CN111120067A - 冷却风扇、风冷系统及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却风扇、风冷系统及发动机，其中风冷系统以及发动机中均安装有冷却风扇，冷却风扇包括风盘以及连接于风盘上并周向分布的若干个叶片，所述叶片的尾部逆着风扇转动方向弯曲，其中冷却风扇传动配合于变速器的主动轮，变速器为CVT变速结构，变速器集成于发动机箱体内，发动机箱盖内侧并位于主动轴与从动轴之间设置有导流装置，导流装置上端具有导流面，所述导流面从冷却风扇侧向出风口侧倾斜向上。冷却风扇的叶片尾部弯曲使得叶片迎风面呈弧形过渡，优化风道阻尼系数，利于引导风流，有效降低风阻，该结构可降低叶片的风阻，提高变速器整体传递效率，同时避免了在叶片尾部形成的涡流现象，优化风道中的风量，提高风冷效果，降低噪音。

Description

冷却风扇、风冷系统及发动机

技术领域

本发明属于机动车技术领域，涉及一种冷却风扇、风冷系统及发动机。

背景技术

对于发动机为实现变速通常需要与变速箱连接实现变速，发动机或变速箱通常风扇用于风冷，目前的冷却风扇其叶片尾部朝向风扇转动侧弯曲，该结构导致叶片迎风侧的风阻较大，冷却叶片的效率低，导致变速器整体传递效率降低；同时在使用过程中噪音较大；

因此，需要改变冷却风扇叶片角的结构，以减小叶片迎风侧的风阻，提高变速器的传递效率，减小噪音。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种冷却风扇、风冷系统及发动机，通过改变叶片尾部的弯曲角度减小叶片迎风侧的风阻，提高变速器的传递效率，减小噪音。

本发明的冷却风扇，包括风盘以及连接于风盘上并周向分布的若干个叶片，所述叶片的尾部逆着风扇转动方向弯曲。叶片尾部弯曲使得叶片迎风面呈弧形过渡，优化风道阻尼系数，利于引导风流，有效降低风阻，该结构可降低叶片的风阻，提高变速器整体传递效率，同时避免了在叶片尾部形成的涡流现象，优化风道中的风量，提高风冷效果，降低噪音。

进一步，所述叶片尾部出风角度为35°～55°。该出风角度利于降低叶片尾部的风阻，并且保证良好的导流效果，同时通过该弯曲弧面降低噪声。

进一步，所述叶片头部进风角度为25°～45°。通过对进风角度的设置可降低风流转向时对叶片头部的冲击，可减小进风风阻，提高进风效率，提高风扇冷却效率，并通过降低冲击减小噪声，提高叶片运行的稳定性。

进一步，所述叶片头部厚度大于尾部厚度。通过该结构可提高叶片头部抗冲击性能，降低高速转动时叶片的振动，改善由于叶片振动导致的风流不稳定现象，利于导风，降低风阻，提高风扇导风效率。

进一步，所述叶片头部从外至内向靠近叶片旋转中心侧倾斜。通过该斜切面的设置，利于风流变向，降低进风口处的阻尼系数，降低进风口处的风阻。

本发明还提供了一种风冷系统，上述所述的冷却风扇安装于箱体内，箱体内位于冷却风扇与出风口之间的区域设置有导流装置，所述导流装置上端具有用于将风流从冷却风扇侧引导至出风口侧的导流面，所述导流面从冷却风扇侧向出风口侧倾斜向上。通过导流面的设置，利于风流的顺畅流动，可避免在主动轴与从动轴之间形成涡流，降低风阻，提升风扇冷却效率。

进一步，所述导流面高于冷却风扇旋转中心。该导流面利于引导风流随着风扇流出后向从动轴一侧流动，可防止风流继续周向流动流回至风扇内部，降低漏风率，提高风扇的冷却效果。

本发明还提供了一种发动机，所述发动机箱体内安装有变速器，所述变速器主动轮传动配合于曲轴，上述所述的冷却风扇传动配合于主动轮，所述导流装置设置于发动机箱盖内侧并位于变速箱的主动轮与从动轮之间。

进一步，所述冷却风扇一体成型于主动轮端面。通过该结构简化风扇的安装结构，便于变速箱的装配，提高变速箱的结构紧凑性。

进一步，所述冷却风扇的叶片与发动机箱盖内侧面轴向间隙小于2mm。可有效降低漏风率，提高冷却效果。

本发明的有益效果：

本发明冷却风扇的叶片尾部弯曲使得叶片迎风面呈弧形过渡，优化风道阻尼系数，利于引导风流，有效降低风阻，该结构可降低叶片的风阻，提高变速器整体传递效率，同时避免了在叶片尾部形成的涡流现象，优化风道中的风量，提高风冷效果，降低噪音；

本发明通过导流面的设置，利于风流的顺畅流动，可避免在主动轴与从动轴之间形成涡流，降低风阻，提升风扇冷却效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为现有冷却风扇结构示意图；

