CN111927825B - 开口风扇 - Google Patents

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CN111927825B CN202010724098.0A CN202010724098A CN111927825B CN 111927825 B CN111927825 B CN 111927825B CN 202010724098 A CN202010724098 A CN 202010724098A CN 111927825 B CN111927825 B CN 111927825B
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Abstract

本发明涉及一种开口风扇，该开口风扇，包括扇叶和嵌件，扇叶包括轮毂和叶片，嵌件嵌入到轮毂中，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；每片叶片迎风面靠均设有前导叶，每片叶片背风面均设有后导叶；叶片的曲率半径为110～140mm之间，入口角度α为55°～65°，出口角度β为10°～15°。采用独特形状的前后导叶设计，以及优化导流及风扇叶片出入角度，相比传统同等级开口风扇，该风扇在相同边界条件下(风扇距离护风罩上下径向间隙8～10mm，风扇伸入护风罩深度67mm，空气密度1.05kg/m3)，其风量提升2％，其风扇效率提高到43％，功耗降低8％，噪音降低2dB。实现风扇效率的较大提升以及噪音的较大降低。

Description

开口风扇
技术领域
本发明涉及汽车发动机冷却技术领域，具体涉及一种开口风扇。
背景技术
风扇是安装在发动机曲轴或者皮带轮上的部件，在安装时风扇前端(即面向发动机看风扇一侧)还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。而传统的开口风扇，存在以下缺点：1)轮毂处结构较复杂厚重；2)风扇投影宽度很宽；3)风扇前端根部无倒流结构。这使得传统风扇在风量、效率、噪音、功耗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、噪音低的开口风扇，该开口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：一种开口风扇，包括扇叶和嵌件，其特征在于：所述扇叶包括轮毂和叶片，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；每片所述叶片迎风面靠均设有前导叶，每片所述叶片背风面均设有后导叶；所示叶片的曲率半径为110～140mm之间，入口角度α为55°～65°，出口角度β为10°～15°。
作为优选，所述前导叶与叶片通过圆弧式过渡倒角连接，所述前导叶高度从进风侧到后侧逐渐增高，进风侧高度为2～5mm，中部高度为8～12mm，后侧高度为15～25mm。
进一步的，所述前导叶设置在以轮毂中心为圆心直径为280mm～320mm的环形范围内。
作为优选，所述后导叶与叶片通过圆弧式过渡倒角连接，所述后导叶从叶片根部向叶片顶部延伸且高度依次增加；所述后导叶顶部与风扇底部平面保持一致。
作为优选，所述后导叶设置在以轮毂中心为圆心直径为260mm～340mm的环形范围内。
作为优选，所述轮毂处设有辐射式加强筋，所述加强筋连接轮毂和叶片背风面根部，厚度为3～5mm，高度为15～50mm。
作为优选，所述风扇总投影宽度为100～110mm。
作为优选，所述轮毂尺寸为Φ300～Φ360mm。
本发明取得的有益效果是：采用独特形状的前后导叶设计，以及优化导流及风扇叶片出入角度，相比传统同等级开口风扇，该风扇在相同边界条件下(风扇距离护风罩上下径向间隙8～10mm，风扇伸入护风罩深度67mm，空气密度1.05kg/m3)，其风量提升2％，其风扇效率提高到43％，功耗降低8％，噪音降低2dB。实现风扇效率的较大提升以及噪音的较大降低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为前导叶在叶片上的结构示意图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的仰视图；
图5为图1的剖视图；
图6为本发明的风扇与无导叶结构风扇流量功耗对比图；
图7为本发明的风扇与无导叶结构风扇流量效率对比图；
附图标记：1、叶片；2、嵌件；3、前导叶；3.1、前导叶进风测；3.2、前导叶中部；3.3、前导叶后侧；4、后导叶；5、加强筋；6、轮毂。
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1-5所示，本发明的一种开口风扇，包括扇叶和嵌件2，扇叶和嵌件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。扇叶包括轮毂6和叶片1，轮毂6上均匀设有多片叶片1，多片叶片1的根部均设置在轮毂11上，结合图1所示，每片叶片1迎风面均设有前导叶3，每片叶片1背风面均设有后导叶4；叶片1均为弧形叶片，叶片的曲率半径为110～140mm之间，入口角度α为55°～65°，出口角度β为10°～15°。轮毂6尺寸
Figure BDA0002601053010000031
为Φ300～Φ360mm(如图5)。
结合图2和图3所示，本实施例中，前导叶3与叶片1通过圆弧式过渡倒角R1连接，前导叶3高度从进风侧3.1到后侧3.3逐渐增高，进风侧3.1高度为2～5mm，中部高度3.2为8～12mm，后侧高度3.3为15～25mm。前导叶设置在以轮毂中心为圆心直径为280mm～320mm的环形范围内(图3中
Figure BDA0002601053010000032
和
Figure BDA0002601053010000033
形成的环形区域内)。
结合图4和图5所示，本实施例中，后导叶4与叶片1通过圆弧式过渡倒角R1连接，后导叶4从叶片1根部向叶片顶部延伸且高度依次增加；后导叶4顶部N与风扇底部平面M保持一致(如图5)。后导叶4设置在以轮毂中心为圆心直径为260mm～340mm的环形范围内(图4中
Figure BDA0002601053010000034
和
Figure BDA0002601053010000035
形成的环形区域内)。
如图5所示，本实施例中，轮毂6处设有辐射式加强筋5，每片叶片1的后导叶轮毂处设有两根加强筋，加强筋5连接轮毂和叶片背风面根部，厚度U为3～5mm，高度为15～50mm。风扇总投影宽度T为100～110mm。
结合图6和图7，通过对本发明的环形风扇进行测量，设置边界条件：风扇距离护风罩上下径向间隙8～10mm，风扇伸入护风罩深度67mm，空气密度1.05kg/m3；在1400rpm，整车热系统风阻流动系数τ为0.1时，风扇风量可以达到3.543kg/s，效率可以达到43％，功耗为6.3Kw，噪声为82db；无前后导叶结构的风扇，在相同边界工况下，风量3.438kg/s，效率38％，功耗为7.05Kw，噪声为84db。各项风扇性能数据低于本发明的风扇数据。
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 (1)

1.一种开口风扇，包括扇叶和嵌件，其特征在于：所述扇叶包括轮毂和叶片，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；每片所述叶片迎风面均设有前导叶，每片所述叶片背风面均设有后导叶；所述叶片的曲率半径为110~140mm之间，入口角度α为55°~65°，出口角度β为10°~15°；所述前导叶与叶片通过圆弧式过渡倒角连接，所述前导叶高度从进风侧到后侧逐渐增高，进风侧高度为2~5mm，中部高度为8~12mm，后侧高度为15~25mm；所述前导叶设置在以轮毂中心为圆心、直径为280~320mm的环形范围内；所述后导叶与叶片通过圆弧式过渡倒角连接，所述后导叶从叶片根部向叶片顶部延伸且高度依次增加；所述后导叶顶部与风扇底部平面保持一致；所述后导叶设置在以轮毂中心为圆心、直径为260~340mm的环形范围内；所述风扇总投影宽度为100~110mm；所述轮毂处设有辐射式加强筋，所述加强筋连接轮毂和叶片背风面根部，厚度为3~5mm，高度为15~50mm；所述轮毂尺寸为Φ300~Φ360mm。
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