CN101427030B - 风扇叶轮，特别用于机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风扇叶轮(10)，该风扇叶轮包括毂(14)和从毂径向向外延伸的叶片(12)，该叶片具有平坦截面，其包括带前沿(24)和后沿(26)的翼型轮廓，在前沿(24)和后沿(26)之间限定了翼弦。叶片(12)具有相对厚度，该相对厚度在从前沿(24)开始测量的翼弦长度的第一个四分之一中达到最大值(Emax)，该相对厚度通过叶片的厚度和翼弦的长度之间的比来限定。本发明尤其适用于机动车引擎中的冷却叶轮。

Description

风扇叶轮,特别用于机动车
本发明涉及风扇叶轮(fan impeller)，该风扇叶轮包括毂和从毂径向向外延伸的叶片，这些叶片具有带前沿和后沿的平坦翼型轮廓截面，该截面具有前沿和后沿，在前沿和后沿之间限定了翼弦(chord)。 
这样的叶轮特别用于对推动机动车的引擎进行冷却，该叶轮产生通过热交换器的气流，该热交换器也就是用于冷却推进引擎的散热器。 
叶轮的毂，也称为“转鼓(bowl)”，可以紧固安装到马达的转轴上，该马达可以是由控制电子器件操作的电马达。 
此处表述“平坦截面”意图表示通过绕叶轮轴线回转的圆柱的表面切割通过叶片并将该圆柱状表面摊平所获得的平坦闭合曲线。翼弦由此被限定为连接前沿和后沿的直线的线段。 
当这样的叶片被用于冷却机动车引擎时，其被定位在用于冷却该引擎的散热器的前方或者后方。 
当寻求改善叶轮的空气力学(aeraulic)和声学性能时，设计这样的叶轮在实践中遇到了大量的问题。 
风扇叶轮通常通过模制塑料来生产。为了降低制造成本，通常将叶轮的叶片生产为厚度尽可能小的翼片形式。 
此外，很多已知的风扇叶轮具有很大的轴向深度，以便于降低施加到叶片的负载并由此降低由风扇产生的噪声。 
薄叶片叶轮可以降低轴向尺寸，但是另一方面更适于在叶轮与冷却散热器阵列相距显著距离时(一般为几厘米)冷却机动车引擎。 
假设这样一个事实，即在机动车引擎舱(engine compartment)中的可用空间是极其有限的，期望不仅仅叶轮占用较小量的轴向空间，还期望可以降低叶轮和冷却散热器阵列之间的距离。 
如今，如FR-A-2 781 843中所教导的实例，薄叶片叶轮当位于接近热交换器阵列例如冷却散热器时经历了空气力学和声学性能的下降。该性能的下降主要是由于热交换器导致的大量湍流产生的扰动。此处的表述“接近”意图指示典型的为1cm量级的距离。 
本发明提供了对这些问题的解决方案。 
为此，本发明提出了一种上述类型的风扇叶轮，其中，叶片具有相对厚度，该相对厚度在从前沿测量的翼弦的第一个四分之一长度中达到其最大值，该相对厚度通过叶片的厚度和翼弦的长度之间的比来限定。 
叶片在从前沿测量的翼弦的第一个四分之一中具有其最大厚度。此外，该最大相对厚度为至少12％是有利的。 
由此可以得到这样的风扇叶轮，其叶片在前沿的紧后方的区域中(翼弦的第一个四分之一长度中)非常厚。 
已经发现，这样的叶片轮廓使得可以改善空气力学和声学性能，尤其是在叶轮位于接近热交换器阵列时，由此在限定了风扇和叶轮组件的轴向尺寸的同时优化了风扇性能。换句话说，本发明的叶轮叶片在前沿的紧后方区域中具有较厚的球状轮廓。 
