CN111622964B - 环形风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环形风扇，该环形风扇包括扇叶和嵌件，扇叶包括轮毂、轮毂加强筋、导叶、导流筋、叶片和导流环，轮毂上均匀设有多片叶片，多片叶片的根部均设置在轮毂上；每片叶片前端面靠根部均设有导叶，每片叶片后端面均设有导流筋，导流筋从一片叶片的根部延伸到相邻另一片叶片上。本发明采用加大轮毂比，提升投影宽度，优化导流及叶片角度，可实现风扇风量大幅提高；通过优化前后叶片面导流、可实现风扇效率的较大提升以及噪音的较大降低，效率提升达17.1％，同等风量下噪声相比其他风扇下降约8db，显著提高舒适性；在导流环后端最大直径相同条件下，导流环前端直径较小，在未牺牲风量前提下，机舱空间更加畅通，有利于空气流通。

Description

环形风扇
技术领域
本发明涉及汽车发动机冷却技术领域，具体涉及一种环形风扇。
背景技术
随着汽车国六标准的发布，各大商用车及发动机公司对于冷却风扇提出了更高的要求，例如有限的舱体布置空间、更大的散热量、更高的散热效率以及更低的噪音。
风扇是安装在发动机曲轴或者风扇托架上的部件，安装时风扇前端(即面向发动机看风扇一侧)需与护风罩进行安装匹配，护风罩安装在散热器后端(即风扇处于散热器与发动机之间)，而散热器安装在车辆的前端。风扇一方面通过吸风带走散热器表面热量，另一方面也能带走少部分发动机整体热量。在散热器、护风罩、发动机结构及布置已经定型情况下，通过优化风扇性能，可有效提高发动机散热能力。
传统风扇设计时，为了提高风扇风量大而忽略风扇功耗，导致风扇的效率低，噪音高。。传统的风扇结构上存在以下缺点：1)轮毂处结构简单，2)叶片投影宽度窄，3)叶片前端无导流结构，4)风扇导流环为平板式；这使得传统风扇在风量、效率、噪音都无法满足国六整车的散热量和舒适性的需求。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种风量大、效率高、噪音低的环形风扇，该环形风扇的风量和效率均可满足国六商用车重卡的设计要求。
本发明采用的技术方案是：一种环形风扇，包括扇叶和嵌件，其特征在于：所述扇叶包括轮毂、轮毂加强筋、导叶、导流筋、叶片和导流环，所述嵌件嵌入到轮毂中，所述轮毂上均匀设有多片叶片，多片所述叶片的根部均设置在轮毂上；每片所述叶片前端面靠根部均设有导叶，每片所述叶片后端面均设有导流筋，所述导流筋从一片叶片的根部延伸到相邻另一片叶片上。
作为优选，所述叶片数为9～14片。
作为优选，所述叶片为弧形叶片，半径在130～150mm之间，入口角度为65°～70°，出口角度为5°～8°，叶片宽度为90～150mm。
进一步的，所述导叶为圆弧形，半径为R240～R246mm，高度为0～20mm。
作为优选，所述导流筋的半径为R145～R149mm，高度为0～40mm。
作为优选，所述轮毂上设有多根轮毂加强筋，每根所述轮毂加强筋连接相邻两片叶片的根部，相邻两根所述轮毂加强筋交叉设置。
进一步的，所述轮毂加强筋的厚度为2～4mm，高度为35～40mm。
作为优选，所述风扇导流环包括伸入护风圈的圆环部和使空气导流回叶片前端的圆弧部。
作为优选，所述嵌件中部设有定位内环，所述定位内环上设有防错槽；所述嵌件盘面上设有安装孔和注塑孔。
作为优选，所述轮毂与嵌件固定处尺寸为Φ260～Φ300mm。
本发明取得的有益效果是：本发明采用加大轮毂比，提升投影宽度，优化导流及叶片角度，可实现风扇风量大幅提高，相比传统环形同等级风扇，该风扇在相同边界条件下，其风量提升12.9％；通过优化前后叶片面导流、可实现比同直径风扇的效率增加4％以及噪音下降1dB的技术指标，空气动力学优化更为合理，效率提升达17.1％；同等风量下噪声相比其他风扇下降约8db，显著提高舒适性；通过优化导流环结构，节省机舱空间：在导流环后端最大直径相同条件下，导流环前端直径较小，在未牺牲风量前提下，机舱空间更加畅通，有利于空气流通。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为叶片主视图；
图3为图2的后视图；
图4为嵌件的结构示意图；
