，加快了碳刷的磨损；在碳刷使用后期，弹簧提供的压力过小，碳刷与换向器的接触不稳定，火花大、噪音大、寿命短。
发明内容
本发明的一个目的是延长冷却模组的电机使用寿命，并避免碳刷受到的压力不稳定。为此，本发明提供一种冷却模组，该冷却模组包括扇叶和驱动扇叶的电机。所述电机包括定子和转子，转子包括转轴以及安装到转轴的换向器，定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷用于与换向器的换向片电连接。所述碳刷装置包括：碳刷盒，所述碳刷可滑动地收容于所述碳刷盒；恒力弹簧，所述弹簧包括安装部、展开部以及收卷部，其中，安装部和收卷部分别位于展开部的两端，所述安装部安装到碳刷盒的近换向器端，所述收卷部位于碳刷的远换向器端并对碳刷施加压力。
作为一种改进方案，所述碳刷的远换向器端具有圆弧状的收容区，所述恒力弹簧的收卷部位于所述收容区。
作为一种改进方案，所述收卷部的中心轴线基本上平行于电机的转轴。
作为一种改进方案，所述碳刷装置包括固定到碳刷的导线，所述导线和所述恒力弹簧的展开部分别位于所述碳刷的两侧。
作为一种改进方案，所述碳刷装置包括一支撑板，所述碳刷盒具有可弯折的安装片用于将碳刷盒固定到支撑板。
作为一种改进方案，所述碳刷装置包括正极电源线和负极电源线，所述正极电源线和负极电源线与对应的碳刷电连接；所述电机还包括电磁兼容模组，所述电磁兼容模组包括两个电感，所述两个电感分别串接正极电源线及对应的碳刷、负极电源线以及对应的碳刷。
作为一种改进方案，所述电磁兼容模组还包括三个电容，其中一个电容连接所述正极电源线和负极电源线，另外两个电容分别将所述正极电源线和负极电源线接地。
本发明还提供一种引擎冷却***，包括连接水箱、引擎和散热器的循环管路，还包括如上所述的冷却模组，所述冷却模组的扇叶用于冷却散热器。
实施本发明，冷却模组的电机可以使用更长的碳刷以延长使用寿命，且碳刷在磨损初期不会受到过大的压力，碳刷在磨损末期也不会受到过小的压力。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
附图中：
图1是本发明一个实例提供的引擎冷却***的示意图；
图2是图1所示引擎冷却***中用于驱动风扇的电机；
图3和图4是图2所示电机的电流换向结构；
图5和图6是图3所示换向结构的碳刷装置。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
参考图1，本发明提供的引擎冷却***包括连通水箱10、引擎12和散热器16的循环管路14、以及用于冷却散热器16的冷却模组18。冷却液在循环泵(图中未示出)的驱动下，沿着循环管路14将引擎12的热量转移到散热器16，随后回流到水箱10。冷却模组18包括电机18b以及扇叶18a，扇叶18a在电机18b的驱动下产生空气流以冷却散热器16。
参考图2至图6，电机18b包括定子和转子，转子包括转轴21、固定到转轴21的铁芯(图中未示出)、固定到转轴21的换向器23、绕制于铁芯的绕组(图中未示出)等，绕组与换向器23的换向片24电连接。定子包括外壳25、安装到外壳25内壁的永磁铁(图中未示出)、安装到外壳25两端的端盖27、安装到端盖轴承29等。转子安装到定子内，定子的轴承29可转动地支撑转轴21。
定子还包括安装到其中一个端盖的碳刷装置，本实施例中，碳刷装置包括安装到端盖的支撑板31、安装到支撑板31的四个碳刷盒41、滑动地收容于碳刷盒的碳刷33以及安装到对应碳刷盒41的四根恒力弹簧44。恒力弹簧44包括安装部45、展开部46以及收卷部47；安装部45和收卷部47分别位于展开部46的两端，展开部46可被收卷到收卷部47。恒力弹簧41的安装部45安装到碳刷盒41的近换向器端，收卷部47位于碳刷33的远换向器端。展开部46收卷的过程中对碳刷33施加压力，使碳刷33与换向器23摩擦接触。该弹簧对碳刷施加的压力不会随着碳刷的磨损而增大或者减小。换言之，碳刷在磨损初期不会受到过大的压力，也不会在磨损末期受到过小的压力。
碳刷33的远换向器端具有沿径向向内凹的收容区，该收容区在电机的横截面(垂直于转轴的截面)的投影为一段圆弧，恒力弹簧的收卷部47位于收容区，收卷部47的中心轴线平行于或者大致平行于电机的转轴21。收卷部47与碳刷33的收容区配合，以减轻或者消除碳刷的震动、降低电机的噪音。应当意识到，收容区的一个主要作用是与弹簧的收卷部47配合，以减轻或者消除碳刷的震动，因此，收容区不局限于圆弧状，例如，收容区的投影可以是一侧开口的梯形、矩形等。
