本發(fā)明涉及一種用于壓縮氣體的電壓縮機(jī)，所述電壓縮機(jī)尤其用于機(jī)動(dòng)車。

背景技術(shù)：

通常，在汽車領(lǐng)域中尤其與機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的功率和效率升高的期望相關(guān)聯(lián)地提到壓縮機(jī)。

壓縮機(jī)的最眾所周知的實(shí)施形式中的一個(gè)實(shí)施形式是廢氣渦輪增壓機(jī)。廢氣渦輪增壓機(jī)用于在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中以下述方式確保足夠量的燃燒用空氣，即所述廢氣渦輪增壓機(jī)壓縮環(huán)境空氣或環(huán)境空氣/廢氣混合物進(jìn)而以過壓將所述燃燒用空氣供給氣缸。

通常，廢氣渦輪增壓機(jī)由廢氣渦輪和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其中廢氣渦輪和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)置在共同的軸上。廢氣渦輪將內(nèi)燃機(jī)的廢氣的熱能和動(dòng)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能。所述旋轉(zhuǎn)能經(jīng)由共同的軸傳遞到壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子上。經(jīng)由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子抽吸和壓縮環(huán)境空氣或由環(huán)境空氣和廢氣構(gòu)成的混合物。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中的溫度相同時(shí)的更高的工作壓力。

只要在內(nèi)燃機(jī)側(cè)流入足夠的廢氣并且驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪，那么轉(zhuǎn)速足以在抽吸側(cè)上引起過壓。例如，在機(jī)動(dòng)車加速時(shí)，渦輪然而(也)能夠在較高的轉(zhuǎn)速時(shí)起延遲作用——這種狀態(tài)通常是作為“渦輪延時(shí)(Turboloch)”已知的。

存在很多抵抗渦輪延時(shí)的“產(chǎn)生”的方式。例如，能夠通過將廢氣渦輪增壓機(jī)確定為較小的尺寸的方式降低廢氣渦輪增壓機(jī)的慣性。由此即渦輪的效率變得更小，然而已經(jīng)能夠通過弱的廢氣流驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪增壓機(jī)。

在此，另一方式例如是(附加的)電驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)(電壓縮機(jī))的使用，所述壓縮機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的廢氣流無關(guān)地工作。

公開文獻(xiàn)WO 99/10654例如說明一種電驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其中壓縮機(jī)和電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)彼此同軸地設(shè)置在軸上并且安裝在共同的殼體中。在此，基本目的尤其是提出盡可能小的結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)。

為了能夠確保電動(dòng)機(jī)的安全的且無干擾的運(yùn)行，尤其需要控制單元的無故障的功能，這還需要控制單元的足夠的冷卻或控制單元的電子器件的足夠的冷卻。在此，基本的期望是不借助于大量的制造方面的額外耗費(fèi)且盡可能節(jié)省位置地實(shí)現(xiàn)電壓縮機(jī)的控制單元的電子器件的冷卻。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于冷卻電子構(gòu)件的不同的方式。

因此，文獻(xiàn)DE 10 2007 005 233 A1例如說明一種功率模塊，所述功率模塊具有至少一個(gè)設(shè)置在基板上的半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片具有向外引導(dǎo)的電接線。設(shè)置在基板上的半導(dǎo)體芯片和部分的接線與良好導(dǎo)熱的、電絕緣的且向外密封的材料緊密地?zé)狁盥?lián)。材料圍繞基板和半導(dǎo)體芯片設(shè)置，使得構(gòu)成平坦結(jié)構(gòu)體，所述平坦結(jié)構(gòu)體除了具有向外引導(dǎo)的接觸部的側(cè)以外可與冷卻介質(zhì)耦聯(lián)。在此，需要借助于導(dǎo)熱的材料環(huán)繞并且嚴(yán)密地密封整個(gè)功率模塊，以至于功率模塊能夠裝入冷卻通道中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種所提到的類型的電壓縮機(jī)，所述電壓縮機(jī)確保安全且可靠的運(yùn)行，而無需大量的制造方面的額外耗費(fèi)。

通過一種用于壓縮氣體的電壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)所述目的，所述電壓縮機(jī)尤其用于機(jī)動(dòng)車，所述機(jī)動(dòng)車包括：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子；電動(dòng)機(jī)，其中壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子可借助于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；控制單元，其中可借助于控制單元控制電動(dòng)機(jī)；和殼體，其中殼體具有至少一個(gè)敞開的端部，所述敞開的端部用于容納控制單元并且其中殼體在敞開的端部處具有至少一個(gè)在內(nèi)環(huán)周上的凹部，其中凹部朝向殼體內(nèi)腔敞開地構(gòu)成以及控制單元可插入殼體中，使得所述控制單元封閉殼體的敞開的端部和在內(nèi)環(huán)周上的凹部。