附图标记：1、叶片；11、轮毂；12、导叶；13、轮毂加强筋；14、导流筋；15、叶片；16、导流环；2、嵌件；21、安装孔；22、注塑孔；23、定位内环；24、防错槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-4所示，本发明的一种环形风扇，包括扇叶1和嵌件2，扇叶1和嵌件2通过注塑成型融为一体结构，扇叶1为塑料件，嵌件2为高强度金属件。嵌件2上设有安装孔21，通过安装孔21可以安装在发动机上跟随发动机转动，为整车提供散热风量，扇叶1通过扇叶15、叶形及导流等结构设计为散热系统提供足够的风量。驱动扭矩由外部通过嵌件2带动扇叶1转动，旋转带动空气流动实现发动机散热，满足客户对风量、功耗和舒适性的需求。
本实施例中，扇叶1包括轮毂11、轮毂加强筋13、导叶12、导流筋14、扇叶15和导流环16，嵌件2嵌入到轮毂11中(注塑时将嵌件嵌入塑料轮毂中)，轮毂11上均匀设有多片叶片15，多片叶片15的根部均设置在轮毂11上；每片叶片15前端面靠根部均设有导叶12，每片叶片15后端面均设有导流筋14，导流筋14从一片叶片15的根部延伸到相邻另一片叶片15上。
本实施例中，为保证过风面积同时减少对风量的损耗，设计叶片15片数为9～14片。叶片15为弧形叶片，半径在130～150mm之间，入口角度为65°～70°，出口角度为5°～8°，叶片宽度为90～150mm。
本实施例中，轮毂11与嵌件2固定处的尺寸为Φ260～Φ300mm，轮毂11上设有多根轮毂加强筋13，每根轮毂加强筋13连接相邻两片叶片15的根部，相邻两根轮毂加强筋13交叉设置，作用是加强叶片15根部强度。轮毂加强筋13的厚度为2～4mm，高度为35～40mm。
本实施例中，导叶12半径为R240～R246mm，高度为0～20mm，圆弧式导叶12与叶片15相融合，作用是减少风扇转动时叶片15根部的紊流。
本实施例中，导流筋14的半径为R145～R149mm，高度为0～40mm,从一片叶片15的根部延伸到相邻另一片叶片15上，作用是使空气沿着导流筋14的形状流动到叶片15表面，可以集中风力获得更大的风量。
本实施例中，风扇导流环16由一段圆环和一段圆弧共同组成，圆环部分伸入护风圈，圆弧部分使空气导流回叶片前端，导流环搭配U型嘴护风圈使空气流动更加稳定，在叶尖部分不会产生紊流。
本实施例中，嵌件2中部设有定位内环23，定位内环23的尺寸根据对手件的尺寸而定，定位内环23为装配时定位中心，防止高速转动时偏心；定位内环23上设有四个防错槽24，避免注塑时嵌件2放置错误。嵌件2盘面上设有两排安装孔21，可与两种不同的对手件相配合；盘面靠外侧分布42个Φ10注塑孔22，孔的排布可以根据冲压工艺和注塑工艺进行调整，在注塑时使塑料粒子与嵌件2结合防止脱落，注塑孔22在注塑时与塑料扇叶1的轮毂11融为一体，注塑孔22注塑后在外观上就会为塑料所覆盖。
通过对本发明的环形风扇进行测量，设置边界条件：环境温度：20℃±5℃；风扇上下间隙25～30mm；风扇伸入护风罩深度7～10mm；空气密度1.05kg/m3；在1500rpm，风阻系数为0.09时，风扇风量可以达到5.8kg/s，效率可以达到40.3％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种环形风扇，包括扇叶和嵌件，其特征在于：所述扇叶包括轮毂、轮毂加强筋、导叶、导流筋、叶片和导流环，所述嵌件嵌入到轮毂中，所述轮毂上均匀设有多片叶片，多片所述叶片的根部均设置在轮毂上；每片所述叶片前端面靠根部均设有导叶，每片所述叶片后端面均设有导流筋，所述导流筋从一片叶片的根部延伸到相邻另一片叶片上；所述叶片数为9～14片，所述叶片为弧形叶片，半径在130～150mm之间，入口角度为65°～70°，出口角度为5°～8°，叶片宽度为90～150mm；所述导叶为圆弧形，半径为R240～R246mm，高度为0～20mm；所述导流筋的半径为R145～R149 mm，高度为0～40mm。
2.根据权利要求1所述的环形风扇，其特征在于：所述轮毂上设有多根轮毂加强筋，每根所述轮毂加强筋连接相邻两片叶片的根部，相邻两根所述轮毂加强筋交叉设置。
3.根据权利要求2所述的环形风扇，其特征在于：所述轮毂加强筋的厚度为2～4mm，高度为35～40mm。
4.根据权利要求1所述的环形风扇，其特征在于：所述导流环包括伸入护风圈的圆环部和使空气导流回叶片前端的圆弧部。
5.根据权利要求1所述的环形风扇，其特征在于：所述嵌件中部设有定位内环，所述定位内环上设有防错槽；所述嵌件盘面上设有安装孔和注塑孔。
6.根据权利要求1所述的环形风扇，其特征在于：所述轮毂与嵌件固定处尺寸为Φ260～Φ300mm。
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