具有受控径向热膨胀的发动机壳体和发动机组件制造技术

具有受控径向热膨胀的马达壳体包括圆柱形主体和纤维复合带，其中，圆柱形主体具有至少一个从圆柱形主体的外表面向内延伸的周向槽，纤维复合带设置在每个槽内。槽可以呈燕尾形并从圆柱形主体的外表面向内延伸到槽底部，其中，每个槽在外表面处均具有第一宽度并在槽底部处具有大于第一宽度的第二宽度。用于控制马达壳体的径向热膨胀的方法包括：提供马达壳体，马达壳体包括圆柱形铝主体，圆柱形铝主体具有从圆柱形主体的外表面向内延伸的多个周向槽；将多个连续纤维设置在槽内；将基体涂覆到连续纤维上；以及使基体固化以在槽内形成纤维复合带。

Engine housing and engine components with controlled radial thermal expansion

【技术实现步骤摘要】
具有受控径向热膨胀的发动机壳体和发动机组件引言组装结构可包括由各种不同形状和材料制成的部件。单个部件对加热可能有不同的响应，并且在诸如那些不希望有不同膨胀速率的组件中，需要考虑到那些不同的速率。处理不同热膨胀的一种方法是考虑制造单个部件时所实施的组件的设计公差的差异。这种方法可能效果有限，例如，当膨胀率造成部件之间产生间隙时。
技术实现思路
提供了发动机壳体，并且发动机壳体包括圆柱形主体，圆柱形主体具有至少一个周向槽和纤维复合带，周向槽从圆柱形主体的外表面向内延伸，纤维复合带设置在至少一个周向槽中的每一个内。所述至少一个纤维复合带中的每个均表现出第一线性热膨胀系数(CLTE)，并且圆柱形主体表现出高于第一CLTE的第二CLTE。所述至少一个纤维复合带可各自包含嵌入固化基体中的多个连续纤维。连续纤维可以在张力下嵌入固化基体中。基体可包含环氧树脂、聚己内酰胺、聚[亚氨基(1，6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚醚醚酮、酚醛树脂、聚苯硫醚、聚丙烯以及双马来酰亚胺中的一种或多种。纤维可包括碳、石墨、玻璃、芳族聚酰胺、玄武岩、聚乙烯及其组合。圆柱形主体可包含铝和/或镁。所述至少一个槽中的每个均可呈燕尾形并从圆柱形主体的外表面向内延伸至槽底部，其中，所述至少一个槽中的每个在外表面处具有第一宽度并在槽底部处具有大于第一宽度的第二宽度。提供了发动机组件，并且发动机组件包括发动机壳体和设置在发动机壳体内的发动机。发动机壳体可以包括圆柱形铝和/或镁主体，圆柱形主体具有从该圆柱形主体的外表面向内延伸的多个周向槽，以及设置在所述多个周向槽中的每个内的纤维复合带。所述至少一个纤维复合带中的每一个均可表现出第一线性热膨胀系数(CLTE)，并且圆柱形主体可表现出高于第一CLTE的第二CLTE。每个纤维复合带均可包含嵌入固化基体中的连续纤维。连续纤维可以在张力下嵌入固化基体中。基体可包含环氧树脂、聚己内酰胺、聚[亚氨基(1，6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]、聚醚醚酮、酚醛树脂、聚苯硫醚、聚丙烯以及双马来酰亚胺中的一种或多种。纤维可包括碳、石墨、玻璃、芳族聚酰胺、玄武岩、聚乙烯及其组合。所述多个槽中的每个均可呈燕尾形并从圆柱形主体的外表面向内延伸至槽底部，其中，所述多个槽中的每个在外表面处均具有第一宽度并在槽底部处具有大于第一宽度的第二宽度。发动机可包括转子和定子，并且定子收缩配合到发动机壳体中。提供了用于控制铝和/或镁发动机壳体的径向热膨胀的方法。该方法包括：提供发动机壳体，该发动机壳体包括圆柱形铝和/或镁主体，该圆柱形主体具有从圆柱形主体的外表面向内延伸的多个周向槽；将多个连续纤维设置在一个或多个槽内；将基体涂覆到连续纤维上；以及使基体固化以在槽内形成纤维复合带。所述多个槽中的每个均可呈燕尾形并从圆柱形主体的外表面向内延伸至槽底部，其中，所述多个槽中的每个在外表面处均具有第一宽度并在槽底部处具有大于第一宽度的第二宽度。将多个连续纤维设置在一个或多个槽内可以包括在固化基体之前在张力下将连续纤维设置在槽内。多个纤维复合带中的每一个可表现出第一线性热膨胀系数(CLTE)，并且圆柱形主体可表现出高于第一CLTE的第二CLTE。可以控制各个纤维复合带的连续纤维的张力以调节纤维复合带的CLTE。通过以下对示例性实施例和附图的详细描述，示例性实施例的其他目的、优点和新颖特征将变得更加显而易见。附图说明图1示出了根据一个或多个实施例的发动机组件的示意性等距视图；图2示出了根据一个或多个实施例的发动机壳体的截面示意性侧视图；以及图3示出了根据一个或多个实施例的发动机壳体的透视图。具体实施方式如本文所描述和说明的，所公开实施例的部件可布置和设计成各种不同配置。因此，以下详细描述并非旨在限制所要求保护的本公开的范围，而是仅代表其可能的实施例。另外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本文所揭示的实施例的透彻理解，但可在没有这些细节中的一些的情况下实践一些实施例。此外，为了清楚起见，没有详细描述相关领域中的某些技术材料，以避免不必要地模糊本公开。为了方便和清楚起见，可以参考附图使用方向术语。这些方向术语以及类似的方向术语不应被解释为限制本公开的范围。此外，如本文所示和描述的，本公开可以在缺少本文未具体公开的要素的情况下实施。在此提供了用于控制发动机壳体的径向热膨胀的方法，以及表现出现最小径向热膨胀或不表现径向热膨胀的发动机壳体。这种发动机壳体包括复合带，该复合带表现出与发动机壳体主体不同的线性热膨胀系数(CLTE)。因此，以下描述涉及用于控制热膨胀和热残留的结构和方法。图1示出了发动机组件10的示意性等距视图，其以虚线示出了一些内部部件。发动机组件10包括大体上设置在圆柱形发动机壳体22内的发动机20。发动机20包括转子24和定子26(其两者都被发动机壳体22隐藏而看不见，并且用虚线示意性地示出)。定子26可以压配合或收缩配合至例如发动机壳体22中。圆柱形发动机壳体22可以包含模量小于450GPa且CLTE大于0ppm/K的材料。例如，圆柱形发动机壳体22可以包含例如铝和铝合金，和/或镁和镁合金。电磁力通过转子24和定子26之间的相互作用而转换成旋转力，使得安装在转子24上的轴(未示出)旋转。由转子24和定子26之间的相互作用产生的感应热引起发动机壳体22的膨胀，尤其是在径向向外的方向上。此外，将定子26收缩配合到发动机壳体22中可能会造成发动机壳体22的不期望的热膨胀。图2示出了发动机壳体22的截面示意性侧视图。图3示出了发动机壳体22的透视图。发动机壳体22包括圆柱形主体23，圆柱形主体具有从圆柱形主体23的外表面31向内延伸的至少一个周向槽30。纤维复合带40设置在至少一个周向槽30中的每个内。纤维复合带40表现出第一CLTE，发动机壳体22的圆柱形主体23表现出高于第一CLTE的第二CLTE。因此，一个或多个纤维复合带40防止或最小化发动机壳体22的径向热膨胀。径向80被限定为垂直于轴向78。可选地，至少一个槽30中的每一个均呈燕尾形。换言之，槽30在外表面31处具有第一宽度，而在槽底部32处具有第二宽度。这种燕尾形槽30与设置在其中的相应的纤维复合材料带40机械地锁定，特别地，防止纤维复合材料带40与圆柱形主体23分离，同时后者径向向内收缩，例如在冷却期间。纤维复合带40包含嵌入固化基体42中的多个纤维41。在一些实施例中，多个纤维41可以是围绕槽30的整个圆周延伸的连续纤维。纤维41可包含表现出高刚度和低热膨胀的一种或多种材料。纤维41可包含碳、石墨、玻璃、芳族聚酰胺(例如，对位芳族聚酰胺、间位芳族聚酰胺)、玄武岩、聚乙烯(例如，超高分子量聚乙烯(UHMWPE))及其组合。固化基体42可包含诸如热固性或热塑性的树脂或聚合物。示例性聚合物包括但不限于：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、纤维素、乙酸纤维素、环烯烃共聚物(COC)、苯并噁嗪、双马来酰亚胺(BMI)、氰酸酯、环氧树脂、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、氟塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机组件，包括：/n发动机壳体，所述发动机壳体包括：/n圆柱形铝和/或镁主体，所述主体具有多个周向槽和纤维复合带，所述周向槽从所述圆柱形主体的外表面向内延伸，并且/n所述纤维复合带设置在所述多个周向槽中的每个内；以及/n发动机，所述发动机设置在所述发动机壳体内。/n