根据本发明的其它特征，所述前沿具有尽可能大的曲率半径。这有助于在前沿的后方区域中赋予叶片球状轮廓。 
根据本发明的又一特征，翼型轮廓具有没有拐点的中心线(中性轴)。 
此外，有利地翼型轮廓包括具有曲率反向的压力面。该特征使得可以特别是限制由后沿产生的扰动和噪声。 
在优选的实施例中，叶片的径向外端部被罩盖连接。 
然而，生产上述端部为自由端的叶轮也落在本发明的范围之中。 
在随后仅仅作为示例而给出的描述中，对附图进行了参考，其中： 
图1是根据本发明的风扇叶轮的正视图； 
图2是图1的叶轮的侧视图； 
图3是图1和2的叶轮的部分截面透视图，示出了通过绕叶片轴线回转的圆柱的表面切割通过叶片而获得的叶片的未展开的轮廓； 
图4放大描述了从图3的未展开轮廓获得的叶片的平坦轮廓； 
图5是说明普通叶片轮廓的简图； 
图6是示出了根据本发明的叶轮的声压水平和效率(有效性)作为轮廓最大厚度相对于翼弦长度的位置的函数的曲线的图； 
图7是示出了在给出的最大相对厚度下根据本发明的叶轮的声压水平和效率(有效性)曲线的图。 
在图1-3中示出的叶轮10包括多个叶片12，在此处为九个，这些叶片从中心毂14大致径向地延伸，该中心毂也被称为“转鼓”，并且叶片在叶轮的外周处由罩盖16连接。该毂、叶片和罩盖通过模制形成为单件，特别是使用塑料模制。 
毂14具有壁18和扁平的前壁20，壁18是回转的圆柱体，且叶片12的根部连接到该壁18，该前壁20相对于由叶轮旋转所产生的气流的方向面向上游的方向。叶轮旋转的方向通过图1和3中的箭头F示出。 
孔22形成在前壁20中，从而叶轮可以被紧固安装到被连接至电马达(未示出)的驱动轴(未示出)。 
叶片12通常是一样的，且具有大致从毂14的壁18弯曲到罩盖16的形状。 
现在更具体地参考图3和4以描述叶轮的叶片12的构造，叶片12的未展开的圆截面已经在图3中示出，且它的平坦截面在图4中示出。此处的表述“平坦截面”意图指示通过绕叶轮轴线回转的圆柱的表面切割通过叶片(见图3)并将该圆柱状表面摊平(见图4)所获得的平坦闭合曲线。 
从图3和4中可以看出，叶片的截面具有整体翼型轮廓，其具有前沿24和后沿26。此处的表述“翼型轮廓”意图指示一种空气动力轮廓，其具有圆的前沿和圆的后沿，其外形并没有突出的拐角和/或其具有连续变化的厚度。 
研究图4的平坦轮廓，可以看出翼弦28，也就是说在前沿24和后沿28之间延伸的直线的线段，相对于径向平面P倾斜一锐角，也就是说相对于与该叶轮的轴线垂直的平面倾斜一锐角。该锐角通常沿着叶片的长度，从固定到毂的叶片根部到固定到罩盖的叶片端部而变化。 
翼弦28的长度，在前沿24和后沿26之间测量，具有如图4中所标出的L的幅度。 
为了使得随后的描述更容易理解，现在参考图5，其示出了不是根据本发明的普通叶片轮廓。图5示出了该叶片的根据上述定义的平坦截面，其具有翼型轮廓。该轮廓的翼弦C在前沿BA和后沿BF之间延伸，且具有长度L。该翼型具有上表面Ext(吸力面)和下表面Int(压力面)。该轮廓包括中心线LM，也称为“中性轴”，其基本在压力面和吸力面的中间延伸。 