根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)具有壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、電動(dòng)機(jī)、控制單元和殼體。

根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)機(jī)用于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)子和定子，所述定子具有至少一個(gè)定子繞組。

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子優(yōu)選抗扭地設(shè)置在軸上和/或與軸一件式地構(gòu)成。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子優(yōu)選抗扭地設(shè)置在軸上和/或與軸一件式地構(gòu)成。

經(jīng)由共同的軸，將由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能傳遞到壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子上。

控制單元是用于電動(dòng)機(jī)的功率和信號電子裝置并且優(yōu)選包括電路板，在所述電路板上可安裝不同的電子器件，例如電容器、半導(dǎo)體芯片等。

然而，控制單元也能夠理解為插頭，其中在此情況下包含設(shè)置在其上的不同的電子器件的電路板構(gòu)成為外部的控制模塊。

根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)機(jī)可經(jīng)由控制單元控制，其中在電動(dòng)機(jī)和控制單元之間的電連接經(jīng)由至少一個(gè)連接元件實(shí)現(xiàn)。

殼體具有至少一個(gè)敞開的端部，所述敞開的端部用于容納控制單元。

根據(jù)本發(fā)明，殼體在敞開的端部處具有至少一個(gè)在內(nèi)環(huán)周上的凹部，其中凹部在朝殼體的殼體內(nèi)腔的方向上敞開地構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明，控制單元可插入殼體中，使得所述控制單元一方面封閉殼體的敞開的端部以及另一方面封閉在內(nèi)環(huán)周上的凹部。

尤其通過借助于控制單元封閉凹部能以簡單的方式和方法構(gòu)成封閉的通道、尤其冷卻通道。

本發(fā)明的改進(jìn)方案在說明書以及附圖中給出。

特別優(yōu)選地，殼體的在內(nèi)環(huán)周上的凹部以可由冷卻流體、例如冷卻液體或冷卻氣體穿流的方式構(gòu)成。

由于用冷卻流體穿流借助于控制單元封閉的凹部，以簡單的途徑實(shí)現(xiàn)控制單元的足夠的冷卻。控制單元至少部分地直接集成到冷卻循環(huán)中。

優(yōu)選地，控制單元至少部分地由外罩包圍，尤其在控制單元封閉凹部的一個(gè)和/或多個(gè)部位處由外罩包圍。

外罩優(yōu)選由良好導(dǎo)熱的材料構(gòu)成。

此外，外罩的材料優(yōu)選是電絕緣且流體密封的。

優(yōu)選地，外罩的材料為聚合物材料、尤其熱固性塑料。

有利的是，殼體在其殼體內(nèi)側(cè)上在敞開的端部的區(qū)域中基本上圓柱形地構(gòu)成。

優(yōu)選地，殼體關(guān)于沿殼體縱軸線的方向在凹部的上游和下游分別具有至少一個(gè)環(huán)形的槽。環(huán)形的槽優(yōu)選分別用于密封元件的容納部。

通過將密封元件設(shè)置在凹部的上游和下游實(shí)現(xiàn)用于控制單元的特別流體密封的冷卻結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)的殼體優(yōu)選一件式地或多件式地構(gòu)成。

在根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)的一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，電壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)至少部分地設(shè)置在殼體中。

通過凹部進(jìn)而冷卻通道的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成方案確保電壓縮機(jī)的和尤其電壓縮機(jī)的控制單元的在盡可能緊湊以及構(gòu)件優(yōu)化的組成時(shí)的可靠的運(yùn)行。

控制單元除了其電動(dòng)機(jī)的控制裝置的本來的功能以外還滿足用于在殼體的敞開的端部處的在內(nèi)環(huán)周上的凹部的殼體蓋的和封閉元件的功能。

借助于通過控制單元封閉的在內(nèi)環(huán)周上的凹部，能夠以簡單的方式和方法并且還成本適宜地實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)的控制單元的一體化的冷卻。

附圖說明

在下文中，示例地參照在附圖中說明的實(shí)施例闡述本發(fā)明。

圖1示出貫穿根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)的縱剖面。

圖2示出示例的根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)的立體視圖。

圖3示出電壓縮機(jī)的殼體的立體圖。

圖4示出電壓縮機(jī)的被插入的控制單元的殼體的縱剖面。

圖5示出殼體的俯視圖，所述殼體具有電壓縮機(jī)的被插入的控制單元。

具體實(shí)施方式

圖1示出貫穿示例的根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)16的縱剖面。

電壓縮機(jī)16具有壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17、電動(dòng)機(jī)18、控制單元1和殼體2。