图2为本发明冷却风扇结构示意图1；

图3为本发明冷却风扇结构示意图2；

图4为图3的侧视结构示意图；

图5为发动机箱盖结构示意图；

图6为变速器结构示意图；

具体实施方式

图1为现有冷却风扇结构示意图；图2为本发明冷却风扇结构示意图1；图3为本发明冷却风扇结构示意图2；图4为图3的侧视结构示意图；图5为发动机箱盖结构示意图；图6为发动机结构示意图；

结合图1所示，现有的发动机或者减速器冷却风扇的叶片尾部向转动方向弯曲，当风流叶片头部向尾部流动过程中，基于离心力风流具有径向向外的流动趋势，但是尾部弯曲结构对风流造成的阻力使得风流具有径向向内的阻力，该结构使得叶片对风流造成的风阻较大，导致变速器整体传递效率降低，同时在叶片尾部宜造成涡流现象，导致风冷效果较差，噪音较大，图1至图3中，箭头方向为冷却风扇转动方向。

本实施例中提供了一种冷却风扇，包括风盘1以及连接于风盘上并周向分布的若干个叶片2，所述叶片的尾部逆着风扇转动方向弯曲。结合图2和图3所示，叶片的尾部为远离风扇旋转中心一端，叶片的头部为靠近风扇旋转中心一端，该风扇为离心式风扇，风盘圆形结构，风盘的中部开有安装孔便于与驱动轴的装配，风盘用于阻挡轴向的进风，便于风流换向径向流出，同时风盘的设置易于形成负压环境，便于进风，各个叶片以风盘的轴线为中心对称分布，叶片个数优选8～20 个，本实施例中叶片设置有12个，风盘并不限于圆形结构，其可以为多边形结构或其他异形盘体结构，应保证各个叶片的对称中轴线与风盘的旋转轴中轴线重合，具体不在赘述；相邻叶片之间形成风道，风流首先轴向流向驱动盘中心处然后随叶从叶片向尾部流动并同时随着叶片转动方向流动，流动至叶片尾部的风流会随着叶片弯曲弧面向外流动，叶片尾部弯曲使得叶片迎风面呈弧形过渡，优化风道阻尼系数，利于引导风流，有效降低风阻，该结构可降低叶片的风阻，提高变速器整体传递效率，同时避免了在叶片尾部形成的涡流现象，优化风道中的风量，提高风冷效果，降低噪音。

本实施例中，所述叶片尾部出风角度为35°～55°。结合图2和图3所示，叶片尾部出风角度为叶片尾部迎风侧的切线方向与过该端部的径向方向的夹角β，β角为在该端部在径向方向的基础逆着转动方向转动形成与径向方向的夹角，本实施例中β的角度为42°，该出风角度利于降低叶片尾部的风阻，并且保证良好的导流效果，同时通过该弯曲弧面降低噪声。

本实施例中，所述叶片头部进风角度为25°～45°。结合图2和图3所示，叶片头部进风角度为叶片头部迎风侧的切线方向与过该端部的径向方向的夹角α，结合图2所示，叶片头部可向迎风侧弯曲，此时夹角α为在过该端部径向方向的基础逆着转动方向转动形成与该径向方向的夹角，此时叶片头部弯曲方向与叶片尾部弯曲方向相反，形成前后复合式叶片结构，结合图3所示，叶片头部可向逆风侧弯曲，此时夹角α为在该径向方向的基础顺着转动方向转动形成与该径向方向的夹角，此时叶片头部弯曲方向与叶片尾部弯曲方向相同，形成后向式叶片结构，图2中，进风角度设置为37°，图3中进风角度设置为31°，通过对进风角度的设置可降低风流转向时对叶片头部的冲击，可减小进风风阻，提高进风效率，提高风扇冷却效率，并通过降低冲击减小噪声，提高叶片运行的稳定性。

本实施例中，所述叶片头部厚度大于尾部厚度。叶片从头部至尾部厚度平滑过渡逐渐变小，通过该结构可提高叶片头部抗冲击性能，降低高速转动时叶片的振动，改善由于叶片振动导致的风流不稳定现象，利于导风，降低风阻，提高风扇导风效率。

本实施例中，所述叶片头部从外至内向靠近叶片旋转中心侧倾斜。结合图4 所示，内外方向为风扇转动的轴向方向，外向为叶片头部轴向远离风盘一侧，内向为叶片头部靠近封盘一侧，该斜面与轴向方向的夹角即为斜切较γ，斜切角优选15°～45°，通过该斜切面的设置，利于风流变向，降低进风口处的阻尼系数，降低进风口处的风阻。