叶片的厚度E被相对于圆而定义，该圆的中心位于中心线(中性轴)上并且该圆与压力面和吸力面接触。该圆分别与吸力面和压力面相切的点P1和P2界定了直线的长度，该长度定义了所关注的点处的厚度E。图5描述 了沿着中心线在不同点处的大量这种圆。可以看出与厚度E对应的圆的直径，随着沿中心线的中心的位置而变化。由此，还可以定义相对厚度Erel作为轮廓的厚度E和翼弦的长度L之间的比。 
现在，记忆已经被刷新，重新参考图4。可以看出该翼片类型的轮廓具有通常大于现有技术(特别参考FR-A-2781843)中的类似轮廓的厚度。在本发明中，叶片具有相对厚度Erel，该相对厚度在从前沿24开始测量的翼弦的第一个四分之一长度中达到其最大值Emax。该最大相对厚度Emax是至少12％。根据本发明，最大相对厚度Emax可以具有20％这么高的值，且通常为15％的量级。这意味着该轮廓在前沿一侧具有特有的球状形状(bulbousshape)，也就是说比现有技术中的叶片更厚的形状。为了助长这种球状形状，前沿24具有尽可能大的曲率半径(radius ofcurvature)。 
此外，后沿26具有尽可能小的厚度。其意味着，在厚度处于其最大值的区域之后，吸力面30和压力面32向着彼此逐步汇聚。在示例中，压力面32具有曲率的反向(inversion of curvature)，以允许叶片厚度随着逼近后沿26而降低。 
应该在图3和4中注意到，从前沿开始测量，厚度连续地增大到Emax然后连续地降低直到后沿。 
最大厚度位于从前沿24开始测量的翼弦的第一个四分之一长度中的事实意味着当叶轮定位为接近热交换器，也就是说在标准机动车引擎冷却散热器的情况下，叶轮位于距离散热器1cm的量级时，由空气湍流所产生的噪声可以被降低。 
此外，在后沿26处降低轮廓厚度的事实还使得可以限制由轮廓后沿所产生的扰动和噪声。 
中心线LM或中性轴没有拐点(point of inflection)。其优选地可由在已引用的出版物FR-A-2781843中公开的多项式公式给出。 
现在参考图6，示出了声压水平NPA的变化(以分贝表示)和效率或有效性(以百分比表示)的变化，其作为最大相对厚度Emax相对于翼弦长度的位置的函数。横坐标轴标出了分别对应于翼弦长度L的四分之一、二分之一、四分之三和全长的点。可以看出对应于效率或有效性的曲线(以虚线示出)在对应于大约L/4处的区域中具有顶部。对应于声压水平的曲线(以实线示出)是递增曲线，其从L/2往上趋近于一渐近值。在L/4点处，效率达到一 相当高的水平。 
由此，可以理解，通过使该最大厚度值位于翼弦长度的第一个四分之一中，基本位于对应于L/4的区域中，可以在得到非常可以接受的噪声水平的同时实现最大效率。 
图7是相似的描述，但是横坐标轴用于最大厚度。可以看出效率或有效性(以虚线示出的曲线)在对应于大约12％的位置处具有顶部。此外，声压水平降低并在12％和20％之间达到可以接受的水平。这表明对于在12％和20％之间的Emax值，声压水平很低。通过对比，效率在12％标记附近最高。它在靠近20％时降低。 
对上述两图的比较示出了具有在从前沿测量的翼弦长度的第一个四分之一中达到其最大值的相对厚度的有利之处。 
本发明尤其适用于机动车引擎冷却风扇叶轮中。

