冷卻風扇的風葉的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種風扇，尤其涉及一種冷卻風扇的風葉。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在汽（轎）車中使用的冷卻風扇采用的風葉，結(jié)構(gòu)上分為帶環(huán)風葉和不帶換 風葉，葉型上分為直葉片和彎葉片。
[0003] 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對于汽車功能的要求越來越高，不僅追求外觀，更注重 其內(nèi)在品質(zhì)和舒適性。對汽車用冷卻風扇而言，其風量和噪音是主要的性能指標，整車制造 企業(yè)往往需求在一定工況條件下，風扇具有較高的風量和交底的功率消耗，這就要求風扇 有較高的效率，同時又要求風扇有較低的噪音。并且隨著科技的進步，現(xiàn)在各整車制造企業(yè) 對噪聲質(zhì)量有了更多的要求，不僅要求總體噪音低，且要求在噪音頻譜上，相鄰頻段的噪音 差值不能超過一定的限值。
[0004] 申請人曾在2009年作出風葉的改進并提交專利申請，其專利號為"CN 101672298 A"、申請?zhí)枮?200910196660.0"、名稱為"冷卻風扇的風葉"的發(fā)明，公開的冷卻風扇風葉， 由輪轂、葉片和護風環(huán)組成一體，通過聯(lián)軸結(jié)構(gòu)與電動機組成風扇，所述葉片為七片，七片 葉片不等距分布，分布角度按逆時針方向依次為52. 1°、50. 8°、51.3°、51.8°、50. 9°、 51.8°和51.3°，這種冷卻風扇的風葉能夠降低噪聲數(shù)值。但目前對聲質(zhì)量有了更高要求， 不僅要求總體噪聲降低，且要求在噪聲頻譜上，相鄰頻段的噪聲差值不能超過一定的限值。 該發(fā)明不能滿足上述要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種滿足現(xiàn)產(chǎn)品流量性能的情況下，降噪效果更好，能降 低總成噪音，改善聲質(zhì)量的冷卻風扇的風葉。
[0006] 為達到以上目的，提供一種冷卻風扇的風葉，由八片葉片組成，八片葉片等距分 布；所述的葉片采用前彎型，葉片由11個等距截面劃分，從內(nèi)徑向外徑的彎曲角度依次為 0。，-3.4。，-5.8。，-7.4。，-8.2。，-8.1。，-6.6。，-3。，2.6。，9.4。，19.2。；從內(nèi) 徑向外徑的葉片安裝角度依次為32. 83°，28. 92°，25. 64°，23. 12°，21. 17°，19. 96°， 18. 57°，17. 53°，17. 19°，17. 16°，17. 70° ;從內(nèi)徑向外徑的葉片半徑截面的弦長依次 為 66. 95mm, 69. 41mm, 71. 21mm, 71. 97mm, 72. 05mm, 72. 32mm, 73. 67mm, 75. 1 7mm , 78. 34mm, 83. 92mm, 88. 58mm 〇
[0007] 優(yōu)選的，還包括輪轂和護風環(huán)，輪轂、葉片和護風環(huán)組成一體。
[0008] 本發(fā)明采用A Cur°=常數(shù)的變環(huán)量流型，在算法中進行推導級效率的表達式時， 將各項求出精確的解析表達式。把目標函數(shù)化成單變量的函數(shù)。約束條件經(jīng)過化簡和運 算，能化成葉片半徑r的函數(shù)，這個問題就轉(zhuǎn)化成是單變量的非線性的單目標函數(shù)的優(yōu)化 問題。彎掠葉片不僅可以提高葉片機械的抗喘振和失速的能力，并且改善機械外部氣動性 能，低壓風機采用前掠葉片能顯著提高風機的外部聲學和氣動特性。本發(fā)明參考成熟低噪 聲風葉前彎曲線，根據(jù)以往的優(yōu)化經(jīng)驗對現(xiàn)有風葉優(yōu)化改型，在安裝角、弦長、葉片數(shù)等重 要參數(shù)基本不變的情況下，僅通過重新設(shè)計優(yōu)化其前彎曲線，并對優(yōu)化設(shè)計進行試驗測試