電動(dòng)機(jī)18可借助于控制單元1控制并且用于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17的可選的驅(qū)動(dòng)。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17和電動(dòng)機(jī)18同軸地設(shè)置在共同的軸19上，其中軸19沿著電壓縮機(jī)16的中央的縱軸線8構(gòu)成。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17設(shè)置在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體20中。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體20通過將第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體件21和第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體件22連接在一起來形成。

電動(dòng)機(jī)18構(gòu)成為內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)并且具有轉(zhuǎn)子23，所述轉(zhuǎn)子具有永磁體24和定子25，所述定子具有定子繞組26。

電動(dòng)機(jī)18用于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17的驅(qū)動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)18的轉(zhuǎn)子23與軸19一件式地構(gòu)成。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17抗扭地設(shè)置在軸19上。

經(jīng)由共同的軸19將由電動(dòng)機(jī)18產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能傳遞到壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子17上。

控制單元1沿著電壓縮機(jī)16的中央的縱軸線8與電動(dòng)機(jī)18同軸地設(shè)置并且經(jīng)由至少一個(gè)連接元件27與電動(dòng)機(jī)18、更準(zhǔn)確地說與電動(dòng)機(jī)18的定子25的定子繞組26電連接。

電動(dòng)機(jī)18設(shè)置在殼體2中。

由此，殼體2和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體20構(gòu)成共同的壓縮機(jī)殼體28(圖2)。

圖2示出在圖1中以縱剖面示出的示例的根據(jù)本發(fā)明的電壓縮機(jī)16的立體視圖，其中在此壓縮機(jī)氣體入口29、壓縮機(jī)氣體出口30在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體20的第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體件21上構(gòu)成。

此外，能看到壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體20和殼體2組合成電壓縮機(jī)16的壓縮機(jī)殼體28。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體20也能夠與電壓縮機(jī)16的殼體2一件式地構(gòu)成。

圖3示出電壓縮機(jī)16的殼體2的立體圖。

殼體2具有至少一個(gè)敞開的端部3，所述敞開的端部用于容納控制單元1。

殼體2在其殼體內(nèi)側(cè)7上在敞開的端部3的區(qū)域中基本上圓柱形地構(gòu)成。

殼體2在敞開的端部3上具有至少一個(gè)在內(nèi)環(huán)周上的凹部4，其中凹部4朝向殼體2的殼體內(nèi)腔敞開地構(gòu)成。

凹部4沿著殼體內(nèi)側(cè)7環(huán)形地構(gòu)成。

殼體2關(guān)于沿著殼體2的縱軸線8的方向在凹部4的上游和下游分別具有環(huán)形的槽9。

在環(huán)形的槽9中分別裝入環(huán)形的、完全環(huán)繞的密封元件10(圖4)。

圖4示出電壓縮機(jī)16的殼體2的縱剖面，所述殼體具有被插入的控制單元1。

控制單元1裝入殼體2中，使得所述控制單元一方面封閉殼體2的敞開的端部3以及另一方面封閉在內(nèi)環(huán)周上的凹部4。

通過使控制單元1和密封元件10共同作用產(chǎn)生借助于在環(huán)形的槽9中的密封元件10的密封。

在圖4中能看到，通過槽9的分別具有設(shè)置在其中的密封元件10的構(gòu)成方式，其中所述密封元件關(guān)于沿殼體2的縱軸線8的方向設(shè)置在凹部4的上游和下游，借助于裝入的控制單元1在凹部4的上游構(gòu)成第一密封區(qū)域14以及在凹部4的下游構(gòu)成第二密封區(qū)域15。

殼體2的在內(nèi)環(huán)周上的凹部4以可由冷卻流體穿流的方式構(gòu)成。

在此，冷卻流體經(jīng)由冷卻流體入口11進(jìn)入殼體的凹部4中并且經(jīng)由冷卻流體出口12再從殼體2的凹部4中排出(圖5)。

在本實(shí)施例中，控制單元1除了接觸部位13幾乎完全由外罩6包圍(圖4、圖5)。

尤其，在控制單元1封閉凹部4的區(qū)域中，控制單元1由外罩6包圍。

附圖標(biāo)記列表

1.控制單元

2.殼體

3.(殼體的)敞開的端部

4.凹部

5.殼體內(nèi)腔

6.外罩

7.殼體內(nèi)側(cè)

8.縱軸線

9.槽

10.密封元件

11.冷卻流體入口

12.冷卻流體出口

13.接觸部位

14.第一密封區(qū)域

15.第二密封區(qū)域

16.電壓縮機(jī)

17.壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子

18.電動(dòng)機(jī)

19.軸

20.壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體

21.第一壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體件

22.第二壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子殼體件

23.轉(zhuǎn)子

24.永磁體

25.定子

26.定子繞組

27.連接元件

28.壓縮機(jī)殼體

29.壓縮機(jī)氣體入口

30.壓縮機(jī)氣體出口