参考图6，碳刷的导线34和恒力弹簧的展开部46分别位于碳刷33的两侧，以有效地利用相邻碳刷之间的空间，减小电机的轴向尺寸。本领域的技术人员应当意识到，引擎冷却***中，冷却模组的电机需要具有预定的性能，且体积不得大于预定的尺寸，因此，电机的轴向尺寸是其中一个关键的参数。
本实施例中，每个碳刷盒41具有两个可弯折的安装脚42，并通过固定脚42安装到支撑板31。电机的正负极电源线37与对应的碳刷33电连接。该电机还包括电磁兼容(EMC)模组以提高电机的电磁兼容水平。电磁兼容模组包括两个电感35和三个电容39。该两个电感35分别串接正极电源线及对应的碳刷、负极电源线以及对应的碳刷。该三个电容39中，其中一个电容连接正极电源线和负极电源线，另外两个电容分别将正极电源线和负极电源线接地(例如连接到电机外壳25)。应当意识到，电磁兼容模组可以采用其他数量的电感和/或电容。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种冷却模组，包括扇叶(18a)和驱动扇叶的电机(18b)；所述电机包括定子和转子，转子包括转轴(21)以及安装到转轴的换向器(23)，定子包括碳刷装置，所述碳刷装置安装有碳刷(33)用于与换向器(23)的换向片(24)电连接，其特征在于，所述碳刷装置包括：
碳刷盒(41)，所述碳刷(33)可滑动地收容于所述碳刷盒(41)；和
恒力弹簧(44)，所述弹簧(44)包括安装部(45)、展开部(46)以及收卷部(47)；安装部(45)和收卷部(47)分别位于展开部(46)的两端，所述安装部(45)具有U形弯折部，所述U形弯折部朝向背离碳刷的一侧弯折并挂扣到碳刷盒(41)的近换向器端边缘，所述收卷部(47)位于碳刷(33)的远换向器端并对碳刷施加压力，所述安装部(45)和展开部(46)设置于所述碳刷的与所述转轴(21)平行的侧面上；
所述碳刷盒(41)与所述转轴(21)垂直的面上具有观察口。
2.根据权利要求1所述的冷却模组，其特征在于，所述碳刷(33)的远换向器端具有沿径向向内凹的收容区，所述恒力弹簧的收卷部(47)位于所述收容区。
3.根据权利要求2所述的冷却模组，其特征在于，所述收容区在电机的横截面的投影为圆弧状、梯形状或者矩形状。
4.根据权利要求2或3所述的冷却模组，其特征在于，所述收卷部(47)的中心轴线基本上平行于电机的转轴(21)。
5.根据权利要求4所述的冷却模组，其特征在于，所述碳刷装置包括固定到碳刷(33)的导线(34)，所述导线(34)和所述恒力弹簧的展开部(46)分别位于所述碳刷(33)的两侧。
6.根据权利要求2所述的冷却模组，其特征在于，所述碳刷装置包括一支撑板(31)，所述碳刷盒(41)具有可弯折的安装片(42)用于将碳刷盒(41)固定到支撑板(31)。
7.根据权利要求2所述的冷却模组，其特征在于，所述碳刷装置包括正极电源线(37)和负极电源线(37)，所述正极电源线和负极电源线与对应的碳刷电连接；
所述电机还包括电磁兼容模组，所述电磁兼容模组包括两个电感(35)，所述两个电感(35)分别串接正极电源线以及对应的碳刷、负极电源线以及对应的碳刷。
8.根据权利要求7所述的冷却模组，其特征在于，所述电磁兼容模组还包括三个电容(39)，其中一个电容连接所述正极电源线和负极电源线，另外两个电容分别将所述正极电源线和负极电源线接地。
9.一种适用于冷却***的电机，所述电机包括定子和转子，转子包括转轴(21)以及安装到转轴的换向器(23)，其特征在于，所述定子包括如权利要求1至8中任意一项所述的碳刷装置。
10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机还包括电磁兼容模组，所述电磁兼容模组包括两个电感(35)，所述两个电感(35)分别串接正极电源线以及对应的碳刷、负极电源线以及对应的碳刷。
11.一种引擎冷却***，包括连接水箱(10)、引擎(12)和散热器(16)的循环管路(14)，其特征在于，还包括如权利要求1至8中任意一项所述的冷却模组，所述冷却模组的扇叶(18a)用于冷却散热器。
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