[0009] 本發(fā)明的冷卻風扇的風葉，通過優(yōu)化葉型改善葉頂處的流動狀態(tài)，減小了葉片流 道中的二次渦流，消除了沿徑向葉片中部回轉(zhuǎn)面的葉片前緣分離流動的影響，使主流區(qū)域 增大，顯著改善了葉片表面邊界層的氣流流動狀態(tài)，損失小于常規(guī)徑向葉片，擴大了風葉高 效工作區(qū)間，在150~250pa靜壓下載兼顧風葉效率值的同時噪聲相比同尺寸風葉更低， 450mm的大直徑在550W的高功率下風葉性能均衡，高壓頭工況噪聲性能優(yōu)勢明顯。
[0010] 本發(fā)明的冷卻風扇的風葉由于采用了以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點和特點：
[0011] 1、采用前彎葉片結(jié)構(gòu)，通過適當?shù)那皬澖嵌?，不僅提高葉片的強度，更起到優(yōu)化流 場并優(yōu)化噪音的作用。
[0012] 2、在葉片頂部采用了護風圈的結(jié)構(gòu)，提高葉片強度，克服了在高速旋轉(zhuǎn)時，葉片在 離心力作用下徑向拉直引起的前彎角度和葉片翼型安裝角的較大變化，保證風葉的運行性 能不會有大的變化。同時由于護風圈的支撐加強作用，克服了旋轉(zhuǎn)時葉片的不規(guī)則抖動，避 免了由于葉片抖動而引起的異常噪聲，優(yōu)化了聲音的舒適程度。
[0013] 3、葉片設(shè)計采用了 A Curn =常數(shù)的變環(huán)量流型，指數(shù)n沿半徑規(guī)律變化，優(yōu)化了流 場，提高了效率并降低噪音。
【附圖說明】
[0014] 圖1為發(fā)明冷卻風扇的基本風葉的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015] 圖2為發(fā)明中的葉片的11個截面的安裝角度和截面弦長示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明流量性能對比實驗圖；
[0017] 圖4為在先申請噪聲試驗圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明噪聲試驗圖；
[0019] 其中：
[0020] 1-護風圈 2-風葉 3-輪轂
[0021] 4-聯(lián)軸結(jié)構(gòu)
【具體實施方式】
[0022] 以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明做進一步說明。
[0023]根據(jù)圖1、圖2所示的一種冷卻風扇的風葉，有輪轂3、葉片2護風環(huán)1組成一體，風 葉為整體注塑制品，葉片2在葉頂出與護風環(huán)1連接，在葉根處與輪轂3連接，輪轂3上有聯(lián) 軸結(jié)構(gòu)4。電機軸通過連軸結(jié)構(gòu)4與風葉連接，帶動風葉旋轉(zhuǎn)輸送空氣。本發(fā)明中的葉片為8 片等距分布，分布角度均為45°，如圖1中A1所示。其中，葉片采用前彎型，從內(nèi)徑向外徑等 距取11個截面設(shè)計，11個截面的彎曲角度依次設(shè)計為0°，-3.4°，-5.8°，-7.4°，-8.2° ，-8.1°，-6.6°，-3°，2.6°，9.4°，19.2°，如圖1中A2所示。為獲得穩(wěn)定的流暢，且在指 定的工況下能夠在最高靜壓效率下運行，風葉采用變換量流型，使全壓沿半徑增加并充分 利用葉頂做功，且減小葉根負荷。從內(nèi)徑向外徑的葉片安裝角度依次為32.83°，28. 92°， 25.64°，23.12°，21.17°，19.96°，18. 57 °，17.53°，17.19°，17.16°，17.70°。從 內(nèi)徑向外徑的葉片半徑截面的弦長依次為66. 95mm, 69. 41mm, 71. 21mm，71. 97mm，72. 05mm， 72. 32mm，73. 67mm，75. 17mm，78. 34mm，83. 92mm，88. 58mm。
[0024] 本發(fā)明中的葉片的主要數(shù)據(jù)如表1所示。
[0025]表1
[0026]