【技术特征摘要】
20181207 US 16/2130821.一种发动机组件，包括：
发动机壳体，所述发动机壳体包括：
圆柱形铝和/或镁主体，所述主体具有多个周向槽和纤维复合带，所述周向槽从所述圆柱形主体的外表面向内延伸，并且
所述纤维复合带设置在所述多个周向槽中的每个内；以及
发动机，所述发动机设置在所述发动机壳体内。


2.一种发动机壳体，包括：
圆柱形主体，所述圆柱形主体具有至少一个周向槽，所述周向槽从所述圆柱形主体的外表面向内延伸；以及
纤维复合带，所述纤维复合带设置在所述至少一个周向槽中的每一个内；
其中，所述至少一个纤维复合带中的每个表现出第一线性热膨胀系数(CLTE)，并且所述圆柱形主体表现出高于第一CLTE的第二CLTE。


3.一种用于控制铝和/或镁发动机壳体的径向热膨胀的方法，所述方法包括：
提供发动机壳体，所述发动机壳体包括圆柱形铝和/或镁主体，所述圆柱形主体具有从所述圆柱形主体的外表面向内延伸的多个周向槽；
在一个或多个槽内设置多个连续纤维；
将基体涂覆到所述连续纤维上；以及
使所述基体固化，以在一个或多个所述槽内形成纤维复合带，
其中，所述多个纤维复合带中的每个表现出第一线性热膨胀系数(CLTE...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·纽柯布，S·何，S·帕克，S·R·瓦格纳，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US