Мотор-колесо транспортного средства

Полезная модель может быть использована в электромобилях и гибридных автомобилях. Мотор-колесо содержит тяговый электродвигатель встроенный в жесткий обод пневматического колеса. Статор тягового электродвигателя закреплен на полой консольной оси колеса, а ротор соединен с жестким ободом посредством дискообразного фланца вала, расположенного коаксиально относительно корпуса статора в полой консольной оси колеса на подшипниковых опорах. Необходимый температурный режим работы тягового электродвигателя обеспечивается за счет циркуляции охлаждающей жидкости по винтовой канавке в корпусе статора. Торможение колеса обеспечивается тормозным устройством колодочного типа с пневмоприводом, барабан которого соединен с ротором тягового электродвигателя и жестким ободом пневматического колеса. 3 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве мотор-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств.

Известно мотор-колесо (патент РФ 2038984 с приоритетом от 03.07.1991 г.), содержащее электропривод, состоящий из якоря с магнитопроводами и электромагнитами, закрепленного на оси колеса, и индуктора с постоянными магнитами, закрепленного на ободе колеса.

Недостатком данного мотор-колеса является отсутствие охлаждения якоря, что не позволяет использовать электропривод большой мощности.

Известно также мотор-колесо (патент США 5222568, опубликованный 29.06.1993 г.), содержащее асинхронную машину, статор которой закреплен на консольной оси транспортного средства, а ротор, имеющий в поперечном сечении С-образную форму корпуса и короткозамкнутую обмотку, расположенную на внутренней поверхности его корпуса, встроен во внутрь обода пневматического колеса, при этом ротор установлен на оси, соединяющей его с дисковым тормозом.

Недостатками этого мотор-колеса являются значительная масса и большие габариты тягового электродвигателя, а также низкая эксплуатационная надежность вследствие повышенного износа элементов ротора, соединяющих его с подшипниками и ободом пневматического колеса.

В качестве прототипа принято мотор-колесо, описанное в патенте США 5222568, имеющее наибольшее число существенных признаков, совпадающих с признаками заявляемой полезной модели.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание мотор-колеса с повышенной эксплуатационной надежностью, уменьшенных габаритов и массы, а также с эффективным охлаждением тягового электродвигателя.

Поставленная задача в предлагаемой полезной модели решается тем, что встроенный в мотор-колесо тяговый электродвигатель выполнен в виде цилиндрического корпуса с закрепленными на нем постоянными магнитами, который жестко соединен с дискообразным фланцем вала, расположенным коаксиально относительно корпуса статора в консольной оси колеса на подшипниковых опорах, при этом дискообразный фланец вала скреплен с жестким ободом пневматического колеса, причем на внутренней поверхности статора, контактирующей с поверхностью консольной оси колеса, выполнена винтовая канавка, начало и конец которой совмещены с пазами, выполненными на наружной поверхности консольной оси, которые соединены каналами, образованными в ней, с напорной и сливной магистралями системы охлаждения транспортного средства. Кроме того, тормозное устройство мотор-колеса неуправляемого моста транспортного средства выполнено в виде установленного на консольной оси колеса последовательно за тяговым электродвигателем колодочного тормоза, барабан которого жестко соединен с цилиндрическим корпусом ротора тягового электродвигателя. Барабан тормозного устройства мотор-колеса управляемого моста соединен с корпусом ротора посредством полуоси, соединенной с шарниром равных угловых скоростей, который сопряжен с валом, дискообразный фланец которого скреплен с ротором и жестким ободом пневматического колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано мотор-колесо (в сборе) неуправляемого моста транспортного средства, на фиг.2 показано мотор-колесо (в сборе) управляемого моста.