[0028] 為了驗證本發(fā)明的冷卻風扇的風葉結(jié)構(gòu)帶來的有益效果，發(fā)明人對專利號為"CN 101672298 A"、申請?zhí)枮?200910196660. 0"、名稱為"冷卻風扇的風葉"的發(fā)明與本發(fā)明進 行流量性能對比試驗，如圖3所示，其中虛線代表是本發(fā)明的風葉，實線代表在先申請的風 葉，橫坐標代表流量，縱坐標代表靜壓。由圖3中可見，在風扇效率、功率基本一致的情況 下，而本發(fā)明的風葉針對高靜壓200Pa至300Pa區(qū)域?qū)θ~型參數(shù)進行了優(yōu)化，該區(qū)域內(nèi)流量 曲線尚于在先申請的風葉，風葉效率相比原有風葉尚5%左右。
[0029] 本發(fā)明的風葉與在先申請的風葉進行了噪聲對比測試，其測試方法為在風葉1米 處設(shè)置麥克風，麥克風與風葉軸心平齊，測試麥克風收音，測試示意圖如下所示，其測試結(jié) 果見圖4、5,其中圖4為在先申請的風葉，圖5本發(fā)明的風葉，橫坐標為頻率值，縱坐標為分 貝值。本發(fā)明風葉在流量性能滿足的情況下，總噪音值為79. 164dB，在先申請的總噪音值 為84. 676dB，噪聲性能比在先申請的風葉更好，噪聲下降5. 5dB。該優(yōu)化涉及方案具有性能 好、效率高、耗功及噪聲低的優(yōu)勢。
[0030] 以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述 的實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可以作出種種的等 同的變型或替換，這些等同變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種冷卻風扇的風葉，其特征在于，由八片風葉組成，八片葉片等距分布； 所述的葉片采用前彎型，葉片由11個等距截面劃分，從內(nèi)徑向外徑的彎曲角度依次為 0°，-3.4°，-5.8°，-7.4°，-8.2°，-8.r，-6.6°，-3°，2.6°，9.4°，19.2° ; 從內(nèi)徑向外徑的葉片安裝角度依次為32.83°，28. 92°，25. 64°，23. 12°，21. 17°， 19.96。，18. 57。，17. 53。，17.19°，17.16°，17. 70。； 從內(nèi)徑向外徑的葉片半徑截面的弦長依次為66. 95mm, 69. 41mm, 71. 21mm，71. 97mm， 72. 05mm, 72. 32mm, 73. 67mm, 75. 1 7mm, 78. 34mm, 83. 92mm, 88. 58mm。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻風扇的風葉，其特征在于，還包括輪轂和護風環(huán)，輪轂、 葉片和護風環(huán)組成一體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風扇，尤其涉及一種冷卻風扇的風葉，包括葉片，其特征在于，所述的葉片為八片，八片葉片等距分布；所述的葉片采用前彎型，葉片有11個等距截面，從內(nèi)徑向外徑的彎曲角度依次為0°，-3.4°，-5.8°，-7.4°，-8.2°，-8.1°，-6.6°，-3°，2.6°，9.4°，19.2°；從內(nèi)徑向外徑的葉片安裝角度依次為32.83°，28.92°，25.64°，23.12°，21.17°，19.96°，18.57°，17.53°，17.19°，17.16°，17.70°；從內(nèi)徑向外徑的葉片半徑截面的弦長依次為66.95mm,69.41mm,71.21mm，71.97mm，72.05mm，72.32mm，73.67mm，75.17mm，78.34mm，83.92mm,88.58mm。能夠滿足現(xiàn)產(chǎn)品流量性能的情況下，降噪效果更好，能降低總成噪音，改善聲質(zhì)量。
【IPC分類】F04D29/38, F04D29/32
【公開號】CN105041717
【申請?zhí)枴緾N201510535959
【發(fā)明人】馬寶發(fā)
【申請人】上海馬陸日用友捷汽車電氣有限公司, 上海日用—友捷汽車電氣有限公司, 長春日用友捷汽車電氣有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月27日