Claims (5)

1.一种风扇叶轮，用于对推进机动车的引擎进行冷却，该风扇叶轮包括毂(14)和从所述毂径向向外延伸的叶片(12)，这些叶片具有带前沿(24)和后沿(26)的平坦翼型轮廓截面，在所述前沿和所述后沿之间限定了翼弦(28)，
其特征在于，所述叶片(12)具有相对厚度(Erel)，该相对厚度(Erel)在从前沿(24)测量的所述翼弦(28)的第一个四分之一长度中达到其最大值(Emax)，该相对厚度通过叶片的厚度(E)和翼弦(28)的长度(L)之间的比来限定；所述最大相对厚度(Emax)在12％和20％之间。
2.如权利要求1所述的风扇叶轮，其特征在于，所述最大相对厚度(Emax)为15％的量级。
3.如权利要求1到2中的一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述翼型轮廓具有没有拐点的中心线(LM)。
4.如权利要求1到2中的一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述翼型轮廓包括具有曲率反向的压力面(32)。
5.如权利要求1到4中的一项所述的风扇叶轮，其特征在于，所述叶片(12)的径向外端部被罩盖(16)连接。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2950660B1 (fr) 2009-09-29 2017-08-25 Valeo Systemes Thermiques Helice, dispositif de refroidissement moteur comprenant une telle helice, procede et moule de fabrication de ladite helice
CN101988522B (zh) * 2010-12-01 2012-08-29 鑫贺精密电子(东莞)有限公司 散热风扇
US9404511B2 (en) * 2013-03-13 2016-08-02 Robert Bosch Gmbh Free-tipped axial fan assembly with a thicker blade tip
JP5825339B2 (ja) * 2013-12-27 2015-12-02 ダイキン工業株式会社 クロスフローファンの翼
CN105351248B (zh) * 2015-12-17 2017-12-12 新昌县三新空调风机有限公司 一种风扇用高性能翼型
USD911512S1 (en) 2018-01-31 2021-02-23 Carrier Corporation Axial flow fan
CN114673685B (zh) * 2020-12-25 2024-07-12 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 风机叶片叶型构建方法、风机叶片、风机设备和储存介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE509627A (zh) *
US4411598A (en) * 1979-12-12 1983-10-25 Nissan Motor Company, Limited Fluid propeller fan
EP0690236A1 (en) * 1994-06-27 1996-01-03 COFIMCO S.p.A. Untwisted blade for axial-flow fan
CN2470590Y (zh) * 2001-02-22 2002-01-09 安徽天大(集团)股份有限公司工程塑料厂 一种轴流风扇
NL1019437C2 (nl) * 2001-11-26 2003-05-27 Ventilatoren Sirocco Howden Bv Rotorbladprofiel.
CN1473244A (zh) * 2000-11-08 2004-02-04 罗伯特博施公司 进气用的高效轴流风扇

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5328330A (en) * 1993-08-02 1994-07-12 Hudson Products Corporation Extruded aluminum fan blade
US5996685A (en) * 1995-08-03 1999-12-07 Valeo Thermique Moteur Axial flow fan
US5769607A (en) * 1997-02-04 1998-06-23 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. High-pumping, high-efficiency fan with forward-swept blades
FR2781843B1 (fr) * 1998-07-28 2000-10-20 Valeo Thermique Moteur Sa Helice de ventilateur compacte optimisee
US6398802B1 (en) * 1999-06-21 2002-06-04 Scimed Life Systems, Inc. Low profile delivery system for stent and graft deployment
GB2362927A (en) * 2000-03-07 2001-12-05 Elta Fans Ltd A hub for a fan blade
ITMI20010131A1 (it) * 2001-01-25 2002-07-26 Giorgio Cipelletti Ventilatore assiale con pale a torsione differenziata
JP2005282492A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 翼形状作成プログラム及び方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE509627A (zh) *
US4411598A (en) * 1979-12-12 1983-10-25 Nissan Motor Company, Limited Fluid propeller fan
EP0690236A1 (en) * 1994-06-27 1996-01-03 COFIMCO S.p.A. Untwisted blade for axial-flow fan
CN1473244A (zh) * 2000-11-08 2004-02-04 罗伯特博施公司 进气用的高效轴流风扇
CN2470590Y (zh) * 2001-02-22 2002-01-09 安徽天大(集团)股份有限公司工程塑料厂 一种轴流风扇
NL1019437C2 (nl) * 2001-11-26 2003-05-27 Ventilatoren Sirocco Howden Bv Rotorbladprofiel.

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Publication number Publication date
EP1996818A1 (fr) 2008-12-03
FR2898943B1 (fr) 2012-08-31
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WO2007107489A1 (fr) 2007-09-27
US20090311101A1 (en) 2009-12-17
US8186957B2 (en) 2012-05-29
JP2009530539A (ja) 2009-08-27
JP5362545B2 (ja) 2013-12-11
FR2898943A1 (fr) 2007-09-28
EP1996818B1 (fr) 2014-03-05
CN101427030A (zh) 2009-05-06
PL1996818T3 (pl) 2014-09-30

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