Мотор-колесо содержит пневматическое колесо 1 с жестким ободом 2, встроенный в него тяговый электродвигатель 3, статор 4 которого закреплен на консольной оси 5 колеса, а ротор выполнен в виде цилиндрического корпуса 6 с закрепленными на нем постоянными магнитами 7 и жестко соединен с дискообразным фланцем 8 вала 9, расположенного коаксиально относительно корпуса статора 4 на подшипниковых опорах 10, при этом фланец 8 скреплен с жестким ободом 2 колеса. На внутренней поверхности корпуса статора 4 выполнена винтовая канавка 11, начало и конец которой совмещены с пазами 12 и 13, выполненными на наружной поверхности консольной оси, которые соединены каналами 14 с напорной и сливной магистралями системы охлаждения транспортного средства.

Тормозное устройство 15 (фиг.1) колеса неуправляемого моста транспортного средства, смонтированное на консольной оси 5, содержит барабан 16, жестко и герметично соединенный с цилиндрическим корпусом 6 ротора тягового электродвигателя 3, соединенным дискообразным фланцем 8 с жестким ободом 2 колеса 1.

Тормозное устройство 17 (фиг.2) колеса управляемого моста транспортного средства закреплено на корпусе моста 18, при этом его барабан 19 посредством полуоси 20, расположенной в чулке 21 корпуса моста 18, соединен с шарниром равных угловых скоростей 22, который своим хвостовиком 23 сопряжен посредством шлицевого соединения 24 с валом 9, дискообразный фланец 8 которого жестко соединен с цилиндрическим корпусом 6 ротора тягового электродвигателя и жестким ободом 2 колеса 1.

Мотор-колесо работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотки статора тягового электродвигателя 3 цилиндрический корпус 6 ротора приводится во вращение за счет электромагнитных сил, возникающих между статором 3 и постоянными магнитами 7 ротора 6. Крутящий момент от ротора 6 через дискообразный фланец 8 передается на жесткий обод 2 пневматического колеса 1. Необходимый тепловой режим тягового электродвигателя обеспечивается за счет охлаждения статора 3 жидкостью, циркулирующей по винтовой канавке 11.

Торможение колес обеспечивается тормозными устройствами 15 колодочного типа с пневматическим приводом за счет передачи тормозного момента от его барабана 16 на ротор 6, соединенный с жестким ободом 2 пневматического колеса 1.

Таким образом предлагаемая полезная модель мотор-колеса по сравнению с известными аналогами имеет ряд преимуществ, которые позволяют повысить эксплуатационную надежность, уменьшить габариты и массу колеса, а также обеспечить эффективное охлаждение тягового электродвигателя.

1. Мотор-колесо транспортного средства, содержащее пневматическое колесо с жестким ободом, встроенный в него тяговый электродвигатель, статор которого закреплен на консольной оси колеса, и тормозное устройство, отличающееся тем, что в нем ротор тягового электродвигателя выполнен в виде цилиндрического корпуса с закрепленными на нем постоянными магнитами, который жестко соединен с дискообразным фланцем вала, расположенным коаксиально относительно корпуса статора в полой консольной оси колеса на подшипниковых опорах с возможностью только вращения, при этом дискообразный фланец вала скреплен с жестким ободом пневматического колеса.

2. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в нем на внутренней поверхности корпуса статора, сопряженной с наружной поверхностью консольной оси колеса, выполнена винтовая канавка, при этом начало и конец канавки совмещены с пазами, выполненными на наружной поверхности консольной оси, которые соединены каналами, образованными в ней, с напорной и сливной магистралями системы охлаждения транспортного средства.

3. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в нем тормозное устройство выполнено в виде установленного последовательно за тяговым электродвигателем на консольной оси колеса колодочного тормоза с пневматическим приводом, барабан которого жестко и герметично соединен с цилиндрическим корпусом ротора тягового электродвигателя.

4. Мотор-колесо по п.1, отличающееся тем, что в нем вал с дискообразным фланцем, преимущественно колеса управляемого моста транспортного средства, посредством шлицевого соединения сопряжен с хвостовиком шарнира равных угловых скоростей, жестко соединенного с полуосью, с барабаном колодочного тормозного устройства, которое закреплено на корпусе моста.