本实施例还提供了一种风冷系统，上述冷却风扇安装于箱体内，箱体内位于冷却风扇与出风口之间的区域设置有导流装置3，所述导流装置上端具有用于将风流从冷却风扇侧引导至出风口侧的导流面4，所述导流面从冷却风扇侧向出风口侧倾斜向上。该箱体可以为变速器箱体或者发动机箱体，本实施的变速箱集成于发动机内，发动机箱体也作为变速箱的箱体，结合图5和图6所示，该变速器为CVT变速器，冷却风扇传动配合于变速器的主动轴5，导流装置3设置于变速器箱内位于主动轴与从动轴6之间的区域，左箱盖7盖于箱体上，其中冷却风扇轴向正对左箱盖，叶片位于风盘靠近左箱盖一侧，左箱盖轴向正对冷却风扇的区域开设有百叶结构的进风口，在风盘随着变速器主动轴转动过程中，该风流由该进风口轴向流动至风盘处并转向随叶片驱动转动并从冷却风扇靠近从动轴一侧进入至箱体内，由于导流面的设置，风流沿着导流面向上流动至从动轴一侧，其中左盖体在靠近从动轴6一侧开设有出风口，变速器内冷却风经该出风口排出，结合图5所示，箭头方向为风流流动方向，导流装置为连接于左盖体内侧的盒装结构，该盒状结构的上端面为导流面，靠近主动轴一侧为圆弧形结构用于配合风扇引导风流沿着风扇转动方向流动，在靠近从动轴一侧同样为圆弧结构以适配于变速器内的其他零部件的安装，通过导流面的设置，利于风流的顺畅流动，可避免在主动轴与从动轴之间形成涡流，降低风阻，提升风扇冷却效率。

本实施例中，所述导流面高于冷却风扇旋转中心。结合图5所示，该导流面利于引导风流随着风扇流出后向从动轴一侧流动，可防止风流继续周向流动流回至风扇内部，降低漏风率，提高风扇的冷却效果。

本实施例还公开了一种发动机，所述发动机箱体内安装有变速器，所述变速器主动轮传动配合于曲轴，上述冷却风扇传动配合于主动轮，所述导流装置设置于发动机箱盖内侧并位于变速箱的主动轮与从动轮之间。结合图6所示，发动机左箱体(12)外端盖有左箱盖(7)，左箱盖和左箱体端部直接合围成减速器安装腔，该安装腔内安装有CVT变速器，具体为该安装腔内安装有变速器的主动轴和从动轴，主动轴上传动配合安装有主动轮8，从动轴上传动配合安装还有从动轮9，主动轮和从动轮之间通过V带10传动配合，CVT变速器的结构为现有结构，具体不在赘述；上述集成结构将变速器集成于发动机内形成无极变速发动机，该发动机结构紧凑，体积小；其中发动机曲轴11穿过左箱体端面与主动轴传动配合，其中冷却风扇传动配合于主动轮，即风流从左箱盖上的进风口进入并经过冷却风扇驱动向从动轴侧流动，该流动方向利于对主动轮以及从动轮所在区域内进行冷却，提高变速器内冷却效果。

本实施例中，所述冷却风扇一体成型于主动轮端面。结合图5所示，主动轮靠近左箱盖一端面集成有叶片，即该主动轮的端面作为风盘，通过该结构简化风扇的安装结构，便于变速箱的装配，提高变速箱的结构紧凑性。

本实施例中，所述冷却风扇叶片与发动机箱盖内侧面轴向间隙小于2mm。结合图5所示，冷却风扇叶片与左箱盖之间的间隙如A点所示，该间隙小于2mm，可有效降低漏风率，提高冷却效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种冷却风扇，其特征在于：包括风盘以及连接于风盘上并周向分布的若干个叶片，所述叶片的尾部逆着风扇转动方向弯曲。

2.根据权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于：所述叶片尾部出风角度为35°～55°。

3.根据权利要求1述的冷却风扇，其特征在于：所述叶片头部进风角度为25°～45°。

4.根据权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于：所述叶片头部厚度大于尾部厚度。

5.根据权利要求1所述的冷却风扇，其特征在于：所述叶片头部从外至内向靠近叶片旋转中心侧倾斜。

6.一种风冷系统，其特征在于：权利要求1-5任一权利要求所述的冷却风扇安装于箱体内，箱体内位于冷却风扇与出风口之间的区域设置有导流装置，所述导流装置上端具有用于将风流从冷却风扇侧引导至出风口侧的导流面，所述导流面从冷却风扇侧向出风口侧倾斜向上。

7.根据权利要求6所述的风冷系统，其特征在于：所述导流面高于冷却风扇旋转中心。

8.一种发动机，其特征在于：所述发动机箱体内安装有变速器，所述变速器主动轮传动配合于曲轴，所述权利要求7所述的冷却风扇传动配合于主动轮，所述导流装置设置于发动机箱盖内侧并位于变速箱的主动轮与从动轮之间。

9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于：所述冷却风扇一体成型于主动轮端面。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于：所述冷却风扇的叶片与发动机箱盖内侧面轴向间隙小于2mm。

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